高压水射流喷丸强化技术.pdf

星等高压水射流喷丸强化技术
高压水射流喷丸强化技术
董星2段雄
(1.中国矿业大学,江苏徐州221008:2.黑龙江科技学院,黑龙江哈尔滨150027
摘要」基于组织结构和力学行为分析了高压水射流唢丸强化的机埋,给出了各种射流形式唢丸强化的作效果,提出
了前混令水射流和前混合自激振荡水射流喷丸强化的新方法。研究表切,高长水射流喷丸强化技术先进、优势切显,具有广闹
的应用前景。
关键词」水射流;喷丸强化;疲屶强度;表闻改性
「中图分类号11P668
「文献标识码1A
「文章编号101-3660(2005)01-(0048-(02
Ttec hnology of Water Jet Shot Peen ing at High Pressure
DONG Xing"“, DUAN Xiong
(1. China Univcrsity of Mining and Technology, Xizhou 221008, China
2. Heilongjiang Institutc of Scicnce and Tcchmology, Harbin 150027, China)
Abstract The mcchanism of the watcr jct shot pccning at high pressure is analyzed basc on organize structure and
mechanics action and the cffcct of the multiform water jct slot peening is gived. New methods of the premixed watcr jct
and the pre-mixed sclf-oscillating water jct shot peening are put forward. The results show that the tcehnology of water jct
shot peening at high pressure is advanced and superiority evidence and has expansive application foreground
I ey words] Water jct; Shot peening; Fatiguc strcngth; urtacc Idification
高压水射流喷丸强化机理
高压水射流喷丸强化的基本原埋,就是将携带巨人能量的
材料表面收性作为传统材料性能优化的基础研究被为国高压水射流以某利特定的方式高速喷射到金属零构件表面上
家自然科学基金“九五”、“五”优先资助领域1,充分休现了表使零构件表层材料在再结晶温度下产牛塑性形变(冷作硬化
闻改性技术在促进国民经济建设和贯彻可持续发展战略中的显层),星现理想的组织结构(组纠强化)和残余应力分布(应力强
著作用和重要地位。而在表面涂镀、表闻合金化和掺杂、表阳组化)、从而达到提高零构件周期疲劳强度的目的
织转化等众多表面收性技术群中,对提高金属零构们抗交变载
高床水射流喷丸强化吋,在水射流的强烈?击碰撞下材料
荷作用下的疲劳能力最显神威的是喷丸强化技术。它集制造エ表层产生的变形是出多种作用引起的,对于不同的射流介质、射
と和使用维修丁一体,从边际设计的维修补救措施、发展到原型流形式和喷射方式,各种作用效果不同,有的于主导地位,有
设计的一部分:目前广泛应用」航空、航犬、汽车、核动力、兵的处于次要位置。笔者研究认为.高压纯连绫水射流唢丸强化
器、石油、煤炭、化⊥、机车、工程机械、汽轮机、农机、塑料模具、时,水射流的滞.压力引起的冲击和弹性冲击波产生的动压
电气开关等众多工业部」。随着科技的进ル,新的喷丸方法不力起主导作用;脉冲水射流喷丸强化时,弹性冲击波产生的动态
断涌现,超音速喷丸、高水射流喷丸、高能振动喷丸等相继卡力和液体横向分流对表面的剪切作用居主要地位;空化水射
j世。高床水射流技术是近30年来迅猛发展起来的一项新技流喷丸强化时,空泡溃火产生的冲击起主要作用;混合水射流
术。它的应用范围由单纯采矿业的水力开采发展到械、化エ、(混入弹丸)喷丸强化时,弹丸冲击压入产生的法向力和切间力
航空、航犬、建筑、纺织、治金等众多领域,用以切割、清洗、除锈起主导作用。 Ramulu等研究表明,高压水射流喷丸强化与
和破碎等作业。在20世纪80年代末、2 /afred2首先提出了利用传统的喷丸强化具有相似的Tど过程和表现形式,水射流冲山
高压水射流进行金属表阿喷丸强化的思想,从而开始了高压水下在零构件表层形成塑性形変,产生残余应力增加了材料表
射流喷丸强化技术的研究。
面便度,从而可以有效控制疲劳源的荫生和裂纹的扩展.提高零
构件的劳强度。
收稿日期]2004-11-13
作者简介1荳星(1964-),男河北滦平人,教授,博上研究生,主要从事高炷水射流技术流体机械的教学与科研工作
48
C1994-2006chinaAcademicjonalectronicPublishingousedrightsreservedhttp://wwwcnki.ner