Tecnologia di pallinatura della superficie degli ingranaggi
1. Il trattamento di pallinatura può migliorare la distribuzione delle sollecitazioni sulla superficie del pezzo
La tensione residua dopo la pallinatura deriva dalla deformazione plastica irregolare dello strato superficiale e dalla trasformazione di fase della struttura metallica, tra cui la deformazione plastica irregolare è la causa principale. Dopo la pallinatura, sulla superficie metallica si produce un gran numero di deformazioni plastiche sotto forma di cavità, la densità di dislocazione dello strato superficiale è notevolmente aumentata e si manifesta il fenomeno dei bordi del sottofreno e dell'affinamento del grano. Dopo la pallinatura, parte dell'austenite trattenuta sulla superficie dell'ingranaggio diventerà martensite e verrà generata una sollecitazione di compressione dovuta all'espansione del volume durante la trasformazione di fase, in modo che il campo di austenite trattenuto sulla superficie cambierà verso una maggiore sollecitazione di compressione. Migliora la resistenza alla fatica degli ingranaggi. Attraverso la pallinatura,
2. La pallinatura può formare uno strato di elevata sollecitazione di compressione sulla superficie del pezzo
Poiché la pallinatura aumenta la sollecitazione di compressione superficiale e migliora significativamente le sue prestazioni di fatica, è più efficace per i pezzi che sopportano carichi di fatica ad alta frequenza. La tensione di compressione residua formata dalla pallinatura può compensare parte del carico applicato. Durante la pallinatura, pallini sferici di acciaio di piccole dimensioni colpiscono la superficie del pezzo in lavorazione per formare uno stress di compressione. L'impatto di ogni colpo farà sì che il metallo produca un certo grado di deformazione plastica e la superficie non può essere completamente recuperata e si forma uno stato di sollecitazione di compressione permanente. Come processo di rinforzo superficiale, la pallinatura può formare una sollecitazione di compressione residua sulla superficie che è equivalente al 55% -60% del limite di resistenza alla trazione del materiale e la superficie del pezzo è dove è probabile che si verifichino delle crepe. Per gli ingranaggi cementati e temprati, la tensione di compressione risultante può raggiungere 1177 ~ 1725MPa, il che può migliorare notevolmente le prestazioni a fatica. La profondità dello strato di compressione è una funzione della forza della pallinatura (o dell'energia della pallinatura) e aumenta all'aumentare delle dimensioni o della velocità della pallinatura.
3. Parametri del processo di pallinatura
Il processo di pallinatura ha requisiti più elevati in termini di forma, dimensioni e durezza della graniglia. La forza della pallinatura e la copertura della superficie vengono utilizzate per controllare il processo di pallinatura, mentre lo stress residuo e il test di fatica vengono utilizzati per rilevare l'effetto di rinforzo della superficie.
I parametri del processo di pallinatura includono materiale, diametro della pallina, velocità di pallinatura, flusso di pallinatura, angolo di pallinatura, distanza di pallinatura, tempo e copertura della pallinatura, ecc. La modifica di uno qualsiasi di questi parametri influenzerà la forza della pallinatura a vari livelli, che è l'effetto di rafforzamento.
Pezzo di prova altezza arco
Il provino standard ALMEN ad arco alto è un calibro speciale per la valutazione completa dei parametri di processo della pallinatura. È realizzato in acciaio per molle n. 70 e ha tre specifiche, codificate rispettivamente come N, C e A, che vengono utilizzate in 3 diverse occasioni con diversi requisiti di resistenza alla pallinatura.
Curva altezza arco
La curva di altezza dell'arco è che l'altezza dell'arco di pallinatura dello stesso pezzo di prova cambia con il tempo di pallinatura (o tempi di pallinatura) a condizione che gli altri parametri di processo siano fissi, segnando la curva del rapporto relativo valore-tempo dell'altezza dell'arco .
Forza di pallinatura
La forza della pallinatura adotta solitamente il metodo di misurazione dell'altezza dell'arco. Il punto principale è utilizzare un determinato provino in acciaio per molle per riflettere l'effetto della pallinatura rilevando il cambiamento di forma dopo la forza della pallinatura. L'operazione specifica consiste nell'utilizzare il provino Almen (provino altezza arco), la durezza generale è 44 ~ 50 HRC), fissato sull'attrezzatura, dopo aver proiettato la pallinatura, rimuovere il provino e quindi misurare l'altezza dell'arco curvo con un calibro (come uno strumento di misura Almen).
Un altro metodo di controllo della forza della pallinatura è l'ispezione della sollecitazione residua, che consiste nell'ispezionare la sollecitazione residua del pezzo in lavorazione dopo il rafforzamento della pallinatura. Il metodo di ispezione specifico è la diffrazione dei raggi X.
Copertura superficiale
Il tasso di copertura si riferisce al rapporto tra l'area della superficie della rientranza del proiettile e l'area della superficie del pezzo dopo la pallinatura. Solitamente espresso in percentuale. Il punto chiave della misurazione è mettere il pezzo di prova Almen dopo la pallinatura circa 50 volte per misurare l'area della rientranza della pallina. Poiché è molto difficile garantire una copertura del 100%, la copertura del 98% è effettivamente definita come copertura completa. È richiesta una copertura del 300% dei modelli di prodotto, di solito tre volte il tempo di pallinatura richiesto per ottenere una copertura effettiva del 98%.
Qualità del proiettile
La qualità del proiettile ha una grande influenza sull'effetto di rinforzo. La regola generale è: il diametro del proiettile è piccolo, lo stress residuo sulla superficie del pezzo è maggiore, ma lo strato di rinforzo è poco profondo; il diametro del proiettile è grande, lo stress residuo sulla superficie del pezzo è inferiore, ma lo strato di rinforzo è più profondo; la durezza del proiettile è elevata, anche la forza di pallinatura è elevata; aumenta il diametro della pallina, aumenta anche la forza della pallinatura; aumenta la velocità di pallinatura, aumentano la forza di pallinatura, lo stress di compressione superficiale e la profondità dello strato di rinforzo.
Tempo di pallinatura
A condizione che gli altri parametri del processo di pallinatura rimangano invariati, la pallinatura può ottenere il miglior effetto di rafforzamento solo quando raggiunge il tempo di "saturazione" o il doppio del tempo di "saturazione". Di solito, un tempo di rafforzamento insufficiente è più svantaggioso del tempo di rafforzamento eccessivo. Pertanto, quando si scopre che il tempo di rinforzo è inferiore al tempo specificato, il pezzo può essere integrato e rinforzato di nuovo.
