影響抗疲勞製造的三大因素及豪克能技術抗疲勞製造
《中國製造2025》明確指出到2020年,工業基礎能力明顯提升,初步建立與工業發展相協調、技術起點高的工業基礎體系。其中首要指出質量水平顯著提高——基礎零部件(元器件)、基礎材料的可靠性、一致性和穩定性顯著提升,產品使用壽命整體水平明顯提高。
這一目標要求讓抗疲勞製造從神秘的科技前沿走到大眾面前。抗疲勞製造即為控制表面完整性和表面變質層,以疲勞性能為主要判據和達到極限疲勞強度的製造技術。
表面質量、表面殘餘應力、加工硬化和晶粒細化是抗疲勞製造中三個重要的因素。
1、表面質量
零件的機械加工表面質量是指加工表面層的微觀幾何形狀和物理機械性能。微觀幾何形狀主要是指表面粗糙度,它們都影響零件的耐疲勞強度。在交變載荷作用下, 表面波谷處容易引起應力集中, 產生疲勞裂紋。並且表面粗糙度越大, 表面劃痕越深, 紋底半徑愈小,其抗疲勞破壞能力越差。例如調質鋼 X20Cr13, 當其Rz=1.3um 時,疲勞強度為370N/mm2, 當Rz=0.4um時, 疲勞強度可達430N/mm2。
Ry相比Ra更能體現工件疲勞強度的情況。
A的抗疲勞能力高於B。
2、表面殘餘應力
表面層殘餘壓應力對零件的疲勞強度影響也很大。當表面層存在殘餘壓應力時, 能延緩疲勞裂紋的產生、擴展,提高零件的疲勞強度;當表面層存在殘餘拉應力時, 零件則容易引起晶間破壞,產生表面裂紋而降低其疲勞強度。
3、加工硬化和晶粒細化
適度的加工硬化和晶粒細化能新裂紋的產生, 內部原有的粗大晶粒又能一隻裂紋的繼續擴展,有利於提高零件的疲勞強度;
加工硬化
為了增強零部件的疲勞強度,在確定好合適的材料及結構後,企業生產一般都會安排去應力工序, 並加強對零件表面硬度的控制, 以使零件的表面物理性能滿足零件抗疲勞強度的需要。至於表面粗糙度則是設計人員在零件設計時,通過規定其表面粗糙度Ra 的大小來控制零件的表面質量滿足零件耐疲勞強度的需要。
精品品質打造的背後是成本的增加和效率的降低,也讓很多生產製造企業望而卻步,抗疲勞製造真的要這麼麻煩嗎?
豪克能技術,「成形製造」 的基礎上,是以達到零部件的設計使用壽命為目的。
一次加工,解決了抗疲勞製造的3個重要因素,從根本上延長工件的使用壽命。
在沒有過多增加生產成本的情況下,豪克能技術的出現實現了:
1、大大縮短生產工序;
2、省去了零件高光潔度對昂貴設備的需求並幾乎廢掉傳統粗糙度的等級理念;
3、同時相比於熱處理、拋光、研磨等工藝,實現環境友好的綠色製造生產模式;
4、一次加工,多重功效;
5、生產出在世界市場上具有競爭力的產品;
6、在加工的過程中完成對材料性能的提升。
行業應用案例