Shot Peening von Metalloberflächen: Der wesentliche Leitfaden

Was ist Shotpeening? Shot Peening ist ein Verfahren, das die mechanischen Eigenschaften und den Oberflächenzustand von Werkstücken verbessert, indem Hochgeschwindigkeitssand- oder Eisenstrahlen auf die Oberfläche einwirken. Dieses Verfahren kann die mechanische Festigkeit, die Verschleißfestigkeit, die Ermüdungsfestigkeit und die Korrosionsbeständigkeit von Teilen verbessern. Darüber hinaus kann Shotpeening auch für [...] eingesetzt werden.

Shot Peening auf Metalloberfläche

Inhaltsverzeichnis

Was ist Shotpeening??

Shot Peening ist ein Verfahren, das die mechanischen Eigenschaften und den Oberflächenzustand von Werkstücken verbessert, indem Hochgeschwindigkeitssand- oder Eisenstrahlen auf die Oberfläche einwirken. Dieses Verfahren kann die mechanische Festigkeit, Verschleißfestigkeit, Ermüdungsfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit von Teilen verbessern.

Darüber hinaus kann das Kugelstrahlen auch zur Oberflächenmattierung, Entzunderung und zur Beseitigung von Eigenspannungen bei Verfahren wie Gießen, Schmieden und Schweißen eingesetzt werden.

Kugelstrahlen zum Entfernen von alter Farbe und Rost auf der Oberfläche von Stahlrädern

Types des Kugelstrahlens

Shotpeening wird unterteilt in Kugelstrahlen und Shotpeening.

Shotpeening

Oberflächenbehandlung mit Kugelstrahlen hat eine erhebliche Schlagkraft und bietet einen deutlichen Reinigungseffekt.

Bei der Behandlung von dünnen Werkstücken durch Kugelstrahlen kann es jedoch leicht zu einer Verformung des Werkstücks kommen, und das Stahlkorn trifft auf die Oberfläche des Werkstücks, unabhängig davon, ob es sich um Kugelstrahlen oder Kugelstrahlen handelt, was zu einer Verformung des Metallsubstrats führt. Fe3O4 und Fe2O3 haben keine Plastizität und schälen sich nach dem Brechen ab. Auch der Ölfilm wird zusammen mit dem Substrat verformt, so dass Kugel- oder Luftstrahlen bei ölverschmutzten Werkstücken das Öl nicht vollständig entfernen kann.

Unter den bestehenden Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken bietet das Sandstrahlen die beste Reinigungswirkung.

Shotpeening

Schuss Sprengen

Kugelstrahlen ist für die Reinigung von Werkstückoberflächen mit hohen Anforderungen geeignet. Die derzeitige allgemeine Sandstrahlausrüstung in China besteht jedoch hauptsächlich aus einfachen und schweren Sandförderanlagen wie Scharnierdrachen, Kratzer, Eimer und Elevatoren.

Die Benutzer müssen eine tiefe Grube ausheben und eine wasserdichte Schicht aufbringen, um die Maschinen zu installieren, was zu höheren Baukosten, einem größeren Wartungsaufwand und höheren Wartungskosten führt.

Außerdem kann die erhebliche Menge an Siliziumdioxidstaub, die beim Sandstrahlen entsteht, nicht wirksam entfernt werden, was eine ernsthafte Bedrohung für die Gesundheit der Bediener und eine Verschmutzung der Umwelt darstellt.

Kugelstrahlen

Das Verfestigungsstrahlen wird in allgemeines Verfestigungsstrahlen und Spannungsverfestigungsstrahlen unterteilt..

Im Allgemeinen wird bei der Verarbeitung der Stahlplatte ist in einem freien Zustand, und Schnellstahlkugeln werden verwendet, um auf die Oberfläche zu schlagen, um eine Vorkompressionsspannung zu induzieren, die die Zugspannung auf der Oberfläche während der Arbeit reduziert und ihre Lebensdauer erhöht.

Beim Spannungskugelstrahlen wird das Stahlblech unter einer bestimmten Kraft vorgebogen und anschließend kugelgestrahlt.

Arten von Kugelstrahlanlagen

Es gibt zwei Haupttypen von Kugelstrahlanlagen:

1. Mechanische Zentrifugalkugelschreiber-Maschine

Geeignet für Teile, die eine hohe Kugelstrahlfestigkeit, eine kleine Sorte, eine große Charge, eine einfache Form und große Abmessungen erfordern.

Mechanische Zentrifugalkugelschreiber
Mechanische Zentrifugalkugelschreiber

2. Pneumatische Strahlanlage (Drucklufttyp)

Geeignet für Teile, die eine mäßige Festigkeit beim Kugelstrahlen erfordern, komplizierte Formen und kleine Größen.

Pneumatische Kugelstrahlanlage
Pneumatische Kugelstrahlanlage

Einführung des Geschosses

1. Stahlgussschrot

Normalerweise liegt die Härte des Metalls im Bereich von 40-50 HRC.

Bei der Bearbeitung von Hartmetallen kann die Härte auf 57-62 HRC erhöht werden.

Stahlgussschrot wird wegen seiner guten Zähigkeit sehr geschätzt und ist weit verbreitet. Es hat auch eine längere Lebensdauer als Gusseisenkies, oft ein Vielfaches davon.

2. Gusseisen Schrot

Die Härte dieses Materials beträgt in der Regel 58-65 HRC, was es spröde und bruchgefährdet macht und zu einer kurzen Lebensdauer führt. Aus diesem Grund wird es nicht häufig verwendet.

Es wird jedoch hauptsächlich dort eingesetzt, wo ein hochintensives Kugelstrahlen erforderlich ist.

Schrot aus Gusseisen

3. Glas Wulst

Im Vergleich zu den beiden vorgenannten Werkstoffen hat dieses Material eine geringere Härte. Es wird hauptsächlich für die Verarbeitung TitanAluminium, Magnesium und andere Materialien, die keine Verunreinigung durch Eisen vertragen.

Darüber hinaus kann es auch für die sekundäre Bearbeitung nach dem Stahlkugelstrahlen verwendet werden, um Eisenverunreinigungen zu entfernen und die Rauheit der Oberfläche von Teilen zu verringern.

4. Keramik Wulst

Die Keramikperle hat eine chemische Zusammensetzung von etwa 67% ZrO2, 31% SiO2und 2% Al2O3 als Hauptbestandteile. Es wird in einem Verfahren hergestellt, das Schmelzen, Zerstäuben, Trocknen, Abrunden und Sieben umfasst.

Die Härte der keramischen Perle ist ähnlich der von HRC57-63.

Einer seiner Hauptvorteile ist, dass es im Vergleich zu Glas eine höhere Dichte und Härte aufweist.

In den frühen 1980er Jahren wurden Keramikkugeln erstmals zur Verbesserung der Festigkeit von Flugzeugteilen eingesetzt.

Im Vergleich zu Glasperlen haben Keramikperlen eine höhere Festigkeit, eine längere Lebensdauer und einen günstigeren Preis.

Ihre Verwendung wurde nun auf die Oberflächenverfestigung von Nichteisenmetallen wie Titanlegierungen und Aluminiumlegierungen.

Keramische Perle

Einführung in die Düsen von Strahlanlagen

1. Gerade Rohrdüse    

Gerade Rohrdüsen haben eine einfache Struktur, ihre innere Struktur besteht nur aus zwei Teilen: einer Verengung und einem flachen Abschnitt.

2. Venturidüse      

Die Venturi-Düse ist in drei Teile unterteilt: den kontrahierenden Teil, den geraden Teil und den Diffusionsteil, der schwieriger herzustellen ist.

3. Doppel-Venturi-Düse    

Doppelventuridüsen haben eine Vorder- und eine Rückseite mit einem Abstand zwischen den beiden und mehreren kleinen Löchern um diesen Abstand herum.

4. Düse mit quadratischem Loch      

In Übersee wurde eine Düse mit quadratisch geformten Ein- und Auslassenden entwickelt.

Verschiedene Tests haben ergeben, dass diese Düse im Vergleich zur Venturi-Düse effizienter und kostengünstiger ist.

Parameter, die die Qualität des Kugelstrahlens beeinflussen

Intensität des Shotpeening

Zu den Prozessparametern, die sich auf die Festigkeit des Kugelstrahlens auswirken, gehören vor allem: Projektildurchmesser, Projektilgeschwindigkeit, Projektilflussrate und Projektilzeit usw.

Abdeckungsgrad

Einflussfaktoren für die Bedeckungsrate: Härte des Werkstückmaterials, Projektildurchmesser, Sprühwinkel und -abstand, Projektilzeit usw.

Oberflächenrauhigkeit

Einflussfaktoren auf die Rauheit: die Festigkeit und Härte des Werkstückmaterials, des Durchmessers des Projektils, des Sprühwinkels und der Geschwindigkeit sowie der ursprünglichen Oberflächenrauheit des Werkstücks.

Eigenschaften der Teile nach dem Kugelstrahlen

Die Druckeigenspannung an der Oberfläche des Werkstücks nach dem Verfestigungsstrahlen sowie die Tiefe der Druckspannungsschicht hängen von den Werkstoffeigenschaften und der Verfestigung ab.

Materialien mit höherer Festigkeit und Härte führen zu einer größeren Druckspannung und einer geringeren Tiefe der Druckspannungsschicht.

Außerdem ist die Druckspannungsschicht umso tiefer, je höher die Strahlfestigkeit ist.

Veränderungen in der Materialorganisation der gestrahlten Oberflächenschicht

Oberflächenrauhigkeit nach dem Strahlen: Die Rauheit der Oberfläche nach dem Strahlen verschlechtert sich mit zunehmender Strahlstärke, abnehmender Oberflächenhärte und geringerer Kugelgröße.

Größenzunahme: Das Metall auf der gespritzten Oberfläche wird nach außen gedrückt und bildet kleine Metallwellenberge, was zu einer Größenzunahme führt.

Anwendungsbereich des Kugelstrahlens

Anwendungsbereich des Kugelstrahlens

Shotpeening kann Biegeermüdung bei Automobilteilen verhindern.

Es kann auch das Biegen verbessern Ermüdungseigenschaften von Zahnprofilwurzeln.

Kugelstrahlen verbessert die Ermüdungsfestigkeit und verlängert die sichere Lebensdauer von Kurbelwellen.

Darüber hinaus erhöht das Kugelstrahlen die Festigkeit und Steifigkeit von Pleuelstangen.

Das robuste Shotpeening-Verfahren kann die Biegefestigkeit verbessern Ermüdungsfestigkeit und die Kontaktermüdungsfestigkeit von Zahnrädern, was sie zu einer entscheidenden Methode zur Verbesserung der Fresssicherheit und Verlängerung der Lebensdauer von Zahnrädern macht.

Das Kugelstrahlen der Oberfläche ist ein wirksames Verfahren zur Oberflächenverfestigung, das die Korrosionsbeständigkeit und die Beständigkeit gegen Wasserstoffversprödung Bruch in Verbindungselementen.

Kugelstrahlen der Oberfläche

Shotpeening führt zu einer deutlichen Verbesserung der Zuverlässigkeit und Haltbarkeit des Werkstücks.

Durch die Veränderung der Materialstruktur erreicht das Oberflächenverfestigungsstrahlen das Ziel, die Ermüdungsleistung, einschließlich des Spannungskorrosionsverhaltens, zu verbessern und dadurch die Qualität der Verbindungselemente zu erhöhen.

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Shane
Autor

Shane

Gründerin von MachineMFG

Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.

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