Mun yfirborðsmeðferð veikja styrk hlutanna?

一, Megintilgangur yfirborðsmeðferðar er að styrkja og herða á sama tíma.
Yfirborðsmeðferð er ekki bara ein tækni; Megintilgangur þess er að bæta frammistöðu með því að breyta því hvernig yfirborð efna er byggt upp og streitu. Það eru tvær megingerðir yfirborðsmeðferðar eftir því hvernig þær virka:
1. Bætt meðferð: gerir yfirborðið harðara og þolir meira slit
Skotstyrking: Þessi aðferð notar há-hraða skotfæri til að lenda á yfirborðinu og búa til afgangs þrýstispennulag sem er allt að 0,5 mm þykkt. Þetta getur aukið þreytustyrk um meira en 200%. Til dæmis getur skotpípa gert það að verkum að þreytulíf flugvélablaða endast lengur en 10 ^ 7 álagslotur, fara úr 500 klukkustundum í 1500 klukkustundir.
Laser shock peening: Há-orkuleysir myndar plasma höggbylgjur sem búa til 1 mm-djúpt lag af eftirstöðvum þrýstiálags á yfirborðið. Þetta gerir kornastærðina minni, sem gerir títan álhluta þrisvar sinnum ónæmari fyrir þreytu.
Uppkolun/nítrun: Kemísk hitameðferð myndar mjög hart karbíð- eða nítríðlag á yfirborðinu (allt að 1200HV), sem gerir yfirborðið mun ónæmari fyrir sliti. Eftir kolvetningu fór hörku yfirborðs bifreiðagíra úr 35HRC í 60HRC og endingartími gíranna var lengdur um fimm sinnum.
2. Herðandi meðferð: hægir á útbreiðslu sprungna
Yfirborðsvelting: Með því að rúlla rúllu yfir yfirborðið eru ófullkomleikar í vinnslu fjarlægð og afgangsþrýstiálag myndast. Þetta hægir á hraðanum sem sprungur dreifast í álhlutum um 60%.
Fasabreyting herða: Fyrir efni eins og zirconia keramik veldur sandblástur að yfirborðið breytist úr t fasa í m fasa. Þrýstispennan frá rúmmálsþenslu er síðan notuð til að berjast gegn kraftinum sem veldur því að sprungur dreifast, sem gerir það að verkum að beygjustyrkurinn hækkar um 15% til 20%.
Helstu niðurstöður: Vísindalega hönnuð yfirborðsmeðhöndlun getur gert hlutina miklu sterkari í stað þess að vera veikari með því að nota aðferðir eins og afgangsþjöppunarálag, kornfágun og herða fasabreytingu.
2, Hættan á slæmu handverki: lykilatriðið á milli þess að bæta styrk og gera frammistöðu verri
Yfirborðsmeðferð getur gert hlutina sterkari, en ef ferlisbreytur eru ekki stjórnaðar eða efnin vinna ekki vel saman, getur styrkurinn í raun minnkað. Þetta er aðallega vegna eftirfarandi þriggja aðferða:
1. Of mikil hersla gerir hlutina auðveldlega brotna.
Fyrirtæki notaði of mikið hitastig kolvetnismeðferðar á ryðfríu stáli lokum til að gera þá ónæmari fyrir sliti. Þetta gerði karbíðlagið á yfirborðinu þykkara en 0,8 mm og karbíðin söfnuðust upp við kornamörkin, sem olli sprungum og varð til þess að lokinn bilaði snemma í þrýstiprófun.
Vélbúnaður: Þegar yfirborðshörku er hærri en seigjumörk kjarnaefnisins er líklegt að sprungur dreifist frá hörðu, brothættu laginu yfir í mjúka kjarnann. Þetta er kallað "harður og brothættur" bilunarhamur.
2. Afgangs togspenna flýtir fyrir byrjun sprungna.
Tilfelli: Óviðeigandi rafhúðun meðhöndlun olli því að leifar togstreitu safnaðist upp við snertingu milli húðunar og undirlags ákveðins gírkassaskafts bíls. Sprunguþéttleiki jókst þrisvar sinnum þegar sýnið varð fyrir víxlálagi.
Vélbúnaður: Ef rafhúðun, efnahúðun og önnur ferli halda ekki álagsástandi húðarinnar í skefjum, getur togstreita verið bætt við til að jafna styrkjandi áhrif yfirborðsþjöppunarálags.
3. Skemmdir á yfirborði valda því að streita safnast upp.
Eftir að hafa verið sandblásið við háan þrýsting birtust örsprungur á yfirborði zirconia keramikígræðslna. Í hermdu tyggjóprófum var sprunguútbreiðsluhraði tvöfalt hraðari en ómeðhöndluð sýna. Þetta þýddi að hættan á snemma beinbrotum í klínískri notkun var mun meiri.
Vélbúnaður: Ef stillingar fyrir vélræna meðhöndlun eins og sandblástur og slípun eru rangar (til dæmis ef þrýstingur er of hár eða slípiagnirnar eru of litlar), getur yfirborðið skemmst dýpra en þrýstispennulagið, sem getur valdið því að brot byrjar.
Aðalatriðið er að neikvæð áhrif yfirborðsmeðferðar á styrkleika stafa af slæmri vinnslu, ekki tækninni sjálfri. Til að útrýma áhættu ættir þú að fínstilla færibreytur og prófa gæði.
3, Efniseiginleikar og ferli aðlögunarhæfni: meginhugmyndin á bak við styrk hagræðingu
Eðliseiginleikar mismunandi efna, eins og hversu hörð eða sterk þau eru og hvernig þau breyta um stig, hafa bein áhrif á hvernig þú velur og setur upp yfirborðsmeðferðartækni. Eftirfarandi eru algengar leiðir til að breyta efnum:
1. Málmefni: jafnvægi á afgangsþjöppunarálagi og hörku
Títan málmblöndur: Skothreinsun (með þvermál 0,6 mm og þrýstingur 0,4 MPa) er fyrsta skrefið til að forðast að klóra yfirborðið með sterkum slípiefnum eins og kísilkarbíði. Eftir vinnslu þarf sýruþvott til að losna við slípiefni sem situr fast í yfirborðinu.
Álblöndur: Til að skapa afgangsþjöppunarálag án þess að gera yfirborðið of gróft eða draga úr þreytustyrk þess, er glerperlusandblástur (með kornastærð 120 möskva og þrýstingur 0,3MPa) notuð ásamt anodizing.
Ryðfrítt stál: Notaðu lág-hita nítrunar (520 gráður) og sprengingar úr ryðfríu stáli (kornastærð 80 möskva, þrýstingur 0,5 MPa) til að jafna yfirborðshörku og tæringarþol.
2. Keramik efni: herða með fasabreytingum og skemmdastjórnun
Zirconia keramik: Þrýstingur sandblásturs ætti að vera minni en 0,25MPa og tíminn ætti að vera minna en 20 sekúndur. Þetta mun koma í veg fyrir að yfirborðsskemmdir verði meiri en þykkt þrýstispennulagsins (u.þ.b. 50 μm). Að öðrum kosti er hægt að nota laserætingu með lágum orkuþéttleika (minna en eða jafnt og 5J/cm²) til að koma í veg fyrir hitasprungur.
Kísilnítríð keramik: Til að gera örporous uppbyggingu er efnaæting (HF+HNO3 blönduð sýra) besta aðferðin. Til að bæta límstyrk án þess að valda vélrænni skemmdum er vélræn læsing notuð.
3. Samsett efni: styrkja snertingu og stöðva delamination
Plasma úða (5kW afl, 30L/mín argon flæðihraði) er notað til að búa til málmbreytingarlag á yfirborði koltrefja styrkts samsetts efnis. Þetta lætur húðunina festast betur og kemur í veg fyrir að trefjar brotni þegar þær eru beint sandblásnar.
Laserklæðning (afl 2kW, skönnunarhraði 10 mm/s) setur slitþolna-húð á yfirborð málm-samsettra efna. Varmainntakinu er vandlega stjórnað til að koma í veg fyrir að undirlag og styrkingarfasa aðskiljist.
Aðalatriðið er að eiginleikar efnisins ráða því hversu aðlögunarhæft ferlið er og nota ætti „Material Process Performance“ gagnagrunninn til að leiðbeina breytuhönnun. Til dæmis, "Surface Treatment Process Specification" (GJB 5098-2008) stillir ferligluggann fyrir mismunandi efni á flugsvæðinu.