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表面处理
一、喷嘴的核心功能
1.加速磨料:将压缩空气动能转化为磨料喷射动能(速度可达200-400m/s)。
2.控制喷射形态:聚焦磨料流,形成均匀喷射束(直径通常5-20mm)。
3.决定冲击强度:影响表面清理/粗化效果(如Sa2.5级清洁度需特定动能)。
| 类型 | 结构特点 | 优势 | 典型应用 |
| 直筒型 | 圆柱形内孔,无收扩 | 结构简单,成本低 | 大面积粗处理(钢板除锈) |
| 文丘里型 | 三段式(收缩 - 喉部 - 扩散) | 能耗降低 30%,磨料分布均匀 | 高精度处理(汽车涂装前处理) |
| 双文丘里型 | 双重喉颈设计 | 进一步节能,减少磨料飞溅 | 环保要求高的车间 |
| 扇形喷嘴 | 扁椭圆形出口 | 覆盖宽度大(50 - 300mm) | 表面拉毛处理(船舶甲板) |
| 角度喷嘴 | 出口呈 15°/45° 等角度弯曲 | 可处理死角区域 | 管道内壁、复杂结构件 |
三、喷嘴材质与寿命对比
关键结论:
碳化硼:高端选择,寿命为碳化钨的2-3倍,适合连续作业产线。
碳化钨:性价比最优,兼顾耐磨性与抗冲击性。
避免错配:用钢砂时若选氧化铝喷嘴,寿命可能不足10小时!
| 不同材质直接影响耐磨性和成本(磨料硬度决定匹配关系) | |||
| 材质 | 洛氏硬度 (HRC) | 相对寿命 (h) | 适用磨料 |
| 碳化硼(B₄C) | 9.5(莫氏) | 800 - 1000 | 钢砂 / 棕刚玉 |
| 碳化钨(WC) | 92 HRA | 300 - 500 | 石英砂 |
| 氮化硅陶瓷 | 85 HRA | 200 - 300 | 塑料磨料 / 核桃壳 |
| 氧化铝陶瓷 | 80 HRA | 100 - 150 | 石榴石 |
表面处理
喷砂工艺特点及应用
喷砂工艺是一种常见的表面处理技术,通过高速喷射磨料对工件表面进行冲击,以达到清洁、强化或修饰的目的。其特点如下:
1.表面清洁与预处理
.高效去污:可去除表面的氧化皮、油污、锈迹、旧涂层等,尤其适合焊接缝、铸件等复杂结构的清理。
.粗化表面:增加基材表面粗糙度,提高后续涂层(如喷漆、电镀)的附着力。
2.均匀性与适应性
.处理均匀:通过控制参数(如压力、磨料类型),可实现大面积均匀处理,避免手工打磨的局部遗漏。
.形状适应性强:适用于复杂几何形状或精密电子元件。
3.材料与工艺灵活
.多种喷砂介质选择:
.金属介质(钢砂、铝丸):用于金属表面强化处理。
.非金属介质(石英砂、铜矿砂、玻璃珠、氧化铝、碳化硅):用于结构件的表面清洁或非金属表面处理(如塑料、玻璃等)。
.环保介质:可使用天然磨料(如核桃壳)、或可回收介质(如陶瓷珠、塑料珠等)。
4.表面强化与疲劳寿命提升
.应力强化:喷砂能在材料表面形成压应力层,显著提高金属工件的抗疲劳性和耐腐蚀性(如航空发动机叶片、汽车弹簧等)。
5.可控的粗糙度与纹理
.精准调控:通过调整磨料粒度、喷射角度和压力,可获得从亚光到细腻纹理的不同效果,常用于装饰性处理(如不锈钢拉丝、玻璃磨砂)。
6.经济性效率
.自动化程度高:适合批量生产,降低人工成本。
.维护成本低:设备简单,磨料可循环利用(如吸回式喷砂机)。
7.局限性
.粉尘污染:需配备除尘设,否则危害工人健康(矽肺风险)。
.基材损伤风险:过度喷砂可能导致薄壁件变形或软材料(如铝、铜)表面损伤。
.工作时噪音较大,需采取隔音措施。
典型应用场景
.工业领域:船舶除锈、汽车零部件强化、模具清理。
.装饰领域:玻璃/金属蚀刻、木器做旧。
.精密制造:半导体元件清洁、医疗器械表面处理。
环保与安全措施
.湿式喷砂:采用水雾抑制粉尘,适合敏感环境。
.封闭式作业:搭配通风系统,符合OSHA或ISO标准。
.喷砂工艺的多样性和可控性使其成为现代制造业不可或缺的技术,但需根据材料特性、环保要求和成本综合选择参数。