履帶式拋丸清理機在鈦合金噴丸工程中的使用

表面改性日益成為金屬加工人們的一種自覺意識，一方面它可以在不改變材料、尺寸及重量前提下金屬材料使用性能；另一方面在金屬零構件使用性能的前提下，它可以減小結構尺寸、降低結構重量甚至材料等級等。
　　履帶式拋丸清理機噴丸是金屬材料表面改性重要而經濟的手段之一。作為一種重要金屬材料，鈦合金應用持續(xù)擴大，噴丸在鈦合金中的應用也在不斷深入。隨著新材料、新結構的一再推出，有關鈦合金零構噴丸的新的情況和問題也隨之出現(xiàn)。在某些種類鈦合金零構件上應用效果良好的噴丸工藝，而在另外一些種類鈦合金零構上應用效果卻大打折扣，甚至產生負效應，直接影響鈦合金零構件使用性能提高和噴丸效能的發(fā)揮，因此人們迫切希望盡早認識和解決其中的問題。
　　噴丸是利用高速彈丸流對金屬零構件表面持續(xù)撞擊，使其表面產生塑性變形層和纖維組織變化，同時又受到材料本身的約束，導致金屬零構件表層殘余壓應力場，由此可以提高金屬零構件的疲勞壽命和性等使用性能。與其他工藝相比，噴丸效果佳、成本低，零構件幾乎不受設備的限制，而且周期短。
　　履帶式拋丸清理機噴丸金屬表層殘余壓應力場是與其內部彈性拉應力場相互作用和平衡的結果。兩者共生共滅，沒有表層殘余壓應力場便不存在內部彈性拉應力場，表層殘余壓應力場則意味著內部彈性拉應力場的消失。
　　噴丸強度是噴丸的重要概念之一，表征噴丸程度大小。噴丸強度大小以阿爾門試片為對象由標準的固定方式、噴丸方法、弧高儀及弧高直一時間曲線確定，單位為mm或in。噴丸強度對應的覆蓋率為100%，此時的噴丸、噴丸時間、弧高直一時間曲線及其對應點分別被稱為飽和噴丸、飽和噴丸時間、飽和曲線及飽和點。獲得n*100%覆蓋率的方法是，保持其他噴丸參數不變而僅改變噴丸時間為n*飽和噴丸時間。確定的噴丸強度，可以對應若干組噴丸參數組合。
　　噴丸屬于噴丸工藝。噴丸工藝分類方法較多。按用途分為噴丸清理、噴丸成形、噴丸校形、噴丸；按彈丸干濕程度分為干噴丸和濕噴丸；按彈丸獲得速度的方式分為氣動式、離心式、旋片式、自由落體式等；彈丸材料種類分為：鑄鐵丸、鑄鋼丸、陶瓷丸、玻璃丸等。噴丸的方式、特點、要求、工藝及其參數等與噴丸清理、噴丸成形及噴丸校形之間既有聯(lián)系又有區(qū)別；例如噴丸成形以獲得金屬零構件外型為目的，通常不限定覆蓋率大小，噴丸通過獲得表層壓應力場以提高金屬零構件使用性能為目的，同時盡可能保持零構件外型少變或不變，一般要求覆蓋率不小于100%。
　　噴丸是傳統(tǒng)工藝，同時在長期應用實踐活動中伴隨人類文明進步的步伐，共享人類技術進步的發(fā)展成果，不斷改進與完善，因此又是現(xiàn)代工藝，未來仍將在廣泛地應用中不斷發(fā)展進步。
　　鈦合金性能優(yōu)異、應用廣泛、并且應用與范圍不斷擴展，與此同時噴丸工藝也日益廣泛地被應用于鈦合金零構件加工制造，通過形成表面殘余壓應力層降低鈦合金零構件對缺口敏感程度、與增強鈦合金零構件使用性能。
　　鈦合金零構件依據壁厚可以分為：厚壁和薄壁兩種。噴丸鈦合金零構件壁部靜力學性能是否明顯降低是區(qū)分薄壁與厚壁的依據，薄壁與厚壁是相對的，對于某些零構件在不同噴丸條件下薄壁與厚壁是可以相互轉化的。下面分別探討厚壁和薄壁鈦合金零構件的噴丸問題。
　　1、厚壁鈦合金件噴丸
　　厚壁鈦合金零構件包括直徑尺寸較大的軸類和厚板類鈦合金零構件，壁厚等尺寸因素對此類鈦合金零構件噴丸的影響明顯弱化不再是主要影響因素，鈦合金材料本身成為此類鈦合金零構件噴丸的   重要影響因素。因此，厚壁鈦合金零構件噴丸等同于鈦合金零構件噴丸。
　　鈦合金材料缺口敏感性高，鈦合金零構件噴丸效果因此受到較大影響。研究表明，合理規(guī)劃噴丸前、后處理工序及其順序與組合，在噴丸前降低與內部殘余拉應力、顯著降低表面粗糙度、表面質量，在噴丸之后噴丸表面狀況等，明顯有利于降低和鈦合金材料缺口敏感性的消極影響，有利于鈦合金零構件噴丸效果。
　　此外，鈦合金零構件表面在加工過程中因易氧化而損害使用性能，因此在噴丸及其前、后處理中應盡力避免鈦合金零構件表面產生加工氧化，   好在打磨、拋光、光飾、噴丸等全過程采取防止鈦合金零構件表面產生加工氧化的措施。
　　2、薄壁鈦合金件噴丸
　　實際上薄壁鈦合金零構件類似普通鈦合金飯金零構件，其壁厚可以小到lmm左右甚至   小，按照常規(guī)噴丸工藝及參數處理這類零構件之后，其使用性能不總是提高。
　　研究表明，導致上述結果的主要原因是此類零構件壁厚與彈丸規(guī)格、方式及工藝參數等不匹配，如噴丸強度相對偏大。因此，為了獲得理想噴丸效果，務必使零構件壁厚與噴丸條件相互協(xié)調，如前所述較小的壁厚選擇較小的噴丸強度等。