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拋丸/噴砂工藝

  

噴砂/ 拋丸工藝
 

噴砂/ 拋丸是廣泛采用的一種表面強(qiáng)化工藝,用于提高零件機(jī)械強(qiáng)度以及耐磨性、抗疲勞和耐腐蝕性等性能,還可用于表面消光、去氧化皮和消除鑄、鍛、焊件的殘余應(yīng)力等。噴砂/ 拋丸的特點(diǎn)是:設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低廉,不受工件形狀和位置限制,操作方便,但缺點(diǎn)是生產(chǎn)過(guò)程中造成大量粉塵,不僅嚴(yán)重污染環(huán)境,還及易導(dǎo)致操作者的職業(yè)病。
 
噴砂/ 拋丸工藝既可以高速?zèng)_擊清除金屬表面上的堅(jiān)硬物質(zhì),也可以低速打磨將工件表面上的油漆清除而不會(huì)損害工件表面。噴砂/ 拋丸工藝一般有三種形式:表面處理(如拋光)、表面預(yù)處理、和表面改造工藝。
 
作為表面處理:
? 去除表面污染物
? 將表面處理至所需的標(biāo)準(zhǔn)
 
作為表面預(yù)處理:
? 在噴涂前將表面進(jìn)行粗加工
? 去除表面的不平整
 
作為表面改造工藝:
? 提高耐疲勞性,以延長(zhǎng)金屬壽命
? 降低磁化系數(shù)
? 修正變形
? 構(gòu)成結(jié)構(gòu)鋼或板
 
噴砂/ 拋丸工藝主要有兩種的噴砂方法:濕式或干式,本摘要主要針對(duì)干式的噴砂方法。
 
濕式噴砂
濕式噴砂是最后的精加工程序,通常使用經(jīng)化學(xué)處理過(guò)的水和精細(xì)研磨后的微粉混合成的漿液。濕式噴砂可以避免金屬過(guò)渡的磨損,公差可控制在0.0001英寸以內(nèi)。它可以處理多齒滾刀,也可處理小至注射器針頭之類的精細(xì)品。濕式噴砂設(shè)備通常是柜式設(shè)計(jì),適合處理小巧、精致的工件。
 
常見的應(yīng)用 / 干噴砂和拋丸設(shè)備
手噴砂柜,轉(zhuǎn)籃,旋轉(zhuǎn)工作臺(tái),自動(dòng)進(jìn)料工位,Tumblers滾筒,振動(dòng)機(jī)和噴砂室。
 
噴砂和拋丸使用的原料
? 干式噴砂使用的砂料 可根據(jù)客戶的需求及加工型式隨時(shí)更換。砂的粒徑為20?6000目,而粉塵微粒的大小將取決于噴砂的方式。
? 除塵器設(shè)備的選擇除了考慮需要加工的金屬材料外,也須了解使用的砂原料。95%的噴砂原料粉塵具有易燃、爆炸、腐蝕、有毒等特性。了解你的噴砂工藝方可制定合適的除塵方案。
 
噴砂方式
使用何種的干式噴砂方式,將會(huì)影響到除塵器的選型。噴砂方式包括:
? 壓力噴砂: 在短時(shí)間內(nèi)作均勻拋光的同時(shí),亦確保了精確的系統(tǒng)控制,適合繁重的拋光工作。此方式適合去除較厚的氧化皮或涂漆、難以處理的凹陷部位、奇怪形狀的工件、大型工件和快速加工生產(chǎn)。因此,這種方式會(huì)高濃度的粉塵。
? 牽引式(吸力式):  用于輕到中量的生產(chǎn),適合有限的空間和中等預(yù)算需求。有些壓力會(huì)損失在吸取砂子上; 因此,效率會(huì)遜色于壓力噴砂方式。此形式通常采用的是箱式噴砂設(shè)計(jì),雖然粉塵量相對(duì)比較少,但是,如果串聯(lián)幾個(gè)噴砂機(jī)的話,粉塵量會(huì)顯著地提高。
? 拋丸機(jī): 適用于生產(chǎn)量大,自動(dòng)化系統(tǒng)和最小限度的人手操作。加工件通過(guò)機(jī)動(dòng)或手動(dòng)送到拋丸機(jī)里。由于噴砂介質(zhì)的使用量高,這些機(jī)器會(huì)產(chǎn)生大量粉塵。
 
除塵設(shè)備考慮因素
? 吸風(fēng)罩盡可能遠(yuǎn)離噴砂處,但保持有效的除塵距離。控制吸風(fēng)罩的距離有以下作用:
o 減少清潔或好的砂介質(zhì)進(jìn)入除塵器 ;
o 只收集粉塵,減少磨損除塵器的可能;
? 除塵器進(jìn)氣口的配置 (請(qǐng)記住砂子能處理工件的表面,同樣也會(huì)磨損除塵器和濾材 )
o 耐磨入口
o 沉降箱
o 管道以錐形逐漸減縮至入口直徑 
o 其它可減少濾材磨損的選項(xiàng)
o 耐磨襯板或旋風(fēng)預(yù)過(guò)濾器
? 粉塵濃度對(duì)除塵器過(guò)濾效率有一定的影響。即使當(dāng)砂子減低了磨損性,濃度大對(duì)過(guò)濾件也會(huì)是致命的。再次提醒,考慮進(jìn)氣條件,以減少除塵器的負(fù)載。
在噴砂應(yīng)用的風(fēng)量計(jì)算取決于噴砂設(shè)備、砂子種類和客戶的特殊需求。以達(dá)到良好的可見度,粉塵捕捉性能和良好的濾材通風(fēng)率。
o 可見度通常用換氣頻率來(lái)界定,也和變得污濁的時(shí)間有關(guān)。最常見的換氣率為60-100 cfm/ft2 (按地板或天花板的面積計(jì)算),或用100 cfm/ft2 (按墻面區(qū)域面積計(jì)算)。普通噴砂柜的建議換氣頻率是每分鐘20次。
o 粉塵捕捉要求與噴砂柜設(shè)計(jì)或自動(dòng)噴砂工藝相關(guān)。而風(fēng)量則取決于防止粉塵從開口處逃逸所需的風(fēng)速。一般截面風(fēng)速為 500 FPM。輪盤式則為200 cfm/ft2。
o 截面風(fēng)速要求和噴砂房有關(guān),而除塵器的選型是基于既定的橫截面積和風(fēng)速。常見的建議截面風(fēng)速是150-200 FPM。特別注意要去了解噴砂處理的材料特性。如被噴砂處理的材料是爆炸性、易燃性、腐蝕性、有毒的,即意味著除塵器須配備必要的預(yù)防措施。
 
注意
通常在一次的噴砂工作中只會(huì)消耗 5% - 8% 的砂子, 而大多數(shù)的砂料都會(huì)重復(fù)使用。所以,需要保證不同的砂料需要分開進(jìn)行收集處理。
砂子都是具有磨蝕性的,所以除塵器的進(jìn)氣口都要配置耐磨選項(xiàng)。
由于砂子和噴砂方式多種多樣,文中所討論的并沒有概括全部,只作參考。
 
定義
1. 砂子(砂質(zhì)) :在噴砂操作中使用的介質(zhì)。按不同客戶需求,砂子可以是粒狀、粉狀、顆粒或碎片的。
2. 噴砂方法: 用氣壓、液壓或離心方式將研磨介質(zhì)覆蓋在一個(gè)物體的表面上。
3. 噴砂桶:將轉(zhuǎn)盤安裝在噴砂箱里,以轉(zhuǎn)動(dòng)方式將表面進(jìn)行噴砂加工。
4. 噴砂清理室:在一個(gè)密閉房間里進(jìn)行噴拋操作,操作工在房間內(nèi)以噴砂槍進(jìn)行噴砂加工。
5. 噴砂箱:操作員站密封的噴砂箱外,通過(guò)在外部的開口或連接位操作噴槍。
6. 旋轉(zhuǎn)噴砂清理臺(tái):將工件放置在一個(gè)旋轉(zhuǎn)的臺(tái)面上,進(jìn)行自動(dòng)連續(xù)的噴拋處理。