中国喷抛丸技术与装备现状分析

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1、中国喷抛丸技术与装备现状分析　一.喷抛丸技术概述　　喷抛丸(砂)技术分抛丸、喷丸(砂)技术，也有些行业称喷砂、吹砂、喷珠、喷弹等，最早用于铸造、锻造件等粘砂和氧化皮等的去除。抛丸是利用高速旋转的叶轮把丸砂抛掷出去高速撞击零件表面，达到表面处理的要求，丸砂速度一般在50～lOOnds。喷丸(砂)是以压缩空气带动丸砂通过专门工具(一般包括喷丸器和喷枪)，高速喷射于零件表面，利用丸砂的冲击和摩擦作用，达到表面处理要求，丸砂速度一般在30～50m／s。上世纪30年代美国维尔贝莱特(wheelabrator)公司在世界上制成第一台抛丸机。中国的喷抛丸设备生产始于上世纪50年代，主

2、要是仿前苏联技术。60年代初，青岛机械厂设计生产了一台Q31lO滚筒式抛丸清理机，标志着中国喷抛丸技术与装备从纯仿制到可自行开发和制造的转变，中国也开始有喷抛丸设备专业生产厂家。多年来喷抛丸技术与装备日臻完善，性能不断提高，应用范围从单纯的铸造业的表面清理扩大到冶金矿山、机械制造、汽车拖拉机、兵器制造、轻纺机械、船舶车辆、航空宇航等不同行业，其工艺范围亦从铸锻件的表面清理扩展到金属结构件的强化、表面加工、喷抛丸成形等不同的领域。随着喷抛丸工艺的广泛应用，至今世界上已经发展了适应各种不同工艺要求的喷抛丸设备上千种规格品种，反过来喷抛丸设备的发展又促进了喷抛丸技术的发展，扩

3、展了喷抛丸工艺的应用。磨料(弹丸或丸砂)是喷抛丸工艺中使用的介质，根据形状、大小、硬度、材料等分成很多类别，根据不同的喷抛丸工艺要求选用，其质量高低也影响了喷抛丸质量,。故磨料也是喷抛丸技术不可或缺的组成部分，与喷抛丸设备一起构成了喷抛丸技术。磨料为钢或铁质等金属材料的抛射一般称为喷抛丸，磨料为石英砂、钢砂等抛射一般称为喷砂。　二.喷抛丸技术应用范围　　2.1金属表面的清理　　2.1.1各种铸件的表面清理　　喷抛丸设备首先应用于铸造业铸钢、铸铁件的表面粘砂及氧化皮的清除。几乎所有的铸钢件、灰铸件、玛钢件、球铁件等都要进行喷抛丸处理。这不仅是为了清除铸件表面氧化皮和粘砂，

4、同时也是铸件质量检查前不可缺少的准备工序，比如大型气轮机机壳在进行无损探伤以前必须进行严格的喷抛丸清理，以保证探伤结果的可靠性。在一般铸件生产中，喷抛丸清理是发现铸件表面缺陷如皮下气孔、渣孔以及贴砂、冷隔、起皮等的必不可少的工艺手段。有色金属铸件，如铝合金、铜合金等的表面清理，除清除氧化皮、发现铸件的表面缺陷外，更主要的目的是以喷抛丸来清除压铸件的毛刺和获得具有装潢意义的表面质量，获得综合效果。　　2.1.2各种锻件及热处理件的喷抛丸清理　　多数金属工件在锻造热处理加热中会产生表面氧化，这层氧化鳞皮对零件的化学涂层除锈有严重的破坏作用，需要喷抛丸清理。对需要切削加工的零

5、件而言，清除氧化皮是减少刀具磨损、提高切削刀具使用寿命、保持机床精度、控制锻坯尺寸以获得最佳切削状态的必要条件。对自动加工机床这一点更显得重要。经最终热处理的工件进行喷抛丸可以获得清除氧化皮和强化工件的综合效果。几乎绝大多数汽车、拖拉机等车辆的齿轮要进行热处理后的喷抛丸处理。　　2.1.3冶金钢铁生产工艺应用　　冶金钢铁生产中，喷抛丸一酸洗是保证钢铁大量生产中获得高生产率而采用的机械一化学联合去除磷皮的种工艺方法。硅钢片、不锈钢薄板等其他合金钢板、带的生产中，在冷轧工序过程中必须进行退火一喷抛丸一酸洗处理，以保证冷轧钢板的表面粗糙度及厚度精度。　　2.1.4钢板、型钢以

6、及钢结构件的表面喷抛丸清理　　在重型机器、矿山机械、船舶、车辆制造及各种高中压容器、锅炉制造业中，为使机器获得最佳的表面质量和防锈功能，对其原材料钢板、各种型钢等必须进行喷抛丸除锈、喷漆，一般称为预处理。预处理后金属表面的氧化皮被清除，给以后工序特别是数控自动气切割及各种自动焊接提供了良好的表面准备，因为金属表面有氧化皮的情况下，自动气割及自动焊接的工艺质量难以保证。另外，钢结构经冲压或焊接成型，在进行涂漆以前，要进行整体钢结构的表面喷抛丸除锈，一般称为后处理。这种喷抛丸设备一般是大型、专用的，是针对特定被清理的钢结构设计的，如火车整体车厢、大型集装箱的喷抛丸清理即属于

7、这种类型。以上所述均为以清除金属表面氧化皮为主要目的，其喷抛丸工艺多采用白铸铁弹丸或是中等硬度的铸钢弹丸，对弹丸的形状及粒度要求不甚严格。铸锻件的喷抛丸清理，为获得较高的喷抛丸清理效率，般采用较大粒度的弹丸，冶金钢珠生产中的不锈钢板硅钢片的喷抛丸清理则常采用较细粒度的弹丸。　　2.2金属工件的强化—提高疲劳强度　　根据现代金属强度理论，增加金属内部的位错密度，是提高金属强度的主要方向。实践证明喷抛丸是增加金属位错结构的行之有效的工艺方法。这对一些金属不能通过相变硬化(如马氏体淬火等)或实现相变硬化的基础上而要求再进一步强化的工件而言，更具