Você já se perguntou como as peças metálicas adquirem sua incrível resistência e durabilidade? O shot peening é o herói desconhecido por trás de muitos dos componentes resistentes com os quais contamos todos os dias. Neste artigo, exploraremos o fascinante mundo do shot peening, um processo que aprimora as superfícies metálicas por meio de jateamento de projéteis em alta velocidade. Prepare-se para descobrir como essa técnica inovadora faz sua mágica, desde o aumento da resistência à fadiga até a melhoria da resistência ao desgaste e à corrosão. Vamos nos aprofundar e descobrir os segredos desse poderoso tratamento de superfície!
Shot peening é um processo que melhora as propriedades mecânicas e o estado da superfície das peças de trabalho usando tiros de areia de alta velocidade ou tiros de ferro para impactar a superfície. Esse processo pode aumentar a resistência mecânica, a resistência ao desgaste, a resistência à fadiga e a resistência à corrosão das peças.
Além disso, o shot peening também pode ser usado para fosqueamento de superfícies, descalcificação e eliminação de tensões residuais em processos como fundição, forjamento e soldagem.
Jateamento para remover tinta velha e ferrugem da superfície de rodas de aço
O shot peening é dividido em shot peening e jateamento de granalha.
Shot peening
Tratamento de superfície com jateamento de granalha tem uma força de impacto significativa e proporciona um efeito de limpeza evidente.
No entanto, o tratamento de peças de chapa fina por shot peening pode facilmente causar a deformação da peça de trabalho, e a granalha de aço atinge a superfície da peça de trabalho, independentemente do jateamento ou shot peening, levando à deformação do substrato metálico. Fe3O4 e Fe2O3 não têm plasticidade e se desprendem após serem quebrados. A película de óleo também é deformada junto com o substrato, de modo que o jateamento com granalha ou com ar para peças contaminadas com óleo não consegue remover totalmente o óleo.
Entre os métodos de tratamento de superfície existentes para peças de trabalho, o jateamento de areia oferece o melhor efeito de limpeza.
Tiro detonação
O jateamento com granalha é adequado para a limpeza de superfícies de peças de trabalho com altos padrões. No entanto, o atual equipamento geral de jateamento de areia na China é composto principalmente de maquinário básico e pesado de transporte de areia, como dobradiça de dragão, raspador, caçamba e elevador.
Os usuários precisam construir um poço profundo e criar uma camada impermeável para instalar o maquinário, o que leva a custos de construção mais altos, maiores cargas de trabalho de manutenção e custos de manutenção mais altos.
Além disso, a quantidade significativa de pó de sílica produzida durante o processo de jateamento de areia não pode ser removida com eficácia, o que representa uma séria ameaça à saúde dos operadores e polui o meio ambiente.
O shot peening é dividido em shot peening geral e shot peening por tensão.
Em geral, durante o processamento, o chapa de aço está em um estado livre, e a granalha de aço rápido é usada para golpear a superfície para induzir a tensão de pré-compressão, reduzindo a tensão de tração na superfície durante o trabalho e aumentando sua vida útil.
O shot peening por estresse envolve a pré-dobragem da chapa de aço sob uma determinada força, seguida pelo shot peening.
Há dois tipos principais de equipamentos de shot peening:
Adequado para peças que exigem alta resistência ao shot peening, pequena variedade, lote grande, formato simples e tamanho grande.
Adequado para peças que exigem resistência moderada ao shot peening, formas complexas e tamanhos pequenos.
Normalmente, a dureza do metal está na faixa de 40 a 50 HRC.
Durante o processamento de metais duros, a dureza pode ser aumentada para 57-62 HRC.
A granalha de aço fundido é altamente valorizada por sua boa tenacidade e é amplamente utilizada. Ela também tem uma vida útil mais longa em comparação com a granalha de ferro fundido, geralmente várias vezes mais longa.
A dureza desse material é normalmente de 58-65 HRC, o que o torna frágil e propenso a quebrar, resultando em uma vida útil curta. Por isso, ele não é muito usado.
No entanto, ele é empregado principalmente em situações em que o shot peening de alta intensidade é necessário.
Em comparação com os dois materiais anteriores, este tem uma dureza menor. Ele é usado principalmente para o processamento de titânioalumínio, magnésio e outros materiais que não toleram a contaminação por ferro.
Além disso, ele também pode ser usado para processamento secundário após o shot peening de aço para remover a poluição por ferro e reduzir a rugosidade da superfície das peças.
O grânulo de cerâmica tem uma composição química que é aproximadamente 67% ZrO2, 31% SiO2e 2% Al2O3 como os principais componentes. Ele é feito por meio de um processo que envolve fusão, atomização, secagem, arredondamento e peneiramento.
A dureza do grânulo de cerâmica é semelhante à do HRC57-63.
Uma de suas principais vantagens é o fato de ter maior densidade e dureza em comparação com o vidro.
No início da década de 1980, as esferas de cerâmica foram usadas pela primeira vez para aumentar a resistência de peças de aeronaves.
Em comparação com as esferas de vidro, as esferas de cerâmica têm maior resistência, vida útil mais longa e preço mais acessível.
Seu uso agora foi ampliado para o fortalecimento da superfície de metais não ferrosos, como ligas de titânio e ligas de alumínio.
1. Bocal de cano reto
O bocal de cano reto tem uma estrutura simples, sua estrutura interna tem apenas duas partes: contração e seção plana.
2. Bocal Venturi
O bocal venturi é dividido em três partes: a seção de contração, a seção reta e a seção de difusão, que é mais difícil de fabricar.
3. Bocal de venturi duplo
Os bicos de venturi duplo têm uma parte frontal e outra traseira, com um espaçamento entre as duas, e vários pequenos orifícios ao redor do espaçamento.
4. Bocal de furo quadrado
No exterior, foi desenvolvido um bocal com extremidades de entrada e saída em formato quadrado.
De acordo com vários testes, descobriu-se que esse bocal é mais eficiente e econômico em comparação com o bocal venturi.
Intensidade do shot peening
Os parâmetros do processo que afetam a resistência do shot peening incluem principalmente: diâmetro do projétil, velocidade do projétil, taxa de fluxo do projétil e tempo do projétil etc.
Taxa de cobertura
Fatores que influenciam a taxa de cobertura: dureza do material das peças, diâmetro do projétil, ângulo e distância da pulverização, tempo do projétil etc.
Fatores de influência da rugosidade: o resistência e dureza do material da peça, o diâmetro do projétil, o ângulo e a velocidade de pulverização e a rugosidade original da superfície da peça.
Características das peças após o shotpeening
A tensão compressiva residual na superfície da peça após o shot peening, bem como a profundidade da camada de tensão compressiva, dependem das propriedades do material e da força do peening.
Materiais com maior resistência e dureza resultam em maior tensão de compressão e menor profundidade da camada de tensão de compressão.
Além disso, quanto maior a resistência do shot peening, mais profunda será a camada de tensão compressiva.
Alterações na organização do material da camada de superfície jateada
Rugosidade da superfície após o jateamento: A rugosidade da superfície após o jateamento piora com o aumento da força do shot peening, a diminuição da dureza da superfície e a diminuição do tamanho do jato.
Aumento do tamanho: O metal na superfície pulverizada é empurrado para fora, formando pequenas cristas de onda de metal, resultando em um aumento de tamanho.
O shot peening pode evitar a fadiga por flexão em peças automotivas.
Ele também pode melhorar a flexão propriedades de fadiga das raízes do perfil do dente.
O shot peening melhora a resistência à fadiga e aumenta a vida útil segura dos virabrequins.
Além disso, o shot peening aumenta a resistência e a rigidez das bielas.
O processo robusto de shot peening pode melhorar a flexão resistência à fadiga e a resistência à fadiga de contato dos dentes da engrenagem, o que o torna um método crucial para melhorar a capacidade de antiaprisionamento da engrenagem e prolongar sua vida útil.
O shot peening de superfície é um processo eficaz de fortalecimento de superfície que melhora a resistência à corrosão sob tensão e a resistência a fragilização por hidrogênio fratura em fixadores.
O shot peening leva a uma melhoria significativa na confiabilidade e durabilidade da peça de trabalho.
Ao alterar a estrutura do material, o shot peening de superfície atinge o objetivo de melhorar o desempenho da fadiga, incluindo o desempenho da corrosão sob tensão, e, assim, melhora a qualidade dos fixadores.
Como fundador do MachineMFG, dediquei mais de uma década de minha carreira ao setor de metalurgia. Minha vasta experiência permitiu que eu me tornasse um especialista nas áreas de fabricação de chapas metálicas, usinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou sempre pensando, lendo e escrevendo sobre esses assuntos, esforçando-me constantemente para permanecer na vanguarda do meu campo. Permita que meu conhecimento e experiência sejam um trunfo para sua empresa.
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