淺談對(duì)鋁壓鑄件表面的拋丸清理
隨著汽車(chē)、摩托車(chē)、航空航天、儀器儀表等行業(yè)的發(fā)展，鋁合金件以種種優(yōu)勢(shì)，其應(yīng)用逐漸擴(kuò)大，同時(shí)對(duì)鋁合金件的表面質(zhì)量也提出了更高的要求。在1997年首屆中國(guó)國(guó)際壓鑄展覽會(huì)上，眾多壓鑄件生產(chǎn)廠家及公司對(duì)如何提高表面質(zhì)量產(chǎn)生濃厚興趣，并提出迫切要求。
1、拋丸清理工藝的特點(diǎn)
對(duì)鋁合金壓鑄件進(jìn)行拋丸清理后，可達(dá)到如下效果。
(1)拋丸清理生產(chǎn)率高。由于采用新型的拋丸器以110～260kg/min的拋射量，拋射速度為50～75m/s的丸料拋向工件，在幾分鐘之內(nèi)便可完成清理。對(duì)于批量較大或尺寸較大的工件可采用多個(gè)拋丸器同時(shí)拋丸。
(2)對(duì)零件表面起到清理、增色、光飾作用。經(jīng)過(guò)拋丸處理后，可去除工件表面的附著物、薄邊、飛翅、斑漬，消除劃痕，使工件呈現(xiàn)基體本色。
(3)消除表面應(yīng)力集中。零件在冷卻過(guò)程中，由于壁厚不均，冷卻速度不一致，導(dǎo)致表面產(chǎn)生應(yīng)力集中。經(jīng)拋丸清理后，可改善表面組織結(jié)構(gòu)，消除表面應(yīng)力(拉應(yīng)力)集中，提高疲勞強(qiáng)度，并使表面硬度略有提高。
(4)增加表面美感。由于拋射的丸料為球形丸，拋射到工件上產(chǎn)生細(xì)小凹孔，呈球面狀，猶如凹面鏡一般，在光線照射下，如繁星閃爍，令人賞心悅目。
(5)提高表面噴涂附著力。拋丸清理后粗糙度可達(dá)Ra1.6～6.3μm,表面積大大增加，同時(shí)消除了表面污物，因此對(duì)表面噴漆或其它涂料時(shí)，其附著力大大增強(qiáng)。
(6)工藝簡(jiǎn)單，投資節(jié)省。由于采用干式拋丸，并配備除塵系統(tǒng)，因此拋丸清理后即可轉(zhuǎn)入下道工序，省卻了液體噴砂后沖洗干燥所需的裝置費(fèi)用。
2、鋁合金件與黑色金屬件所用拋丸清理設(shè)備的區(qū)別
鋁合金件(有色金屬件)與黑色金屬件使用的拋丸清理設(shè)備從結(jié)構(gòu)上來(lái)看基本一樣，工作原理也趨于一致。但由于通常鋁合金件尺寸不大，重量較輕，清理時(shí)使用的丸料粒度小，產(chǎn)生的鋁粉容易爆炸等特點(diǎn)，因此，與黑色金屬件使用的拋丸清理設(shè)備亦有如下區(qū)別。
(1)工件承載裝置的承載能力不需很大。因?yàn)橄嗤w積下，鋁合金件的重量?jī)H為鋼鐵件的1/3左右。
(2)分離器的過(guò)濾風(fēng)速應(yīng)降低。由于采用φ0.2～φ0.6mm的丸料，風(fēng)速過(guò)高易被吸走，通常風(fēng)速選取2～3m/s即可(清理黑色金屬件時(shí)，分離器的風(fēng)速一般為4～5m/s)。同時(shí)分離板頂點(diǎn)的坐標(biāo)位置亦相應(yīng)變化，即變更分離板上的可調(diào)整板。
(3)丸料的拋射速度有所變化。由于鋁合金件硬度不高，要達(dá)到規(guī)定的表面粗糙度要求，在既定丸料粒度和丸料材質(zhì)的條件下，丸料的拋射速度需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)才能確定。但往往比黑色金屬件拋丸清理時(shí)選擇的拋射速度要低。
(4)除塵系統(tǒng)應(yīng)設(shè)防爆裝置。鋁合金件在拋丸清理時(shí)產(chǎn)生鋁粉，而鋁粉為導(dǎo)電性易燃易爆粉塵，應(yīng)特別注意。按其物理性質(zhì)，鋁粉為ⅢA級(jí)，引燃溫度分在T組(>270℃)，高溫表面沉積粉塵(5mm厚)的引燃溫度為320℃,云狀粉塵的引燃溫度為590℃,爆炸下限濃度為37～50g/m3。鋁粉爆炸是一種連鎖反應(yīng)，即塵云在火源引發(fā)下，產(chǎn)生原始小火球，靠粉塵燃燒的熱量維持火球溫度，當(dāng)火球的表面溫度達(dá)到粉塵的自然點(diǎn)以上時(shí)，連鎖反應(yīng)得以建立，火球不斷擴(kuò)大而形成爆炸。所以控制設(shè)備表面溫度，就成了防止鋁粉爆炸發(fā)生的一個(gè)突出問(wèn)題。因此拋丸清理設(shè)備不應(yīng)放在熱處理爐、熔化爐等溫度較高或有明火產(chǎn)生的裝置附近，而應(yīng)放在車(chē)間陰涼通風(fēng)處。除塵器好放在車(chē)間外面或車(chē)間靠墻一側(cè)，為防萬(wàn)一，在除塵器的頂部和除塵管道上應(yīng)設(shè)置防爆自動(dòng)開(kāi)啟窗口。為安全起見(jiàn)，所有電機(jī)、風(fēng)機(jī)、電控元件均應(yīng)采取防爆型。
3、鋁合金件所用拋丸清理設(shè)備的類(lèi)型及特點(diǎn)
由于鋁合金件形狀、尺寸、重量、表面清理要求不同，因此所選用的拋丸清理設(shè)備也不一致。目前使用的設(shè)備主要有以下幾種。
3.1吊鉤式拋丸清理機(jī)
吊鉤作為零件的承載裝置，一般以吊重500kg和1000kg兩種為主。工作時(shí)需制吊具，將工件掛于吊具上，然后將整個(gè)吊具掛在吊鉤上。吊鉤進(jìn)入拋丸室，并由自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)吊鉤回轉(zhuǎn)，同時(shí)帶動(dòng)吊具及吊具上所有的零件回轉(zhuǎn)，邊回轉(zhuǎn)邊拋丸清理，因此所有零件的上下四周表面均可一次清理完畢。然后吊鉤移出拋丸室體，將工件卸下，完成一次工作循環(huán)。該機(jī)型大中型、中小批量生產(chǎn)，如汽車(chē)、摩托車(chē)的缸體、缸蓋，變速箱、離合器殼體，排氣管，鋁輪轂等。
3.2轉(zhuǎn)臺(tái)式拋丸清理機(jī)
轉(zhuǎn)臺(tái)作為工件承載裝置，按轉(zhuǎn)臺(tái)直徑可分為φ1200mm,φ1600mm,φ1800mm,φ2500mm等。該種清理機(jī)有的配一臺(tái)拋丸器，有的配二臺(tái)或多臺(tái)拋丸器，并且有的進(jìn)行連續(xù)式工作，有的進(jìn)行間歇式工作，這依自身需要而定。其工作原理是：將工件置于轉(zhuǎn)臺(tái)上(工件之間有距離，不接觸，不碰撞)，轉(zhuǎn)臺(tái)帶工件進(jìn)入拋射區(qū)而進(jìn)行拋丸清理，當(dāng)轉(zhuǎn)到放件位置時(shí)，可將工件取下。因此該種類(lèi)型適合有一面不需清理的工件，否則應(yīng)將工件再翻轉(zhuǎn)一次清理。目前此種機(jī)型有Q3512，Q3525D，Q361等。
3.3帶式通過(guò)拋丸清理機(jī)
傳送帶作為工件的承載體，傳送帶又分為鋼絲網(wǎng)帶和耐磨橡膠帶兩種方式。拋丸室的一端為裝件工位，另一端為卸件工位。工作時(shí)，在裝件工位將零件置于傳送帶上，傳送帶緩緩連續(xù)進(jìn)入拋丸室進(jìn)行拋丸清理，接著送到卸件工位將工件取下。此機(jī)特點(diǎn)是：連續(xù)進(jìn)行工作，無(wú)任何碰撞，中小件均適合，生產(chǎn)批量大。目前該機(jī)型有ZJ186等。
3.4橡膠履帶式拋丸清理機(jī)
用橡膠履帶形成的凹腔作為工件承載體。工作時(shí)，履帶轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)凹腔內(nèi)的工件翻滾，因此零件的內(nèi)外表面均能獲得較好的清理效果。該種機(jī)型分為手動(dòng)和自動(dòng)裝卸料方式，適合于大批量小型零件的拋丸清理。由于采用橡膠履帶，減輕了工件與履帶的撞擊和劃痕，并且占地面積小，操作極為方便，從而為眾多廠家采用。目前該機(jī)型有Q326C，QR3210等。
3.5吊鏈步進(jìn)/連續(xù)式
以懸掛鏈作為工件承載裝置。懸掛鏈可進(jìn)行連續(xù)式或步進(jìn)式工作，吊鉤吊重以300kg和500kg居多。其工作原理是將工件置于多個(gè)吊鉤上，吊鉤依次進(jìn)入拋丸室進(jìn)行拋丸清理，清理時(shí)工件在吊鉤自轉(zhuǎn)裝置的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，清理好的工件移出室并卸下，再裝上待清理工件。依次循環(huán)進(jìn)行。該機(jī)型由于采用懸掛鏈作為運(yùn)載裝置，因此可與壓鑄工部、清理工部、修整工部、檢測(cè)工部及噴涂工部等成線使用，適合大中型零件的成批生產(chǎn)。目前該機(jī)型有ZJ438，ZJ485，ZJ583，ZJ585等。
4、使用的丸料
鋁合金件拋丸清理所用的丸料一般有三種：鋁合金丸、不銹鋼丸和特種合金鋼丸。
4.1鋁合金丸
常用的有球形鋁合金件沒(méi)有任何污染，自始至終能得到良好的表面粗糙度和光亮度。其缺點(diǎn)是：用鋁丸清理時(shí)，產(chǎn)生的鋁粉較多，容易引起粉塵爆炸。因此在西歐一些國(guó)家很少采用，國(guó)內(nèi)使用單位也很少。
4.2不銹鋼丸
常用的有進(jìn)口的球形不銹鋼丸和國(guó)產(chǎn)的不銹鋼絲切斷丸。其優(yōu)點(diǎn)是：該種鋼丸密度較鋁丸大2倍多，因此拋丸速度適當(dāng)降低仍可達(dá)到的清理效果，對(duì)工件自始至終無(wú)任何污染，使用壽命比鋁丸高得多。其缺點(diǎn)是：價(jià)格非常昂貴，進(jìn)口不銹鋼球形丸的價(jià)格一般為6～7萬(wàn)元/t，一般廠家使用不起。
4.3特種合金鋼丸
此丸是一種以含鉻、錳、鉬、鎳為主的合金球形鋼丸，粒度從0.3～1.5mm。其優(yōu)點(diǎn)是：合金鋼丸具有不銹鋼丸部分特性，硬度和強(qiáng)度較高，不易破碎和生銹，使用壽命長(zhǎng)，價(jià)格低廉。正常使用時(shí)清理效果可與不銹鋼丸相媲美。因此為國(guó)內(nèi)眾多廠家所采用。其缺點(diǎn)是：此種合金鋼丸需退火處理，退火后表面帶有一層薄的氧化皮，剛使用時(shí)，清理后的鋁件表面光澤暗淡。但使用幾小時(shí)后，表面氧化皮即可脫落，以后使用效果佳。因此開(kāi)始使用時(shí)，好先對(duì)鋁廢件進(jìn)行拋丸清理，然后再對(duì)合格件進(jìn)行拋丸清理。
鋁合金件的拋丸清理是提高零件表面質(zhì)量有效的途徑之一，它的獨(dú)特工藝特點(diǎn)必將得到進(jìn)一步推廣和應(yīng)用，并隨著壓鑄技術(shù)的發(fā)展，適合于特殊復(fù)雜鋁鑄件表現(xiàn)清理的專用拋丸清理設(shè)備也不斷相應(yīng)推出。
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詳情青島七月下了幾天雨，天氣終于放晴了。今天寧夏客戶定制的Q3750大型吊鉤拋丸機(jī)如期交付。據(jù)了解，這臺(tái)大型吊鉤拋丸機(jī)將用于礦山設(shè)備的拋丸清理，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，節(jié)約企業(yè)成本。
q 3750大載荷5000kg，清理工件大尺寸2000mm * 2500mm，屬于大型吊鉤拋丸機(jī)。
祝所有使用機(jī)械拋丸清理設(shè)備的客戶生意興隆，希望我們的拋丸清理設(shè)備為客戶創(chuàng)造更大的價(jià)值。
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詳情拋丸機(jī)的清理強(qiáng)化是一個(gè)冷處理過(guò)程，即通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)拋丸器以無(wú)數(shù)個(gè)被稱為鋼丸的小圓形介質(zhì)連續(xù)擊打零件表面。每一顆鋼丸打在金屬部件上，就像一根微型棍子打在表面上，產(chǎn)生小的凹痕或凹陷。為了形成凹陷，金屬表面層必須被拉伸。在表層之下，被壓縮的顆粒試圖將表面恢復(fù)到原來(lái)的形狀，從而在高壓縮力的作用下形成一個(gè)半球。眾多凹陷重疊形成均勻的殘余壓應(yīng)力層，進(jìn)一步提高了工件的指示硬度和疲勞強(qiáng)度，延長(zhǎng)了工件的使用壽命。
新鑄的鑄件表面不整齊，會(huì)殘留一些毛刺和泥砂，后期需要打磨防銹。部分缺陷產(chǎn)品表面有氣孔，給產(chǎn)品的使用留下了安全隱患。因此，需要對(duì)鑄件進(jìn)行表面探傷處理，拋丸機(jī)可以很好地滿足上述要求。
那么拋丸機(jī)是用什么原理進(jìn)行表面無(wú)損檢測(cè)的呢？鑄件通過(guò)吊掛、履帶或輥道輸送到拋丸機(jī)的拋丸室，工件在拋丸室內(nèi)不斷旋轉(zhuǎn)滾動(dòng)。拋丸機(jī)清理室周?chē)惭b有布局合理的拋丸器，拋丸器可以加速金屬丸料的彈射。通過(guò)密集的金屬丸可以有效清砂打磨，同時(shí)可以篩選出有缺陷的鑄件，提前暴露氣孔，避免后期出現(xiàn)安全隱患。以上是拋丸機(jī)表面無(wú)損檢測(cè)的原理。
許多鋼鐵制品和零件在放置過(guò)程中不斷與潮濕的空氣接觸，產(chǎn)生一系列化學(xué)反應(yīng)，久而久之在其表面形成一層氧化皮和銹斑，對(duì)其使用美觀和深加工產(chǎn)生負(fù)面影響。這時(shí)，使用拋丸機(jī)進(jìn)行除銹就顯得尤為重要。
在對(duì)工件進(jìn)行拋丸處理時(shí)，輸送系統(tǒng)會(huì)將待加工的工件輸送到拋丸機(jī)的清理室，以拋丸器的高速旋轉(zhuǎn)的葉輪將鋼丸(丸料)加速到80m/s左右的初始拋丸速度，然后對(duì)工件表面進(jìn)行連續(xù)、細(xì)致的沖擊和刮擦，從而將工件表面的鐵銹、氧化皮和污垢清理干凈，達(dá)到除銹防銹的目的。
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