CN103447968B - 一种喷丸加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种喷丸加工工艺，其主要是对喷丸加工的工艺参数进行了合理的优化，特别是针对圆柱形基材，采用了最优的参数以获得合适的表面粗糙度和强化效果，从而为后续的镀覆处理做好准备。
Description
技术领域
本发明涉及表面强化处理技术领域，特别是一种喷丸加工工艺。
背景技术
喷丸加工是一种利用利用压缩空气或离心力等将如球状等喷丸喷出到被处理基材的表面，使其表面获得清洁、粗糙、硬化等效果的表面强化处理工艺。特别是表面粗糙化这一效果，对于基材表面的后续加工将会产生许多有益效果。众所周知，目前采用表面镀膜、涂层等技术手段是改善材料使用性能的最为经济和有效的方法，而镀膜、涂层与基材表面的结合性能则是影响镀膜、涂层成功与否的关键。通过喷丸加工对基材表面进行处理能够获得表面凸凹不平的粗糙化效果，从而使得随后的镀膜涂覆等工艺能够获得涂层与基材表面的凹凸相互啮合效果，从而极大的提高镀层的附着力。同时，喷丸加工的前处理还能获得清洁表面和提高表面硬度等效果，也在一定程度上辅助了随后的镀覆工艺。
但是有关喷丸加工目前的研究还主要集中在平面等简单形状的基材表面处理，对于复杂表面形状—例如圆柱形等，还缺乏广泛而系统的研究。如何能够优化喷丸加工的加工工艺参数，从而获得最为有效的表面处理效果，是亟待解决的技术问题，而这一问题的解决对于管材表面的镀覆无疑具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的即在于提供一种通过优化喷丸加工工艺参数获得优异圆柱形表面处理效果的喷丸加工工艺。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种喷丸加工工艺，是采用压缩空气喷丸设备对圆柱形基材表面进行喷丸处理，其特征在于：
首先，对圆柱形基材表面进行打磨预处理，随后丙酮超声波清洗10-15min；
第二，将圆柱形基材固定在旋转轴上使之旋转；
第三，调整压缩空气喷丸设备的喷嘴到工作位置后，实施喷丸加工，具体的加工参数为：喷嘴延长线与喷丸在基材表面冲击点处切线的夹角为30-40°且喷射方向与基材旋转方向相逆，喷丸为0.2-0.4mm粒径的白刚玉砂，喷射距离为60-80mm，喷射压力为0.4-0.6Mpa，基材旋转速度为80-100rpm。
其中优选的，圆柱形基材的外径为60-80mm的金属管材。
其中优选的，设置两个喷嘴，两个喷嘴的喷射方向分别对准圆柱形的最高点和最低点。
其中优选的，打磨预处理是采用800#砂纸沿圆柱形基材轴线方向进行均匀打磨。
其中优选的，喷丸时间为2-3min。
本发明的优点在于：对喷丸加工的工艺参数进行了合理的优化，特别是针对圆柱形基材，采用了最优的参数以获得合适的表面粗糙度和强化效果，从而为后续的镀覆处理做好准备。
附图说明
图1本发明实施例1的喷丸工艺实施示意图；
图2本发明实施例12的喷丸工艺实施示意图；。
具体实施方式
实施例1.
选用外径60mm、壁厚5mm的奥氏体不锈钢管作为被处理基材；
首先，采用800#砂纸沿钢管基材轴线方向进行均匀打磨，随后丙酮超声波清洗15min；
第二，将钢管基材固定在旋转轴上使之以80rpm的速度旋转；
第三，调整压缩空气喷丸设备的喷嘴到工作位置后，实施喷丸加工，具体的加工参数为：喷嘴延长线与喷丸在基材表面冲击点处切线的夹角为30°且喷射方向与基材旋转方向相逆，喷丸为0.2mm粒径的白刚玉砂，喷射距离为60mm，喷射压力为0.4Mpa，供粉量为1.5kg/min，喷丸时间为2min。
实施例2-11和比较例1-6的工艺步骤与实施例1基本相同，具体工艺参数的差别以及处理后的测试结果如表1所示；实施例12采用两个喷嘴且两个喷嘴的喷射方向分别对准圆柱形的最高点和最低点，同时降低每个喷嘴的供粉量为0.75kg/min。
由表1的测试结果可知，30-40°的喷射方向能够获得最为理想的表面粗糙度以及相对可接受的真圆度，这是由于角度过大一方面将会使得喷丸更多多基材表面进行冲击而没有对基材表面产生足够的切削分量，另一方面过强的喷丸反射也会影响后续喷丸的处理效果，同时角度过大还会导致真圆度变差，而角度过小则有过可能使得喷丸更多的掠过表面而没有产生切削分量，因此优选喷射角度为30-40°。
由表1的测试结果还可以看出，喷丸的粒径也对粗糙度有较大影响，喷丸粒径在0.2-0.4mm条件下能够获得理想的表面粗糙度，而随着粒径的进一步增大，会由于喷丸的冲击频度、锐度的下降而导致表面粗糙度的下降，同时真圆度也变差，而粒径过小，则难以形成足够的切削而获得足够的表面粗糙度。
喷射压力的影响也较为明显，压力过小显然难以达到喷丸应有的表面粗糙化的效果，而压力过大则对于粗糙化没有更多的贡献，反而带来了真圆度无谓变差，因此设定喷射压力为0.4-0.6Mpa。
此外，基材外径过大，将有可能导致真圆度不可接受的变差，因此优选圆柱形基材的外径最大为80mm。
而喷射距离必须合适，太远的喷射距离将导致粗糙度难以达到所需，但过近的喷射距离会由于反射喷丸过多的干扰影响而恶化处理效果。
实施例12的结果表明，可以通过增设喷嘴的数量在单位面积接受相同喷丸数量冲击的情况下获得合适表面粗糙度同时优化真圆度，这可能是由于提高了反复冲击频度而避免了过度的加工硬化以及脆性剥落而导致的真圆度变差。
表1实施例及比较例的工艺参数及测试结果
Claims (3)
1.一种喷丸加工工艺，是采用压缩空气喷丸设备对圆柱形基材表面进行喷丸处理，其特征在于：
首先，对圆柱形基材表面进行打磨预处理，随后丙酮超声波清洗10-15min；
第二，将圆柱形基材固定在旋转轴上使之旋转；
第三，调整压缩空气喷丸设备的喷嘴到工作位置后，实施喷丸加工，具体的加工参数为：喷嘴延长线与喷丸在基材表面冲击点处切线的夹角为30-40°且喷射方向与基材旋转方向相逆，喷丸为0.2-0.4mm粒径的白刚玉砂，喷射距离为60-80mm，喷射压力为0.4-0.6MPa，基材旋转速度为80-100rpm；其中，圆柱形基材的外径为60-80mm的金属管材；
其中设置两个喷嘴，两个喷嘴的喷射方向分别对准圆柱形的最高点和最低点。
2.一种根据权利要求1所述的喷丸加工工艺，其中优选打磨预处理是采用800#砂纸沿圆柱形基材轴线方向进行均匀打磨。
3.一种根据权利要求1所述的喷丸加工工艺，其中优选喷丸时间为2-3min。
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