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化工藝,用于提高零件機械強度以及耐磨性、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、焊件的殘余應力等。噴砂/ 拋丸的特點是:設備簡單、成本低廉,不受工件形狀和位置限制,操作方便,但缺點是生產過程中造成大量粉塵,不僅嚴重污染環境,還及易導致操作者的職業病。
 
噴砂/ 拋丸工藝既可以高速沖擊清除金屬表面上的堅硬物質,也可以低速打磨將工件表面上的油漆清除而不會損害工件表面。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準
 
作為表面預處理:
? 在噴涂前將表面進行粗加工
? 去除表面的不平整
 
作為表面改造工藝:
? 提高耐疲勞性,以延長金屬壽命
? 降低磁化系數
? 修正變形
? 構成結構鋼或板
 
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,通常使用經化學處理過的水和精細研磨后的微粉混合成的漿液。濕式噴砂可以避免金屬過渡的磨損,公差可控制在0.0001英寸以內。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品。濕式噴砂設備通常是柜式設計,適合處理小巧、精致的工件。
 
常見的應用 / 干噴砂和拋丸設備
手噴砂柜,轉籃,旋轉工作臺,自動進料工位,Tumblers滾筒,振動機和噴砂室。
 
噴砂和拋丸使用的原料
? 干式噴砂使用的砂料 可根據客戶的需求及加工型式隨時更換。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,將會影響到除塵器的選型。噴砂方式包括:
? 壓力噴砂: 在短時間內作均勻拋光的同時,亦確保了精確的系統控制,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。因此,這種方式會高濃度的粉塵。
? 牽引式(吸力式):  用于輕到中量的生產,適合有限的空間和中等預算需求。有些壓力會損失在吸取砂子上; 因此,效率會遜色于壓力噴砂方式。此形式通常采用的是箱式噴砂設計,雖然粉塵量相對比較少,但是,如果串聯幾個噴砂機的話,粉塵量會顯著地提高。
? 拋丸機: 適用于生產量大,自動化系統和最小限度的人手操作。加工件通過機動或手動送到拋丸機里。由于噴砂介質的使用量高,這些機器會產生大量粉塵。
 
除塵設備考慮因素
? 吸風罩盡可能遠離噴砂處,但保持有效的除塵距離。控制吸風罩的距離有以下作用:
o 減少清潔或好的砂介質進入除塵器 ;
o 只收集粉塵,減少磨損除塵器的可能;
? 除塵器進氣口的配置 (請記住砂子能處理工件的表面,同樣也會磨損除塵器和濾材 )
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
o 耐磨襯板或旋風預過濾器
? 粉塵濃度對除塵器過濾效率有一定的影響。即使當砂子減低了磨損性,濃度大對過濾件也會是致命的。再次提醒,考慮進氣條件,以減少除塵器的負載。
在噴砂應用的風量計算取決于噴砂設備、砂子種類和客戶的特殊需求。以達到良好的可見度,粉塵捕捉性能和良好的濾材通風率。
o 可見度通常用換氣頻率來界定,也和變得污濁的時間有關。最常見的換氣率為60-100 cfm/ft2 (按地板或天花板的面積計算),或用100 cfm/ft2 (按墻面區域面積計算)。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計或自動噴砂工藝相關。而風量則取決于防止粉塵從開口處逃逸所需的風速。一般截面風速為 500 FPM。輪盤式則為200 cfm/ft2。
o 截面風速要求和噴砂房有關,而除塵器的選型是基于既定的橫截面積和風速。常見的建議截面風速是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防措施。
 
注意
通常在一次的噴砂工作中只會消耗 5% - 8% 的砂子, 而大多數的砂料都會重復使用。所以,需要保證不同的砂料需要分開進行收集處理。
砂子都是具有磨蝕性的,所以除塵器的進氣口都要配置耐磨選項。
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) :在噴砂操作中使用的介質。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覆蓋在一個物體的表面上。
3. 噴砂桶:將轉盤安裝在噴砂箱里,以轉動方式將表面進行噴砂加工。
4. 噴砂清理室:在一個密閉房間里進行噴拋操作,操作工在房間內以噴砂槍進行噴砂加工。
5. 噴砂箱:操作員站密封的噴砂箱外,通過在外部的開口或連接位操作噴槍。
6. 旋轉噴砂清理臺:將工件放置在一個旋轉的臺面上,進行自動連續的噴拋處理。   

 

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