拋丸機葉片的失效機理

拋丸機的拋丸對葉片的磨損,按磨損機理為一次加載下的沖擊斷裂機制高應力磨料磨損。拋丸機的葉輪以2200R/min的高速,將拋丸拋向葉片,拋丸的拋射能力為70~80m/s,以120kg/min的能力沖擊葉片,使葉片斷裂。

磨損分三個階段:第一階段為拋丸機葉片的預磨階段,初裝入拋丸,剛運轉時,由于葉片表面較硬,磨損量極微。但馬上到第二階段,這一階段為拋丸機葉片的過渡階段,由于受拋丸的沖擊和高應力磨損,這一階段失重較大,幾乎與磨程呈線性關系,此時拋丸機葉片出口端有凹坑。第三階段為拋丸機葉片的磨斷階段,這一階段失重趨于穩定,再磨損因受較大沖擊力,沿凹坑處斷裂。

在拋丸機葉片的入口端,由于葉輪輸入的大量鐵丸,以120kg/min數量,拋向并沖擊葉片,鐵丸一面彈跳,一面沿著拋丸機葉片表面向外滑動,由于慣性轉動力,使鐵丸緊壓在葉片上,造成鐵丸對葉片的磨削,愈靠近出口端,慣性轉動力愈大,鐵丸對葉片的磨削作用也愈強,在出口端,拋丸機葉片還與一定數量的亂散射的反彈鐵丸相撞,此時葉片與鐵丸的相對速度要比入口端大得多,最后在出口端磨出深溝,沿深溝斷裂。

拋丸機葉片磨損失效與抗磨鑄鐵的金相組織有關,而組織是由基體和碳化物組成。基體的作用是支撐碳化物去抵抗拋丸的沖擊和高應力磨損,減少碳化物的剝落和碎裂,發揮碳化物的抗磨損作用;碳化物的作用是抵抗拋丸的沖擊和高應力磨損,而凸出于基體之上,對基體起保護作用。

拋丸機葉片磨損失效的主要原因是,葉片在拋丸機拋丸的沖擊下,先使基體(HV=1000)產生裂紋,不斷擴展而剝落;再在碳化物與基體的界面上產生裂紋,使碳化物凸出(HV=1800),失去支撐,從而易被陸續而來的拋丸沖裂及剝落。