表面冷形变强化加工技术优化方案

2023-06-24 理论教育版权反馈

【摘要】：表面冷形变强化在(模具)模膛强化中的应用主要有喷丸强化、挤压强化和滚压强化等。模具的喷丸过程是弹丸流不断撞击模膛表面层并使表面层在0.1～0.7mm时不断积累塑性变形的过程。喷丸能促使工件表层的组织发生转变，如残留奥氏体诱发转变为马氏体，并引入压应力，从而提高表层的硬度、疲劳强度的耐磨性。经表面冷形变强化后进行时效处理，可使其进一步强化。

经热处理后的钢制工件，在喷丸、滚压和挤压后，可使工件表面多次发生微小变形，叠加起来造成工件表面塑性变形(冷作硬化)，改善工件表面的完整性(改善表面粗糙度、改变表层组织结构、提高表层密度)，并形成压应力状态，从而提高工件表面的疲劳性能、应力腐蚀性能和耐磨性能等。

表面冷形变强化在(模具)模膛强化中的应用主要有喷丸强化、挤压强化和滚压强化等。挤压和滚压分别用于挤压模(内)模膛和凸模的强化，而喷丸则可用于任何形状的模膛。例如，汽车和拖拉机活塞销，通常采用冷挤压工艺生产，而冷挤压凸模寿命较短(多在凸模工作部分向夹持部分过渡的内圆角处断裂)，影响生产率，对相同模具钢(W6Mo5Cr4V2)、热处理(淬火、回火)和加工(磨削)工艺的凸模，进行滚压圆角和未滚压圆角的对比试验，结果表明，滚压圆角的凸模寿命为未挤压圆角凸模的4～6倍。

模具的喷丸过程是弹丸(如钢丸、玻璃丸和陶瓷丸等)流不断撞击模膛表面层并使表面层在0.1～0.7mm时不断积累塑性变形的过程。喷丸能促使工件表层的组织发生转变，如残留奥氏体诱发转变为马氏体，并引入压应力，从而提高表层的硬度、疲劳强度的耐磨性。例如，热精压活扳手锻件的3Cr2W8V钢模具经喷丸处理后，其使用寿命比未经喷丸处理的模具提高50%。

经表面冷形变强化后进行时效(低温回火)处理，可使其进一步强化。例如，弹簧钢55Si2和60Si2所制试件在喷丸前均进行900℃(60min)加热、油淬及450℃回火处理，然后进行喷丸强化处理。结果表明，在其疲劳极限—回火温度关系曲线上，存在一疲劳极限的极大值。对于55Si2钢，此极大值所对应的回火温度为300℃，60Si2钢为200℃，即在喷丸处理后，选用适当的温度进行时效，可使疲劳极限值增大10%左右。

对于一般喷丸或滚压强化后的工件，均可对其进行200～300℃的附加时效处理，以进一步提高疲劳性能。

表面冷形变强化加工技术优化方案

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