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噴丸噴砂房系統(tǒng)|航空航天裝備噴拋丸涂裝系統(tǒng)設(shè)備

發(fā)布時間:2020.07.23    作者: 良時集團
       金屬材料的疲勞、應(yīng)力腐蝕、高溫氧化等力學(xué)、物理和化學(xué)性能,很大程度上取決于材料的表面完整性。所謂表面完整性是指表面粗糙度、表層殘余應(yīng)力、表層顯微組織、表層致密度和表面形貌等狀態(tài)的完好程度。大量的航空零件失效分析表明,屬于疲勞失效的零件約占 80%,而材料的表面完整性是影響材料疲勞性能的重要因素之一。

        噴丸強化技術(shù)是一種材料表面機械冷加工方法,借助高速運動彈丸流或高能沖擊波撞擊材料的表面,使材料表層發(fā)生彈塑性變形,呈現(xiàn)較好的表面完整性,從而提高材料的抗疲勞強度、微動疲勞抗力及損傷容限性能的一種表面強化方法。在航空工業(yè)中,航空零件的表面完整性直接影響其使用性能和服役能力,特別是零件的疲勞使用性能。噴丸強化技術(shù)通過改變材料表面完整性顯著提高各類航空零部件的疲勞性能,且具有成本低、適應(yīng)性強和操作方便等優(yōu)點,在航空領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。目前,我國在控制零件表面質(zhì)量方面主要是測定表面粗糙度及檢測表面缺陷,還沒有建立完善的表面完整性設(shè)計及檢測體系,通過噴丸強化技術(shù)調(diào)控表面完整性是提高航空零件質(zhì)量可靠性的重要手段。

飛機部件數(shù)控噴丸強化設(shè)備

航天軍工裝備噴砂房系統(tǒng)

航天軍工裝備自動噴砂房系統(tǒng)

       噴丸強化在材料表層引入殘余應(yīng)力場,其中靠近受噴材料表面一側(cè)呈現(xiàn)為殘余壓應(yīng)力,板材單面噴丸強化后的表層殘余應(yīng)力分布特征曲線如圖 1 所示。普遍認為殘余壓應(yīng)力是提高工程材料抗疲勞性能和抗應(yīng)力腐蝕性能的重要強化機制,而且殘余壓應(yīng)力值大小、壓應(yīng)力層深度對工件疲勞強度或壽命影響顯著。因此,如何實現(xiàn)殘余應(yīng)力分布特征的調(diào)控是該領(lǐng)域重要研究內(nèi)容之一。

圖1  噴丸強化殘余應(yīng)力層沿深度分布特征曲線

       殘余應(yīng)力分布特征曲線包括 5個主要特征參數(shù):表面殘余應(yīng)力值、殘余壓應(yīng)力深度、最大殘余壓應(yīng)力及其位置、最大殘余拉應(yīng)力。彈丸撞擊材料表面時,通常與材料表面產(chǎn)生近似的赫茲接觸,形成的最大彈性應(yīng)力出現(xiàn)在材料次表面,所以通常噴丸強化最大殘余壓應(yīng)力位于次表面。在某些情況下,殘余應(yīng)力分布特征發(fā)生變化,例如噴丸強化采用低密度的玻璃彈丸介質(zhì)時,由于入射動能小,其噴丸強化鈦合金和鋁合金的最大殘余壓應(yīng)力值出現(xiàn)在表面。當噴丸強化工藝為濕式噴丸強化時,硬質(zhì)合金或鈦合金也會出現(xiàn)表面殘余壓應(yīng)力值最大的現(xiàn)象,因為濕式噴丸強度一般相對較低(為干噴丸強度的1/3~1/4),且陶瓷丸介質(zhì)密度相對較小,但隨著噴丸強度或覆蓋率提高,最大殘余壓應(yīng)力逐漸向次表面轉(zhuǎn)移。激光噴丸強化工藝,最大殘余壓應(yīng)力值通常出現(xiàn)在表面,因為激光噴丸時金屬表面的吸收層吸收激光能量后氣化產(chǎn)生高溫高壓的等離子體,等離子體發(fā)生爆炸產(chǎn)生沖擊波作用于材料表面,沒有形成赫茲接觸;高壓空化水射流噴丸,其形成的最大殘余壓應(yīng)力也出現(xiàn)在受噴材料表面

        噴丸強化工藝參數(shù),如噴丸強度、噴丸時間、彈丸介質(zhì)和彈丸流量的選取對殘余應(yīng)力值大小與分布的影響明顯。較高噴丸強度下,彈丸入射階段具有更大動能,接觸區(qū)受噴材料應(yīng)力集中程度更大、變形層更深,所以最大殘余壓應(yīng)力值提高、殘余壓應(yīng)力層變深,但噴丸強度過大可能獲得相反的效果,主要由于應(yīng)力松弛和表面剝層等因素的影響。噴丸時間作用主要局限于飽和時間內(nèi),最大殘余應(yīng)力值和應(yīng)力層深度隨噴丸時間延長而增加,達到飽和后數(shù)值基本穩(wěn)定不變。彈丸流量直接影響到彈丸動能和 100%覆蓋率時間,在一定噴丸氣壓下,彈丸流量大則噴丸飽和時間短,噴丸強度下降,進而影響殘余壓應(yīng)力的大小及分布。彈丸直徑越大,噴丸強化越容易產(chǎn)生更深的殘余壓應(yīng)力層。

飛機部件噴丸房系統(tǒng)

飛機起落架噴砂系統(tǒng)

飛機專用涂裝房

        航空工業(yè)對其零件有很高的要求,不但要求零件材料輕,而且要求它們能夠 在極其惡劣的環(huán)境下承受極端的載荷。借助于保護零件表面免遭外部破壞以及延 長疲勞壽命,我們的噴丸強化表面處理技術(shù)能夠大大改善零件的整體性能。航空工業(yè)使用的絕大多數(shù)零件,包括飛機骨架、機翼、發(fā)動機、發(fā)動機葉片 、葉片榫頭、葉片轉(zhuǎn)盤、起落架、驅(qū)動裝置、或傳動零件(齒輪),均采用精控 噴丸處理技術(shù)滿足其材料的性能指標。

       噴丸強化是高速運動的彈丸流噴射材料表面并使其表層發(fā)生 塑性變形的過程。噴丸過程中彈丸反復(fù)打擊材料的表面,最終在 材料表面附近造成一塑性變形層即具有一定深度的強化層,噴丸 強化合理引入表面塑性變形層的可使材料疲勞性能及抗應(yīng)力腐蝕 性能獲得明顯改善。根據(jù)材料在強化時產(chǎn)生塑性變形層、形變層 內(nèi)的晶粒細化和金相組織的變化可分為下述三種強化:

1、殘余壓應(yīng)力場(應(yīng)力強化) 
2、變形顯微組織(組織強化)
3、殘余奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變(相變強化)
噴丸分類:噴丸按應(yīng)用范圍常分為三種類型:
①噴丸強化(強力噴丸)②噴丸成形③噴丸清理。

噴丸強化是一項應(yīng)用廣泛的表面強化技術(shù),其工藝操作簡便和強化效果顯著特點,是用來改善和提高零構(gòu)件的 疲勞和應(yīng)力腐蝕斷裂抗力的一種有效方法。

凡具備下述特征的零構(gòu)件,應(yīng)優(yōu)先考慮采用表面噴丸強化處理。
A) 承受交變載荷并且容易產(chǎn)生疲勞失效的重要承力件
B)在恒定載荷和腐蝕環(huán)境共同作用的易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕(或氫脆)失效的重要 承力件 
C) 拉伸強度超過1400MPa的各種鋼鍛件 
D) 需要進行電鍍Cr、Ni、Ni+Cd、Cd+Ti等的鋼零構(gòu)件 

E) 需要陽極化處理的高強鋁合金零構(gòu)件

F) 帶有應(yīng)力集中部位(如內(nèi)外圓角、鍵槽、焊縫、工具標記、壓印標記以 及結(jié)構(gòu)上的突變區(qū)域等)
G) 焊縫左右約30mm的區(qū)域 
H) 各類螺旋壓縮彈簧

評價噴丸強化效果的方法包括:1、表面粗糙度測量 2、殘余應(yīng)力測定 3、顯微組織分析 4、顯微硬度測試疲勞強 度試驗。要達到預(yù)期的噴(拋)丸強化效果要嚴格控制其三大要素(1、設(shè)備 2、介質(zhì) 3、工藝參數(shù))

噴丸強化工藝參數(shù):

飛機專用涂裝房

航空鍛件專用熱處理噴丸室

航空設(shè)備等離子噴涂室


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良時智能已通過英國Sira國際質(zhì)量管理體系認證、ISO14001環(huán)境管理體系認證,獲得實用新型專利及發(fā)明專利 等30多項,其關(guān)聯(lián)公司上海良時壓力容器制造有限公司取得特種設(shè)備設(shè)計許可證(編號:TS1231092-2017,從事D1、D2級壓力容器的設(shè)計),特種設(shè)備制造許可證(編號:TS2231129-2016,從事D1、D2級壓力容器的制造),并與各大高校形成緊密合作。以高新技術(shù)為依托,靠優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品、優(yōu)良的售后服務(wù)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

上海良時智能科技股份有限公司,為全球客戶提供表面處理系統(tǒng)解決方案,從業(yè)20多年,是一個集研發(fā)、設(shè)計、制造、工程安裝、工程咨詢于一體的專業(yè)化制造及自動化智能控制系統(tǒng)集成公司,能為客戶解決:

  1、表面處理噴拋丸、噴丸強化設(shè)備、熱噴涂和涂裝設(shè)備工藝系統(tǒng)解決方案和工藝裝備;
       2、自動化和機器人應(yīng)用工藝系統(tǒng)解決方案和工藝裝備;
       3、食品乳品、制藥、生物、制冷、石油化工、船舶制造、能源、造紙、紡織系統(tǒng)領(lǐng)域承壓系統(tǒng)集成整體解決方案;
       4、涂裝環(huán)保設(shè)備:VOC廢氣、廢水、粉塵處理和噪音治理系統(tǒng)工藝解決方案和工藝裝備。

 

企業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)品如下:

主營業(yè)務(wù):表面處理工程系統(tǒng)集成的設(shè)計、研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。

六類主要產(chǎn)品:自動化涂裝生產(chǎn)線、智能機器人噴涂系統(tǒng)、自動化噴拋丸生產(chǎn)線、智能機器人噴拋丸強化系統(tǒng)、自動化熱噴涂系統(tǒng)、涂裝節(jié)能環(huán)保設(shè)備。

產(chǎn)品主要應(yīng)用于:新材料、新能源、工程機械、汽車制造、集裝箱、船舶海洋工程、航空航天、港口橋梁、電子電氣、環(huán)保工程、印刷造紙機械、醫(yī)療機械、紡織機械等領(lǐng)域。

主要客戶群:航空航天航母、陸海軍軍工、汽車機車動車、石油化工電力、船舶海工港口機械、新材料新能源、重工裝備、農(nóng)機工程機械和機械制造裝備等。

公司生產(chǎn)的表面工程系統(tǒng)集成具備智能、自動化的特點,可實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程自動化控制,因而屬于自動化裝備。根據(jù)《高端裝備制造業(yè)“十二五”規(guī)劃》中對高端裝備的定義“主要包括傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的高技術(shù)高附加值裝備”,公司產(chǎn)品屬于高端裝備,是為國民經(jīng)濟其他行業(yè)提供技術(shù)裝備的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。

 

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