ギアサーフェスショットピーニングテクノロジーはサービス寿命を30％増加させ、ノイズを大幅に減らします

2023-07-10

鋳鋼ショット、磁気研磨針、ステンレス鋼のショット

ショットピーニングは、ショットピーニングとは異なるショットピーニングテクニックです。ショットブラストの目的は、ワークピースの表面に油、スケール、錆、機械加工のバリを除去することです。ギア表面のショットピーニングは、主に部品の表面への高速発射体の影響に依存しているため、弾性プラスチックの変形を引き起こし、それにより、残留圧縮応力、作業硬化、微細構造の改良などの好ましい変化をもたらします。ギアの曲げ疲労強度を改善するため。接触疲労強度は、ギアの閉塞性閉塞能力を改善し、ギアのノイズを減らし、ギアのサービス寿命を30％以上改善することです。

1.ショットピーニングのメカニズムと機能
1.ショットピーニング治療は、部品の表面のストレス分布を改善することができます
ショットピーニング後の残留応力は、表面層の不均一な塑性変形と金属構造の位相変換に由来します。ショットの皮をむいた後、金属表面に多数のピットの形で塑性変形が発生し、表面脱臼密度が大幅に増加し、サブグレインの境界と粒子洗練も現れます。図1に示すように、ショットのピーニング後にギアの表面にある保持されたオーステナイトの一部はマルテンサイトに変わり、位相変換中の体積膨張により圧縮応力が生成されるため、表面の保持されたオーステナイトフィールドが変化します。より大きな圧縮応力方向に向かって、ギアの疲労強度を改善します。ショットピーニングを通じて、熱処理ストレスを排除し、表面酸化物の皮膚を除去し、部品のノッチ感度を改善し、部品の故障が発生しやすい残留応力を圧縮応力に変換し、亀裂源の生成と拡大を効果的に制限することができます。部品の疲労寿命を改善します。

2.ショットピーニングは、ワークピースの表面に高い圧縮応力層を形成することができます
ショットピーニングは表面圧縮応力を増加させ、疲労性能を大幅に改善するため、高周波疲労荷重に耐えるワークピースにより効果的です。ショットピーニングによって形成された残留圧縮応力は、印加荷重の一部を相殺できます。ショットピーニング中に、小型の球状スチールショットがワークの表面に当たり、圧縮応力を形成しました。各ショットの衝撃により、金属の特定のプラスチック変形が発生し、最終的に表面を完全に回復できず、永続的な圧縮応力状態が形成されます。表面強化プロセスとして、ショットピーニングは、材料の究極の引張強度の55％〜60％に相当する表面に残留圧縮応力を形成し、ワークピースの表面は亀裂が簡単に開始できる場所です。浸潤およびクエンチのギアの場合、形成された圧縮応力は1177〜1725MPaに達する可能性があり、疲労性能を大幅に改善できます。圧縮応力層の深さは、ピーニング強度（またはピーニングエネルギー）の関数であり、ショットサイズまたはショット速度とともに増加します。

2.ピーニングプロセスパラメーターを撃ちます
ショットピーニングプロセスには、発射体の形状、サイズ、硬度に高い要件があります。ショットピーニングプロセスは、ショットのピーニング強度と表面被覆率によって制御され、表面強化効果は残留応力と疲労試験によって検出されます。

ショットピーニングプロセスパラメーターには、発射体材料、発射体の直径、発射体速度、発射体の流量、噴射角、噴射角、ショットのピーニング時間とカバレッジなどが含まれます。これらのパラメーターのいずれかの変更は、ショットピーニング強度に変化する程度に影響します。つまり、強化の効果です。

（1）アークの高さテストピース

標準のALMEN ARC高さテストピースは、ショットピーニングプロセスパラメーターを包括的に評価するための特別なゲージです。 No. 70 Spring Steelで作られており、それぞれコードネームN、C、Aの3つの仕様があり、異なるショットピーニング強度要件を持つ3回で使用されています。

（2）アークの高さ曲線

アークの高さ曲線は、他のプロセスパラメーターが固定されている条件下でのショットピーニング時間（またはショットピーニング時間の数）を使用した同じテストピースのショットピーニングアークの高さ値の変化であり、アークの曲線をマークします高さ価値の相対関係。

（3）ピーニング強度を撃ちます

ショットピーニング強度は通常、アークの高さ値法によって決定されます。その主な点は、特定のスプリングスチールテストピースを使用して、ショットピーニング強度の後に形状の変化を検出することにより、ショットピーニング効果を反映することです。特定の操作は、アルメンテストピース（アーク高さテストピース、一般的な硬度は44〜50hrc）を使用し、フィクスチャに固定され、ショットピーニングの後、テストピースが削除され、曲げアークの高さが測定されます。チェックツール（アルメン測定機器など）。

ショットピーニング強度の別の検査方法は、残留応力検出、つまり、ショットピーニングの強化後のワークピースの残留応力の検出であり、特定の検査方法はX線回折法です。

（4）表面被覆

カバレッジ率は、ワークピースの表面が撮影された後、噴霧ワークピースの表面積に対する発射体のインデント領域の比率を指します。通常、パーセンテージとして表されます。測定の主なポイントは、ショットピーニング後にアルメンのテストピースを約50回拡大し、発射体のインデンテーション領域を測定することです。 100％のカバレッジを保証することは困難であるため、98％のカバレッジは実際には完全なカバレッジとして定義されています。 300％のカバレッジを必要とする製品パターンの場合、これは通常、98％の効果的なカバレッジを達成するために必要な3倍のピーニング時間で達成されます。

（5）発射体の品質

発射体の品質は、強化効果に大きな影響を与えます。一般的なルールは次のとおりです。発射体の直径は小さく、ワークの表面の残留応力は高くなりますが、強化層は浅いです。発射体の直径は大きく、ワークピースの表面の残留応力は低いですが、強化層は深いです。発射体の硬度は高く、ショットのピーニング強度も高くなっています。ショットの直径が増加し、ショットピーニング強度も増加します。ショット速度が増加し、ショットピーニング強度、表面圧縮応力、強化層の深さが増加します。

（6）ピーニング時間を撃ちます

他のショットピーニングプロセスパラメーターが変更されないままであるという条件の下で、ショットピーニングが「飽和」時間または「飽和」時間の2倍に達する場合にのみ、最良の強化効果が得られます。通常、強化時間の強化が不十分であることは、過度の強化時間よりも好ましくありません。したがって、強化時間が指定された時間よりも低いことがわかった場合、ワークピースで補足強化を再度実行できます。

3.ショットピーニングテクノロジーの適用
1.浸炭ギアの表面硬度を改善します

例1：FAW熱処理部門の工場のショットピーニング機器は、ドイツで作られたTR5SVR-1ストレスショットピーニング装置を採用しています。ショットピーニングプロセスは次のとおりです。直径0.8mmのスチールショットが使用され、ショットピーニング時間は9分、ショットピーニング速度は2800R/minです。ギア材料は22crmohスチールで、浸炭、消し、和らげられています。ショットピーニングトリートメントの後、ギアの表面構造は洗練されており、表面層の保持されているオーステナイト含有量は、ショットピーニングトリートメントなしでワークピースのオーステナ酸塩含有量よりも約10％低くなっています。表面から0.15mmの範囲内で、変化量は明らかに明らかになります。強化されたショットピーニングトリートメント後のギアの表面硬度は、0.5〜2HRC増加します。

2.ギア表面の残留圧縮応力を増加させ、表面微細構造を改善する

例2：サンタナ車の送信の2番目の速度駆動装置は、浸透し、消光され、和らげられています。インペラタイプのショットピーニングマシンは、ショットピーニングに使用され、ショットピーニング速度は2900R/min、ショットの硬度は57HRCです。ショットピーニングテストの結果は次のとおりです。

（1）ショットピーインド部分の表面層の微小硬度が大幅に改善されます。これは、高い残留圧縮応力、作業硬化、微細構造の変化（改良）の結合効果の結果であり、保持されたオーステナイトの有意な減少も原因となります硬度の増加。貢献しました。

（2）ショットピーニングのため、ワークピースの表面層の保持されたオーステナイトは、表面の硬度を改善するために使用できるマルテンサイトに変更されます。マルテンサイトの針は、明らかにショットのピーニングのないものよりも明らかに小さく、より密度が高く、マルテンサイトの下部構造の改良に役割を果たします。残留応力の改善を助長し、それによりギアの疲労性能が向上します。

3.ギアの疲労寿命を改善します

例3：FAWは、強化されたショットピーニングプロセスを使用して、ギアの疲労寿命を大幅に改善した「Jiefang」ブランド自動車トランスミッションの最初のギアで疲労ライフテストを実施しました。「Jiefang」ブランドのアクティブヘリカルギアの疲労寿命を改善するために、歯を切るために大きなアークホブが使用されます。ギアのフィレットを増やすと、アクティブヘリカルギアの寿命が208,300倍に695,400倍に増加する可能性があります。その疲労寿命を3477百万回増やします。

ギアは、接触疲労強度を改善するために、炭素調整後に撮影されます。たとえば、SCM420H鋼管はアンモニアガスなどを通じて炭酸化されています。窒素含有量の増加により、ΔHV（硬度低下）が増加します。つまり、耐火性の性能が向上し、温度温度が300°Cに達することがあります。自動車用の自動トランスミッションAITの従来の浸炭ギア歯表面の接触疲労損傷の問題は解決されます。

4.発射体の要件
ギアの熱処理後、表面の硬度のほとんどは58〜63HRCに達しました。ショットピーニングを実行する場合、ショットピーニングトリートメントは、表面の残留圧縮応力と表面強化層を確保するために、表面硬度よりも高くなければなりません。深さ。さらに、発射体のサイズの選択は、ギアの根が強化されるようにする必要があります。ショットピーニングの過程で、選択された発射体の直径が大きすぎるため、小さな半径を持つ歯の根を撮影することはしばしば撃つことはできません。これを行うには、発射体の直径が根半径の半分未満であることを確認してください。

スチールショットの品質は強化効果に大きな影響を与えるため、国家標準は、鋼のショットの金属構造、化学組成、最小密度、硬度偏差に厳密な仕様を与えています。

発射体の使用中は、新しい発射体を時間内に補充する必要があり、適格な量の発射体は80％を超える必要があります。したがって、ショットピーニングの効果を確保するために、制御のために画面のさまざまな仕様を選択できます。壊れた発射体には鋭い角があるため、ワークピースの表面に多くの小さな鋭いカットを生成するのは簡単で、強化効果が低下します。したがって、壊れた発射体は、生産プロセス中にスクリーニングする必要があります。

ショットサイズの選択原則：surface表面粗さに必要な場合、より小さなスチールショットを可能な限り使用する必要があります。 workピースに内側と外側の切り身と溝がある場合、発射体の直径は、内側と外側のフィレットの半径と溝の幅よりも小さくなければなりません。発射体の球状の形状とサイズが均一であることを強制します。

5.スチールショットが採用されます
1. BPS Renforced Steel Shotは、Aoboteによって開発された製品です。高品質のストリップ、熱処理されたプレストレストワイヤー図面、CNC切断、およびパッシブされたラウンドショットテクノロジーを採用して、新世代の表面洗浄と高品質のショット材料の強化を生み出します。 HRC：それぞれ40-50 /50-55 /55-63スチールショットは、均一な硬度、均一なサイズ、長いサービス寿命を持っているだけでなく、粉塵を生成せず、生産中に壊れていません。緑と環境に優しいスチールショットと呼ぶことができます。主にギアとスプリングフレームのスプレーに使用されます。錠剤強化治療など。

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