滚光振动光饰刷光喷砂喷丸处理.docx

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滚光振动光饰刷光喷砂喷丸处理

滚光、振动光饰、刷光、喷砂、喷丸处理

一、滚光、振动光饰

滚光是将零件放入盛有磨料和化学溶液的滚筒中，借滚筒旋转使零件与磨料、零件与零件相互摩擦以到达清理零件外表的过程。

振动光饰是在滚筒滚光基础上发展起来的较先进的光饰方法，它是通过振动电机等带动容器作上下、左右或旋转运动，从而使零件与磨料介质相互摩擦，以到达整平、修饰零件目的的过程。

滚光和振动光饰均可到达清除少量油污和锈，去除毛刺、倒圆棱边、锐角，降低零件外表粗糙度等光饰目的。

其主要特点是产量高，质量稳定，适用于多种形状的金属或非金属零件，特别是小零件。

滚光方法有普通滚光、离心滚光、化学加速离心滚光等，后二者是在前者的基础上发展起来的，均属利用振动原理的高能光饰方法。

振动光饰的方法有：

振动擦光、旋转擦光、离心盘擦光、往复式擦光等。

第一种为普通振动光饰方法，后三种属高能光饰方法。

以上振动光饰方法国际上早已广泛、普遍应用，现就国内常使用和已有定型设备的部分方法作简单表达。

无论是滚光，或是振动光饰，其采用的多为湿法加工，其介质包括磨料，化学促进剂和水。

有时也只用一种磨料作干态加工。

分述各种方法之前，对通用的磨削介质先作一介绍。

二、刷光

刷光是用金属丝、动物毛、天然或人造纤维制成的刷轮或刷子，在刷光机上或手工对零件外表进行加工的过程。

刷光轮上的弹性金属丝，其端面侧锋具有很好的切刮能力，工作时就是利用这种金属丝侧锋除去金属外表的锈皮、污垢、棱角毛刺等；或对零件基层外表进行装饰性底层加工，如丝纹刷光、缎面修饰等。

刷光可以湿刷，也可以干刷。

刷光不会改变零件的几何形状。

常用的刷轮一般由钢丝、黄铜丝等材料制成。

有时为了特殊的目的，也用其材料。

零件材料较硬时，应选择硬金属丝刷光轮；零件材料较软时，则选用软金属丝或人造纤刷光轮。

刷光轮的旋转速度一般在1200～2800r/min之间。

直径大的刷光轮，应采用较低的转速，硬质材料的零件，应选用较高的转速。

进行湿法刷光时，一般都用水作刷光液，黑色金属的镀前刷光，除用水外，如需去污，则宜采用具有除油功能的清洗剂。

刷光轮的种类很多，决定刷光性能的主要是材料及其形状。

现就刷光轮的几种主要类型及如何根据零件材料、性质、要求选择合适的刷光轮简述如下：

〔一〕刷光轮的类型

按其制作的材料可分金属丝刷光轮和非金属丝刷光轮两类。

常用金属丝刷光轮的规格及用途，2-1-16所列。

表2-1-16常用金属丝刷光轮的规格及用途

金属丝类型主要用途

材料规格

黄铜丝很细得到细致的缎面

细得到缎面

中、粗得到粗糙的缎面，进行丝纹刷光

很粗对浸蚀后的铜、黄铜、铸铁外表进行清理

镍-银丝很细使用场合基本上与上相同，但只用于要求用金属丝刷轮处理后仍保持白色的软金属零件的加工

细

中、粗

很粗

钢丝很细，细、

中粗、很粗得到缎面，进行丝纹刷光

丝纹刷光

外表清理，去毛刺

不锈钢丝使用场合与钢丝刷相似，但可防止零件外表变色和生锈，因价格贵很少用

按其制作方法和形状分类，各种类型的刷光轮，如图2-1-6所示。

图2-1-6各种类型的刷光轮

〔a〕成组的辐射刷光轮；〔b〕波形辐射刷光轮；〔c〕短丝密排辐射刷光轮；〔d〕杯形刷光轮；〔e〕普通宽面刷；〔f〕条形宽面刷。

不同类型刷光轮的特点与用途，如表2-1-17所列。

表2-1-17不同类型刷光轮的特点与用途

刷光轮类型特点主要用途

成组的辐

射刷光轮用金属丝成组编织而成。

刚性大，切削力强，使用寿命长。

应作动平衡处理用作清除零件外表的锈皮、焊渣、旧漆层等，也用于除去网状传送带网孔中的残留物

波形辐射

刷光轮用呈小波纹状的、较长金属丝编织而成。

刚性小，切削力不大一般污物或浸蚀后的残留浮灰，也用于缎面修饰、丝纹刷光和手工刷平零件外表

短丝密排

辐射刷光轮用较短的金属丝紧密编织而成。

刚性大，切削力强主要用于去毛刺

杯形刷光轮用金属丝编织成杯形用于零件外表一般污物和浸蚀后残留物的清理，以及去毛刺，也用作丝纹刷光。

还适于便携式电开工具上使用

普通宽面刷用金属丝或猪鬃等编织而成。

应作动平衡处理用作外表清理，主要用于冶金工厂的板材电镀、涂漆等生产线上

条形宽面刷用金属丝或猪鬃等间断编织而成用于用普通宽面刷会因受力刷光轮不稳定的场合

小型刷光轮用金属丝或猪鬃等编织而成的不同形状的小型刷光轮用于对内型面的清理或去毛刺

〔二〕刷光轮与刷光参数的选择

前面介绍了刷光轮的类型及一般使用范围，但在具体加工时，对刷光轮及刷光参数的选择还要视零件的材料、性质和具体的技术指标要求而定。

现以零件的刷光要求进行分述。

1.外表清理清理零件外表的锈皮、焊渣、旧漆层时，需要高的切削力，常选用刚性大的钢丝刷光轮。

同时选用比较高的转速进行干刷清理，其刷轮旋转速度在2000r/min以上。

清除零件外表的一般污物或侵蚀后残留的浮灰时，则选用切削力低的，刚性小的黄铜丝、猪鬃或纤维丝刷光轮。

其旋转速度与压力要适中，一般控制在1800～2000r/min之间。

这种刷光可采用干刷，也可用湿刷，对去浮灰的湿刷，刷光液用自来水即可，如需去污，则采用有除油功能的清洗剂。

2.去毛刺去毛刺需要刷光轮具有相当高的切削力。

对于外外表棱边的毛刺，常采用直径为的短丝密排辐射刷光轮，刷光轮的线速度一般为33m/s。

对于圆孔棱边的毛刺常采用杯形刷光轮，其线速度一般为22～33m/s。

对于内螺纹的毛刺，则要用小型刷轮。

3.丝纹刷光丝纹刷光要根据零件材料、形状和装饰要求的不同，选用不同类型和材料的刷光轮。

对于较软的金属材料〔铜、黄铜、铝、银等〕刷光应选用黄铜丝或镍银丝刷光轮，钢质等硬金属材料则选用钢丝刷光轮。

铝铭牌、面板则常用含细磨料的织物〔俗称百洁布〕作刷光工具。

刷光轮的类型则以愈求丝纹纹路选定，比方要得到圆弧形的丝纹，采用环形刷光轮；要求外表呈直线丝纹时，则选用辐射刷光轮。

进行丝纹刷光时，压力不能太大，否则刷丝侧面与零件接触，便产生不了丝纹效果。

丝纹刷光的速度也不宜太大，一般控制在刷光速度范围的中下限，具体因被刷光基材而定。

丝纹刷光可以干刷，也可以湿刷。

当零件外表洁净无锈蚀、油污时，可进行干刷，湿刷时，刷光液采用无腐蚀作用的清洗剂。

4.缎面修饰所谓缎面修饰，就是使用软而细的刷轮，将零件外表刷成无光缎面的加工。

通常使用的是刚性小的波形刷光轮，采用细而软的金属丝，有时也用猪鬃或纤维刷光轮。

刷光速度要小，一般在15～25m/s之间。

缎面刷光压力要低，掌握在使金属丝轻轻擦过零件外表，刷痕应均匀一致，要与零件的轮廓线平行。

湿法缎面刷光时，用浮石粉和水作刷光剂。

三、喷砂、喷丸处理

〔一〕喷砂

喷砂是用机械或净化的压缩空气，将砂流强烈地喷向金属制品外表，利用磨料强力的撞击作用，打掉其上的污垢物，到达清理或修饰目的的过程。

喷砂的主要用途有：

〔1〕除掉零件外表的锈蚀、焊渣、积碳、旧油漆层和其它干燥了的油污；

〔2〕除去铸件、锻件或热处理后零件外表的型砂及氧化皮；

〔3〕除去零件外表的毛刺或方向性磨痕；

〔4〕降低零件外表的粗糙度，以提高油漆和其它涂层的附着力；

〔5〕使零件呈漫反射的消光状态。

喷砂分干喷砂和湿喷砂两种。

干喷砂加工的外表比较粗糙，湿喷砂的应用与干喷砂相似，但主要用于较精密的加工。

湿喷砂的优点是污染小。

1.干喷砂干喷砂又分机械喷砂与空气压力喷砂两种类型。

每一类型又可分为手工、半自动或连续自动等多种方式。

采用的喷砂机有自流式、离心式、吸入式和压力式等。

生产上常用的是吸入式和压力式。

吸入式设备简单，但效率低，适用于小零件。

压力式主要用于大、中型零件的大批量生产，适用性广，效率高。

国内广泛使用的是手工空气压力喷砂室，适用于各种形状复杂的中、小型零件。

干喷砂常用的砂料是氧化铝砂〔含天然和人造两种〕、石英砂〔二氧化硅〕、碳化硅〔人造金钢砂〕等。

以采用铝钡土〔氧化铝砂〕为最好。

因其不易粉化，劳动条件好，砂料还可以循环使用。

碳化硅砂虽也有上述优点，但因过于昂贵，很少使用。

国内应用最多的还是石英砂。

它虽易粉化，但有不污染零件的优点。

根据零件材料、外表状态和加工要求来选择砂料粒度和其它工艺条件，可按表2-1-18进行。

表2-1-18零件、砂粒与压缩空气压力的关系

零件类型石英砂粒尺寸/mm压缩空气压力/kPa①

厚度＞3mm的大型钢铁件2.5～3.5250～400

厚度≤3mm的中型钢铁件1.0～2.0150～250

小型、薄壁零件、黄铜件0.5～1.0100～150

厚1mm以下的钢铁钣金件0.5以下50～100

铝及铝合金零件0.5以下50～100

①1工业大气压=1kg/cm2=105Pa=100kPa。

2.湿喷砂湿喷砂是在砂料中加入定量的水，使之成为砂水混合物，以减少砂料对零件外表的冲击作用，从而减少金属材料的去除量，使零件外表更光洁。

湿喷砂通常有雾化喷砂、水-气喷砂和水喷砂三种类型，喷砂方式和喷砂机的结构各不相同。

生产上最适用的是水-气喷砂。

各种湿喷砂方式的工作原理和特点见表2-1-19。

表2-1-19各种湿喷砂机工作原理和特点

种类工作原理特点

雾化喷砂即低压喷砂。

砂料从装有文氏管的压缩空气系统送至喷头，以雾化水-砂流冲击零件外表只有通过改变砂料粒度才能改变被喷砂外表的粗糙度值

水-气喷砂由泥砂泵以高压将水-砂料经软管输送到喷头，并在喷头通入压缩空气，以喷出的高速水砂流冲击零件外表改变压缩空气压力，就能改变喷砂外表粗糙度值

水喷砂不使用压缩空气的水砂流喷砂。

水、砂分装，在流向喷嘴前混合后喷向零件外表只能通过改变水压，才能改变喷砂外表的粗糙度值

湿喷砂所用的砂料与干喷砂相同。

湿喷砂的水砂比值，一般控制在7：

3为宜。

320～400目的水砂粒中，应加入10%的膨润土作为悬浮剂，防止砂粒沉入贮存箱底。

钢铁件湿喷砂时，水中可加入0.5%碳酸钠和0.5%的重铬酸钠作缓蚀剂。

双层壁的钣金焊接件，因难防腐蚀，不宜采用湿喷砂。

薄截面零件，因湿喷砂工作压力比干喷砂大，水的冲击易使其变形，故也不宜采用湿喷砂。

3.喷砂后零件的处理经喷砂的零件，应尽量减少触摸，并及时进行外表处理，如处理不完，钢铁零件可浸入50g/L的碳酸钠溶液中贮存防锈。

湿喷砂后的钢铁件，应浸入含苯甲酸钠/L、亚硝酸钠/L的热〔＞70℃〕防锈溶液中处理。

奥氏体不锈钢和耐热钢喷砂后，应在含HNO3250～300g/L的室温溶液中钝化2h以上，然后用冷流动水清洗，热压缩空气吹干。

4.喷嘴与非喷砂部位的保护喷砂用的喷嘴一般用铸铁和陶瓷材料制成。

喷砂时砂粒与压缩空气的消耗与喷嘴口径、压缩空气压力。

工作时间成正比。

有些零件的特殊部位不允许喷砂，必须进行适当地保护。

比方：

曲齿、内外螺旋齿、花键、大型内外螺纹；鉴别标记；精密尺寸；光外表等。

这些非喷砂外表可采用机械夹具、胶带、纸带、橡胶堵头等保护。

〔二〕喷丸

喷丸的原理和设备与喷砂相似，只是采用的磨料不同。

它是用钢铁丸、玻璃或陶瓷取代砂子。

喷丸能使零件产生压应力，而且没有含硅的粉尘污染，主要用于：

〔1〕使零件产生压应力，从而提高零件的疲劳强度和抗应力及抗腐蚀能力；

〔2〕代替一般冷热成型工艺，可对大型薄壁铝制零件进行成型加工，这样可防止零件外表残留的张应力而形成有利的压应力。

〔3〕对扭曲的薄壁零件进行校正。

经喷丸后的零件使用温度不能太高，以防消除喷丸产生的压应力，使用温度范围因材料而定，一般钢铁件为260～290℃，铝零件为170℃。

1.丸的种类及性质

〔1〕铸铁丸质脆而易碎，其硬度为HRC58～65。

使用寿命短，用途不广，主要用于喷丸强度高的场合。

〔2〕铸钢丸铸钢丸的韧性较好，其硬度一般为HRC40～50，加工硬金属时，可把硬度提高到HRC57～62。

这种丸使用广泛，使用寿命为铸铁丸的几倍。

〔3〕玻璃丸、陶瓷丸硬度较前两种都低，主要用于不锈钢、钛、铝、镁及其它不允许铁杂质污染的材料。

也可用于钢铁丸喷丸后的二次加工，以除去铁质污染和降低零件的外表粗糙度。

2.喷丸工艺与喷丸强度对要求零件外表产生压应力的喷丸加工，必须保证有足够的覆盖率，即要使未被喷丸加工的外表尽量少。

但由于覆盖率检查比较困难，且难作固定量的判断，故常采用控制喷丸强度的方法，求得所要求的压应力值。

喷丸强度大都以美国SAE标准J442所述的Almen弧高计进行测量。

Almen弧高计测量法：

将厚、或的1070冷轧钢〔相当于我国的70号碳素钢〕标准尺寸的试样固定在专用夹具上，对其一面进行喷丸处理，然后用弧高计测量弯曲了的钢条试样的弧高，所得值即为喷丸强度。

3.喷丸强度与其它喷丸参数的选择喷丸强度决定着喷丸质量，而喷丸强度又受其它多种工艺参数制约。

〔1〕喷丸尺寸喷丸尺寸越大，冲击能量越大，则喷丸强度也越大，但大喷丸的覆盖率降低，故生产上在能保证产生所需喷丸强度的前提下，应尽量减小喷丸的尺寸。

喷丸尺寸的选择也受零件的形状制约，丸的直径不应超过零件沟槽或内圆半径的一半。

喷丸粒度一般选用60～50目之间。

〔2〕喷丸的硬度当喷丸的硬度大于零件的硬度时，喷丸硬度的变化不影响喷丸强度，反之喷丸硬度值的降低，将使喷丸强度降低。

〔3〕喷丸速度和喷射角度喷丸速度增高，喷丸强度加大，但速度过高，喷丸的破碎量会增多，用控制压缩空气压力的方法控制喷丸速度，压力的选择见表2-1-18。

喷丸的角度一般选用垂直直角状态，这时喷丸角度最高，强度大，但如果受零件形状限制必须以小角度喷丸时，则应适当加大喷丸的尺寸与速度。

〔4〕喷丸的破碎量应经常清除碎丸，保证喷丸的完整率不低于85%。