彈簧拋丸強(qiáng)化（彈簧噴丸）

拋丸（噴丸）強(qiáng)化：

金屬零件在使用過程中，會(huì)發(fā)生金屬疲勞斷裂的現(xiàn)象，尤其在承載循環(huán)載荷（交變載荷）的情況下，金屬極易產(chǎn)生這種由于金屬疲勞而導(dǎo)致的拉應(yīng)力，拉應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致金屬產(chǎn)生裂紋，裂紋在金屬繼續(xù)使用（承載交變載荷）過程中，不斷延展、擴(kuò)大，達(dá)到一定程度會(huì)導(dǎo)致金屬斷裂；

為了解決金屬疲勞斷裂的問題，延長金屬壽命，我們需要在金屬表面產(chǎn)生壓應(yīng)力覆蓋成層、表面冷作硬化層，其可以有效抑制金屬疲勞的發(fā)生，紡織金屬裂紋擴(kuò)散，有效延長產(chǎn)品的使用壽命，這就需要我們引入拋丸強(qiáng)化、噴丸強(qiáng)化工藝；

拋丸和噴丸工藝，即是通過拋丸器或者強(qiáng)力壓縮空氣，將噴拋丸介質(zhì)（常見鋼丸、不銹鋼丸、霧化不銹鋼丸等），高速拋射到金屬零件表面，強(qiáng)大的沖擊威力，使介質(zhì)可以在金屬表面壓出一個(gè)個(gè)凹坑，凹坑的深度取決于拋丸、噴丸的強(qiáng)度，由于大量大介質(zhì)全面覆蓋金屬表面，使其表面壓出均勻覆蓋的一層凹坑（或者稱為皮膚），壓出的凹坑，會(huì)在金屬表面引入大量殘余壓應(yīng)力，形成冷作硬化層，而壓應(yīng)力能有效抵消金屬表面疲勞產(chǎn)生的拉應(yīng)力，而且冷作硬化的金屬表面抗交變載荷能力強(qiáng)，當(dāng)金屬表面產(chǎn)生疲勞拉應(yīng)力時(shí)，拋丸、噴丸處理后的壓應(yīng)力會(huì)抵消拉應(yīng)力，使其不會(huì)累積，最終導(dǎo)致發(fā)生裂紋而斷裂，在單元位置引入的表面壓應(yīng)力存量完全消耗掉前，這個(gè)位置不會(huì)發(fā)生裂紋和斷裂，這樣就可以，抵充相當(dāng)一部分的金屬疲勞拉應(yīng)力，延緩金屬發(fā)生裂紋和斷裂的時(shí)間，達(dá)到增強(qiáng)金屬使用壽命的目的。

彈簧失效機(jī)理：

目前常用的彈簧有壓縮彈簧、懸架彈簧、板簧等，它們?cè)趯?shí)際使用過程中，都存在不斷承載循環(huán)應(yīng)力交變的情況，根據(jù)金屬疲勞斷裂原理，我們知道，這種情況下，彈簧所使用的金屬是一定要發(fā)生疲勞斷裂的，同時(shí)我們可以發(fā)現(xiàn)，引入殘余壓應(yīng)力，對(duì)于LSFM/TSFM模式的疲勞斷裂抗力是沒有任何影響的，但引入噴丸強(qiáng)化作業(yè)，確實(shí)對(duì)此兩種斷裂形成了抗力，這就是“彈簧的組織結(jié)構(gòu)強(qiáng)化機(jī)制”，發(fā)揮了作用，但斷裂的機(jī)理和方式，我們可以按彈簧種類來分別判斷：

1.板簧（鋼板彈簧）

板簧其實(shí)是一塊具有彈性韌度的鋼板，其主載荷為固定座和托載間的垂直載荷，盡管也有其他方位的載荷，比如慣性載荷，但由于其他載荷交變循環(huán)次數(shù)遠(yuǎn)小于垂直，而且板簧在這些載荷方向上的厚度足夠，所以使用壽命內(nèi)，發(fā)生疲勞斷裂的可能性小，但也需要考慮，板簧主要是變循環(huán)載荷下表面不斷產(chǎn)生拉應(yīng)力累積，導(dǎo)致裂紋，左后變形和斷裂；

2.圓簧（壓縮彈簧、懸架彈簧）

這類彈簧使用圓柱鋼螺旋成中空?qǐng)A柱體形，由于其旋轉(zhuǎn)成型時(shí)是按一定角度來成型的，在使用過程中，彈簧在沿著固定底座和其托載的物體這兩點(diǎn)形成的直線方向，不斷承受著載荷忽大忽小的連續(xù)循環(huán)變化，也就是我們所說的循環(huán)交變載荷，但不同于板簧，載荷傳遞到圓簧所使用的圓柱鋼上時(shí)，由于圓柱鋼旋轉(zhuǎn)方向和載荷方向不可能是90度角，也不可能是180度角，那么載荷給彈簧鋼帶來就不會(huì)是單獨(dú)的切向應(yīng)力，也不是單獨(dú)的拉應(yīng)力，載荷會(huì)被分解為一部分切應(yīng)力、一部分拉應(yīng)力，也就是說，彈簧圓鋼，承載兩個(gè)方向的交變載荷，就會(huì)發(fā)生兩個(gè)方向的疲勞斷裂；

除了金屬拉應(yīng)力導(dǎo)致的金屬疲勞斷裂外，我們發(fā)現(xiàn)LSFM/TSFM模式的疲勞斷裂跟表面應(yīng)力變化無關(guān)，這種斷裂失效屬于組織結(jié)構(gòu)上的失效。

彈簧拋丸強(qiáng)化、噴丸強(qiáng)化：

我們已經(jīng)知道板簧、壓縮彈簧、懸架彈簧的失效機(jī)理，其實(shí)都是彈簧金屬在各個(gè)方位承載的交變、循環(huán)載荷，導(dǎo)致彈簧在不同方向發(fā)生的應(yīng)力拉伸進(jìn)而疲勞斷裂，而對(duì)彈簧拋丸強(qiáng)化、噴丸強(qiáng)化，引入表面殘余壓應(yīng)力足以應(yīng)對(duì)部主要的疲勞拉應(yīng)力，抵消彈簧在交變載荷中產(chǎn)生的拉引力，延長彈簧壽命，增加經(jīng)濟(jì)效益；

同時(shí)對(duì)于LSFM/TSFM模式的疲勞斷裂，彈簧拋丸強(qiáng)化、和彈簧噴丸強(qiáng)化中產(chǎn)生的“彈簧組織結(jié)構(gòu)”強(qiáng)化機(jī)理，能有效預(yù)防，延緩此類疲勞發(fā)生；

綜上所述，彈簧拋丸強(qiáng)化、彈簧噴丸強(qiáng)化，其強(qiáng)化機(jī)理為兩方面，其一，引入表面殘余壓應(yīng)力；其二，組織結(jié)構(gòu)強(qiáng)化。

彈簧拋丸強(qiáng)化、噴丸強(qiáng)化設(shè)備：

確認(rèn)了彈簧拋丸強(qiáng)化，彈簧噴丸強(qiáng)化在抑制彈簧疲勞、延長彈簧壽命的有效性，我們就需要進(jìn)一步為彈簧的拋丸強(qiáng)化、噴丸強(qiáng)化，準(zhǔn)備拋丸、噴丸設(shè)備，我們接下來將介紹幾款用于彈簧表面強(qiáng)化的彈簧強(qiáng)化機(jī)：履帶式拋丸機(jī)、連續(xù)彈簧強(qiáng)化機(jī)、滾筒拋丸機(jī)。

彈簧拋丸強(qiáng)化、彈簧噴丸強(qiáng)化介質(zhì)：

有了彈簧強(qiáng)化機(jī)，就必須采購拋丸、噴丸用的介質(zhì)，作為動(dòng)能傳遞媒介（或者壓應(yīng)力媒介），拋丸、噴丸的介質(zhì)選擇，需要參考彈簧的尺寸和應(yīng)用環(huán)境下必須達(dá)到的強(qiáng)化強(qiáng)度，如果彈簧尺寸小，為了達(dá)到有效的覆蓋率，也不傷害到彈簧，我們必須選擇規(guī)格小的拋丸介質(zhì)，如板簧，噴丸介質(zhì)尺寸可適當(dāng)放大，以達(dá)到較高的噴丸強(qiáng)度；

噴丸、拋丸介質(zhì)的材質(zhì)我們一般選擇鋼丸（鋼丸質(zhì)量大，價(jià)格便宜），不銹鋼丸（如不銹鋼彈簧、拋丸強(qiáng)度要求高的彈簧），霧化不銹鋼丸（可用于小型彈簧，噴丸強(qiáng)度要求相對(duì)不強(qiáng)的彈簧）；

我們可依據(jù)以上要求選擇噴丸、拋丸介質(zhì)。

彈簧強(qiáng)化代工和設(shè)備、工藝提供：

我們聯(lián)合上海交通大學(xué)殘余應(yīng)力分析和噴丸強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)室，中航工業(yè)集團(tuán)航空材料研究研究院，不斷試驗(yàn)和探討彈簧失效機(jī)理，研發(fā)噴丸強(qiáng)化，拋丸強(qiáng)化在彈簧強(qiáng)化方面的應(yīng)用機(jī)制和工藝，為廣大客戶提供金屬強(qiáng)化前沿技術(shù)，在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兼顧的情況下，為客戶提供合適的彈簧拋丸強(qiáng)化、噴丸強(qiáng)化代工服務(wù)，為客戶提供性價(jià)優(yōu)勢(shì)明顯的彈簧噴丸設(shè)備、彈簧拋丸強(qiáng)化設(shè)備，并推薦實(shí)際檢驗(yàn)、優(yōu)化過的成熟彈簧噴丸強(qiáng)化、彈簧拋丸強(qiáng)化工藝技術(shù)。

專業(yè)、執(zhí)著、誠信、周到，您的微笑就是我們的追求，歡迎垂詢！