表面形变强化.ppt

表面形变强化;主要内容;一、根本原理;1.2外表形变强化

外表形变强化根本原理是通过机械手段(滚压、内挤压和喷丸等)在金属外表产生压缩变形，使外表形成形变硬化层。此形变硬化层的深度可达0.5mm～1.5mm。

硬化层中产生两种变化：一是在组织结构上，亚晶粒极大地细化，位错密度增加，晶格畸变度增大；二是形成了高的宏观剩余压应力。这两种变化使得金属外表的强度硬度得到了很大的提高，疲劳寿命也有了很大的改观。

;喷丸与滚压、孔挤压过程中，在机械力作用下工件外表产生塑性变形，引起加工硬化，使外表硬度、强度提高。

由右上图可见，弹丸冲击工件外表产生凹坑，使其周围产生塑性变形及宏观剩余应力。弹丸反复屡次冲击工件外表塑性变形量增大，外表硬度、强度增加。

右以下图为喷丸后表层硬度分布与时间关系，喷丸开始时硬度增加较快，后期硬度增加缓慢。;金属的塑形变形是通过位错运动实现的，在塑性变形过程中，由于位错间相互作用，使位错密度增加。以下图中〔a〕为喷丸前组织，晶界与亚晶界比较清晰，晶粒与亚晶粒比较大；〔b〕为初始喷丸时，随变形量增加，位错互相作用使位错密度不断增加，原亚晶界逐步模糊不清、消失；〔c〕为随喷丸覆盖增加，弹丸反复冲击金属外表，使一些位错重新排列形成新的亚晶界。随喷丸时间延长，塑性变形继续进行，位错密度进一步增加，使晶界逐步消失又组成新的晶界，使晶粒破碎、细化。;1.3形成外表剩余应力

在外表强化过程中，外表塑性变形带来的外表尺寸变化，而引起外表剩余应力。以下图是滚压处理后的剩余应力分布。;a、强化后剩余应力的分布规律

外表为剩余压应力，心部为剩余拉应力，最外表层由于应力松驰，其剩余应力稍有降低，故曲线上有“抬头”现象。;b、疲劳强度随外表剩余压应力的增加而增加;

;二、喷丸强化;;;;2.2喷丸强化用设备

喷丸强化用的设备主要有两种结构形式：气动式与机械离心式。

〔1〕气动式喷丸机

气动式喷丸机是依靠压缩空气带动将弹丸从喷嘴高速喷出，冲击工件的设备。他适用于要??喷丸强度较低、品种多、批量小、形状复杂、尺寸较小的零件。

按弹丸运动方式可分为吸入式、重力式、直接加压式三种类型。;;;;;;;;;;;采用喷丸强化处理的主要零件种类

;;三、外表滚压和孔挤压强化;3.1滚压和孔挤压强化用设备

滚压和孔挤压强化用设备是利用现有冷加工设备如车、钻床或镗床，再配备用作滚压和孔挤压强化工艺必须的装置。

〔1〕滚压强化用装置

在滚压过程中，主要运动是轴的回转运动，辅助运动是滚子沿轴的回转中心进行转动。适用于圆周类零件的强化。;;四、机械镀;谢谢！