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1、中國(guó)噴拋丸技術(shù)與裝備現(xiàn)狀分析 一.噴拋丸技術(shù)概述 噴拋丸(砂)技術(shù)分拋丸、噴丸(砂)技術(shù)，也有些行業(yè)稱噴砂、吹砂、噴珠、噴彈等，最早用于鑄造、鍛造件等粘砂和氧化皮等的去除。拋丸是利用高速旋轉(zhuǎn)的葉輪把丸砂拋擲出去高速撞擊零件表面，達(dá)到表面處理的要求，丸砂速度一般在50～lOOnds。噴丸(砂)是以壓縮空氣帶動(dòng)丸砂通過(guò)專門工具(一般包括噴丸器和噴槍)，高速噴射于零件表面，利用丸砂的沖擊和摩擦作用，達(dá)到表面處理要求，丸砂速度一般在30～50m／s。上世紀(jì)30年代美國(guó)維爾貝萊特(wheelabrator)公司在世界上制成第一臺(tái)拋丸機(jī)。中國(guó)的噴拋丸設(shè)備生產(chǎn)始于上世紀(jì)50年代，主
2、要是仿前蘇聯(lián)技術(shù)。60年代初，青島機(jī)械廠設(shè)計(jì)生產(chǎn)了一臺(tái)Q31lO滾筒式拋丸清理機(jī)，標(biāo)志著中國(guó)噴拋丸技術(shù)與裝備從純仿制到可自行開(kāi)發(fā)和制造的轉(zhuǎn)變，中國(guó)也開(kāi)始有噴拋丸設(shè)備專業(yè)生產(chǎn)廠家。多年來(lái)噴拋丸技術(shù)與裝備日臻完善，性能不斷提高，應(yīng)用范圍從單純的鑄造業(yè)的表面清理擴(kuò)大到冶金礦山、機(jī)械制造、汽車拖拉機(jī)、兵器制造、輕紡機(jī)械、船舶車輛、航空宇航等不同行業(yè)，其工藝范圍亦從鑄鍛件的表面清理擴(kuò)展到金屬結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)化、表面加工、噴拋丸成形等不同的領(lǐng)域。隨著噴拋丸工藝的廣泛應(yīng)用，至今世界上已經(jīng)發(fā)展了適應(yīng)各種不同工藝要求的噴拋丸設(shè)備上千種規(guī)格品種，反過(guò)來(lái)噴拋丸設(shè)備的發(fā)展又促進(jìn)了噴拋丸技術(shù)的發(fā)展，擴(kuò)
3、展了噴拋丸工藝的應(yīng)用。磨料(彈丸或丸砂)是噴拋丸工藝中使用的介質(zhì)，根據(jù)形狀、大小、硬度、材料等分成很多類別，根據(jù)不同的噴拋丸工藝要求選用，其質(zhì)量高低也影響了噴拋丸質(zhì)量,。故磨料也是噴拋丸技術(shù)不可或缺的組成部分，與噴拋丸設(shè)備一起構(gòu)成了噴拋丸技術(shù)。磨料為鋼或鐵質(zhì)等金屬材料的拋射一般稱為噴拋丸，磨料為石英砂、鋼砂等拋射一般稱為噴砂?！《?噴拋丸技術(shù)應(yīng)用范圍 2.1金屬表面的清理 2.1.1各種鑄件的表面清理 噴拋丸設(shè)備首先應(yīng)用于鑄造業(yè)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(jìn)行噴拋丸處理。這不僅是為了清除鑄件表面氧化皮和粘砂，
4、同時(shí)也是鑄件質(zhì)量檢查前不可缺少的準(zhǔn)備工序，比如大型氣輪機(jī)機(jī)殼在進(jìn)行無(wú)損探傷以前必須進(jìn)行嚴(yán)格的噴拋丸清理，以保證探傷結(jié)果的可靠性。在一般鑄件生產(chǎn)中，噴拋丸清理是發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)鑄件的表面缺陷外，更主要的目的是以噴拋丸來(lái)清除壓鑄件的毛刺和獲得具有裝潢意義的表面質(zhì)量，獲得綜合效果。 2.1.2各種鍛件及熱處理件的噴拋丸清理 多數(shù)金屬工件在鍛造熱處理加熱中會(huì)產(chǎn)生表面氧化，這層氧化鱗皮對(duì)零件的化學(xué)涂層除銹有嚴(yán)重的破壞作用，需要噴拋丸清理。對(duì)需要切削加工的零
5、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(jī)床精度、控制鍛坯尺寸以獲得最佳切削狀態(tài)的必要條件。對(duì)自動(dòng)加工機(jī)床這一點(diǎn)更顯得重要。經(jīng)最終熱處理的工件進(jìn)行噴拋丸可以獲得清除氧化皮和強(qiáng)化工件的綜合效果。幾乎絕大多數(shù)汽車、拖拉機(jī)等車輛的齒輪要進(jìn)行熱處理后的噴拋丸處理?！ ?.1.3冶金鋼鐵生產(chǎn)工藝應(yīng)用 冶金鋼鐵生產(chǎn)中，噴拋丸一酸洗是保證鋼鐵大量生產(chǎn)中獲得高生產(chǎn)率而采用的機(jī)械一化學(xué)聯(lián)合去除磷皮的種工藝方法。硅鋼片、不銹鋼薄板等其他合金鋼板、帶的生產(chǎn)中，在冷軋工序過(guò)程中必須進(jìn)行退火一噴拋丸一酸洗處理，以保證冷軋鋼板的表面粗糙度及厚度精度?！ ?.1.4鋼板、型鋼以
6、及鋼結(jié)構(gòu)件的表面噴拋丸清理 在重型機(jī)器、礦山機(jī)械、船舶、車輛制造及各種高中壓容器、鍋爐制造業(yè)中，為使機(jī)器獲得最佳的表面質(zhì)量和防銹功能，對(duì)其原材料鋼板、各種型鋼等必須進(jìn)行噴拋丸除銹、噴漆，一般稱為預(yù)處理。預(yù)處理后金屬表面的氧化皮被清除，給以后工序特別是數(shù)控自動(dòng)氣切割及各種自動(dòng)焊接提供了良好的表面準(zhǔn)備，因?yàn)榻饘俦砻嬗醒趸さ那闆r下，自動(dòng)氣割及自動(dòng)焊接的工藝質(zhì)量難以保證。另外，鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)沖壓或焊接成型，在進(jìn)行涂漆以前，要進(jìn)行整體鋼結(jié)構(gòu)的表面噴拋丸除銹，一般稱為后處理。這種噴拋丸設(shè)備一般是大型、專用的，是針對(duì)特定被清理的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的，如火車整體車廂、大型集裝箱的噴拋丸清理即屬于
7、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，其噴拋丸工藝多采用白鑄鐵彈丸或是中等硬度的鑄鋼彈丸，對(duì)彈丸的形狀及粒度要求不甚嚴(yán)格。鑄鍛件的噴拋丸清理，為獲得較高的噴拋丸清理效率，般采用較大粒度的彈丸，冶金鋼珠生產(chǎn)中的不銹鋼板硅鋼片的噴拋丸清理則常采用較細(xì)粒度的彈丸。 2.2金屬工件的強(qiáng)化—提高疲勞強(qiáng)度 根據(jù)現(xiàn)代金屬?gòu)?qiáng)度理論，增加金屬內(nèi)部的位錯(cuò)密度，是提高金屬?gòu)?qiáng)度的主要方向。實(shí)踐證明噴拋丸是增加金屬位錯(cuò)結(jié)構(gòu)的行之有效的工藝方法。這對(duì)一些金屬不能通過(guò)相變硬化(如馬氏體淬火等)或?qū)崿F(xiàn)相變硬化的基礎(chǔ)上而要求再進(jìn)一步強(qiáng)化的工件而言，更具
