弹簧厂商弹簧喷丸技术要求

　　弹簧喷丸的作用：

　　工作中易发生疲劳和应力腐蚀断裂、氧化和点蚀等现象的机械零件均可以采用喷丸强化来改善其表面的力学性能。喷丸处理主要是起到强化作用进而能改善材料（零件）的各种性能，但是也会带来对表面的一些损伤。根据研究结果和实用经验，喷丸强化处理的作用和效果有以下几个方面。

　　（1）抗疲劳强度的提高 提高零件抗疲劳强度是喷丸强化处理的主要目的，对于经受交变载荷的零件喷丸强化是重要的改进手段。喷丸处理对于提高工件疲劳寿命的效果是很显著的。

　　（2）防止应力腐蚀开裂（简称 SCC）应力腐蚀的特征就是在仅有拉应力或者仅有腐蚀存在时都不会发生开裂，而当两者同时起作用时断裂就会发生。防止 SCC的对策除了针对环境及材料方面措施以外从应力方面考虑的对策就是如何降低或消除材料表面的拉应力，从残余应力方面来考虑去应力热处理和喷丸都是可行的方法。喷丸处理虽然只有表面的薄层起作用，但因为腐蚀和裂纹生成都是从表面开始的，所以喷丸处理对于防止 SCC 的发生有显著的效果。

　　（3）防止延迟断裂 延迟断裂是指由于腐蚀而发生的氢在钢的晶界聚集而产生沿晶裂纹并传播扩展直至断裂，断裂的产生原因就是在常温下可以向附近扩散的氢（扩散性氢），也就是钢中原有的氢与因腐蚀而产生的氢向应力集中的晶界聚集，在晶界处发生裂纹并沿晶界传播而产生断裂。试验表明对于易发生延迟断裂的淬火回火处理后的高强度钢与合金渗碳钢，喷丸处理可以提高其延迟断裂强度极限，延迟其裂纹发生而延长寿命。

　　（4）对表面粗糙度的损伤喷丸时随加工时间的增加。，加工面会逐渐被压痕所覆盖。直到原有的表面完全被喷丸后的表面所代替，而喷丸后的表面与原有的加工或磨削表面是有显著差别的，这就引起喷丸所产生的各种各样的效果。一般喷丸后材料表面粗糙度是增加的，其损害程度与喷丸强度、丸粒大小、投射速度以及丸粒的硬度与被加工材料的硬度等各种因素有关。

　　（5）对材料表面组织结构的损伤 正确合理的喷丸处理对材料表面微观组织的强化是有利的，但是当喷丸处理不良时例如过度喷丸就会给表面组织带来损伤，即表面材料的折叠缺陷与过度的循环应变疲劳造成的微裂纹。

　　（6）其他效果 喷丸加工的效果还有因润滑性的改善而带来耐磨性的提高、热传导率的增加以及不锈钢耐蚀性的提高等。

　　弹簧喷丸主要控制与衡量弹簧喷丸效果的试验与检验项目：

　　（1）喷丸强度 喷丸强度取决于在单位时间内作用于工件单位面积上的动能，由在饱和点处的阿尔曼试片弧高来评定。喷丸强度是衡量喷丸处理强化效果最重要的参数，在弹簧喷丸的技术要求中是必不可少的控制指标。

　　（2）喷丸覆盖率 是指喷丸形成的弹痕面积与总测量面积的比率。一般情况下可用标准图片对比的方法用目视法确定覆盖率的百分比，也可以用覆盖率的检测仪器。

　　（3）残余应力 去除外力和热影响以后保留在材料上的内应力。喷丸处理的应力强化效果主要涉及喷丸后弹簧表面残余应力场的深度及其形态。推荐采用X射线应力测试仪，用逐步电解侵蚀剥层法可以测定出喷丸强化层的残余应力场。

　　（4）显微硬度 喷丸处理表面层的组织强化实际包括微观结构的变化和相应的力学性能的变化。组织强化的度量参数包括显微畸变量、嵌镶块尺寸、位错密度等;力学性能的变化包括显微硬度，甚至包括表面层宏观力学指标，如屈服强度等。实际比较容易测试的是显微硬度（用小负荷，50g 以下较好），在工艺验证或研究时进行喷丸表面的硬度梯度试验来获得表面组织强化的效果数据。

　　（5）表面粗糙度 可以在喷丸后测量弹簧的表面粗糙度，一般弹簧产品的技术标准中还没有弹簧表面粗糙度的规定，但是有些有高可靠性要求的高端弹簧已有提出。

　　（6）喷丸强化层的显微组织 喷丸处理表面层的组织强化包括微观结构的变化和相应的力学性能的变化。组织强化的度量参数包括显微畸变量、嵌镶块尺寸、位错密度等，这些参 数在研究喷丸强化工艺时需要通过电子金相技术手段进行分析。在生产现场作为衡量弹簧喷丸效果的试验方法，常规的光学金相试验也是十分重要的。

　　弹簧的喷丸强化工艺：

　　1）组合喷丸工艺技术。组合喷丸，一般也称多次喷丸工艺。大多数经济的工艺是采用二次抛丸。通过采用不同直径的丸粒喷丸来实现。第一次采用较大丸粒来获得残余压应力和表面光洁度。

　　2）应力喷丸工艺。应力喷丸工艺也是一项比较经典的喷丸工艺，只是因为难以应用于大批量生产，但近年来由于应力喷丸设备的快速发展，在高应力汽车悬架弹簧大批量生产中得到了较大发展。特别是应力强化喷丸与其他喷丸工艺的组合应用具有很好的强化效果。应力喷丸的预应力一般设定在700~800MPa，经应力抛丸后，残余应力的峰值可以达到1200~1500MPa，从而得到高的抗疲劳强度。

　　弹簧喷丸后的工艺：

　　弹簧喷丸处理后的去应力退火工艺。喷丸处理的加工层、与一般经受塑性变形加工的材料一样，由于内部的应变会造成弹性极限降低等问题，低温去应力退火可有效地恢复弹性极限等性能。但是喷丸处理是靠残余应力获得的强化效果，去应力退火的温度太高会使这种有效的残余应力降低，因此通常的去应力退火温度为180~220℃，保温时间为 20~30min。

　　弹簧喷丸处理后的预应力工艺。为保证弹簧的疲劳寿命、通常都会增加强化弹簧的喷丸处理工序，普遍采用二次喷丸，也有进行应力喷丸或热喷丸处理的。为提高弹簧的抗应力松弛性能，弹簧在喷丸后多采用强压处理。

　　弹簧喷丸的标准：

　　GB/T31214.1—2014《弹簧喷丸》

　　JB/T 10802-2007 《圆柱螺旋弹簧喷丸 技术规范》