技術記事
表面處理
當金屬、非金屬經過初步加工成型之後,需修飾其加工件表面,改進構件表面機械性質,物理、化學特性,例如耐磨耗、耐高溫、耐腐蝕...等等。一般國內所說的表面處理有兩種解釋,一種為廣義的表面處理,即包括前處理、電鍍、塗裝、化學氧化、熱噴塗等眾多物理化學方法;另一種為狹義的表面處理,即只包括噴砂、珠擊(拋丸)等即我們常說的前處理部分。
工件在加工、運輸、存放等過程中,表面往往帶有氧化皮、鐵鏽制模殘留的型砂、焊渣、塵土以及油和其他污物。要塗層能牢固地附著在工件表面上,在塗裝前就必須對工件表面進行清理,否則,不僅影響塗層與金屬的結合力和抗腐蝕性能,而且還會使基體金屬在即使有塗層防護下也能繼續腐蝕,使塗層剝落,影響工件的機械性能和使用壽命。因此工件塗漆前的表面處理是獲得質量優良的防護層,延長產品使用壽命的重要保證和措施。
何謂噴砂(Sand Blasting):
指的是砂材衝切削物體的表面處理方式,對機械工件的表面進行清理、除銹的工序.噴砂還能用於清除毛刺,處理鑄件,以及產生裝飾性表面。
它的原理是利用高速砂流的衝擊來清理,粗化工件表面,從而使材料表面的機械性能得到改善,提高了工件的抗疲勞性,並且增強工件表面塗料的附著性。
何謂珠擊(Shot Peening):
珠擊是在受珠擊材料的再結晶溫度下進行的一種冷加工方法。加工過程由鋼珠流在很高的速度下撞擊工件表面而完成。為增加金屬的疲勞壽命並預防應力腐蝕的冷加工製程。
操作:利用無數鋼球以高速密集的方式撞擊物件表面。
作用:每個撞擊的動作就像極小的鐵鎚在敲打,藉以增加表層的壓縮應力,使表層的疲勞壽命增加與減少應力腐蝕的破壞機制。可能產生的壓縮應力約是材料最大抗拉強度的一半。
目前珠擊技術的應用還是以汽車、航太工業用零件為主,主要是改善工件的耐疲勞性、抗應力腐蝕(SCC)、抗微震磨耗(Fretting),提高工件使用壽命與可靠度。但近年來珠擊技術的應用越來越廣泛,而且應用範圍也延伸至模具、精密零件等領域。
噴砂與珠擊之比較:
噴砂與珠擊原理雖相同,但周邊設備需求差異甚大,一般噴砂僅需考慮砂料回收、集塵、及空氣壓力即可,但珠擊尚需附加鋼珠篩選、分離破碎鋼珠,及流量控制,在功能的差異更為明顯。珠擊主要是使材料表面產生壓應力,提高工件的抗疲勞強度,抗應力腐蝕,及提高表面加工硬化,噴砂主要為清潔作用,如去除氧化層、除斑、去毛邊等。
以下為兩者之比較表:
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珠擊Shot Peening |
噴砂Sand Blasting |
對工件表面的影響 |
擠壓材料產生壓縮應力 |
清潔功能,去除材料 |
使用耗材形狀 |
球型,圓滑表面 |
多數具銳角,有切削功能 |
耗材材質 |
鋼珠、玻璃珠 陶瓷珠、鑄鋼、鐵珠 |
木材、核桃殼 鋼珠、鐵珠、鑄鋼、陶瓷、 玻璃、氧化物、樹脂、塑膠 |
功能 |
抗應力腐蝕、抗熱龜裂 成型加工(薄版、片)、抗疲性 |
去毛邊、去氧化層 去污染、除油、雕刻加工、 除漆、表面預處理、裝飾 |
應用 |
齒輪、彈簧、焊件、航太零件 |
鑄件、噴焊前處理 機身除漆、汽機車零件 工件除氧化層、精密衝壓件 |