喷丸强化（Shot Peening）是一种冷作表面工程工艺，通过高速运动的球形金属、玻璃或陶瓷颗粒反复撞击零件表面，使表层产生塑性变形，从而引入一层有利的残余压应力。TWI等权威机构指出，零件在热处理、成形或机加工后表面往往残留拉应力，这是疲劳裂纹萌生的主要诱因；喷丸可将这层拉应力转化为均匀的压应力层，显著提高零件的疲劳寿命与抗应力腐蚀能力。在汽车齿轮、弹簧、连杆、航空发动机叶片、模具等承受交变载荷的零件中，喷丸已成为热处理之后不可或缺的关键工序。
按弹丸加速方式，喷丸设备主要分为两类。一类是离心叶轮式（Centrifugal Blast Wheel），弹丸靠高速旋转叶轮的离心力抛出，适用于大批量、大型零件的表面强化，弹丸流量大、能耗低；另一类是压缩空气式（Air Blast），弹丸混入高压气流中通过喷嘴加速，速度可达每秒数十米至近百米，喷嘴位置与角度可灵活调整，适用于复杂形状零件、精密零件的局部强化。CYM等技术资料指出，选择哪种设备取决于零件几何形状、生产批量与所需压应力深度；对于齿轮齿根、弹簧内外侧等关键部位，常采用数控喷嘴或机械臂定位喷丸。
喷丸工艺参数直接决定强化效果，主要包括弹丸材质与直径、喷丸压力、喷嘴距离与角度、覆盖率与Almen弧高。Almen试片是行业通用的喷丸强度测量手段——将标准Almen试片在与零件相同条件下喷丸，试片因单面喷丸产生弧形变形，以弧高值表征喷丸强度。Qaltik等资料强调，喷丸并非越重越好：过喷丸会导致表面粗糙度增大、近表面引入有害的拉应力层，反而降低疲劳性能。国外研究（Surface & Coatings Technology, 2019）对渗碳滚子的试验表明，适当喷丸可使表面硬度从约690HV提升至740HV，次表面最大残余压应力显著增加，并促使近表面残余奥氏体部分转变为马氏体；但覆盖率过高时表面形貌劣化，接触疲劳寿命反而下降。
在实际生产中，喷丸常与热处理工艺配合使用：渗碳、淬火、回火后的零件经喷丸可进一步封闭表面微裂纹、提高压应力层深度；对于铝合金、钛合金等有色金属，喷丸也是提高疲劳强度的有效手段。国内工业炉企业在提供热处理成套设备时，可将喷丸工序作为生产线的后处理单元一并规划，与淬火槽、清洗机、回火炉形成完整的热处理生产线。通过严格控制弹丸质量、喷丸强度与覆盖率，并定期用Almen试片与残余应力检测设备验证工艺，喷丸强化能够稳定、可重复地为关键零件提供可靠的表面疲劳性能保障。