鑄造作為人類最早的熱加工工藝，已經(jīng)成為了現(xiàn)代制造工業(yè)重要的基礎(chǔ)工藝之一，隨著科技的進(jìn)步和鑄造業(yè)的蓬勃發(fā)展，人們對(duì)鑄件的質(zhì)量、成本、生產(chǎn)效率等方面的要求也越來(lái)越高，鑄件清理作為鑄件生產(chǎn)的重要后加工工序，關(guān)系著鑄件的最終表面質(zhì)量、生產(chǎn)效率及鑄件的成本，因此也越來(lái)越受到人們的關(guān)注。
拋丸清理是鑄件清理的關(guān)鍵工序，是指通過(guò)拋丸機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的葉輪產(chǎn)生的離心力或通過(guò)壓縮空氣，將磨料拋打到鑄件上，對(duì)鑄件表面進(jìn)行連續(xù)不斷的敲擊，清除粘砂、氧化皮和其他污物，使鑄件獲得光整、清潔的表面，這一工序雖然不像熔煉、造型、澆注等工序?qū)﹁T件質(zhì)量有根本性的影響，但清理工序控制的好壞對(duì)鑄件的生產(chǎn)成本和生產(chǎn)效率也起著至關(guān)重要的作用。
關(guān)鍵詞：鑄造；拋丸；表面清理；降本增效
一、 現(xiàn)在很多鑄造企業(yè)在拋丸清理這一環(huán)節(jié)存在的問(wèn)題：
1、 鑄件清理不徹底、清理質(zhì)量低；
2、 磨料消耗量大，消耗成本高；
3、 拋丸機(jī)的葉輪、葉片、襯板等零配件消耗大，更換頻繁；
4、 拋丸效率低，影響整個(gè)生產(chǎn)線生產(chǎn)節(jié)奏；
5、 粉塵大，造成環(huán)境污染和排放壓力大。
二、影響拋丸清理的主要因素：
1、 拋丸用磨料的質(zhì)量：如磨料的種類、配比、性能指標(biāo)等；
2、 拋丸工藝的合理性：設(shè)備狀態(tài)、拋丸時(shí)間、速度、流量等。
三、我們分析一下磨料的質(zhì)量對(duì)這些問(wèn)題的影響：
1、鑄件拋丸清理常用的磨料有鋼丸、鋼砂、鋼絲切丸，各產(chǎn)品的特點(diǎn)如下：
鋼丸：是最常用的鑄件清理用磨料，但由于金屬磨料行業(yè)還不夠規(guī)范，因此市場(chǎng)上的鋼丸質(zhì)量水平參差不齊，而僅僅通過(guò)外觀的檢查很難判斷出鋼丸質(zhì)量的高低，低質(zhì)量的鋼丸帶來(lái)的是不僅是更高的消耗成本，而且會(huì)降低清理效率，增加設(shè)備維護(hù)、除塵、人工等多方面的成本。
鋼砂：近幾年，歐美的鑄造企業(yè)為了提高清理質(zhì)量和清理效率，降低人工成本，采用鋼丸和鋼砂的混合品進(jìn)行鑄件清理，充分利用鋼丸、鋼砂各自的優(yōu)勢(shì)，并取得了很好的效果，現(xiàn)在在國(guó)內(nèi)的一些獨(dú)資或合資鑄造企業(yè)也已經(jīng)在使用鋼砂進(jìn)行清理，效果很好，但對(duì)鋼砂的質(zhì)量要求較高，尤其是對(duì)鋼砂的硬度、顆粒形狀和金相組織要求很高。
鋼絲切丸：國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的鋼絲切丸大多是用廢舊的輪胎鋼絲或鋼絲繩切割而成，大多數(shù)應(yīng)用鋼絲切丸的鑄造企業(yè)是感覺(jué)鋼絲切丸的壽命更長(zhǎng)，但鋼絲切丸的磨損低除了其沒(méi)有氣孔等缺陷外，還與其硬度相對(duì)較低和拋打時(shí)的作用力小有很大關(guān)系，而其最大的缺陷是由于其外形不規(guī)則造成的拋丸質(zhì)量低和對(duì)設(shè)備的磨損大，而且是非標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，大多由小規(guī)模的家庭式工廠生產(chǎn)，無(wú)論從貨源供應(yīng)還是從質(zhì)量控制上都很難給用戶長(zhǎng)久的保障，因此大多應(yīng)用領(lǐng)域都在逐步放棄選擇使用鋼絲切丸。
 2、針對(duì)常用的清理用磨料—鋼丸、鋼砂，下面從其各項(xiàng)指標(biāo)分析對(duì)其性能的影響：
⑴．磨料的材質(zhì)：材質(zhì)是影響磨料質(zhì)量最重要的因素，采用高質(zhì)量的原材料、高端的冶煉工藝，加入足夠的合金成分，可得到優(yōu)良的材質(zhì)，如磨料的材質(zhì)不夠好，則會(huì)直接降低其使用壽命和使用效果，常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題是：碳（C）含量過(guò)高、硅（Si）、錳（Mn）合金元素含量過(guò)低，硫（S）、磷（P）有害元素含量過(guò)高等，尤其是有害元素的含量，對(duì)性能影響較大，應(yīng)盡可能的低一些。
⑵. 磨料的硬度：磨料的硬度應(yīng)盡可能高一點(diǎn)，至少要高于鑄件表面HRC5-10,高硬度的磨料能使鑄件清理更徹底，提高清理效率，但必須保證其更高的內(nèi)在質(zhì)量，以保證磨料在高硬度下也有足夠的抗破碎能力，很多磨料廠家把磨料的硬度做得很低，以造成磨料不易破碎、消耗量低的假象，但對(duì)使用來(lái)說(shuō)是得不償失的，由于磨料硬度低，其拋丸動(dòng)能完全被磨料顆粒本身的變形所吸收，不能很好地清理鑄件表面，還會(huì)造成因?yàn)榍謇硇实蛶?lái)的人工、動(dòng)能等成本的上升。
⑶、磨料的粒度，即磨料的顆粒大小。磨料的粒度大小要適中，粒度太小，粗糙度小，但沖擊力小，易造成清理不徹底，清理效率低；粒度太大，單個(gè)顆粒的沖擊力大，但單位時(shí)間內(nèi)拋打在鑄件上的顆粒數(shù)少，降低了清理效率，并使粗糙度加大。
⑷、磨料的壽命：壽命是磨料的綜合性能體現(xiàn)，在拋丸過(guò)程中，正常鋼丸的消耗是一個(gè)逐漸磨損的過(guò)程，在反復(fù)的沖擊過(guò)程中，每經(jīng)過(guò)一次沖擊，鋼丸會(huì)產(chǎn)生一次變形，表面會(huì)剝落一層，使用中的鋼丸外形是一個(gè)類似足球的多邊形，每一個(gè)角度對(duì)鑄件的沖擊效果是相等的，在使用中不斷變小，小到一定程度后被除塵器吸走，高質(zhì)量的鋼丸變小的過(guò)程更慢一些，低質(zhì)量的鋼丸則會(huì)很快變小，甚至經(jīng)過(guò)幾次拋打后就會(huì)破碎，很快變成粉末狀，不良的材質(zhì)、硬度、金相都是產(chǎn)生低質(zhì)量磨料的原因，低質(zhì)量的磨料必將帶來(lái)更高的拋丸成本、更低的清理速度和更大的粉塵污染。
 ⑸、磨料的動(dòng)能：即磨料的作用力，這與磨料的質(zhì)量和拋丸工藝有關(guān)系，就磨料自身而言，更高的硬度和密度以及更致密的金相組織可以使磨料在工作過(guò)程中具有更高的動(dòng)能，從而在工作時(shí)產(chǎn)生更大的作用力。
更高壽命和更大動(dòng)能的結(jié)合是高質(zhì)量磨料的體現(xiàn)，根據(jù)鑄件清理的基本要求以及磨料的自身特點(diǎn)，單一品種和型號(hào)的磨料很難滿足更高的清理要求，尤其是考慮到鑄造企業(yè)對(duì)清理成本、效率和環(huán)境要求越來(lái)越高，因此在選用高質(zhì)量磨料的同時(shí)，也應(yīng)注重不同類型，不同型號(hào)的磨料進(jìn)行合理混合配比，采用高性能的混合磨料也是全球很多表面處理領(lǐng)域的應(yīng)用趨勢(shì)。
四、 針對(duì)這一應(yīng)用趨勢(shì)，為了更好的幫助鑄造企業(yè)達(dá)到降本增效的目的，我們成功研制了新型高性能磨料——低貝混合磨料。
低貝混合磨料是我們經(jīng)過(guò)多年的應(yīng)用實(shí)踐積累，依托我們先進(jìn)的冶煉裝備，結(jié)合我們“貝氏體鋼丸”、“清理鑄件專用混合磨料”等多項(xiàng)專利產(chǎn)品和技術(shù)研發(fā)而成。
在生產(chǎn)過(guò)程中，我們采用了多項(xiàng)獨(dú)特的技術(shù)工藝來(lái)提高磨料的性能：
1、 材質(zhì)：我們采用電弧爐煉鋼，利用電弧爐可調(diào)節(jié)成分的特性，通過(guò)脫碳、脫硫、脫磷以及增加鐵合金使其具備優(yōu)質(zhì)低碳合金鋼的材質(zhì)，并通過(guò)造渣——除渣來(lái)凈化鋼水，減少鋼水內(nèi)雜質(zhì)含量，從而使磨料獲得最佳的材質(zhì)。
2、 外形：根據(jù)鋼丸、鋼砂的生產(chǎn)工藝，決定了其會(huì)含有少量的缺陷顆粒，例如鋼丸中的空心、裂紋，鋼砂中的裂紋、片狀顆粒等，這些缺陷都是造成磨料消耗過(guò)大的直接因素。我們采用了高速離心成形，加上我們?cè)跐茶T時(shí)對(duì)成形工藝、冷卻速度的把握，使形成的鋼丸顆粒大幅降低了缺陷的比例，同時(shí)形成了貝氏體的金相組織，避免了鋼丸在使用過(guò)程中產(chǎn)生破碎現(xiàn)象。
在鋼砂的成形方面，我們采用特定尺寸的鋼丸進(jìn)行破碎加工，并采用了獨(dú)特的破碎工藝，使形成的鋼砂顆粒飽滿，裂紋少，在使用過(guò)程能產(chǎn)生足夠的動(dòng)能，不易破碎。
低貝磨料無(wú)裂紋等缺陷 高倍放大的金相組織
磨料的金相組織和硬度：我們采用了的獨(dú)特的等溫二次淬火+低溫回火的工藝，對(duì)淬火介質(zhì)和溫度進(jìn)行了特別的控制，使鋼丸獲得了更耐沖擊的貝氏體+馬氏體復(fù)相組織，更精確的熱處理溫度和時(shí)間控制，使磨料的硬度更均勻。
五、噴丸（拋丸）強(qiáng)化產(chǎn)品系列
很多企業(yè)需要對(duì)金屬零部件進(jìn)行表面強(qiáng)化處理，如齒輪、連桿、彈簧、葉片等，
噴丸強(qiáng)化過(guò)程是彈丸流不斷沖擊金屬材料表層并使表層材料發(fā)生循環(huán)塑性變形，從而形成變形強(qiáng)化層的過(guò)程。經(jīng)受噴丸形成很高的宏觀殘余壓應(yīng)力，將明顯地提高材料的抗疲勞和應(yīng)力腐蝕性能，使材料表面性能得到強(qiáng)化。
針對(duì)這一應(yīng)用領(lǐng)域，我們研制開(kāi)發(fā)了噴丸強(qiáng)化專用高性能磨料，介紹如下：
1、 低貝強(qiáng)化鋼丸——性能優(yōu)于普通強(qiáng)化鋼丸2倍以上
高端的生產(chǎn)裝備和多項(xiàng)專利技術(shù)的結(jié)合，使低貝強(qiáng)化鋼丸具備了高強(qiáng)度、高韌性、高壽命的特性，在噴丸強(qiáng)化應(yīng)用過(guò)程中，使用壽命是普通強(qiáng)化鋼丸的2倍以上，優(yōu)于進(jìn)口強(qiáng)化鋼丸，性能更穩(wěn)定，提高強(qiáng)化質(zhì)量的同時(shí)，能有效降低生產(chǎn)成本。
應(yīng)用特點(diǎn)：
⑴．能在高硬度下保持更高的疲勞壽命，降低彈丸消耗成本；
⑵．顆粒圓度好，大小均一，使用中不破碎，能獲得更高的強(qiáng)化質(zhì)量；
⑶. 應(yīng)用在硬度為HRC40-50的機(jī)械零部件的噴丸強(qiáng)化方面時(shí)，性價(jià)比最高。
2、 鋼絲圓丸——性能優(yōu)于普通強(qiáng)化鋼丸和鋼絲切丸
采用優(yōu)質(zhì)合金鋼絲，經(jīng)冷拉獲得均勻的直徑，經(jīng)熱處理獲得合適的硬度和金相組織后，用專用設(shè)備切割成均勻的丸粒，并根據(jù)不同的應(yīng)用要求進(jìn)行棱角鈍化和磨圓處理（G1、G2、G3）。
 應(yīng)用特點(diǎn)：
⑴、 強(qiáng)化質(zhì)量更高：能獲得更理想的強(qiáng)化層和表面粗糙度，顯著提高被處理工件的疲勞壽命。
⑵、 使用壽命長(zhǎng)：耐沖擊強(qiáng)，能夠在更快更短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到噴（拋）丸強(qiáng)化，消耗更低；
⑶、 強(qiáng)化效率高：能帶來(lái)更高的噴（拋）丸強(qiáng)度，并顯著提高噴（拋）丸效率；
⑷、 降低設(shè)備磨損：避免破碎顆粒對(duì)拋頭和內(nèi)襯材料的磨損，延長(zhǎng)關(guān)鍵零部件使用壽命。
六、 除了對(duì)磨料質(zhì)量的控制，對(duì)拋丸工藝的合理運(yùn)用也是鑄造企業(yè)降本增效的有效途徑，以下幾個(gè)方面需特別注意：
1. 拋丸速度：磨料在運(yùn)行中產(chǎn)生的動(dòng)能可以用E=1/2MV2計(jì)算，相同粒度的磨料，拋射速度越高，對(duì)鑄件的拋射力度越大，清理能力越強(qiáng)，得到的表面粗糙度也越大，適當(dāng)?shù)膾佂杷俣炔拍塬@得理想的清理效果和表面質(zhì)量。
2. 拋丸時(shí)間：鑄件拋丸的時(shí)間由多個(gè)因素決定，包括鑄件的結(jié)構(gòu)、表面狀況、拋丸機(jī)器的狀態(tài)及磨料的性能，在能達(dá)到表面質(zhì)量的前提下，拋丸時(shí)間應(yīng)盡可能短一些，以保證更高的清理效率。
3. 拋丸設(shè)備狀態(tài)：拋丸設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)是否良好是影響清理成本和效率很重要的因素之一，包括拋頭拋射的角度、丸砂分離器狀態(tài)、易損件的完好程度等，因此，應(yīng)經(jīng)常對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查和調(diào)整。
4. 磨料的狀態(tài)和流量的控制：拋丸時(shí)磨料的流量大小影響著清理效率的高低，除了通過(guò)調(diào)整電流來(lái)加大磨料流量外，還應(yīng)關(guān)注機(jī)器內(nèi)使用中的磨料的狀況，包括：磨料類型的搭配、磨料的粒度大小和分布，因此應(yīng)定期檢查磨料狀態(tài)，并制定合理的新磨料添加頻率。
5. 為了幫助鑄造廠鎖定并降低鑄件清理成本，并消除廠家對(duì)磨料質(zhì)量、拋丸工藝、設(shè)備調(diào)整和維護(hù)等方面的顧慮，我們可對(duì)鑄造廠的拋丸、打磨、清砂、精整、噴漆、設(shè)備維護(hù)包括人工等實(shí)行部分或全部工序承包，有利于幫助鑄造企業(yè)降低磨料消耗，解決勞務(wù)人力資源匱乏問(wèn)題，降低社保、安全、后勤成本。目前我們已為國(guó)內(nèi)許多知名鑄造廠提供此項(xiàng)服務(wù)，受到一致認(rèn)可和好評(píng)。
七、結(jié)論
在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的市場(chǎng)環(huán)境下，鑄造企業(yè)也在關(guān)注每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的成本降低，我們?cè)陉P(guān)注原材料、造型、成品率等大宗物資和關(guān)鍵環(huán)節(jié)的同時(shí)，更要多關(guān)注鑄件清理這一環(huán)節(jié)的控制，選用高性能的磨料無(wú)疑是鑄件清理降本增效最便捷的方法，大多鑄造企業(yè)也在磨料供應(yīng)商的選擇上從單純的比較價(jià)格上，轉(zhuǎn)變?yōu)楦P(guān)注磨料的性價(jià)比、技術(shù)支持能力等，這一轉(zhuǎn)變無(wú)論對(duì)鑄件清理的應(yīng)用技術(shù)，還是對(duì)金屬磨料行業(yè)的技術(shù)提升都會(huì)有所促進(jìn)，從而更好地幫助鑄造企業(yè)真正做到降本增效！
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