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钢砂在金属表面处理中有多种重要应用:
除锈
- 原理:钢砂通过抛丸或喷砂设备,以较高的速度冲击金属表面的铁锈。由于钢砂硬度较高,铁锈层在钢砂的撞击下会逐渐剥落。例如,在一些长期处于海边环境的桥梁结构上,金属部件表面会形成厚厚的铁锈,使用钢砂喷砂处理,可以有效去除这些铁锈。
- 优点:与化学除锈方法相比,钢砂除锈是一种物理除锈方式,不会产生化学残留,而且能够深入到复杂形状的金属部件内部,去除隐藏部位的铁锈。同时,除锈后的金属表面粗糙度增加,有利于后续防护涂层的附着。
表面清理
- 去除氧化皮和杂质:在金属加工过程中,如锻造、热轧等,金属表面会形成一层氧化皮。钢砂可以通过抛丸清理设备,将这些氧化皮和其他杂质(如加工过程中残留的油污、灰尘等)清除干净。以汽车发动机的曲轴为例,在锻造后表面会有氧化皮,使用钢砂抛丸清理,能使曲轴表面恢复光洁,为后续的机械加工和表面处理提供良好的基础。
- 提高表面质量:对于精密金属零件,钢砂清理可以达到很高的表面清洁度,满足高精度的表面质量要求。例如,在航空航天零件制造中,钢砂清理后的金属表面粗糙度能够控制在很精细的范围内,有利于保证零件的装配精度和性能。
表面强化
- 冷作硬化作用:当钢砂撞击金属表面时,会使金属表面产生塑性变形,形成冷作硬化层。这种冷作硬化可以显著提高金属表面的硬度。例如,在一些承受交变载荷的弹簧和齿轮零件处理中,钢砂强化后的金属表面硬度能够提高 30% - 50%。
- 提高抗疲劳性能:表面强化后的金属,其疲劳强度也会得到明显提升。这是因为经过钢砂处理后,金属表面的微观结构得到改善,能够更好地抵抗疲劳裂纹的产生和扩展。例如,在高速运转的轴承部件中,钢砂强化处理可以有效延长轴承的使用寿命,减少因疲劳损坏而导致的故障。
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