淺談對鋁壓鑄件表麵的拋丸清理

 隨著汽車（chē）、摩（mó）托車、航空（kōng）航天、儀器儀表等行業的發展，鋁合金件以種種優勢，其應用逐漸（jiàn）擴大，同時對鋁合金件的表麵質量也提出了更高的要求（qiú）。在1997年首屆中國國際壓鑄（zhù）展覽會上，眾多壓鑄件生產廠家及公司對如何提高表麵質（zhì）量（liàng）產生（shēng）濃厚興趣，並提出迫切要求。

1、拋丸清理工藝的特點

對鋁合金壓鑄件進行拋丸清理（lǐ）後，可達到如下效果。

 (1)拋（pāo）丸清理生產率高。由於采用新型的拋丸器以110～260 kg/min的拋射量，拋射速度為50～75 m/s的彈丸拋向工件（jiàn），在幾（jǐ）分鍾之內便可完成清理。對於批量（liàng）較大或尺（chǐ）寸較大的工件可采用多個拋丸器同（tóng）時拋（pāo）丸。

 (2)對零件表麵起到清理、增色、光飾作用。經過拋丸處理後，可去除工件（jiàn）表麵的附著物、薄（báo）邊、飛（fēi）翅、斑漬，消（xiāo）除劃痕，使工件呈現基體（tǐ）本色。

 (3)消除表麵應力集中。零件在冷卻過程中，由於壁厚不均，冷卻速度不一致，導致表麵產生應力集中。經拋丸清（qīng）理後（hòu），可改善表麵組（zǔ）織（zhī）結（jié）構（gòu），消除表麵應力(拉應力（lì）)集中，提（tí）高疲勞強度，並使表麵硬（yìng）度略有提高。

 (4)增加表麵美（měi）感。由於拋射的彈丸為球形丸（wán），拋射（shè）到工件上（shàng）產生細小（xiǎo）凹孔，呈球麵狀，猶（yóu）如凹麵鏡一般，在光線照射下，如繁星閃爍，令人賞心悅目。

 (5)提高表麵噴塗附著力。拋丸清理後粗糙度可達Ra1.6～6.3 μm,表麵積大大增加（jiā），同時消除了表麵汙物（wù），因此對（duì）表麵噴漆或其它塗（tú）料時，其附著力大大增強。

 (6)工藝（yì）簡單（dān），投資節省。由於采用幹式拋丸（wán），並配備除塵係（xì）統，因此拋丸清理後即（jí）可轉入（rù）下道工序，省卻了液體噴砂後衝洗幹燥所（suǒ）需的裝置費用。

2、鋁合金件與黑色金屬件所用拋丸清理設備的區別

 鋁合金件(有色金屬件)與黑色金（jīn）屬件使用的拋（pāo）丸清理設備從結構上（shàng）來看基（jī）本一（yī）樣，工作原理也趨於一（yī）致。但由於通常鋁合金件尺（chǐ）寸不大，重量較輕（qīng），清理時（shí）使用的彈丸粒度小，產生（shēng）的鋁粉容易爆炸（zhà）等特點（diǎn），因此，與黑色金屬件使用的拋丸（wán）清理設備亦有（yǒu）如（rú）下區別。

 (1)工件承載裝置的承載能力不需很大（dà）。因為相（xiàng）同體積下，鋁合金件的重量僅為鋼鐵件的1/3左右。

 (2)分離器（qì）的過（guò）濾（lǜ）風速應降（jiàng）低。由於采用φ0.2～φ0.6 mm的彈丸，風速過高易被吸（xī）走，通常風速選取2～3 m/s即（jí）可(清理黑色金屬件時，分離器的風速（sù）一般為4～5 m/s)。同時分離板頂點（diǎn）的坐標位置亦相應變化，即（jí）變更分離板上的（de）可調（diào）整（zhěng）板。

 (3)彈丸的拋射速度有所變化。由（yóu）於鋁合金件硬度不高，要達到規定的表麵（miàn）粗（cū）糙度要求，在既定彈丸粒度和彈丸材質的條件下，彈丸的拋（pāo）射速度需要通過實驗才（cái）能確定。但往往比黑（hēi）色金屬件拋丸清理時選（xuǎn）擇的（de）拋射速度要低。

 (4)除塵係統應設防爆（bào）裝置。鋁合金件在拋丸清理時產生鋁粉，而鋁粉為導電性易燃易爆（bào）粉塵，應特別注意。按其物理性（xìng）質，鋁粉為ⅢA級，引燃溫度分在T組(>270 ℃)，高溫表麵沉積粉塵(5 mm厚)的引燃溫度（dù）為320 ℃,雲狀粉塵的引燃（rán）溫度為590 ℃,爆炸（zhà）下限濃度為（wéi）37～50 g/m3。鋁粉爆炸是一種連鎖反（fǎn）應，即塵雲在火源引發下，產生原始小火（huǒ）球，靠粉塵燃燒的熱量維持火球溫度，當火球的表麵（miàn）溫度（dù）達到粉塵的自然點以上時，連鎖反應得以建（jiàn）立（lì），火球不斷擴大而形（xíng）成爆炸。所以控製設備表麵溫度，就成了防止鋁粉爆炸發生的一個（gè）突出問題（tí）。因此拋丸清理設備不應放在熱處理爐、熔化爐（lú）等溫度較高或有明火（huǒ）產生的（de）裝置附近，而（ér）應放在車間陰（yīn）涼通風處。除塵器最好放在車間外麵或車間靠牆一側（cè），為防萬一（yī），在除塵器的頂部和除塵管道上應設置防爆自動開啟窗口。為安全起見，所有電機、風機、電控元件均應采取（qǔ）防爆型。 

3、鋁合金（jīn）件所用拋丸清理設備的類型及特點

 由於鋁合金件形狀、尺寸（cùn）、重量（liàng）、表麵清理要（yào）求不同，因此所選（xuǎn）用的拋丸清理設備也不一致。目前使用的設備主要有以下幾種。

3.1吊（diào）鉤式拋丸清理機

 吊鉤作為零件的承載裝置，一般以吊重500 kg和1 000 kg兩種為主。工作時需製（zhì）吊具，將工件掛於吊具上，然後將整個吊具掛在吊鉤上。吊鉤進入拋丸室，並由自（zì）轉機（jī）構帶動吊鉤回轉，同時帶動吊（diào）具及吊具上所有的零件回轉，邊回轉邊拋（pāo）丸清理，因（yīn）此所有（yǒu）零件的上下四周表麵均（jun1）可（kě）一次清理完畢。然後（hòu）吊鉤移出拋丸室體，將工件卸（xiè）下（xià），完成一次工作循環。該機型（xíng）大中型、中（zhōng）小批量生產，如汽車、摩托車的缸體、缸蓋，變速箱、離合器殼體（tǐ），排氣（qì）管，鋁輪轂等。

3.2轉台式拋丸清理機

 轉台（tái）作為工件承載裝（zhuāng）置，按轉台直徑可分為φ1 200 mm,φ1 600 mm,φ1 800 mm,φ2 500 mm等。該（gāi）種清理機有（yǒu）的（de）配一台拋丸器，有的配二台或多台拋丸器，並（bìng）且有的進行（háng）連續式工（gōng）作（zuò），有的進行間歇式工作，這依自身需要而定。其工作原理是：將工件置於轉台上(工件之間有距離，不接觸，不碰撞)，轉台帶工件（jiàn）進入拋射區而進（jìn）行拋丸清（qīng）理，當轉到放件位置時，可將工件取下。因此該種類型最適合有一麵不（bú）需清（qīng）理的工件，否則應將（jiāng）工件再翻轉一次清理。目前此（cǐ）種機型有Q3512，Q3525D，Q361等。

3.3帶式通過拋丸清理（lǐ）機

 傳送帶作為工件的（de）承載體，傳送帶又分為鋼絲網帶和耐磨橡膠帶兩種方式。拋丸室的一端為（wéi）裝件工位，另一端為卸件工（gōng）位。工作時（shí），在（zài）裝（zhuāng）件（jiàn）工（gōng）位將零件置於傳送帶上，傳送帶緩緩連續進入拋（pāo）丸室進行拋丸（wán）清理，接著送到卸件工位將工件取下。此機特點是：連續進行工作，無任何碰撞（zhuàng），中（zhōng）小件均適合，生（shēng）產批量大。目前該機（jī）型有（yǒu）ZJ186等（děng）。

3.4橡膠履帶式拋丸清理機

 用橡（xiàng）膠履帶形成的凹（āo）腔作為工（gōng）件承載體。工（gōng）作時，履（lǚ）帶轉動，帶動凹腔內的工件（jiàn）翻（fān）滾，因此零件的內外表麵均（jun1）能獲得較好的清理效果。該種機型分（fèn）為（wéi）手動和自（zì）動裝卸料方式，最適合於（yú）大（dà）批量小型零件的拋丸（wán）清理。由（yóu）於（yú）采用橡（xiàng）膠履帶（dài），減輕了工件與履帶（dài）的撞擊和劃（huá）痕，並且占地麵積小，操作極為方便，從而為（wéi）眾多廠家（jiā）采用（yòng）。目前該機型有Q326C，QR3210等。

3.5吊（diào）鏈步進/連續（xù）式

 以懸掛鏈作為工件承（chéng）載裝置。懸掛鏈（liàn）可進行連續式或步進（jìn）式（shì）工作，吊鉤吊（diào）重以（yǐ）300 kg和500kg居多。其（qí）工作原理是（shì）將工件置於多個吊鉤上（shàng），吊鉤依次進入拋（pāo）丸室進行拋丸清理，清（qīng）理時工件在吊鉤自（zì）轉（zhuǎn）裝置的作用下轉動，清理好的工（gōng）件移出室並卸下，再裝上待清理工件。依次（cì）循環進行。該機型由於采用懸（xuán）掛鏈作為運（yùn）載裝置，因此可與壓鑄工部、清理工部、修整工部、檢（jiǎn）測工部及噴塗工部等成線使用，最（zuì）適合大中型零件的成批生（shēng）產（chǎn）。目（mù）前該機型有（yǒu）ZJ438，ZJ485，ZJ583，ZJ585等。

4、使用的（de）彈（dàn）丸

 鋁合金件拋丸清理所用的彈丸（wán）一般有三種：鋁合金丸、不鏽鋼丸和特種合金鋼丸。

4.1鋁合金丸

 常用的有（yǒu）球形鋁合（hé）金件沒有任何汙（wū）染，自始至終（zhōng）能得到良好的表麵粗糙度（dù）和光亮度。其缺點是（shì）：用鋁丸清理時，產生的鋁（lǚ）粉較多，容易引起粉塵爆炸。因此在西歐（ōu）一些國家很少采用，國內使用單位也很少。

4.2不鏽鋼丸

 常用的有進口的球形（xíng）不鏽鋼丸和國產的不鏽鋼絲切斷丸。其優點是：該種鋼丸密度較鋁丸大2倍多，因此拋丸速度適當降低（dī）仍（réng）可達到理想的清理效果，對工件自始至終無任何（hé）汙（wū）染，使（shǐ）用壽命比鋁丸高得多。其缺點是：價格非常昂（áng）貴，進口不鏽鋼球（qiú）形丸的價格一般為6～7萬元/t，一般廠家使（shǐ）用（yòng）不起。

4.3特種合金鋼丸

 此丸是一種以含鉻、錳、鉬、鎳為（wéi）主的合金球形鋼丸，粒度從0.3～1.5 mm。其優點（diǎn）是：合金（jīn）鋼（gāng）丸具（jù）有不鏽鋼丸（wán）部分特性，硬度和強度較高，不（bú）易破碎和生鏽，使用壽命長，價（jià）格低廉。正常（cháng）使用時清理效果（guǒ）可（kě）與不鏽鋼丸相媲美。因此為國內眾多廠家所（suǒ）采用。其缺點是：此（cǐ）種合金鋼丸需退火處理，退火後表麵帶有一層薄的氧化皮，剛使用時，清（qīng）理後的（de）鋁件表麵光（guāng）澤暗淡。但使用幾小時後，表麵氧化皮即可（kě）脫落，以後使用效果最（zuì）佳。因此開始使用（yòng）時，最好先對鋁廢件進行拋丸清理，然後再對合格件（jiàn）進行拋丸清理。

 鋁合金件的拋丸清理是提高零件表麵質量最有效的途徑之一，它的獨（dú）特工藝特點必將得（dé）到進一步推廣和應用，並隨著（zhe）壓鑄技（jì）術的（de）發展（zhǎn），適合於特（tè）殊複雜鋁鑄件表現清（qīng）理的專用拋丸清理設備也不斷相應推出。