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抛丸除锈设备在线材表面清理中的应用
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表面除锈是线材加工过程必不可少的重要工序。抛丸技术可以避免酸洗工艺的诸多缺点,作为一种替代工艺,其技术与装备已日趋成熟。目前,国内金属制品行业选择抛丸工艺用于线材表面除锈已逐渐被广大金属制品企业所接受。由于抛丸丸粒是高速抛射,所以整个抛丸清理过程必须在一个封闭的装置内进行。一般的抛丸除锈设备有抛丸机主机、除尘装置及线材输送装置等组成,抛丸机主机包括抛丸室、弹丸循环输送机构、抛丸器等。抛丸室(清理室)是由钢结构件焊接而成,内壁衬有耐磨防护板形成分区内置结构;弹丸循环输送机构由置于清理室底部的螺旋输送、提升机、弹丸分离机构及弹丸流量调整装置等组成;抛丸器由溜丸管、分丸轮、定向套及叶轮装置等组成,按照所需清理的线材规格组距、进料形式,为达到全表面无死角的抛丸要求设计确定抛丸器的数量及布置。


线材在抛丸清理过程中,整捆线材作“上下起伏+左右摆动+正反旋转”的复合动作,使得整捆线材的每一根线材的全部外表面均能处于弹丸的抛射范围内,受到弹丸束的有效打击,抛丸室一般配置不同角度和不同断面位置布置的6~8台抛丸器,电机功率22~30kW。弹丸抛射在整捆线材的外圈,并抛射到线材与线材间经起伏摆动产生的间隙中,完成对每圈线材全面的覆盖。
这种方式的抛丸处理效果受到线材直径影响较大。线材线径越小(小于10mm),依靠线材起伏摆动产生的间隙越难,导致成捆线材内圈的除锈效果越差,氧化皮局部残留不受控制,还会造成线材表面的硬度不均匀,被充分抛丸的表面极易被氧化,生成一层薄薄的表面氧化膜,以至于影响线材后续磷化处理工序中的钝化层,因此,线材整捆抛丸不能与拉丝机联线使用,也不能完全替代酸洗。
线材经过开卷、放线、预矫直以单根形式进行抛丸处理,抛丸室一般配置不同角度不同断面位置布置的4台抛丸器,电机功率11~22kW,弹丸抛射可完全均匀覆盖线材的整个圆周表面,是目前较为广泛应用的线材表面处理(抛丸除锈)形式。这种形式的线材抛丸表面处理方式,表面质量均匀统一、处理效果好。
表面上看单根抛丸效率较低,但可根据后续的工艺要求通过提高线材的输送速度来保持较高的生产效率。这种形式的抛丸机还可直接与拉丝机或倒立式拉丝机组成联合生产线,是无酸洗无磷化“精准抛丸”的选择。
试验采用ø7.0mmSUM24L快削钢,酸洗与抛丸处理后的表面比酸洗后表面光滑致密。粗糙度是评定表面质量的重要参数,特别是抛丸后进行表面探伤的线材。表面粗糙度的大小取决于弹丸线速度和弹丸直径,合适的粗糙度也有利于后续的拉拔加工。ø7.0mmSUM24L快削钢抛丸后粗糙度为Ra14.10,符合GB/T6060.3—2008对粗糙度的要求Ra12.5~25,经过拉拔速度80m/min的后续拉拔、抛光等工序,粗糙度和酸洗处理拉拔后的基本相当。氧化物的残留,特别是内层的氧化皮会直接缩短拉拔模具的寿命同时会影响拉拔后的产品精度。抛丸后表面清洁度一般可达ASa2.5~3,氧化物去除率≥98%。
抛丸对线材表面的冲击会产生冲击硬化现象,通过控制抛丸的线速度可有效控制线材的表面硬度,一般抛丸后表面硬度增加≤2%。
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