一.概念

喷丸:利用高压风或者压缩空气(一般工业都是利用压缩空气)作动力,将“金属钢丸”金属钢丸高速吹出去,让钢丸冲击工件表面,将工件表面打击到一定程度的过程。

喷砂:利用高压风或者压缩空气(一般工业都是利用压缩空气)作动力,将“砂料”高速吹出去,让钢丸冲击工件表面,将工件表面打击到一定程度的过程。

喷丸和喷砂原理一样,唯一的区别就是“喷”的材料不同,所需的动力——压力不同,决定其使用的场景不同而已。当然,在实际工业生产中,一切以身边的资源和质量要求为选择前提,原则上,没有僵化的工艺,只有符合实际的模式。

抛丸:利用高速旋转的叶轮(抛头)将磨料颗粒加速,使其获得足够的动能(动力/速度),将磨料“抛”到工件表面,将工件表面打击到一定程度的过程。

抛丸和喷丸本质上都属于机械清理的范畴,抛丸一般效率高于喷丸,将抛丸的抛头与丸料供给设备连接起来就是一个抛丸作业流水线。虽然抛丸技术发展较喷丸晚几十年,但是发展迅速。逐渐发展用来去毛刺、表面粗化、暴露钢材纹理和去应力强化等,被处理的工件也不局限于金属件,橡塑件、石材等表面处理用抛丸也比比皆是。

二.抛、喷的目的

不管是喷丸还是抛丸抑或是喷砂,都是为了使工件表层发生塑性形变,形成一定厚度的强化层,强化层内形成较高的残余应力层(原理就是无数的钢丸撞击零部件表面时,在工件表面留下凹陷,当金属表面形成凹陷时,金属表层产生拉伸,表层下,被压缩的晶粒有恢复到原装的趋势,从而产生一个高度压缩力作用下的半球凹陷,无数凹陷重叠形成均匀的残余压应力层。相当于零部件在一个高压应力层的保护下)提高工件的疲劳强度。

除此之外,现在的表面抛、喷处理也是为了去除工件表面的氧化皮层(大多数抛丸工件都是金属件)、去除污物、除锈、表面粗化等作用。

三.喷丸的特点

优点:

1)可以任意使用金属或非金属弹丸,以适应清理工件的不同表面要求,以实用为主;

2)清理的灵活性大,容易清理复杂工件的内腔和外壁,且不受场地的大小影响,可以移动设备,也可以移动工件;

3)设备原理结构简单,易损件相对较少;

4)选型灵活,主要根据工件表面处理要求选择,钢丸的直径大小、材质以及供给技术壁垒低,以经济实用为主,没有局限性,适合自身为主。

缺点:

1)必须配备大功率的空压站(一般的动力来源都是压缩空气),能量消耗大;

2)处理后的工件表面容易吸潮,闪锈、生锈,所以一般各企业都有自己的表面处理——涂装之间的时间间隔规定,我们一般原则上规定抛丸后再4小时之内完成第一道涂装喷漆工作,当然也有规定6小时、8小时、24小时的,根据当地环境温湿度而定,基本以湿度为主要考虑因素;

3)劳动强度大,虽然目前很多企业用机械手、机器人代替了大部分人工操作,但是抛丸操作的行业依然以人工操作为主,所以存在劳动强度大、操作时间长、与涂装工艺节拍不匹配等问题。

四.喷砂的特殊性

喷砂是唯一可以清理工件表面油污的冷处理方式,抛丸和喷丸都不可行,不但去除油污效果不好,反而会将丸料污染。而砂料可以有效去除工件表面油污。

另外喷砂后的金属表面颜色呈现暗黑色,主要是因为被喷砂处理后的金属表面为不规则粗糙面,光线被折射,故原本的金属本色金属光泽无法呈现。

缺点是喷砂过程中会产生大量的二氧化硅粉尘(俗称矽尘),不但对操作者身体健康不利,且砂料重复利用率不高,造成的磨料成本高、后处理成本高等缺陷。