气门簧的回火与喷丸处理工艺

1、气门簧的回火与喷丸处理工艺山东联美汽车弹贵何限公司刘翠玲北京航空材料研究所王仁智摘 要 介绍回火温度和咲丸匸艺及材质的变化对气门赞残余应力的彫响 以及要达到需要 的残余应力所釆取的描施.关權词残余应力冋火喷丸机橄匸业标爪化9廣fit© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 机橄匸业标爪化9廣fit© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights re

2、served, 随着浪车匸业的迅独发展对气门赞承载能力 的耍求口益用高。为此目前大都采用高纯度高强 度钢丝制造气门弹费 油淬火冋火、系列钢丝经冷卷制成.热处理和喷九处理工艺对气门赞的疲劳性能 貝仃至关匝要的影响。冷卷厉的回火处理主要仃两 个作用一使气门簧内侧表而的残余拉用力得以松 弛为后纟£喷丸处理引入更高的残余压应力作准 备一便弹费的塑性性能得以回复。因为气门赞内 侧表面受力命r外侧衣面 所以喷九匚艺.妥应向 弹簧内侧表而引入残余压w力.徳国大众公司的 （门赞内应力检盜标准规定气门弹簧经唳丸处理后内侧农面不同深度上与钢线轴向成。方向的残余应力耍求如F外衷而 u 的殘余压应力 O N

3、次表面 u 的最大残余用应力 o MU深处的残余压应力 o N本课题需解决以下技术问題、气门簧的现行生产工艺流程 冋火、喷丸 零对气门赞残余应力场的影响。、采用何种回火与9丸工艺可使气门弹簧内 侧衣而获得徳国人众公可规定的残余应力分布.一、气门簧材料与试验方法气门熒材料采用油淬火回火钢线制成其化学成分列入衷机橄匸业标爪化9廣fit© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 机橄匸业标爪化9廣fit© 1994-2010 China Academic

4、Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 表材料的化淫成分w钢丝抗拉强度o。-c水冷一分选.气门熒的现行生产工艺流程如卜.绕熒一回火试验用熒的参数列入衣C一密簧一喷丸一热强压表 气门簧参数参数名称参数值参数名称参数值钢丝直径©总帼数自由高度冇效圏数中径旋绕比域大切应力C圮小切应力T经验交流现行生产采用的喷丸强化工艺参数列入衷进行喷丸处理。弹丸运动速度恒泄只能通过改变在从德国进口的通过式喷丸机型号上弹丸的尺寸和硬度来获得不同的喷丸强度.农啖丸强化I艺参数弹丸喷丸强度标准r（径便度运动速度机橄匸业标爪化9廣fit&

5、#169; 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 机橄匸业标爪化9廣fit© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 为获得徳国大众公司规定的最低残余应力场 本试验能够采用的变化手段为冷卷后的I叫火温度 和试验不同的喷丸强度及更换材质。在口本理学电机型 射线应力仪上测定歿余应力0根据谱线和。法测量和计算残余应力同时测定射线。入射角下的

6、 谱线半高宽 B入射光栏直径为。二、气门费的受力分析气门簧的工作应力分析气门费以及绝大多数的岡柱螺旋用缩弹费服 役屮所承受的脉动拉伸载荷比内侧表面I:的切应 力T爲于外侧表面的切应力T 因此服役中弹 赞的断裂失效绝大多数情况卜起裂J：内侧农而从 疲劳寿命 发生的气门费的失效分析结果折 111断I与钢线轴线成。的椭鬪形貌其断裂性 质均属疲劳断裂。气门贵的冷卷残余应力分析冷卷使钢线外侧表ilii承受拉伸塑性变形使内 侧农囱承受压缩塑性变形弹赞彼切断卸钱后由 弹性形变的回复 使外侧农面引入与钢丝轴线平 行的残余压应力内侧农而引入与钢丝轴线平行的 残余拉应力此外通常外侧表面的残余应力绝对 值高十内侧表

7、面残余应力绝对值.所以发生疲劳断 裂失效的而是打横截面成。夹角的桶圆截面。气门费的喷丸残余应力分析徳国大众公司的仁门簧内应力检验标准 规定的是。椭岡截面的残余应力场。以捷 达气门内赞</> 的钢丝为例椭岡截面氏、短 轴的氏度分别为和。三、气门费的歿余应力测定结果与讨论 气门簧内侧不同深度的残余应力如表残余应力松弛随冋火温度升高而加剧.机橄匸业标爪化9廣fit© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 机橄匸业标爪化9廣fit© 1994-

8、2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 绕熒、回火工艺不同深度的残余应力UP绕熒绕簧-C回火绕烫r回火机橄匸业标爪化9廣fit© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 机橄匸业标爪化9廣fit© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All righ

9、ts reserved, 回火处理的上耍H的圧训整钢丝的组织结构以 获得更高的综介力学性能另-作用是降低冷卷引 入内侧残余拉应力以冇利于后续喷丸引入更高的 残余乐血力。但是温度过低如低于 BC 内侧 残余应力得不到大幅度松弛 温度过高 如高J r 导致抗拉强度降低负荷降低.喷丸引入各种冋火温度。方向的残余应 力如表机橄匸业标爪化9廣fit© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 机橄匸业标爪化9廣fit© 1994-2010 China Acade

10、mic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 回火、吻丸、热强fli工艺不同深度的残余应力U绕簧C冋火热强压绕簧C冋火热强斥绕熒-C回火热强压不同的喷丸强度对残余应力的影响 如表 材质一次喷丸与聘次喷丸工艺不同深度的残余应力UU一次喷丸.他国喷九机、<!> 徳田训九第一次黃国喷丸机.© 徳国钢丸、电淤、转速第二次徑国喷丸机、 德国倒丸、材质购次喷丸、4> 律国钢丸、机橄匸业标爪化9廣fit© 1994-2010 China Academic Journal Electronic

11、Publishing House. All rights reserved, 根据以上所获得的试验结果可得出以F结 论回火温度 °C最为介适。两次喷丸好于一次喷丸的效果 喷丸强 度鼻u时应力增大但内表面应力减少。比更容易达到要求的内应力。四、结论绕赞引入气门熒内侧残余拉应力 回火使 歿余拉何力发生松弛喷丸使内侧表面引入残余爪 应力。现在的回火、喷丸工艺参数引入气门簧内 侧桶圖截而的残余用应力场塞本接近但未达到徳 国人众公诃规宦的残余应力场。通过增人钢丸直 径、提高钢丸硬度、提高钢丸速度等途径 提高喷 丸强度.采用的材料更容易达到徳国大众公司规定的残余应力场。材料的化学成分见表.机橄匸业标爪化9廣fit© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 机橄匸业标爪化9廣fit© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing Hou