鑄造作為人類(lèi)最早的熱加工工藝,已經(jīng)成為了現(xiàn)代制造工業(yè)重要的基礎(chǔ)工藝之一,隨著科技的進(jìn)步和鑄造業(yè)的蓬勃發(fā)展,人們對(duì)鑄件的質(zhì)量、成本、生產(chǎn)效率等方面的要求也越來(lái)越高,鑄件清理作為鑄件生產(chǎn)的重要后加工工序,關(guān)系著鑄件的最終表面質(zhì)量、生產(chǎn)效率及鑄件的成本,因此也越來(lái)越受到人們的關(guān)注。
拋丸清理是鑄件清理的關(guān)鍵工序,是指通過(guò)拋丸機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的葉輪產(chǎn)生的離心力或通過(guò)壓縮空氣,將磨料拋打到鑄件上,對(duì)鑄件表面進(jìn)行連續(xù)不斷的敲擊,清除粘砂、氧化皮和其他污物,使鑄件獲得光整、清潔的表面,這一工序雖然不像熔煉、造型、澆注等工序?qū)﹁T件質(zhì)量有根本性的影響,但清理工序控制的好壞對(duì)鑄件的生產(chǎn)成本和生產(chǎn)效率也起著至關(guān)重要的作用。
拋丸機(jī)常用磨料分析
1)鑄件拋丸清理常用的磨料有鋼丸、鋼砂、鋼絲切丸,各產(chǎn)品的特點(diǎn)如下:
鋼丸:是最常用的鑄件清理用磨料,但由于金屬磨料行業(yè)還不夠規(guī)范,因此市場(chǎng)上的鋼丸質(zhì)量水平參差不齊,而僅僅通過(guò)外觀的檢查很難判斷出鋼丸質(zhì)量的高低,低質(zhì)量的鋼丸帶來(lái)的是不僅是更高的消耗成本,而且會(huì)降低清理效率,增加設(shè)備維護(hù)、除塵、人工等多方面的成本。
鋼砂:近幾年,歐美的鑄造企業(yè)為了提高清理質(zhì)量和清理效率,降低人工成本,采用鋼丸和鋼砂的混合品進(jìn)行鑄件清理,充分利用鋼丸、鋼砂各自的優(yōu)勢(shì),并取得了很好的效果,現(xiàn)在在國(guó)內(nèi)的一些獨(dú)資或合資鑄造企業(yè)也已經(jīng)在使用鋼砂進(jìn)行清理,效果很好,但對(duì)鋼砂的質(zhì)量要求較高,尤其是對(duì)鋼砂的硬度、顆粒形狀和金相組織要求很高。
鋼絲切丸:國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的鋼絲切丸大多是用廢舊的輪胎鋼絲或鋼絲繩切割而成,大多數(shù)應(yīng)用鋼絲切丸的鑄造企業(yè)是感覺(jué)鋼絲切丸的壽命更長(zhǎng),但鋼絲切丸的磨損低除了其沒(méi)有氣孔等缺陷外,還與其硬度相對(duì)較低和拋打時(shí)的作用力小有很大關(guān)系,而其最大的缺陷是由于其外形不規(guī)則造成的拋丸質(zhì)量低和對(duì)設(shè)備的磨損大,而且是非標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品,大多由小規(guī)模的家庭式工廠生產(chǎn),無(wú)論從貨源供應(yīng)還是從質(zhì)量控制上都很難給用戶(hù)長(zhǎng)久的保障,因此大多應(yīng)用領(lǐng)域都在逐步放棄選擇使用鋼絲切丸。
2)針對(duì)常用的清理用磨料—鋼丸、鋼砂,下面從其各項(xiàng)指標(biāo)分析對(duì)其性能的影響:
⑴ 磨料的材質(zhì):材質(zhì)是影響磨料質(zhì)量最重要的因素,采用高質(zhì)量的原材料、高端的冶煉工藝,加入足夠的合金成分,可得到優(yōu)良的材質(zhì),如磨料的材質(zhì)不夠好,則會(huì)直接降低其使用壽命和使用效果,常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題是:碳(C)含量過(guò)高、硅(Si)、錳(Mn)合金元素含量過(guò)低,硫(S)、磷(P)有害元素含量過(guò)高等,尤其是有害元素的含量,對(duì)性能影響較大,應(yīng)盡可能的低一些。
⑵ 磨料的硬度:磨料的硬度應(yīng)盡可能高一點(diǎn),至少要高于鑄件表面 HRC5-10,高硬度的磨料能使鑄件清理更徹底,提高清理效率,但必須保證其更高的內(nèi)在質(zhì)量,以保證磨料在高硬度下也有足夠的抗破碎能力,很多磨料廠家把磨料的硬度做得很低,以造成磨料不易破碎、消耗量低的假象,但對(duì)使用來(lái)說(shuō)是得不償失的,由于磨料硬度低,其拋丸動(dòng)能完全被磨料顆粒本身的變形所吸收,不能很好地清理鑄件表面,還會(huì)造成因?yàn)榍謇硇实蛶?lái)的人工、動(dòng)能等成本的上升。
⑶ 磨料的粒度,即磨料的顆粒大小。磨料的粒度大小要適中,粒度太小,粗糙度小,但沖擊力小,易造成清理不徹底,清理效率低;粒度太大,單個(gè)顆粒的沖擊力大,但單位時(shí)間內(nèi)拋打在鑄件上的顆粒數(shù)少,降低了清理效率,并使粗糙度加大。
⑷ 磨料的壽命:壽命是磨料的綜合性能體現(xiàn),在拋丸過(guò)程中,正常鋼丸的消耗是一個(gè)逐漸磨損的過(guò)程,在反復(fù)的沖擊過(guò)程中,每經(jīng)過(guò)一次沖擊,鋼丸會(huì)產(chǎn)生一次變形,表面會(huì)剝落一層,使用中的鋼丸外形是一個(gè)類(lèi)似足球的多邊形,每一個(gè)角度對(duì)鑄件的沖擊效果是相等的,在使用中不斷變小,小到一定程度后被除塵器吸走,高質(zhì)量的鋼丸變小的過(guò)程更慢一些,低質(zhì)量的鋼丸則會(huì)很快變小,甚至經(jīng)過(guò)幾次拋打后就會(huì)破碎,很快變成粉末狀,不良的材質(zhì)、硬度、金相都是產(chǎn)生低質(zhì)量磨料的原因,低質(zhì)量的磨料必將帶來(lái)更高的拋丸成本、更低的清理速度和更大的粉塵污染。
⑸ 磨料的動(dòng)能:即磨料的作用力,這與磨料的質(zhì)量和拋丸工藝有關(guān)系,就磨料自身而言,更高的硬度和密度以及更致密的金相組織可以使磨料在工作過(guò)程中具有更高的動(dòng)能,從而在工作時(shí)產(chǎn)生更大的作用力。更高壽命和更大動(dòng)能的結(jié)合是高質(zhì)量磨料的體現(xiàn),根據(jù)鑄件清理的基本要求以及磨料的自身特點(diǎn),單一品種和型號(hào)的磨料很難滿(mǎn)足更高的清理要求,尤其是考慮到鑄造企業(yè)對(duì)清理成本、效率和環(huán)境要求越來(lái)越高,因此在選用高質(zhì)量磨料的同時(shí),也應(yīng)注重不同類(lèi)型,不同型號(hào)的磨料進(jìn)行合理混合配比,采用高性能的混合磨料也是全球很多表面處理領(lǐng)域的應(yīng)用趨勢(shì)。