抛丸机叶片的失效机理

抛丸机的抛丸对叶片的磨损,按磨损机理为一次加载下的冲击断裂机制高应力磨料磨损。抛丸机的叶轮以2200R/min的高速,将抛丸抛向叶片,抛丸的抛射能力为70~80m/s,以120kg/min的能力冲击叶片,使叶片断裂。

磨损分三个阶段:第一阶段为抛丸机叶片的预磨阶段,初装入抛丸,刚运转时,由于叶片表面较硬,磨损量极微。但马上到第二阶段,这一阶段为抛丸机叶片的过渡阶段,由于受抛丸的冲击和高应力磨损,这一阶段失重较大,几乎与磨程呈线性关系,此时抛丸机叶片出口端有凹坑。第三阶段为抛丸机叶片的磨断阶段,这一阶段失重趋于稳定,再磨损因受较大冲击力,沿凹坑处断裂。

在抛丸机叶片的入口端,由于叶轮输入的大量铁丸,以120kg/min数量,抛向并冲击叶片,铁丸一面弹跳,一面沿着抛丸机叶片表面向外滑动,由于惯性转动力,使铁丸紧压在叶片上,造成铁丸对叶片的磨削,愈靠近出口端,惯性转动力愈大,铁丸对叶片的磨削作用也愈强,在出口端,抛丸机叶片还与一定数量的乱散射的反弹铁丸相撞,此时叶片与铁丸的相对速度要比入口端大得多,最后在出口端磨出深沟,沿深沟断裂。

抛丸机叶片磨损失效与抗磨铸铁的金相组织有关,而组织是由基体和碳化物组成。基体的作用是支撑碳化物去抵抗抛丸的冲击和高应力磨损,减少碳化物的剥落和碎裂,发挥碳化物的抗磨损作用;碳化物的作用是抵抗抛丸的冲击和高应力磨损,而凸出于基体之上,对基体起保护作用。

抛丸机叶片磨损失效的主要原因是,叶片在抛丸机抛丸的冲击下,先使基体(HV=1000)产生裂纹,不断扩展而剥落;再在碳化物与基体的界面上产生裂纹,使碳化物凸出(HV=1800),失去支撑,从而易被陆续而来的抛丸冲裂及剥落。