Tecnología de granallado de la superficie del engranaje
1. El tratamiento con granallado puede mejorar la distribución de la tensión en la superficie de la pieza.
La tensión residual después del granallado proviene de la deformación plástica desigual de la capa superficial y la transformación de fase de la estructura metálica, entre las cuales la deformación plástica desigual es la causa principal. Después del granallado, se produce una gran cantidad de deformaciones plásticas en forma de picaduras en la superficie del metal, la densidad de dislocación de la capa superficial aumenta considerablemente y aparece el fenómeno de los límites del sub-grano y el refinamiento del grano. Después del granallado, parte de la austenita retenida en la superficie del engranaje se convertirá en martensita y se generará tensión de compresión debido a la expansión de volumen durante la transformación de fase, de modo que el campo de austenita retenida en la superficie cambiará hacia una tensión de compresión mayor. Mejora la resistencia a la fatiga de los engranajes. Mediante shot peening,
2. El granallado puede formar una capa de alta tensión de compresión en la superficie de la pieza de trabajo
Debido a que el granallado aumenta la tensión de compresión de la superficie y mejora significativamente su rendimiento a la fatiga, es más eficaz para piezas de trabajo que soportan cargas de fatiga de alta frecuencia. La tensión de compresión residual formada por el granallado puede compensar parte de la carga aplicada. Durante el granallado, disparos de acero esféricos de pequeño tamaño golpean la superficie de la pieza de trabajo para formar una tensión de compresión. El impacto de cada disparo hará que el metal produzca un cierto grado de deformación plástica, y la superficie no pueda recuperarse por completo y se forme un estado de tensión compresiva permanente. Como proceso de fortalecimiento de la superficie, el granallado puede formar un esfuerzo de compresión residual en la superficie que es equivalente al 55% al 60% del límite de resistencia a la tracción del material, y la superficie de la pieza de trabajo es donde es probable que se produzcan grietas. Para engranajes cementados y endurecidos, la tensión de compresión resultante puede alcanzar los 1177 ~ 1725MPa, lo que puede mejorar enormemente el rendimiento a la fatiga. La profundidad de la capa de tensión compresiva es una función de la fuerza del granallado (o energía del granallado) y aumenta a medida que aumenta el tamaño o la velocidad del granallado.
3. Parámetros del proceso de granallado
El proceso de granallado tiene requisitos más altos en cuanto a forma, tamaño y dureza de la granalla. La fuerza del granallado y la cobertura de la superficie se utilizan para controlar el proceso de granallado, y la tensión residual y la prueba de fatiga se utilizan para detectar el efecto de fortalecimiento de la superficie.
Los parámetros del proceso de granallado incluyen material de granalla, diámetro de granalla, velocidad de granallado, flujo de granalla, ángulo de granallado, distancia de granallado, tiempo de granallado y cobertura, etc. El cambio de cualquiera de estos parámetros afectará la fuerza del granallado en diversos grados, que es el efecto fortalecedor.
Pieza de prueba de altura de arco
La pieza de prueba estándar de arco alto de ALMEN es un calibre especial para una evaluación completa de los parámetros del proceso de granallado. Está hecho de acero para resortes No. 70 y tiene tres especificaciones, codificadas como N, C y A, respectivamente, que se utilizan en 3 ocasiones diferentes con diferentes requisitos de resistencia al granallado.
Curva de altura del arco
La curva de altura del arco es que la altura del arco de granallado de la misma pieza de prueba cambia con el tiempo de granallado (o tiempos de granallado) bajo la condición de que otros parámetros del proceso sean fijos, marcando la curva de la relación relativa entre el valor de la altura del arco y el tiempo. .
Fuerza de shot peening
La fuerza del granallado generalmente adopta el método de medición de la altura del arco. El punto principal es utilizar una determinada pieza de prueba de acero para muelles para reflejar el efecto de granallado detectando el cambio de forma después de la resistencia del granallado. La operación específica es utilizar la pieza de prueba Almen (pieza de prueba de altura de arco), la dureza general es 44 ~ 50HRC), fijada en el accesorio, después de proyectar granallado, retire la pieza de prueba y luego mida la altura del arco curvo con un calibre (como un instrumento de medición Almen).
Otro método de inspección de la resistencia del granallado es la inspección de tensión residual, que consiste en inspeccionar la tensión residual de la pieza de trabajo después de fortalecer el granallado. El método de inspección específico es la difracción de rayos X.
Cobertura de superficie
La tasa de cobertura se refiere a la relación entre el área de la superficie de la muesca del proyectil y el área de la superficie de la pieza de trabajo después de haber sido disparada. Generalmente se expresa como porcentaje. El punto clave de la medición es colocar la pieza de prueba de Almen después del granallado unas 50 veces para medir el área de la hendidura del disparo. Debido a que es muy difícil garantizar una cobertura del 100%, la cobertura del 98% en realidad se define como cobertura total. Se requiere una cobertura del 300% de los patrones del producto, generalmente tres veces el tiempo de granallado requerido para lograr una cobertura efectiva del 98%.
Calidad de proyectil
La calidad del proyectil tiene una gran influencia en el efecto reforzador. La regla general es: el diámetro del proyectil es pequeño, la tensión residual en la superficie de la pieza de trabajo es mayor, pero la capa de refuerzo es poco profunda; el diámetro del proyectil es grande, la tensión residual en la superficie de la pieza de trabajo es menor, pero la capa de refuerzo es más profunda; la dureza del proyectil es alta, la fuerza del granallado también es alta; el diámetro de la granalla aumenta, la fuerza del granallado también aumenta; aumenta la velocidad de disparo, aumenta la resistencia del granallado, la tensión de compresión superficial y la profundidad de la capa de refuerzo.
Tiempo de shot peening
Bajo la condición de que otros parámetros del proceso de granallado permanezcan sin cambios, el granallado solo puede lograr el mejor efecto de refuerzo cuando alcanza el tiempo de "saturación" o el doble del tiempo de "saturación". Por lo general, un tiempo de refuerzo insuficiente es más desventajoso que un tiempo de refuerzo excesivo. Por lo tanto, cuando se descubre que el tiempo de refuerzo es menor que el tiempo especificado, la pieza de trabajo se puede complementar y fortalecer nuevamente.
