[发明专利]用于气蚀耐受性的喷丸处理

说明书

背景技术

气穴现象是液体中的蒸汽气穴的形成，可能是由作用于液体上的力产生的无液体区域，例如可以发生在机泵，阀门，叶轮，涡轮，螺旋桨，等等中。例如，当液体受到急剧的压力变化时，可以在压力相对低的位置处形成气穴。在一些情况下，例如当涉及更高压力时，气穴可能爆裂并且产生冲击波。在靠近金属表面爆裂的溃灭气穴可能引起金属内的周期应力，导致表面磨损，这被称为气蚀。例如，由气穴的溃灭引起的点状腐蚀可能产生金属部件上的磨损，这可能显著地减少机泵，螺旋桨，以及其他部件的寿命。

发明内容

一些实施例包括通过使工件经受相对长持续时间的喷丸来提高工件的气蚀耐受性的方法。例如，工件表面可以被喷丸以使得晶粒减小并且硬度增加至60μm或以上的深度，同时工件的表面可以保持相对平滑。作为一个实例，方法可以包括通过以对应于5A至10A的阿尔门条片类型A强度的喷丸强度利用弹丸介质冲击表面15至40分钟的喷丸处理持续时间来处理奥氏体不锈钢的表面。在一些情况下，喷丸持续时间以5A至7A的强度从20至30分钟变化。

附图说明

参考附图阐述详细说明。在图中，参考数字的最左边的位识别了在其中参考数字第一次出现的图。在不同图中相同参考数字的使用表示类似的或者相同的项或者特征。

图1说明了根据一些实施例的包括对于不同强度和持续时间的多个不同的喷丸处理的硬度对比深度的实例图。

图2说明了根据一些实施例的各种情形的实例数据结构。

图3说明了根据一些实施例的受到表面处理的样品的实例横截面。

图4说明了根据一些实施例的示出气蚀试验的结果的实例图。

图5说明了根据一些实施例的实例喷丸装置。

图6是根据一些实施例的说明用于表面处理的实例处理的流程图。

图7是根据一些实施例的说明用于确定喷丸参数的实例处理的流程图。

具体实施方式

此处的技术包括能够将例如SAE 316系列不锈钢，SAE 304系列不锈钢等等的奥氏体不锈钢中的气蚀耐受性提高直至350％的用于冷加工表面处理的新颖的配置和技术。在一些实例中，处理可以包括利用铸钢丸对表面进行喷丸直至40分钟。例如，容易受到气蚀的工件表面的至少一部分可以被处理。在一些实例中，喷丸之后，可以以至少在容易受到气蚀的工件的被喷丸的位置处的工件的表面抛光。在此处的实例中不需要热处理。在一些情况下，表面处理可以被应用于例如机泵、阀门、叶轮、涡轮、螺旋桨的部件，以及在气蚀环境下运行的其他液体系统部件。

在一些实例中，喷丸可以进行在15和40分钟之间变化的喷丸持续时间，并且更特别地，在一些情况下，在20和30分钟之间变化的喷丸持续时间。此外，在一些实例中，喷丸可以以从阿尔门类型A条片及#2规格确定的从5A至10A变化的喷丸强度被进行，并且更特别地，在一些情况下，以从5A至7A变化的喷丸强度。意外地，以此处列举的持续时间和强度被进行的长持续时间的喷丸方法提供了出乎意料的晶粒尺寸减小的深度穿透，同时给予低表面粗糙度。

为了讨论目的，使用选择的弹丸介质，以选择的强度，使用延长的持续时间的喷丸，在工件的表面处理的环境中描述一些实例实施例。然而，此处的实施例不限于提供的特定的实例，并且可以被延伸至其他的服务环境，其他类型的被处理部件，其他类型的弹丸介质，等等，根据此处的公开这些对于本领域技术人员将是显而易见的。

图1说明了根据一些实施例的表明相对硬度对比离开被处理表面的距离的实例图100。在该实例中，使用以各种不同强度的持续各种时间长度的喷丸来处理SAE 316系列不锈钢(stainless steel,SST)的样品工件，以证明本公开的处理的优势。例如，SAE 316(UNS 31600；欧洲标准1.4401)SST典型地包括大约16-18％的Cr，10-14％的Ni，至多0.08％的C，至多2％的Mn，至多1％的Si，至多0.045％的P，至多0.03％的S，以及2.0-3.0％的Mo的合金材料。进一步，虽然在该实例中使用316系列SST，其他的奥氏体不锈钢例如SAE 304系列SST可以被用于其他的实例。例如，SAE 304(UNS 31400；欧洲标准1.4301)典型地包括大约18-20％的Cr，8-10.5％的Ni，至多0.08％的C，至多2％的Mn，至多1％的Si，至多0.045％的P，以及至多0.03％的S的合金材料。奥氏体不锈钢的另外的类型在本领域中被熟知，并且不在此处详细地提供成分。