HB Z 26-1992 航空零件喷丸强化工艺通用说明书.pdf
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1、中华人民共和国航空航天工业部航空工业标准HB/Z 26-92 航空零件喷丸强化工艺通用说明书1992-10一04发布1992-12-01实施中华人民共和国航空航天工业部批准中华人民共和国航空航天工业部航空工业标准航空零件喷丸强化工艺通用说明书HB/Z 2e-92 1 主题内容与适用范围,. 1 主题内容代替HBf26-80 本说明书规定了金属零件喷丸强化处理中所使用的弹丸、喷丸设备、工艺装备、强化工艺等各项技术哥哥求,以及育英操作人员的技术培训与考核。1.2适用范围本说明书适用于1巨变变应力和应力腐蚀条件下I作的金属(含结构制、不锈钢、铸铁、铝含金、镇什金、铜含金、铁含金以皮、铁、镇基高温待金
2、等)苓件及部件。本说明书只有在图纸上或技术文件上有喷丸要求目中才适用。2 引用标准F列文件的最新版本在本说明书指定的范围内应构成本说明书的一部分GB 648 铸钢丸GSB A69001 喷丸弧高度试片GSB Q3OOf 喷丸强化用玻璃珠的特性lij尺寸分类ZB .1300吃通用水基金属净洗剂GB 6004 试验筛用金属丝编织方孔网3 喷丸强化原理喷丸强化工艺是利用高速运动的弹丸流对金属表面的冲击而使表面产生塑性铺环应变后,由此导致该层的显微组织发生布利的变化并使表层引入破余应应力场,表层的显微组织和晚余fF.应力场是提高金属岑件的疲劳断裂和应力腐蚀(含氢脆断裂抗力的两个强化同素,其结果使总件的
3、可靠性和耐久性获得提高。4 术语、符号4. 1 术语4. ,. 1 喷丸强化王艺参数强化工艺参数:系揣弹丸材料、弹丸尺寸、弹丸硬度、弹丸速度(照缩空气服力或离心轮转速)、弹丸流量、喷射角度、喷射时间、啧啧(或离心轮)数门、啧啧(戎离心轮歪零件表丽的自1肉等。航空缺天工业部1992-10-04发布1992-12-01实施HB/Z 26-92 一定的强化工艺参数下产生定的喷丸强度和表面覆盖率,由此产生一定的强化效果。4. ,. 2 弧高度试片a.标准弧高度试片(Almen试片)它是用来综合度量喷丸强化工艺参数的一种专用的量规,系用70号弹簧钢制成,共有三种尺寸,其符号分别为N、A、C。三种试片的主
4、要技术条件应符合表1中规定的要求,其它技术条件应符合GSBA69001的要求。b.非标准弧高度试片在某些情况下什日内孔喷丸等)需要制备在尺寸和/或材料不同于标准试片的非标准试片。通过用两种试片的喷丸试验获得的标定曲线得出两种试片弧高度值的换算关系,由此得出非标准试片呱高度值(或喷丸强度)与标准试片弧高度值(或喷丸强度)之间的一一对应关系。4.1.3 弧高度试片夹具它是用来固定试片的工具,应采用工具钢制造,硬度应为HRC55o夹具的形状及尺寸应符合图l中的要求。4.1.4 弧高度弧高度试片在弹丸的冲击下表面层发生塑性流变,导致试片向喷丸面呈球面状弯曲。取一平面作为基准面切入变形球面内,则由该基准
5、面至球面最高点之距离定义为弧高度。4. ,. 5 弧高度测具它是用来测定试片经喷丸后在所规定长度范围内产生的弧高度值的一种测量工具,这种专用测具的形状及尺寸应符合图2中的要求。四个钢球的平面度为O.05mm c 表l三种弧高度试片的技术要求试片代号工页目名称N A C 厚度(mm)O. 79士0.0251. 29土O.025 2. 39土0.025宽(mm)X长(mm)19o.jX76士O.2 19().1 X 76+ 0.2 19o.1 X 76土O.2 平面度容差(mm)土O.025 土0.025土O.025 粗糙度参数(m)Ra= O. 63,._, 1. 25 Ra= Q. 63 1.
6、 25 Ra=O. 63- 1. 25 表面硬度(HRC)44-50 44-50 44,., 50 4.1. 6 弧高度曲线在其余的喷丸强化工艺参数不变的条件下,同一类型的试片分别各自接受不同时间的喷丸,由此获得一组弧高值随喷丸时间或喷丸次数)变化的数据,由这组数据在弧高值一一时间也标上绘制出的曲线.就叫做弧高度曲线(如图3所示)。4.1.7 喷丸强度任何一组工艺参数下的弧高度曲线上均存在-个饱和点(确切地说为准饱和点).过此饱2 HB/Z 26-92 l + + 4-.s.0士0.03图l固定弧高试片的夹具和点弧高值随喷丸时间而缓慢增高(见图3)。对饱和点作如F定义:在一倍于饱和点的喷丸时间
7、下,弧高值的增量不超过饱和点处弧高值的10%。饱和点处的弧高值定义为该组工艺参数的喷丸强度。所以,一组工艺参数下的弧高度曲线上只有一个喷丸强度。在未给出喷丸强度的容差时,喷丸强度只有正容差,容差范围规定为0,+30%,但正容差的最小值不应低于O.08mm。如给定的喷丸强度为0.45A时,则其允许偏离范围为O.45- O. 59A ;Q给定的喷丸强度为O.2A时,则其允许偏离范围为O.2- O. 28A 0 4.1.8 表面覆盖率受喷苓f牛表面上弹坑占据的面积与受喷表面总面积之比值,称为表面覆盖率(简称覆盖率),通常以百分数表示。因为通常难以用肉眼判断并恰好寻求至IJ100 %的覆盖率,而98%
8、的试验较易进行。民IJlt以98%的数字定义为100%的覆盖率,而2倍于100%覆盖率时间所达到的覆盖率定义为200%的覆盖率,并以此类推。在达到图纸规定的喷丸强度条件忆当零件的国度低于或等于试片的硬度时,该苓件的表面覆盖率能够达到100%,但苓件的硬度高于试片的硬度时,则苓件的覆盖率会低于100%。零件表面达到100%覆盖率所需的时间并不等于达到50%覆盖率所需时间的两倍。若在一分钟内达到50%,则下一个一分钟只能使剩下的50%面积获得50%的覆盖率,即达到的总覆盖率为50%+25% =75%。可以用F式计算经n次喷丸后的表面覆盖率:C = 1一(1- Cl) 式中:C1为第l次喷丸获得的覆
9、盖率;Cn为经n次啧丸后的表面覆盖率。如取CJ=50%.则n=2、3、4、5、6的C计算值列入表2。由表中的数据可见,由50%增加0. I 31.7 HB!Z 28-92 - . z s 4 5 .62士。.051肖什i丧(后配)2百分丧支取3百分丧固定螺钉;,1 卒火钢琦Cd=5mm)5试片定位销(眼素钢.I丰火)国2试片的弧高度测具的几r尺寸含百分表组装位置示意到98%的覆盖率,其啧儿时间帘延民5倍。表2啧丸时间与表面覆荒率之间的关系接受喷儿的时间(或次数)表面制盖率,(%) 50 2 75 3 4 87 94 5 97 6 98 在实际生产中,可以用10倍放大镜目棚检奇覆盖率,亦叮采用与
10、标准喷丸件或标准试块)对比进行检查。在对棍盖率质址有争议时.可用金柑显微镜放大50倍投影到毛玻璃L用描图纸将弹坑占据面积勾画下来,然后用求积仪测其面积或用剪刀将两种区剪开再分.8IJ称重等方法,求出覆盖率的数值。HB/ Z 26-92 -弧局度增值最大值10- . 国回Fv 1、J l bM啧丸强度I A I _L_ y f / l i i 旷I I I I H圃.一SE)-g斟键田酸丸时间或睡丸次数.1根据弧高度曲线或r-: t曲线)确定喷丸强度的示意困国34. 1. 9 合格与不合格弹丸凡外形呈现出尖锐棱角的或呈长针状的弹丸、铸造丸中含有砂眼和气孔的弹丸以及尺寸超出规定规格要求的弹丸,均称
11、为不合格弹丸,而表面光滑呈球形缆椭球形以及尺寸符合规定规格要求的弹丸均称为合格弹丸(柏固,1所示气。J() 。d C二 00 (c) (b) (.) i1 ,. 合格弹丸与不合格弹.:tL外形示意回(a)合格弹丸(b)长针状相含气孔的不合格弹丸(c)破碎后带尖酸角的不合格弹丸4.2 符号4.2.1 表示啧丸强度的符号使)刊N、人、c二三种弧高度试片测定出的喷丸强度分别用字母N、A、C来表示,其单位为毫F J 米。HB/Z 26-92 例如采用N试片测得的弧高度值为O.4时s则其喷丸强度应表示为O.4N;采用A试片测得的弧高度值若为O.3时,则其喷丸强度应表示为O.3A。4. 2. 2 弹丸符号
12、不同弹丸用不同的符号表示,各种弹丸的表示方法如下zBZ一一玻璃丸;cw一一切制钢丝弹丸pZG一一铸钢弹丸。4. 2. 3 图纸上表示喷丸或非喷丸区的符号岛表示喷丸区;-一表示非喷丸区或禁止喷丸区;囚一表示任意喷丸区。5 喷丸设备及其控制喷丸设备由喷丸机、工艺装备和零件的模拟件等三个部分组成。5. 1 喷丸机有两种控制类型的喷丸机z机械控制喷丸机和手工控制喷丸机。除了在对零件进行补喷时可采用手工控制喷丸机之外,应按图纸上的专门说明允许使用于工控制喷丸机时才可使用。若图纸上没有专门说明时,应采用机械控制喷丸机叭5. ,. 1 机械控制喷丸机机械离心式或气动式喷丸机,最低限度应具备以下功能骨1a.能
13、提供稳定的可重复的喷丸强度和均匀的覆盖率。在使用钢丸(尺寸为O.3- O. 8m m ) 的情况下,喷丸机应能提供O.1 O. 65A的喷丸强度$当使用玻璃丸(尺寸为o.10 O. 35mm) 时,喷丸机应能提供O.3- O. 7N的喷丸强度;b.具有弹丸尺寸筛选和破碎弹丸分选装置(经批准允许采用具有同等功能的机外强立装置,玻璃丸允许不采用破碎分选装置hC.能够提供既干燥又稳定.的弹丸流,并且在导丸管路系统中应具备弹丸流的指示装置和断流指示或警报器。d.机械离心式喷丸机的离心轮转速应能调节(通常的范围为600-4500rpm) ; e.气动式啧丸机的气路系统中应安装气压稳定器和油水分离器;f.
14、在气动式喷丸机内完成的喷丸零件,其表面上不应有任何的水气和油污痕迹;g.喷丸室内应备有可供零件(或喷嘴作简单方式运动的运转装置,以使零件被喷区域的表面能获得均匀的喷丸;h.由喷嘴或离心轮喷射出的弹丸流中心线与零件外表面被喷区域平面法线之间的夹角通常应小于450; i.可自动控制零件的喷丸时间;j.喷丸机应配备抽风除尘装置。抽风机应确保喷丸室在工作期间处于负压,经过除尘装置排出的气体应符合环保要求。HB/Z 26-92 注g告对于湿法喷丸.b、e、e、f、J等除外.5. .2 手工控制喷丸机手工控制喷丸机至少应满足5.1. 1中a、c、f、h、j中规定的要求。5.2 工艺援备为了确保被喷零件指定
15、喷丸区获得所规定的喷丸强度和均匀的覆盖率,对于型面复杂的零件需专门配备可供零件作特定方式运动的工艺装备,它应具备以下功能:a.能提供零件(包括模拟件)在喷丸室内作一定方式的运动如水平或垂直直线运动、圆周运动、摆动等),以便使被喷表面获得均匀的覆盖率;b.一种零件的工装可以是专用的,也可以是通用的pC.当模拟件放置在工装上时,可以用来测定和检验零件所需喷丸部位的喷丸强度和覆盖率。5. 3 零件的模拟件为了达到图纸规定的喷丸要求,需通过零件的模拟件来调整各工艺参数,其中包括喷嘴的调整,同时还需通过模拟件检验强化质量。为此,模拟件应能满足以下要求:a.可以直接以实际零件作为模拟件,也可采用板材、棒材
16、、角钢等组合连接制造而成4b.应能放在承载零件的工装上在喷丸室内接受喷丸;C.模拟件上固定试片的位置与数目应满足图纸规定的要求F模拟件上试片与喷嘴或离心轮)之间的距离应等于零件被喷丸表面与喷嘴(或离心轮)间的距离。这些均应规定于工艺规程之中,并取得主管(或质检部门的认可。6 弹丸及其质量控制6. 1 弹丸种类各种种类弹丸的尺寸规格应分别符合表3、表4和表5中数据的要求。6.2 弹丸符号后面的数字表示弹丸的名义尺寸,如ZG30、ZG140表示铸钢弹丸尺寸分别为O.3mm和1.4mm的弹丸;如BZI0、BZ35表示玻璃弹丸尺寸分别为O.lmm和O.35mm;如CW1l9、CW71表示切制钢丝丸尺寸
17、分别为1.19mm和O.71mm。6.3 铸钢丸的硬度应为HRC45.52或HRC55,._,62.其它技术条件成符合OB6484中规定的技术要求。6.4 玻璃丸的物理性能和化学性质应符合GSBQ34001中规定的要求。6.5 装入喷丸机内的合恪弹丸不应沾有污垢、油脂,不应混入其它能够堵塞管路的杂物。6.6 不合格弹丸在喷丸机内的含量不应超过机内总重量的15%。应根据单层铺满15mm见方或lOmm见方面积以目视检验出不合格弹丸的数量。6. 7 往喷丸机内装入新钢丸或在喷丸生产过程中需往喷丸机内补充新钢丸的量超过机内总量的10%时,使用前必须使全部弹丸在一块废钢件上(HRC4 0,. 45)至少
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