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高压水射流喷丸技术的由来及原理介绍

更新时间:2023-01-31   点击次数:454次

近些年来,高压水射流技术的发展非常迅速,应用也越来越广,目前与激光束、电子束、等离子束统统称为高能束加工技术。

在上个世纪80年代,Zafred第一次提出了水射流喷丸强化的思想,高压水射流技术的应用也由原有的清洗、切割、除锈等发展到表面加工(表面处理和表面喷丸),从此高压水射流技术在喷丸强化领域树立了新的篇章,也就是我们现在所说的高压水射流喷丸技术。此后,Blickwedel和Tonshoff等人研究还发现高压水射流喷丸强化技术和传统的喷丸技术具有相同的加工工艺和性能效果,并且还克服了传统喷丸技术成本高、工艺设备安装困难、表面粗糙度增加以及环境污染等缺点,真正做到了高效、高能、环保及安全卫生。以下主要介绍高压水射流喷丸强化技术的原理。
 


高压水射流喷丸强化技术的原理:

高压水射流喷丸强化技术的原理将携带巨大能量的高压纯水射流或混入磨料的混合水射流束,然后按一定的方式高速喷射到金属零构件的表面,使表层材料在再结晶温度下产生塑性变形,从而获得一定厚度的喷丸表面强化层,在表面获得理想的组织和应力分布。
 


另外,由于工件的疲劳破坏都是先从表面形成裂纹开始,而这种裂纹又是交变的拉应力造成的,喷丸强化后刚好在表面形成残余压应力,抵消了一部分零件工作过程中产生的拉应力,从而可以提高零件的疲劳寿命。高压水射流冲击表面时,在工件表面和次表面层产生塑性变形层,从而在表面产生残余压应力和促进次表面的加工硬化。若变形层相对厚,则被喷工件的交变疲劳寿命就会得到提高,所以喷丸后加工硬化层的增加和残余压应力的补充是喷丸加工理想的结果。