淺析噴砂工藝修復(fù)白銅罩殼缺陷

史學(xué)飛，孔昭雍

(陜西群力電工有限責(zé)任公司，陜西寶雞，721300)

1 引言

白銅罩殼零件作為公司密封電子元器件產(chǎn)品主要外觀件，其質(zhì)量的好壞決定產(chǎn)品的第一感官質(zhì)量等級(jí)。本公司白銅罩殼均采用沖壓拉伸工藝生產(chǎn)，外觀質(zhì)量問題主要表現(xiàn)為表面麻點(diǎn)、碰傷、劃傷、橘皮等。而噴砂工藝是采用壓縮空氣為動(dòng)力形成高速噴射束，將噴料高速噴射到需處理工件表面，使工件外表面的外表發(fā)生變化，由于噴料對(duì)工件表面的沖擊和切削作用，使工件表面獲得一定的清潔度和相對(duì)均勻的粗糙度。本文通過分析白銅罩殼零件的成形工藝特點(diǎn)及由此產(chǎn)生的外觀缺陷，介紹通過噴砂工藝方案解決外觀缺陷的可行性。

2 白銅罩殼成形工藝特點(diǎn)所產(chǎn)生的外觀缺陷

公司白銅罩殼零件生產(chǎn)主要為1/2晶體罩繼電器的罩殼采用級(jí)進(jìn)模一次成形和一個(gè)晶體罩以上繼電器的罩殼單工序多次拉伸成形兩種工藝。本文主要討論的是采用一個(gè)晶體罩以上繼電器的罩殼多次拉伸工序間退火和切邊，以及周轉(zhuǎn)過程出現(xiàn)不同程度的外觀碰傷問題。另外，外觀質(zhì)量問題還表現(xiàn)為表面麻點(diǎn)、劃傷、局部橘皮等。罩殼在零件完工后需要分類，零件合格率大大降低，產(chǎn)生大量廢品。其主要外觀缺陷特征如下：

2.1 原材料表面本身附帶的隱性的缺陷麻點(diǎn)、碾壓紋路，酸洗鈍化后更為突出，見圖1所示。

圖1 麻點(diǎn)、碾壓紋罩殼實(shí)物圖

2.2 引伸過程中出現(xiàn)的輕微劃傷、拉伸紋，見圖2所示。

圖2 輕劃傷、拉伸紋罩殼實(shí)物圖

2.3 引伸變形后材料的表面硬化程度、材料的退火處理狀態(tài)不穩(wěn)定及模具引伸間隙等問題產(chǎn)生的橘皮 、"月牙"形缺陷見圖3。

圖3 “月牙”形紋路和橘皮罩殼實(shí)物圖

上述外觀問題由于工藝條件的限制，無(wú)法從根本上加以杜絕。問題出現(xiàn)后再找補(bǔ)救辦法，往往造成很多事實(shí)缺陷，導(dǎo)致零件只能分類處理，淘汰罩殼外觀不達(dá)標(biāo)罩殼，產(chǎn)生大批廢品和經(jīng)濟(jì)損失。

3 噴砂工藝試驗(yàn)及批量生產(chǎn)

噴砂是利用壓縮空氣流或離心力作動(dòng)力，將硬質(zhì)磨料高速噴射到基材表面，通過磨料對(duì)表面的沖刷作用而使表面粗化的方法。噴砂是最常用的金屬表面粗化工藝方法，按照磨料噴射的原理不同，分為射吸式噴砂、壓力式噴砂和離心式噴砂。根據(jù)生產(chǎn)的零件具體尺寸要求，我們選用射吸式噴砂工藝方法。

射吸式(又稱吸入式)噴砂是利用壓縮空氣流在噴砂槍的射吸室內(nèi)造成的負(fù)壓，通過砂管吸入砂粒，并隨氣流從噴嘴噴出，獲得一定的清潔度和相對(duì)均勻的粗糙度。當(dāng)噴射角度大于30°時(shí)，主要是錘擊作用；小于30°時(shí)，主要是沖擊和切削作用。以較細(xì)的磨料(如小于350目)和很小的角度噴射時(shí)，可以獲得精整程度很高的的表面。以較粗的磨料(如大于30目)則可以獲得粗糙度很高的表面(適于熱噴涂)。例如，濕噴時(shí)，磨料對(duì)精整程度的影響如表1。

表1 表面精整度與磨料對(duì)照

這種噴砂方法設(shè)備簡(jiǎn)單，使用方便，砂粒破碎率較低，通常用于小面積或薄壁零件的噴砂粗化，提高工件表面的粗糙度，使工件表面更加細(xì)膩美觀，也可提高其表面覆蓋層的附著力。

噴砂用的磨料可以是鋼砂、氧化鋁、石英砂、碳化硅等不同種類，根據(jù)零件材料、表面狀態(tài)和加工的要求，選擇不同的磨料以達(dá)到預(yù)期的目的。

噴砂的前處理。由于工件加工過程使用了潤(rùn)滑劑，在對(duì)于工件在被噴砂之前,需對(duì)工件表面進(jìn)行認(rèn)真的處理。前處理質(zhì)量好壞,影響著工件的外觀質(zhì)量，必須采取性對(duì)應(yīng)的處理工藝。目前采用的前處理工藝方主要有光飾加溶劑清理或酸洗。

3.1確定罩殼噴砂工藝及相關(guān)參數(shù)

針對(duì)白銅材料的特性和罩殼零件壁厚的特點(diǎn)，我們選用石英砂和玻璃珠作為噴砂用的磨料，壓縮空氣設(shè)定在0.25MPa～0.30MPa，噴射角度15°±5°，通過專用噴嘴，高速噴射于金屬表面，依靠砂粒的棱角的沖擊、切削和相互摩擦，修復(fù)罩殼金屬表面的麻點(diǎn)、碰傷、劃傷、橘皮等質(zhì)量問題，獲得有較好的表面粗糙度，使罩子表面更加細(xì)膩美觀，并顯露出銀灰色的材料基層表面。

我們選取某1/2晶體罩產(chǎn)品的白銅罩殼，厚度在0.25mm，通過噴砂工藝，修復(fù)白銅罩表面麻點(diǎn)、碰傷、劃傷、橘皮等外觀缺陷，提高零件表面粗糙度和均勻度，達(dá)到亞光面狀態(tài)。試驗(yàn)情況如表2所示。

表2 某1/2晶體罩產(chǎn)品罩殼噴砂情況一覽表

試驗(yàn)證明：磨料選用石英砂，磨料為220目，噴射氣壓為0.3MPa，噴射角度為15±5°的工藝條件下，白銅罩殼表面缺陷修復(fù)效果最好，達(dá)到了亞光面，顯露出材料銀灰色，滿足產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)的要求。

圖4 220目石英砂處理效果圖

3.2批產(chǎn)效果

根據(jù)試驗(yàn)確定的工藝參數(shù)，對(duì)白銅罩殼有缺陷的零件進(jìn)行了批量性噴砂處理，罩殼表面的麻點(diǎn)、碾壓紋、劃傷、拉伸紋、橘皮 、"月牙"形缺陷全部得到了修復(fù)，噴砂后的罩殼表面均勻達(dá)到了亞光面，檢查罩殼尺寸符合技術(shù)要求。經(jīng)過裝配的繼電器成品其密封性達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

4 工藝固化及注意事項(xiàng)

4.1工藝固化

編制了罩殼噴砂工藝作業(yè)指導(dǎo)文件，對(duì)工藝操作流程、質(zhì)量要求、技術(shù)要求等進(jìn)行固化。

4.2噴砂過程注意事項(xiàng)

①噴砂前，應(yīng)預(yù)先檢查噴嘴與膠帶及其連接牢固情況，檢查其它噴砂附屬設(shè)備，檢查被噴物件不需噴砂或精密部位預(yù)先保護(hù)情況，如無(wú)異常情況，即可進(jìn)行噴砂；②噴砂時(shí)，操作壓力應(yīng)控制在0.3MPa，噴嘴與金屬表面應(yīng)距離80mm～120mm，噴射角度小于15±5°；

③噴射時(shí)，工件(零件)從設(shè)備一端開始，逐漸向另一端移動(dòng)；

④操作噴砂罐時(shí)應(yīng)與噴砂者始終保持聯(lián)系，以合理控制砂子流量；

⑤停止噴砂后要收拾工具，清理現(xiàn)場(chǎng)，廢砂要定期清除；

⑥噴砂會(huì)有輕微的浮塵，做好操作人員的安全生產(chǎn)防護(hù)工作。

4.3噴砂后的白銅罩殼零件質(zhì)量檢查及保管要求

4.3.1 罩殼表面質(zhì)量檢查要求

①金屬表面應(yīng)顯出均勻一致的金屬本色；

②金屬表面應(yīng)干凈、均勻，無(wú)污染物；

③金屬表面應(yīng)具有一定的粗糙度的亞光面；

④噴砂處理工件(零件)無(wú)變形，尺寸符合技術(shù)文件要求。

4.3.2 保管要求

①已噴砂處理好的金屬罩殼必須整齊的擺放在規(guī)定的周轉(zhuǎn)盒內(nèi)，防止在周轉(zhuǎn)過程中相互摩擦。

②已噴砂處理好的金屬罩殼，禁止用濕手或穿戴被油垢手套接觸，工作中不得穿著油垢的工作服進(jìn)行操作，保持金屬罩殼表面潔凈。③已噴砂處理好的金屬罩殼，為避免罩殼表面金屬氧化，應(yīng)在8小時(shí)內(nèi)進(jìn)行下一道工序的防腐蝕處理，并及時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)到庫(kù)房。

5 總結(jié)

通過噴砂工藝處理，公司白銅罩殼外觀表面存在的麻點(diǎn)、碰傷、劃傷、橘皮等質(zhì)量問題的得到了有效修復(fù)，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)要求。該處理工藝與其它表面處理工藝相比，有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)。

5.1 噴砂處理工藝較為徹底、迅速、高效的修復(fù)和清理工件(零件)表面缺件的一種方法，消除應(yīng)力及表面強(qiáng)化，改善零件的機(jī)械性的優(yōu)點(diǎn)。

5.2 根據(jù)工件(零件)的尺寸大小和表面粗糙度的技術(shù)要求，可以選擇不同種類的磨料、目數(shù)及噴射角度，已達(dá)到最佳的工件表面拋光, 光滑又不反光，使工件表面更加美觀。

5.3 噴砂工藝能夠?qū)芏鄠鹘y(tǒng)的沒辦法對(duì)金屬表面處理的工件進(jìn)行有效的處理，能對(duì)一些手工打磨無(wú)法觸及到的位置或腔孔，讓金屬噴砂工藝處理后表面更加平滑，它有無(wú)法替代的優(yōu)勢(shì)。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文通過白銅罩殼零件成形工藝產(chǎn)生外觀缺陷及噴砂工藝應(yīng)用的介紹，取得了良好的效果，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。希望對(duì)此類工件(零件)的表面處理工藝改進(jìn)提供有益的參考價(jià)值。