航空传动系统是航空发动机与机载设备的核心动力传递载体，其关键零部件长期处于高速、重载、交变载荷及复杂介质耦合的严苛服役环境，表面耐磨性、抗疲劳性能、抗冲击能力及尺寸稳定性直接决定整机运行安全性与可靠性。随着航空装备向高推重比、长寿命、高可靠性方向发展，单一表面强化技术已难以满足零部件日益严苛的性能需求，复合喷丸表面强化技术通过多工艺协同互补，实现强化效果的叠加与优化，成为突破航空传动零部件表面性能瓶颈的核心技术路径。本文聚焦航空高速花键、涡轮盘、高速齿轮、重载齿轮四类关键传动零部件，系统阐述复合喷丸表面强化技术的工艺设计思路、强化机理及工程应用价值，为航空传动系统性能升级提供技术支撑。
    针对航空高速花键在高速啮合过程中面临的粘着磨损与接触疲劳失效问题，提出喷丸与渗氮复合强化技术。通过机械喷丸预处理在花键表面构建均匀的塑性变形层与残余压应力场，优化表层组织结构与缺陷分布，为后续渗氮过程提供有利的扩散通道；利用喷丸预处理产生的位错增殖与晶界细化效应，加速氮原子在表层的扩散与固溶，形成 “弥散氮化物相 + 稳定残余压应力” 的复合强化层，实现花键表面耐磨性能与抗疲劳性能的协同提升，有效解决高速啮合工况下的性能衰减问题。
    针对航空涡轮盘在高温服役环境下抗疲劳性能衰减与尺寸稳定性不足的技术难题，开发深冷预处理超声喷丸复合强化技术。通过深冷预处理消除涡轮盘锻造与热处理过程中产生的残余奥氏体与内应力，细化表层晶粒并改善组织均匀性；结合超声喷丸的高能冲击效应，在涡轮盘表面形成致密的超细晶强化层与深度残余压应力场，同时抑制高温下的应力松弛与晶粒长大，实现抗疲劳性能与尺寸稳定性的同步优化，满足高温、高应力工况下的长期可靠运行要求。
    针对航空高速齿轮在高转速、高冲击载荷下易发生齿面剥落与弯曲疲劳失效的问题，提出激光冲击与机械喷丸复合强化技术。利用激光冲击强化产生的高能冲击波，在齿轮表层形成深度残余压应力场，从根源上抑制裂纹的萌生与扩展；通过机械喷丸对齿面进行精细修整，降低表面粗糙度并消除激光冲击后的表层缺陷，改善齿面接触状态与应力分布，实现齿轮抗剥落能力与弯曲疲劳性能的协同提升，适配航空传动系统高速、高冲击的服役特性。
    针对航空重载齿轮在重载、低速工况下的齿面压溃与磨损失效问题，研发感应加热辅助机械喷丸复合强化技术。通过感应加热将齿轮表层精准加热至特定温度区间，利用热激活效应降低表层材料的屈服强度，增强机械喷丸的塑性变形效果；借助 “热激活 + 机械冲击” 的协同作用，进一步细化表层晶粒、提高强化层深度与残余压应力稳定性，同时改善强化层与基体的结合状态，显著提升齿轮的抗压溃能力与耐磨性能，解决重载工况下的承载能力不足问题。
    本文通过四类航空传动关键零部件的复合喷丸强化技术研究，揭示了 “预处理 - 主强化” 工艺协同的强化机理，建立了适配不同服役工况的复合喷丸工艺设计体系。研究表明，复合喷丸技术能够针对性解决各类零部件的核心失效问题，显著提升表面综合性能，且工艺兼容性强、工程可实现性高，为航空传动零部件的长寿命、高可靠设计提供了有效解决方案，具有重要的工程应用价值与推广前景。

超声波喷丸，表面强化，工程材料