喷丸强化GE标准.docx
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喷丸强化GE标准
TASK70-47-01-380-016
1.概述。
A.喷丸是利用金属丸，玻璃丸，陶瓷丸来达到工件表面强化的工艺。
实质上，它在表面形成残余压应力，从而提高了抗压力腐蚀和和抗击循环疲劳的能力。
特定零件表面修整所需的介质的成分，尺寸，强度和覆盖率都在发动机/车间手册中有具体规定。
B.喷丸介质通过高压风冲击工作表面。
喷丸射流有直接冲击和反射冲击两种方法。
直接冲击是使用标准喷嘴，偏转喷嘴或者长矛枪喷嘴与零件表面成35度角冲击而成的线状气流。
反射冲击是非线状冲击，工件表面通过另一表面反射的喷丸射流而完成喷丸。
C.喷丸主要使用干介质。
然而，湿玻璃丸喷丸法可以用作干玻璃丸喷丸法的替代方法。
不同的介质用不同的范围来表征喷丸强度。
金属丸主要用来表征阿尔门A范围的喷丸强度。
陶瓷丸和玻璃丸介质用阿尔门N范围指定的强度来喷射零件。
注意：
低强度喷丸可以使用金属喷丸，用阿尔门N试片来测量。
D.在喷丸操作的阿尔门N范围内，陶瓷丸可以用作玻璃丸的替代品。
因为质量和尺寸上的差别，陶瓷丸和玻璃丸介质在喷丸时的参数也不一样。
当使用陶瓷介质时，喷丸机的参数需要重新设定。
对于指定的阿尔门强度，陶瓷丸比起玻璃丸能产生更深的应力层。
因此，当在含有薄片状（比如叶片前缘）的工件上进行喷丸程序时，喷丸强度最好定在允许强度范围的前半部分。
E.喷丸操作通常由计算机控制，自动控制或人工设备控制以及加工来完成。
参考Subtask70-47-01-380-161，设备。
F.替代喷丸介质的使用，参考Table2，Table3，和Subtask70-47-01-380-162，材料。
G.不同种类，硬度，尺寸的喷丸介质不能混合在一起。
2.设备。
Subtask70-47-01-380-161
A.喷丸机包括使喷丸射流受控的可移动喷嘴，使工件通过喷丸射流的的转动和回转工作台，使喷丸介质输送至喷嘴的机构，去除设备运转过程中产生的破损丸粒的筛分装置和控制喷丸时间的记时装置。
一些特殊设备，比如在孔里、槽里或凹陷工件上喷丸的矛枪和偏转仪需要具备。
同样也需要提供一个延伸喷嘴来达到这些难以达到的区域。
（1）通用喷丸设备。
所有的喷丸设备应满足以下基本要求：
（a）喷丸机通过空气压力驱动喷丸介质。
轮式喷丸是不允许的。
（b）当喷丸机将工件以平移或者旋转（或者两者兼有）的方式通过喷射气流时，工件或者喷嘴要受控且重复移动。
警告：
使用防护装备。
出自某些材料的粉尘，比如镍，对人员有吸入性危害。
警告：
防止粉尘的堆积。
出自某些材料的粉尘，比如钛，容易引起火灾和爆炸。
（c）喷丸机应该具备控制喷丸过程中粉尘的装置。
这些粉尘包含喷丸介质，出自工件、工装和其他一些和空气或喷丸介质接触的材料。
采取措施保护工作人员，避免接触这些粉尘。
（d）避免使用能造成工件划伤的夹具（直接划伤或者是因为残留在夹具上的喷丸带来的划伤）。
除非设备充分接地，否则木质、可降解材料或金属-金属的夹具是不允许用的。
由高密度聚合体构成的夹具是符合要求的。
如果工件定位器由硬橡胶或聚亚安酯构成，此夹具也可用。
像硬橡胶这种有柔韧性的材料在夹具的重复使用中能体现出较好的优越性，能防止丸粒留在夹具上而造成工件划伤。
警告：
遵守接地指示，避免对人员和工件造成伤害。
（e）喷丸时能产生给人员和工件带来伤害的强大静电荷。
按如下通过传导介质或人工施加探针来接地。
1用来接地的材料可以是软金属，它和工件接触的剖面需平滑。
2用来接地的材料和探针在与工件接触的区域不能含有银、黄铜、青铜、铜、锌、石墨等物质。
3静电荷同样会在喷嘴和装喷丸介质的容器内堆积，所以接地来释放电荷。
提醒：
在喷丸过程中或喷丸结束后，如果出现比较大的电弧，需检查工件。
工件如果出现熔化或凹坑，则不可用。
（f）在喷丸过程中或喷丸结束后，如果出现比较大的电弧，按如下做目视检查：
1检查探针与工件接触的区域是否出现熔化或凹坑。
2参照TASK70-42-00-350-002，打磨步骤。
用打磨方式修理熔化或凹坑区域。
提醒：
确保每个材料都使用正确级别的蚀刻剂。
根据TASK70-24-01-110-034，酸洗步骤，表1或者咨询当地GEAE代表选择正确的蚀刻剂。
3根据TASK70-24-01-110-034，酸洗步骤，酸洗打磨区域。
4根据TASK70-32-03-230-002，荧光渗透检查，检查酸洗区域。
5根据发动机/车间门手册重新喷丸。
（g）喷嘴和空气射流的磨损会影响工艺质量。
喷丸厂家需要制定喷嘴控制方案。
喷嘴控制方案应考虑如下情况：
1使用前先目视检查喷嘴和空气射流是否可用。
2确保喷嘴和空气射流在肉眼观察下没有明显损伤和不均匀的磨损。
3喷嘴磨损不能超过公称直径的15%，空气射流磨损不能超过公称直径的10%。
4如果发生磨损，重新建立饱和曲线来测试喷丸强度，确保喷嘴能达到所需的强度。
（h）磨损或损坏的的喷嘴会影响喷丸射流对工件的对准。
需要检查喷丸后的覆盖范围。
（2）手动喷丸设备。
基于手动重复性差，手动喷丸（手握和移动喷嘴）不建议使用。
（a）手动喷丸设备需要提供可控的空气压力，还能让操作者安全看到工件和要喷丸的表面，而且要保证喷丸介质被稳定地送到喷嘴机构。
（b）对于有时限要求的的转动件和在高压涡轮上的叶片不允许使用手动喷丸。
对于局部修理，手动喷丸有相应规定且只能在如下情况下允许使用：
1一些组件，比如管路组件，它们的构造使之比起自动喷丸，手动喷丸更容易达到均匀覆盖。
2根据TASK70-47-04-380-019，旋片喷丸。
对一些在固定大零件上金属切削下的小区域或焊接区域用手动喷嘴或旋片喷丸的方式。
3只有在工艺文件上具体说明且在工件上有授权的具体位置才能给有时限要求的的转动件和在高压涡轮上的叶片实施手动喷丸。
（3）自动喷丸设备。
自动喷丸设备需要手动安装和配置工件、喷嘴位置和工艺参数。
另外，工艺参数的监测需要操作者来管理，不过，操作过程中就不需要操作者的任何参与。
（a）自动喷丸机须装有计时装置或循环计数器，保证重复喷丸。
（b）为了防止喷丸射流在一个地方意外停留，自动喷丸机应具备启动-关断互锁开关的装置，保持当空气压力供给时转台的连续转动。
注意：
在对准工件表面以前，喷丸机应具备使喷丸射流保持稳定的装置。
如果喷嘴在喷丸循环结束后仍然对准零件，最好的关断顺序是，先关断空气压力供给，再关断喷丸射流。
（c）自动喷丸机应具备自动去除运转过程中产生的破损丸粒的筛分装置。
推荐使用整套的筛分装置。
（d）喷丸车间的角色很重要，要保证喷丸射流对准工件以获得所需的强度和覆盖面。
提醒：
不允许转动物体碰触工件表面。
必须控制公差避免损伤工件以提供良好覆盖。
（e）必须要控制喷射气流，偏转、喷嘴设置角度、位置和角度重复性来防止不正确的喷丸结果。
转台轴承严重磨损将造成零件位置变化而影响均匀覆盖。
当转动的物体离工件表面比较近时，受控尤其重要（如在螺栓孔里使用矛枪时）。
在这些情况下，更要严格受控防止零件磨损。
（4）计算机控制喷丸设备。
计算机控制喷丸设备利用计算机（或可编程逻辑控制器或数控型控制器）来储存丸粒、设定和控制参数。
这个设备应该具备筛选、控制和监控的能力。
喷丸空气压力
喷射气流速度
喷丸时间，进料速度，循环次数
工件和喷嘴的位置、方向和速度
矛枪转动速度（在使用时）
（a）喷丸机应具备保证对零件重复喷丸的记时装置和循环计时器。
（b）为了防止喷丸射流在一个地方意外停留，自动喷丸机应具备启动-关断互锁开关的装置，保持当空气压力供给时转台的连续转动。
注意：
在对准工件表面以前，喷丸机应具备使喷丸射流保持稳定的装置。
如果喷嘴在喷丸循环结束后仍然对准零件，最好的关断顺序是，先关断空气压力供给，再关断喷丸射流。
（c）当检测到如下任何参数有变化而造成强度和覆盖在修理要求范围之外时，喷丸机应具备持续控制和终止设备的能力。
空气压力
喷射气流速度
工件/喷嘴的位置和速度
（d）喷丸机应具备自动去除运转过程中产生的破损丸粒、超尺寸丸粒、小尺寸丸粒的筛分装置。
所有的喷丸在重新使用前必须都通过筛分装置。
筛分装置通常有振动筛来筛选出超尺寸的和小尺寸丸粒。
螺旋分离器可以更进一步的去除不规则丸粒，但是没必要让所有的丸粒都通过螺旋分离器。
（e）喷丸厂家的角色很重要，要保证喷丸射流对准工件以获得所需的强度和覆盖。
提醒：
不允许转动物体碰触工件表面。
必须控制公差避免损伤工件以提供良好覆盖。
（f）必须要控制喷射气流，偏转、喷嘴设置角度、位置和角度重复性来防止不正确的喷丸结果。
转台轴承严重磨损将造成零件位置变化而影响均匀覆盖。
当转动的物体离工件表面比较近时，受控尤其重要（如在螺栓孔里使用矛枪时）。
在这些情况下，更要严格受控防止零件磨损。
B.阿尔门试片夹具。
阿尔门试片是用来评估喷丸效果的工件构造复制品，它需要和工件在轮廓和遮光效果方面的误差不超过0.060inch（1.5mm），试片应和它代表的工件表面硬度类似，这样才能使弹跳在表面上的丸粒和在真实工件上的效果一样。
3.材料。
Subtask70-47-01-380-162
A.金属丸和玻璃丸都是球形的，不需要丸粒的过度压裂就能产生所需的喷丸强度。
有多种种类和尺寸的金属丸和玻璃丸可供选择，来满足发动机/车间手册规定的喷丸强度。
注意：
符合表2的同等尺寸的丸粒型号在满足表3时可以互相代替。
举一个尺寸同等的例子，丸粒CCW14可以作为S110的替代品（它的公称直径接近表1中使S110最少通过50%的筛网直径）。
当可调质切丝丸替代铸钢丸时，破损丸粒的数量必须要符合表1要求，但不适用表2关于观察区域不可接受丸粒的最大数量的规定。
这个规定使喷丸机上能残留铸钢丸，已调质切丝丸也是一样的情况。
任何种类的丸粒替代品都要重新绘制符合段落4.E.
（1）（g）的饱和曲线图和测量覆盖度。
（1）铸钢丸。
（a）铸钢丸，其高硬度应满足AMS2431/2，喷丸介质（ASH）铸钢丸，高硬度（55-62HRc）的要求。
参看表1关于丸粒尺寸定义的参考。
CastSteelShotSizesandScreeningTolerances（inches）-Table1
ShotSize
AllPassU.S.ScreenSize（inches）
Max2%onU.S.Screen（inches）
Max50%onU.S.Screen（inches）
Cumula-tiveMin90%onU.S.Screen（inches）
Cumula-tiveMin98%onU.S.Screen（inches）
MaxNumberofBrokenandDeformed¹ShotAcceptableperInspectionArea（inches）
780
6（0.132）
7（0.111）
8（0.0937）
10（0.0787）
12
（0.0661）
11per
1.0x1.0
660
7（0.111）
8（0.0937）
10（0.0787）
12（0.0661）
14（0.0555）
16per
1.0x1.0
550
8（0.0937）
10（0.0787）
12（0.0661）
14（0.0555）
16（0.0469）
22per
1.0x1.0
460
10（0.0787）
12（0.0661）
14（0.0555）
16（0.0469）
18（0.0394）
32per
1.0x1.0
390
12（0.0661）
14（0.0555）
16（0.0469）
18（0.0394）
20（0.0331）
45per
1.0x1.0
330
14（0.0555）
16（0.0469）
18（0.0394）
20（0.0331）
25（0.0280）
16per
0.5x0.5
230
18（0.0394）
20（0.0331）
25（0.0280）
30（0.0232）
35（0.0197）
32per
0.5x0.5
170
25（0.0280）
30（0.0232）
35（0.0197）
40（0.0165）
45（0.0138）
16per
0.25x0.25
130
30（0.0232）
35（0.0197）
40（0.0165）
45（0.0138）
50（0.0117）
23per
0.25x0.25
110
35（0.0197）
40（0.0165）
45（0.0138）
50（0.0117）
80（0.0070）
32per
0.25x0.25
70
40（0.0165）
45（0.0138）
50（0.0117）
80（0.0070）
120（0.0049）
45per
0.25x0.25
注意：
参考Figure14。
（b）铸钢丸，其通常硬度应满足AMS2431/2，喷丸介质（ASH）铸钢丸，高硬度（55-62HRc）的要求。
参看表1关于丸粒尺寸定义的参考。
（2）已调质的切丝丸。
（a）可调质切丝丸应满足SAE规定的AMS2431/8（55-62HRc）或GE规定的D50TF11CL-B（50-62HRc）要求。
注意：
依照AMS2431/8采购的CCW32丸粒可以用来替代依照GET规格D50TF11采购的CCW31丸粒。
但表2描述的用来控制CCW31尺寸的筛网公差必须重新核定CCW32的尺寸。
（b）根据表2来获得与铸钢丸等效的可调质切丝丸。
（c）表2列出了可调质切丝丸的直径和尺寸分布情况。
（d）切丝丸洛氏硬度必须在C50到C62范围内
（e）切丝丸在采购时必须要调质，这样才能保证未调质切丝丸的数量不超出表2和图2的要求。
（f）TASK70-80-04-800-801，消耗产品-清洗化合物与溶剂，CCW14C04-166，CCW20C04-167和CCW31C04-178中列出了切丝丸的采购渠道。
ConditionedCutWireShotScreeningTolerances-Table2
Size
CastSizeEquivalent
NominalDiameter（Inches）
ReferenceDiameter（mm）（4）
ShotScreeningTolerances
MaximumUnacceptableParticlesViewingArea（5）
AllPassU.S.Screen（Inches）
Minimum90PercentonU.S.Screen（Inches）
Size
CastSizeEquivalent
CCW12
S70
0.012
0.30
40（0.0165）
（1）
80（0.0070）
（1）
14
1.0x1.0（25x25）
CCW14
S110
0.014
0.35
35（0.0197）
（1）
50（0.0117）
（1）
11
1.0x1.0（25x25）
ConditionedCutWireShotScreeningTolerances-Table2
Size
CastSizeEquivalent
NominalDiameter（Inches）
ReferenceDiameter（mm）（4）
ShotScreeningTolerances
MaximumUnacceptableParticlesViewingArea（5）
AllPassU.S.Screen（Inches）
Minimum90PercentonU.S.Screen（Inches）
Size
CastSizeEquivalent
CCW20
S170
0.020
0.50
25（0.0278）
（1）
40（0.0165）
（1）
5
1.0x1.0（25x25）
CCW23
S190
0.023
0.58
20（0.0331）
（1）
35（0.0197）
（1）
4
1.0x1.0（25x25）
CCW28
S230
0.028
0.70
18（0.0394）
（2）
30（0.0232）
（1）
3
1.0x2.0（25x51）
CCW31
--
0.031
0.80
16（0.0469）
（2）
25（0.0278）
（2）
8
1.0x4.5（25x114）
CCW39
S330
0.039
1.00
14（0.0555）
（1）
20（0.0331）
（1）
6
1.0x4.5（25x114）
CCW51
--
0.051
1.30
12（0.0661）（3）
16（0.0469）
（2）
3
1.0x4.5（25x114）
CCW66
S550
0.066
1.70
8（0.0937）（3）
14（0.0555）（3）
2
1.0x4.5（25x114）
CCW71
--
0.071
1.80
7（0.111）
（1）
12（0.0661）（3）
2
1.0x4.5（25x114）
CCW94
S780
0.094
2.40
6（0.132）（3）
10（0.0787）
（1）
2
1.0x4.5（25x114）
ConditionedCutWireShotScreeningTolerances-Table2
Size
CastSizeEquivalent
NominalDiameter（Inches）
ReferenceDiameter（mm）（4）
ShotScreeningTolerances
MaximumUnacceptableParticlesViewingArea（5）
AllPassU.S.Screen（Inches）
Minimum90PercentonU.S.Screen（Inches）
Size
CastSizeEquivalent
注意：
（1）如果丸粒尺寸与规范的丸粒尺寸误差不超过0.001inch（0.025mm），就允许使用任何筛网装置。
参照6.1。
注意：
（2）如果丸粒尺寸与规范的丸粒尺寸误差不超过0.002inch（0.051mm），就允许使用任何筛网装置。
参照6.1。
注意：
（3）如果丸粒尺寸与规范的丸粒尺寸误差不超过0.004inch（0.102mm），就允许使用任何筛网装置。
参照6.1。
注意：
（4）用毫米做单位的直径仅供参考，它符合以英寸为单位的公称直径。
注意：
（5）参考Figure2。
PartMaterialHardnessandShotTypes-Table3
PartMaterialExamples
Reference,NormalMaximumHardness,Rc
SpecifiedShot
AlternateShotType
CastRegularRc45-52
CastHardRc55-62
ConditionedCutWireRc50-62
ConditionedCutWireRc55-62
LowerHardnessAlloys
PartMaterialHardnessandShotTypes-Table3
PartMaterialExamples
Reference,NormalMaximumHardness,Rc
SpecifiedShot
AlternateShotType
CastRegularRc45-52
CastHardRc55-62
ConditionedCutWireRc50-62
ConditionedCutWireRc55-62
Aluminum
25
CastReg
yes
yes
yes
CastHard
yes
yes
yes
ConCW
no
no
Titanium
36
CastReg
yes
yes
yes
CastHard
yes
yes
yes
ConCW
no
no
NiAirfoil
40
CastReg
yes
yes
yes
CastHard
yes
yes
yes
ConCW
no
no
A286
38
CastReg
yes
yes
yes
CastHard
yes
yes
yes
ConCW
no
no
M152
36
CastReg
yes
yes
yes
CastHard
yes
yes
yes
ConCW
no
no
17-4PH/15-5PH
39
CastReg
yes
yes
yes
CastHard
yes
yes
yes
ConCW
no
no
Waspalloy
41
CastReg
yes
yes
yes
CastHard
yes
yes
yes
ConCW
no
no
Inco718
45
CastReg
yes
yes
yes
CastHard
yes
yes
yes
ConCW
no
no
Rene'41
42
CastReg
yes
yes
yes
CastHard
yes
yes
yes
ConCW
no
no
PartMaterialHardnessandShotTypes-Table3
PartMaterialExamples
Reference,NormalMaximumHardness,Rc
SpecifiedShot
AlternateSh
升级会员 