8.3.1  冷作强化

冷作强化是利用金属的塑性特点，在一定条件下使金属表面在外力作用下产生塑性变形和表层组织结构的改变，使表面形成形变硬化层，此形变硬化层的深度可达0.5～1.5mm，从而使表面层硬度、强度提高。

零件经堆焊、电镀等修复后，疲劳强度和使用寿命常有不同程度的降低。为此，对某些重要零件，在堆焊、电镀修复后，需要进行一次冷加工表面强化处理，以提高零件的疲劳强度。常用的冷作强化方法有喷丸、滚压、孔挤压等。

（1）滚压强化 利用特制的滚压工具，对零件表面施加一定压力，使零件表面层的金属发生塑性变形，从而提高表面粗糙度化和硬度，这种方法叫做滚压，又称无屑加工。表面滚压特别适用于形状简单的大零件，尤其是尺寸突然变化的结构应力集中处，如火车轴的轴径等，表面滚压处理后，其疲劳寿命都有了显著提高。

天津大学内燃机研究所对370Q型汽油机、376Q型柴油机进行的曲轴负荷分析、强度估算及弯曲疲劳强度实验表明，与未滚压曲轴相比较，经圆角滚压的曲轴疲劳强度增加了92.3%，安全系数由1.18提高到2.28，并大幅度提高了曲轴疲劳强度。所以，曲轴、转向节轴、变速器轴等，常在机加工中安排圆角滚压工序。

（2）挤压强化 挤压强化往往只用于内孔加工。其挤压过程是利用棒、衬套、模具等特殊的工具，对零件孔或周边连续、缓慢、均匀地挤压，形成塑性变形成的硬化层。塑性变形层内组织结构发生变化，引起形变强化，并产生残余压应力，降低了孔壁表面粗糙度，对提高材料疲劳强度和应力腐蚀能力很有效。

（3）喷丸强化 喷丸是国内外广泛使用的一种在再结晶温度以下的表面强化方法，可显著提高抗弯曲疲劳、抗腐蚀疲劳、抗应力腐蚀疲劳、抗微动磨损、耐蚀点（孔蚀）能力。它具有操作简单、耗能少、效率高、适应面广等优点，是金属材料表面改性的有效方法。

喷丸是用400～500kPa压力的压缩空气，将小铁丸高速喷向零件表面，使之产生屈服，形成残余压缩应力层。形成压缩应力层的目的是预防工件疲劳破坏，把易产生疲劳破坏裂纹部位的拉应力转为压应力，从而有效地控制裂纹扩展。

（4）敲击强化 零件的花键槽、焊缝、圆角更适宜用敲击强化。用气铆枪改装成敲击工具，用它敲击机架纵梁焊缝两侧可使焊缝疲劳强度提高2～4倍。敲击次数达1600～3000次/min，敲击能量为6～12N·m。