钢球表面强化(也称压力)是指钢球表面因钢球碰撞而产生宏观弹性变形和微观塑性变形,钢球表层硬度增加且均匀,表面因压应力分布而强化。
在运行过程中,球轴承的疲劳裂纹主要出现在表面下的最大剪应力深度处。在交变应力条件下,这些微裂纹向表面扩展,最终导致疲劳剥落。钢球表面强化处理可在最大剪应力深度产生残余压应力,消除促进裂纹产生和扩展的拉应力。这种转变将拉应力转化为压应力,从而提高了钢球的疲劳强度和耐磨性。装有强化钢球的轴承寿命可提高两倍以上。
钢球表面强化会产生压应力,这是一种与冷态塑性变形相关的现象。在此过程中,金属晶格发生变形、伸长和碎裂,原子从最密集的排列中移位。这导致金属密度降低和体积膨胀。与此同时,次表层保持其弹性特性,不会发生塑性变形,从而有效地抵制了表层金属的膨胀。因此,次表层对表层金属施加了压应力。
钢球的表面强化通常是通过机械冲击来实现的。在一个水平的金属圆筒壁上,沿圆周均匀分布着铜板和钢球吊桶。圆筒内加入少量柴油,低速旋转,使钢球表面相互碰撞,从而提高钢球表面硬度。对于小钢球(直径为 10 毫米),还可在主筒内加装一个高速旋转的内筒,以加强碰撞力。这种强化工艺通常安排在硬磨之后和精磨之前进行。




