喷丸不是“打毛表面”：阿尔门试片、强度与覆盖率怎么定

喷丸强化（shot peening）在紧固件上不是为了好看，而是要在表层造出一层残余压应力，把疲劳裂纹的萌生往后推。螺栓的螺纹过渡区、铆钉杆部、起落架件，凡是承受交变载荷的部位，图纸上常会标一条“喷丸，AMS 2430”。

丸料先定。铸钢丸常用 S110、S170，尺寸按工件形状选：螺纹牙底这种小圆角用细丸，能进得去又不至于把牙型打变形；陶瓷丸（如 Z150）用于不锈钢或钛件，避免铁污染。丸料必须干净、圆整，破碎率和粉尘要按班次检查，碎了的小丸打出来的凹坑尖锐，反而成了裂纹源。

强度怎么定。强度用阿尔门试片测：A 型试片配 S110 一类丸料，C 型配更细的丸料。把试片固定在夹具上，按设定参数喷一段时间，测弧高；画饱和曲线，取弧高不再明显增长的那个点作为强度，紧固件常见在 0.006–0.010 A 区间。强度不是越大越好，过了会把表面打出折叠。

覆盖率怎么判。100% 覆盖率意味着原表面完全被凹坑覆盖，关键件常要求 200%。判定用 10 倍放大镜对照样板，或用荧光示踪法：喷前涂一层荧光液，喷后看残留面积。只测强度不看覆盖率，是工艺卡里最常见的缺口——强度达标但喷漏了螺纹根部，疲劳寿命照样上不去。

设备参数要固化。喷嘴角度一般 45°–90°，距离 150–300 mm，气压 0.3–0.6 MPa，喷嘴移动速度与转台转速按工件形状调。螺纹、镀层、标记面要遮蔽保护，否则牙型被打圆、镀层被打掉、打标被打糊。

验证和记录。每班次首件做阿尔门试片，换丸料、换喷嘴、调整参数后重新做饱和曲线；记录丸料牌号与批号、强度、覆盖率、喷嘴角度与距离、气压、设备编号、操作者。客户审 NADCAP 特种工艺时，翻的就是这些。

喷丸和粗糙度的关系。喷丸必然提高表面粗糙度，Ra 一般增加 0.2–0.5 μm；图纸同时要求低粗糙度和喷丸时，要先加工到更低 Ra 再喷，或者喷后做轻微珩磨（但珩磨会削掉压应力层，必须经工程批准）。

遮蔽保护。螺纹、镀层、打标面、配合面要遮蔽。螺纹牙型被丸粒打圆，通止规就过不了；镀层被打掉，盐雾和氢脆风险立刻上升；打标被打糊，追溯链断了。遮蔽用夹具、胶带或专用护套，喷完逐件检查有无漏遮。

丸料管理。丸料按牌号、尺寸分仓存放，禁止混用；每班次测破碎率，超过 20% 整批更换；粉尘和碎屑用分离器连续清除。丸料受潮会结块，喷出来是块状冲击，凹坑不圆整。

设备维护。喷嘴内衬磨损后口径变大，实际气压和流量都变，强度跟着漂；每天检查喷嘴、电磁阀、压力表，每周做一次流量标定。设备带病运行，阿尔门试片照样能测出“合格”，但工件实际收到的能量已经不对。

和疲劳、应力腐蚀的关系。表层压应力能显著提高疲劳极限，也能抑制应力腐蚀裂纹萌生；但压应力层深度有限（通常 0.05–0.2 mm），后续机加工、打磨、矫直都会把它破坏。喷丸必须是最后一道成形工序，顺序错了等于白做。

验收抽样。首件做阿尔门试片+覆盖率+金相（测压应力层深度，按 SAE J442/J443 一类方法），批量按班次抽检覆盖率，每批抽一件做表面粗糙度和外观。客户要求 200% 覆盖率时，抽查比例要相应提高。

记录与可追溯。工艺卡上固定：丸料牌号/尺寸、强度、覆盖率、喷嘴角度与距离、气压、转台速度、遮蔽方式、设备编号。换任何一项都要重新做饱和曲线并留档，这是 NADCAP 审核最常开的观察项。

设备类型。喷嘴式喷丸机灵活、适合小批多规格，但喷丸区窄、靠人工或转台覆盖；离心式抛丸机效率高，适合大批量规则件，但参数调整不如喷嘴式细。紧固件这种小件多用喷嘴式配转台，转台转速决定覆盖均匀性。

干喷与湿喷。干喷粉尘大，要配除尘；湿喷（加防锈剂的水悬浮丸料）粉尘少、适合镀层件，但丸料要防锈、废水要处理。两种方式不能混用同一套参数，强度标定要各做各的。

常见问题：丸料混用，粗细混在一起，凹坑深浅不一；只喷外圆不喷螺纹过渡区，而那正是应力集中处；过度喷丸导致表面折叠、粗糙度飙升；喷完不清洁，钢丸碎屑嵌在牙底，装配时咬死；喷丸后还去打磨，把压应力层磨掉了。