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【摘要】結合 國外齒輪噴丸強化 的有關標準和技術要求 ，對礦用汽車重載硬齒面齒輪 的噴丸強 化工藝進行了系統 的研究 ，充分說 明了齒輪噴丸強化是提高齒輪疲勞強度和使用壽命最為有效 的 手段 ，同時進一步闡明:什么是真正 的噴丸強化 ;真正 的噴丸強化又會產生怎樣的實 際效果 ;在真 正的噴丸強化 中應注意的事項 。
希望國內同行通過對本文 的學 習和 了解 ，可以不走 和少走我們走過 的彎路 ，從 實踐 中獲益。 文中雖以礦用汽車重載硬齒面齒輪為例 ，但推而廣之可適用于任何重載硬齒面齒輪的噴丸強化。

為了研究不同激光噴丸參數對殘余應力分布的影響規律, 較快獲取期望的殘余應力分布, 通過利用有限元軟件 ABAQUS 對激光噴丸過程進行數值模擬, 完成了 7075 航空鋁合金靶材在不同沖擊波峰值壓力、 沖擊次數、 光斑大小及搭接率 等工藝參數下的數值模擬。 模擬結果表明: 隨著峰值壓力的增加, 材料表面殘余壓應力也增加, 當峰值壓力增大到一定值時, 材料表面殘余壓應力達到最大; 當峰值壓力一定時, 材料表面及內部殘余壓應力隨光斑大小及沖擊次數的增加而增加; 隨著 光斑搭接率的增加, 材料表面殘余壓應力增大, 且隨著搭接率的增加, 表面殘余壓應力的波動逐漸減小。

江蘇液體噴丸設備和液體噴丸齒輪強化技術方案服務商，就液體噴丸強化工藝用于對齒輪件的強化處理,可防止工件疲勞破壞和提高工件抗疲勞壽命。文中重點介紹了齒輪噴丸強化的目的、方法及強化工藝的制定步驟。

利用短脈沖強激光對 40Cr 調質鋼表面進行了激光噴丸強化處理。激光沖擊強化參數為激光波長 1. 054 μm，脈沖時間為 23 ns，光斑直徑為0.8 mm，功率為 20 ~ 24 J。選用水為約束層，墨漆為吸收激光能量的涂層。通過測試研究了噴丸強化后材料的 微觀組織、顯微硬度和摩擦磨損性能。結果表明，激光噴丸能夠細化表層的微觀組織;材料強化后表面顯微硬度值能提高 30% ， 并沿深度方向逐漸減小;經過滑動磨損后，未強化處理的試樣的累計磨損失重是沖擊處理試樣 1. 4 倍，強化層磨損機理以磨粒磨 損和粘結磨損為主。

為企業、研究機構、高校、研究人員提供噴丸工藝實驗代工服務，提供噴丸表面處理工藝研究、噴丸試驗、零件試噴，噴丸可行性驗證服務，出具噴丸工藝研究、噴丸作業書、噴丸結果分析報告等書面報告。

為研究柱面零件噴丸強化殘余應力場的分布規律，應用 ABAQUS 軟件模擬了單粒球 形彈丸沖擊柱面曲線輪廓零件靶體過程。接觸碰撞數值模擬采用動態接觸對懲罰函數法，計算方 法采用中心差分時間顯式算法，模型加載模式采用彈丸速度加載，模擬獲得了噴丸強化殘余應力場 和位移場的分布規律。柱面靶體噴丸時，靶體表面產生的周向殘余壓應力和軸向殘余壓應力不等， 且表面周向殘余壓應力略小于表面軸向殘余壓應力; 靶體上產生的最大周向殘余壓應力和最大軸 向殘余壓應力出現在距靶體表面相同深度位置，但最大周向殘余壓應力略小于最大軸向殘余壓應 力，而周向殘余壓應力層深度略大于軸向殘余壓應力層深度。

采用增壓噴丸方式對 45 鋼進行表面處理，在材料表面制得納米結構表層，利用 SEM、TEM、 XRD 等 方法對納米結構表層進行了觀察與分析，采用盤-銷式摩擦磨損試驗機研究了納米化前后表面的磨損性能。 結果 表明:增壓噴丸使 45 剛表面發生嚴重的塑性變形，變形厚度約 30 μm，表層納米晶尺寸約 65 nm，硬度比基體提 高 2 倍;在低載油潤滑條件下 45 鋼表面納米化后表現出優異的耐磨性能。

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高能噴丸技術對工業純鈦進行了表面納米化處理，分析了表層組織和表層硬度，并通過與普 通噴丸的對比實驗，研究了兩種噴丸方法對工業純鈦疲勞性能的影響。結果得出，高能噴丸使表層組織 明顯細化，得到了無明顯特征的強烈塑性變形組織，表層硬度明顯提高。但高能噴丸并沒有使疲勞強度 大幅度提高，甚至低于傳統噴丸。斷口分析中發現，在高能噴丸疲勞斷口裂紋源處，能看到由于噴丸不 當造成的表面深坑和微裂紋等表面機械損傷，這可能是高能噴丸表面納米化比傳統噴丸沒有表現出更高疲勞強度的原因。

采用 100%和 300%覆蓋率噴丸方法對 TC4 鈦合金表面進行強化，分析了表面覆蓋率和熱暴露溫度對合金表面殘余應力場和 半高寬的影響。 結果表明:噴丸后，較高的覆蓋率可以提高殘余壓應力的數值、深度及半高寬數值;經過 200 °C ×1 h 熱暴露后，覆 蓋率為 100%和 300%噴丸的鈦合金表面殘余應力場和半高寬分布基本一致，說明覆蓋率偏高對于殘余應力場的熱穩定性有不利 影響;經過 500 °C ×1 h 熱暴露后，覆蓋率為 100%和 300%噴丸的鈦合金表面殘余應力場均松弛殆盡，說明熱暴露溫度對殘余應力 具有重要影響，而表面層半高寬仍高于基體，說明噴丸產生的塑性形變強化效果仍可能存在。

為 了提 高發 動機 葉片的使 用壽命 ，延遲裂紋的萌生 ，通 常對其采 用噴丸強化處理。本 文概括 了發動 機葉片噴丸強化研究的意義和必要性，介紹了葉片噴丸強化的工藝參數，重點闡述了發動機葉片噴丸強化設備的 研 究，并對發動機葉 片噴丸設備的應用做 了總結。

對 TCl鈦合金進行 了不 同液體噴丸工藝試驗 ，分別 應用三點彎 曲高頻疲 勞試 驗和 x射線應力分 析 系統測試了材料的疲勞性能及表面殘余應力分布，研究了不同噴丸工藝對疲勞性能和表面殘余應力的影響。 結 果 表 明 ，一 定 范 圍 內 ，噴 丸 壓 力 越 大 ，表 面 殘 余 應 力 越 高 ，疲 勞 極 限 越 高 。 但 噴 丸 壓 力 增 加 到 一 定 限 度 時 ，疲 勞強度下降 。噴丸飽 和時間及 噴丸角度對表面殘余應力和疲勞極限影響較小 。