Выбор абразивного материала

Перед тем, как начинать выбирать определенный абразив, необходимо определиться с целью его использования:

• очистка поверхности (дробеструйная обработка): предусматривает избавление от окалин, песка, грата, следов шлифования литых частей (например, чугуна с шаровидным графитом, алюминия, отливок из обычной или нержавеющей стали);
• снятие внутренних напряжений (обдувка дробью): обычно применяется к частям вроде как пружины или двигателя; для увеличения их усталостной прочности в основном применяется круглая стальная дробь или округлая дробь из рубленой проволоки;
• производство вруба: применяется к большим гранитовым блокам и производится при помощи стальной дроби — смеси стальной решетки, имеющей специальную и высокую твердость;
• гравирование: выполняется для увеличения прочности сцепления поверхности до процесса нанесения покрытия. Например, гравирование ванной до нанесения эмалевого покрытия.

Только круглая стальная дробь может быть использована для очистки или обдувки дробью, для производства вруби и гравировки используется угловатый абразив в соотношении 75:25.

 

1. Выбор правильной формы

Особенность абразивной обработки круглой стальной дробью — это послойная плавная обработка. При этом поверхность получается более мягкой и ровной.

Обработка угловатым абразивом сопровождается быстрым измельчением из-за угловатой формы. При пескоструйной обработке профиль поверхности расположен наклонно, получается пористым, а содержание мелких твердых частиц очень велико.

 

2. Выбор соответствующего размера

Для того чтобы достичь хорошего качества поверхности, нужно выбрать оптимальную смесь большой и маленькой дроби.

 

Если в смеси преобладает дробь большого размера, даже если проходит локальная очистка, от дроби будут оставаться следы удара на поверхности. И наоборот, если в смеси преобладают очень маленькие частицы очистка будет неэффективной. На рисунках можно увидеть разницу:

 

Слишком крупная дробь

Слишком мелкая дробь

 

3. Выбор правильной твердости

 

Самый главный принцип дробеструйной очистки — стальная дробь должна быть тверже, чем литая часть, которую необходимо очистить.

 

Правильная твердость дроби

Низкая твердость

 

Стальная дробь также не должна быть загрязнена частицами, вроде песка, шляпки гвоздя и др.

В процессе очистки с использованием дробеструйных машин необходимо учитывать определенные физические законы.

Стальная дробь, которая была выпущена, оставляет лопасти колеса с определенной кинетической энергией.

Кинетическая энергия стальной дроби непрерывно потребляется во время процесса очистки. В наиболее идеальном случае энергия будет потребляться при ударе дроби о поверхность части. На рисунке ниже можно видеть, как эта энергия расходуется и какие взаимодействия происходят во время процесса обработки. Важным этапом для эффективной работы оборудования является выбор необходимого абразивного материала и правильные настройки машины таким образом, чтобы износ и связанные с этим остановки для технического обслуживания были сведены к минимуму.

Каждая стальная дробь имеет кинетическую энергию, которая пропорциональна ее массе и скорости. Дробь, которая ускоряется колесом, передает ему свою энергию на поверхность металла.

 

Увеличение радиуса стальной дроби в два раза означает, что энергия будет увеличена в 8 раз. Для выбора дроби необходимо обратить внимание на отношение между возрастанием радиуса стальной дроби и передачей энергии. Если мы посмотрим на размер дроби S780 и S390, то увидим, S780 обладает энергией 100 Дж, тогда как дробь S390, чей радиус меньше в два раза, выдает лишь 12 Дж.

 

Размер	d (мм)	r (мм)	d (гр/см3)	v (м/с)	E (Дж)	Новый абразив	Рабочая смесь
S780	2,00	1,000	7,5	80	100 531	25 000	118 000
S660	1,70	0,850	7,5	80	61 739	42 000	198 000
S550	1,40	0,700	7,5	80	34 482	70 000	335 000
S460	1,18	0,590	7,5	80	20 647	121 000	558 000
S390	1,00	0,500	7,5	80	12 566	204 000	937 000
S330	0,85	0,425	7,5	80	7 717	336 000	1 572 000
S280	0,71	0,355	7,5	80	4 498	550 000	2 136 000
S230	0,60	0,300	7,5	80	2 714	924 000	4 971 000
S170	0,42	0,210	7,5	80	931	2 640 000	17 894 000
S110	0,30	0,150	7,5	80	339	7 481 000	37 593 000
S70	0,18	0,090	7,5	80	73	26 401 000	69 635 000

Показатели в таблице: d – диаметр, r – радиус, d (гр/см3)– плотность, v – скорость, Е – энергия.

 

Часть энергии стальной дроби используется для удаления остатков на поверхности дроби, а оставшаяся энергия используется в дроблении при отскоке дроби от поверхности литой части. Передача энергии может быть точно установлена при помощи замены передаточного блока V- образной ленты. Лучшая координированность достигается посредством скорости, которая контролируется двигателями колеса. Распределение энергии и деформация зависят от физических характеристик, таких как твердость поверхности, упругость, поверхностные трещины, а также скорость и угол удара, микроструктуры. Для выбора дробеструйной машины данные критерии являются ключевыми.

Факторы, влияющие на дробеструйную очистку, зависят от:

• номинального размера абразива;
• гранулометрического анализа абразива;
• твердости;
• структуры (шаровидная, угловатая, цилиндрическая);
• скорости, приводящей в движение дробь;
• скорости потока;
• угла, при котором нагнетается дробь;
• продолжительности очистки струей.

 

Первые четыре фактора относятся к стальной дроби и ее выбору, другие факторы полностью зависят от правильной регулировки процесса обработки поверхности дробью и его установок. Другими словами, для достижения эффективной и производительной очистки ипользования одной стальной дроби высокого качества недостаточно. В то же время, все остальные параметры также должны быть приняты во внимание. Общим правилом является использование наиболее высококачественной стальной дроби для удаления остатков с отлитой поверхности. Чтобы получить хорошую поверхность, необходимо использовать правильно подобранную дробь в верно настроенной машине.

Ниже в таблице указаны размеры дроби, которые приводят к наилучшим результатам при определенном применении.

Выбор стальной дроби для дробеструйной машины
Часть, нуждающаяся в очистке	Большой и средний размер	Маленький размер
Литые части
Стальные отливки	S930–S780	S660–S550
Термообработанная сталь	S660–G12	S550–G14
Очистка поверхности и удаление окалины чушек, блюма и т. д. для обнаружения дефектов поверхности	S280 S230	S230 S170
Очистка песка с поверхностей литейного чугуна (блоки двигателя, радиатор, другие)	S660 S550	S460
Очистка перед нанесением эмалированного покрытия ванн и посуды	S460–G16	S390–G18
Очистка печей из литейного чугуна, решетки и т. д.		S330–G25
Литые части из цветных металлов и нержавеющей стали	S239–S210 G40–80	S70–G80
Стальная конструкция
Тяжелые стальные конструкции, такие как балка, угловое железо и другие (толщина 5–10 мм)	S390–S330	S280–S230
Тонкие стальные конструкции и трубчатые конструкции (толщина 2–6 мм)	S230	S170–S110 S70–G80
Очень тонкие стальные листы (0–2 мм), болты, гайки	S110–G50
Очистка перед покрытием проволоки, труб, сжатых газом	G170–G25	S119–G40
Листы из нержавеющей стали
3–5 мм	S170	G40
1–2 мм	S119	G50
0–1 мм	S70	G80–120
Другая продукция
Кованые части или лопасти и т. д.	S660–G14	S330–G18
Очистка обработанных частей после термообработки	S390–S339	S230–G40
Чувствительная очистка термообработанного ручного инструмента		S230–G50
Очистка прокатного стана после последнего прохода и ректификации	Заостренные частицы, имеющие подходящий размер для необходимой очистки поверхности, имеют твердость более 60 HRc
Очистка поверхности перед нанесением покрытия на тяжелые металлы
Обработка дробью металлов для увеличения плотности	Стальная дробь полностью шаровидной формы имеет необходимую твердость для литейной части
Части, которые необходимо покрыть пластиковым материалом	G18–G25	G40