齿轮表面的喷丸强化技术

３ 提高 齿轮的疲劳 寿命 ．
例３ ：一 汽 采 用 强 化 喷 丸 工 艺 对 “ 放 ”牌 汽 解 车 变 速 器 一 挡齿 轮 进 行 疲 劳寿 命 试 验 ，显 著 提 高 了 齿 轮 的疲 劳 寿 命 ，如 表 １ 示 。为 了提 高 “ 放 ” 所 解 牌 主 动 螺旋 齿 轮 的 疲 劳 寿命 采 用 大 圆弧 滚 刀切 齿 ， 增 大 齿轮 圆角 可 以 使 主 动 螺 旋 齿 轮 的寿 命 由２ ．３ ０８ 万 次 提 高 ￣ ６ ．４ 次 ，如 果 再 采 用 强 化 喷 丸 ，可 １ ９５ 万 １ 以 使 其疲 劳 寿 命 提 高到 ２ ０ 万 次 。 １． ９
（ ）表面覆 盖率 ４
覆盖率是指 被处理工件 表
面 经 喷 丸 处 理 后 ，弹 丸 压 痕 面 积 与被 喷 工 件 表 面 积 的 比值 。通 常 用 百分 数 表 示 。 测量 要 点是 ￣ Ａｌ ｎ ｍｅ
（ ） 由于 喷 丸 使 工 件 表 层 中 的 残 留奥 氏体 变 ２ 为 马 氏 体 ，马 氏体 针 明 显较 未 喷 丸 件细 小 致 密 ，起 到 了细 化 马 氏体 亚 结 构 的作 用 。有 利 于残 留应 力 的 提 高 ，从 而 提 高 了齿轮 的疲 劳性 能 。
例４ 齿轮 采 用 碳 氮 共 渗 后 喷 丸 强 化 ，提 高 了 ： 接 触 疲 劳 强 度 。 如 Ｓ Ｍ４ ０ ￣ 齿 轮 ，经 通 氨 气 等 Ｃ ２Ｈ 进 行 碳 氮 共 渗 ， 随 着 含 氮 量 的 增 加 ， △ＨＶ （ 硬 度 降 ）提 高 ，即 抗 回火 性 能 提 高 ， 回火 温 度 可 达 ３ ０ 。解 决 了 汽车 用 自动 变 速 器ＡＩ 常 规 渗 碳 齿 ０℃ Ｔ 轮 齿 面接 触 疲 劳 破坏 问题 。
三、喷丸强化技术的应用
１ 提高渗碳 齿轮表面硬 度 ．
例 １ 一 汽 热 处 理 分 厂 喷 丸 设 备 采 用 德 国 产 ： Ｔ ５ ＶＲ １ Ｒ Ｓ 一 型应 力 喷 丸 设 备 。喷 丸 工艺 为 ：采 用
直 径 为 ０８ ．ｍｍ￣ ，喷 丸时 间为 ９ ｎ，喷 丸 速 度 为 Ｎ丸 ｍｉ
留压 应 力 ，得到高 的疲劳 强度 。适 合于优 质渗碳 钢 （ 如ＤＳ 钢 ，Ｗ 降至０１ ％以下 ，而 使内氧化 Ｇ１ ．５ 现象及 非马 氏体大 为减少 ；降低 晶界 脆性元素 Ｗ
２０ ｒ ｎ ８ ０／ 。齿 轮 材 料 为 ２ Ｃ Ｍ ｏ 钢 ，经 渗 碳淬 火 ｍｉ ２ｒ Ｈ
及 回火 处 理 。 喷 丸 强 化 处 理 后 齿 轮 表 层 组 织 得 到
四、喷丸强化新技术
１ 齿轮 的硬喷丸技术 ．
（ ）硬 喷 丸 技 术 １ 硬喷丸 不同于常规喷丸 ，
了 细 化 ，表 层 的 残 留 奥 氏 体 含 量 比 未 经 喷 丸 处 理 工 件 的残 留奥 氏体 含 量 要 低 １ ％左 右 ，在 距 离表 面 ０
பைடு நூலகம்
而是采 用７ ０ ０ ＨＶ高 硬 度 钢 丸 进 行 高 强 度 喷 丸 ，并 使 Ａ 试 片 产 生 ０６ 型 ． ｍｍ以 上 的 弧高 ，形成 较 大 的残
０ １ｍｍ范 围内，变化量 比较明显 ；经强化喷 丸处 ．５
理 后 的 齿 轮表 面 硬 度 提 高 了０５ Ｈ Ｃ ．～２ Ｒ 。
加。
（ ）喷 丸 时 间 在 其 他 喷 九 工 艺 参 数 不 变 的 ６ 情 况 下 ，喷 九 只 有 达 到 “ 和 ” 时 间 或两 倍 于 “ 饱 饱 和 ” 时 间时 可 获 得 最 佳 强化 效 果 ，通 常 强化 时 间不 足 比 强化 时 间过 度 更 为 不利 。 因此 ，当 发现 强 化 时
的检 验 方 法 为ｘ 线 衍 射 法 。 射
（ ）喷 丸件 表 层 显 微 硬 度 明 显提 高 ，这 是 受 １ 到 高 的残 留压 应 力 、加 工硬 化 和 组 织细 化 综 合 作 用 的 结 果 ，其 中残 留奥 氏体 的显 著 减 少 ，对 硬 度提 高
也 作 出 了贡 献 。
试 片 经喷 丸 后 放 大 约５ 倍 ，测 量 其弹 丸压 痕 面 积 。 ０ 因很难保证 覆盖率为 １０ ０ ％，故 实 际 上 ￣ ９ ％的 覆 Ｅ８ 盖率 定 义 为 全 覆 盖 率 。对 于 产 品 图 样 要 求 ３ ０ ０ ％的 覆盖 率 ，通 常用 达 ￣ ９ ％的有 效 覆 盖 率 所 需 喷 丸 时 Ｊ １８ 间 的３ 来 实 现 。 倍 （ ）弹 丸 质 量 ５ 弹 丸 质量 对 强 化 效 果 影 响 很
Ａ ｍｅ Ｎ量 仪 ）测量 弯 曲弧 的 高 度 。 ｌ ｎＩ ］ 喷 丸 强 度 的 另一 种 检 验 方 法 为 残 留应 力检 测 ，
速度达２０ｒ ｎ ９ ０／ ，弹 丸硬 度 为 ５ ＨＲＣ ｍｉ ７ 。其 喷 丸试
验 结果 如 下 ：
即对强化喷丸后的工件进行残留应 力的检测 ，具体
表 １ 喷丸强 化对 “ 解放”牌变速器一挡齿轮疲劳寿命
的影响
扭 矩 为４ ０ ｍ ５ Ｎ・ 处 理 状 态 弯 曲 疲 劳 寿 命 扭 矩 为 ３ ０ ｍ ７ Ｎ・ 接 触 疲 劳 寿 命
大 ，一般 规 律 是 ：弹 丸直 径 小 ，工 件表 面 残 留应 力 较高 ，但 强 化 层 较 浅 ；弹 丸 直 径 大 ，工件 表 面 残 留 应 力较 低 ，但 强 化 层较 深 ；弹 丸 硬 度 高 ，喷 丸 强 度 也 高 ；弹 丸 直 径 增 加 ，喷 丸强 度 也 增加 ；弹 丸 速 度 增 加 ，喷 丸 强度 、表 面 压应 力和 强 化 层深 度 三 者 增
未喷丸 （ ） 次
平均值
相对值
平 均值 ３８ ． ５×ｌ。 Ｏ
相对值 ｌ０ Ｏ％
Ｏ７ ．５×ｌ。 １０ ０ ０ ％
间低 于 规 定 时 间时 ，可 以对 该 工 件再 进 行 一 次 补 充
强化
强化抛丸 （ ） ３ ２ Ｏ ４ ６ ＞５ ６ Ｏ ＞ｌ ｌ 次 ． ×ｌ。 ５ ％ ４ ． ×ｌ。 ０ ３％