关键词:抛丸清理;磨料;粗糙度;欧文寿命
0、引言:
抛丸处理是利用抛丸设备高速旋转的叶轮将磨料(砂、丸、钢丝段)抛向构件表面,产生打击和磨削作用来达到清理目的的一种表面除锈清理方式,现已普遍应用于大中型设备(如工程机械、船舶制造等)的防腐涂装工艺[1-2]。抛丸处理的质量不仅影响钢铁构件自身的防腐能力,还影响着涂层的附着力、涂层外观质量以及涂料涂装的经济成本。对于已定型的抛丸设备,设备结构及参数更改较难,要提高抛丸质量的关键就是磨料的选择,即磨料的种类、形状、粒度及质量的控制[3-4]。
一般情况下,磨料硬度需高于待处理结构件HRC5 ~ HRC15,才能在抛丸过程中获得较好的除锈效果以及良好的疲劳寿命。对于同一台抛丸设备,磨料粒度大小决定了钢铁构件表面粗糙度的大小。此外,对于涂装而言,构件表面的粗糙度并不是越高越好:粗糙度太小,漆膜与基体结合力偏低;而过高的粗糙度则使涂层遮盖力下降(漆膜出现桔皮等现象),进而耐腐蚀性能降低,并导致后续处理成本也会显著增加(如后期修补等)[5-7]。
在充分考虑抛丸除锈质量及粗糙度的基础上,本文首次设计了铸钢丸和钢丝切丸混合配比(S280+CW1.0 或 S280+CW0.8)后的疲劳寿命试验,并对所用金属磨料的种类、硬度、显微组织、颗粒形状大小和疲劳寿命,以及抛丸后钢板的粗糙度和漆膜耐蚀性等做了系统研究。
1、试验部分:
1.1、主要原材料:
试验磨料其中高碳铸钢丸规格为 S230 和 S280,钢丝切丸规格为 CW1.0 和 CW0.8,见表 1。试验用钢板为标准Q235 钢(76 mm ×18 mm×2 mm,激光切割)。

表1 试验所用丸粒型号、硬度及金相组织
1.2、试验仪器和方法:金属磨料的显微硬度采用洛氏硬度计进行测定,其金相组织和截面粗糙度则采用德国 Leica 光学金相显微镜进行检测。漆膜与基体金属的结合力及耐蚀性则分别按照 GB/T 9286—1998 与 GB/T 10125—1997的标准要求进行检测。
本文采用 ERVIN 金属磨料寿命试验机模拟了磨料清理过程,并按 100%替代法(SAE J445A《金属磨料机械性能测试标准》)进行 ERVIN 循环寿命测定,以表征抛喷丸清理设备中金属磨料的真实使用寿命。