Brokování je proces, který využívá vysokorychlostní tryskání pískových broků a železných broků k dopadu na povrch obrobku, aby se zlepšily některé mechanické vlastnosti součásti a změnil se stav povrchu. Lze jej použít pro zlepšení mechanické pevnosti dílů, odolnosti proti opotřebení, odolnosti proti únavě a korozi atd. Lze jej použít také pro povrchové matování, odstraňování okují a optimalizaci zbytkového napětí odlévaných, výkovkových a svařovacích dílů.
Proces brokování je proces stříkání velkého množství projektilů na povrch součásti, stejně jako nespočet malých kladívek, které tlučou povrch. Povrch kovové části proto vytváří extrémně silnou plastickou deformaci, díky které povrch součásti vytváří určitou tloušťku vrstvy zpevnění za studena, která se nazývá povrchová zpevňující vrstva, tato zpevňující vrstva výrazně zlepší únavovou pevnost součásti .
Než pochopíme technologii brokování, je nutné, abychom si vysvětlili tři matoucí koncepty brokování, pískování a brokování.
Tyto tři pojmy jsou ve skutečnosti čtyři slova: sprej, hod, výstřel, písek. Mezi nimi je procesní metodou tryskání a použitým materiálem je písek. Při stříkání se používá vysokotlaký vzduch k vyfukování broků a písku na povrch obrobku a při vrhání se používají vysokorychlostní rotující čepele k promítání broku na povrch obrobku. Broky jsou vyrobeny z ocelových broků a písek je vyroben z křemenného písku.
Charakteristika dílů po brokování
Distribuční zákon napětí ve směru hloubky po nástřiku je vyjádřen distribuční křivkou zbytkového napětí brokováním. Povrchové zbytkové tlakové napětí, hloubka vrstvy tlakového napětí, maximální zbytkové tlakové napětí a poloha maximálního zbytkového tlakového napětí jsou čtyři charakteristické veličiny.
Mezi nimi má povrchové tlakové napětí a tloušťka tlakové tlakové vrstvy zjevnější dopad na charakteristiky povrchového zpevnění součásti. Kromě vlastností samotného stříkaného materiálu závisí velikost povrchového zbytkového tlakového napětí a hloubka vrstvy tlakového napětí především na intenzitě brokování a pokrytí povrchu.
Obecně řečeno, vhodné zvýšení intenzity zpevňování a pokrytí zpevňováním broků pomůže zvýšit účinek zpevňování broků, ale také způsobí zvýšení drsnosti povrchu. U krytí brokováním, kdy je krytí nedostatečné, je zbytkové tlakové napětí povrchové vrstvy relativně velké, ale je náchylný k relaxaci napětí. Proto je nutné rozumně zvolit intenzitu zpevňování a vzorek zpevňování v kombinaci s materiálovými charakteristikami a požadavky na zpevnění, aby proces zpevňování mohl maximalizovat zpevňovací účinek.
Změny ve struktuře materiálu stříkaného povrchu
Nastříkané povrchy zdrsní. Kov na nastříkaném povrchu je vytlačen, tvoří se drobné kovové vrcholy, což ovlivňuje drsnost povrchu. S rostoucí intenzitou brokování, snižováním tvrdosti povrchu a prodlužováním doby brokování se zvyšuje i drsnost povrchu.
Tři faktory ovlivňující shot peening
Pro hodnocení kvality vyztužených pelet existují tři základní parametry: pevnost, krytí a drsnost povrchu.
1. Intenzita brokování
Mezi parametry procesu, které ovlivňují intenzitu brokování, patří především: průměr střely, elastická rychlost toku, rychlost toku střely, doba pěchování střely atd. Čím větší průměr střely, tím vyšší rychlost, tím větší hybnost srážky mezi projektil a obrobek, a tím větší je intenzita brokování. Zbytkové tlakové napětí vytvořené brokováním může dosáhnout 60 procent pevnosti v tahu materiálu součásti, hloubka vrstvy zbytkového tlakového napětí může obvykle dosáhnout 0,25 mm a maximální limitní hodnota je asi 1 mm. Intenzita kulmování vyžaduje určitou dobu, aby byla zaručena. Po určité době dosáhne intenzita kulmování saturace a poté se doba kulmování prodlužuje a intenzita se již nebude výrazně zvyšovat. V Almenově testu pevnosti proražením brokem je pevnost proražením charakterizována výškou koruny deformace zkušebního kusu.
obrázek
2. Krytí brokovnicí
Někteří lidé často uvažují o míře pokrytí otryskáváním takto: Moje tryska stříká obrobek 2krát, 1krát nahoru a 1krát dolů, může dosáhnout 200procentního pokrytí? Na první pohled to zní rozumně, ale není tomu tak.
Měření kryvosti je následující: nejprve naneste vrstvu barevné lazury nebo fluorescenční lazury na povrch obrobku, poté obrobek otryskujte podle procesních parametrů, po jednom nastříkání povrchu vyjměte obrobek a sledujte zbývající pod mikroskop (lupa). Podíl nátěru na povrchu, pokud zbývá 20 procent, je míra pokrytí 80 procent. Když jsou pouze 2 procenta zbytků, to znamená, že míra pokrytí je 98 procent, lze to považovat za zcela vyčištěné, to znamená, že míra pokrytí je 100 procent, a v tomto okamžiku existuje určitý čas. Pokud je dosaženo 400procentního pokrytí, je to čtyřnásobek času.
obrázek
3. Drsnost povrchu
V důsledku vstřikování ocelových broků dochází k určité změně drsnosti povrchu obrobku. Faktory, které ovlivňují drsnost povrchu, jsou pevnost a tvrdost materiálu součásti, průměr střely, úhel a rychlost výstřiku a původní drsnost povrchu součásti.
Za stejných dalších podmínek platí, že čím vyšší je hodnota pevnosti a povrchové tvrdosti materiálu součásti, tím obtížnější je plastická deformace, tím mělčí je kráter a tím menší je hodnota drsnosti povrchu; čím menší je průměr střely, tím nižší je rychlost, tím mělčí je kráter. Hodnota drsnosti povrchu se zmenšuje; čím větší je úhel výstřiku, tím menší je normálová složka rychlosti střely, tím menší je síla dopadu, čím je kráter mělčí, tím větší je tangenciální rychlost střely a tím větší je abrazivní účinek střely na povrch. Čím menší je hodnota drsnosti; původní drsnost povrchu součásti je také jedním z ovlivňujících faktorů. Čím hrubší je původní povrch, tím menší je pokles hodnoty drsnosti povrchu po brokování; naopak, čím hladší povrch, tím hrubší povrch po brokování.
Když jsou díly vystaveny vysoce intenzivnímu brokování, hluboké krátery nejen zvyšují hodnotu drsnosti povrchu, ale také vytvářejí velkou koncentraci napětí, což vážně oslabuje účinek brokování.
