抛(喷)丸表面强化技术产生于二十世纪 20 年代，40 年代抛(喷)丸强化 技术开始被工业加工所采用，60 年代之后，在机械和航空等工业领域中得到 了更为广泛的应用，如抛簧、轴承、链条、齿轮、连杆、飞机起落架、喷气 发动机中的关键承力件、纺织机械部件等等都要经过喷丸强化处理。目前我 国已开发出适合国情的抛(喷)丸设备及配套配件，并制定了抛(喷)丸的各类 标准及工艺指导性技术文件。 抛(喷)丸表面强化处理具有成本低、能耗小、设备简单、操作方便、生 产效率高、适应性广和强化效果明显等优点，显著地提高了机械零件的抗疲 劳性能、抗应力腐蚀能力和改善了部件表面的色泽。

1.机理

抛(喷)丸表面强化处理是将大量高速运动的抛丸喷射到零件表面，使金属 表面产生强烈的塑性变形，从而获得一定厚度(一般变形深度在 0.12---0.75mm)的表面强化层的工艺过程。 在抛丸过程中，抛丸犹如无数个小锤反复锤击金属表面，表面的塑性变 形与最大程度的压力加工相当，这种塑性变形使零件表面产生一定厚度的加 工(冷作)硬化层，该层称为抛丸表面强化层。从组织结构上看，强化层内 形成了密度极高的错位和内层，逐渐形成更加细小的亚晶粒，从应力状态上 看，由于表层金属变形的不均匀性，表层向四周塑变延伸时，受到内层金属 的阻碍，使张化层内形成了较高的残余压应力。高密度的位错和细小的亚晶 粒，提高了材料的屈服强度，从而控制了疲劳源的产生，使零件表面的抗疲 劳强度大大提高，表面残余压应力的存在，可部分抵消引起零件疲劳破坏的 循环拉应力或使零件表面始终处于压应力状态，疲劳源的形成进一步得到抑 制，疲劳裂纹的扩展也被延缓，从而显著地提高了零件的抗疲劳性能。

2、 主要作用和用途

2.1 表面清理：去污垢，除去氧化皮，遮盖压铸表面缺陷。

2.2 去除毛刺：清除铸件和压铸件表面和边缘的加工毛刺，大大节省人 力资源。

2.3 光整加工：改善表面颜色和增加光泽，使其表面具有文理细致、色 泽均匀和美观的金属光泽。

2.4 喷丸强化：可以提高表面硬度，提高零件疲劳强度及抗应力抗腐蚀 的能力， 增加光洁度，减少滑动表面的磨损， 表面产生的小凹坑可以起到储 油作用，提高零件的耐磨性能。

2.5 降低压铸件变比性能所引起的泄漏，在喷向一定深度内，由于抛丸 流锤击而产生的冷塑性变形，表面层材料填密与畸变，从而封闭了引起泄漏 的微孔。

2.6 使用不锈钢抛丸能长期地保持铸件的金属光泽和不生锈。

3、 抛丸设备

目前国内抛丸设备的样式较多,主要有

3.1 机械离心式抛丸机

是利用高速旋转的叶片轮产生的离心力将抛丸加速后投向工件，抛丸的 投射速度为45-75 米/秒，可一次同时处理许多零件。这种抛丸机功率小，生 产效率高，抛丸质量稳定，但设备成本较高，主要适用于抛强度高，品种少， 批量大，形状简单，尺寸较大的零部件。形式有履带式与吊链式。

3.2 气动式喷丸机

是利用高压空气直接喷射，可实现大于100 米/秒的高速喷丸，如改进喷 嘴的设计，气压达到一定值时，喷嘴出口的气流可接近或超过音速，主要适 用于喷丸强度低，品种多，批量少，形状复杂，尺寸较小的零部件，其缺点 是功耗大，产生效率低。形式有可携式与固定式喷丸机，手工控制与数控式 喷丸机通常由以下几个主要部分组成：抛丸提升结构，抛丸加速(抛丸)结构，抛丸筛选结构，排尘结构，工件运转结构，电控系统等等。

4、抛(喷)丸

抛丸需要具有一定的硬度、韧性和密度。抛丸的力学性能指标主要是指冲击韧度和硬度，由于抛丸工作在高速状态，要有较高的冲击韧度才能避免 大量破碎，抛丸的常用规格在Φ0.1-Φ3.5mm 之间。

4.1 抛丸材料

(1)铸铁抛丸： 冷硬铸铁抛丸，含碳量在2.75---3.60%之间，硬度高58---65HRC，但冲 击韧度低，尺寸在 0.2---3.5mm 之间。使用中，铸铁抛丸易于破碎，损耗较 大，要及时分离，排除破碎的抛丸，目前较少使用。热处理后硬度在 30---40HRC 之间，韧度有所提高。 (2)铸钢抛丸： 0.85---1.20%之间，锰含量在0.60---1.20%之间，硬度为 35---45HRC，尺寸在 0.2---4.5mm 之间，在显微结构中已消除了铸态组织， 其冲击韧度高。主要用于黑色金属铸件的喷丸中。 (3)钢丝切丸： 含碳量小于0.7%，直径在0.4---3.0mm 之间，硬度为35---45HRC，钢丝 切割丸的组织最好为马氏体或贝氏体，其具有很高的冲击韧度。 (4)玻璃抛丸： 二氧化硅含量大于67%，直径在0.05---0.8mm 之间，硬度为46---50HRC， 脆性较大，密度为2.45---2.55g/cm3。 (5)陶瓷抛丸: 抛丸硬度很好，但脆性较大，易破碎，喷丸后表层可获得较高的残余应 (6)聚合塑料抛丸：以聚合碳酸脂为原料，颗粒硬，且耐磨，无粉尘，不污染环境，可连续 使用，不附及工件表面，常用于消除酚醛或金属覆件毛刺和耀眼光泽。 (7)二氧化硅抛丸： 二氧化硅颗粒为50---1800μmm，喷丸时用水混合二氧化硅颗粒，利用压 缩空气喷射。主要抛光模具和其他精密零件表面。 (8)氧化铝抛丸： 氧化铝抛丸颗粒为 50---1500μmm，小于 180μmm 的氧化铝抛丸可用于 液态喷丸光整加工，氧化铝抛丸主要用于花岗岩和其他石料的雕刻，钢和青 铜的清理，玻璃的装饰加工。 爆炸灵敏度不足铝丸的十分之一，比重是铝丸的2.5 倍，具有出色的去 毛刺功能，硬度在30---40HRC 之间。适合于压铸件的喷丸，尤其是适用于薄 壁以及梨皮状纹表面等不宜用一般喷丸处理的零件。 (10)铝切丸： 铝切丸一般用防锈铝材料切割而成，硬度在35---40HRC 之间，硬度较高 且边缘锐利，研削力好，适合于壁厚较厚压铸件的去毛刺及有流痕的铸件的 表面。 (11)不锈钢抛丸： 含碳量小于0.2%，直径在0.2---1.5 之间，硬度为35---45HRC，组织为 马氏体或奥氏体，具有很高的冲击韧度。采用不锈钢抛丸进行喷丸处理后， 可以使表面纹理细致、色泽均匀和美观的金属光泽，并提高表面的硬度，增 加铸件的抗腐蚀能力，目前广泛地被用在汽车，摩托车，纺织机械，热处理 行业及锌合金、铝合金、压铸件、不锈钢精密铸件等行业中。