电子档案


第 7 卷
2019 年
9 月刊
BACK

汽车工业中的抛喷丸强化应用


第 7 卷- 2019 年 9 月刊
汽车领域中的抛喷丸强化与联合工艺



Mario Guagliano

我认为没有必要讨论抛喷丸强化的起源,几乎每一本与该主题有关的书中都有说明。其中一些说法可以追溯到古代苏美尔人,他们习惯用锤击剑刃的方法使剑变硬,相对于敌人而言,他们获得了巨大优势。
到近代,在不到一百年前,现代抛喷丸强化正在向工业发展的方向迈进,成为一种能够显著提高机械零件疲劳强度的有效处理方法。其实没有进行回顾的必要,在当时,这种改善的原因并不十分清楚;事实上,这并没有阻止抛喷丸强化变得越来越受欢迎,这也要得益于已开展以及现在仍在开展的研究活动。
汽车工业是最早使用抛喷丸强化的行业之一,这并非偶然,可能是由于该方法带来了性能和生产率的完美结合。也就是说,抛喷丸强化并不是生产过程中的“瓶颈”,这一点是大规模生产(如汽车)成功的关键因素。
如今,抛喷丸强化已不再是提高机械零件和结构元件疲劳寿命的唯一机械处理方法。许多其他处理方法利用与抛喷丸强化相同的物理现象(动力冲击引起的不均匀塑性变形),但开发出了不同的介质和技术,现在已成为抛喷丸强化替代技术的潜在候选者。
也许最广为人知的一种是激光冲击强化,它用激光冲击代替了钢丸的冲击,最终的结果是产生了更深的残余压应力趋势,以及更出色的表面处理质量和粗糙度。
另一种就是所谓的表面机械超声冲击处理 (SMAT),它使用一种处理室,在其中使用压电装置对直径比抛喷丸强化所用钢丸更大的钢丸进行加速,以随机角度冲击目标零件,更加轻松地产生直至纳米尺寸的晶粒细化,并保持更好的表面处理效,晶粒细化可以获得优异的性能,是目前材料科学中一个非常有前途的研究领域。
空化喷丸是抛喷丸强化的另一种无钢丸联合工艺,引起表面塑性变形的能量由水空化通过专用装置吸收,同样,我们可以引用水射流喷丸不同的应用方式,其优点和缺点,以及其他相关的工艺。
但是,我认为,如果我们把注意力集中在汽车领域,那么据我所知,我还没有读到过关于这些处理方法应用于汽车零部件的论文。
事实上,也许这是因为保密的原因,但我认为,我们有理由假设,这些处理方法虽然有效,但在上述领域并不能取代抛喷丸强化,因为它们不能保证生产率能达到“经典”抛喷丸强化相同的水平。其中一些需要专用的设备,另一些需要很长的准备时间,或者不便于处理复杂的几何图形,这些都是具有最大缺口效应的案例(更需要机械处理)。
同时,它们对于特定和关键的情况越来越有吸引力,在这些情况下,性能比生产力更重要。
这也可能是这些工艺继续作为抛喷丸强化联合工艺而不是竞争对手的原因所在。


汽车工业中的抛喷丸强化应用
作者:Mario Guagliano
MFN特约编辑
义大利米兰大学教授
邮编:20156 义大利米兰
邮箱:mario@mfn.li