帶壓開孔機(jī)的金屬疲勞現(xiàn)象

帶壓開孔機(jī)的大部分的金屬零件在帶壓開孔施工時(shí)受到的載荷是不斷變化的，其中受到力的大小和方向都隨時(shí)間發(fā)生周期性變化的應(yīng)力，我們稱為帶壓開孔機(jī)受到的交變應(yīng)力；受到力的大小變化而方向不變的循環(huán)應(yīng)力稱為帶壓開孔受到的重復(fù)應(yīng)力。交變應(yīng)力和重復(fù)應(yīng)力統(tǒng)稱為循環(huán)應(yīng)力。開孔機(jī)的鉆桿、帶壓開孔刀及進(jìn)刀總成等一些配件在受到循環(huán)應(yīng)力作用時(shí)，在經(jīng)過一定的循環(huán)周次后，往往在工作應(yīng)力遠(yuǎn)小于抗拉強(qiáng)度（或屈服強(qiáng)度）的情況下，突然斷裂，這種現(xiàn)象被稱作帶壓開孔機(jī)的金屬疲勞現(xiàn)象。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料統(tǒng)計(jì)分析，各類斷裂的現(xiàn)象中80%是因各種疲勞引起的。金屬在什么條件下會(huì)產(chǎn)生疲勞呢？

不妨我們用鐵絲做個(gè)實(shí)驗(yàn)，如果直著去拉它，那是很難被拉斷或折斷，但要是反復(fù)彎折，就很容易弄斷。這種情況說明，像鋼鐵這樣的金屬，在反復(fù)變化的外力作用下，它的強(qiáng)度要比在不變外力的作用下小得多。

疲勞是帶壓開孔機(jī)在受到低應(yīng)力循環(huán)延時(shí)斷裂，使具有壽命的斷裂。其斷裂應(yīng)力水平往往低于金屬材料的抗拉強(qiáng)度甚至屈服強(qiáng)度。其斷裂壽命隨應(yīng)力不同而變化,應(yīng)力大,壽命短；應(yīng)力小,壽命長(zhǎng)。

疲勞時(shí)脆性斷裂，一般疲勞的應(yīng)力水平比屈服強(qiáng)度低，所以無論是韌性材料還是脆性材料，在疲勞斷裂前均不會(huì)發(fā)生塑性變形。因此，金屬疲勞現(xiàn)象是一種潛在的突發(fā)性的斷裂，其危險(xiǎn)性在帶壓開孔工程施工中危害極大。

疲勞對(duì)帶壓開孔機(jī)金屬表面的缺陷十分敏感，例如：帶壓開孔機(jī)的鉆桿、帶壓開孔刀以及進(jìn)刀總成等這些應(yīng)力集中、缺口、裂紋、組織缺陷等。疲勞裂紋大多產(chǎn)生于帶壓開孔機(jī)配件的金屬表面存在缺陷的薄弱區(qū)，接著裂紋不斷擴(kuò)展，當(dāng)裂紋擴(kuò)展到一定程度，這些經(jīng)常受到應(yīng)力的金屬零件就會(huì)突然斷裂。

疲勞極限是指金屬材料經(jīng)受無限次循環(huán)應(yīng)力也不發(fā)生斷裂的最大應(yīng)力值。由于無限次應(yīng)力循環(huán)后的疲勞試驗(yàn)難以實(shí)現(xiàn)，對(duì)于一般金屬鋼材，循環(huán)次數(shù)取10的7次方。非鐵金屬取10的8次方。腐蝕介質(zhì)作用下取10的6次方。

帶壓開孔機(jī)所用的零配件中，金屬材料的疲勞也受到材料本身的材質(zhì)、材料表面的質(zhì)量、工作條件、零件的形狀和尺寸、表面殘余應(yīng)力等因素的影響，因此，一些價(jià)格較低，沒有研發(fā)團(tuán)隊(duì)和劣質(zhì)材料拼裝、以及關(guān)鍵部件是由成本更低的鑄件而成的帶壓開孔機(jī)存在著更為嚴(yán)重的天然缺陷。

帶壓開孔機(jī)的制造和使用中預(yù)防疲勞的方法有以下幾種：

1、帶壓開孔機(jī)在初期設(shè)計(jì)時(shí)，其零件的形狀、尺寸要合理，要避免尖角、缺口、截面突變等情況，因?yàn)檫@些地方容易引起應(yīng)力集中而導(dǎo)致疲勞裂紋；如果伴隨著尺寸的增加，帶壓開孔機(jī)中金屬材料的疲勞極限降低；強(qiáng)度越高，這種疲勞極限下降的越明顯。

2、要降低開孔機(jī)零配件的表面粗糙度，努力提高金屬表面加工質(zhì)量，減少因制造過程中產(chǎn)生的表面粗糙，因?yàn)槠谠创蠖鄶?shù)位于零件的表面，所以應(yīng)盡量減少表面缺陷，如氧化、脫碳、裂紋、夾雜等。減少表面加工損傷，如刀痕、磨痕、擦傷等。有一些無良的企業(yè)在鑄造過程中零配件表面有缺陷，用一些膩?zhàn)痈嗟群”砻嫒彪[，然后噴漆。因此，在進(jìn)行帶壓開孔機(jī)實(shí)地考察中，不要只看成品，一定要觀察其半成品的加工過程。

3、帶壓開孔機(jī)的金屬表面要進(jìn)行強(qiáng)化處理，如滲碳、滲氮、表面淬火、噴丸、滾壓等都可以有效地提高疲勞強(qiáng)度。這是因?yàn)楸砻鎻?qiáng)化處理不僅提高了表面疲勞極限，還在材料表面形成了具有一定深度的殘余壓應(yīng)力。在帶壓開孔工程施工時(shí)，這部分壓應(yīng)力可以抵消部分拉應(yīng)力，使實(shí)際承受的應(yīng)力降低，從而提高疲勞極限。