那么哪些因素會影響鋼丸使用壽命呢？我們總結了以下幾點：
鋼丸自身因素：
1.鋼丸制造方式，目前鋼丸主要以鋼絲切丸、鑄造鋼丸兩種為主，鋼絲切丸以經過熱處理的鋼絲拉絲后裁切而成，如果工藝需要，還可以研磨成圓形，已等級分為G1、G2、G3三個型號，其具有致密性好，韌性高等特點，使其在使用中壽命較長，一般使用壽命較鑄鋼丸高15%-30%，而且粉塵少；而鑄鋼丸以鋼水離心鑄造成形，易破損，使用壽命較鋼絲切丸短，粉塵大。
2.鋼丸材質，一般不銹鋼丸使用壽命長于普通碳鋼丸。
3.拋丸強度、工件硬度、拋丸室內襯硬度，拋丸強度越大，鋼丸受力、受沖擊越大，會縮短鋼丸使用壽命，而工件硬度越大，鋼丸受沖擊強度也越大，鋼丸使用壽命縮短，理論上鋼丸拋射后在拋丸室內板上會有反彈，如果內板硬度太高也會縮短鋼丸壽命。
4.鋼丸在拋丸機內部循環使用，一定會有摩擦，減少摩擦可以延長金屬鋼丸使用壽命。
拋丸機和拋丸工藝設計延長鋼丸壽命的方法：
1.拋丸機內部鋼丸循環接觸部件的潤滑、緩沖，鋼丸在拋丸機內部會與拋丸器葉輪、分丸輪、絞龍、提升漏斗、篩網等諸多部位發生摩擦，在設計時可以對這些部位的內部做好潤滑（表面光滑）、硬度是當軟化處理，減少鋼丸沖擊。（這部分對鋼丸實際壽命影響因子較小）。
2.內襯板選用合適硬度滿足回彈鋼丸要求基本即可，不需要特別強的硬度（但也不能硬度太小，否則影響鋼丸回彈次數和強度，影響拋丸效果）。
3.根據拋丸工件的要求，表面硬度來選擇合適的拋丸工藝，這是影響鋼丸壽命的主要因素，所以在實際拋丸方案設計中，是一定要針對具體拋丸要求（工件構型、表面硬度、材質、日生產量等）因素設計合理的拋丸工藝的，設計原則是如果按總成本最低方案設計，需要控制拋丸強度，選用硬度率低于工件的鋼絲切丸或者硬度與工件硬度相當的鑄鋼丸，拋丸強度根據拋丸曲線選擇臨界點附近值（拋丸強度和拋丸時間、覆蓋率曲線）。
由此我們可以看到，拋丸機在拋丸過程中節省鋼丸靠的主要是拋丸工藝的合理設計，所以在采購拋丸機時，一定要根據自身工件特點，選擇合適的拋丸機和拋丸工藝，這是經濟拋丸的核心，是降本增效的有效途徑。
如果您對節約型拋丸機選擇很工藝有什么疑問，歡迎來電溝通！
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鋁是一種化學性質活潑又被廣泛使用的工程金屬，會被用于模板、鑄造件、家裝材料、航空部件等產品上，這些部件在初次加工或者使用一段時間后，需要對部件表面做拋丸清理或者強化拋丸。
不同于其他黑色金屬，鋁合金部件因為鋁的化學性質活潑，在拋丸過程中產生的大量鋁粉，而拋丸由于金屬撞擊會產生高溫甚至火花，進而引發燃爆現象，這是一個重大潛在的安全隱患。所以針對鋁材、鋁合金部件的拋丸處理，需要做好相關的安全防護措施：
1.安裝防爆除塵器，除塵器風機必須選用防爆風機，避免除塵中產生電火花；
2.除塵器除塵風量可以適當調大，這樣可以避免拋丸中鋁粉的濃度過大，達到爆燃臨界值；
3.選用防爆配電柜，選用防爆配電柜，避免潛在燃爆可能；
4.通過式拋丸機、網帶式拋丸機等這類非密閉拋丸機，需要做好擋丸板等防護，盡量避免鋁粉逸出，污染作業空間，成為潛在危險。
目前鋁合金部件主要選用的拋丸機型號：
1.小型鋁合金鑄件、鍛件，一般選擇履帶式拋丸機、滾筒式拋丸機；
2.中型鋁合金鑄造件，一般選用網帶式拋丸機、吊鉤式拋丸機；
3.大型鋁合金鑄造件、鍛造件一般選用吊鉤式拋丸機、臺車式拋丸機；
4.長條形鋁合金件一般選用輥道通過式拋丸機、懸梁通過式拋丸機。
鋁合金件拋丸處理的具體方案，一般參照工件的構型、大小、產量、拋丸清理等級等諸多因素來選擇合適的拋丸機設備、丸料、拋丸強度等。
如有更多需要或者疑問，請聯系我們進一步了解！
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網帶式拋丸機主要用于剎車碟片、鑄造殼體、小型結構件等一系列小型工件的表面拋丸清理，這種拋丸清理機方案，無地坑設計，設備的安裝施工靈活，如果設計有自動上下料設備 ，則網帶拋丸機具有極高的自動化性能，是組建自動化拋丸清理線的理想設備。
網帶通過式拋丸機對鋼材、鋼板、鑄造件表面的毛刺、氧化層、焊接縫等具有極強的清理效果，拋丸后表面清潔、可以獲得合適的表面粗糙度，為后續防腐涂裝做準備，我司設計的網帶式拋丸機，采用網帶通過，并在拋丸室內轉動改變工件位置，使各個角度充分暴露在拋丸下，完成拋丸清理，而各個工件間保持距離，不會發生磕碰現象。
網帶式拋丸機設計優點
- 采用CAD設計框架，精準高效，同時采用有限元分析軟件，三維仿真實驗，獲取合理的拋丸工藝技術方案；
- 采取2-8臺的高效拋丸器設計方案，拋丸效率高，角度穩定，震動小拋丸角度穩定；
- 設計有高厚度護板，特殊分丸輪，鋼丸、不銹鋼丸拋丸利用率高；
- 拋丸設備采用高強度、高穩定性抗疲勞高錳鋼，強度高、震動小，壽命長；
- 拋丸室前后設計由專業擋丸裝置，防止鋼丸飛濺，有效回收鋼丸的設備；
- 可以控制拋丸器開啟數量，根據具體拋丸工藝需要，開啟合適的拋丸器減少浪費。
專業網帶式拋丸機設計解決方案、拋丸清理技術方案服務商，為您提供一站式拋丸服務，歡迎咨詢或來廠參觀考察。
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為了對一些發動機外殼、車鉤鉤體等部件的表面驚醒拋丸清理，我們設計了一種積方懸鏈通過式拋丸清理機，這種清理機批次拋丸清理數量大，效率高，下面我們就積放懸鏈式拋丸機的設計和使用做介紹。
1概述
1.1總 體 布 置
拋 丸室采用 6個 Q063RKA型拋丸器 ，分成 2組垂直布 置，形成2個拋丸工位。小車共 14臺，每臺小車設 1個工件吊鉤。
1.2 自 動 工 作 過 程
將 手 動 / 自 動 按 扭 打 到 自 動 ，按 動 自 動 開 啟 按 鈕 。 風 機 自動啟動 ，彈丸循環系統 (分離 ，提升 ，螺旋輸送 )依次 間隔 5 秒 鐘 自 動 開 起 來 ，1 至 拋 丸 器 依 次 自 動 啟 動 (為 了 不 頻 繁 的 啟 動 和 停 止 拋 丸 器 ，拋 丸 器 設 置 成 一 直 打 開 ，有 無 工 件時只啟動和停止供丸閘)，準備工作完畢。每次進 2個小車， 出 2個小車 。若停止工作 ，按下“自動停止 ”按鈕 ，整機將按 照開機順序反 向 自動延時停 止。
操作者在裝卸臺將工件掛上吊鉤，掛好工件后按動放 行按鈕即可。
1 .3 主 要 參 數
生產能力 :2鉤 /4分鐘 ; 吊鉤數量 :14個 ; 單鉤載 重 :0.5T; 單臺拋丸器拋丸量:270 kg/min; 拋丸器數量:6個; 除塵系統總風量:2 4 0 0 0 m 3/h ;
2 工作原理與結構特征
本 機 主 要 由 拋 丸 清 理 室 體 、懸 鏈 輸 送 機 、 自 轉 機 構 、提 升 機 、丸料 循 環 凈 化 系 統 、拋 丸 器 、除 塵 系 統 、電 氣 控 制 等 部 分 組 成 。
2.1室 體
室 體 系 焊 接 結 構 。 室 內 用 高 錳 護 板 防 護 ，拋 丸 器 對 側 設 有 耐 磨 鑄鋼護板防護。室頂通道采用多層膠板密封 ，粉塵 由室頂側除塵 口 至除塵設備凈化處理 。
2.2 懸 掛 輸 送 系 統
工件輸送機構采用積放鏈式懸鏈輸送機 。由行星擺線 減速器機 構 連 續 驅 動 ，實 現 工 件 的 步 進 運 動 。工 作 時 ，通 過 調 整 漲 緊 裝 置 上 的 螺母來調整鏈條的松緊程度。漲緊裝置由接頭活動軌、鏈輪組、小車 框架及重錘等部分組成 。有利于鏈條的安裝并補償在運轉過程中因 磨損使鏈條節距增長的影響，以保持鏈條的漲緊狀態，漲緊裝置配 重體 的重力作用 ，實現積放鏈 自動漲 緊之 目的。
2 .3 供 丸 系 統
通過斗式提升機 ，將丸砂混合物從底部輸送到清理機頂部的分 離器里 ，經過先進三級滿幕簾式丸渣分離器實現丸 、塵分離。磁風選 分離器 主要 由螺旋滾筒篩 ，分離殼體 ，一級磁選滾筒 ，二級磁選 滾筒組成 ，分離效率 >I99.5%，如圖 1。
磁 風選 分離器的工作原理是 :從斗式提升機提 上的丸砂混 合物 ，由螺旋輸送 器送人滾筒篩 ，在滾筒篩 內外螺旋 的推動下 ，丸砂經 篩 網孔在分離 區內流幕狀 落下進入一級磁選滾筒 ;大塊物料 由內螺 旋推送 直接送人廢料管排出。流幕狀流下 的丸砂混合 物在下落過程中，部分灰塵被風吸走，丸被滾筒吸住隨滾筒轉動帶到無磁區下落， 在下落過程中，較細小的丸被風吸到管口排出，循環使用的丸落到 儲丸倉 ，供拋丸使用 ;經一級磁選滾筒未被 吸住 丸砂經舌板 落N- 級磁選滾筒 ，砂 自然落下進入管 口排 出，丸被滾筒 吸住 ，隨滾筒轉動 到無磁區落下至管 口回用 。通過調節 兩個永磁滾筒的磁場方向和調 節板的伸出長度 ，或調節各個 永磁滾筒 上的調節板偏離滾筒 中心 的距離以獲得滿意的清理效果。
2 .4 拋 丸 器
拋 丸器是 由葉輪 、葉片 、分 丸輪 、定向套 、主軸等 主要零部件 組成，他的工作原理是，當拋丸輪高速旋轉時，流入拋丸器的鋼丸，在葉輪帶動下，高速離心運動，由定向套窗口拋出，經葉片加速后拋向工件達到清理之目的。從拋 丸器拋 出的彈丸束方 向是 由定 向套來 調節的 ，它可改變彈丸 拋 射 位 置 ，如 圖 2 。
2.5 除 塵 系 統
采 用 主 風 機 型 號 :4—7~m 12o左 90。 風 量 :2 2206—27 757m /h， 風 壓 :4179 — 4028Pa， FD 620 布 袋 除 塵 器 。
2.6 電 控 系 統
電 氣 部 分 采 用 三 相 四 線 制 供 電 方 式 ，采 用 西 門 子 PLC 機 作 全 過
程 控 制 ，全 機 分 為 手 動 和 自 動 兩 種 工 作 方 式 。 為 了 檢 測 丸 料 循 環 系 統運轉情況 ，在各相關處均設有檢測開關 ，隨時檢查運轉情況 ，以防 丸 料 堵 塞 ;若 有 故 障 ，隨 時 報 警 ，并 切 斷 供 丸 回 路 ，以 防 止 事 故 擴 大 。 在總操作臺處設有事故急停開關，以保證設備及人身安全。電器元 件集 中裝設 在二 臺電氣柜和一 臺控制臺 內，以便 于操作 和維修 。丸 料循環系統由傳感器進行運轉檢測，實現故障自檢與提示功能。
3結論
該 機 可 用 于 對 車 鉤 鉤 體 、鉤 舌 表 面 進 行 清 理 ，亦 可 片J于 對 其 它 工 件 (尺 寸 小 于 1100″1100)的 拋 丸 清 理 ，使 用 表 明 ，具 有 下 述 優 點 :
3.1采用大拋丸量 (Q063RKA)、高拋射速度 的懸 臂離心式 拋丸 器 ，能顯著地清理效率 、獲得滿意的清理質量 ;
3.2采用雙工位工作方式 ，并配有工件檢測裝置 ，達到 吊鉤上 “有工件拋 ，無工件不拋 ”的 目的。
3_3密封性好。拋 丸過程 中無飛丸 ，近在咫尺 的墻壁 、玻璃無一 彈痕 ，大大的改善 了作業環境 。
3.4 采 用 了 先 進 的 電 控 技 術 ，連 鎖 可 靠 、運 行 平 穩 、維 修 方 便
專業設計積方式、懸鏈拋丸機，拋丸技術方案成熟穩定，經濟環保，歡迎咨詢了解。
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鑄鋁件因其鑄造工藝性能好、耐腐蝕等特性，被廣 泛應用于航空航 天制造業 ，汽車行業 ，發動機制造業 ，水泵 、油泵制造業等。鑄鋁件一般加工部位都 比較少 ， 大部分以鑄態表面形式應用到裝備中。但是，無論是一 般鑄造 ，還是經過精鑄后的鑄鋁件 ，其表面都需要進行 清理才能使用。實驗證 明，用拋丸清理 的方法可以徹底 清除掉鑄鋁件表面的附著物，并且通過彈丸的拋打 ，可使工件的表面組織細化、均勻 ，提高表面質量。一直以 來 ，都是用常規的清理設備對鑄鋁件進行拋丸清理 ，并 沒有針對鑄鋁件特性而研發專用清理設備。這樣，對于 結構復雜的鑄鋁件來說會存在拋丸死角，而且生產效 率也不高。
研發人員根據鑄鋁 件的特性，結合懸鏈式拋丸清理機生產率高、吊鉤懸掛 清理不碰傷工件等特點，研制開發了一種專門用于清理鑄鋁件 的新型懸鏈式拋丸清理機 。該設備特別設置 了六個拋丸清理工位 ，每個工位上設置兩 臺特殊拋丸 器，因為要達到對工件的光飾效果，需向磨料(彈丸)中 加入鋁粉或是鎂粉，所以拋丸器要具有特殊的密封結 構。該機設置了六個工位對掛在工裝上的眾多工件進 行 清 理 ，生 產 率 最 高 可 達 50 0 0 件 /h，這 是 史 無 前 例 的 。
1 功能概述?
該設備采用大拋丸量、曲線葉片拋丸器，對在拋射區內掛在工裝上自轉的眾多鑄鋁件進行全面徹底的拋 丸清理，得到光滑、細密、均勻的理想表面。同時在彈丸 中加入鋁粉或是鎂粉等光飾材料 ，這些粉末大部分會 吸附在彈丸的表面 ，在彈丸打擊工件的同時 ，起 到對工件光飾的效果。經過拋丸光飾的工件外表面十分美觀， 表 面 清 潔 度 達 到 A — B 級 ， 表 面 清 理 等 級 達 到 S a 2 ~ 2 .5 級，同時還提升了工件的整體質量，延長了工件的使用 壽命。
2 主要技術規格
清理工件最大尺寸(帶工裝):e1000mmx1200mm; 單 鉤 工 件 最 大 重 量 :500kg;
拋 丸 器 :型 號 :Q063
數 量 :12 總拋丸量:12x250kg/min 總功率:12xl5kW;
彈 丸 循 環 系 統 :數 量 :2 套
循 環 量 :2x9Ot/h ;
懸鏈輸送機 :鏈速:1一lOm/min(無級變頻調速) 功 率 :4kW
鏈 長 :約 50m ;
清理等級:GB8923-88 A—B Sa2.5; 總 風 量 :44000m /h;
設 備 總 功 率 : 350kW 。
3 設備的組成及結構特點
該設備主要 由拋丸清理室體(2個 )、密封輔室 (2個 )、平 臺 (2 個 ) 、除 塵 系 統 (1 套 ) 、懸 鏈 輸 送 系 統 ( 1 套 )、拋 丸 器 (12 臺 )、自 轉 機 構 (2 套 )、地 基 、底 部 螺 旋 輸送器 (4套 )、提升機(2套 )、分離器(2套 )、電氣控制 等 部 分 組 成 (圖 1)。
3.1 拋 丸 清 理 室
兩個左右對稱的拋丸清理室組裝在一起，兩端各連接密封輔室。拋丸室兩端設氣動大門，當工件在拋丸室內進行拋丸清理時，大門關閉，有效防止彈丸及粉塵的 逸 出 。為 保 證 彈 丸 能 有 效 地 拋 射 到 清 理 工 件 表 面 上 ，室體一側裝有6個工位、12臺不同位置的拋丸器。室內 有 高 強 度 、高 耐 磨 性 的 ZGMn13護 板 防 護 ，以 保 護 各壁板不受磨損。為防止丸塵外溢，室頂“u”形通道采用多層膠板密封，粉塵由室體側面上方的排塵口至除塵設備凈化處理。
3.2 拋丸器
該設備選用 12臺單圓盤 曲線葉片拋丸器 ，每個拋丸工位設置兩臺拋丸器 ，利用先進的微機模擬系統模擬出對工件的拋丸清理過程,得到最件拋射角度。該拋丸器由葉輪、葉片、分丸輪、定向套、主軸、殼體等主要零部件組成(結構剖面圖如圖2)。使用曲線葉片拋射速度比較高,一般可達83m/s。葉輪轉速一般可達到2350r/min,比直線葉片拋丸器拋射速度高15%左右,可縮短對工件的清理時間,進一步提高生產率。采用單圓盤葉輪,用葉片銷、彈簧卡固定葉片,拋射帶比較寬且集中,拋丸均勻。
另外,為達到對工件的光飾效果,需向彈丸中加入鋁粉或是鎂鋁,這樣對主軸軸承的密封就提出了很高的要求。為此,研發人員特別設計了一種特殊的迷宮密封裝置,不僅可以有效地防止粉塵的侵入,而且特殊的導油結構 可以隨時對軸承進行潤 滑及散熱 ，有效控制軸承溫升。
?3.3 懸 鏈 輸 送 系 統
懸鏈 系統 由吊鉤 、懸鏈 驅動裝置 、PX 160 模 鍛 鏈 、 漲 緊 裝 置 等 組成 。 本 系 統 是 工 件 的 輸 送 部 件 ，負 責將工件從室體外輸送至拋丸區，在拋丸 區中問 由 自轉減速裝 置帶動 ，使工件進行原地 自轉 ，達到對工件的各個表面進行 全面清理的目的，工件拋丸處理后再由本系統輸送至 室體 外卸件 。
3.4 自轉機構
本設備設有兩套 自轉機構 ，每套 自轉機構 由減速機 、支 架 、主 動 鏈 輪 、鏈 條 、漲 緊 彈 簧 、支 撐 滾 輪 等 組 成 (如 圖 3)。每 套 自 轉 機 構 上 設 置 三 個 自 轉 工 位 。工 作 過 程中，當負載吊鉤到達室體內拋射工位時，吊鉤上部的 鏈輪便與自轉機構運動的著鏈條相嚙合，實現吊鉤自轉 ，對工裝上的眾多工件進行全面的清理 、光飾 。
3.5 丸料循環凈化系統
丸料循環系統包含 以下各部件 :提升機 、分離器 、 螺旋輸送器 、丸料控制系統 、拋丸器等 。從斗式提升機 流 入 的 丸 、渣 、塵 混 合 物 ，由 分 離 器 螺 旋 送 到 分 離 器 ，并 被分離器螺旋沿分離器均布，然后通過分離器重錘的 調節 ，呈流幕狀均勻流至丸料倉 ，丸料倉的彈丸經供丸 閘門進入拋丸器 ，拋丸后的丸 、渣 、塵混合物經清理室 、 螺旋輸送器進入提升機 ，提升機再提至分離器進行分 離，依次循環使用。
3.6 除塵系統
除塵系統由一級塵 降室、二級旋風除塵器 、三級濾筒 除 塵 器 、離 心 式 高 壓 風 機 、管 道 、排 塵 煙 囪 等 組 成 。 . 拋丸清理時產生的含塵氣流經過一級沉降室和連 接管進人二級旋風體除塵器、然后進入濾筒除塵器 ，含 塵氣流經濾筒過濾后(除塵效率不低于 99.9%)經過離 心式通風機排 入煙囪進行高空排放 ，排放粉塵濃度 100rng/m ，符 合 國 家 環 保 局 規 定 的 行 業 排 放 標 準 。 另 外 ，因為該設備的磨料(彈丸 )中加入了光飾作用的粉 末，在清理過程中會有一部分粉末被抽風機吸到濾筒 除塵器中，為了防止粉末集中產生危險，在除塵器上特 別 設 置 了 差 壓 控 制 器 ，粉 末 吸 附 過 多 時 會 自 動 報 警 ，采取清灰措施。
4 工藝流程?
將待清理的工件裝在工裝上，在吊具的吊裝下進入拋丸清理室，當進入拋丸清理區后停止 ，拋丸室大門關 閉 ，工 件 在 自 轉 機 構 的 驅 動 下 自 轉 ，同 時 拋 丸 器 對 工 件進行拋丸清理 、光飾 ，清理完畢后 ，大 門開啟 ，工件運出室外卸件。本設備設置五組，共 30個吊鉤裝置，當一 組 (6 個 )吊 鉤 在 清 理 室 進 行 清 理 的 過 程 中 ，其 它 吊 鉤 可進行工件的裝卸。其工藝流程為:裝零件一拋丸清 理一卸零件一裝零件。
本 設 備 采 用 可 編 程 控 制 器 (PLC)控 制 ，預 留 10% 輸入輸出點。整套系統可自動操作，也可手動控制。
5 結束語
本項目的研發為鑄鋁件提供了先進、高效、環保的表面清理光飾設備 ，實現 了對鑄鋁件進行一次性徹底 清 理 的 同 時 對 工 件 表 面 進 行 光 飾 的 雙 重 功 能 。并 且 ，采 用六個清理工位，生產率極高 ，是傳統懸鏈式拋清理機 (最 大 到 3 工 位 )無 可 企 及 的 。
]]>在電弧熱噴涂防腐作業中，需要對工件噴砂除銹處理。
1.1 電弧熱噴涂長效防腐施工工藝流程
工件預處理一噴砂除銹 清吹一 噴涂金屬 涂層一刷涂封閉涂層一成品檢驗
1.2 噴砂除銹施工要點 (1)磨料要求有棱角、清潔、干燥 、沒有油污。 (2)噴 射 處 理 所 用 的 壓 縮 空 氣 經 過 冷 卻 裝 置
及油水分離器處理 ，以保證壓縮 空氣的干燥 、無 油 。 壓 縮 空 氣 壓 力 為 0.7MPa。
(3)噴嘴到基體金屬表面保持 10~30mm的 距離。
(4)噴嘴的孔口直徑由于磨損而增大，當其 直徑增大 25%時需更換。
(5 ) 噴 射 方 向 與 基 體 金 屬 表 面 法 線 的 夾 角 控 制在 15。~30o范圍內。
(6)噴 砂 設 備 盡 量 接 近 工 件 ，以 減 少 管 路 長 度和壓力損失 ，避免過多的管道磨損，也便于施工 人員相互 聯 系。
(7 ) 表 面 預 處 理 后 ，用 干 燥 、無 油 的 壓 縮 空 氣 清 除 浮 塵 和 碎 屑 ，清 理 后 的 表 面 不 得 用 手 觸 摸 。
(8)涂 裝 前 如 發 現 基 體 金 屬 表 面 被 污 染 或 返 銹，必須重新進行處理。
2 噴砂除銹施工過程中粉塵防護措施
傳統的噴砂除銹施工易產生大量的成分為鋼 材表面的氧化皮 ，浮銹 、噴砂砂料等粉塵 ，嚴重污 染 了施工現場及周邊地區的環境 ，影響施工人員 的 身 體 健 康 。為 此 ，江 蘇 華 美 工 程 公 司 領 導 和 工 程 技術人員通過分析研究，改進噴砂除銹施工工藝 ， 通過采取相應的防護措施 、改造防腐車間 、改進粉 塵回收設備，減少和降低了粉塵的產生，在實際施 工中取得了一定的實際效果 。
2.1 減 少 粉 塵 的 產 生 量
傳統的噴砂除銹工藝采用的噴砂砂料為黃沙 或石英砂 ，在噴砂過程 中:黃沙和石英砂容易破 碎 ，粉塵產生量大 ;重復使用率低 ，只能重復使用 3次 ;黃沙或石英砂噴涂效率低 ，效果相對較差。
針對這些缺陷 ，我們首先在砂料上進行改進 ， 選用鋼砂 G25作為噴砂砂料后，明顯減少了粉塵
的 產 生 量 ;鋼 砂 G25 硬 度 高 ，塑 性 好 ，不 易 破 碎 ， 可 回 收 重 復 多 次 使 用 (6 次 )，實 現 了 節 能 環 保 ;而 且鋼砂G25顆粒質量大，沖擊力大，能較好的消 除鋼材機體內應力，起到一定的時效處理作用，提 高了鋼材材質。
2.2 增加 噴砂 車間通風 量和通 風 方式
噴 砂 車 間 外 形 尺 寸 為 寬 5 .5 m ， 高 4 m ， 長 13.5m ， 傳 統 的 壓 入 式 通 風 方 式 容 易 造 成 通 風 風 流和噴砂風流相互干擾 ，致使風流紊亂 ，容易揚起
粉塵 ，妨礙操作工的視線 ，威脅著操作工 的安全 ; 容易出現漏噴現象，造成返工處理。
因此 ，通風方式由原來壓入式通風改為抽出 式通風 ，一方面加大通風機通風量 ，另一方面減少 了風流之間的相互干擾 ，使新風流源源不斷的帶走 粉 塵 ，保 證 通 風 效 果 。
2.3 改造噴砂車間
由于鋼砂 沖擊力大 ，對墻壁有破壞作用 ，因此，在噴砂車間墻壁上懸掛厚度為 30mm的膠皮 ，有效保護了墻壁 ，保證 了噴砂棚的穩 固，確保了施工安全。
將原 噴砂棚人 口鐵門改造 為塑料懸掛門簾 ， 使每條塑料門簾相互疊壓 1/3寬度，既擋住了鋼 砂進出，又保證了新風流的進入 ，增加噴砂車間的 亮度 ，也有效保護了室外施工人員的安全。
2.4 更改空氣和砂料的混合比
根 據 多 年 的 施 工 經 驗 ， 在 噴 砂 除 銹 施 工 過 程中，改進噴砂時空氣和砂料的混合比，提高噴砂效 率，盡量減少鋼砂使用量 ，提高粉塵產生后的回收 率。
2.5 改造粉塵回收設備
對噴砂車間的粉塵回收設備進行如下改造處理：
(1)在 軸 流 式 風 機 出 風 口 處 增 加 90。彎 頭 ，將 風流引入室外出風口下方的水池中，利用風流的 沖擊力所濺起的水花吸收粉塵 ，粉塵濕潤后沉淀至池底。
（2）在水池的上方安裝上口小下口大的錐形出風口，在出風口處用圓形風筒加高，在最高處加圓錐形防雨帽，保證抽風效果。
(3)為 保 證 濕 式 除 塵 效 果 的 穩 定 性 ，在 水 池中 部 架 設 溢 水 口 ，保 證 水 池 內 水 位 高 度 ，使 水 壓 對彎頭處出風口的壓力恒定 ，從而保證濺起 的水 花穩定吸收粉塵。
(4)在 水 池 底 部 開 放 水 口 ，有 利 于 沉 淀 粉 塵 的清理 。
(5)軸流式風機人風 口處增加密 目鋼篩網 ， 防止鋼砂的吸入 ，減少鋼砂浪費。
噴砂車間粉塵回收設備改造示意圖如圖 l所 示 。
3 綜合效益分析
新噴砂除銹工藝減少和降低了粉塵的產生 ， 減少 了對施工現場和周 圍環境的破壞 ，實現了環 保 ，有效保證 了職工和周圍居民的身體健康。
新噴砂除銹工藝提高了生產效率 ，降低了職 工的勞動強度，節約了噴砂砂料，提高了噴砂砂料的 利 用 率 ，實 現 了 節 能 ，充 分 與 創 建 節 約 型 企 業 相 結 合 ，促 進 企 業 又 好 又 快 的 發 展 。
4 結 論
經過以上對施工工藝及施工設施的改進 ，有 效提高了生產效率 ，減少了對施工現場和周圍環 境的破壞 ，實現了節能環保 ，降低了職工的勞動強 度 ，保證了安全生產和職工的身體健康 ，為企業的強壯發展鋪墊了基石。
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1 引言
拋丸機通過一種或多種砂料來打擊金屬的表面，消除金屬表面的一些附著物 , 如鐵銹 ,防止銹蝕 改善外觀 從而提高產品質量 拋丸介質可以是各種規格的砂、 碳化硅顆粒、 小鋼球等。
拋丸機拋出的鋼砂通過葉片旋轉, 打擊到物體的表面, 去 除工件表面銹蝕。 拋噴丸清理技術的發展歷程如同其他行 業技術的發展一樣 , 經歷 了從仿制到 自行開發至快速發展 的一個漫長的過程。 第一臺拋丸機制成于上世紀 年代 , 我國在 年代初設計生產了一臺 滾筒式拋丸清理 機。 現階段, 相繼出現了形式多樣的清理機, 如通過式拋丸清理機、 轉臺式清理機、 吊鉤式清理機、 履帶式清理機、 滾筒式清理機、 鏈式清理機、 噴丸式拋丸清理機等, 在技 術發展趨勢上主要是結合新技術 如先進 的虛擬制造技術、 機器人技術 、 使用新材料 如使用新材料解 決耐磨 問題 并與計算機技術 如軟件開發 結合 , 從而實現拋丸機的 智能化、 電子化及紅外遠距離控制 , 實現全自動化清理 。
目前 , 中國已經有很多拋丸設備專業生產廠家 , 經過多年的研發 , 拋丸技術與裝備日臻完善 , 性能不斷提高, 應用范圍已從單純的鑄造業表面清理擴大到冶金礦山、 機 械制造 、 汽車拖拉機 、 兵器制造 、 輕紡機械 、 船舶車輛 、 航空宇航等不同行業 , 其工藝范圍亦從鑄鍛件的表面清理 擴展到金屬結構件的強化、 表面加工、 拋噴丸成形等不同 的領域。 拋丸機大致分為 種, 即履帶式拋丸機、 臺車式 拋丸機、 路面拋丸機、 鋼管內壁拋丸機和吊鉤式拋丸機。
2 吊掛環軌式拋丸生產線設計方案
2.1工件處理要求
被拋丸處理的工件性能參數如下 工件的材質為Q345不規則形狀, 最大尺寸為8000×3400×1600MM，工件重量6噸，生產效率45分鐘/掛，年清理生產效率2000件/年， 清理標準為SA2.5。
2.2 拋丸機選型
根據工件的性能參數對拋丸機五種類型進行可行性分析。
履帶式拋丸機適合用于大中型生產工件的表面清理及 強化 , 清理工件必須是單重在 以下 的鑄件 。
臺車式拋丸機主要適合中小型工件的表面清理的批量 生產, 該設備適合于發動機連桿、 齒輪、 膜片、 彈簧等的 表面處理 , 廣泛應用于鑄造和汽車制造業 , 具有生產效率高, 密封效果好 , 結構緊湊 , 裝卸件方便 , 技術含量高等特點。
路面拋丸機利用電機驅動 , 拋丸輪在高速旋轉過程中產生離心力和風力 一定顆粒度的彈丸流入進丸管時 可以控制彈丸的流量 便被加速帶入高速回轉的分丸輪中,在離心力的作下, 彈丸由分丸輪窗口拋出進入定向套, 再經由定向套窗口 控制丸料的拋打方向 拋出, 由高速回轉的葉片拾起 , 并沿葉片之長度方向不斷加速運動直至拋出, 拋出的彈丸形成一定的扇型流束, 沖擊工作平面起著。
清理強化的作用 鋼管內壁拋丸機采用噴丸技術來清理圓柱體的內壁 ,它是一種新型網管內壁噴丸清理機 , 它主要利用壓縮空氣 作為動力, 將彈丸加速產生一定的動能, 噴打鋼瓶內壁, 當鋼瓶定位于噴槍室時, 噴槍會 自動伸入各 自的瓶內, 噴 槍在腔 內上下移動 , 完成對瓶 內壁全方位噴射清理 , 是氣 瓶行業選用最佳類型 。
吊鉤式拋丸機作為拋丸清理機的標準機型 , 最大承載 量達 公斤, 它的生產效率相當高, 靈活性跨度也相 當大 , 是 理 想 的清 理 強 化 設 備 , 主 要 適 用 于 各 種 中 、 大 型 鑄件、 鍛件、 焊件、 熱處理件的表面處理 , 包括易碎和形 狀不規則的工件, 它是用電動葫蘆和軌道將工件吊掛起來, 沿著軌道慢慢進入到拋丸機中進行拋丸的一種工藝方法 , 只要將工件的重心找好, 就能將工件平穩的吊起, 輸送到 拋丸機中進行拋丸, 就能滿足工件的性能要求。
根據我們要處理工件的特點 , 只能采用吊鉤式拋丸機 生產線才能滿足工件生產的要求。
2.3 軌道運行方式選擇
直線往返式方式是工件進到拋丸室 , 采用原地 回轉進 行拋丸, 工件被拋完以后, 電動葫蘆和工件, 將沿原路返 回 。 該 軌 道 運 行 方 式 雖 然 占地 空 間 小 , 但 由 于 第 二 個 工 件 要等上一個工件出來并卸下來后才能開始吊掛、 運行和拋丸, 工作效率低, 達不到 臺件 年的性能指標要求。
環形軌道方式是指吊掛工件的軌道采用環形軌道 吊掛葫蘆采用環鏈電動葫蘆, 因為葫蘆在室體外運行, 可采 用普通 的環鏈 電動葫蘆 以減少成本 當第一個工件進行拋 丸后 , 繼續 向前走 , 進到后密封室 , 第二個工件馬上進入拋丸室進行拋丸, 效率上是直線往返方式的一倍, 所以這 種軌道方式能夠滿足生產效率 環形軌道方式的缺點是占 地空間相應的要大一些。
根據所處理工件的需求 , 我們認為采用環形軌道方式能夠滿足處理工件效率。
2.4 拋丸機生產線設計
拋丸機的機械結構如圖1所示主要包括室體、 電器 、控制系統、 吊掛輸送機構 、彈丸輸送系統 、電動上下料平車、氣動吊拉對開門、 拋丸器 、提升機 、除塵系統。 為滿足被拋工件的技術性能要求 ,拋丸機生產線各環節的設計參數如下。
（1）室體
根據處理工件性能參數，軌道采用環軌輸送工件，設計4個室體，分別是前密封室、拋丸室、后密封室、清理室。拋丸室的長度為3m，內部寬度4.3m，殼體采用12mm后鋼板和方管焊接結構組成。前后密封室的長度均為8.5m，內部寬度大于4m，內部高度大于3.6m，密封室一段與拋丸室相連，另 一 端 裝 有 氣 動 吊拉 對 開 門 , 前 后密封室均設有安全檢修 門 , 方便進入室體 內部進行作業 。清理室的長度為 米 內部寬度為 米 內部高度大于3.6m。
（2）電氣控制系統
電器控制系統采用 自動和手動兩種控制方式 , 正常運行狀態下采用 自動控制方式 , 設備各部件按預先編好的程序進行順序運行 安裝調試 單個或幾個功能部件運行 ,部件維修和試運轉時采用手動控制方式 。
（3）吊掛輸送機構
環形軌道采用的工字鋼型號為 , 軌道總長度大于100m，電動葫蘆的供電及控制采用環形滑觸線方式 設有10 個鋼絲繩電動葫蘆和 個一次吊具 , 起吊工件的方式為兩 個 電動 葫 蘆 同 時起 吊一 個 平 衡 梁 , 平 衡 梁 下 面 掛 工 件 。葫蘆通過平衡梁 吊裝工件后快速運行至拋丸室 , 慢速變頻調速通過拋射區 , 完成拋丸清理工作 。
（4）彈丸輸送系統
螺旋輸送器 由減速機 , 螺旋軸 , 輸送罩 , 帶座軸承等 組成 。 螺旋軸上裝有脈沖輪 , 可檢測跟蹤螺旋的工作狀態 , 一旦 出現堵塞不轉等故障時 , 馬上將信號反饋至 , 報 警或逐步停車 , 以保證設備的安全運轉。
（5）電動上下料平車
清理設備采用 電動平車上下料 , 平車在專用軌道上行走 , 平車上設有驅動系統 , 由拖鏈拖線提供 電源 。載重量為8噸， 平車主要 由臺面 、噸 , 臺面行走機構等組成 , 尺寸8×2.4m。
（6）氣 動 吊拉 對 開 門
前密封室外段、拋丸室與清丸室之間、清丸室外段，共設有 個氣動吊拉對開門, 兩扇大門均采用吊掛方式 ,通過滑架將門體懸掛在大門頂部的工字鋼上，門體下面設有 導 向輪 ,大門的開關采用氣缸驅動。
（7）拋丸器
葉輪體徑向跳動≦0.15mm，面跳動≦0.05mm，動平衡檢測≦15N.mm，主軸承空運轉1小時≦35°C。
（8）提升器
提升器由減速器、控制電機、上下滾筒、7層高強度聚酯芯傳動帶、料斗、封閉罩殼和漲緊裝置等組成。 提升 機的下部軸上裝有脈沖輪 , 可檢測跟蹤提升機的工作狀態 ,一旦 出現提升機皮帶松弛打滑或堵塞不轉等故障時 , 馬上將信號反饋至PLC，報警或逐步停車，以保證安全運行。
（9）除塵系統
設備總除塵風量約為66000立方米/時，除塵點分別是除塵室、前后密封室和清理室、分離器。除塵效率為99%以上，粉塵排放濃度小于等于100mg/立方米，設備運行過程中，由本設備導致的周邊粉塵濃度小于10mg/立方米，噪音小于93分貝。
3 結論
拋丸機利用拋丸器內葉片的高速旋轉，將砂料高速拋出，打到工件表面上，去除工件表面銹蝕，改善產品外觀，提高產品質量，本文根據待處理工件的技術性能參數，設計了一種拋丸機生產線?,?該拋丸機采用吊掛環軌道運行方式，能夠實現對特定工件的拋丸處理。
專業吊掛式拋丸清理機設計制造廠家，為您提供更優質的吊掛式拋丸系統。
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噴丸設備服務：
我司專業設計制造噴丸強化機、加壓強力噴丸設備，根據客戶的噴丸要求，和工件特征，定制噴丸工藝，設計專業的專用噴丸強化、噴丸改性機床設備，提供全面的噴丸培訓和售后服務。
噴丸強化機種類：
- 精控機械噴丸機，通過高壓空氣，驅動強化鋼丸沖擊工件，達到金屬表面噴丸強化、噴丸改性的目的；
- 激光噴丸強化設備，通過激光照射金屬表面涂覆層，使涂覆層氣化等離子體，而高速運動的等離子體在約束層（水約束）等約束下，高速沖擊金屬表面，達到噴丸強化的目的；
- 高壓水射流噴丸機，是一種通過高壓水流驅動鋼丸、玻璃丸等磨料，沖擊工件表面，達到噴丸強化和改性目的的噴丸強化機床，可分為純水射流、前后混合水射流、空化水射流噴丸機；
- 液體噴丸機，通過乳化油作為介質噴丸強化的設備；此外還有超聲波噴丸機、超聲速噴丸機等系列噴丸設備。
噴丸機和噴丸設備應用種類：
- 汽車工業噴丸機：齒輪噴丸強化、連桿噴丸強化、汽缸噴丸強化、彈簧噴丸強化、板簧、車架、扭力桿噴丸強化設備等，均為汽車行業噴丸應用等主要設備；
- 電力能源噴丸機：風電齒輪噴丸強化、新能源電池電極噴丸強化、太陽能光電設備噴丸強化、輸電設備噴丸處理設備等噴丸強化設備，均為電力能源行業防范使用的噴丸強化設備；
- 醫療設備噴丸機：心臟支架噴丸、鈦合金植入器械噴丸、人工植入式醫療器械噴丸強化設備，針對醫療行業專業設計制造的噴丸設備；
- 航空航天工業噴丸機：航空起落架、航空發動機葉片、航空齒輪等系列航空航天部件設計等專用噴丸機。
噴丸機設計交付程序：
- 首先我們需要確認噴丸工藝目的：①噴丸去應力強化；②噴丸表面硬化、納米化；③噴丸表面毛化、增加粗糙度；④噴丸表面清理；⑤其他噴丸改性目的；
- 根據噴丸工藝目的，設計噴丸工藝技術參數，然后經一步做噴丸工藝試驗，確認噴丸工藝可行性，確定噴丸工藝；
- 根據工件特性設計噴丸機，確定噴丸機設計方案，采購、加工噴丸機配件設備，制造噴丸機；
- 噴丸機噴丸試機，噴丸工藝校驗，確定噴丸標準作業表和相關操作手冊；
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]]>銅及銅合金大量應用在船舶螺旋槳、高速艦艇、水輪機、閥門、水泵等過流部件,空蝕使服役的螺旋槳使用效率下降,這不僅造成了巨大的經濟損失,甚至造成事故,威脅到生命安全造成重大損失[1,所以銅及銅合金的空蝕問題也是目前備受關注的問題之一。本文選取純銅作為試驗材料,對其進行一系列工藝參數的空化水噴丸處理,通過觀察噴丸后試樣的表面形貌、粗糙度,對空蝕孕育期內的損傷進行了探討。
1試驗材料和方法
試驗材料選用5mm厚的純銅（Cu)板材,在真空爐中500℃退火60min,以消除工業純銅板材的的殘余應力,得到均勻尺寸的晶粒。將純銅板材切成φ30 mm的圓片,經過鑲嵌、精磨和拋光處理,得到表面粗糙度(Sa)為0.13um金相試樣。
采用自行研制的空化水噴丸設備對試樣進行不同時間的噴丸處理。噴丸時試樣和噴嘴均淹沒在水中,選用直徑為1mm的噴嘴,垂直于噴丸式樣表面的中心處,噴嘴與試樣的距離為80mm,水射流壓力為20MPa。
采用ZEISS SUPRA55場發射掃描電子顯微鏡觀察試樣表面形貌變化,采用LEICA DCM3D型三維視頻顯微鏡對水噴丸后的表面形貌進行顯微組織觀察,分析表面粗糙度,金相試樣腐蝕劑采用5gFeCL,+25mlHCL+50mlH,O的混合溶液進行擦拭。
2試驗結果與分析
2.1表面空蝕損傷
采用淹沒式空化水射流對拋光態試樣表面進行噴丸處理,觀察試樣表面的損傷程度,一次射流區由噴嘴噴出的空化水射流垂直打在試樣表面,造成的接近噴嘴尺寸的損傷斑點,在該區外圍的環形損傷區,由于一次射流區空泡爆破產生的沖擊波對部分噴嘴噴出的水射流作用,可稱為混合射流區,其示意圖如圖1所示。測得低倍損傷表面形貌見圖2。觀察試驗后所得噴丸試樣,損傷嚴重的一次水射流區的尺寸約為1mm左右,與噴嘴直徑相近。
2.1.1一次射流區的損傷
通過觀察不同工藝參數空化水噴丸處理試樣表面的形貌變化,式樣進行水噴丸前必須處于機械拋光狀態。在20Mpa下噴丸不同時間后式樣的表面形貌如圖3所示。由圖3可見,水噴丸10min時,試樣表面已經出現少量塑性變形坑、大量空蝕針孔。塑性變形坑的尺寸大小不均勻,最大直徑為304m,空蝕針孔尺寸基本相同,約2um,見圖3 (b)。水噴丸25min時,損傷程度顯著加大,塑性變形坑和空蝕針孔數量明顯增多,但是尺寸變化很小,李晶形貌基本都顯現出來,而且局部空蝕針孔出現了匯聚的狀況,呈現局部少量剝落現象,見圖3(c)、3(d) 。噴丸40min時,試樣表面晶粒相貌完全顯現,說明由于塑性變形程度增加,晶內位錯移動和孿生的結果,使得晶粒發生了轉動,不同晶粒轉動方向和程度不同,晶粒高低起伏程度不同,從而顯現晶粒形貌。高倍數下觀察發現,空蝕針孔匯聚處開始有少量剝落,還出現開口大且深的空蝕孔洞,塑性變形產生的滑移帶也開始變形,呈現彎曲狀,見3 (e)、3(f)。噴丸60min時,試樣表面出現大量空蝕孔洞和空蝕針孔,但還能觀察到晶粒形貌,說明表面金屬剝落量小,可以觀察到空蝕孔洞內呈現網格狀,說明空洞內部以這種形式緩慢剝落。隨著時間繼續增加,塑性變形和剝落急劇上升,表面粗糙度進一步增大。噴丸90min時,試樣表面損傷嚴重,大量金屬剝落,只存在深的空蝕孔洞,可以看到大塊金屬剝落后的形貌。由于純鋼的硬度低,受到空泡作用產生塑性變形坑,使坑周圍的金屬凸起,大量空蝕孔洞互相擠壓,金屬凸起程度越來越大,最后整塊剝落,孔洞內部存在滑移帶,如圖3 (i)所示。
為了更清晰的觀察一次射流區塑性變形坑空蝕針孔的出現和生長,進行20MPa下的一次射流損傷區的原位觀察,在一次射流區固定位置隨著時間的增加觀察固定位置塑性變形坑及其周圍區域內的變化,分析塑性變形坑的長大方式。
如圖4 (a)所示,噴丸1min時就出現了塑性變形坑,尺寸大約為25um,內部呈魚鱗紋且存在空蝕針孔。噴丸增加到10min后,空蝕坑周圍出現少量機械損傷和剝落,依然存在空蝕針孔,空蝕坑的大小變化較小,但是空蝕坑邊緣變圓滑且內部的魚鱗紋也變淺,如圖4 (b) 。當時間增加到15min時可以清晰觀察到空蝕坑尺寸變大,形狀開始趨于圓形,內部魚鱗紋變得更淺,局部放大后可觀察到空蝕坑邊緣存在大量的針孔,隨著空泡在內部的潰滅產生沖擊波,這些針孔緩慢聚集,局部區域出現少量掉落的情況,因此由于針孔大量聚集造成邊緣金屬少量且緩慢的剝落,使得空蝕坑的尺寸緩慢變大,如圖4 (b) (c)所示。
2.1.2混合射流損傷區形貌
隨著時間的逐步遞增,對試樣表面的混合射流區進行細致的觀察,沒有觀察到一次射流區的空蝕坑,短時間內在混合射流區形成大且淺的坑,同時坑內可觀察到晶粒形貌以及空蝕針孔。
隨著時間的增加,混合射流區的晶粒形貌逐漸清晰,晶粒轉動程度逐漸遞增,同時存在變形的滑移帶,匯聚成網狀結構。因為一次射流區空泡爆破產生射流影響部分噴嘴噴出的空化水射流,使得這部分空化水到達試樣表面時能量降低,同時具有一定的方向性,所具有的能量不足以使試樣表面產生塑性變形坑,只會形成小的空蝕針孔和滑移帶,同時顯現晶粒形貌,如圖5所示。
2.2表面粗糙度分析
采用LEICA DCM3D型三維視頻顯微鏡觀察不同時間噴丸處理后式樣的表面粗糙,隨著時間的累加到90min,一次射流區和混合射流區的損傷程度逐步上升。如圖5所示,不同時間兩區的粗糙度曲線可知,隨著時間增加兩區的粗糙度都是逐漸上升的,但是混合射流區的粗糙度總是大于一次射流區,因為一次射流區受到垂直表面的空化水射流作用,表面縱向受到大部分沖擊力,空蝕損傷最嚴重,形成密集空蝕坑,如圖6(b)所示。由圖6 (a) （c)可以看出,一次射流區的空蝕損傷最大,混合射流區次之。由圖6 (d)可知,混合射流區室蝕坑開口大,空蝕坑內部和邊緣圓滑,呈現孔狀,空蝕坑稀疏,因為退火純銅HV0.01硬度在60HV左右,塑性較好,不易形成脆性裂紋,所以在水射流和空泡作用下,形成大且圓滑的空蝕坑,說明該區空化水射流的空泡的數量減少,具有一定方向性。因此相比一次射流區所測粗糙度,混合射流區的空蝕坑起伏變化大,即混合射流區粗糙度大于一次射流區。
3結論
(1)一次射流區,隨噴丸時間逐漸增加,塑性變形坑和空蝕針孔數量增多，李晶晶界開始顯現，直到表面金屬剝落程度顯著增加,使得表面粗糙度也明顯增大,同時出現大量的變形滑移帶。
(2)通過原位觀察可知，塑性變形坑是以邊緣的空蝕針孔聚集形成少量剝落這種形式長大。
(3),短時間內混合射流區出現大且淺的空蝕坑,內部觀察到晶粒相貌,隨著時間增長整個區域的晶粒形貌都會顯現。
(4)隨噴丸時間增加,兩區表面粗糙度逐漸上升，且混合射流區大于一次射流區。
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]]>本文將對?316L?不銹鋼進行噴丸強化處理,分析噴 丸時間、彈丸直徑、振動頻率對噴丸強化后材料表面的 三維形貌、粗糙度、硬度及摩擦磨損性能的影響。
1 試驗材料及方法
1. 1?試驗材料
試驗用材料為?316L?不銹鋼,其名義化學成分(質量分數,%)如表?1?所示。?試件為直徑?φ95 mm,厚度3mm?的圓盤。?試驗所用彈丸為含鋯量?95% (?質量分數,下同)?的高純氧化鋯珠,化學成分為:94. 8% ZrO2，5 ±0.2%Y2O3,彈丸直徑分別為?φ1.0 mm?和?φ2.4 mm。?氧化鋯珠球體圓整度好,表面光滑,有極好的韌性、耐 沖擊性,在高速運轉中不碎裂。?鋯珠的耐磨性是玻璃 珠的?30 ~ 50?倍,有極高的研磨效率。
1. 2 試驗方法 為了研究彈丸直徑對材料表面摩擦性能的影響,
本文選用直徑為 φ1. 0 mm 和 φ2. 4 mm 的彈丸進行噴 丸試驗;為了研究噴丸時間對材料表面摩擦性能的影 響,在彈丸直徑相同、振動頻率相同的條件下,噴射時 間分別選為 15、20、25 和 30 min;為了研究振動頻率對 摩擦性能的影響,在彈丸直徑相同、噴射時間相同的條 件下,振動頻率分別選為 35、40、45 和 50 Hz。
試驗前先對試件進行車削機械拋光處理,之后用酒精清洗試件表面和彈丸。 采用 SNC-1 型金屬材料 表面納米化試驗機進行噴丸強化試驗,然后用超聲振 蕩器去除樣品表面油污。 采用 LSM700 激光共聚焦顯 微鏡觀察試件表面的三維形貌,并測量各種噴丸條件 下試件表面的粗糙度;采用 HR-150DT 洛氏硬度計測 量試件表面的洛氏硬度;采用 CFT-1 型材料表面性能 綜合測試儀測試試件的摩擦因數,載荷為 50 N,加載 時間為 10 min;采用 QUNNTA FEG650 掃描電子顯微 鏡觀察磨痕的表面磨損形貌。
2?試驗結果與討論
2. 1?噴丸強化后材料表面形貌
圖?1( a1?) 、( a2?)?表示車削機械拋光后原始表面光學圖和三維形貌圖。?可以看出,表面有較多的柵狀凹陷,表面粗糙度?Ra?= 10. 64 μm,洛氏硬度為?33 HRC。?a圖?1(b1?)、(b2?)表示采用彈丸直徑為?φ1. 0 mm,振動頻 率為?50 Hz,噴丸時間?30 min?進行噴丸強化處理后試 件表面光學圖和三維形貌圖。?可以看出,表面出現明顯的犁溝,說明彈丸尺寸較小時,噴丸表面以犁溝和塑 性變形為主。?表面粗糙度?Ra?= 8. 43 μm,洛氏硬度為40. 86 HRC,與噴丸前經車削機械拋光樣品相比,粗糙度明顯減小,硬度明顯提高。 圖 1(c1 )、(c2 )表示采用彈丸直徑為 φ2. 4 mm,振動頻率 50 Hz,噴丸時間 30 min進行噴丸強化處理后試件表面光學圖和三維形貌圖。
可以看出,表面沒有出現明顯的犁溝,說明彈丸尺寸較大時,噴丸表面以塑性變形為主。?表面粗糙度?Ra?=?6.97 μm,洛氏硬度為44.26HRC,與彈丸尺寸為1.0mm?時相比,粗糙度減小,硬度增加。?這是由于經過車削機 械拋光后,試件表面較粗糙,粗糙的表面經過噴丸強化 處理后硬度提高,使得彈丸撞擊表面產生的凹坑尺寸 減小,因而其表面粗糙度降低?。?而且對于表面較粗 糙的試件,彈丸尺寸大時噴丸強化效果更明顯,硬度更 高,粗糙度更低。
2. 2?噴丸強化后材料表面硬度及粗糙度
圖?2?表示彈丸直徑分別為?φ1. 0 mm?和?φ2. 4 mm,振動頻率為?50 Hz,噴丸強化時間分別為?15、20、30 min?時材料表面硬度分布。?可以看出,噴丸強化后材料表 面硬度提高,噴丸時間為?15 min?時,材料表面硬度和 未噴丸時材料表面硬度相差不大,隨著噴丸時間的增 加,材料表面硬度增加;彈丸直徑為?φ2. 4 mm?時噴丸 后材料表面硬度大于彈丸直徑為?φ1. 0 mm?時噴丸后 材料表面硬度,且時間越長二者差別越大,當噴丸時間 增加到?30 min?時,彈丸直徑為?φ1. 0 mm?時材料表面硬 度是未噴丸材料表面硬度的約?1. 24?倍;彈丸直徑增加 為?φ2. 4 mm?時,材料表面硬度是未噴丸材料表面硬度 的約?1. 34?倍。?噴丸時間越短,彈丸直徑對噴丸強化材 料表面硬度影響越小。
圖3(a)表示振動頻率為?50 Hz,彈丸直徑為φ1.0 mm?和?φ2. 4 mm,噴丸時間分別為?15、20、25、30 min?時材料表面粗糙度,圖?3(b)表示噴丸時間為15 min,彈丸直徑為?φ1. 0 mm?和?φ2. 4 mm,振動頻率 分別為?35、40、45、50 Hz?時材料表面粗糙度。?可以看 出:1彈丸直徑對噴丸強化后材料表面粗糙度影響較 大,對于表面為機械拋光的試件,彈丸直徑越大,噴丸 強化后材料表面粗糙度越小;2隨噴丸時間的增加,材 料表面粗糙度逐漸減小,當噴丸時間達到?30 min?時,?表面粗糙度明顯減小;3振動頻率小于?50 Hz?時,表面 粗糙度變化不大,當振動頻率達到?50 Hz?時,表面粗糙 度明顯減小。
2. 3?噴丸強化材料在干摩擦下的摩擦磨損性能
?圖4(a)表示彈丸直徑為φ1.0 mm,振動頻率為?50 Hz,噴丸時間分別為?15、20、25、30 min?時材料表面 摩擦因數。?可以看出,噴丸時間小于?30 min?時,對材 料表面摩擦因數影響不大,當噴丸時間達到?30 min?時,材料表面摩擦因數有所減小。?噴丸后的摩擦因數 均小于未噴丸表面的摩擦因數,說明,當未噴丸表面較 粗糙時,噴丸強化可以降低材料表面摩擦因數,增加材 料的耐磨性。?圖?4(b)表示彈丸直徑為?φ1. 0 mm,噴丸 時間為?15 min,振動頻率分別為?35、40、45、50 Hz?時材 料表面摩擦因數。?可以看出,振動頻率對材料表面摩 擦因數影響相對較小,在摩擦時間為?30 s?時,不同頻 率下噴丸處理后材料表面摩擦因數約為?0. 33,未噴丸 材料表面摩擦因數約為?0. 43,當摩擦時間增加到3 min 時,噴丸處理后摩擦因數與未噴丸時的摩擦因 數均增加到 0. 5,說明此時納米層被磨破到達基體層。
圖4(c)表示彈丸直徑為φ2.4mm,振動頻率為?50 Hz,噴丸時間分別為?15、20、25、30 min?時材料表面 摩擦因數。?可以看出,與圖?4(a)相比,噴丸時間對摩 擦因數影響較大,且噴丸時間越長,摩擦因數越低,當 噴丸時間增加到?30 min?時,摩擦因數明顯降低。?圖?4(d)?表示彈丸直徑為?φ2. 4 mm,噴丸時間為?15 min,?振動頻率分別為?35、40、45、50 Hz?時材料表面摩擦因數。?可以看出,與圖?4(b)相比噴丸頻率對摩擦因數影響較 大,頻率為?35 Hz?時,材料表面摩擦因數與未噴丸相比較接近,振動頻率增加到 50 Hz 時,摩擦因數明顯減 小。 說明隨彈丸直徑的增大,噴丸時間和振動頻率對 材料表面摩擦因數的影響增加。 彈丸直徑為 φ2. 4 mm 時納米層厚度大于相同噴丸條件下彈丸直徑為 φ1. 0 mm 時納米層厚度,從而摩擦因數減小,耐磨性提高。
2. 4?噴丸強化?316L?不銹鋼在干摩擦下的磨損機制?
圖?5?為不同噴丸條件下噴丸強化樣品與未噴丸樣 品經干摩擦試驗后表面磨損形貌。?可以看出,在干摩 擦條件下,噴丸樣品和未噴丸樣品的主要磨損機制均 為磨粒磨損,樣品表面出現許多白色的磨屑和部分脫 落片層物。?圖?5(a)為未噴丸樣品表面磨損形貌圖,可以看出,脫落片層物分層較多,且出現較大塊的磨屑; 圖 5(b)為彈丸直徑 φ2. 4 mm,噴丸時間為 15 min,頻 率為 35 Hz 時噴丸樣品表面磨損形貌圖,與未噴丸相 比,片層物分層相對減少,但仍有大塊磨屑脫落,與未 噴丸處理的磨損表面接近。 這是由于載荷較大,表面 納米化處理的試樣表面層經受了嚴重的接觸應力及摩 擦溫度作用,其組織結構可能發生變化,另外,納米表 層可能已經被部分磨穿,因而材料的耐磨性降低。 圖 5(c)為彈丸直徑 φ2. 4 mm,噴丸時間 15 min,頻率 為 50 Hz 時噴丸樣品表面磨損形貌圖,可以看出,磨屑 數量明顯減少,且磨屑尺寸均勻,無大塊磨屑出現,脫 落片層物減少,出現細且淺的犁溝;圖 5(d)為彈丸直 徑 φ2. 4 mm,噴丸時間 30 min,振動頻率 50 Hz 時噴丸 樣品表面磨損形貌圖,可以看出,磨屑為均勻的小顆 粒,脫落片層物減少,無明顯的犁溝。 表面磨粒減小的 主要原因是噴丸強化后在材料表面形成高強度和高硬 度的納米晶層,由于納米層微粒尺寸減小,所以磨損過 程中產生的磨屑尺寸減小,沒有整塊的脫落,從而增加 了材料的耐磨性。
3 結論
1) 對于機械拋光表面,彈丸直徑為 φ1. 0 mm 時,噴丸表面以犁溝和塑性變形為主,彈丸直徑為 φ2. 4 mm 時,噴丸表面以塑性變形為主。
2) 噴丸強化后材料表面硬度提高,隨著噴丸時間 的增加,材料表面硬度增加;彈丸直徑為 φ2. 4 mm 時 噴丸后材料表面硬度大于彈丸直徑為 φ1. 0 mm 時噴 丸后材料表面硬度,且噴丸時間越長二者差別越大。
3) 對于表面為機械拋光的試件,彈丸直徑越大,噴 丸強化后材料表面粗糙度越小,當噴丸時間達到 30 min, 或振動頻率達到 50 Hz 時,表面粗糙度明顯減小。
4)?彈丸直徑較小時,噴丸時間和振動頻率對摩擦因 數影響較小;彈丸直徑較大時,噴丸時間和振動頻率對摩 擦因數的影響較大。?經過噴丸強化處理后,材料表面摩 擦因數均小于未噴丸樣品的摩擦因數。?隨著噴丸時間和 振動頻率的增大,磨痕處磨粒尺寸減小且更均勻。
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