矿用汽车齿轮喷丸强化工艺的研究与应用

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1、★工艺技术★矿用汽车齿轮喷丸强化工艺的研究与应用河北汇工机械设备有限公司杨钟胜【摘要】结合国外齿轮喷丸强化的有关标准和技术要求，对矿用汽车重载硬齿面齿轮的喷丸强化工艺进行了系统的研究，充分说明了齿轮喷丸强化是提高齿轮疲劳强度和使用寿命最为有效的手段，同时进一步阐明：什么是真正的喷丸强化；真正的喷丸强化又会产生怎样的实际效果；在真正的喷丸强化中应注意的事项。希望国内同行通过对本文的学习和了解，可以不走和少走我们走过的弯路，从实践中获益。文中虽以矿用汽车重载硬齿面齿轮为例，但推而广之可适用于任何重载硬齿面齿轮的喷丸强化。关健词：什么是真正的喷丸强化

2、工艺参数注意事项质量控制实际效果我单位长期以来按美国TEREX：TR50、TR60、1)在渗碳淬火后需磨齿的齿轮，不论采用哪一TR100矿用汽车传动齿轮的原版图纸进行生产。种磨齿工艺，齿轮喷丸强化的重点是对齿根部位的原版图中对齿轮提出了严格的喷丸强化要求，为了强化；满足原版图中的技术要求，达到美国的MIL-S-2)经表面淬火或辉光离子氮化后不需磨齿的13165B有关标准的规定，我们先后对国内、外有关齿轮，齿轮喷丸强化的重点仍是对齿根部位的喷丸强化的技术资料和有关标准进行了系统的学强化。习、消化、吸收和深入的研究，现将这方面的心得和1．3齿轮喷丸

3、强化的原理体会整理成文，并将此文奉献给国内的同行，以达齿轮喷丸强化是一种受控的喷丸技术，是将高到在借鉴我们的经验和教训的同时，不走和少走我速的弹丸流连续不断撞击齿面、齿根部位，使齿轮们曾经走过的弯路的目的，以求共进。在弹丸流的撞击作用下发生塑性变形(塑性变形层的厚度通常处于0．1～0．5mm之间)。这一影响延1齿轮喷丸强化的基本概念及原理伸到齿轮材料的表层，在表层下产生较高的残余压1．1齿轮喷丸强化的基本概念应力、加工硬化和形变组织细化等有利的变化，抵喷丸强化工艺是利用高速喷射的弹丸流连续消不良的拉应力，该残余压应力延缓了疲劳断裂的不断地撞击齿

4、面的过程，如同无数小锤对齿面进行形成，有效地提高了齿轮的抗弯曲疲劳强度，延长锤击，使齿面产生非均匀性的塑性变形，使齿面产了齿轮的使用寿命。生一定厚度的冷作硬化层，这一硬化层即齿面的强材料表面层内的形变具有塑性循环变形的特化层，由此导致工件表层(含次表层)材料的显微组性。循环应变的结果使材料的表面形成“循环硬织发生有利的变化，并引入残余压应力场，达到提化”层或“循环软化”层，统称循环应变层，简称应高齿轮疲劳强度和提高使用寿命的一项表面冷处变层。理强化技术。应变层内发生两种变化：组织结构(位错密度喷丸强化也称之为强化喷丸或受控喷丸。及形态、亚晶粒尺

5、寸、相转变等)的变化和残余应力1．2齿轮喷丸强化的重点部位的变化。合理地控制应变层内的这些变化，可以改因传递扭矩而使齿根部位受到很大的交变弯善零件的表面完整性，从而可以提高零件在室温下曲应力，特别是齿根处要有足够的强度。因此，齿和某些零件在高温条件下的疲劳断裂抗力和应力轮喷丸强化的重点部位：腐蚀开裂抗力。·2·矿用汽车2013年第2期★工艺技术★2齿轮喷丸强化的工艺参数2．1喷丸强度的测量和ALMEN试片及图纸上标影响喷丸强化效果的工艺参数：注方法弹丸种类、弹丸直径、弹丸速度、弹丸流量、喷2。1．1喷丸强度的基本概念和测量方法射角度、喷射距离、

6、喷射时间、喷丸强度等。其中任1)阿尔门(ALMEN)弧高值测定法。目前国内何一个参数的变化都会不同程度地影响喷丸强度外应用最广的方法是采用美国SAE442A和和覆盖率，从而影响喷丸强化的效果。测评喷丸强SAE443标准中规定的阿尔门(ALMEN)弧高值测化质量有两个基本参数：即喷丸强度和覆盖率。覆定法，即使用一定规格的弹簧钢试片，通过检测喷盖率是通过目测，而喷丸强度需利用阿尔门试片进丸强化后的形状变化来反映喷丸效果，具体测量方行测量。法见图1所示；(a)喷丸试验(b)试片卸下后由于残余应力而产生弧度(c)测量试片弧高图1喷丸强化测量试片弧高图2

7、)残余压应力检测法。采用美国SAEJ784A表1标准弧高度试片的尺寸参数及技术要求标准中规定的检测方法，经喷丸强化后的齿轮进项目名称试片型号NAC行残余应力的检测，常用的检测方法为X射线衍厚度nllTl0．8士0．0251．3±0．0252．4±0．025射法。宽×长n'krfi19o_0．1X76±0．22．1．2ALMEN试片平面度公差nll"n±0．0251)材料：70号(或65Mn)冷轧弹簧钢带；表面粗糙度／Lm1．62)采用弧高度试片测定受喷齿轮的强度，其试表面硬度44～50HRC44~50HRC44~50HRC片规格与技术要求详见表

8、1。2013年第2期矿用汽车·3·★工艺技术★试片的应用范围见表2所示。稳定性。对一定喷丸设备和工件而言，弹丸质量对在弧高为0．10～0．60ITlr