在對大中型工件進(jìn)行噴砂時,選擇磨料應(yīng)遵循以下原則:
一、與工件材質(zhì)的適應(yīng)性
硬度匹配:磨料的硬度應(yīng)適當(dāng)高于工件表面的硬度,這樣才能有效去除工件表面的雜質(zhì)和氧化層,但磨料硬度不能過高,以免過度切削工件表面,造成表面粗糙度過大、損傷工件甚至改變工件的尺寸精度。例如,對于硬度較低的鋁合金工件,可選擇硬度適中的玻璃珠或塑料磨料;而對于硬度較高的鋼鐵工件,可以選擇鋼砂或金剛砂等磨料。
化學(xué)相容性:磨料應(yīng)與工件材質(zhì)在化學(xué)性質(zhì)上相容,避免發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而對工件造成腐蝕或污染。例如,對于不銹鋼工件,應(yīng)避免使用含有氯離子的磨料,因為氯離子可能會引起不銹鋼的點蝕。
二、噴砂目的和要求
表面清潔度:如果主要目的是去除工件表面的油污、銹蝕等雜質(zhì),達(dá)到較高的清潔度要求,可以選擇具有較強(qiáng)切削能力的磨料,如鋼砂、銅礦砂等。這些磨料能夠快速有效地去除各種頑固的污染物,使工件表面煥然一新。
表面粗糙度:若需要增加工件表面的粗糙度,以提高后續(xù)涂層的附著力,可以選擇顆粒形狀不規(guī)則的磨料,如棕剛玉。這種磨料在噴砂過程中能夠形成凹凸不平的表面紋理,為涂層提供良好的機(jī)械鎖合作用。例如,在汽車制造中,車身表面在噴漆前通常會進(jìn)行噴砂處理,以增加油漆的附著力,提高涂層的耐久性。
特殊要求:如果工件有特殊的表面處理要求,如需要獲得特定的光澤度或去除特定類型的涂層,應(yīng)選擇相應(yīng)的磨料。例如,對于去除舊的熱噴涂層,可以選擇硬度較高且顆粒較細(xì)的碳化硅磨料。
三、磨料的物理性質(zhì)
粒度分布:磨料的粒度大小直接影響噴砂效果。一般來說,粗粒度的磨料適用于去除較厚的涂層和嚴(yán)重的銹蝕,能夠快速高效地清理工件表面;細(xì)粒度的磨料則用于獲得較光滑的表面和較高的清潔度。同時,磨料的粒度分布應(yīng)盡量均勻,避免過大或過小的顆粒過多,以免影響噴砂的穩(wěn)定性和效果。例如,在鋼結(jié)構(gòu)的噴砂處理中,初始階段可能會使用較粗粒度的磨料進(jìn)行大面積的除銹,然后再用細(xì)粒度的磨料進(jìn)行精細(xì)處理,以獲得良好的表面質(zhì)量。
形狀:磨料的形狀也會對噴砂效果產(chǎn)生影響。尖銳棱角狀的磨料具有較強(qiáng)的切削能力,但容易在工件表面留下較深的劃痕;圓形或球形的磨料切削能力相對較弱,但能產(chǎn)生較為平滑的表面。例如,在一些對表面質(zhì)量要求較高的工件,如光學(xué)元件或精密機(jī)械零件的噴砂處理中,通常會選擇球形的玻璃微珠作為磨料,以避免對工件表面造成損傷。
密度:磨料的密度決定了其在噴砂過程中的動能和沖擊力。密度較大的磨料在相同的噴射速度下具有更大的沖擊力,能夠更有效地去除工件表面的雜質(zhì);但密度過大也可能導(dǎo)致磨料在噴射過程中對設(shè)備的磨損加劇。例如,鋼砂的密度較大,適用于對硬度較高的工件進(jìn)行強(qiáng)力噴砂;而玻璃珠的密度較小,適用于對表面要求較光滑的工件進(jìn)行輕度噴砂。
四、成本和環(huán)保因素
成本效益:考慮磨料的價格、使用壽命和可重復(fù)使用性等成本因素。一些磨料雖然價格較高,但使用壽命長、可重復(fù)使用次數(shù)多,綜合成本可能并不高。例如,金剛砂磨料價格相對較高,但由于其硬度高、耐磨性好,能夠在較長時間內(nèi)保持良好的噴砂效果,因此在一些對噴砂質(zhì)量要求較高且工作量較大的場合具有較好的成本效益。
環(huán)保性:選擇環(huán)保型磨料,減少對環(huán)境的污染。一些傳統(tǒng)的磨料,如石英砂,在噴砂過程中會產(chǎn)生大量的粉塵,對操作人員的健康和環(huán)境造成危害。而新型的環(huán)保磨料,如石榴石砂、核桃殼等,不僅具有良好的噴砂效果,而且粉塵產(chǎn)生量少,對環(huán)境更加友好。例如,在一些對環(huán)保要求較高的場合,如食品加工設(shè)備、醫(yī)療器械等的噴砂處理中,會優(yōu)先選擇環(huán)保型磨料。