歯車表面のショットピーニング技術
1.ショットピーニング処理により、成形品表面の応力分布を改善できます。
ショットピーニング後の残留応力は、表面層の不均一な塑性変形と金属構造の相変態に起因し、その中で不均一な塑性変形が主な原因です。ショットピーニング後、金属表面にピット状の塑性変形が多数発生し、表層の転位密度が大幅に増加し、粒界境界や結晶粒微細化現象が発生します。ショットピーニング後、歯車表面に保持されたオーステナイトの一部がマルテンサイトになり、相変態時の体積膨張により圧縮応力が発生し、表面に保持されたオーステナイト場がより大きな圧縮応力に変化します。歯車の疲労強度を向上させます。ショットピーニングを通して、
2.ショットピーニングは、ワークピースの表面に高圧縮応力層を形成する可能性があります
ショットピーニングは、表面の圧縮応力を増加させ、疲労性能を大幅に向上させるため、高周波疲労荷重に耐えるワークピースに対してより効果的です。ショットピーニングによって形成される残留圧縮応力は、加えられた荷重の一部を相殺する可能性があります。ショットピーニング中に、小さな球形の鋼のショットがワークピースの表面に当たり、圧縮応力を形成します。各ショットの衝撃により、金属はある程度の塑性変形を引き起こし、表面を完全に回復することはできず、永久的な圧縮応力状態が形成されます。表面強化プロセスとして、ショットピーニングは、材料の引張強度限界の55％から60％に相当する残留圧縮応力を表面に形成する可能性があり、ワークピースの表面は亀裂が発生しやすい場所です。浸炭および硬化歯車の場合、結果として生じる圧縮応力は1177〜1725MPaに達する可能性があり、疲労性能を大幅に向上させることができます。圧縮応力層の深さは、ショットピーニング強度（またはショットピーニングエネルギー）の関数であり、ショットのサイズまたは速度が増加するにつれて増加します。
3.ショットピーニングプロセスパラメータ
ショットピーニングプロセスでは、ショットの形状、サイズ、硬度に関する要件が高くなります。ショットピーニング強度と表面被覆率を使用してショットピーニングプロセスを制御し、残留応力と疲労試験を使用して表面強化効果を検出します。
ショットピーニングプロセスパラメータには、ショットマテリアル、ショット直径、ショット速度、ショットフロー、ショットアングル、ショット距離、ショットピーニング時間、カバレッジなどが含まれます。これらのパラメータのいずれかを変更すると、ショットピーニング強度にさまざまな程度で影響します。つまり、強化効果です。
アーク高さ試験片
標準のALMENアークハイテストピースは、ショットピーニングのプロセスパラメータを包括的に評価するための特別なゲージです。これは、No。70ばね鋼でできており、それぞれN、C、およびAとしてコード化された3つの仕様があり、ショットピーニング強度の要件が異なる3つの異なる場面で使用されます。
アーク高さ曲線
アーク高さ曲線は、他のプロセスパラメータが固定されている条件下で、同じ試験片のショットピーニングアーク高さがショットピーニング時間（またはショットピーニング時間）とともに変化することであり、アーク高さ値と時間の相対関係の曲線を示します。 。
ショットピーニング強度
ショットピーニング強度は通常、アーク高さ測定法を採用しています。重要なのは、特定のばね鋼試験片を使用して、ショットピーニング強度後の形状変化を検出することにより、ショットピーニング効果を反映することです。具体的な操作は、アルメン試験片（アーク高さ試験片）を使用し、一般的な硬度は44〜50HRC）で、ショットピーニングを投影した後、フィクスチャに固定し、試験片を取り外して、湾曲したアークの高さを測定しますゲージ付き（アルメン測定器など）。
ショットピーニング強度の別の検査方法は、ショットピーニングを強化した後のワークピースの残留応力を検査する残留応力検査です。具体的な検査方法はX線回折です。
表面被覆率
被覆率とは、ショットピーニング後のワークピースの表面積に対する発射体のくぼみの表面積の比率を指します。通常、パーセンテージで表されます。測定のポイントは、ショットピーニング後にアルメン試験片を約50回入れて、ショットのくぼみの面積を測定することです。100％のカバレッジを保証することは非常に難しいため、98％のカバレッジは実際には完全なカバレッジとして定義されます。製品パターンの300％のカバレッジが必要です。通常、98％の有効カバレッジを達成するために必要なショットピーニング時間の3倍です。
発射体の品質
発射体の品質は強化効果に大きな影響を与えます。原則として、発射体の直径は小さく、ワークピースの表面の残留応力は大きくなりますが、強化層は浅くなります。発射体の直径が大きく、ワークピースの表面の残留応力は低くなりますが、強化層は深くなります。発射体の硬度が高く、ショットピーニング強度も高い。ショットの直径が大きくなると、ショットピーニング強度も大きくなります。ショット速度が増加し、ショットピーニング強度、表面圧縮応力、および強化層の深さが増加します。
ショットピーニング時間
他のショットピーニングプロセスパラメータが変更されないままの条件下では、ショットピーニングは、「飽和」時間または「飽和」時間の2倍に達したときにのみ最高の強化効果を達成できます。通常、不十分な強化時間は、過度の強化時間よりも不利です。したがって、強化時間が指定された時間よりも短いことが判明した場合、ワークピースを補充して再度強化することができます。
