金属表面处理—喷丸抛丸喷砂(1)6788.pdf

一、喷丸 喷丸使用高压风机或压缩空气作动力，将～2.5mm 直径的弹丸喷射出去，冲击金属表面广泛应用于金属表面的消光、去氧化皮；提高零件机械强度、抗疲劳性、耐磨性和耐腐蚀性；消除铸、锻、焊件的残余应力等 1、表面清理功能 用喷丸进行表面处理，打击力大，清理效果明显，动力消耗大一般喷丸用来消除厚度不小于 2～6mm 的或不要求保持准确尺寸及轮廓的中型、 大型金属制品以及铸、锻件上的氧化皮、铁锈、型砂及旧漆膜，是表面涂（镀）覆前段一种清理方法 原理：当钢丸打击到工件表面（无论是喷丸或抛丸）使金属基材发生变形，由于 Fe3O4和 Fe2O3 没有塑性，破碎后剥离，而油膜与基材一同变形，所以对有油污的工件，喷丸无法彻底清除油污 2、喷丸强化功能 原理：当钢丸撞击金属零件表面上，宛如一个微型棒锤敲打表面，捶出小压痕或凹陷为了形成凹陷，金属表层必定会产生拉伸表层下，压缩的晶粒试图将表面恢复到原来形状，从而产生一个高度压缩力作用下的半球无数凹陷重叠形成均匀的残余应力层最终，零件在压应力层保护下，极大程度地改善了抗疲劳强度 如：将高速弹丸喷射到弹簧表面，使弹簧表层发生塑性变形，形成一定而形成一定厚度的强化层，强化层内形成较高的残余应力，由于弹簧表面压应力的存在，当弹簧承受载荷时可以抵消一部分抗应力，从而提高弹簧的疲劳强度。

喷丸强化分为一般喷丸和应力喷丸一般处理时，钢板在自由状态下，用高速钢丸打击钢板的表面，使其表面产生预压应力，以减少工作中钢板表面的拉应力应力喷丸是将钢板在一定的作用力下预先弯曲，然后进行喷丸处理 3、喷丸使用的丸的种类：铸钢丸、铸铁丸、玻璃丸 铸钢丸，硬度一般为 40～50HRC，加工硬金属时，可把硬度提高到 57～62HRC铸钢丸的 韧性较好，使用广泛，其使用寿命为铸铁丸的几倍 喷丸粒度一般在～1.2mm 为宜，喷丸强度要求越高，粒度相对加大 4、表面清洁质量 ⑴、Sa1—手工刷除清理级（或清扫级） Sa1 级处理的技术标准：工件表面应不可见油污、油脂、残留氧化皮、锈斑和残留油漆等污物；处理后表面上出现大量分别均匀的金属斑点 ⑵、Sa2—商品清理级（或工业级） Sa2 级处理的技术标准：工件表面应不可见油腻、污垢、氧化皮、锈皮、油漆、氧化物、腐蚀物和其它外来物质（疵点除外） ，但疵点限定为不超过每平米表面的 33%，可包括：轻微阴影；少量因疵点、锈蚀引起的轻微脱色；氧化皮及油漆疵点如果工件原表面有凹痕，则轻微的锈蚀和油漆还会残留在凹痕底部 ⑶、—近白清理级（或出白级） 级是工业上普遍使用的并可以作为验收技术要求及标准的级别。

级处理的技术标准： 同 Sa2 要求前半部一样， 但疵点限定为不超过每平方米表面的5%，可包括：轻微暗影；少量因疵点、锈蚀引起的轻微脱色；氧化皮及油漆疵点 ⑷、Sa3—白色清理级（或白色级） Sa3 级是工业上的最高处理级别，清理后的钢材表面呈完全一致的银灰色，有一定的表面粗糙度以提高图层的附着能力 Sa3 级处理的技术标准：与级一样但5%的阴影、疵点、锈蚀等都不得存在了 喷丸处理的工件表面为金属本色，但是由于表面为球状面，光线部分被折射，工件最终成亚光效果（一般 30分钟左右） 喷丸处理后，工件表面被微量而不破坏，表面件有所增加 5、表面粗糙度 ⑴、表面粗糙度的作用： ①、使涂层与工件表面实际结合面积增加，提高涂层结合力 ②、涂层在固化过程中会产生很多内应力，粗糙度的存在可以消除涂层中的应力集中，防止涂层开裂 ③、表面粗糙度的存在可以支撑一部分涂料的重量，有利于消除流挂现象，对于垂直涂装的表面，作用尤为明显 ⑵、影响粗糙度的因素： ①、磨料的粒度、硬度、颗粒形状 ②、工作本身材质的硬度 ③、压缩空气的压力及稳定性 ④、喷嘴与工件表面间的距离和夹角 ⑶、与表面粗糙度相关的几个问题： ①、清理时间与表面粗糙度大小几乎无关 ②、喷嘴与表面之间的夹角会影响表面粗糙度，但在 45o～90o 之间变化不是很明显 ③、用大颗粒磨料清理表面可以提高工作效率，但会使表面粗糙度偏高。

研究表明，粒度大于 1.2mm 的磨料造成的粗糙度值偏高用小粒度磨料对粗糙度偏高的表面重新清理一遍可以使表面粗糙度降低到规定值 二、抛丸 抛丸利用高速旋转的飞轮，利用离心力将直径为～3.0mm 的弹丸抛向工件的表面；使表面达到一定的粗糙度；或者改善工件的焊接拉应力为压应力，提高工件使用寿命 与喷丸相比，喷射动力不同，但效果基本相同；同样的，抛丸也无法彻底清理油污 特点： ①、抛丸较喷丸效率高，经济适用，易控制效率和成本； ②、不如喷丸灵活、精细； ③、抛丸抛射会有死角，一般使用与形面单一的工件批量加工 三、喷砂 喷砂采用压缩空气为动力，以形成高度喷射束将喷料（铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂、海砂）高速喷射到工件表面，由于磨料对工作表面的冲击和切削作用，使工件表面获得一定的清洁度和粗糙度 1、表面处理功能 原理：喷砂与喷丸都是使用高压风或压缩空气作为动力，将喷料吹出去冲击工件表面达到清理效果但选择的介质不同，喷砂介质对表面有切削作用；喷砂处理后，工件表面污物被清除掉，工件表面被微量破坏，表面积大幅增加，从而增加与工件与涂/镀层的结合强度 喷砂表面处理应用范围： ⑴、工件涂镀、工件粘接前处理 ⑵、铸造件毛面、热处理后工件的清理与抛光：去氧化皮、油污等残留物；抛光工件表面，提高光洁度，使工件露出均匀一致的金属本色 ⑶、机加工工件毛刺清理：喷砂能清理工件表面的微小毛刺；且能在工件表面交界处打出很小的圆角 ⑷、改善零件的机械性能：经喷砂后，在零件表面产生均匀细微的凹凸面，使润滑油得到存储，从而改善润滑条件 ⑸、光饰作用：喷砂能实现工件表面不同的反光或亚光，如不锈钢工件、塑胶、玉器的打磨 2、喷砂形成的表面压应力较喷丸、抛丸要小的多。

3、常用于油漆金属表面处理的喷砂种类：冷铸铁砂、碎矿渣 ①、铸铁砂：是使用最广泛的磨料，可有各种等级并有特定的最低硬度砂粒密度高，粒子能量大，并且破碎慢但效率高，砂粒上保留了切割边缘 ②、碎矿渣：常用的有铜渣、煤渣和铝渣但磨料易破碎形成灰尘，不适合回收再利用 4、表面清洁质量 经过喷砂处理的工件表面为金属本色，但是由于表面为毛糙面，光线被折射掉，故没有金属光泽，为发暗表面 喷砂效果： 5、喷砂的工艺流程 ⑴、喷砂前工艺前处理阶段：溶剂清洗、酸洗、手动工具、动力工具 ⑵、喷砂工艺阶段 6、喷砂注意事项： ⑴、储气罐、压力表、安全阀要定期校验储气罐两周排放一次，砂罐里的过滤器每月检查一次；  ⑵、检查通风管及喷砂机门是否密封工作前五分钟，须开动通风除尘设备，通风除尘设备失效时，禁止喷砂机工作； ⑶、压缩空气阀要缓慢打开，气压不准超过，一般为～； ⑷、喷砂粒度应与工作要求相适应，一般在十至二十号之间适用，砂子应保持干燥； ⑸、工作完后，通风除尘设备应继续运转五分钟再关闭，以排出室内灰尘，保持场地清洁。