喷丸标准的制定

喷丸标准制定的合适与否取决于客户或喷丸工艺执行者对于喷丸知识的了解程度。如果喷丸工艺执行者仅为一个人，那么该执行者必须承担的责任是对喷丸的基本知识都要了解。如果喷丸工艺执行者是一个团队，包括设计工程师，工艺工程师，电脑专家，在喷丸车间经过培训的员工，等等。那么零件所包含的复杂性和价值需要合适的喷丸工艺进行支撑。

在本文中罗列出喷丸的几个基本要素，并结合喷丸标准制定的复杂性进行介绍。以下是喷丸的三大要素：

1.喷丸丸料

2.喷丸强度

3.喷丸覆盖率

1喷丸

丸料

目前应用最广的丸料是铸铁丸、铸钢丸、钢丝切割丸、玻璃丸、陶瓷丸和不锈钢丸。他们都具有以下共同的特征：近球形，高硬度，较好的一致性以及合理的成本。

丸料的选择通常根据零件的材料来进行选择。铁素体钢铁材料的零件通常用铸铁丸、铸钢丸或钝化后的钢丝切割丸来进行喷丸，因为以上所述的材料都是铁素体。如果对不锈钢的零件使用铁素体的丸料进行喷丸，零件将会有电化学腐蚀的危险。不同的金属和合金的电极电位不同，当两种或两种以上的金属一起接触时，那么一种金属将会是阴极，另外一种金属将会是阳极。铝合金金属零件的硬度较小，通常需要玻璃丸或陶瓷丸进行喷丸，同时也可以避免发生电化学腐蚀的问题。

对于丸料的质量和尺寸的过程控制有严格的规范进行规定。使用中的丸料由于不断地发生撞击而导致磨损和形状发生改变，丸料状态会发生恶化的现象。喷丸后零件的残余应力与丸料的尺寸有直接的联系，因此需要在设备上安装振动筛来控制丸料的尺寸。丸料直径的尺寸范围为0.2mm~3.4mm，大多数情况下喷丸丸料的直径均在1.0mm以下。

喷丸标准制定者需要决定丸料的尺寸和类型。

2喷丸强度

喷丸强度的标准制定对于零件来讲是至关重要的。需要标准制定者规定喷丸强度上下限，例如0.20~0.26mmA。之所以喷丸强度是一个范围，是因为喷丸强度很难精确控制到一个值。喷丸强度的最优选择需要大量的试验，包括材料的类型，载荷的类型，零件的厚度等等，所以喷丸强度的选择需要慎重考虑。

丸料束流垂直对零件表面的喷丸强度大于非垂直的情况。喷丸标准制定者经常规定其所需的喷丸强度在制定位置必须进行测试，该位置需安装角度合适的阿尔门试块（阿尔门试片固定器）。对于这些指定位置，喷丸束流的强化效果一定要达到。

喷丸后在零件表面形成的“神奇”的残余压应力硬化层最高可达1mm的厚度。有相关的图表描述喷丸强度以及零件材料与残余压应力硬化层的厚度的关系。这里给出一个比较粗的公式：残余压应力硬化层的厚度是A型喷丸强度的2/3。

对于零件喷丸强度的制定以及优化是非常复杂的，因其受到许多因素的影响。早在1958年，Fuchs建议对于一般的应用情况，喷丸强度0.25~0.35mmA（0.010~0.014英寸A）是合适的。他同时指出零件厚度、零件材料、零件喷丸前的表面状态（是否存在裂纹和凹痕）等等也是喷丸后零件的疲劳寿命的诸多因素。这说明了喷丸强度的优化工作需要进行全面的考虑，即便是考虑了许多相关的因素，也不一定就能确定该喷丸工艺是否真的就能提高零件的寿命，需要大量的实际试验进行验证。

3喷丸覆盖率

喷丸标准制定者必须规定零件喷丸的覆盖率。如果要找出零件的最佳覆盖率是多少，只能进行大量的试验，没有其它更好的方法。目前关于覆盖率是多少比较合适分为两个派别，一种派别的观点是覆盖率越高越好，由此而产生了一些比较模糊的覆盖率的要求，比如300%的覆盖率要求（其实就是“100%”覆盖率喷丸时间的3倍）。另外一种派别认为大多数应用的最优的覆盖率不会超过“100%”。

目前大家公认当覆盖率高于98%以后很难再去测量覆盖率到底是多少，因此目前一致接受的观点就是稍微小于100%的覆盖率被认为是“完全覆盖率”。

讨论与结论

本篇文章给出了喷丸的大致介绍，特别是对喷丸标准制定者必须制定的几个喷丸参数做了介绍。本篇文章也做了必要地一些简化在本篇文章不做过多的介绍，现在有大量的文献介绍参数的变化对喷丸的影响相关的理论和实际的应用。

喷丸普遍应用在大多数的金属零件中，主要目的是解决零件的过早疲劳失效的问题。同时再强调一下，目前有大量的文献介绍喷丸提高零件疲劳寿命相关的内容。作为一个“附加”的表面处理工艺，与改变零件尺寸和改变零件材料相比，喷丸是一种更为经济可行的方法。