喷砂（丸）的主要方法及设备

根据操作的方式及设备的特点不同，喷砂（丸）可以分为干喷砂（丸）、湿喷砂、真空喷砂（丸）等。

1．干喷砂（丸）

    喷砂（丸）除锈系统由空气压缩机及配气罐、喷砂（丸）室、喷枪、丸粒回收装置、通风除尘装置等设备组成，如图2-3所示。压缩空气经油水分离后进入配气罐，一部分输入喷丸缸，另一部分经过过滤器，提供操作者呼吸用气。喷丸缸内铁丸，在压缩空气的推动下，经导管进入喷枪，从喷嘴喷射向工件表面。喷出的丸粒，经筛网落入集丸坑，通过回收处理后，输入喷丸缸再用。筛网上的废物转入垃圾箱。喷丸室的粉尘通过风机吸入除尘设备，然后排入大气。

    喷砂（丸）设备主要由高压喷砂（丸）罐、喷枪、空气压缩机、丸粒回收装置等组成。

    喷砂（丸）也称为喷砂缸、喷砂器或喷砂室，按照丸（砂）料输送方式不同，喷砂（丸）罐可分为压力式、吸入式和自流式三种类型。

    压力式喷砂（丸）罐采用直射型喷枪，砂料和压缩空气先在混合室内混合，然后经软管输送到喷枪，被高速喷出。设备比较复杂，但生产效率高，适于大、中型工件的镀前处理。单缸压力式喷丸缸如图2-4所示。工作时将配气柜的总控制阀打开后，将压排气阀转向压气位置，开启进气阀，当压缩空气进入压力室后，由于气体压力和弹簧的作用，使气动伞阀向上关闭，压力室内的气压继续升高，直至与压缩空气管路的压力相平衡后，打开出丸阀，缸内的铁丸流入混合室与来自进气阀的压缩空气混合后，通过喷丸胶管至喷枪喷出。喷丸工作结束后，首先关闭出丸阀，待喷丸胶管内的剩余铁丸喷完后，再关闭进气阀，将压排气阀转向排气位置，使缸内压缩空气排向大气。

    吸入式喷砂（丸）罐采用引射型喷枪，压缩空气经过枪体时造成负压，吸入砂料，并送到枪口，被高速喷出。设备较简单，但生使用不太方便。它一般多用于小型喷砂室，适用于小工件的镀前处2-5所示。输砂管与喷砂室下部储砂斗相连接，由脚踏开关控制压缩空气的通断、调节。工件在密闭小室内处理，工作人员在室外操作，硅尘危害较小。

    自流式喷砂（丸）罐采用的是固定喷枪，砂料由储料仓自由落入喷枪混合室，然后被喷出。它适于对工件进行自动化除锈，但实际使用较少。

    喷枪主要分为直射型 喷枪和引射型喷枪。直射型喷枪由枪体、 喷嘴、连接胶管组成，其结构如图2-6所示。喷嘴口使用一定时间后，由于磨损将呈喇叭形扩大，造成

    喷射流扩散，降低了丸粒的切削能力，如直径8～9mm的喷嘴，磨损到13～14mm后，就不能再用了。因此，为提高喷嘴的使用寿命，多采用耐磨材料制造，如用碳化钨制作的喷嘴使用寿命较长。

    引射型喷枪由喷嘴、混合室、压缩空气喷头、输砂管等组成，其结构如图2-7所示。喷嘴直径4～15mm，压缩空气引射喷头直径为3～8mm。引射喷头在轴线方向可稍作前后调整。喷嘴在使用中磨损严重，需用耐磨材料制造，如用硬质陶瓷、硬质合金、碳化胶管，弯头的内径比接管的外径要大，装配后形成一个补入空气的间隙，可以防止砂流堵塞。压缩空气通常不超过600kPa。

2．湿法喷砂

    湿法喷砂是在干法喷砂的基础上发展起来的一种表面处理技术。其特点就在于克服了干法喷砂时粉尘大的缺陷，同时又有干法喷砂除锈效果较好的特点。但是由于水的加入给生产和实际操作带来了麻烦，在北方冬季结冰时期，就难以使用了。大量湿砂在设备内和工作区域内的清理需要花费很大的劳动力，对于砂子的回收也较困难。另外，由于水的存在，在设备、工件进行湿法喷砂处理后，很容易返锈。

    湿法喷砂主要有两种形式：即水砂混合压出式和水砂分路混合 压出式（也称为水喷砂），操作方法基本和干喷砂相同。

（1）水砂混合压出式 先将砂与水在罐中加以混合，然后再像 干法喷砂一样进行操作。用很细的砂和水混合成泥浆状，用泵连续

搅拌，防止砂浆沉降，利于高压空气使其通过喷嘴射出。

水砂混合压出式喷砂装置如 图2-8所示。

（2）水砂分路混合压出 式 利用专门喷枪，使水和 砂子分别进入喷嘴并在出口 处汇合，在高压空气作用下， 水和砂子高速喷出，水在砂子外围形成严密水罩，防止粉尘飞扬。将亚硝酸钠水溶液与干砂分装在两处，通过压缩空气压缩，使其在喷嘴前混合。水砂分路混合压出式喷砂的特点是效率比水砂混合型高，且水砂混合比可根据需要加以调节。水砂分路混合压出式喷砂装置主要由砂罐、水罐、喷头组成，如图2-9所示。主要设备砂罐和干喷砂设备相同，水罐可用一般的耐压容器，工作压力可选用350kPa左右。

    喷头主要组成部分为喷水套、喷砂嘴和进水弯管等。
    水喷砂喷头结构如图2-10所示，喷射距离以选择在100mm左右为宜。

3．真空喷丸

    真空喷丸是利用压缩空气将丸粒从一个特殊喷嘴喷射到工件表面，同时又利用真空原理吸回喷出的丸粒及产生的粉尘，经分离、过滤除去粉尘，丸粒循环再用，整个过程都在密封条件下进行。它既保留了喷丸除锈效率高的特点，又避免了粉尘外扬，可大大改善劳动条件。
    真空喷丸机结构如图2-11 所示，是由喷丸系统合自动回收系统组成的可移动式装置，便于喷丸工艺在现场使用，实现无尘喷丸处理。

    真空喷丸除锈机的枪体是用1.5mm厚的钢板制造的，下端连接有弹性的膨胀节和能产生局部密封作用的毛刺。喷嘴直径为6~ 8mm，用弹簧钢或钨钢制造。喷嘴出口有一锥形喷管，用以减少回收吸力对喷射气流的影响。在使用中，喷枪由气力引射器造成的吸力大于喷射冲击的反作用力，在毛刷圈中心是高速冲击的正压，而靠近毛刷圈周围却带有一定的负压，使外面的空气沿毛刷末端流入枪体内部，使枪体不致被吸住而便于移动。在操作时，枪体允许有小角度摆动，而毛刷必须保持垂直位置吸在工件表面上，为此，在毛刷圈上部装有橡皮弹性膨胀节。

    自动回收系统是靠气力引射器造成回收室内的真空，将喷射到工件上的高速气流与铁丸、铁锈混合物吸到回收室。铁丸储存在回收室内，灰尘由引射器抽出，经除尘后排向大气。

    气力引射器结构如图2-12所示。铁丸的回收率主要取决于气力引射器的结构参数。结构不合理不能达到真空除锈的目的。采用的等压管内径为26mm，长为235mm，扩压管的扩压角为7°，长为205mm，采用的喷嘴为直径10mm的渐缩喷嘴，可获得良好的效果。

本文转载自《电镀前处理与后处理》编著    李异
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