淺論陶瓷砂 助力中國制造

張軍

摘 要：陶瓷砂是用來修飾工件的，它能把工件琢磨的更耐用。通過兩次國際新聞，論述了陶瓷砂在制造業(yè)中的重要性，并詳細(xì)論述了陶瓷砂的特性及用途。

關(guān)鍵詞：陶瓷噴砂;圓光滑;表面處理;去應(yīng)力

1 前 言

一個(gè)人想干好一件事需要細(xì)心琢磨，一塊璞玉，經(jīng)過琢磨才會(huì)價(jià)值連城。從“器不如人”到“中國制造”，需要無數(shù)人努力，需要好多人琢磨，從思想上，我們從粗放式改變成精、尖、美;從理念上，干成就行，變成了工匠精神，先前我們是泥足巨人，屢遭侵蝕，到現(xiàn)在的富國強(qiáng)軍。琢磨一下，我們是被西方列強(qiáng)“打”出來的，“逼”出來的。工欲善其事，必先利其器。許多工件，需要細(xì)心琢磨，才能讓工件成為精品。陶瓷砂采用獨(dú)特工藝配方、特殊生產(chǎn)工藝和預(yù)處理，經(jīng)2000℃以上高溫定相方法制成，是能把工件變得更完美的利器，去除應(yīng)力，更耐用。

2 陶瓷噴砂

1954年英國“彗星”號飛機(jī)空中解體事故引起了飛機(jī)設(shè)計(jì)思想的革命性轉(zhuǎn)變。設(shè)計(jì)界改變了單純追求材料強(qiáng)度的傾向，開始重視材料的應(yīng)力問題和抗疲勞性能，強(qiáng)調(diào)材料的韌性和抗應(yīng)力、耐腐蝕性。經(jīng)過陶瓷噴砂，可以提高工件韌性和去應(yīng)力，增加耐腐蝕性，尤其是對鈦、鎂合金工件，在噴砂過程中，工件外表會(huì)形成一層氧化層，保護(hù)工件。

2015年5月9日俄羅斯的紅場閱兵，是慶祝反法西斯戰(zhàn)爭勝利70周年的大盛會(huì)。共有約1.5萬名士兵參加，近200件武器裝備和140架飛機(jī)參與此次閱兵盛典。此次閱兵儀式上，蘇俄新老武器共同亮相。所亮相的各類武器裝備有戰(zhàn)斗機(jī)、T-34新型主戰(zhàn)坦克，CR-100型自行火炮，聯(lián)盟SV新型榴彈炮，庫爾干式履帶裝甲車、飛鏢步兵戰(zhàn)車、山毛櫸-M2型防空導(dǎo)彈、BMD-4M空降兵戰(zhàn)車，亞爾斯洲際導(dǎo)彈等眾多新型武器。此次俄羅斯在國際社會(huì)大秀肌肉了一回，邀請了眾多國家元首參加。此次諸多新型武器的亮相，代表俄羅斯在軍工產(chǎn)業(yè)的主導(dǎo)地位。在軍工產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)的今天，新型武器的表面處理方面要求甚高。以前的玻璃砂、鐵砂已經(jīng)滿足不了更高精度的要求。用新型的陶瓷砂噴砂加工，大大提高了武器的美觀度及使用壽命，消除工件的內(nèi)應(yīng)力，提高工件硬度。所以陶瓷噴砂拋丸在國防武器上的運(yùn)用相當(dāng)廣泛，甚至起到舉足輕重的作用。“保家衛(wèi)國，人人有責(zé)，富國強(qiáng)軍，工匠精神”是習(xí)主席提出的，我們應(yīng)該積極響應(yīng)。如果我們不改變，不應(yīng)變，不求變，只是粗放加工，那就會(huì)“器不如人”。用高端的陶瓷砂，讓我們的武器更加先進(jìn)，更加完美。讓我們的武器更加耐用，更加高端，武器更加先進(jìn)，做世界強(qiáng)國，讓中國人成為世界的強(qiáng)人，所以眾多的國人應(yīng)該相信自己的國家，多一些支持國產(chǎn)民營工業(yè)，才能走向世界。

從上邊兩件事，我們琢磨一下，怎樣使軍工、航空件的使用壽命更長，怎么去工件的應(yīng)力，使工件更美觀呢？陶瓷噴砂技術(shù)能達(dá)到這個(gè)目的，能使工件達(dá)到人們所期望的更高性能，使用壽命更長。因?yàn)樵趪娚斑^程中會(huì)形成一層氧化膜，保護(hù)工件不受腐蝕。因?yàn)槿?yīng)力，所以會(huì)使工件在使用中更可靠。舉例說明，“蘋果”手機(jī)就是用B170陶瓷噴砂噴飾過的。

噴砂技術(shù)在國外早已得到廣泛的應(yīng)用。目前國內(nèi)的一些軍工企業(yè)也逐漸在采用。通過對毛坯（甚至成品）表面噴砂，達(dá)到消除零件的淺表缺陷，構(gòu)筑表面強(qiáng)化層，保證表面無應(yīng)力狀態(tài)。從而達(dá)到進(jìn)一步挖掘材料的強(qiáng)度潛力，延長零件使用的顯著效益。改革開放后，噴砂工業(yè)才從國外走進(jìn)國內(nèi)。在此之前，我國軍工企業(yè)從蘇聯(lián)引進(jìn)噴砂工藝。

3 陶瓷噴砂的作用及特點(diǎn)

陶瓷噴砂通過高壓空氣噴射到被處理工件表面，進(jìn)行沖擊打磨，對工件的表面進(jìn)行精細(xì)化處理。把表面的雜質(zhì)、雜色及氧化層處理掉。同時(shí)使介質(zhì)表面粗化，達(dá)到消除工件表面殘余應(yīng)力和提高基材表面硬度的作用。使物件美觀更耐用。通俗來講，一般作用有除毛刺，表面除銹、氧化物、污物。涂裝前處理，提高表面硬度，增加表面粗糙度。提升表面美觀性等作用。

（1）除毛刺：有點(diǎn)像常規(guī)的打磨，通過噴砂將表面的尖刺去除。

（2）除污物：常見的有除銹、除氧化層及模具上的污物。總之，是將我們不需要的東西去掉，使工件色澤均勻、光亮、美觀。

（3）涂裝前處理：采用我們的陶瓷砂，既環(huán)保又高效，而且提升表面粗糙度，其附著力明顯增加。涂裝、電鍍時(shí)壽命明顯提高。

（4）提升表面硬度：噴砂強(qiáng)化也是通過噴丸提升產(chǎn)品的機(jī)械性能。常應(yīng)用于航空零部件及特種齒輪等工件的表面處理。

下面，是我司所做的試驗(yàn)：

首選統(tǒng)一型號的噴砂機(jī)，同樣的空氣壓力，設(shè)置同樣的噴射距離，同樣的加工件，粗度型號相同的砂料，不同的噴砂介質(zhì)，對工件的處理看有什么變化。加工件選擇不銹鋼和鈦合金材料的機(jī)械件。

（1）核桃殼噴砂和塑料顆粒噴砂。采用同樣的方法對試驗(yàn)對象撞擊15秒鐘后，檢查工件表面，基本無任何變化，砂料全部變形。

（2）玻璃珠噴砂。對工件撞擊15秒后檢查工件表面，出現(xiàn)微啞光現(xiàn)象，夾帶一絲亮光。砂料75%左右破碎，不能再次使用。

（3）不銹鋼或鋼絲切丸噴砂。對工件撞擊15秒后檢查工件表面，出現(xiàn)凹凸不平的麻點(diǎn)，沒有亮光和啞光。砂料可以再次使用。

（4）剛玉質(zhì)噴砂。對工件撞擊15秒鐘后檢查工件表面，沒有啞光和亮光。

（5）硅酸鋯陶瓷噴砂珠。對工件撞擊15秒鐘后檢查工件表面，完全啞光，工件表面十分平整，效果顯著。砂料沒有破碎，可以再次使用。（可以使用20 ～ 30次左右）

通過實(shí)驗(yàn)，可以看出：

（1） 不同噴砂介質(zhì)對工件的不同效果。從動(dòng)力學(xué)上說，一樣的推動(dòng)力，推動(dòng)顆粒直徑一樣、比重不同的物體，會(huì)產(chǎn)生不一樣的速度和撞擊力，達(dá)到不同的效果。

試驗(yàn)證明，噴砂珠，呈球形，表面光滑，硬度高，壽命長，彈性好。噴砂過程中，砂粒多角度回彈，非常適合結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工件。同時(shí)具有消除應(yīng)力，提高工件壽命的作用。

（2）陶瓷砂可循環(huán)使用，減少換料次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。噴砂過程不易破碎，無粉塵，無金屬污染，清潔環(huán)保。無塵肺病隱患，不損害員工健康。

（3）對比玻璃砂，效果光潔度等級更高，壽命提高約20倍。

（4）對比鋼砂精糙度更低，對工件無鐵元素污染，無金屬粉塵殘留工件表面，無偏色現(xiàn)象，還原金屬本色。

（5）密度在玻璃砂和鋼砂之間，硬度較大。在噴砂強(qiáng)度區(qū)間上，能恰當(dāng)?shù)奶钛a(bǔ)玻璃砂與鋼砂擊打強(qiáng)度的上下盲區(qū)。

（6）陶瓷砂質(zhì)量適中，但硬度高，非常適合鈦合金、鋁合金等金屬噴砂強(qiáng)化及成形。

（7）更環(huán)保。對加工件無鐵污染，產(chǎn)生粉塵少。工作環(huán)境更清潔，對人體無害。

（8）陶瓷砂在循環(huán)使用過程中，不變形，磨耗低，能保證批量生產(chǎn)時(shí)，表面噴砂效果的一致性。

（9）陶瓷砂球形度高，表面光滑，對設(shè)備損耗低。并且它擁有更加廣泛的粒徑范圍，能夠滿足更多的應(yīng)用需求。

陶瓷砂的應(yīng)用：對產(chǎn)品有光飾作用，對工件表面拋光，使工件表面更美觀，使工件達(dá)到光滑又不反光的要求。

4 總結(jié)

4.1鑄鍛件毛面的清理和拋光

①噴砂能清理鑄鍛件焊接、熱處理以后表面的一切污物（如氧化皮、油污等殘留物），并將工件表面拋光，提高工件表面的光潔度，起到美化工件的作用。

②噴砂清理能使工件露出均勻一致的金屬本色，使工件外表更美觀，達(dá)到美化裝飾的作用。

4.2器械加工件毛刺清理與表面美化

噴砂能清理工件表面的微小毛刺，并使工件表面更加平整，消除毛刺危害，提高工件檔次。并且噴砂能在工件交界處打造出很小的圓角，使工件顯得更加美觀，更加精密，提高其使用壽命。

4.3改善零件的機(jī)械性能

①機(jī)械零件經(jīng)噴砂后，能在零件表面產(chǎn)生均勻細(xì)小的凹凸面，使?jié)櫥偷玫酱鎯Γ瑥亩節(jié)櫥瑮l件達(dá)到改善，并減少噪音，提高機(jī)械使用壽命。

②對于某些特殊用途工件，噴砂能實(shí)現(xiàn)不同的反光和啞光。

4.4清除應(yīng)力及表面強(qiáng)化

通過噴砂擊打工件表面，消除表面應(yīng)力，增加工件表面強(qiáng)度，保證工件的精密度。