拋丸除銹主要是利用機械設備的高速運轉把一定粒度的鋼丸靠拋頭的離心力拋出,被拋出的鋼丸與構件猛烈碰撞打擊從而達到祛除鋼材表面銹蝕的目的的一種方法。
它使用的鋼丸品種有:鑄鐵丸和鋼絲切丸兩種,鑄鐵丸是利用溶化的鐵水在噴射并急速冷卻的情況下形成的粒度在0.8~5mm鐵丸,表面很圓整。它成本相對便宜但耐用性稍差。在拋丸過程中經反復的撞擊鐵丸被粉碎而當作粉塵排除。鋼絲切丸是用廢舊鋼絲繩的鋼絲切成2mm的小段而成,它的表面帶有尖角,除銹效果相對高且不易破碎使用壽命延長,但價格有所提高。后者的拋丸表面更粗糙一些。
噴砂除銹是利用高壓空氣帶出石英砂噴射到構件表面達到的一種除銹方法。石英砂的來源有:河砂、海砂及人造砂等。砂的成本低且來源廣泛,但對環境污染大;除銹完全靠人工操作,除銹后的構件表面粗糙度小,不易達到摩擦系數的要求。海砂在使用前應祛除其鹽份。
以上兩種除銹方法對環境濕度要求小于85%。除銹機除銹等級標準的要求國家標準GB8923—88《涂裝前鋼材表面修飾等級和除銹等級》將除銹等級分成噴射或拋射除銹、手工和動力除銹、火焰除銹三種類型。噴射或拋射除銹,用字母“Sa”表示。分四個等級:
Sa1 輕度的噴射或拋射除銹。鋼材表面無可見的油脂或污物,沒有附著不牢的氧化皮、鐵銹和油漆涂層等附著物。
Sa2 徹底地噴射或拋射除銹。鋼材表面應無可見的油脂和污垢、氧化皮、鐵銹等附著物已基本清除,其殘留物應是牢固附者的。鋼材表面均勻布置拋丸后形成的拋射凹痕,抗滑移系數達到0.35~0.45。
Sa2.5 非常徹底地噴射或拋射除銹。鋼材表面應無可見的油脂、污垢、氧化皮、鐵銹和油漆涂層等附著物,任何殘留的痕跡應僅是點狀或條狀的輕微色斑。鋼材表面均勻布置拋丸后形成的拋射凹痕,抗滑移系數達到0.45~0.5。
Sa3 使鋼材表觀潔凈的噴射或拋射除銹。鋼材表面應無可見的油脂、污垢、氧化皮、鐵銹和油漆等附著物,該表面應顯示均勻的金屬光澤。
拋丸
拋丸是利用高速旋轉的葉輪把小鋼丸或者小鐵丸拋擲出去高速撞擊零件表面,故可以除去零件表面的氧化層。同時鋼丸或鐵丸高速撞擊零件表面,造成零件表面的晶格扭曲變形,使表面硬度增高,是對零件表面進行清理的一種方法,拋丸常用來鑄件表面的清理或者對零件表面進行強化處理。
一般拋丸用于規則形狀等,幾個拋頭上下左右一起,效率高,污染小。
修、造船業,拋丸、噴砂是普遍使用的。拋丸是利用高速旋轉的葉輪把磨料拋出去;噴砂是利用壓縮空氣把磨料高速吹出去。當然并不是拋丸就非用高速旋轉的葉輪不可。在修、造船業中一般來說,拋丸(小鋼丸)多用在鋼板預處理(涂裝前除銹);噴砂(修、造船業用的是礦砂)多用在成型的船舶或者分段,作用是把鋼板上的舊油漆和銹除掉,重新涂裝。在修、造船業,拋丸、噴砂的主要作用是增加鋼板涂裝油漆的附著力。
研究表明,就破壞而言,金屬材料表面存在拉應力時比壓應力要容易的多,表面呈壓應力時,材料的疲勞壽命大大提高,因此,對于軸類等容易疲勞斷裂的部件通常采用噴丸形成表面壓應力,提高產品壽命,此外,金屬材料對拉伸很敏感,這就是材料的拉伸強度比壓縮強度低很多的原因,這也是金屬材料一般用拉伸強度(屈服,抗拉)表示材料性能的原因。
我們日常乘坐的汽車的鋼板的工作面就是用噴丸來強化的,可以顯著的提高材料的抗疲勞強度。拋丸是用電機帶動葉輪體旋轉,靠離心力的作用,將直徑在0.2~3.0的丸子(有鑄丸、切丸、不銹鋼丸等)拋向工件的表面,使工件變的美觀,或著改變工件的焊接拉應力為壓應力,提高工件的使用壽命。幾乎用于機械的大多數領域,修、造船、汽車零部件、飛機部件、槍炮坦克表面、橋梁、鋼結構、玻璃、鋼板、管道等等。噴砂(丸)是用壓縮空氣作為動力將直徑在40~120目的砂或0.1~2.0左右的丸噴向工件的表面,使工件達到同樣的效果,丸粒的大小不同,達到的處理效果就不一樣。
重點提出:噴丸同樣能起到強化的作用,現在國內的設備走進了一個誤區,認為只有拋丸才能達到強化的目的。美國、日本的企業用于強化的是拋噴丸并用的,各有各的優勢。比如像齒輪這樣的工件,拋丸的出丸角度無法改變,只能用變頻改變初速度。但它處理的量大,速度快,而噴丸則正好于之相反,拋丸的效果就沒有噴丸的效果好。
噴砂
噴砂是利用壓縮空氣把石英砂高速吹出去對零件表面進行清理的一種方法。工廠里也叫吹砂,不僅去銹,還可以順帶除油,對涂裝來說非常有用。常用于零件表面除銹;對零件表面修飾(市場賣的小型的濕式噴砂機就是這個用途,砂粒通常是剛玉,介質是水);在鋼結構中,應用高強螺栓進行聯接是一種比較先進的方法,由于高強聯接是利用結合面之間的摩擦來傳力的,所以對結合表面的質量要求很高,這時必須用噴砂對結合表面進行處理。
噴砂用于形狀復雜,易于用手工除銹,效率不高,現場環境不好,除銹不均勻。一般的噴砂機都有各種規格的噴砂槍,只要不是特別小的箱體,都可以把槍放進去打干凈。壓力容器的配套產品—封頭采用噴砂方式清除工件表面的氧化皮。有一種加工就是利用水作載體,帶動金剛砂來加工零件的,就是一種噴砂。
拋丸與噴砂都能對工件起到清整去污的目的,目的為下序作準備,即要保證下道工序的粗糙度要求,也有的為了要表面的一致性,噴丸對工件有強化作用,噴砂就不明顯了。一般噴丸為小鋼球,噴砂為石英砂。按不同要求,分目數。精密鑄造幾乎天天都在用噴砂、拋丸。
補充:
1.拋丸和噴砂都是表面處理,但不是說只有鑄件才拋丸。
2.噴砂主要功能是表面除銹、除氧化皮等,比如熱處理后的零件,而拋丸的作用和功能就較多。不但除銹、除表面氧化皮,還提高表面粗糙度,去除零件機加工毛刺,消除零件內應力,減少熱處理后零件變形,提高零件表面耐磨,受壓能力等。
3.用于噴丸的工藝有很多,例如:鑄件,鍛件,機加工后零件表處,零件熱處理后表處等。
4.噴砂主要是人工操作,而拋丸自動化和半自動化的多。
再補充(有些重復,有些沖突):
1、丸與砂
丸一般是球形沒有棱角的顆粒,如鑄鋼丸、鋼絲磨圓丸等;砂是指有棱角的砂粒,如鑄鋼砂、棕剛玉、白剛玉、河砂等。
2、噴與拋
噴是以壓縮空氣作為動力將砂料或丸料噴到材料表面,達到清除和一定的粗糙度。拋是將丸料以高速旋轉時產生的離心力的方法,沖擊材料表面,達到清除和一定的粗糙度。
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