水射流入射角度对渗碳钢表层改性的影响研究

后混合水射流表层改性的目的是在材料表层引入一定幅值的残余应力场,射流角度是改性工艺的重要参数之一,会对残余应力的分布产生直接影响。对齿轮钢材料18CrNiMo7-6渗碳合金钢进行后混合射流不同入射角度的试验研究。采用正交试验的方法,在喷嘴直径、喷嘴移动间距混合丸粒尺寸固定的情况下,提取射流压力、入射角度、喷嘴移动速度、喷射强化次数及喷射靶距五个因素,每个因素取四个水平,设计五因素四水平正交试试验。通过极差及方差分析得出影响残余压应力的主要因素是喷射压力,其次是入射角度,另外三个因素影响不显著,当试验条件为:喷射压力300MPa、喷射角度75°、喷嘴移动速度400mm/min、喷射强化次数3次及靶距70mm时,试件材料的最大残余压应力可达到-1292.14MPa。进一步对喷射次数对残余应力的影响进行了试验研究,发现残余应力峰值提升较少,只有70MPa,而硬度峰值能提升2HRC且强化两次之后基本再无提升,故在工程中不建议射流角度低于45°,而(45~75)°之间的建议喷两次效果较好。