CN107000165A

CN107000165A - 投射材料

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Publication number: CN107000165A
Application number: CN201680003889.6A
Authority: CN
Inventors: 横山达朗; 后藤贤
Original assignee: Sintokogio Ltd
Current assignee: Sintokogio Ltd
Priority date: 2015-03-12
Filing date: 2016-02-02
Publication date: 2017-08-01
Anticipated expiration: 2036-02-02
Also published as: WO2016143413A1; KR102460923B1; CN107000165B; JPWO2016143413A1; BR112017011568B1; BR112017011568A2; KR20170128364A; JP6213694B2

Abstract

一种投射材料，是用于通过喷砂处理对铸件的表面进行研磨清理的铁系投射材料，投射材料的粒径d为0.85mm＜d≦2.36mm，投射材料的维氏硬度(JIS Z 2244)为HV300～600的范围，投射材料的粒径d的分布如下：频度分布(JIS G 5904)中的粒径区间1.18mm＜d≦1.40mm的频度为最大，粒径区间1.70mm＜d≦2.00mm的频度为频度分布中的粒径区间1.18mm＜d≦1.40mm的频度的0.6～0.8倍，并且粒径区间1.40mm＜d≦1.70mm的频度为频度分布中的粒径区间1.18mm＜d≦1.40mm的频度的0.3～0.6倍。

Description

投射材料

技术领域

本公开涉及用于通过喷砂处理进行铸件的研磨清理的铁系投射材料。

背景技术

以往，为了对铸件进行将在铸造后附着于表面的铸造砂、形成于母材表面的锈等铁鳞除去的研磨清理，进行将硬质粒子向铸件投射的喷砂处理。这种铸件的研磨清理大多使用钢材质的球状粒子(例如参照专利文献1)。另外，还公知有对粒径分布进行了调整的投射材料(例如参照专利文献2)。

专利文献1：日本特开平6－297132号公报

专利文献2：日本特开2001－353661号公报

发明内容

在落砂前的铸件的最表层形成有成为比较厚的脆性材料的铸造砂层，在其下层形成有铁鳞层、铁鳞以及母材混合层。为了将它们高效地除去，需要使用具有较大的研磨清理力并且研磨清理效率高的投射材料。然而，用于喷砂处理的投射材料一般也用于毛刺去除、表面粗度的提高等其它用途。因此，虽然能够根据用途适当地选定投射材料的粒径以及硬度，但并未发现粒径分布等被调整而专门用于铸件的研磨清理的投射材料。另外，虽然存在如专利文献2所记载的投射材料那样粒径分布被调整了的投射材料，但对适于铸件的研磨清理、具有更大的研磨清理力并且研磨清理效率高的投射材料有需求。

在喷砂装置的操作中，在将规定量的投射材料投入喷砂装置进行铸件的研磨清理时，投射材料反复进行投射、回收、细粉末的除去以及投射的循环。在反复进行投射的情况下，投射材料被粉碎成为细粉末。这种细粉末通过分离器被分选、除去。由于喷砂装置内的投射材料量减少被除去的量，所以补给与减少量对应的投射材料。若反复进行投射材料的供给、粉碎、向装置外的排出，则装置内的投射材料的粒径分布稳定在与初始的粒径分布不同的恒定的粒径分布。将该稳定了的粒径分布的状态称为操作混合。为了高效地进行铸件的研磨清理，需要将操作混合形成后的装置内投射材料的粒径分布以适于研磨清理的方式进行管理。

在本技术领域中，在用于通过喷砂处理进行铸件的研磨清理的铁系投射材料中，希望提供研磨清理力与研磨清理效率均提高的适于铸件的研磨清理的投射材料。另外，希望提供操作混合形成后的装置内投射材料的粒径分布成为适于铸件的研磨清理的分布的投射材料。

为了实现上述目的，本发明的一个方面的投射材料是用于通过喷砂处理对铸件的表面进行研磨清理的铁系投射材料，投射材料的维氏硬度(作为日本工业规格的JIS Z2244)为HV300～600的范围，投射材料的粒径d为0.85mm＜d≦2.36mm，投射材料的粒径d的分布如下：频度分布(作为日本工业规格的JIS G 5904)中的粒径区间1.18mm＜d≦1.40mm的频度为最大，粒径区间1.70mm＜d≦2.00mm的频度为频度分布中的粒径区间1.18mm＜d≦1.40mm的频度的0.4～1.0倍，并且粒径区间1.40mm＜d≦1.70mm的频度为频度分布中的粒径区间1.18mm＜d≦1.40mm的频度的0.2～0.7倍。以下，带有JIS的标号为日本工业标准。

根据该投射材料，在铸件的研磨清理中，能够通过粒径区间1.70mm＜d≦2.00mm的粒子提高研磨清理力，通过粒径区间1.18mm＜d≦1.40mm的粒子提高覆盖度(每恒定面积的投射材料的实际打痕面积)。由此，该投射材料能够形成为研磨清理力与研磨清理效率都提高的适于铸件的研磨清理的投射材料。这里，“粒径区间1.18mm＜d≦1.40mm的粒子”是指通过JIS Z 8801(2006)所规定的网眼公称尺寸为1.40mm的标准筛并且被网眼公称尺寸为1.18mm的标准筛捕获到(未通过)的粒子。另外，投射材料也可以含有最大5％左右的粒径区间的下限值以下的小径的粒子。

投射材料的粒径d的分布也可以如下：粒径区间1.70mm＜d≦2.00mm的频度为频度分布(JIS G 5904)中的粒径区间1.18mm＜d≦1.40mm的频度的0.6～0.8倍，并且粒径区间1.40mm＜d≦1.70mm的频度为频度分布(JIS G 5904)中的粒径区间1.18mm＜d≦1.40mm的频度的0.3～0.6倍。这样构成的投射材料能够进一步提高研磨清理力与研磨清理效率，能够优选使用。

投射材料也可以是第一投射材料和第二投射材料的混合物，第一投射材料的粒径d为1.18mm＜d≦2.36mm且粒径区间1.70mm＜d≦2.00mm的频度为最大，第二投射材料的粒径d为0.85mm＜d≦1.40mm且粒径区间1.18mm＜d≦1.40mm的频度为最大。这样，投射材料能够通过混合被调整为研磨清理力提高的第一投射材料和被调整为覆盖度提高的第二投射材料而制成。

当通过喷砂装置的操作而稳定在恒定的粒径分布的操作混合形成后的投射材料的粒径分布区分为粒径超过1.18mm的第一粒体、粒径为1.18mm以下且超过0.85mm的第二粒体以及粒径为0.85mm以下的第三粒体时，可以满足(第一粒体的比率)≧(第二粒体的比率)≧(第三粒体的比率)。在该情况下，针对投射材料，使操作混合形成后的装置内投射材料的粒径分布成为研磨清理力较大的第一粒体比现有的投射材料多的适于铸件的研磨清理的分布。

也可以是第一粒体的比率为60重量％以上，第二粒体的比率为5～30重量％，第三粒体的比率为20重量％以下。通过使操作混合形成后的装置内投射材料的粒径分布为上述粒径分布，能够形成为研磨清理力与研磨清理效率都提高的适于铸件的研磨清理的投射材料。

根据本发明的各方面，在用于通过喷砂处理进行铸件的研磨清理的铁系投射材料中，能够提供研磨清理力与研磨清理效率都提高的适于铸件的研磨清理的投射材料。另外，根据本发明的各方面，能够提供操作混合形成后的装置内投射材料的粒径分布成为适于铸件的研磨清理的分布的投射材料。

附图说明

图1是实施方式的投射材料的粒径分布的示意图。

图2是表示实施例的投射材料的粒径分布的说明图。

图3是表示研磨清理试验后的试料的表面状态的说明图。

图4是说明图3所示的表面状态的表。

图5是表示研磨清理试验后的试料的除锈度的测定结果的说明图。

图6是表示寿命试验的结果的说明图。

图7是表示操作混合形成后的粒径分布(推断)的说明图。

具体实施方式

本实施方式的投射材料是能够用于通过喷砂处理对铸件的表面进行研磨清理的铁系投射材料。

投射材料是由从维氏硬度HV300～600的范围选择出的铁系材料构成的球状钢丸。这里，作为这种铁系材料，例如能够采用如下粒子：该粒子的成分系为C：0.8～1.2重量％、Mn：0.35～1.20重量％、Si：0.40～1.50重量％、P≦0.05重量％、S≦0.05重量％、剩余部分包含Fe以及不可避免的杂质，并且该粒子具有回火马氏体组织或者类似的组织。这种粒子例如能够通过水雾化法等公知方法制成。这里，对投射材料而言，硬度在HV300以上是对研磨清理对象足够的硬度，且在HV600以下使投射材料具有足够的韧性。这样，由于本实施方式的投射材料兼具足够的硬度与韧性，所以能够优选用于铸件表面的研磨清理。这里，维氏硬度HV基于日本工业标准JIS Z 2244(2009)。

图1是实施方式的投射材料的粒径分布的示意图。对横轴的粒径而言，将粒径区间的下限值作为代表值示出。在以下的粒径分布的图中相同。投射材料的粒径d满足0.85mm＜d≦2.36mm，投射材料的粒径d的分布被调整为：频度分布(JIS G 5904)中的粒径区间1.18mm＜d≦1.40mm的频度为最大，粒径区间1.70mm＜d≦2.00mm的频度为粒径区间1.18mm＜d≦1.40mm的频度的0.4～1.0倍，并且粒径区间1.40mm＜d≦1.70mm的频度为粒径区间1.18mm＜d≦1.40mm的频度的0.2～0.7倍。这里，粒径分布的测定方法基于日本工业标准JIS G 5904(1966)，以重量分布表示。

投射材料的粒径d的分布例如调整为：粒径区间1.70mm＜d≦2.00mm的频度为粒径区间1.18mm＜d≦1.40mm的频度的0.6～0.8倍，并且粒径区间1.40mm＜d≦1.70mm的频度为粒径区间1.18mm＜d≦1.40mm的频度的0.3～0.6倍。据此，能够进一步提高研磨清理力与研磨清理效率，能够优选用于铸件的研磨清理。

具有这种粒径分布的投射材料能够混合第一投射材料和第二投射材料而制成，其中，上述第一投射材料的粒径d为1.18mm＜d≦2.36mm且粒径区间1.70mm＜d≦2.00mm的频度最大；上述第二投射材料的粒径d为0.85mm＜d≦1.40mm且粒径区间1.18mm＜d≦1.40mm的频度最大。即，投射材料是第一投射材料与第二投射材料的混合物。

例如，若对铸件的研磨清理仅使用第一投射材料，则虽然能够增大研磨清理力但每单位重量的粒子数较少，因此导致覆盖度(每恒定面积的投射材料的实际打痕面积)的降低。另一方面，第二投射材料能够提高覆盖度(coverage)，但与第一投射材料相比，对特别牢固的砂铁鳞，研磨清理力较低。因此，虽然对铸造用砂、铁鳞的除去具有足够的研磨清理力，但对于除去在铸造用砂表面产生的粘砂等，研磨清理力不足，研磨清理时间变长。

在本实施方式的投射材料中，通过将上述投射材料以成为上述粒径分布的方式混合，能够维持各自的优点，并对研磨清理力不足的部分进行增补。能够通过第一投射材料提高研磨清理力，通过第二投射材料提高覆盖度。即，能够进行研磨清理力与研磨清理效率均提高的研磨清理。

另外，通过将第一投射材料与第二投射材料混合制成投射材料，能够将粒径分布形成为实际上连续的分布。由此，基于研磨清理的打痕的大小具有连续的分布，所以能够增大覆盖度，能够高效地进行研磨清理。

第一投射材料以及第二投射材料能够使用JIS Z 8801(2006)所规定的筛眼0.85～2.36mm的筛子对通过水雾化法等公知方法制成的粒子进行分级，将其以成为所希望的粒径分布的方式混合、调整从而制成。

接下来，对使用上述投射材料通过喷砂处理进行铸件的研磨清理的方法进行说明。

使用本实施方式的投射材料进行铸件的研磨清理例如能够使用专利文献1所记载的公知的离心型喷砂装置。此外，研磨清理方法并不限定于使用该喷砂装置的方法。

喷砂装置具备进行投射材料的存积以及定量供给的料斗；投射投射材料的叶轮单元；使投射材料循环的循环装置；将投射材料与砂、铁鳞分离的分离器；以及集尘装置。

投射材料从料斗被投入叶轮单元，投入到叶轮单元的投射材料在叶轮单元内被加速并向配置于投射室内的铸件投射。由此，进行铸件的研磨清理。

被投射出的投射材料和通过喷砂处理从铸件除去的砂、铁鳞一起通过循环装置被回收，并被送至分离器。

在分离器中，使投射材料呈围裙状地落下，并利用通过集尘器产生的气流对砂、铁鳞以及被粉碎的微小的投射材料进行分选，将它们向集尘器以及装置外排出。将对研磨清理有效的投射材料再次向叶轮单元供给，进行循环使用。

由于装置内投射材料量减少排出到装置外的量，所以需要补给与减少量对应的量的投射材料。投射材料的减少通过叶轮单元的负载电流值检测，新的投射材料被自动地或手动地向料斗补给。

反复进行上述投射、细粉末向装置外的排出、补给的一系列操作的结果是，装置内投射材料的粒径分布稳定在与未使用的投射材料的粒径分布不同的恒定的粒径分布。将该稳定后的粒径分布的状态称为操作混合。对投射材料而言，将操作混合形成后的装置内投射材料的粒径分布以能够进行高效的研磨清理的方式进行管理是重要的。

通过使用本实施方式的投射材料，不用基于特别的装置、方法，操作混合形成后的喷砂装置内的粒径分布就能够形成为满足(第一粒体的比率)≧(第二粒体的比率)≧(第三粒体的比率)的特征分布。即，能够在喷砂装置的通常操作中实现。投射材料区分为粒径超过1.18mm的第一粒体、粒径为1.18mm以下且超过0.85mm的第二粒体以及粒径0.85mm以下的第三粒体。而且，粒径分布也可以被管理为，第一粒体的比率为60重量％以上，第二粒体的比率为5～30重量％，第三粒体的比率为20重量％以下。

将该粒径分布与基于以往作为铸件的研磨清理的操作混合基准的ECONOMICALAND FUNCTIONAL ASPECTS OF BLAST CLEANING ABRASIVES BLASTING THEORY”(WHEELABRATOR社发行，1972年)的粒径分布进行了比较。将比较结果在表1中示出。此外，本实施方式的“第三粒体”是表1中的对现有基准的第三粒体以及第四粒体进行混合而得的混合物。

[表1]

如表1所示，本实施方式的投射材料通过第一投射材料的添加，示出含有远远多于现有的投射材料的量的研磨清理力较大的第一粒体这一特征分布。

第一粒体的研磨清理力较高，特别对位于铸件的最表层的牢固的铁鳞层的除去有效。通过与现有的投射材料相比使第一粒体增大，能够缩短研磨清理时间。

第二粒体是与以往相同程度的量，由此能够确保覆盖度。

第三粒体的研磨清理力较低，无法有效地除去铁鳞，因此与现有的投射材料相比被减少。另外，第三粒体包含铸造用砂，通过使第三粒体减少，能够抑制铸造用砂的混入，因此能够抑制构成喷砂装置的部件的损耗。

在使用本实施方式的投射材料的情况下，能够使操作混合形成后的喷砂装置内的粒径分布形成为适于铸件的研磨清理的上述分布。

(变更例)

投射材料的形态并不限定于钢丸，也能够使用砂粒、钢线粒等。

第一投射材料与第二投射材料可以为相同材质，也可以由硬度不同的材质形成。

(实施方式的效果)

根据本实施方式的投射材料，在通过喷砂处理进行铸件的研磨清理时，能够成为研磨清理力与研磨清理效率均提高的适于铸件的研磨清理的投射材料。另外，能够成为操作混合形成后的装置内投射材料的粒子分布成为适于铸件的研磨清理的分布的投射材料。

实施例

以下，说明为了确认本发明的效果而进行的实施例。

(1)研磨清理试验

进行了使用实施方式的投射材料的研磨清理试验。本试验所使用的被加工物通过使材质为FC250、在浇注温度1350℃进行浇注、在浇注后30分钟后进行分箱、以3℃/min的冷却速度进行冷却而获得。产品重量约为30.5kg。试验所使用的投射试验装置是喷丸机SNTX－I型(新东工业株式会社)，以投射速度73m/s、工作台自转速度6rpm实施。

供试验的投射材料通过准备第一投射材料和第二投射材料并且将两者混合调整粒径分布而制成，其中，上述第一投射材料调整为粒径d为1.18mm＜d≦2.36mm且粒径区间1.70mm＜d≦2.00mm的频度为最大，上述第二投射材料调整为粒径d为0.85mm＜d≦1.40mm且粒径区间1.18mm＜d≦1.40mm的频度为最大。硬度均为HV450。在图2中示出粒径分布。图2是表示实施例的投射材料的粒径分布的说明图。

该粒径分布满足实施方式的投射材料的粒径分布的条件。另外，作为比较例，以φ1.7mm(粒径范围：1.40mm＜d≦2.36mm)的钢丸也实施了试验。投射密度为150～300kg/m²。在实施例、比较例中，均将投射材料投入投射试验装置，反复进行连续运转以及补给形成操作混合，然后进行了投射试验。

将研磨清理试验后的试料表面在图3中示出。图3是表示研磨清理试验后的试料的表面状态的说明图。将凸凹部与文字部(刻印部)放大观察完成状况，实施了基于目视观察的评价。外观目视观察的详细情况在图4中进行了总结。图4是说明图3所示的表面状态的表。如图3以及图4所示，在比较例中，在投射密度为150kg/m²～250kg/m²的范围，确认到在由虚线围起的虚线区域存在铁鳞。而且，在投射密度为300kg/m²的时刻铁鳞被除去。因此，在比较例中，在完成之前需要投射密度为300kg/m²。另一方面，在实施例中，在投射密度为150kg/m²～200kg/m²的范围，确认到在由虚线围起的虚线区域存在铁鳞。而且，在投射密度为250kg/m²的时刻，铁鳞被除去。即，在实施例中，确认到在投射密度为250kg/m²下完成。

放大观察平坦区域，对除锈度进行了测定。结果如图5所示。图5是表示研磨清理试验后的试料的除锈度的测定结果的说明图。认为伴随着投射密度增加除锈度增加。除锈度90％以上相当于目视观察外观评价的完成结束点。确认到在实施例中能够在投射密度比比较例低17％的状态下实现同等的完成，能够缩短研磨清理时间。

(2)寿命试验

投射材料的寿命试验遵照SAE J445所规定的100％Replacement Method，使用欧文式寿命测试仪，以投射速度60m/s、截屏(Cut screen)0.710mm的条件进行。结果如图6所示。

图6是表示寿命试验的结果的说明图。针对达到新的投射材料的累计补给量为100g的循环数，在比较例中是2940次循环，相对于此，在实施例中，是3400次循环，认为寿命提高16％。

寿命试验是对实际的喷砂装置的操作进行了模拟的试验，能够根据试验后的投射材料的状态推断操作混合形成后的粒径分布。结果如图7所示。图7是表示操作混合形成后的粒径分布(推断)的说明图。确认到该粒径分布满足实施方式的投射材料的操作混合形成后的粒径分布，在使用实施方式的投射材料的喷砂处理中，能够获得所希望的粒径分布。

Claims

1.一种投射材料，其是用于通过喷砂处理对铸件的表面进行研磨清理的铁系投射材料，

其中，

所述投射材料的维氏硬度为HV300～600的范围，

所述投射材料的粒径d为0.85mm＜d≦2.36mm，

所述投射材料的粒径d的分布如下：频度分布中的粒径区间1.18mm＜d≦1.40mm的频度为最大，粒径区间1.70mm＜d≦2.00mm的频度为频度分布中的粒径区间1.18mm＜d≦1.40mm的频度的0.4～1.0倍，并且粒径区间1.40mm＜d≦1.70mm的频度为频度分布中的粒径区间1.18mm＜d≦1.40mm的频度的0.2～0.7倍。

2.根据权利要求1所述的投射材料，其中，

所述投射材料的粒径d的分布如下：粒径区间1.70mm＜d≦2.00mm的频度为频度分布中的粒径区间1.18mm＜d≦1.40mm的频度的0.6～0.8倍，并且粒径区间1.40mm＜d≦1.70mm的频度为频度分布中的粒径区间1.18mm＜d≦1.40mm的频度的0.3～0.6倍。

3.根据权利要求1或2所述的投射材料，其中，

所述投射材料是第一投射材料和第二投射材料的混合物，所述第一投射材料的粒径d为1.18mm＜d≦2.36mm且粒径区间1.70mm＜d≦2.00mm的频度为最大，所述第二投射材料的粒径d为0.85mm＜d≦1.40mm且粒径区间1.18mm＜d≦1.40mm的频度为最大。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的投射材料，其中，

当通过喷砂装置的操作而稳定在恒定的粒径分布的操作混合形成后的投射材料的粒径分布区分为粒径超过1.18mm的第一粒体、粒径为1.18mm以下且超过0.85mm的第二粒体以及粒径为0.85mm以下的第三粒体时，满足(第一粒体的比率)≧(第二粒体的比率)≧(第三粒体的比率)。

5.根据权利要求4所述的投射材料，其中，

第一粒体的比率为60重量％以上，第二粒体的比率为5～30重量％，第三粒体的比率为20重量％以下。