零件小孔喷丸工艺研究

何恩绪 魏晓丽 杨 琢 王华东 唐道兴 李国明

（中航工业沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司，辽宁 沈阳 110043）

零件小孔喷丸工艺研究

何恩绪 魏晓丽 杨 琢 王华东 唐道兴 李国明

（中航工业沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司，辽宁 沈阳 110043）

本文研究了小孔喷丸的特点和喷丸方式，经过大量试验，总结出了小孔喷丸遮蔽试片技术的正确应用和小孔覆盖率的检测方法。

小孔；喷丸强度；饱和曲线；覆盖率；遮蔽试片

1 概述

喷丸是种冷加工过程，用于在金属表面产生压缩残留应力层来改进金属的机械性能。需要用带有充足力量的弹丸去撞击零件表面使其产生塑性变形，从而增强零件寿命。小孔喷丸尤其是深孔，需要特殊喷丸方式，本文将详细讲解。

2 喷丸介质的选择

购买的丸粒要符合ASM2431标准，介质型号首先根据设计图要求进行选择，如果设计图没有要求，根据表1进行选择。

1622M28 G07 根据设计图选择的丸粒型号是S110硬丸classB，喷丸强度：0.1016～0.2032mmA

3 喷丸试片的选择

根据设计图或设计文件选择相应的试片，通常小孔喷丸采用的是A型或N型试片，试片要满足SAE J442要求。

4 小孔喷丸的方法

4.1 外喷嘴直接喷丸

4.1.1 当孔尺寸D≥H时，可以从孔的一侧进行喷丸（D代表孔直径，H代表孔深），由于每个位置只能喷到孔的1/4面积，因此要对孔进行4个方向喷丸。

4.1.2 当孔尺寸D＜H，2D≥H并且是通孔时，采用外喷嘴喷丸时要从孔的两侧进行喷丸（D代表孔直径，H代表孔深），但也要对孔进行4个方向喷丸。

不仅左右方向喷丸，前后还要进行喷丸，才能达到完全覆盖。为了提高喷丸效率，也可以采用4个喷嘴在孔的4个方向同时进行喷丸。

4.2 外喷嘴反射针式喷丸

在通孔的两端（任何一端）放置一个反射针，采用正常的直喷嘴就可以对通孔内径进行喷丸，不存在障碍。反射针需要用高硬度的碳化钨或淬火后的高碳钢制成，以便反射针能够经得住弹丸冲击的磨损。选择反射针时一定要注意反射针的直径，要保证弹丸能够顺利从反射针四周滑落，防止堵塞。如果孔的深度比较深，为了获得充分的覆盖率，反射针必须能够上下移动并且贯穿整个通孔，移动距离取决于孔的深度，为了获得均匀的覆盖率有时需要旋转反射针。

4.3 旋转毛枪喷丸

4.3.1 （a）当D＜H并且无法从两侧喷丸或2D

4.4 旋片喷丸

旋片喷丸是一种独立的手动式喷丸，广泛应用于小面积喷丸及内孔喷丸和零件返修喷丸加工。旋片喷丸加工孔的最小直径是12.7mm。

5 1622M28G07孔的试片喷丸

（a）将试片安装到标准的阿尔门模块上，采用标准的外置喷嘴，按图纸规定的喷丸强度下限绘制一条饱和曲线（b）通过在已建立的饱和曲线的1T点，仍用标准外置喷嘴喷阿尔门试片，当确认了强度以后，记录下获得这个强度的喷丸参数。（c）遮蔽N型试片，以便弹丸只能喷射到试片的中间位置，喷射的宽度要与被喷孔的直径相同。（无论前面两步骤用的是A型还是N型试片，此步骤必须采用N型试片） 注意：遮蔽金属片的厚度不小于2.29mm 。（d）用第二步同样的参数喷遮蔽的N型试片，测量并读取弧高值。此步获得的弧高值将是图纸要求的小孔喷丸较低强度下限的新目标强度。这个目标强度将明显低于在第二步采用标准试片的强度值，因为试片只有一小部分暴露在弹丸喷射下。（e）重复第一步到第四步的操作，将获得图纸要求的小孔喷丸较高强度上限的新目标强度。（f）利用（a）～（e）步获得的新的目标强度范围，强度上限和下限，使用旋转喷枪和遮蔽试片模拟孔的固定装置，制定一个新的喷丸参数获得一个在新目标强度范围内的强度。

注意：小孔的试片喷丸也可以采用小型试片，但是小型试片需要经过相关部

表1被喷丸零件材料 小孔直径 介质型号 喷丸强度硬度高的合金 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门批准。

6 小孔喷丸覆盖率的检测

6.1 喷丸覆盖率的检测方法

6.1.1 放大镜目视检查

对于孔尺寸较浅时，可以直接用放大镜进行检查，要求要用10～30倍放大镜。

6.1.2 荧光追踪剂

（a）喷丸前在零件内孔表面涂上一层荧光追踪剂，在紫外线灯下观察零件小孔，确定荧光追踪剂要均匀的涂在内孔表面，待追踪剂完全晾干（约10分钟），再进行喷丸。（b）在紫外线灯下观察零件小孔表面追踪剂涂层的去除率，确定小孔实际覆盖率。

6.1.3 复制对比法

对于结构复杂，无法直观检测覆盖率的零件，需要制作零件的复制品，复制品需要和零件具有同样的机械性能和几何形状，复制品喷丸后，将其剖开，把喷丸面通过投影仪投放到屏幕上，与标准覆盖率样板进行比对，将会得到零件小孔的覆盖率。

6.1.4 内窥镜观察法

在孔尺寸比较深时，还可以采用内窥镜的方法来检查小孔的覆盖率，内窥镜是手持式设备，方便使用，通常带有附件，如放大镜、集成照明和伸缩探头等配件。收集到的数据可以直接在屏幕上观察，并且可以将数据存档。

6.1.5 视频影象法

他是光学辅助观察的一种特殊形式，这种方法需要一定的技术和昂贵的设备，设备带有20～40倍放大镜，并可以将收集到的信息归档。

结语

本文对小孔喷丸进行了全面工艺研究与解读，尤其是最难掌握的遮蔽试片技术，这项技术达到了非常好的效果，能够正确的对小孔进行试片验证和零件喷丸，此项技术适合所有零件小孔的喷丸，解决了小孔喷丸强度和覆盖率不均匀问题。

[1]SAE J442，美汽车工程师协会[S].

[2]P11TF3，GEAE喷丸标准[S].

TG66

A

10.13612/j.cnki.cntp.2014.04.095