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第 3 卷
2015 年
12 月刊
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培训专栏


第 3 卷- 2015 年 12 月刊
Almen试片抛喷丸目前仍是先进技术么?



Wolfgang Hennig

  抛喷丸处理已存在一段时间,现成为高动态应力汽车部件制造链中连杆、阀门弹簧、底盘弹簧、曲轴等部件寿命的一项工艺。同样,在航空发动机领域,抛喷丸处理已成为一项不可或缺的工艺。抛喷丸处理的范围包括所有或仅在高应力区域内的压缩机叶片和涡轮叶片、压缩机叶盘、涡轮盘和涡轮轴等高热应力和高动态应力部件。抛喷丸工艺的质量和强度可依据产生的残余应力衡量。不幸地是测量此类残余应力时,必须使用x射线方法在部件表面中央钻孔,进行破坏性测量。为了替代在部件表面破坏性测量喷丸效果,需要寻找一种不破坏部件本身的控制抛喷丸处理的方法。

  为此,John O. Almen先生在1944年获得非破坏性方法专利,且在70多年后仍在使用。在我们生活的这个快速发展的时代产生了一个问题“这项71年前发明的工艺方法是一个成熟且正确的方法,还是一个过时、应该废弃的方法呢?”在过去的70年中,使用受控方法加速弹丸介质对部件表面进行数以百万次的抛喷射,使我们的机器实现显著改进。对比早些时候,喷丸装置介质轮的关键部件、介质用量(磁力或机械)和压力调节器已进一步发展成全新的机器。然而,为了喷丸工艺的发展和验证,我们仍使用基于1944年John O. Almen先生发明的A–N型或C型Almen试片。在Almen试片的帮助下,可将介质流的动能转化为一种标准化弹簧钢片形变,且可使用刻度为0.001英寸或0.1毫米的“Almen测量仪”对该种形变进行测量。十分了解抛喷丸工艺的人都知道该方法;然而,许多人开始意识到该方法的缺陷和不足:如Almen试片的制造公差、Almen试片的处理、预先弯曲测量、依据饱和曲线进行Almen强度的推导和说明等。介质流产生的动能取决于工艺的关键流程变量(KPV)。部分变量包括:
• 介质硬度和尺寸;
• 喷丸压力;
• 介质流量;
• 介质流速;

  如今,所有此类参数均可测且部分参数可控 - 这是70年前无法想象的。因此,喷丸工艺本身得到了进一步发展,但测量方法仍停滞不前,似乎将遭到废弃。关键工艺参数是介质流速,并保持其他 KPV 参数的稳定。如今,使用机器控制系统这已不是问题。介质流速即使在喷丸室等恶劣环境下仍可在线测量。此类系统已在一系列不同喷丸最终用户的独立试验中验证其技术能力,因此具有可用性。良好的重复性、较低的测量耗时和 Almen 载体的简单化 - 所有这些均是介质流速测量方法的显著优势。经过70年的使用并认识到其弱点后,我们需要发出疑问:基于标准弹簧钢片曲线测量的强度测量是否仍具先进性?因为我们都知道在这个复杂的世界中有一项法则“逆水行舟,不进则退”。

如有疑问,请联系wolfgang@mfn.li



培训专栏
作者:Wolfgang Hennig,MFN官方培训师
更多信息,请参见 www.mfn.li/cn/trainers
 
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