热喷涂喷砂磨料和喷砂操作参数的选择

02月18日 14:19 141

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选择喷砂磨料和喷砂操作参数时,主要应考虑待喷涂工件的基体材料的类型、结构、性能及对表面粗糙度的要求以及喷砂磨料的类型、硬度、粒度、形状等。对于铝、铜 及塑料等基体材料,要选用硬度较低、粒度较细的磨料,并采用较低的空气压力、拉大喷砂距离,以减少砂粒嵌入的可能性。对薄的基体或薄壁部位宜低于40HRC的大多数钢铁制件最好采用铸钢砂或铸铁砂喷砂;基体硬度高于45HRC时,则宜采用刚玉砂、碳化硅砂。要求基体的表面粗糙度大或喷涂厚涂层时,应使用粗砂,反之,则使用细砂;热喷涂用喷砂磨料通常使用多角形磨料而不采用球丸类磨料,否则达不到热喷涂工艺对表面粗糙度的要求。

1)喷砂磨料的选择

喷砂的效果取决于砂粒的类型及尺寸。锋利、坚硬及有棱角的砂粒可获得最好的喷砂效果。不要使用球形或圆形的砂粒,所有砂粒都应清洁且干燥,不含 油、长石或其他杂物。

应根据不同基体,选择合适的喷砂磨料。金属类磨料,如铸铁砂和铸钢砂,使用寿命长、破碎率低,能重复使用,多用于钢铁制件大批量产品生产时的喷砂作业;但这类材料不适用于铜、铝、镁等材料的喷砂处理,因为容易产生铁锈污染。非钨翻页磨料有棕刚玉、白刚玉、碳化硅、石英砂、河砂、炉渣、石榴石等。特别是棕刚玉砂,其质地坚硬、破碎率低、喷砂效率高,质量好、价格适中,不会对基体表面 产生污染,是最常用的喷砂磨料;碳化硅砂虽然硬度很高,但对基体的嵌入能力强、破碎率较高。在无法回收回收的现场大面积喷砂操作中,亦可使用优质石英砂和河砂。

常用的磨料是:棕刚玉、白刚玉、激冷铁砂、钢砂、碳化硅、金刚砂。

棕刚玉砂(氧化铝)具有硬度适中、韧性高、抗破碎能力较强、耐高温、抗氧化、抗腐蚀、成本低等特点。常用作喷砂磨料,其破碎率低、可循环使用次数多,但硬度稍低。

白钢玉砂(氧化铝)硬度高,破碎率低,喷砂效果好,但价格较高。可用于马氏体钢类的硬质基体,可循环使用。若用其喷软基体,应降低压缩空气压力,喷砂后用压缩空气除去嵌入基材表面的颗粒。

石英砂破碎率高,一般一次性使用。其粉尘会损害人体健康,使用时要特别注意防护通风措施,防止对人体的损害和环境污染。

激冷铁砂和带棱角的钢砂硬度高、破碎率低、使用寿命长、可循环使用,但容易锈蚀,生锈后使用会影响预处理质量。

工件表面硬度较高,喷砂粗糙度越低。为了获得较理想的粗糙度,需要对硬度较高的工件表面进行退火处理。

2)喷砂磨料粒度的选择

磨料粒度的选择主要取决于所需要的表面粗糙度,也与磨料的硬度,涂层厚度和喷砂用空气压力等因素有关。实际使用的喷砂磨料,其粒度范围通常分为3档:粗砂(-10目~+30目),中粗砂(-14目~+40目),细砂(-30目~+80目)。当要求喷涂涂层厚度超过0.25mm时,推荐采用粗砂,以提高基体的表面粗糙度,获得最佳的粘结性能;当涂层厚度小于0.25时,要求基体表面的粗糙度比较均匀时,则采用粗砂,能达到满意的粘结强度;当涂层厚度小于0.25mm,且涂层以喷涂态使用时,即要求喷涂态涂层的表面比较均匀,光洁时,宜采用细砂。细砂喷砂时,单位面积上冲击基体表面的磨料数目和接触面积均增大,因而喷砂效率高,但表面粗糙度较小;反之,磨料粒度大,喷砂效率低,表面粗糙度增大。喷砂用磨料必须清洁、干燥、有棱有角,忌用铸件抛丸清理后用过的磨料。

3)喷砂操作参数的选择

在基体材料、喷砂磨料及粒度确定之后,即可进行喷砂作业。喷砂操作的工艺参数包括空气压力、喷砂嘴直径、喷射角度、喷射距离、喷砂时间、喷砂操作环境和抽风除尘情况等。喷砂时,磨料粒度、空气压力对喷砂后表面粗糙度都有影响。磨料粒度粗,风压增高,能增大表面粗糙度;反之则减小表面粗糙度。而在使用同种喷砂磨料、同一风压参数的条件下,硬度低、质软的基体(如铝、软钢),其喷砂后的表面粗糙度大。

喷砂时间和空气压力对表面粗糙度的影响如下:随着刚压增高,表面粗糙度显著增大;而喷砂时间对表面粗糙度的影响在开始的约30min内呈急剧增大的线性关系,再延长喷砂时,表面粗糙度几乎没有什么变化。

喷砂角度以喷砂枪轴线与工件表面呈70度到80度,要避免垂直,否则会因磨料垂直反弹而降低喷砂效率;但也不应小于45度,否则会影响喷砂效果。喷砂枪应始终保持恒定的喷砂角度,对工件进行扫描式喷砂,每一个喷砂道应覆盖前一喷砂道的约1/3,连续地从工件的一端移动至另一端。第2遍喷砂则应与第1遍喷砂交叉覆盖,如此交替反复,直到达到要求的表面粗糙度和均匀度为止。

喷砂距离即喷砂枪口到基体表面的距离,取决于磨料的类型及粒度、喷砂嘴的孔径及喷砂机的性能等。一般在100mm~350mm范围内波动。软基体、薄壁件、大孔径喷砂嘴和较大型 喷砂机宜采用大的喷砂距离;而硬质基体、厚壁件、大型件和厚涂层则宜采用较短的喷砂距离。、

喷砂完毕,应用干燥、无油、干净的压缩空气吹去喷砂表面的浮尘。喷砂后的新鲜表面严禁再被污染,手指触摸留下的指痕都会影响喷涂涂层的结合。喷砂后应尽快进行喷涂,以免基体因吸潮或氧化而影响涂层结合性能。对于钢铁基体,喷涂前的间隙时间不应超过2h,在潮湿天气下不应超过1h。

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