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抛丸处理在钢铁冷锻加工中的应用

文章出处:原创 编辑:抛丸机发表时间:2015-03-29 12:55:36 浏览人数:591,1,0
  摘要:钢铁冷锻加工中的磷化工序一般采用酸洗法去除毛坯上的氧化膜。现介绍用抛丸处理工艺替代酸洗方法,可以大幅度减少工业污染,降低生产成本,提高工艺质量。

  自三十年代德国人首次完成钢铁冷锻加工以来,磷化—皂化处理一直是最有效的钢铁冷锻加工前处理工艺。典型的磷化、皂化处理工艺流程为:

  脱脂→水洗→酸洗→水洗→磷化→水洗→皂化→干燥。
抛丸处理在钢铁冷锻加工中的应用
  上述工艺流程中的酸洗工序主要是为了蚀除毛坯表面的氧化皮,并使金属表面裸露出新的基体,从而在下道磷化工序中生成与金属基体结合牢固的致密的磷酸盐皮膜。由于一般的退火设备缺少气氛保护,因此.钢铁冷锻毛坯退火后往往披着一层厚厚的氧化皮。要完全蚀除这一层氧化皮,一般需要在10%~20%的热硫酸溶液中浸泡20?#31181;?#20197;上。这样的酸洗要耗用较多的酸,并且产生大量的废水废渣,对环境带来了很大的污染。而“三废”治理所需费用及高,一般中小企业经济上承受不起。

  另外,从技术角度来看,酸洗时间过长对冷锻产品有着不利的影响。钢铁毛坯在酸洗过程中吸收了过量的酸蚀产物—氢气,如不进行必要的除氢处理,将会在以后的服役过程中产生危险的“氢脆”现象,使结构发生脆断。有时,我们在钢铁冷锻加工中会听到金属在变形时发出“叭叭”的响声,这就是金属吸收的过量的氢气在“作怪”。

  为了克服上述酸洗工艺的弊病,有些工厂在毛坯退火后用滚桶清理方法去除氧化皮,在一定程度上减少了酸洗工作量。但滚桶清理法仅对实心毛坯有效。而且,滚桶清理操作强度大,设备占地面积大,又要耗用大量工业用水,环境污染比酸洗好不了多少,生产效率也不高。

  为了适应专业化冷锻生产所提出的优质、高效、低污染的要求,冷锻行业在前处理中,开始使用了抛丸技术。本来,抛丸处理仅仅用于铸件的表面清理。后来,推广到锻造行业,用于小型锻件的氧化皮清理,取代了落后的酸洗工艺。到了八十年代,在塑性加工领域中,几乎原来用酸洗去除氧化皮的工序,如钢板冷轧、钢管冷拉以及铁桶?#25512;?#21069;去除氧化皮工序,?#21152;?#37240;洗逐渐改为抛丸处理了。

  钢铁冷锻前处理引入抛丸技术后,带来了许多好处。首先,抛丸处理清理了毛坯内外表面上的绝大部分氧化皮,即使是孔径比达到2以上,孔径小于绍mm的深孔都能得到很好的清理。经抛丸清理后的工件在磷化前只需酸洗一?#31181;?酸的消耗降到了最低,而且由于酸洗时间短,避免了令人讨厌的“氢脆”问题。
抛丸处理在钢铁冷锻加工中的应用
  抛丸处理在清理表面氧化皮的同时,将毛坯.表面打出许多密布的小坑,这些?#27833;葜本?#22810;在1mm左右,深度小于0.2mm。开始担心这些?#27833;?#20250;影响毛坯表面质量,后来在冷锻过程中发现,这些?#27833;?#30340;存在对冷锻过程有着意想不到的好处。原来在皂化处理时,这些坑?#27833;?#27964;容纳了较多的皂化剂。金属冷锻时,这些储存在小坑里的润滑剂?#27426;?#37322;放出来,补充了金属流动所引起的润滑剂的不足。另外,表面有着?#27833;?#30340;毛坯减少了与模具直接接触的面积,从而在金属变形的初始阶段,可以大幅度减少与模壁的摩擦。这些好处在变形量?#27927;?#30340;冷锻过程中特别明显。最终,毛坯表面的?#27833;?#22312;金属流动过程中逐渐被模壁熨平。所以,冷锻件的表面质量从本上不受抛丸处理的影响。

  抛丸处理对磷化层质量也有直接的影响。由于金属丸粒高速?#19981;?#27611;坯,使表面金属内能升高,从而提高r毛坯金属与酸洗液和磷化液反应的速度,提高了前处理生产率,并使磷化皮膜致密程度提高,从而提高了磷化处理质量。

  抛丸处理还具有较高的自动化程度和很高的生产率。一台中规格的抛丸机一次装料可处理80k0g的冷锻毛坯,处理时间20?#31181;?一天可处理几十吨钢坯。所以抛丸技术?#36136;?#19968;项高效率的生产技术。生产过程中产生的氧化铁粉尘通过?#21363;?#38598;尘器收集;用过的废钢丸可以回收并掺入废铁屑中回炉熔炼,因此,抛丸生产中没有使人头疼的“三废”处理问题,同时抛丸处理用的钢砂可以多次反复使用,因而生产成本低于酸洗工艺。

  目前,抛丸处理用的丸砂有两种:一?#36136;?#20919;拔钢丝切丸,钢丝?#26412;?#22312;朔.smm~丸.2mm之间,切断长度等于钢丝?#26412;丁?#21478;一?#36136;?#29305;制的尖粒砂,是采用高硬度的合金白口铁经破碎机破碎筛分而制成,使用时一般混入50%的白口铁球丸使用。粒度视被处理毛坯的大小和表面质量要求选择,一般在60一80目之间。被抛丸处理的毛坯表面完全露出金属的光泽,目测无氧化黑斑,表面密布?#26412;度?5mm以上的麻点。如欲获得更大的?#27833;?#25928;果,可选用更大?#26412;?#30340;钢丸。

  抛丸处理用抛丸设备一般选用橡胶履带式抛丸机,如日本日铸公司生产的NTB一151LA型抛丸机。这种抛丸机可实行机械化上下料;生产过程自动控制;机器密封性好;内部间隙小,可适应细小零件的抛丸加工。工作时噪声和粉尘泄漏很小,适合于现代工业文明生产。

  综上所述,抛丸加工在钢铁冷锻加工的前处理工序中,已经获得了广泛的使用,并取得了良好的使用效果。目前,在日本等工业化国家里,抛丸技术已基本上取代了酸洗工艺。在我国,也有一些厂家开始使用抛丸除锈技术。但由于国产抛丸设?#38050;?#35201;设计用于铸件清理用,不能适应冷锻毛坯的工艺要求,因此,抛丸技术在冷锻行业一时难以推广。随着环境保护的呼声越来越高,可以想象,不久的将来,抛丸除锈技术必将在冷锻前处理工序中获得广泛的应用,并最终取代酸洗工艺。

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