1、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
2、 ；(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
3、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
4、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 2118 进 行 。表 21-18 零 件 、
5、 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 21
6、19。表 2119 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
7、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 硝 酸 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 HN
8、03250-300g 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
9、； 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
10、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
11、， 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
12、 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 ：
13、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 ，
14、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
15、 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 21l8。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 限 制 ， 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 。
