Technologie de grenaillage de la surface d'engrenage
1. Le traitement de grenaillage peut améliorer la répartition des contraintes sur la surface de la pièce
La contrainte résiduelle après grenaillage provient de la déformation plastique inégale de la couche superficielle et de la transformation de phase de la structure métallique, parmi lesquelles la déformation plastique inégale est la cause principale. Après le grenaillage, un grand nombre de déformations plastiques sous forme de piqûres sont produites sur la surface métallique, la densité de dislocation de la couche superficielle est fortement augmentée, et le phénomène de joints de sous-grains et d'affinement des grains apparaît. Après le grenaillage, une partie de l'austénite retenue à la surface de l'engrenage deviendra de la martensite, et une contrainte de compression sera générée en raison de l'expansion du volume pendant la transformation de phase, de sorte que le champ d'austénite retenu à la surface évoluera vers une contrainte de compression plus importante. Améliore la résistance à la fatigue des engrenages. Par grenaillage,
2. Le grenaillage peut former une couche de contrainte de compression élevée sur la surface de la pièce
Étant donné que le grenaillage augmente la contrainte de compression de la surface et améliore considérablement ses performances de fatigue, il est plus efficace pour les pièces qui supportent des charges de fatigue à haute fréquence. La contrainte de compression résiduelle formée par le grenaillage peut compenser une partie de la charge appliquée. Pendant le grenaillage, des tirs d'acier sphériques de petite taille frappent la surface de la pièce à usiner pour former une contrainte de compression. L'impact de chaque tir amènera le métal à produire un certain degré de déformation plastique, et la surface ne peut pas être complètement récupérée et un état de contrainte de compression permanent est formé. En tant que processus de renforcement de surface, le grenaillage peut former une contrainte de compression résiduelle sur la surface qui équivaut à 55% à 60% de la limite de résistance à la traction du matériau, et la surface de la pièce est susceptible de se fissurer. Pour les engrenages carburés et durcis, la contrainte de compression résultante peut atteindre 1177 ~ 1725MPa, ce qui peut considérablement améliorer les performances de fatigue. La profondeur de la couche de contrainte de compression est fonction de la force de grenaillage (ou de l'énergie de grenaillage) et augmente à mesure que la taille ou la vitesse du tir augmente.
3. Paramètres du processus de grenaillage
Le processus de grenaillage a des exigences plus élevées sur la forme, la taille et la dureté de la grenaille. La force de grenaillage et la couverture de surface sont utilisées pour contrôler le processus de grenaillage, et le test de contrainte résiduelle et de fatigue est utilisé pour détecter l'effet de renforcement de surface.
Les paramètres du processus de grenaillage comprennent le matériau de grenaillage, le diamètre de tir, la vitesse de tir, le débit de tir, l'angle de tir, la distance de tir, le temps et la couverture de grenaillage, etc. Le changement de l'un de ces paramètres affectera la force de grenaillage à des degrés divers, qui est, l'effet de renforcement.
Éprouvette de hauteur d'arc
L'éprouvette standard ALMEN arc high est une jauge spéciale pour une évaluation complète des paramètres de processus de grenaillage. Il est fait d'acier à ressort n ° 70 et a trois spécifications, respectivement codées N, C et A, qui sont utilisées dans 3 occasions différentes avec différentes exigences de résistance au grenaillage.
Courbe de hauteur d'arc
La courbe de hauteur de l'arc est que la hauteur de l'arc de grenaillage de la même éprouvette change avec le temps de grenaillage (ou les temps de grenaillage) à condition que d'autres paramètres de processus soient fixes, marquant la courbe de la relation relative valeur-temps hauteur de l'arc .
Force de grenaillage
La force de grenaillage adopte généralement la méthode de mesure de la hauteur de l'arc. Le point principal est d'utiliser une certaine éprouvette en acier à ressort pour refléter l'effet de grenaillage en détectant le changement de forme après la force de grenaillage. L'opération spécifique consiste à utiliser l'éprouvette Almen (éprouvette de hauteur d'arc), la dureté générale est de 44 ~ 50HRC), fixée sur le montage, après avoir projeté le grenaillage, retirer l'éprouvette, puis mesurer la hauteur de l'arc courbé avec une jauge (comme un instrument de mesure Almen).
Une autre méthode d'inspection de la résistance au grenaillage est l'inspection des contraintes résiduelles, qui consiste à inspecter la contrainte résiduelle de la pièce après le renforcement du grenaillage. La méthode d'inspection spécifique est la diffraction des rayons X.
Couverture de surface
Le taux de couverture fait référence au rapport entre la surface de l'empreinte du projectile et la surface de la pièce après avoir été grenaillée. Habituellement exprimé en pourcentage. Le point clé de la mesure est de mettre l'éprouvette Almen après le grenaillage environ 50 fois pour mesurer la zone de l'empreinte du tir. Comme il est très difficile de garantir une couverture à 100%, une couverture à 98% est en fait définie comme une couverture complète. Une couverture de 300% des modèles de produit est requise, généralement trois fois le temps de grenaillage nécessaire pour atteindre une couverture efficace de 98%.
Qualité du projectile
La qualité du projectile a une grande influence sur l'effet de renforcement. La règle générale est la suivante: le diamètre du projectile est petit, la contrainte résiduelle sur la surface de la pièce est plus élevée, mais la couche de renforcement est peu profonde; le diamètre du projectile est grand, la contrainte résiduelle sur la surface de la pièce est inférieure, mais la couche de renforcement est plus profonde; la dureté du projectile est élevée, la résistance au grenaillage est également élevée; le diamètre de la grenaille augmente, la force de grenaillage augmente également; la vitesse de tir augmente, la résistance au grenaillage, la contrainte de compression de surface et la profondeur de la couche de renforcement augmentent.
Temps de grenaillage
A la condition que les autres paramètres du processus de grenaillage restent inchangés, le grenaillage ne peut obtenir le meilleur effet de renforcement que lorsqu'il atteint le temps de "saturation" ou deux fois le temps de "saturation". Habituellement, un temps de renforcement insuffisant est plus désavantageux qu'un temps de renforcement excessif. Par conséquent, lorsqu'il est constaté que le temps de renforcement est inférieur au temps spécifié, la pièce à usiner peut être complétée et renforcée à nouveau.
