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行業新聞

航空制造噴丸強化處理中的噴丸成形技術

發布時間:2020.12.14    點擊數: 21568
      噴丸作為一種表面強化工藝,它的歷史可追溯到公元前2700年,可謂歷史悠久。據記載,當時的鐵匠就已經認識到在冷態下經過錘子錘打的金屬可以變得更加堅硬。中世紀的歐洲人在使用馬拉轎車中發現,同樣的板式彈簧,凡經過表面吹沙處理的,使用壽命顯提高。這些只是人們對噴丸的最初認識,在進入20世紀后,人們便開始使用金屬顆粒對彈簧和大型齒輪的齒根進行噴丸強化處理。
        尤其是到了20世紀40年代,大批研究者開始在噴丸工藝方面做出了大量的研究和探索,對噴丸工藝的認識也提升到一個更高層次,從而推動和擴展了這項工藝的應用范圍。洛克希德馬丁公司的工程師 Jim Boerger從噴丸強化Amen試片中得到啟發,開創了一種現代飛機制造中的先進成形技術—噴丸成形技術。
       噴丸成形的基本原理是:利用高速彈丸(直徑1-6mm)流撞擊金屬板材的表面,使受撞擊的表面及其下層金屬材料產生塑性變形而延伸,從而逐步使板材發生向受噴面凸起的雙向彎曲變形。
噴丸成形技術的優點主要有:
1)工藝裝備筒單不需要成形模具因此零件制造成本低對零件尺寸大小的適應性強
2)由于噴丸成形后沿零件厚度方向在上、下兩個表面均形成殘余壓應力如下圖所示,因此在零件成形的同時還可以改善零件的抗疲勞性能;
3)既可以成形單曲率零件也可以成形復雜雙曲率零件。
       正是基于這些優點,噴丸成形技術已廣泛應用于航空航天等領域的整體壁板零件制造。美國率先在“星座號”飛機上采用噴丸成形技術制造機羹整體壁板,20世紀50年代中期開始,噴丸成形技術開始踏上航空制造的歷史舞臺,包括民用車用飛機機羹、機身等壁板類零件的成形等近年來隨著現代飛機對整體氣動性能的要求越來越高,以及計算機技術的快速發展大大促進了噴丸成形技術的研究和開發出現了預應力噴丸技術、數字化噴丸成形技術、新型噴丸成形/強化技術等,大大擴了噫丸成形技木的加工能力和應用范圍。
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