喷砂喷丸处理

    (一)喷砂

    喷砂是用机械或净化的压缩空气，将砂流强烈地喷向金属制品表面，利用磨料强力的撞击作用，打掉其上的污垢物，达到清理或修饰目的的过程。喷砂的主要用途有：

    (1)除掉零件表面的锈蚀、焊渣、积碳、旧油漆层和其它干燥了的油污；

    (2)除去铸件、锻件或热处理后零件表面的型砂及氧化皮；

    (3)除去零件表面的毛刺或方向性磨痕；

    (4)降低零件表面的粗糙度，以提高油漆和其它涂层的附着力；

    (5)使零件呈漫反射的消光状态。

    喷砂分干喷砂和湿喷砂两种。于喷砂加工的表面比较粗糙，湿喷砂的应用与干喷砂相似，但主要用于较精密的加工。湿喷砂的优点是污染小。

    1．干喷砂  干喷砂又分机械喷砂与空气压力喷砂两种类型。每一类型又可分为手工、半自动或连续自动等多种方式。采用的喷砂机有自流式、离心式、吸入式和压力式等。生产上常用的是吸入式和压力式。吸入式设备简单，但效率低，适用于小零件。压力式主要用于大、中型零件的大批量生产，适用性广，效率高。

    国内广泛使用的是手工空气压力喷砂室，适用于各种形状复杂的中、小型零件。

    干喷砂常用的砂料是氧化铝砂(含天然和人造两种)、石英砂(二氧化硅)、碳化硅(人造金刚砂)等。以采用铝钒土(氧化铝砂)为最好。因其不易粉化，劳动条件好，砂料还可以循环使用。碳化硅砂虽也有上述优点，但因过于昂贵，很少使用。国内应用最多的还是石英砂。它虽易粉化，但有不污染零件的优点。

    根据零件材料、表面状态和加工要求来选择砂料粒度和其它工艺条件，可按表2—1—18进行。

表2—1--18零件、砂粒与压缩空气压力的关系

    2．湿喷砂湿喷砂是在砂料中加入定量的水，使之成为砂水混合物，以减少砂料对零件表面的冲击作用，从而减少金属材料的去除量，使零件表面更光洁。湿喷砂通常有雾化喷砂、水一气喷砂和水喷砂三种类型，喷砂方式和喷砂机的结构各不相同。生产上最适用的是水一气喷砂。

各种湿喷砂方式的工作原理和特点见表2—1—19。

表2—1—19各种湿喷砂机工作原理和特点

    湿喷砂所用的砂料与干喷砂相同。湿喷砂的水砂比值，一般控制在7：3为宜。320～400目的水砂粒中，应加入l0％的膨润土作为悬浮剂，防止砂粒沉入贮存箱底。钢铁件湿喷砂时，水中可加入0．5％碳酸钠和0．5％的重铬酸钠作缓蚀剂。

    双层壁的钣金焊接件，因难防腐蚀，不宜采用湿喷砂。薄截面零件，因湿喷砂工作压力比干喷砂大，水的冲击易使其变形，故也不宜采用湿喷砂。

    3．喷砂后零件的处理  经喷砂的零件，应尽量减少触摸，并及时进行表面处理，如处理不完，钢铁零件可浸入50g／L的碳酸钠溶液中贮存防锈。湿喷砂后的钢铁件，应浸入含苯甲酸钠8．66g／L、亚钠4．33g／L的热(>70℃)防锈溶液中处理。奥氏体不锈钢和耐热钢喷砂后，应在含HN03250---300g／L的室温溶液中钝化2h以上，然后用冷流动水清洗，热压缩空气吹干。

    4．喷嘴与非喷砂部位的保护  喷砂用的喷嘴一般用铸铁和陶瓷材料制成。喷砂时砂粒与压缩空气的消耗与喷嘴口径、压缩空气压力。工作时间成正比。

    有些零件的特殊部位不允许喷砂，必须进行适当地保护。比如：曲齿、内外螺旋齿、花键、大型内外螺纹；鉴别标记；精密尺寸；光表面等。这些非喷砂表面可采用机械夹具、胶带、纸带、橡胶堵头等保护。

    (二)喷丸

    喷丸的原理和设备与喷砂相似，只是采用的磨料不同。它是用钢铁丸、玻璃或陶瓷取代砂子。喷丸能使零件产生压应力，而且没有含硅的粉尘污染，主要用于：

    (1)使零件产生压应力，从而提高零件的疲劳强度和抗应力及抗腐蚀能力；

    (2)代替一般冷热成型工艺，可对大型薄壁铝制零件进行成型加工，这样可避免零件表面残留的张应力而形成有利的压应力。

    (3)对扭曲的薄壁零件进行校正。经喷丸后的零件使用温度不能太高，以防消除喷丸产生的压应力，使用温度范围因材料而定，一般钢铁件为260～290℃，铝零件为170℃。

  1．丸的种类及性质

  (1)铸铁丸质脆而易碎，其硬度为HRC58～65。使用寿命短，用途不广，主要用于喷丸强度高的场合。

    (2)铸钢丸铸钢丸的韧性较好，其硬度一般为HRC40～50，加工硬金属时，可把硬度提高到HRC57～62。这种丸使用广泛，使用寿命为铸铁丸的几倍。

    (3)玻璃丸、陶瓷丸硬度较前两种都低，主要用于不锈钢、钛、铝、镁及其它不允许铁杂质污染的材料。也可用于钢铁丸喷丸后的二次加工，以除去铁质污染和降低零件的表面粗糙度。

    2．喷丸工艺与喷丸强度对要求零件表面产生压应力的喷丸加工，必须保证有足够的覆盖率，即要使未被喷丸加工的表面尽量少。但由于覆盖率检查比较困难，且难作固定量的判断，故常采用控制喷丸强度的办法，求得所要求的压应力值。喷丸强度大都以美国SAE标准J442所述的Almen弧高计进行测量。

    Almen弧高计测量法：将厚0．8mm、1．3mm或2．4mm的1070冷轧钢(相当于我国的70号碳素钢)标准尺寸的试样固定在专用夹具上，对其一面进行喷丸处理，然后用弧高计测量弯曲了的钢条试样的弧高，所得值即为喷丸强度。

    3．喷丸强度与其它喷丸参数的选择  喷丸强度决定着喷丸质量，而喷丸强度又受其它多种工艺参数制约。

    (1)喷丸尺寸喷丸尺寸越大，冲击能量越大，则喷丸强度也越大，但大喷丸的覆盖率降低，故生产上在能保证产生所需喷丸强度的前提下，应尽量减小喷丸的尺寸。喷丸尺寸的选择也受零件的形状制约，丸的直径不应超过零件沟槽或内圆半径的一半。喷丸粒度一般选用60～50目之间。

    (2)喷丸的硬度  当喷丸的硬度大于零件的硬度时，喷丸硬度的变化不影响喷丸强度，反之喷丸硬度值的降低，将使喷丸强度降低。

    (3)喷丸速度和喷射角度喷丸速度增高，喷丸强度加大，但速度过高，喷丸的破碎量会增多，用控制压缩空气压力的办法控制喷丸速度，压力的选择见表2—1—l8。

    喷丸的角度一般选用垂直直角状态，这时喷丸角度最高，强度大，但如果受零件形状，必须以小角度喷丸时，则应适当加大喷丸的尺寸与速度。

    (4)喷丸的破碎量应经常清除碎丸，保证喷丸的完整率不低于85％。