彈簧廠商彈簧噴丸技術要求

　　彈簧噴丸的作用：

　　工作中易發生疲勞和應力腐蝕斷裂、氧化和點蝕等現象的機械零件均可以采用噴丸強化來改善其表面的力學性能。噴丸處理主要是起到強化作用進而能改善材料（零件）的各種性能，但是也會帶來對表面的一些損傷。根據研究結果和實用經驗，噴丸強化處理的作用和效果有以下幾個方面。

　　（1）抗疲勞強度的提高 提高零件抗疲勞強度是噴丸強化處理的主要目的，對于經受交變載荷的零件噴丸強化是重要的改進手段。噴丸處理對于提高工件疲勞壽命的效果是很顯著的。

　?。?）防止應力腐蝕開裂（簡稱 SCC）應力腐蝕的特征就是在僅有拉應力或者僅有腐蝕存在時都不會發生開裂，而當兩者同時起作用時斷裂就會發生。防止 SCC的對策除了針對環境及材料方面措施以外從應力方面考慮的對策就是如何降低或消除材料表面的拉應力，從殘余應力方面來考慮去應力熱處理和噴丸都是可行的方法。噴丸處理雖然只有表面的薄層起作用，但因為腐蝕和裂紋生成都是從表面開始的，所以噴丸處理對于防止 SCC 的發生有顯著的效果。

　　（3）防止延遲斷裂 延遲斷裂是指由于腐蝕而發生的氫在鋼的晶界聚集而產生沿晶裂紋并傳播擴展直至斷裂，斷裂的產生原因就是在常溫下可以向附近擴散的氫（擴散性氫），也就是鋼中原有的氫與因腐蝕而產生的氫向應力集中的晶界聚集，在晶界處發生裂紋并沿晶界傳播而產生斷裂。試驗表明對于易發生延遲斷裂的淬火回火處理后的高強度鋼與合金滲碳鋼，噴丸處理可以提高其延遲斷裂強度極限，延遲其裂紋發生而延長壽命。

　?。?）對表面粗糙度的損傷噴丸時隨加工時間的增加。，加工面會逐漸被壓痕所覆蓋。直到原有的表面完全被噴丸后的表面所代替，而噴丸后的表面與原有的加工或磨削表面是有顯著差別的，這就引起噴丸所產生的各種各樣的效果。一般噴丸后材料表面粗糙度是增加的，其損害程度與噴丸強度、丸粒大小、投射速度以及丸粒的硬度與被加工材料的硬度等各種因素有關。

　?。?）對材料表面組織結構的損傷 正確合理的噴丸處理對材料表面微觀組織的強化是有利的，但是當噴丸處理不良時例如過度噴丸就會給表面組織帶來損傷，即表面材料的折疊缺陷與過度的循環應變疲勞造成的微裂紋。

　?。?）其他效果 噴丸加工的效果還有因潤滑性的改善而帶來耐磨性的提高、熱傳導率的增加以及不銹鋼耐蝕性的提高等。

　　彈簧噴丸主要控制與衡量彈簧噴丸效果的試驗與檢驗項目：

　?。?）噴丸強度 噴丸強度取決于在單位時間內作用于工件單位面積上的動能，由在飽和點處的阿爾曼試片弧高來評定。噴丸強度是衡量噴丸處理強化效果最重要的參數，在彈簧噴丸的技術要求中是必不可少的控制指標。

　?。?）噴丸覆蓋率 是指噴丸形成的彈痕面積與總測量面積的比率。一般情況下可用標準圖片對比的方法用目視法確定覆蓋率的百分比，也可以用覆蓋率的檢測儀器。

　?。?）殘余應力 去除外力和熱影響以后保留在材料上的內應力。噴丸處理的應力強化效果主要涉及噴丸后彈簧表面殘余應力場的深度及其形態。推薦采用X射線應力測試儀，用逐步電解侵蝕剝層法可以測定出噴丸強化層的殘余應力場。

　?。?）顯微硬度 噴丸處理表面層的組織強化實際包括微觀結構的變化和相應的力學性能的變化。組織強化的度量參數包括顯微畸變量、嵌鑲塊尺寸、位錯密度等;力學性能的變化包括顯微硬度，甚至包括表面層宏觀力學指標，如屈服強度等。實際比較容易測試的是顯微硬度（用小負荷，50g 以下較好），在工藝驗證或研究時進行噴丸表面的硬度梯度試驗來獲得表面組織強化的效果數據。

　?。?）表面粗糙度 可以在噴丸后測量彈簧的表面粗糙度，一般彈簧產品的技術標準中還沒有彈簧表面粗糙度的規定，但是有些有高可靠性要求的高端彈簧已有提出。

　?。?）噴丸強化層的顯微組織 噴丸處理表面層的組織強化包括微觀結構的變化和相應的力學性能的變化。組織強化的度量參數包括顯微畸變量、嵌鑲塊尺寸、位錯密度等，這些參 數在研究噴丸強化工藝時需要通過電子金相技術手段進行分析。在生產現場作為衡量彈簧噴丸效果的試驗方法，常規的光學金相試驗也是十分重要的。

　　彈簧的噴丸強化工藝：

　　1）組合噴丸工藝技術。組合噴丸，一般也稱多次噴丸工藝。大多數經濟的工藝是采用二次拋丸。通過采用不同直徑的丸粒噴丸來實現。第一次采用較大丸粒來獲得殘余壓應力和表面光潔度。

　　2）應力噴丸工藝。應力噴丸工藝也是一項比較經典的噴丸工藝，只是因為難以應用于大批量生產，但近年來由于應力噴丸設備的快速發展，在高應力汽車懸架彈簧大批量生產中得到了較大發展。特別是應力強化噴丸與其他噴丸工藝的組合應用具有很好的強化效果。應力噴丸的預應力一般設定在700~800MPa，經應力拋丸后，殘余應力的峰值可以達到1200~1500MPa，從而得到高的抗疲勞強度。

　　彈簧噴丸后的工藝：

　　彈簧噴丸處理后的去應力退火工藝。噴丸處理的加工層、與一般經受塑性變形加工的材料一樣，由于內部的應變會造成彈性極限降低等問題，低溫去應力退火可有效地恢復彈性極限等性能。但是噴丸處理是靠殘余應力獲得的強化效果，去應力退火的溫度太高會使這種有效的殘余應力降低，因此通常的去應力退火溫度為180~220℃，保溫時間為 20~30min。

　　彈簧噴丸處理后的預應力工藝。為保證彈簧的疲勞壽命、通常都會增加強化彈簧的噴丸處理工序，普遍采用二次噴丸，也有進行應力噴丸或熱噴丸處理的。為提高彈簧的抗應力松弛性能，彈簧在噴丸后多采用強壓處理。

　　彈簧噴丸的標準：

　　GB/T31214.1—2014《彈簧噴丸》

　　JB/T 10802-2007 《圓柱螺旋彈簧噴丸 技術規范》