Объяснение пескоструйной обработки: Процесс, средства и функции

Пескоструйная обработка - это метод, который обычно используется для очистки, придания шероховатости и подготовки поверхности. С помощью сжатого воздуха абразивные частицы с высокой скоростью подаются на поверхность деталей для удаления ржавчины, краски и загрязнений. Этот процесс жизненно важен в производстве для обеспечения надлежащей адгезии покрытий и долгого срока службы материалов. В этой статье мы рассмотрим принципы работы, типы оборудования, распространенные абразивы и функции процесса пескоструйной обработки.

Обзор пескоструйной обработки

Пескоструйная обработка Использует сжатый воздух, чтобы с большой скоростью нанести мельчайшие частицы на поверхность детали. Она используется для очистки, придания шероховатости, удаления ржавчины или снятия краски с поверхности детали. Сила воздействия абразивов изменяет их физические свойства. Пескоструйная обработка очень важна во многих областях и служит для контролируемой обработки поверхности с помощью механического воздействия.

Процесс пескоструйной обработки начался в 1870-х годах. Генерал Бенджамин Чу Тилгман заметил способность песка истирать стекло, которое использовалось для окон в пустыне, и получил патент. В 1904 году Томас Уэсли Пэнгборн внес усовершенствование, добавив в процесс сжатый воздух. Это изменение сделало процесс адаптируемым и эффективным, благодаря чему он получил широкое распространение в различных отраслях промышленности.

Этапы пескоструйной обработки

1. Подготовка: Убедитесь в правильности выбора пескоструйного оборудования и абразивов в соответствии с материалом, формой и размером детали. Убедитесь, что все оборудование находится в рабочем состоянии, включая давление в компрессоре и сопло пистолета. Необходимо обеспечить безопасные условия работы, например, использовать защитные очки, маски и защитную одежду.
2. Закрепление заготовки: Убедитесь, что заготовка надежно закреплена на верстаке, чтобы избежать ее перемещения во время абразивной обработки. Это позволит сохранить равномерность и точность процесса. Чтобы удержать на месте большие или странные по форме детали, необходимы специальные приспособления.
3. Настройка оборудования: Настройте параметры в соответствии с заготовкой и целями. Сюда входят регулировки давления воздуха, расстояния между пистолетом и заготовкой, угла наклона пистолета и расхода абразива. Для тонких деталей установите меньшее давление, чтобы избежать повреждений, а для шероховатых поверхностей увеличьте расход абразива.
4. Начинаем взрывные работы: Когда все будет готово, заготовка будет удерживаться в пистолете и перемещаться с заданной траекторией и скоростью. Движение должно быть плавным, чтобы избежать чрезмерной или недостаточной абразивной обработки.
5. Проверка качества: После абразивной обработки проверьте заготовку на чистоту и шероховатость. Если какие-то участки обработаны не полностью, проведите еще несколько абразивных работ на этих участках.
6. Уборка: После завершения работ уберите все на место, соберите все неиспользованные абразивные материалы и уберите оборудование на хранение.

Пескоструйное оборудование

В зависимости от способа подачи абразива, пескоструйное оборудование можно разделить на 3 типа:

Всасывающий пескоструйный аппарат

Пескоструйный аппарат с всасывающей подачей работает на сжатом воздухе. Благодаря высокоскоростному воздушному потоку в пистолете-распылителе создается пониженное давление, что приводит к всасыванию абразивных материалов через трубку. Абразивы подвергаются воздействию пучка воздуха под давлением и направляются на обрабатываемую поверхность.

Пескоструйный аппарат под давлением

Пескоструйный аппарат с напорной подачей также работает на сжатом воздухе. В этой системе сжатый воздух подается в резервуар, где смешиваются абразивные материалы. Абразивные материалы подаются в транспортировочную трубу через клапан, затем ускоряются воздухом и распыляются на поверхность. Абразивные материалы, смешанные с воздухом в резервуаре, подаются под давлением сжатого воздуха, проходящего через транспортировочную трубу через клапан, и распыляются на поверхность.

Мокрый пескоструйный аппарат

В пескоструйном аппарате используется насос для подачи смеси абразивных материалов и воды в пистолет-распылитель. Сжатый воздух ускоряет жидкость, когда она попадает в пистолет, и распыляет ее на поверхность. Этот метод сочетает абразивы с водой, что помогает очистить и обработать поверхность.

Пескоструйный аппарат мокрого типа использует насос для подачи смеси абразивных материалов на водной основе в абразивный пистолет. Воздух сжимает жидкость в пистолете, где она затем проецируется на поверхность, требующую обработки.

Пескоструйные материалы

Оксид алюминия

Самый распространенный абразив для пескоструйной обработки. Оксид алюминия острый, прочный и может быть использован многократно. Он бывает разных степеней твердости и размеров частиц, что позволяет использовать его для широкого спектра проектов.

Стеклянные бусины

Стеклянные бусины безопасны, нетоксичны, не содержат тяжелых металлов и кремнезема. Их сферическая форма помогает полировать, оставляя яркий и гладкий след. Их можно использовать многократно.

Пластиковые абразивные материалы

Пластиковая среда хорошо подходит для агрессивной зачистки и позволяет добиться стабильных результатов. Она может снимать краску с металлов, пластика и композитов.

Карбид кремния

Карбид кремния - самый твердый абразив и быстро режет. Он начинает работать небольшими кусочками и ломается в процессе обработки. Этот абразив можно использовать повторно, и он часто применяется для травления стекла и камня или для удаления сильной ржавчины.

Гранат

В основе этого абразива лежит сложный силикатный минерал гранат, который обладает высокой режущей силой, равномерным размером зерен и меньшим загрязнением пылью.

Стальной выстрел

Стальная дробь состоит из небольших стальных шариков, используемых для очистки и полировки металлических поверхностей. Она снимает часть материала, оставляя блестящую и гладкую поверхность.

Стальная крошка

Стальная крошка используется для агрессивной абразивной обработки; она быстро справляется с различными загрязнениями. Она эффективна для травления металлов, если поверхность может это выдержать.

Органические соединения

Органические абразивы, такие как кукурузные початки и скорлупа грецкого ореха, имеют зеленый цвет. Кукурузные початки используются для деликатной обработки дерева, а скорлупа грецкого ореха обеспечивает более абразивное зачистное действие.

Сравнительная таблица пескоструйных материалов

Тип абразива	Твердость	Эффект отделки поверхности	Основные приложения
Оксид алюминия	9 MH	Суровый	Удаление ржавчины/окиси металла, снятие заусенцев, придание шероховатости керамической поверхности
Стеклянная крошка	5-6 MH	Легкая и средняя очистка	Гравировка стекла, обработка каменных поверхностей, очистка легких металлов
Стеклянные бусины	5-6 MH	Гладкая, матовая поверхность	Упрочнение нержавеющей стали/алюминия, прецизионная очистка деталей, декоративная матовая отделка
Карбид кремния	7 MH	Сверхтонкая резка	Резка твердых материалов (керамика, композиты), прецизионное шлифование полупроводников
Пластиковый абразив	2-4 MH	Очень легкая очистка	Снятие заусенцев с деликатных материалов (пластмассы, электроника), очистка аэрокосмических композитов
Гранат	7-8 MH	Средняя шероховатость	Резьба по камню, антикоррозийная обработка судов/трубопроводов, гидроабразивная резка
Стальной выстрел	60+ HRC	Гладкая, однородная текстура	Удаление окалины с тяжелых металлов, поверхностное упрочнение (например, автомобильных деталей), дробеструйное упрочнение
Стальная крошка	40-60 HRC	Агрессивная резка	Удаление ржавчины с конструкционной стали (мосты, корабли), профилирование поверхности бетона

Чистота

Чистота определяет, насколько хорошо загрязнения удаляются из заготовки после пескоструйной обработки. Существует два основных международных стандарта чистоты: американский стандарт "SSPC-" от 1985 года и шведский стандарт "Sa-" от 1976 года. Стандарт Sa- имеет четыре класса: Sa1, Sa2, Sa2.5 и Sa3, и широко используется во всем мире.

Sa1 Grade - Это самый низкий уровень, подобный американскому классу SSPC-SP7. Он включает в себя простую ручную чистку щеткой и шлифовку наждачной бумагой. Защита покрытия лишь немного лучше, чем без обработки. Для Sa1 поверхность должна быть очищена от видимого масла, жира, ржавчины и краски, но незначительные загрязнения могут остаться.

Sa2 Grade - Равняется американскому классу SSPC-SP6. На этом уровне в качестве основного метода очистки используется пескоструйная обработка. Поверхность детали должна быть очищена от видимого жира, грязи, ржавчины и краски, но дефекты могут занимать до 33% поверхности. Небольшая ржавчина и краска во вмятинах допустимы.

Sa2.5 Grade - Это стандарт, используемый в промышленности, известный как почти белая очистка. Он часто используется в качестве стандарта приемки. Поверхность должна иметь не более 5% дефектов, таких как небольшие тени или незначительное обесцвечивание, ржавчина или дефекты краски.

Sa3 Grade - Самый высокий уровень, равный американскому классу SSPC-SP5, также называемый белой очисткой. Поверхность должна быть абсолютно чистой, без дефектов, ржавчины или краски. Не должно быть никаких теней или обесцвечивания.

Шероховатость пескоструйной обработки

Зерна пескоструйного аппарата ударяются и отскакивают наружу. В результате удара на поверхности образуются углубления размером в несколько тысячных долей дюйма, которые называются основным рисунком. В результате отскока некоторые поверхности выступают наружу на несколько тысячных долей дюйма. Нижние части называются "долинами", а верхние - "пиками". Каждая песчинка, ударяясь о поверхность, создает "долину" и "пик", что и является причиной образования шероховатости. Она выражается в милях (mil), а один миль равен 1/1000 секунды.

Почему необходима пескоструйная обработка?

Пескоструйная обработка использует высокоскоростной поток песка для обработки поверхности детали таким образом, что поверхность детали приобретает определенную степень чистоты и шероховатости, этот процесс улучшает механические свойства и эстетический вид детали.

Предварительная обработка покрытий или слоев гальваники

Пескоструйная обработка удаляет с поверхностей такие загрязнения, как грязь, жир и окислы. Она оставляет однородную, шероховатую текстуру, которая улучшает сцепление между деталями и их покрытиями или гальваническое покрытие. Различные абразивы создают разные уровни шероховатости для удовлетворения различных потребностей.

Очистка и полировка шероховатых поверхностей

Пескоструйная обработка очищает отливки, поковки и термически обработанные детали от загрязнений, таких как масло и ржавчина. Она также полирует поверхности, делая их более гладкими и визуально привлекательными. Процесс позволяет получить равномерный металлический цвет, улучшая внешний вид заготовки.

Удаление заусенцев и эстетика поверхности

Пескоструйная обработка удаляет с заготовок небольшие заусенцы, делая поверхности ровными и безопасными. Она также создает закругленные края в местах соприкосновения поверхностей, улучшая общий вид заготовки.

Улучшение механических свойств

Пескоструйная обработка создает на деталях равномерную мелкозернистую текстуру, позволяющую удерживать на поверхности смазочное масло. Это улучшает смазку, снижает уровень шума и продлевает срок службы оборудования.

Снятие стресса

Пескоструйная обработка уменьшает напряжение на поверхности заготовки, ударяя по ней абразивными гранулами. Это упрочняет поверхность и обычно используется для таких деталей, как пружины, инструменты и лопасти самолетов.