抛（喷）丸磨料（介质）的选用

抛（喷）丸强化工艺正在被越来越多的工艺重视和利用，如何选用合适的介质也是影响这个工艺的关键要素之一。

今天一起探讨如何选用适用的介质：

抛（喷）丸强化原理

抛（喷）丸强化工艺它与锻，铸，焊，热处理，切削等工艺技术一样是用于对金属零部件加工的一种制造工艺技术．但它与上述常规加工工艺不同的是，它既不对工件表面进行切削，更不使工件发生几何形状与尺寸变化，它只是使工件外表层（厚约0.2－1.0mm ）发生非均匀的循环塑性变形的过程中，使工件表层发生①显微组织结构改性；②引入残余压应力场．

喷丸强化是高速运动的弹丸冲击靶材（工件）表面的过程．此间表层循环塑性变形过程中材料发生循环硬／软化，导致表层显微组织结构改性（晶粒，亚晶粒以及位错组态等变化）同时引入残余压应力场．循环硬化的组织结构与残余压应力是提高零部件表面完整性（SI）的两个极为重要的因素．

如把喷丸强化工艺（SPT）比作一 剂“药”，它被用来只是医治两种“病”：

（１）机械零部件的疲劳断裂破坏；

（２）机械零部件的应力腐蚀断裂破坏。

抛（喷）丸强化工艺的三要素：

（1）：抛（喷）丸设备

设备通常分为利用叶轮传动的，通常称为抛丸机。利用压缩空气为动力的，通常称为喷丸机。如何选用则是根据客户的产品要求，产量要求等因素进行综合考虑；

（2）：抛（喷）丸工艺

工艺的制定，根据工件的强化要求，现有的设备状况来进行制定工艺。通常工艺参数中包括：抛（喷）射角度、抛（喷）射速度、丸料的流量，等。

（3）：抛（喷）丸介质

以下，一起探讨如何选用介质：

抛（喷）丸磨料的分类

用于抛（喷）丸介质的通常有，金属类：

1. 铸造钢丸

   优点：价格相对较低；

   缺点：易破碎， 空心，重叠的双面球，形状不规则，前期喷丸将去除大部分有的缺陷的钢丸；

2. 钢丝切丸

   优点：使用后其圆度会进一步改善，最终成为球状，与铸钢丸相比寿命相对较长，尺寸相对比较统一，此类产品目前是强化工艺中选用最多最广的一种介质；

   缺点：切丸在使用前须进行圆化处理，单价较铸钢丸的高，尺寸通常只有大于0.3mm的；

   非金属类

3. 陶瓷丸（珠）

   优点：粉尘少

   缺点：价格较贵，适用于低强度（“N”或弱“A”），需要对其吸附物质进行清除处理，通常对表面的金属残留要求很高的表面强化很适用。

4. 玻璃丸（珠）

   优点：非常圆，不会留下铁锈污染物

   缺点：仅用于低强度（’N’标尺），玻璃片可能浅入工件表面。

   如何选用合适的抛（喷）丸介质？

   （1）：知道你需要使用的介质；

   强化用介质通常分为两大类：金属类和非金属类，在强化工艺中通常选用上述的 4种类型。

   （2）：满足规范要求

   通常很多公司有具体规定的介质选用标准和抛（喷）丸强度（通常根据:SAE,AMS2431, MIL13165, VDFI8001 等这些标准） ，对于没有可参考的选用标准可以根据以下几方面的要点来参考选用合适的介质：

   A:要求的残余应力的大小与层深，以及表层的残余应力要求（可进行多次抛（喷）丸，以达到要求）；

   B:被强化工件表面的粗糙度要求；

   C:被强化工件表面的硬度；

   （3）：维持强度

   介质的破碎率和使用寿命是维持强度的重要因素；

   （4）：防止表面受损

   介质的硬度选用，是否过度抛（喷）丸是保持工件表面不受损的重要因素，同时在强化过程中要及时去除破碎的丸料，不但可以防止表面受损也可以更大程度上维持强度.通常在设备上加上螺旋分离筛来进行分离；

   如何选用合适的抛（喷）丸介质（清理）？

   在喷砂清理领域中，也有过多种演变，从非金属到金属，从铜矿砂（河砂），从铁丸到钢丸。

   铜矿砂（河砂）（由于粉尘较大，大部分工厂已通过淘汰这种工艺）；现市场的主要喷砂介质大致可分为：铸钢丸、铸钢砂、石英砂、石榴砂、钢丝切丸、钝化的钢丝切丸；钢丝切丸、钝化的钢丝切丸是近两年才被广泛用于喷砂清理领域，主要是南、北的部分船厂用的较多，此种砂材的特点是很耐用，粉尘较少，喷砂清理效率也有很大提高，价格相对其它砂材高很多，符合绿色造船需要，也是今后喷砂清理用砂料的一个发展方向。当然，个别表面有特殊要求的（如表面粗糙度、表面的金属残留等等）当另行考虑合适的磨料。

   因此，通常按以下标准来参考如何选用磨料：

   （1）：介质的成本；

   （2）：介质的破碎率和使用寿命；

   （3）：污染（粉尘，锈蚀）；

   （4）：尺寸（多次喷丸选用的尺寸有所不同）；

   丸料的尺寸大小与残余应力场的深浅有关，丸料的尺寸大残余应力场则较深，反之则较浅，因而，有些有求残余应力场的深的工艺，往往采取多次复合抛（喷）丸强化工艺，即：先用大丸，后用小丸；

   （5）：适合小的喷射范围

   （6）：表面光洁度；

   （7）：硬度（应大于工件硬度）；

   丸料硬度的选用有着很重要的意义，通常丸料硬度会高出被强化工件表面硬度的1-3度（洛氏硬度）这样才能更加有效地使工件表层有效地循环塑性变形。

   如何检测选用的介质？

   新选用的介质检测与使用中的介质检测的指标有所不同，不能按一样的标准检测，通常钢丸执行的标准有：SAE ,VDFI8001,AMS2431；

   （1）：硬度检测

   通常选用显微硬度仪进行检测，不同的标准对钢丸硬度的要求也有所不同，强化工艺中硬度更加重要；

   （2）：形状检测

   通常选用25倍的放大镜，现在有各种USB接口的放大镜，可直接连到电脑，使用更加方便；

   （3）：尺寸检测

   通常选用振动筛来检测，不同的标准筛网选用也稍有区别；

   （4）：目测

   通过目测，检测介质的表面是否清洁；

   （5）：介质的破碎率和使用寿命的检测

   这个须要通过特定的设备（欧文检测仪）进行检测，这个工厂一般不太方便检测，主要由磨料供应商提供。