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ISO 26910-1:2023 — 弹簧：喷丸处理 — 第1部分：通用程序
标准化的弹簧喷丸强化工艺——阿尔门强度、覆盖率和质量控制
ISO 26910-1 标准概述与弹簧喷丸处理
ISO 26910-1:2023规定了弹簧喷丸处理的通用程序，为机械工程中最有效的表面强化处理之一建立了标准化框架。喷丸处理涉及用小型球形介质（弹丸）高速轰击弹簧表面，形成一层有益的压缩残余应力层，从而显著提高疲劳寿命和抗应力腐蚀开裂能力。
2023年第二版取代了2009年第一版并纳入了2017年修正案。该版本更新了规范性引用文件，并澄清了阿尔门强度测量和覆盖率评估的程序。
由ISO/TC 227（弹簧）开发，该标准涵盖完整的喷丸处理流程链：喷丸策略、喷丸介质规格、阿尔门试片选择与测量、覆盖率评估、饱和曲线确定、设备要求、过程控制和残余应力测量。该标准对于寻求一致可重复喷丸结果的弹簧制造商至关重要。
| 工艺参数 | 测量方法 | 质量标准 |
|---|---|---|
| 喷丸强度 | 阿尔门弧高（饱和曲线） | 目标值正负0.05 mm A |
| 覆盖率 | 目视检查或荧光示踪法 | 大于等于100%（完全覆盖凹坑） |
| 介质尺寸 | 按ISO 11125-3筛分分析 | 在规定等级范围内 |
| 介质状态 | 显微检查 | 破碎或变形颗粒小于等于5% |
| 表面粗糙度 | 轮廓测量法 | 按设计要求规定 |
阿尔门试片测试与饱和曲线确定
喷丸过程控制的核心是阿尔门试片测试，以开发该量化方法的工程师命名。阿尔门试片是一种薄型标准化弹簧钢试片，在受控条件下暴露于弹丸流中。弹丸的冲击在试片表面形成压缩层，使其弯曲。喷丸后测量的弧高与喷丸强度成正比。
该标准定义了三种类别的阿尔门试片（N、A和C），适用于不同的强度范围。A类试片最常用于弹簧喷丸。通过将试片暴露于递增的喷射时间并测量所产生的弧高来构建饱和曲线。饱和点定义为将暴露时间加倍后弧高增量不超过10%的点。该饱和点定义了喷丸强度，这是主要的过程控制参数。
对于螺旋压缩弹簧，该标准推荐能够复制弹簧表面几何形状的特定阿尔门试片夹具配置，确保测量的强度准确代表实际弹簧表面所经历的喷丸条件。
工程实践：工艺优化与质量保证
成功实施ISO 26910-1需要仔细关注多个相互作用参数的组合。喷丸介质——通常是圆形钢丸、陶瓷珠或玻璃珠——必须保持在规定的尺寸和形状分布范围内。使用过程中介质退化会产生角形颗粒，这些颗粒会损坏弹簧表面，而不是产生有益的压缩应力。
- 覆盖率验证：完全覆盖对于均匀性能增强至关重要。标准描述了使用10倍放大镜的目视检查方法，对于关键应用，还描述了在紫外光下显示未喷丸区域的荧光示踪技术。
- 喷丸前后处理：喷丸前通常需要去应力退火以确保一致的材料状态。喷丸后处理可包括低温时效以稳定压缩层。
- 残余应力测量：对于高可靠性应用，标准推荐使用X射线衍射（XRD）测量残余应力分布，以验证已达到所需的压缩应力幅度和深度。
非喷丸表面的保护至关重要。标准要求不打算喷丸的表面（如弹簧端圈或螺纹部分）进行遮蔽或其他方式的保护。遮蔽不充分可能导致不必要的表面变形和受保护区域的疲劳性能降低。
喷丸处理是弹簧制造过程中最关键的表面强化工序之一。ISO 26910-1:2023中规定的阿尔门试片测试方法为喷丸强度的量化提供了行业标准手段。通过控制弹丸尺寸、喷射速度、喷射角度和覆盖时间等工艺参数，制造商可以稳定地获得预期的残余应力分布，从而大幅提升弹簧的疲劳寿命。
在航空航天、汽车和精密机械等对弹簧可靠性要求极高的应用领域，喷丸工艺的标准化控制尤其重要。该标准还对喷丸介质的管理提出了明确要求——使用过程中弹丸的破损率必须控制在5%以下，因为破损的角形颗粒会在弹簧表面产生应力集中点，反而降低疲劳性能。正确的工艺参数设置可将弹簧的疲劳寿命提高数倍。
常见问题
问1：喷丸处理能提高弹簧疲劳寿命多少？
答：与未喷丸弹簧相比，适当喷丸处理通常能将弹簧疲劳寿命提高100%至300%。在某些应用中，根据材料、几何形状和工作应力水平，改善效果可超过500%。
答：与未喷丸弹簧相比，适当喷丸处理通常能将弹簧疲劳寿命提高100%至300%。在某些应用中，根据材料、几何形状和工作应力水平，改善效果可超过500%。
问2：喷丸处理适用于所有弹簧类型吗？
答：该标准主要针对螺旋弹簧，但其原理适用于板簧、扭杆和其他类型。对于非螺旋几何形状可能需要进行特定调整，特别是在复杂表面轮廓的覆盖率验证方面。
答：该标准主要针对螺旋弹簧，但其原理适用于板簧、扭杆和其他类型。对于非螺旋几何形状可能需要进行特定调整，特别是在复杂表面轮廓的覆盖率验证方面。
问3：喷丸设备应多久校准一次？
答：标准建议在每个生产班次开始时使用试片进行阿尔门强度日常验证，在更换介质或进行维护后进行全面重新校准。
答：标准建议在每个生产班次开始时使用试片进行阿尔门强度日常验证，在更换介质或进行维护后进行全面重新校准。
问4：喷丸工艺变异的原因有哪些？
答：常见原因包括介质退化（弹丸颗粒破碎）、气压或轮速变化、喷射时间变化和喷射距离变化。标准的过程控制要求针对这些因素都进行了规定。
答：常见原因包括介质退化（弹丸颗粒破碎）、气压或轮速变化、喷射时间变化和喷射距离变化。标准的过程控制要求针对这些因素都进行了规定。
