ICS 21.160 J 26
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T 31214.1—2014/ISO 26910-1:2009
弹簧 喷丸　第1部分：通则 Springs-Shot peening—Part 1 :General procedures
(ISO26910-1:2009,IDT)
2015-06-01实施
2014-09-03发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
发布 GB/T 31214.12014/IS026910-1:2009
前言
GB/T31214《弹簧喷丸》预计分为两部分：
第1部分：通则；第2部分：金属丸粒的验收方法
本部分为GB/T31214的第1部分。 本部分按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。 本部分使用翻译法等同采用ISO26910-1：2009《弹簧喷丸第1部分：通则》。 与本部分中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下：
GB3101一1993有关量、单位和符号的一般原则（eqvISO31-0：1992）本部分由中国机械工业联合会提出。 本部分由全国弹簧标准化技术委员会（SAC/TC235)归口。 本部分负责单位起草：浙江美力科技股份有限公司、杭州弹簧有限公司、中机生产力促进中心。 本部分参加单位起草：大丰市大奇金属磨料有限公司、福州长榕弹簧有限公司、杭州钱江弹簧有限
公司、无锡泽根弹簧有限公司、常州铭锦弹簧有限公司、山东雷帕得弹簧有限公司。
本部分主要起草人：屠世润、姜晓伟、余方、王奇、林坚、曹辉荣、梁泉、杨国红、孟宪云。
I GB/T31214.1—2014/ISO26910-1:2009
弹簧喷丸第1部分：通则
1范围
本部分规定了弹簧喷丸的一般要求。 弹簧喷丸主要通过引人表层残余压应力，以提高其耐疲劳及抗应力腐蚀开裂的性能。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。
ISO31-0量和单位第0部分：总则（Quantitiesandunits—PartO：Generalprinciples）
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
喷丸shotpeening 一种用于材料或机械零件表面强化的冷作加工。是用高速的近球形硬粒子流（弹丸流)对表面进行
冲击，使表面层产生残余压应力和加工硬化，以提高其抗疲劳强度及抗应力腐蚀开裂的性能。 3.2
喷丸介质 peeningmedia 由金属、玻璃或陶瓷制成的通常是球形或近似球形的用于喷丸强化的硬颗粒，单个颗粒称为丸粒。
3.3
阿尔曼试片 Almenstrip 用测量单面喷丸后弯曲变形的大小来评估喷丸强度的长方形金属片。
3.4
阿尔曼试片弧高 Almenarcheight h 在专用量具上测得的阿尔曼试片拱起的高度。 注：单位为mm。
3.5
饱和时间 saturation time t 增加相同的喷丸时间t即总喷丸时间为2t时，阿尔曼试片弧高的递增小于10%的t的最小值。
3.6
喷丸强度 peeningintensity 喷丸强度取决于在单位时间内作用于工件单位面积上的动能，由在饱和点处的阿尔曼试片弧高来
评定。
1 GB/T31214.1—2014/ISO26910-1:2009
3.7
饱和曲线saturationcurve 描述阿尔曼试片弧高随喷丸时间而变化的，直到饱和点的趋势曲线。
3.8
喷丸覆盖率 率coverage 喷丸形成的弹痕面积与总测量面积的比率。
3.9
残余应力residualstress 去除外力和热影响以后保留在被喷材料或零件上的内应力。
3.10
丸粒的粒度分布 particlesizedistribution 喷丸介质颗粒的尺寸大小分布。
3.11
普通喷丸ordinarypeening 用直径大于0.2mm的丸粒，其阿尔曼试片（A型）弧高在0.15mm～0.6mm之间的喷丸方式。
3.12
多级喷丸multi-stagepeening 由一系列不同条件的喷丸组成的喷丸方式注1：名称表明喷丸条件组合的次数。例如，二次喷丸。 注2：二次喷丸强化是最常用的多级喷丸。它通常包括较大丸粒在较高速度下产生的较强的一次喷丸及一次强度
适中或较弱的第二次喷丸。第一次喷丸在弹簧表面层产生较高的残余压应力，而最表面的残余压应力较小；第二次喷丸产生较浅的喷丸残余压应力层。这两次喷丸的组合可以使材料从表面到需要的深度上产生一个好的残余压应力分布（场）。
3.13
应力喷丸stresspeening 对弹簧施加与工作负荷力相当的静态力而进行的喷丸方式。 注：应力喷丸确保了弹簧在其工作时施加拉伸应力的情况下，能保证预期的残余压应力。例如该技术经常在钢板
弹贫上使用。
3.14
热喷丸hotpeening 指钢制弹簧在150℃～350℃范围内的某一温度下进行的喷丸方式。 注：热喷丸基于钢的时效效应，通常有利于得到更高的残余压应力，特别对于硬钢制弹簧。
3.15
重喷丸heavypeening 使用直径大于0.2mm的丸粒，其阿尔曼试片（A型）弧高大于0.6mm的喷丸方式。
3.16
精细喷丸finepeening 使用直径不大于0.2mm的丸粒，其阿尔曼试片（A型）的弧高小于0.15mm的喷丸方式。
3.17
X射线应力测定 X-ray stress measurement 以X射线衍射技术测量多晶材料近表面层内应力的方法。
2 GB/T31214.1-2014/IS026910-1:2009
4喷丸强化的实施
4.1概述
在工艺实施之前，应当基于以往的经验和预期的结果确定喷丸方式、喷丸条件、喷丸机类型、非喷丸表面的保护以及喷丸前后的处理。 4.2 2喷丸方式
喷丸方式应是下列之一： a) 普通喷丸； b） 多级喷丸； c) 应力喷丸； d) 热喷丸； e) 重喷丸； f) 精细喷丸。
4.3 3喷丸条件
喷丸条件应确定以下项目： a) 喷丸介质的类型； b) 要求的阿尔曼试片的类型与阿尔曼试片弧高值h； c） 在指定检验部位和面积（区域）测试的喷丸覆盖率； d) 喷丸处理时间，如果供需双方同意，可以指定个饱和时间t的乘法因子来代替阿尔曼试片弧
高值h。 对于多级喷丸，应当指明各个阶段的喷丸条件。 注：受喷材料的力学性能通常不一定总是与阿尔曼试片弧高直接对应，因为喷丸的效果会因丸粒的大小和形状，以
及受喷材料的硬度而有所变化。
4.4喷丸设备类型
根据喷射丸粒的方法不同，主要有离心式和气喷式两种类型的弹簧喷丸设备。前者适用于用较多丸粒在大面积上同时处理多件弹簧，后者适用于用较少的丸粒对重点部位集中喷射。
喷丸设备的选择应考虑弹簧的设计要求。必要时应说明设备的其他具体细节。
4.5非喷丸表面保护
不需要喷丸部分的表面应予以明确的界定，应采取适当保护措施，如用挡板、罩盖或胶带等。 4.6喷丸的前处理和后处理
如需要时，应明确以下要求： a) 前处理（如清洁、脱脂等）； b）后处理（如防锈保护、涂层、包装等）。 喷丸后的弹簧容易生锈（特别是在潮湿的空气中），应加以防护。
5喷丸介质
喷丸介质的类型见表1。
3 GB/T31214.1—2014/ISO26910-1:2009
表1喷丸介质的类型
表观密度 X103 kg/m 7.65~7.95 最小为7.45 最小为2.30 3.60~3.95
公称直径 mm 0.2~3.0 最大为4.0 最大为1.0 最大为1.0
形状圆角圆柱球形球形球形
硬度HV 350~850 200~850 450~550 500~800
材料钢铸钢玻璃陶瓷
符号 CCW SS GB CB
类型钢丝切丸铸钢丸玻璃丸陶瓷丸注1：为避免喷丸对弹簧产生不可接受的表面损伤，喷丸前可对钢丝切丸进行处理。 注2：表1中的CCW的特性适用于采用钢丝切丸的喷丸。
在不造成对工件损害的条件下，可根据供需双方协议选用其他任何球形或近似球形的喷丸介质。
6 阿尔曼试片
6.1 阿尔曼试片类型
阿尔曼试片应是表2中定义的3种类型之一，形状和尺寸如图1所示。
表2阿尔曼试片分类
厚度s mm
平面度公差
硬度"
材料
类型
mm
尺寸 0.8
公差 + 0.01 0.04 + 0.02 0.03 +0.01 0.04
(72.5~76)
0.025
N
HRA (44~50) HRC (44~50) HRC
碳钢：含0.60%~ 0.80%碳
0.025
1.3
A
c GB/T 230.1 金属材料 洛氏硬度试验 第1部分：试验方法（A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T标尺）。 GB/T1182 产品几何技术规范(GPS) 几何公差 形状、方向、位置和跳动公差标注。
2.4
0.038
08=61
76=8.
图1 阿尔曼试片形状及尺寸 GB/T31214.1—2014/IS026910-1:2009
6.2阿尔曼试片类型的选取
在同样的喷丸条件下，不同类型的阿尔曼试片具有不同的弧高值，所以，应根据喷丸强度选取相应的阿尔曼试片类型。
通常A型阿尔曼试片用于中间范围的喷丸强度，N型用于较低范围喷丸强度，C型用于较高范围喷丸强度。所选用的阿尔曼试片弧高不超过0.6mm。 6.3阿尔曼试片夹具
阿尔曼试片应固定在一个具有相对厚度的钢制夹具上，如图2所示。夹具应有一个安装平面并带有紧固螺钉使喷丸时阿尔曼试片面与其保持接触。夹具硬度应不小于57HRC，以免发生早期磨损。 螺钉尺寸见表3。
表3螺钉尺寸
单位为毫米
头部直径d
尺寸 9
偏差 0
半圆头螺钉
0.6
M5
内六角圆柱头螺钉
0 0.36
8.5
M5
1
b
40
76
说明：
一阿尔曼试片；夹具；
/
2 d 头部直径。 注：数值仅供参考。
图2阿尔曼试片夹具的形状和尺寸 GB/T31214.1—2014/IS026910-1:2009
7测量方法
7.1阿尔曼试片弧高的测量方法
阿尔曼试片弧高h应在未喷丸表面进行测量，为中间点e到a、b、c、d4个点定义的参考平面的高度，如图3所示。阿尔曼试片弧高应使用分辨率为0.01mm的仪表测量。附录C提供一个通常使用的测量装置，称为阿尔曼试片弧高度量具。
阿尔曼试片弧高h应在括号中表示试片类型，如下例所示：示例1：0.35mm（A）：A型阿尔曼试片弧高为0.35mm 示例2：0.20mm(C)：C型阿尔曼试片弧高为0.20mm
50-0 88
761
a
3
51
d
1062
15. 88 ±0. 1 31.75±0.5
说明：
阿尔曼试片： 2 基准面； h-—-弧高。
1
图3阿尔曼试片弧高定义
7.2 喷丸覆盖率的评定方法
喷丸覆盖率应检验弹簧表面或由供需双方同意的合适的参照面。覆盖率应按照ISO31-0的规定圆整到最接近的5%的梯级值。
可以通过喷丸表面的放大照片与附录A的标准照片对比来确定覆盖率。作为补充，经供需双方同意可采用附加试片或试样来评定覆盖率。试片应与弹簧具有相似的硬度，并固定在与阿尔曼试片夹具类似的硬夹具上。其表面最好用软布进行擦拭干净以便于观察。
实践中覆盖率值可用于表示喷丸处理的时间。在这种情况下，覆盖率达到100%时的时间长度作为一个单位。覆盖率达到200%时的时间为单位时间长度的两倍，覆盖率达到300%时的时间为单位时间长度的3倍。 7.3 饱和时间的确定
只要设备的操作条件保持不变，将喷丸一直进行到达到饱和的时间t，则可以获得相应的阿尔曼试
片弧高h。饱和时间的确定方法见附录B。
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