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板簧喷丸:板簧强化技术让产能快速提升

      很早之前,一片汽车钢板弹簧热处理后,工匠们就会不断地用锤子连续敲打、捶击它。那时候工匠们并不清楚他们这么做的结果会让板簧的使用寿命延长6倍,而现在,这一事实已被工程师们充分了解。

      这一强化工艺技术同样适用于圆柱螺旋弹簧(圆簧),扭杆,旨在不同程度提高和改善弹簧疲劳强度与应力腐蚀断裂强度。其他一些飞机和汽车零部件,如连杆、曲轴、摇臂、行星齿轮、齿轮圈、航空发动机叶片、起落架、传动轴都将强化工序作为生产过程的必要步骤,且制定了严格的技术规范。

      强化工艺是利用高速运动的弹丸流对金属表面的冲击而使表面产生循环塑性应变层,由此导致该层的显微组织发生有利的变化并使表层引入残余压应力场。表层的显微组织和残余压应力场是提高金属材料及其弹簧的疲劳断裂和应力腐蚀断裂抗力的两个强化因素,以提高弹簧的可靠性和耐久性。

      弹簧强化设备可分为两种类型:离心式叶片抛丸强化设备气动喷嘴式喷丸强化设备前者的优点是速度快、产量高,比较适用于板簧、圆簧等产能要求高的零件之强化处理,它能在较短的时间里抛射到更多的区域,以及让被喷部位更快达到饱和强度。无论哪种强化技术,目的都是要取得一个持续恒定、可重复的强化强度。因此,必须了解工艺过程中,哪些关键变量会影响到最后的强化结果,可利用一种连续通过式抛丸强化设备对板簧进行一个接一个单独的强化处理,让板簧几何凹面曝露在高速丸流下。典型的机型是包括一个抛头用于抛射板簧顶部,侧边装一个抛头,同时喷板簧左右侧面。

      在工作条件下,板簧会重复受到单向弯曲应力影响,因此有时是被应力强化的。实验证明,应力强化比常规强化能更进一步延长板簧的使用寿命。

      圆簧因呈现螺旋几何形状,所以对其的强化作业要比平表面的板簧强化困难些。另外,还必须严格评估圆簧横切面的强化效果,从而充分了解圆簧抗疲劳断裂的抗力大小。 圆簧被一个个单独地经一连续输送链系统送入抛丸室,抛丸室内装有一组平行辊道,强化的同时,辊道不停滚动,带动圆簧边旋转边前行。这样旋转的通过方式能让高速丸流通过圆簧各个环圈间,打到里圈的金属表面上,那里恰恰是圆簧应力最集中的部位。对于产能要求高的应用,可选择一种能同时喷两个圆簧的强化设备。

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