零件小孔噴丸工藝研究

何恩緒 魏曉麗 楊 琢 王華東 唐道興 李國明

（中航工業沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司，遼寧 沈陽 110043）

零件小孔噴丸工藝研究

何恩緒 魏曉麗 楊 琢 王華東 唐道興 李國明

（中航工業沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司，遼寧 沈陽 110043）

本文研究了小孔噴丸的特點和噴丸方式，經過大量試驗，總結出了小孔噴丸遮蔽試片技術的正確應用和小孔覆蓋率的檢測方法。

小孔；噴丸強度；飽和曲線；覆蓋率；遮蔽試片

1 概述

噴丸是種冷加工過程，用于在金屬表面產生壓縮殘留應力層來改進金屬的機械性能。需要用帶有充足力量的彈丸去撞擊零件表面使其產生塑性變形，從而增強零件壽命。小孔噴丸尤其是深孔，需要特殊噴丸方式，本文將詳細講解。

2 噴丸介質的選擇

購買的丸粒要符合ASM2431標準，介質型號首先根據設計圖要求進行選擇，如果設計圖沒有要求，根據表1進行選擇。

1622M28 G07 根據設計圖選擇的丸粒型號是S110硬丸classB，噴丸強度：0.1016～0.2032mmA

3 噴丸試片的選擇

根據設計圖或設計文件選擇相應的試片，通常小孔噴丸采用的是A型或N型試片，試片要滿足SAE J442要求。

4 小孔噴丸的方法

4.1 外噴嘴直接噴丸

4.1.1 當孔尺寸D≥H時，可以從孔的一側進行噴丸（D代表孔直徑，H代表孔深），由于每個位置只能噴到孔的1/4面積，因此要對孔進行4個方向噴丸。

4.1.2 當孔尺寸D＜H，2D≥H并且是通孔時，采用外噴嘴噴丸時要從孔的兩側進行噴丸（D代表孔直徑，H代表孔深），但也要對孔進行4個方向噴丸。

不僅左右方向噴丸，前后還要進行噴丸，才能達到完全覆蓋。為了提高噴丸效率，也可以采用4個噴嘴在孔的4個方向同時進行噴丸。

4.2 外噴嘴反射針式噴丸

在通孔的兩端（任何一端）放置一個反射針，采用正常的直噴嘴就可以對通孔內徑進行噴丸，不存在障礙。反射針需要用高硬度的碳化鎢或淬火后的高碳鋼制成，以便反射針能夠經得住彈丸沖擊的磨損。選擇反射針時一定要注意反射針的直徑，要保證彈丸能夠順利從反射針四周滑落，防止堵塞。如果孔的深度比較深，為了獲得充分的覆蓋率，反射針必須能夠上下移動并且貫穿整個通孔，移動距離取決于孔的深度，為了獲得均勻的覆蓋率有時需要旋轉反射針。

4.3 旋轉毛槍噴丸

4.3.1 （a）當D＜H并且無法從兩側噴丸或2D

4.4 旋片噴丸

旋片噴丸是一種獨立的手動式噴丸，廣泛應用于小面積噴丸及內孔噴丸和零件返修噴丸加工。旋片噴丸加工孔的最小直徑是12.7mm。

5 1622M28G07孔的試片噴丸

（a）將試片安裝到標準的阿爾門模塊上，采用標準的外置噴嘴，按圖紙規定的噴丸強度下限繪制一條飽和曲線（b）通過在已建立的飽和曲線的1T點，仍用標準外置噴嘴噴阿爾門試片，當確認了強度以后，記錄下獲得這個強度的噴丸參數。（c）遮蔽N型試片，以便彈丸只能噴射到試片的中間位置，噴射的寬度要與被噴孔的直徑相同。（無論前面兩步驟用的是A型還是N型試片，此步驟必須采用N型試片） 注意：遮蔽金屬片的厚度不小于2.29mm 。（d）用第二步同樣的參數噴遮蔽的N型試片，測量并讀取弧高值。此步獲得的弧高值將是圖紙要求的小孔噴丸較低強度下限的新目標強度。這個目標強度將明顯低于在第二步采用標準試片的強度值，因為試片只有一小部分暴露在彈丸噴射下。（e）重復第一步到第四步的操作，將獲得圖紙要求的小孔噴丸較高強度上限的新目標強度。（f）利用（a）～（e）步獲得的新的目標強度范圍，強度上限和下限，使用旋轉噴槍和遮蔽試片模擬孔的固定裝置，制定一個新的噴丸參數獲得一個在新目標強度范圍內的強度。

注意：小孔的試片噴丸也可以采用小型試片，但是小型試片需要經過相關部

表1被噴丸零件材料 小孔直徑 介質型號 噴丸強度硬度高的合金 小于φ19.05mm S70、S110 0.25～0.36N硬度低的合金 小于φ18.67mm S70、S130 0.25～0.38N門批準。

6 小孔噴丸覆蓋率的檢測

6.1 噴丸覆蓋率的檢測方法

6.1.1 放大鏡目視檢查

對于孔尺寸較淺時，可以直接用放大鏡進行檢查，要求要用10～30倍放大鏡。

6.1.2 熒光追蹤劑

（a）噴丸前在零件內孔表面涂上一層熒光追蹤劑，在紫外線燈下觀察零件小孔，確定熒光追蹤劑要均勻的涂在內孔表面，待追蹤劑完全晾干（約10分鐘），再進行噴丸。（b）在紫外線燈下觀察零件小孔表面追蹤劑涂層的去除率，確定小孔實際覆蓋率。

6.1.3 復制對比法

對于結構復雜，無法直觀檢測覆蓋率的零件，需要制作零件的復制品，復制品需要和零件具有同樣的機械性能和幾何形狀，復制品噴丸后，將其剖開，把噴丸面通過投影儀投放到屏幕上，與標準覆蓋率樣板進行比對，將會得到零件小孔的覆蓋率。

6.1.4 內窺鏡觀察法

在孔尺寸比較深時，還可以采用內窺鏡的方法來檢查小孔的覆蓋率，內窺鏡是手持式設備，方便使用，通常帶有附件，如放大鏡、集成照明和伸縮探頭等配件。收集到的數據可以直接在屏幕上觀察，并且可以將數據存檔。

6.1.5 視頻影象法

他是光學輔助觀察的一種特殊形式，這種方法需要一定的技術和昂貴的設備，設備帶有20～40倍放大鏡，并可以將收集到的信息歸檔。

結語

本文對小孔噴丸進行了全面工藝研究與解讀，尤其是最難掌握的遮蔽試片技術，這項技術達到了非常好的效果，能夠正確的對小孔進行試片驗證和零件噴丸，此項技術適合所有零件小孔的噴丸，解決了小孔噴丸強度和覆蓋率不均勻問題。

[1]SAE J442，美汽車工程師協會[S].

[2]P11TF3，GEAE噴丸標準[S].

TG66

A

10.13612/j.cnki.cntp.2014.04.095