Skrotis ir plaši izmantots virsmas apstrādes paņēmiens, lai uzlabotu precizitātes komponentu veiktspēju. Pamatprincips ietver sastāvdaļas virsmas bombardēšanu ar neskaitāmām augstas-cietības sfēriskām vidēm lielā ātrumā kontrolētos apstākļos, izraisot lokālu plastisko deformāciju. Lai arī skrošu strūklu apstrāde ir līdzīga tādiem procesiem kā smilšu strūklu un skrošu strūklu, kas atšķiras pēc vides un parametriem, skrotes tiek veikta pēc unikāla aukstās apstrādes mehānisma. Šis raksts koncentrējas uzshot peeningkā reprezentatīvs process.
Kā skrotis maina detaļas virsmu?
Atdalīšanas laikā liels skaits -ātrdarbīgu materiālu ietriecas virsmā, veidojot sīkus ievilkumus un izraisot virsmas slāņa plastisko deformāciju. Ja vien sākotnējais virsmas raupjums nav salīdzinoši augsts (Ra > 6,3 μm), process parastipalielina virsmas raupjumu.
Tas rada kopīgu pretrunu: palielināts raupjums bieži vien korelē arsamazināts noguruma spēks, kā redzams noguruma mūža aprēķinos, kas ietver virsmas raupjuma korekcijas koeficientus.
No otras puses, skrotis ir arī apārbaudīta metode noguruma spēka uzlabošanai, pat nemainot materiāla vai detaļas ģeometriju. Kā abi šie apgalvojumi var būt patiesi?
Divi pastiprināšanas mehānismi:{0}}uz stresu un strukturāli
Šķietamā pretruna tiek atrisināta, saprototdivkārši stiprināšanas mehānismika shot peening piedāvā:
Atlikušā kompresijas sprieguma pastiprināšana
Kad atslāņošanās materiāls iedarbojas uz virsmu, ārējais slānis tiek plastiski deformēts, bet iekšējais slānis paliek elastīgs. Pēc trieciena plastiski deformēto virsmu ierobežo apakšējais elastīgais slānis, kā rezultātā rodas astabils atlikušā spiedes sprieguma lauks.
Šis spiedes spriegums neitralizē ciklisko slodžu stiepes komponentu, aizkavējot vai nomācot noguruma plaisu rašanos un augšanu.
Šis efekts ir īpaši izdevīgs, ja{0}}pastāv jau esošas mikroplaisas vai defekti, jo spiedes spriegums palīdz "aizvērt" šīs plaisas, ievērojami samazinot noguruma bojājumu risku.
Mikrostrukturālā pilnveidošana
Augsta{0}}blīvuma ietekme rada arī būtiskas materiāla mikrostrukturālas izmaiņas:
Virsmas graudu izsmalcinātība un palielināts dislokācijas blīvums
Apakšgraudu struktūru veidošanās
Tādos materiālos kā austenīta tērauds,martensīta fāzes transformācijavar rasties, pievienojot transformāciju{0}}izraisītu nostiprināšanos
Apgrūtināta slīdēšana kristāla režģī, ierobežojot deformāciju starp sacietējušo virsmu un iekšējo matricu
Šīs pārvērtības uzlabo virsmas cietību, nodilumizturību un aizkavē noguruma plaisu veidošanos.
Vai skrotis vienmēr ir efektīva? Tikai ar pareizu procesa dizainu
Lai gan šāviens var uzlabot noguruma spēku, ko20% līdz 60%, tā efektivitāte ir atkarīga no rūpīgi kontrolētiem procesa parametriem. Faktori, kas ietekmē rezultātu, ir:
Mediju veids, izmērs, forma
Atdalīšanas spiediens un ātrums
Trieciena leņķis un virziens
Pārklājuma ātrums un atkārtošanās cikli
Sastāvdaļas sākotnējais virsmas stāvoklis
Citiem vārdiem sakot,skrotis nav tik vienkārši, kā izskatās. Slikti kontrolēti parametri var izraisīt priekšlaicīgus bojājumus, nevis uzlabojumus.
Secinājums
Shot peening iepazīstinalabvēlīgie atlikušie spiedes spriegumiunmikrostrukturālie uzlabojumikas ievērojami pagarina detaļu noguruma kalpošanas laiku un nodilumizturību.
Lai gan tas palielina virsmas raupjumu, kopējās priekšrocības bieži vien pārsniedz trūkumus-ja process ir pareizi optimizēts. Tādās nozarēs kā aviācija, automobiļu rūpniecība un augstas veiktspējas{1}}mašīnas skrotis joprojām ir būtisks instruments uzticamības un izturības meklējumos.(文章来源:iMechanics机械)
