噴丸強(qiáng)化覆蓋率檢測

噴丸覆蓋率：

我們在對(duì)工件進(jìn)行噴丸強(qiáng)化時(shí)，除了要求噴丸在工件表面可以壓出凹坑，讓工件產(chǎn)生塑性形變，從而增加殘余壓應(yīng)力外，我們還要求噴丸要對(duì)工件表面完成均勻的覆蓋，理想覆蓋率為100%（事實(shí)上我們通過重復(fù)噴丸，并考慮經(jīng)濟(jì)性，基本可以達(dá)到98%-99.9%以上，可視為100%覆蓋，現(xiàn)實(shí)中當(dāng)覆蓋率達(dá)到98%以上就不好測定了，所以在初次噴丸覆蓋率達(dá)到98%后，我們會(huì)根據(jù)初次98%覆蓋率噴丸時(shí)間，加倍噴丸時(shí)間，以此達(dá)到理想覆蓋率），達(dá)到理想的覆蓋率后，我們就可以在金屬工件的表面形成均勻壓坑和壓應(yīng)力層，才真正在工件表面實(shí)現(xiàn)噴丸強(qiáng)化。

噴丸覆蓋率檢測的意義：

由于噴丸強(qiáng)化，對(duì)工件噴丸覆蓋率有必須的覆蓋率要求，而我們通過肉眼無法準(zhǔn)確判斷出覆蓋率，所以我們必須通過專業(yè)的覆蓋率儀器，對(duì)工件表面進(jìn)行覆蓋率的檢測，覆蓋率檢測的意義在于兩點(diǎn)，其一，獲取覆蓋率和時(shí)間關(guān)系，計(jì)算噴丸實(shí)際所需要的時(shí)間；其二，在噴丸結(jié)束后確認(rèn)噴丸效果，以采取進(jìn)一步措施。

噴丸覆蓋率檢測標(biāo)準(zhǔn)：

目前使用比較多的即SAE覆蓋率檢測標(biāo)準(zhǔn)，SAE J442 噴丸強(qiáng)化試片，夾具，及測量儀

SAE J443 噴丸強(qiáng)化試片使用標(biāo)準(zhǔn)的步驟

工件和試片的覆蓋率對(duì)比：

工件達(dá)到完全覆蓋所需要的噴丸時(shí)間，可能和SAEJ443中所提到的阿爾門試片的強(qiáng)度、飽和時(shí)間不同。這是因?yàn)楣ぜ耐庑?，硬度和屈服?yīng)力強(qiáng)度與阿爾門試片不同。在其他客觀因素不變的情況下，表面硬度軟（屈服應(yīng)力?。┑墓ぜ扔玻ㄇ?yīng)力大）一些的達(dá)到完全覆蓋所需時(shí)間更為短些。因?yàn)榍?yīng)力小的工件，在相同噴丸強(qiáng)度下，形成的凹坑更大，表面壓應(yīng)力波及面大。

覆蓋率和噴丸暴露時(shí)間的關(guān)系：

噴丸彈丸流的覆蓋率和噴丸時(shí)間之間存在明確及定量的關(guān)系。其之間關(guān)系可以用以下公式來具體說明：

Cn=1-（1-C₁）ⁿ

這里：

C₁= 一次循環(huán)覆蓋率（小數(shù)）

C_n = n次循環(huán)覆蓋率（小數(shù)）

N=循環(huán)次數(shù)

此等式表明，把覆蓋率達(dá)到100%作為一個(gè)設(shè)定。而覆蓋率達(dá)到98%以上是很難精確測定的。由于覆蓋率達(dá)到100%是一個(gè)設(shè)定，并且精確測量可接近98%（含98%），因此可以選取任意98%的覆蓋率來代表完全覆蓋。如果超過這個(gè)數(shù)值，覆蓋率可表示為達(dá)到98%的覆蓋率所需的曝光時(shí)間的倍數(shù)。例如1.5的覆蓋率則代表此樣品曝光時(shí)間為覆蓋率達(dá)到98%時(shí)所需曝光時(shí)間的1.5倍。圖1所顯示的為張圖表描繪了合適的曝光時(shí)間范圍。

覆蓋率和噴丸時(shí)間之間的關(guān)系:

圖2-覆蓋率示例

達(dá)到98%的覆蓋率（完全覆蓋）的次數(shù)要求預(yù)測：

經(jīng)過一次噴丸測得覆蓋率，可由此預(yù)測出覆蓋率達(dá)到98%（完全覆蓋）將要進(jìn)行的總次數(shù)。根據(jù)噴丸覆蓋率和噴丸時(shí)間（次數(shù)）關(guān)系計(jì)算。例如，一次噴丸，覆蓋率達(dá)到80%，那么經(jīng)過連續(xù)三次噴丸，覆蓋率至少能達(dá)到100%，一次噴丸覆蓋率為60%，要經(jīng)過連續(xù)五次噴丸，若果一次噴丸覆蓋率為39%，將要連續(xù)進(jìn)行8次噴丸。

覆蓋率的檢測方法：

覆蓋率的檢測必須在經(jīng)噴丸表面的代表區(qū)域進(jìn)行取樣操作。這些區(qū)域包含了難以達(dá)到的凹形槽和陰影區(qū)域。根據(jù)噴丸標(biāo)準(zhǔn)對(duì)噴丸工件進(jìn)行取樣。覆蓋率的測定可使用以下任何一種或者幾種或和使用方法。

一、目測：

使用10-30倍甚至50倍的放大鏡對(duì)工件噴丸表面進(jìn)行目測。如果使用10-30倍的放大鏡進(jìn)行目測仍然不能準(zhǔn)確觀察，可使用以下推薦的其中一種可替代方法進(jìn)行觀察檢測。

二、熒光劑跟蹤法：

工件在噴丸強(qiáng)化之前，將這些跟蹤劑涂到工件表面上，對(duì)工件噴丸表面完全覆蓋，在噴丸之后再目測，被移除涂層的總量和工件表面比即為覆蓋率。

• 根據(jù)制造商的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)操作，噴丸之前對(duì)工件或者樣品的代表區(qū)域進(jìn)行涂層。在噴丸之后，用10-30倍的放大鏡對(duì)噴丸的表面進(jìn)行觀察，確認(rèn)所要求覆蓋率的要求。然后在陰暗的區(qū)域使用紫外線燈對(duì)相同的表面的進(jìn)行觀察，測出被清除的跟蹤涂層量。
• 根據(jù)將噴丸工件上被清除的涂層的總量和樣品表面被清除的涂層進(jìn)行對(duì)比。使用10-30倍的放大鏡目測，如果工件比樣品呈現(xiàn)出更多的殘余熒光劑，即為噴丸未充分覆蓋。
• 但我們必須要注意的一點(diǎn)是跟蹤劑完全清除可能不能完全代表目測的覆蓋率。

三、油墨標(biāo)記法：

油墨標(biāo)記法的使用方法和熒光跟蹤劑測量方法是一樣的。

四、復(fù)制法

對(duì)轟擊噴丸強(qiáng)化之后，復(fù)制其表面測量覆蓋率。

覆蓋率試樣：

覆蓋率試樣是指定金屬樣品，將其熱處理加工達(dá)到特定硬度，其硬度和用于展示覆蓋率的噴丸工件相似。當(dāng)覆蓋率試樣的噴丸凹痕非常小的時(shí)候，就不容易觀察得到，例如在高硬度的工件上使用低強(qiáng)度噴丸作業(yè)。在噴丸之前顆?；蛏氨灰氲皆嚇颖砻鎭泶龠M(jìn)之后的覆蓋率觀察。需注意的是核實(shí)該試樣覆蓋率和工件覆蓋率的對(duì)比。必須要考慮到加工硬化率對(duì)覆蓋率的影響。加工硬化率是由冶金學(xué)特性決定的，如：晶體結(jié)構(gòu)，相數(shù)。例如，奧氏體鋼比鐵素體鋼更快加工硬化。試樣的檢測時(shí)間必須受到最小達(dá)到理論100%覆蓋率噴丸時(shí)間的限制。這個(gè)不能代替部件覆蓋率的檢測。

噴丸覆蓋率檢測的發(fā)展：

目前噴丸覆蓋率研究的的主要目的，還是為了確認(rèn)噴丸達(dá)到完全覆蓋的噴丸工藝次數(shù)，為噴丸強(qiáng)化加工提供作業(yè)參數(shù)支持，同時(shí)確認(rèn)噴丸工件的噴丸覆蓋情況；

基于目前手持式自動(dòng)噴丸覆蓋率檢測儀，存檢測區(qū)域小，無法進(jìn)行復(fù)雜工件噴丸表面覆蓋率檢測，而其他包括熒光檢測法，檢測手段過于復(fù)雜的問題，我們急需向著檢測面積大、表面復(fù)雜、操作簡便的方向發(fā)展。