抛丸清理的原理及使用范围是什么?
抛丸清理是一种利用高速弹丸远距离投射的不接触式清理.该工艺不受被清理工件的大小,形状和重量限制.小至螺钉,螺母,大到火车车厢,万吨轮船壳体;简单至一件平板,复杂到发动机气缸冷却水套;轻至几克重,重到百万吨,均可采用抛丸清理.
从形式上讲,丸是由机械方法获得高速而远距离投射到零件表面上,统称为抛丸清理.它包括:
将弹丸抛射到带有砂子的铸件,清除型砂和型芯的抛丸落砂;将弹丸抛射到铸,锻,焊及热处理零件,以进行清除黑皮,结瘤,氧化膜,锈斑等的表面清理;将弹丸抛射到钢板及各种型材表面,以进行抛丸预处理;对承受变应力的弹簧,板簧及齿轮等零件,进行清除应力和提高表面疲劳强度的抛丸强化;
对家用电器装饰零件或餐具表面,进行抛丸增色.但从工艺分类来讲,抛丸清理只限于清除铸,锻,焊及热处理零件为目的的一种清理工艺,本讲座所指的抛丸清理便是这个概念.而对用弹丸抛射到工件表面达到有关工艺目的者,则直接以其工艺要求命名,如:抛丸落砂,抛丸强化,抛丸增色等,以在工艺上有别于抛丸清理.
在对零件进行抛丸清理时,能使零件在抛射流中不断更换被清表面,以达到均匀抛丸要求的设施称为抛丸设备,或称抛丸机械.因被清件千变万化,所以抛丸设备亦多种多样.某一规格的抛丸设备,只适用于一定范围内零件清理用.而专用设备,则适用于某一种零件.
抛丸清理的原理是基于高速弹丸打击零件表面,使其局部变形而产生弹丸压痕.每一个弹丸压痕有三层区别明显的结构.即:零件表面脆性变形层,零件中层的基体塑性变形区,深层弹性变形区.这三者在弹丸打击之后几乎同时产生如下三个作用:①对中层塑性区的前后左右和向上,从五个方向瞬间产生压缩应力.②使中层在五个方向上瞬间产生压缩变形,并瞬间向表面推动,从而使已经有破裂线的脆性层迅速脱落.③几乎同时又推动弹丸产生反弹力,使其获得反弹速度而反弹出去.弹丸压痕三个区域是同时发生和存在的.
要是脆性层得到脆性破裂,必须要达到其脆性破坏变形量,因此要求有适当压痕深度,则必须有适量的塑性变形区。塑性区和基体之间有一弹性区的中间状态,三者的厚度随抛丸目的不同而有差异。一般抛丸清理仅仅是要求破坏其表面附属物,使其脱落就够了,脆性基体越少越好。
因此必须合理选取工艺参数。
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