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1、 HB 中华人民共和国航空行业标准中华人民共和国航空行业标准 HB Z 26 代替 HB Z 26 1992 航空零件喷丸强化工艺 Shot peening of aircraft parts 报批稿 20 发布 20 实施 国家国防科技工业局 发 布 FL 6200 HB Z 26 I 目 次 前言 II 1 范围 1 2 规范性引用文件 1 3 术语 定义和符号 1 3 1 术语和定义 1 3 2 符号 3 4 一般要求 3 4 1 喷丸设备 3 4 2 零件的模拟件 4 4 3 夹具 4 4 4 喷丸介质 4 4 5 待喷零件 7 4 6 其它要求 7 5 工艺流程 8 6 工艺过程 8
2、 6 1 喷丸前待喷零件的检查与准备 8 6 2 喷丸前对非喷丸区的保护 8 6 3 喷丸工艺参数的确定 8 6 4 模拟件的试喷 9 6 5 零件的喷丸 9 6 6 喷丸后的清理 9 7 质量控制与检验 10 8 喷丸后处理要求 10 9 操作人员的培训与考核 11 附录 A 规范性附录 陶瓷弹丸技术要求 12 附录 B 规范性附录 表面覆盖率的确定 13 附录 C 规范性附录 弧高度试片 14 附录 D 规范性附录 试片夹具和弧高度测具 15 附录 E 规范性附录 喷丸强度的确定 17 附录 F 资料性附录 喷丸强化效果与工艺参数优化的评价方法 18 附录 G 规范性附录 操作人员的培训与
3、考核 19 HB Z 26 II 前言 本指导性技术文件代替HB Z 26 1992 航空零件喷丸强化工艺通用说明书 本指导性技术文件与HB Z 26 1992相比 主要变化如下 a 标准名称改为了 航空零件喷丸强化工艺 b 适用范围中增加了 铝基复合材料和粉末合金的零件和部件 c 增加了 喷丸强化 残余应力 二次喷丸 对喷 欠喷 过喷 过 渡喷 手动喷 自动喷 旋片喷 湿法喷丸 等术语定义 删除了 喷丸强 化工艺参数 弧高度测具 和 合格与不合格 术语定义 并将其内容修改后放在了正文 中 d 增加了陶瓷弹丸介质及其要求和相关参数 e 增加了二次喷丸的要求及相关内容 f 增加了重喷 补喷 过喷
4、和过渡喷的要求及相关内容 g 增加了湿法喷丸的要求及相关内容 h 完善了对零件喷丸检查的要求 本指导性技术文件的附录A 附录B 附录C 附录D 附录E 附录G为规范性附录 附录F为资料性 附录 本指导性技术文件由中国航空工业集团公司提出 本指导性技术文件由中国航空综合技术研究所 北京航空材料研究院归口 本指导性技术文件起草单位 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 本指导性技术文件主要起草人 高玉魁 本指导性技术文件于1992年10月首次发布 HB Z 26 1 航空零件喷丸强化工艺 1 范围 本指导性技术文件规定了航空零件喷丸强化工艺的一般要求 工艺流程 工艺过程 质量控制与检 验 喷丸后
5、处理要求以及操作人员的培训与考核 本指导性技术文件适用于在交变应力和应力腐蚀条件下工作的金属 如结构钢 不锈钢 铸铁 铝合 金 镁合金 铜合金 钛合金 高温合金等 和铝基复合材料的零件和部件的喷丸强化 其他材料亦可参 照执行 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本指导性技术文件的引用而成为本指导性技术文件的条款 凡是注日期的引 用文件 其随后所有的修改单 不包含勘误的内容 或修订版均不适用于本指导性技术文件 然而 鼓 励根据本指导性技术文件达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本 凡是不注日期的引用文 件 其最新版本适用于本指导性技术文件 GB T 6003 1 金属丝编织网试验筛
6、GSB A69001 喷丸强化弧高度标准试片 GSB Q34001 喷丸强化用玻璃珠 YB T 5149 铸钢丸 3 术语 定义和符号 3 1 术语和定义 下列术语和定义适用于本指导性技术文件 3 1 1 喷丸强化 shot peening 借助于高速运动的弹丸流使材料或零件表层发生弹塑性变形 在表层产生残余压应力 从而提高抗 疲劳与应力腐蚀开裂等使用性能 以及改善零件表面完整性的形变强化改性工艺技术 3 1 2 残余应力 residual stress 在无外加应力的作用下 存在物体内部并自身平衡的应力 3 1 3 弧高度试片 arc height strip 阿尔门试片 almen str
7、ip 用来间接测试喷丸强化过程中冲击能量大小的试片 依据厚度的大小分为N A C三种 3 1 4 弧高度 arc height 弧高度试片在弹丸的冲击下表面层发生塑性流变 导致试片向喷丸面呈球面状弯曲 取一平面作为 基准面切入变形球面内 该基准面至球面最高点的距离 3 1 5 弧高度曲线 arc height curve 在其他喷丸强化工艺参数不变的条件下 同一类型的试片分别按不同的时间 或喷丸次数 进行喷丸 由此获得一组弧高度值随喷丸时间 或喷丸次数 变化的数据 由该组数据来绘制的弧高度与时间的关系 HB Z 26 2 曲线 3 1 6 喷丸强度 shot peening intensity
8、 任何一组喷丸强化工艺参数下的弧高度曲线上在饱和点 准饱和点 时的弧高度 过此饱和点弧高度 值随时间的增加而缓慢增高 此饱和点在一倍于饱和点的喷丸时间下 弧高度值的增量不超过饱和点处弧 高度值的 10 一组喷丸强化工艺参数下的弧高度曲线上只有一个喷丸强度 3 1 7 表面覆盖率 surface coverage 受喷零件表面上弹丸坑占据的面积与受喷表面总面积之比值 通常以百分数表示 3 1 8 二次喷丸 double shot peening 为了获得较好的残余压应力场和表面形貌 先采用高强度再采用低强度进行两次喷丸的工艺 3 1 9 对喷 symmetrically shot peening
9、 为了减小或避免薄件喷丸变形 对薄壁的两个面采用同样的工艺参数同时进行的喷丸 3 1 10 欠喷 under shot peening 低于图样规定的喷丸强度或 和表面覆盖率的喷丸 3 1 11 过喷 over shot peening 高于图样规定喷丸强度的喷丸 3 1 12 补喷 mending shot peening 实际操作过程中的某些原因导致欠喷时 采用图样规定的喷丸强度下限进行的补救喷丸 3 1 13 过渡喷 gradational shot peening 渐弱喷 gradational shot peening 为了缓和残余应力的分布梯度 由规定的喷丸区域将喷丸的覆盖率逐渐减
10、小的喷丸 3 1 14 手工喷 manual shot peening 采用手工方法进行的喷丸 3 1 15 自动喷 automatic shot peening 采用自动化设备由计算机控制的喷丸 3 1 16 旋片喷 flapping shot peening 采用粘有弹丸的旋片对零件局部区域或对服役零件进行现场维修 强化的喷丸 3 1 17 湿法喷丸 wet shot peening 将弹丸介质与液体 通常为水 混合后在一定的动力驱动下对零件表面进行的喷丸 3 1 18 模拟件试片夹具 simulated part clamp 将弧高度试片固定在适当定位试块中的一种夹具 用来测定待喷零件指
11、定位置的喷丸强度 3 1 19 喷射角度 angle of shot peening HB Z 26 3 S 喷嘴或离心轮喷射出的弹丸流中心线与零件外表面被喷射区域平面切线之间的夹角 3 1 20 不合格弹丸 simulated part clamp 外形呈现尖锐棱角或长针状的弹丸 含有砂眼或气孔以及尺寸不符合规定要求的弹丸 3 2 符号 下列符号适用于本指导性技术文件 3 2 1 表示喷丸强度的符号 使用 N A C 三种弧高度试片表示测定出的喷丸强度时 符号为数字后分别跟字母 N A C 单位 为毫米 mm 示例 某种喷丸强度为 0 4N 则表示此种喷丸工艺参数下用 N 试片测得的饱和点的
12、弧高度值为 0 4 mm 喷丸强度 为 0 3A 则表示此种喷丸工艺参数下用 A 试片测得的饱和点的弧高度值为 0 3 mm 3 2 2 弹丸 弹丸的表示方法为字母加数字 字母表示弹丸材料的种类 数字表示弹丸的名义尺寸 单位为毫米 mm 表示弹丸材料种类的字母如下 BZ 玻璃弹丸 CW 切制钢丝弹丸 CZ 陶瓷弹丸 ZG 铸钢弹丸 示例 BZ10 BZ35 表示玻璃弹丸尺寸分别为 0 1 mm 和 0 35 mm CW119 CW71 表示切制钢丝丸尺寸分别为 1 19 mm 和 0 71 mm CZ15 和 CZ30 表示陶瓷弹丸尺寸分别为 0 15 mm 和 0 30 mm ZG30 ZG
13、140 表示铸钢弹丸尺寸分别为 0 3 mm 和 1 4 mm 的弹丸 3 2 3 标注符号 当图样上标注 整个零件表面喷丸 时 表示除小于 13 mm 的孔外 零件的全部表面均需喷丸 图样上对喷丸区 非喷丸区 过渡区及任意喷丸区的标注符号如下 喷丸区 表示在所规定的区域内应进行喷丸 并达到所要求的喷丸强度和覆盖率 非喷丸区或禁止喷丸区 表示在所规定的区域内不允许有弹丸的痕迹 通常采用一定 方式的保护将次区屏蔽 过渡喷丸区 表示在所规定的区域内喷丸覆盖率逐渐减小到 0 任意喷丸区 表示在所规定的区域内可以完全不喷丸 也可采用不超过相邻区的喷丸 强度进行喷丸 4 一般要求 4 1 喷丸设备 4
14、1 1 概述 喷丸设备按自动控制程度分为自动控制 数控 喷丸机 机械控制 半自动 喷丸机和手工控制喷 丸机三种 除对零件进行补喷时可采用手工控制喷丸机外 若图样上没有专门说明时 则宜采用自动控 制或机械控制喷丸机 4 1 2 机械控制喷丸机 机械离心式或气动式喷丸机 至少应满足以下要求 a 能够提供稳定的可重复的喷丸强度和均匀覆盖率 M A G HB Z 26 4 b 具有弹丸尺寸筛选和破碎弹丸分选装置 允许采用具有同等功能的机外独立装置 c 机械离心式喷丸机的离心轮转速应能自动调节 调节范围通常为 600 r min 4500 r min d 气动式喷丸机的气路系统中应安装气压稳定器和油水分
15、离器 喷丸后零件表面上不应有任何的 水汽和油污痕迹 e 喷丸室内应备有可供零件或喷嘴运动的装置 以使零件被喷区域的表面能获得均匀的喷丸 f 由喷嘴或离心轮喷射出的弹丸流中心线与零件外表面被喷区域平面切线之间的夹角通常应大 于 35 g 应配备抽风除尘装置 对于湿法喷丸 b d g 等不做要求 4 1 3 自动控制喷丸机 自动控制离心式或气动式喷丸机除应具备 4 1 2 中机械控制喷丸机的要求外 还应满足以下要求 a 能够提供既干燥又稳定的弹丸流 并应具备弹丸流的指示装置和断流指示或警报器 b 具有计算机自动控制零件的喷丸时间 喷射角度 喷射流量和压力等功能 4 1 4 手工控制喷丸机 手工控制
16、喷丸机至少应满足 4 1 2 中 a d f g 规定的要求 4 2 零件的模拟件 为了达到图样规定的喷丸要求 需通过零件的模拟件来调整工艺参数 可直接以实际零件作为模拟件 也可自制模拟件 模拟件应满足以下要求 a 应能放在承载零件的夹具上在喷丸室内接受喷丸 b 模拟件上固定弧高度试片的位置与数量应能代表实际零件的主要喷射部位结构特征或满足图样 规定的要求 4 3 夹具 夹具应满足以下要求 a 能提供零件 包括模拟件 在喷丸室内作一定方式的运动 以便使被喷表面获得均匀的覆盖率 b 在喷丸强化过程中 既可确保零件得到均匀的喷丸 又能确保零件运动过程中的稳定性 协调 性 保证零件不随意运动 4 4 喷丸介质 4 4 1 分类 喷丸介质按形状分为球形和丝状等 按材料分为金属弹丸 包括铸钢丸和切制钢丝弹丸 玻璃弹丸 和陶瓷弹丸等 4 4 2 金属弹丸 铸钢弹丸应符合 YB T 5149 或其他相关标准中的要求 铸钢弹丸的尺寸规格见表 1 切制钢丝弹丸尺 寸应符合表 2 的要求 4 4 3 玻璃弹丸 玻璃弹丸应符合 GSB Q34001 或其他相关标准中的要求 尺寸规格应符合表 3 的要求 4
