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文章來(lái)源:智科技術(shù)中心 時(shí)間:2016/11/15
噴砂按工藝目的可分為:(1)表面清潔(2)刃口細(xì)化(3)改善鈷流失表面(4)涂層后處理。按噴砂的工藝方法分有干噴砂和濕噴砂。按操作方式可分為自動(dòng)噴砂機(jī)和手動(dòng)噴砂機(jī)。大部分干式噴砂機(jī)都配置有自動(dòng)噴砂功能和手動(dòng)噴砂功能,自動(dòng)噴砂用來(lái)處理數(shù)量大、形狀規(guī)則的標(biāo)準(zhǔn)工件,如滾刀、鉆頭、插刀等;手動(dòng)噴砂用來(lái)處理特殊工件,如模具等。
干式噴砂機(jī)使用的砂子有B4C、SiC、Al2O3(金剛砂)、Si02(玻璃珠)、鋼珠、塑膠粒等。B4C和SiC顆粒太硬,切削力很強(qiáng),噴砂時(shí)間稍長(zhǎng),工件尺寸可能已超差,另外.可能在工件表面產(chǎn)生額外的冷壓強(qiáng)化應(yīng)力,涂層更易剝落;玻璃珠雖硬但脆、易碎,磨損快,使用壽命低;鋼珠易銹污染工件,塑膠粒易粘在工件表面,這兩種情形都不易清洗干凈,增加了涂層質(zhì)量下降和程序中斷的風(fēng)險(xiǎn);另外,塑膠粒切削力太?。畬?duì)硬質(zhì)合金幾乎沒(méi)有作用。所以,選擇A1203(金剛砂)作為噴砂介質(zhì)是最合適的,當(dāng)然對(duì)于特定的工件,可以選擇更適合的噴砂材料。
當(dāng)Al2O3(金剛砂)顆粒太小為13微米(F500),噴砂壓力為2—5bar時(shí),每分鐘可去除硬質(zhì)合金表面大約0.007g的材料。也就是說(shuō),如果在一平方分米的區(qū)域內(nèi)均勻噴砂10分鐘,材料表面會(huì)被去除大約0.5微米厚度。由此可見(jiàn),用Al2O3 (金剛砂)作為噴砂材料,幾乎不會(huì)改變工件的尺寸,即使多噴了一些時(shí)間,也沒(méi)有太大風(fēng)險(xiǎn)。噴砂所使用的砂子在使用一段時(shí)間后,砂子的棱角被磨損打圓,切削力明顯下降.所以要定期檢查砂子的磨損情況,必要時(shí)予以更換。
1) 噴砂的表面清潔作用
涂層結(jié)合力的好壞與被涂層表面狀況有很大關(guān)系,并不是在任何表面的涂層結(jié)合力都很好。噴砂作為涂層的一種前處理方法,是為了確保涂層在一些狀況不好的表面上的結(jié)合力,例如有氧化層的表面,被腐蝕的表面,研磨或拋光不佳的表面,等等。
工件表面的氧化層和腐蝕層與基體的結(jié)合強(qiáng)度很差,受到溫度變化、外力或應(yīng)力作用很容易剝落.但僅僅通過(guò)清洗又很難徹底清理掉。在涂層加熱過(guò)程中,有些氧化層和腐蝕層逐漸剝落,沒(méi)有剝落的氧化層和腐蝕層就被涂層覆蓋:在覆蓋過(guò)程中。受到涂層應(yīng)力作用,有些氧化層和腐蝕層也剝落;涂層結(jié)束后,沒(méi)有剝落的氧化層和腐蝕層就存在于基體與涂層之間,在涂層冷卻過(guò)程中,由于受溫度變化產(chǎn)生熱脹冷縮應(yīng)力可能會(huì)帶著涂層一起剝落:沒(méi)有脫落的這部分涂層是靠氧化層或腐蝕層附著在基體之上的,其與基體的結(jié)合力很差,在工件使用過(guò)程中,這部分涂層先脫落。工件的失效從這里開(kāi)始逐漸擴(kuò)散,最終導(dǎo)致整個(gè)工件失效。在加熱、涂層、冷卻過(guò)程中的氧化層與腐蝕層的剝落,都會(huì)影響涂層的結(jié)構(gòu)特性和結(jié)合力,最終都會(huì)導(dǎo)致工件涂層壽命的急劇降低。
噴砂可以在涂層前將工件表面的氧化層、腐蝕層等磨削掉。使刀具獲得一致的表面質(zhì)量.以確保涂層結(jié)合力.減少涂層刀具在使用過(guò)程中的離散表現(xiàn).即獲得較穩(wěn)定的切削表現(xiàn)能力。
2) 噴砂的涂層前刃口細(xì)化作用
在刀具的鋒利刃尖處,涂層沉積的最厚,涂層的內(nèi)應(yīng)力很高。切削時(shí),在切削力與內(nèi)應(yīng)力共同作用下,刃口處涂層首先崩裂、脫落,而刃口處的涂層性能直接決定著整個(gè)刀具的使用壽命。刃口細(xì)化是通過(guò)噴砂等處理方式將刀具刃口及切削面上的凸起顆粒及缺口碎屑去除、降低表面粗糙度,使刃口前刀面與后刀面有一個(gè)光滑過(guò)渡,減少涂層在刃尖的內(nèi)應(yīng)力集中。通過(guò)噴砂來(lái)細(xì)化這些表面,使其粗糙度得到改善,能提高涂層與基體的結(jié)合力。
3) 改善鈷流失表面
鈷流失指的是硬質(zhì)臺(tái)金表面的鈷含量較內(nèi)部含量低的情況。一般硬質(zhì)合金(鎢鈷類和鎢鈷鈦類)主要是用鈷來(lái)作為粘結(jié)劑,而硬質(zhì)合金中的鈷有一定的親水性,在刀具的加工制作過(guò)程和使用過(guò)程中會(huì)接觸冷卻液和潤(rùn)滑液、退涂過(guò)程中會(huì)接觸脫膜液,都可能造成鈷的流失。
硬質(zhì)合金表面是否有鈷流失,可在放大鏡下肉眼觀察,首先看表面色澤是否一致.如果色澤不一致,很可能有鈷流失。鈷流失量可通過(guò)EDXRF儀器來(lái)測(cè)量。將工件清洗干凈后,用一定直徑的鋼球研磨工件表面,磨得越深越好,分別測(cè)量出工件表面和所磨出的凹坑底部表面的鈷含量,二者之差就是工件表面的鈷流失量。如果對(duì)已出現(xiàn)鈷流失的工件不做任何表面處理而直接涂層,則涂層很可能會(huì)連著已失去粘結(jié)劑的硬質(zhì)合金顆粒一起脫落。刀具基體失去了涂層的保護(hù),壽命會(huì)太大降低。