激光喷丸VS机械喷丸

发现最佳解决方案

有些零件需要获得比机械喷丸和其他技术处理后更好的疲劳增强效果，激光喷丸可以为这些零件提供所需的表面处理。

什么是机械喷丸？

机械喷丸是一种冷加工、表面改性工艺，其目的是通过植入残余压应力来提高金属零件的疲劳寿命。当零件在高循环应力条件下运转时，应用机械喷丸处理能有效防止零件故障发生。

机械喷丸被广泛应用于航空航天、汽车、重型机械和发电行业中。

机械喷丸的工艺过程

机械喷丸过程包括被加速的硬介质（金属、陶瓷、玻璃）以高速冲击金属表面。金属表面与硬介质碰撞发生塑性变形，产生残余压应力，从而有效阻止或减缓裂纹萌生。

机械喷丸能提高疲劳寿命吗？

硬介质冲击金属零件表面，产生有益的残余压应力。残余压应力可以抵消一部分拉伸应力的影响，使金属表面更耐开裂和破坏。

疲劳强度改善的程度通常取决于密度、材料、尺寸、硬度、几何形状、距离和角度等参数。

激光喷丸的优点

什么你会考虑使用激光喷丸技术？

因为它现在被广泛用于提高工业零件的安全性和可靠性，这些工业中的零件每天都被制造业、住宅和政府使用。激光喷丸提供了一种可靠的解决方案，是常规技术无法比拟的。

激光喷丸可以把零件寿命延长10倍以上。激光喷丸技术对材料寿命的延长是其他技术无法取代的，具有革命性，已经被各行各业使用。激光喷丸不仅可以使零件寿命延长，而且可以节省材料，降低成本，提高效率。

除了能提高的金属的抗疲劳性能和使用寿命，激光喷丸已经被证明在许多相关应用中优于机械喷丸:

· 耐高温松弛

· 降低裂纹扩展速率(da/dN)

· 提高焊接零件的寿命

· 提高抗微动磨损能力

· 提高耐磨损性能

· 提高抗开裂能力

· 提高抗应力腐蚀能力(SCC)

当涉及到与残余压应力相关的材料强化特性时，激光喷丸技术始终优于机械喷丸技术。

其他表面强化技术

机械喷丸通过植入残余压应力提高零件疲劳寿命，是最早的表面强化技术之一。机械喷丸是一种以硬质弹丸(金属、陶瓷等)轰击零件表面，使零件表面发生塑性变形，从而产生残余压应力的表面处理工艺。机械喷丸是被广泛使用的表面强化技术; 相对于机械喷丸，激光喷丸是一种新型的表面强化技术，其能在零件更深的表面植入残余压应力，且对加工位置选择更加灵活。

深滚压是一种表面抛光的工艺，可提高金属表面冷作硬化程度。由此产生的残余压应力往往比机械喷丸深。与其他抛光工艺一样，深滚压需要对加工区域有足够的接触，并且仅限于可加工的几何区域。高冷作硬化程度也限制了零件在高温中的应用。抛光工艺的局限性使得激光喷丸成为许多应用的更好选择。

低塑性抛光(LPB)工艺类似于其他抛光工艺，其是用金属球碾过零件表面，在金属表面植入残余压应力。在LPB中，主要设备是一个被球面轴承包裹起来的金属球，金属球在流体压力下不与轴承座接触，可以朝任何方向移动，避免金属球卡在轴承座中。

超声喷丸强化设备是利用超声波振动使冲击撞针或丸粒在一定空间内高速运动，连续冲击被强化工件表面，迫使靶材表面和表层在循环性变形过程中发生以下变化：1.显微组织结构发生改性；2.非均匀的塑性变形，使外表层引入残余压应力，并可使薄板表现为向受冲击一侧弯曲；3.外表面粗糙度发生变化，从而提高零件疲劳断裂抗力，防止疲劳失效、脆断，提高疲劳寿命。大多数超声喷丸设备都是可手持的，该技术在焊接领域中得到了广泛应用。

该工艺的优点是方便携带，环境适应性好。

缺点是需要与金属表面直接接触，限制了该工艺可加工的表面类型。手持设备也造成工艺重复性和一致性差。超声喷丸能使零件表面光洁度大大提高。但与激光喷丸相比，超声喷丸植入残余压应力深度较浅。

水射流喷丸和空化喷丸通常是指同一种工艺。使用高压水射流冲击零件表面，与表面接触时，水滴空穴化并导致应力植入零件表面。与机械喷丸相比，水射流喷丸的优势在于对零件表面光洁度的影响小。水射流喷丸系统只需要水作为介质，无污染。水射流喷丸的缺点包括会产生冲蚀和空化损伤、材料损失以及残余应力分布植入深度有限。

激光喷丸的优势

请参阅实际示例，了解激光喷丸优于其他表面强化技术（如机械喷丸）的地方。