浅谈对铝压铸件表面的抛丸清理

　　随着汽车、摩托车、航空航天、仪器仪表等行业的发展，铝合金件以种种优势，其应用逐渐扩大，同时对铝合金件的表面质量也提出了更高的要求。

　　1　抛丸清理工艺的特点

　　对铝合金压铸件进行抛丸清理后，可达到如下效果。

　　(1) 抛丸清理生产率高。由于采用新型的抛丸器以110～260 kg/min的抛射量，抛射速度为50～75 m/s的弹丸抛向工件，在几分钟之内便可完成清理。对于批量较大或尺寸较大的工件可采用多个抛丸器同时抛丸。

　　(2) 对零件表面起到清理、增色、光饰作用。经过抛丸处理后，可去除工件表面的附着物、薄边、飞翅、斑渍，消除划痕，使工件呈现基体本色。

　　(3) 消除表面应力集中。零件在冷却过程中，由于壁厚不均，冷却速度不一致，导致表面产生应力集中。经抛丸清理后，可改善表面组织结构，消除表面应力(拉应力)集中，提高疲劳强度，并使表面硬度略有提高。

　　(4) 增加表面美感。由于抛射的弹丸为球形丸，抛射到工件上产生细小凹孔，呈球面状，犹如凹面镜一般，在光线照射下，如繁星闪烁，令人赏心悦目。

　　(5) 提高表面喷涂附着力。抛丸清理后粗糙度可达Ra1.6～6.3 μm,表面积大大增加，同时消除了表面污物，因此对表面喷漆或其它涂料时，其附着力大大增强。

　　(6) 工艺简单，投资节省。由于采用干式抛丸，并配备除尘系统，因此抛丸清理后即可转入下道工序，省却了液体喷砂后冲洗干燥所需的装置费用。

　　2　铝合金件与黑色金属件所用抛丸清理设备的区别

　　铝合金件(有色金属件)与黑色金属件使用的抛丸清理设备从结构上来看基本一样，工作原理也趋于一致。但由于通常铝合金件尺寸不大，重量较轻，清理时使用的弹丸粒度小，产生的铝粉容易爆炸等特点，因此，与黑色金属件使用的抛丸清理设备亦有如下区别。

　　(1) 工件承载装置的承载能力不需很大。因为相同体积下，铝合金件的重量仅为钢铁件的1/3左右。

　　(2) 分离器的过滤风速应降低。由于采用φ0.2～φ0.6 mm的弹丸，风速过高易被吸走，通常风速选取2～3 m/s即可(清理黑色金属件时，分离器的风速一般为4～5 m/s)。同时分离板顶点的坐标位置亦相应变化，即变更分离板上的可调整板。

　　(3) 弹丸的抛射速度有所变化。由于铝合金件硬度不高，要达到规定的表面粗糙度要求，在既定弹丸粒度和弹丸材质的条件下，弹丸的抛射速度需要通过实验才能确定。但往往比黑色金属件抛丸清理时选择的抛射速度要低。

　　(4) 除尘系统应设防爆装置。铝合金件在抛丸清理时产生铝粉，而铝粉为导电性易燃易爆粉尘，应特别注意。按其物理性质，铝粉为ⅢA级，引燃温度分在T组(>270 ℃)，高温表面沉积粉尘(5 mm厚)的引燃温度为320 ℃,云状粉尘的引燃温度为590 ℃,爆炸下限浓度为37～50 g/m3。铝粉爆炸是一种连锁反应，即尘云在火源引发下，产生原始小火球，靠粉尘燃烧的热量维持火球温度，当火球的表面温度达到粉尘的自然点以上时，连锁反应得以建立，火球不断扩大而形成爆炸。所以控制设备表面温度，就成了防止铝粉爆炸发生的一个突出问题。因此抛丸清理设备不应放在热处理炉、熔化炉等温度较高或有明火产生的装置附近，而应放在车间阴凉通风处。除尘器最好放在车间外面或车间靠墙一侧，为防万一，在除尘器的顶部和除尘管道上应设置防爆自动开启窗口。为安全起见，所有电机、风机、电控元件均应采取防爆型。

　　3　铝合金件所用抛丸清理设备的类型及特点

　　由于铝合金件形状、尺寸、重量、表面清理要求不同，因此所选用的抛丸清理设备也不一致。目前使用的设备主要有以下几种。

　　3.1　吊钩式抛丸清理机

　　吊钩作为零件的承载装置，一般以吊重500 kg和1 000 kg两种为主。工作时需制吊具，将工件挂于吊具上，然后将整个吊具挂在吊钩上。吊钩进入抛丸室，并由自转机构带动吊钩回转，同时带动吊具及吊具上所有的零件回转，边回转边抛丸清理，因此所有零件的上下四周表面均可一次清理完毕。然后吊钩移出抛丸室体，将工件卸下，完成一次工作循环。该机型大中型、中小批量生产，如汽车、摩托车的缸体、缸盖，变速箱、离合器壳体，排气管，铝轮毂等。

　　3.2　转台式抛丸清理机

　　转台作为工件承载装置，按转台直径可分为φ1 200 mm,φ1 600 mm,φ1 800 mm,φ2 500 mm等。该种清理机有的配一台抛丸器，有的配二台或多台抛丸器，并且有的进行连续式工作，有的进行间歇式工作，这依自身需要而定。其工作原理是：将工件置于转台上(工件之间有距离，不接触，不碰撞)，转台带工件进入抛射区而进行抛丸清理，当转到放件位置时，可将工件取下。因此该种类型最适合有一面不需清理的工件，否则应将工件再翻转一次清理。目前此种机型有Q3512，Q3525D，Q361等。

　　3.3　带式通过抛丸清理机

　　传送带作为工件的承载体，传送带又分为钢丝网带和耐磨橡胶带两种方式。抛丸室的一端为装件工位，另一端为卸件工位。工作时，在装件工位将零件置于传送带上，传送带缓缓连续进入抛丸室进行抛丸清理，接着送到卸件工位将工件取下。此机特点是：连续进行工作，无任何碰撞，中小件均适合，生产批量大。目前该机型有ZJ186等。

　　3.4　橡胶履带式抛丸清理机

　　用橡胶履带形成的凹腔作为工件承载体。工作时，履带转动，带动凹腔内的工件翻滚，因此零件的内外表面均能获得较好的清理效果。该种机型分为手动和自动装卸料方式，最适合于大批量小型零件的抛丸清理。由于采用橡胶履带，减轻了工件与履带的撞击和划痕，并且占地面积小，操作极为方便，从而为众多厂家采用。目前该机型有Q326C，QR3210等。

　　3.5　吊链步进/连续式抛丸清理

　　以悬挂链作为工件承载装置。悬挂链可进行连续式或步进式工作，吊钩吊重以300 kg和500kg居多。其工作原理是将工件置于多个吊钩上，吊钩依次进入抛丸室进行抛丸清理，清理时工件在吊钩自转装置的作用下转动，清理好的工件移出室并卸下，再装上待清理工件。依次循环进行。该机型由于采用悬挂链作为运载装置，因此可与压铸工部、清理工部、修整工部、检测工部及喷涂工部等成线使用，最适合大中型零件的成批生产。目前该机型有ZJ438，ZJ485，ZJ583，ZJ585等。

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