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拋丸機的應用范圍

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拋噴丸技術作為一種加工工藝,應用范圍越來越廣泛,已經從鑄造 領域脫穎而出滲透到各行各業中,拋噴丸裝備市場和應用范圍也越來越大,越來越寬。下面就從各個應用方面對拋丸機的的使用場景進行闡述。
一 金屬表面的清理
1、各種鑄件的表面清理拋丸設備*先應用于鑄造業鑄鋼、鑄鐵件的表面粘 砂及氧化皮的清除。幾乎所有的鑄鋼件、灰鑄件、瑪鋼件、球鐵件等都要進行 拋丸處理。這不僅是為了清除鑄件表面氧化皮和粘砂,同時也是鑄件質量檢查 前不可缺少的準備工序,比如大型氣輪機機殼在進行無損探傷以前必須進行嚴 格的拋噴丸清理,以保證探傷結果的可靠性。在一般鑄件生產中,拋噴丸清理 是發現鑄件表面缺陷如皮下氣孔、渣孔以及貼砂、冷隔、起皮等的必不可少的 工藝手段。有色金屬鑄件,如鋁合金、銅合金等的表面清理,除清除氧化皮、 發現鑄件的表面缺陷外,更主要的目的是以拋噴丸來清除壓鑄件的毛刺和獲得 具有裝潢意義的表面質量,獲得綜合效果。
2、各種鍛件及熱處理件的拋丸清理多數金屬工件在鍛造熱處理加熱中會產 生表面氧化,這層氧化鱗皮對零件的化學涂層除銹有嚴重的破壞作用,需要拋 噴丸清理。對需要切削加工的零件而言,清除氧化皮是減少刀具磨損、提高切 削刀具使用壽命、保持機床精度、控制鍛坯尺寸以獲得較佳切削狀態的必要條 件。對自動加工機床這一點更顯得重要。經較終熱處理的工件進行拋噴丸可以 獲得清除氧化皮和強化工件的綜合效果。幾乎絕大多數汽車、拖拉機等車輛的 齒輪要進行熱處理后的拋丸處理。
3、冶金鋼鐵生產工藝應用冶金鋼鐵生產中,拋噴丸一酸洗是保證鋼鐵大量 生產中獲得高生產率而采用的機械一化學聯合去除磷皮的一種工藝方法。硅鋼 片、不銹鋼薄板等其他合金鋼板、帶的生產中,在冷軋工序過程中必須進行退 火一拋丸一酸洗處理,以保證冷軋鋼板的表面粗糙度及厚度精度。
4、鋼板、型鋼以及鋼結構件的表面拋噴丸清理在重型機器、礦山機械、船 舶、車輛制造及各種高中壓容器、鍋爐制造業中,為使機器獲得較佳的表面質 量和防銹功能,對其原材料鋼板、各種型鋼等必須進行拋噴丸除銹、噴漆,一 般稱為預處理。預處理后金屬表面的氧化皮被清除,給以后工序特別是數控自 動氣切割及各種自動焊接提供了良好的表面準備,因為金屬表面有氧化皮的情 況下,自動氣割及自動焊接的工藝質量難以保證。另外,鋼結構經沖壓或焊接 成型,在進行涂漆以前,要進行整體鋼結構的表面拋噴丸除銹,一般稱為后處 理。這種拋噴丸設備一般是大型、專用的,是針對特定被清理的鋼結構設計的, 如火車整體車廂、大型集裝箱的拋噴丸清理即屬于這種類型。以上所述均為以 清除金屬表面氧化皮為主要目的,其拋噴丸工藝多采用白El 鑄鐵彈丸或是中等 硬度的鑄鋼彈丸,對彈丸的形狀及粒度要求不甚嚴格。鑄鍛件的拋噴丸清理, 為獲得較高的拋噴丸清理效率,般采用較大粒度的彈丸,冶金鋼珠生產中的不 銹鋼板硅鋼片的拋噴丸清理則常采用較細粒度的彈丸。
二、金屬工件的強化--提高疲勞強度
根據現代金屬強度理論,增加金屬內部的位錯密度,是提高金屬強度的主 要方向。實踐證明拋丸是增加金屬位錯結構的行之有效的工藝方法。這對一些 金屬不能通過相變硬化(如馬氏體淬火等)或實現相變硬化的基礎上而要求再進 一步強化的工件而言,更具有十分重要的意義。航空、宇航工業、汽車、拖拉 機等零部件要求輕質化,但可靠性要求越來越高,其重要工藝措施就是采用拋 噴丸工藝提高構件的強度和疲勞強度。
1、彈簧拋噴丸強化
彈簧等零部件經各種熱處理工藝,仍不能滿足負載對工件的要求,在這種 情況下,再進行拋噴丸強化可以得到十分顯著的效果。實驗證明高速發動機的 氣門彈簧的疲勞斷裂壽命,經拋噴丸強化可以由十萬次提高到百萬次以上,汽 車的主負載板簧經拋噴丸強化疲勞強度也能成倍提高。目前高負荷彈簧均采用 拋噴丸強化來進一步提高疲勞強度。
2、連桿、扭桿、齒輪等零部件的拋噴丸強化
汽車、拖拉機發動機連桿、齒 輪及扭桿等零部件由于受結構尺寸限制制造過程中雖然經過熱處理其材料力學 性能有很大改善,但在運行中仍不能保證其疲勞壽命高于發動機或車輛的整體 壽命,因而這些零部件經常因為疲勞失效引起整機破壞性事件。所以這些零部 件已普遍采用拋噴丸工藝進行強化,提高其疲勞壽命。拋噴丸強度化工藝已經 成為目前汽車、拖拉機、發動機制造業中必不可少的制造工藝,也是較有效、 較經濟的工藝方法。
3、諸此應用在航空、宇航業等起升支架、螺旋槳等關鍵部件都進行嚴格的 拋噴丸強化。
三、表面加工
拋丸技術已經遠遠超出了鑄造行業等金屬表面拋噴丸清理的范圍,而發展 成為金屬表面加工的主要工藝方法之一,與磨削、拋光等躋身于金屬表面加工 技術行列,并有磨削、拋光所不及的工藝特點。
1、刀具刃具的表面強化
鉆頭,絲錐,成型銑刀、滾刀、絞刀等熱處理以后 進行拋噴丸來提高工件疲勞強度,清除熱處理氧化層,獲得裝飾性噴拋表面的 綜合效果。以強化工具刃具為主要目的拋噴丸所用的彈丸要求較高的硬度,一 般在45 55HRC;而經馬氏體淬火的刀具刃具往往采用石英砂、氧化鋁等高硬度 彈丸,這些彈丸的粒度也較表面清理用的細小。
2、為獲得金屬光潔表面的拋噴丸加工
在某些情況下,為獲得窄細溝槽的光 潔表面,采用磨削因受砂輪外形尖銳度的限制,往往顯得無能為力或者費用很 高,在這種情況下采用細小彈丸來拋射工件,則可達到比較理想的效果。
3、獲得一定金屬表面毛糙度的拋噴丸加工
在鋼鐵制造業中,一些薄板的表面有一定的特殊要求,如制造搪瓷制品的 鋼板、熱鍍鋁板、不銹鋼板等,為利于涂層與基體金屬的結合,要求金屬具有 定的毛糙度來增加其附著力或亞光效果。獲得毛糙度有兩種方法,一是采用具 有一定毛糙度的精軋輥進行軋制,二是直接進行拋、噴射。第一種方法所用的 精軋輥要經熱處理淬火硬化得到 HS95 以上硬度,然后以外圓磨床進行磨削加工, 得到一定的軸向鼓形度和Ra0.8 的表面粗糙度,然后采用硬度HRC58 以上的、 形狀為多角形的、粒度經嚴格篩選的彈丸(鋼丸)的拋(噴)射,來獲得要求的毛 糙度。這種表面加工技術是上世紀70 年代末武漢鋼鐵公司一七口口工程從原西 德引進的。這種方法主要是對大型制品或批量生產適用。在單件、小批生產的 情況下,可以采用第二種方法,金屬表面一定毛糙度的獲得可以直接用彈丸拋、 噴射,而不必以昂貴的軋輥來軋制。
4、裝飾鍍層的拋丸拋光
大量的鍍鉻裝飾件,為獲得光亮奪目的表層,傳統 作法是進行布輪拋光,這種拋光勞動條件惡劣,對工人健康危害大,生產效率 低。為解決這些問題可以采用拋(噴)丸拋光,拋光用的彈丸亦是含有一定磨料 的專用塑料丸。此外,拋噴丸還用來清除細小橡膠制品、塑料制品的毛刺、飛 邊,具有較高的生產率,代替手工操作。
四、成形
拋噴丸成形工藝是將金屬板材料的拋噴丸成形及強化結合起來,已經應用 到飛機機翼、機身等薄殼結構的制造中,美國波音飛機采用了拋噴丸成型技術, 不僅節省了大型壓力機,降低了制造費用,同時還提高了薄殼結構的強度和剛 度,對改進飛機的負載性能起了重要作用。
五、其他方面的應用
拋丸技術的應用不僅是上述金屬材料的加工處理,還應用到非金屬的加工 中,如剪除各種橡膠制品和塑料制品的毛刺是一件效率低、費人工的操作,現 已應用帶有冷凍裝置的拋噴丸設備,將各種橡膠制品低溫冷凍脆化后,在拋噴 丸設備中接受彈丸拋、噴射,毛刺很容易被清除。酚醛類塑料制品采用核桃皮 制成的彈丸噴射,既可清除毛刺又不破壞其制件的表面粗糙度;變壓器總成后 要去掉其上的一些多余線頭或其它不需要的雜物,采用核桃皮制成的彈丸噴射 可有效清除。另外在現代化機場、高速公路的養護中,需要對舊水泥地面清刷 干凈才能接合新水泥層,采用專用的移動式拋噴丸設備進行地面拋射,得到具 有高結合強度的表面,施工效率高,可有效降低工程造價。新型建材,如砌塊, 已經采用拋噴丸工藝增加砌塊的表面效果;大理石等石材業開始采用拋噴丸工 藝逐漸代替傳統的火燒方法,提高成材率和表面光飾效果。有些模具清理或清 洗采用了拋噴丸或噴砂,也有采用噴射干冰等工藝。

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