随着现代产业技巧的发展,对于模具应用性能提出了更高的请求。努力缩短模具的生产周期提高模具的质量,延伸模具寿命,直接或间接带来的社会效益和经济效益是难以估计的。材料和热处理是影响模具质量、性能和应用寿命更重要的内在因素。60%模具的早期失效,是由材料和热处理的因素造成的。为了提高模的强度及模具的耐磨性,充分发掘模具材料的性能潜力,延伸模具服役寿命,采用了很多有效的措施,从省能源、省资源、充分施展材料的性能潜力,获得特别性能和更大技巧经济效益出发,发展和利用表面强化工艺技巧是提高模具应用性能和寿命的更重要的发展方向,喷丸强化就是其中的一项经济、简便而有效的模具表面处理工艺方法,值得大力推广。
喷丸强化是借助于硬丸粒,高速、持续锤击金属表面,使其产生强烈的冷作硬化。通过喷丸可以明显转变金属表面的应力状态、显微硬度、表层的微观形貌和相成分,从而提高模具的疲惫强度、抗冲击磨损及抗应力腐化性能。喷丸还可转变模具的表面粗糙度,并有效地往除电火花加工而产生的表面变质层。
喷丸强化方法简略易行,节俭能源,实用于落料模、冷作模、冷镦模和热锻模等以疲惫失效情势为主的模具,如锻模服役时,要经受曲折和热膨胀,常产生因局部屈服而导致显微裂纹,喷丸处理产生压应力能推迟显微裂纹的形成,从而延迟模具龟裂产生,模具经喷丸强化后应用寿命情况如表1所示。
喷丸强化原理
喷丸过程就是大批弹丸喷射到零件表面上的过程,而弹丸喷射到零件表面上有如无数小锤对表面锤击,因此,金属零件表面产生更为强烈的塑性形变,使零件表面产生必定厚度的冷作硬化层,称为表面强化层,此强化层会明显地提高零件在高温柔高湿工作下的疲惫强度。
零件表面形成的强化层之所以会改良其疲惫性能,其原因是在此层内有着完整不同于基体(即零件心部)的应力状态及组织结构,一般地说零件疲惫强度的提高与表面强化层内以下三个因素有关:
(1)表面层的宏观残余应力;
(2)表面层的微观应力;
(3)表面层的微细嵌镶组织。适当的、散布公平的残余压应力可能成为提高疲惫强度、提高抗应力腐化才能,从而延伸零件和构件应用寿命的因素;而不适当的残余应力则会下降疲惫强度,产生应力腐化,失却尺寸精度,甚至导致变形、开裂等早期失效事故,所以机械零部件和大型机械构件中的残余应力对其疲惫强度、抗应力腐化才能、尺寸稳固性和应用寿命有着十分重要的影响。喷丸可转变了应力散布状态,使零件表面形成一条很宽的压应力散布带,从而可更大地提高疲惫强度和零件的实际承载才能。
模具表面喷丸强化
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