噴砂機(jī)的噴砂過程
在氣動(dòng)噴砂機(jī)過程中,磨料對基材表面上的切削、撞擊和沖擊作用,使基材表面產(chǎn)生大量的凹陷和隆起,其中凹陷的部分稱為波谷,隆起的部分稱為波峰。這些波峰和波谷形成了工件表面高低起伏的形貌,也構(gòu)成了表面粗糙度。因此,磨料的粒度、硬度、形狀,基材的特性,空氣的壓力、噴嘴與工件表面的距離以及磨料噴射角等都會影響表面粗糙度的大小。氣動(dòng)噴砂過程屬于接觸和碰撞范疇,它所涉及到的幾何非線性及材料非線性決定了對其分析的復(fù)雜性與艱巨性。目前對該問題的研究方法主要是理論分析與試驗(yàn)研究。鑒于噴砂過程的復(fù)雜性,本文分析時(shí)假設(shè)磨料為尺寸一致的規(guī)則球體基材為表面平整的金屬板,并以單個(gè)顆粒的沖擊過程作為分析的基礎(chǔ)。在不考慮磨料反彈時(shí)的彈性恢復(fù)情況下,將單個(gè)顆粒垂直沖擊試件的過程分為試件的彈性變形階段、塑性變形初始段及全塑性變形階段。表面粗糙度的大小主要取決于磨料沖擊基體材料所產(chǎn)生的蝕坑深度和接觸半徑。環(huán)氧樹脂漆具有附著力強(qiáng)、耐化學(xué)腐蝕性好等特點(diǎn),已廣泛用于各行各業(yè)鋼構(gòu)件的防腐涂裝。噴砂是鋼構(gòu)件涂裝前的一種重要表面預(yù)處理方法,它以壓縮空氣為動(dòng)力,使磨料高速噴射工件表面,既可除去工件表面的污染物,又能使工件表面形成一定的粗糙度。與其它表面預(yù)處理工藝相比,噴砂是最徹底、最通用、最迅速的表面處理方法,特別適合于對鋼構(gòu)件表面除銹質(zhì)量要求較高的重要防腐工程中。
噴砂機(jī)噴砂工藝參數(shù)主要包括工作氣壓、噴射的角度與距離、磨料的特性(如粒度度、大小)等,它們直接決定噴砂效果和表面形貌,并最終影響涂層與基體之間的結(jié)合強(qiáng)度。結(jié)合強(qiáng)度又稱為吸附力,表示涂層與金屬基體之間結(jié)合的牢固程度,其實(shí)質(zhì)是界面間的相互作用力,其大小決定涂層的使用壽命。可以查到的文獻(xiàn)表明,國內(nèi)外對噴砂工藝的研究主要集中在清理效率方面,而其對涂層結(jié)合強(qiáng)度的影響未見報(bào)道。因此,研究噴砂工藝參數(shù)對涂層結(jié)合強(qiáng)度的影響,不僅對于優(yōu)化噴砂工藝參數(shù),實(shí)現(xiàn)噴砂表面粗糙度的最佳化,提高涂層結(jié)合強(qiáng)度和延長涂層使用壽命具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價(jià)值,而且對于豐富室溫涂層的表面吸附理論、推動(dòng)我國表面技術(shù)的發(fā)展,具有著重要的理論意義和社會意義。本文以噴砂鋼構(gòu)件表面環(huán)氧樹脂涂層結(jié)合強(qiáng)度為研究對象,對噴砂表面粗糙度的形成機(jī)理、粗糙度對涂層基體系統(tǒng)的界面應(yīng)力的影響以及噴砂工藝參數(shù)對涂。
技術(shù)資料
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