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喷砂工艺应用
2025-09-28 02:00:51 责编:小OO
文档
喷砂工艺应用

一、前处理

对于工件在被喷涂、喷镀保护层(油漆或其它防腐物料)之前,工件表面均应进行认真的处理,称之为前处理。

前处理质量好坏,影响着涂层的附着力、外观、涂层的耐潮湿及耐腐蚀等方面,因最好的涂膜(层)都是粘附到被认真清理的表面。前处理工作做的不好,锈蚀仍会在涂层下继续蔓延,使涂层成片脱落。经过认真清理的表面和一般简单(手工用砂纸或刷子)清理的工件,用暴晒法进行涂层比较,寿命可相差4-5倍。表面清理的方法很多,但被接受最普遍的方法是:A.溶剂清理B.酸洗C.手动工具D.动力工具。

在这几种方式中,每种方式都有各自的适用范围,但在所有表面清理方法中,喷砂方法是最彻底、最通用、最广泛的方式,原因是:

A喷砂比其它方式对工件表面清理的速度和彻底最佳。

B没有其它哪种工艺方法允许你在四种公认的、普遍接受的清洁度之间进行任意选择。二、喷砂

是采用压缩空气为动力形成高速喷射束,将喷料(铜矿砂、石英砂、铁砂、海砂、金刚砂等)等高速喷射到需处理工件表面,使工件外表面的外表发生变化,由于磨料对工件表面的冲击和切削作用,使工件表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度,使工件表面的机械性能得到改善,因此提高了工件的搞疲劳性,增加了它和涂层之间的附着力,延长了涂膜的耐久性,也有利于涂料的流平和装饰。

三、与其它前处理工艺(如酸洗、工具清理)对比

1) 喷砂处理是最彻底、最通用、最迅速、效率最高的清理方法。

2) 喷砂处理可以在不同粗糙度之间任意选择,而其它工艺是没办法实现这一点的,手工打磨可以打出毛面但速度太慢动作,化学溶剂清理则清理表面过于光滑不利于涂层粘接。喷砂应用

(一)工件涂镀、工件粘接前处理

喷砂能把工件表面的锈皮等一切污物清除,并在工件表面建立起十分重要的基础图式(即通常所谓的毛面),而且可以通过调换不同粒度的磨料,达到不同程度的粗糙度,大大提高工件与涂料、镀料的结合力。或使粘接件粘接更牢固,质量更好。

(二)铸锻件毛面、热处理后工件的清理与抛光

喷砂能清理铸锻件、热处理后工件表面的一切污物(如氧化皮、油污等残留物),并将工件表面抛光提高工件的光洁度,起到美化工件的作用。

喷砂清理能使工件露出均匀一致的金属本色,使工件外表更美观,达到美化装饰的作用。(三)机加工件毛刺清理与表面美化

喷砂能清理工件表面的微小毛刺,并使工件表面更加平整,消除了毛刺的危害,提高了工件的档次。并且喷砂能在工件表面交界处打出很小的圆角,使工件显得更加美观、更加精密。(四)改善零件的机械性能

机械零件经喷砂后,能在零件表面产生均匀细微的凹凸面(基础图式),使润滑油得到存储,从而使润滑条件改善,并减少噪声提高机械使用寿命。

(五)光饰作用

1、对各种工件表面抛光,使工件表面更美观。

2、使工件达到光滑又不反光要求。

对于某些特殊用途工件,喷砂可随意实现不同的反光或亚光。如不锈钢工件、木制家具表面亚光化,磨砂玻璃表面的花纹图案,以及布料表面的毛化加工等。

(六)消除应力及表面强化

通过砂丸敲击工件表面,消除应力,增加工件表面强度,如弹簧、机加工刀具和飞机叶片等工件的表面处理。

清理等级

也即清洁度,代表性国际标准有两种:一种是美国85年制订"SSPC-";第二种是瑞典76年制订的"Sa-",它分为四个等级分别为Sa1、Sa2、Sa2.5、Sa3,为国际惯常通用标准,详细介绍如下:

Sa1级--相当于美国SSPC-SP7级。采用一般简单的手工刷除、砂布打磨方法,这是四种清洁度中度最低的一级,对涂层的保护仅仅略好于未采用处理的工件。Sa1级处理的技术标准:工件表面应不可见油污、油脂、残留氧化皮、锈斑、和残留油漆等污物。Sa1级也叫做手工刷除清理级。(或清扫级)

Sa2级--相当于美国SSPC-SP6级。采用喷砂清理方法,这是喷砂处理中最低的一级,即一般的要求,但对于涂层的保护要比手工刷除清理要提高许多。Sa2级处理的技术标准:工件表面应不可见油腻、污垢、氧化皮、锈皮、油漆、氧化物、腐蚀物、和其它外来物质(疵点除外),但疵点限定为不超过每平方米表面的33%,可包括轻微阴影;少量因疵点、锈蚀引起的轻微脱色;氧化皮及油漆疵点。如果工件原表面有凹痕,则轻微的锈蚀和油漆还会残留在凹痕底部。Sa2级也叫商品清理级(或工业级)。

Sa2.5级--是工业上普遍使用的并可以作为验收技术要求及标准的级别。Sa2.5级也叫近白清理级(近白级或出白级)。Sa2.5级处理的技术标准:同Sa2要求前半部一样,但疵点限定为不超过每平方米表面的5%,可包括轻微暗影;少量因疵点、锈蚀引起的轻微脱色;氧化皮及油漆疵点。

Sa3级--级相当于美国SSPC-SP5级,是工业上的最高处理级别,也叫做白色清理级(或白色级)。Sa3级处理的技术标准:与Sa2.5级一样但5%的阴影、疵点、锈蚀等都不得不存在了。

粗糙度

即通常所谓的粗糙度,喷砂砂粒冲击并向外反弹,这种冲击造成表面几千分之一寸的压痕,叫基础图式。回弹会使某些表面向外高出几千分之一寸,低的叫"谷",高的叫"峰",每一个沙粒冲击表面都会造成一个"谷"和一个"峰",这就是基础图式(粗糙度的形成原因)。它用MILL(密耳)表示,一密耳是1/1000寸。

形成的基础图式值应是总涂层系统的30%,不宜超过干膜涂层厚度的1/3,一般防腐在50-70(um)之间。

1微米(um)=0.001毫米(mm)

1密耳=0.001寸=0.0254毫米(mm)

喷砂工作时应注意的事宜

1工作前必须穿戴好防护用品,不准赤裸膀臂工作。工作时不得少于两人。

2储气罐、压力表、安全阀要定期校验。储气罐两周排放一次灰尘,砂罐里的过滤器每月检查一次。

3检查通风管及喷砂机门是否密封。工作前五分钟,须开动通风除尘设备,通风除尘设备失效时,禁止喷砂机工作

4压缩空气阀要缓慢打开,气压不准超过0.8MPa。

5喷砂粒度应与工作要求相适应,一般在十至二十号之间适用,砂子应保持干燥。

6喷砂机工作时,禁止无关人员接近。清扫和调整运转部位时,应停机进行。

7不准用压缩空气吹身上灰尘或开玩笑。

8工作完后,通风除尘设备应继续运转五分钟再关闭,以排出室内灰尘,保持场地清洁。

9发生人身、设备事故,应保持现场,并报告有关部门。

喷砂磨料的选择

概述

因喷砂施工所面临的生产率和环境的利害关系使得熟知喷砂磨料的特性已经成为在如今的商业环境中生存及保持竞争优势的明确要求。

介绍

表面喷砂处理是建立防护涂料系统重要的一步. 多年以来的多次试验得出结论:在喷砂清洁提供稳定性锚链状外观的表面进行涂装施工可以获得高质量的防腐性和耐用性. 为获得适当的表面粗糙度必须选择适合工程打磨要求的磨料. 某些情况下,因为喷砂残留物会破坏表面清洁的度,必须考虑打磨性不强的喷砂粒子. 现今的商业环境对品质保证和环境要求很严,因此熟知喷砂磨料的特性非常关键. 不幸的是,没有一种喷砂磨料适合所有的施工工程. 幸运的是,有多种不同类型磨料和等级,能保证工程的完成. 学习每种磨料的特点能帮助你选择更具效率和利益的喷砂磨料.

决定项目最适当的喷砂磨料,先必须明确磨料的定义:磨料是指一种用于研磨、抛光的物质. 可以是自然物质、人工制造或者某一加工程序的副产品。经常使用的材料包括:

硅砂锆石

铜渣石榴石玉米穗轴粒

陶瓷氧化铝

镍渣十字石

胡桃壳橄榄石

金刚砂钢砂

塑胶粒子钢丸

当选择需要的磨料时,必须考虑到各自的特性。这些特性包括磨料的硬度、形状、尺寸、颜色、重量、化学成分、可获得性、成本和环境因素、最好根据每个项目作出选择。

硬度

磨料的硬度决定了喷砂粒子能否形成蚀刻或在特定的基材表面形成锚链状外观。决定磨料硬度的一种方法是Mohs硬度尺。该尺的范围是从1到10,1表示最软(云母)10表示最坚硬(钻石)。一般达到锚链状外观喷砂粒料的硬度是6.0或更高,但也有一些要求使用范围在3.0到4.5软性粒料,这些粒料不会对玻璃或钢材表面形成蚀刻,但会除去外来污物,提供表面清洁度,主要用于不希望损伤基材表面或喷砂粒子或残留物会对周围环境造成损害的区域。软喷砂粒料通常用于周围有轴承或其他易损坏机器的范围。钢砂和钢丸属于硬磨料,用Rockwell C法表示硬度,硬度范围在42到65之间。钢砂在钢结构表面形成蚀刻,而钢丸在钢结构表面形成凹痕。

形状

磨料的形状各不相同,有角状、块状、半圆状或球状。有锐边的角状磨料在清除基材上附着紧密的物质或污物时清洁率最高。角状磨料的锐边可使钢材表面形成锚链状外观。为涂料的提供良好的机械性附着。除非常难以清除的污物外,块状磨料都能保证很好的清洁率。半圆或球状磨料能在表面形成凹痕,这些磨料主要用来增加表面硬度。

磨料的尺寸影响清洁率和所形成的锚链状外观。通过美国筛分法或粒子直径决定尺寸法区分粒料等级和包装,美国筛分法即是粒度分级法磨料通常分成4筛到425筛。筛的尺寸越小磨料粒子越大。8-16级粒料非常粗糙,主要用于难清洁或需要较深锚链状外观的表面:20-40级适用于一般性用途,80-120级用于抛光金属表面。圆形或球形喷砂粒子通过粒料直径来区分等级。尺寸范围在0.070-0.660英尺之间。采用统一等级尺寸的磨料才能确保通过喷砂机测量阀的精确流量,采用统一等级的硬磨料才能保障基材表面稳定的粗糙度。

颜色

如果考虑的是选择磨料类型时,颜色就不是很重要,但某些情况下也是关键因素。喷砂后的表面残余物会影响外观。黑色磨料因为不易反射太阳光,比浅色积尘少,在需要照明的内部区域喷砂时这点特别重。如果在密闭区域或进行维修的区域施工,磨料不易完全清除,从美观的角度将选择磨料颜色很重要。

重量或比重

磨料的重量会影响表面清洁度和表面粗糙度,重量由用磅/立方英尺表示,比重指的是粒子的密度,比重大意味着重量重。压力相同的情况,重的粒料取得的锚链状外观更深,比重大的磨料产生的尘土少,比重轻的粒料对基材的冲击力小,主要用于轻喷砂或抛光,除去毛刺等。

化学成分

为保证与基材的兼容性,必须考虑磨料的化学成分。当喷砂时,喷砂粒子会嵌入基材或留下残余物,都会对防护性涂装系统有损害,如果对不锈钢基材采用铁喷砂,嵌入的粒子会在基材上形成腐蚀电极。

可获得性

必须确保所选择的喷砂粒子有充足的供应量,易于获取,能保证工程的顺利完成。为保证最佳的工程效果,不建议中途更换磨料。很多磨料是天然矿石或其他工业的副产品,不太容易保障大批量的及时供货。

成本

磨料成本是工程的关键因素。通常来说,由从供应商到施工现场的运费决定磨料的选择。磨料的破损率也很重要。可通过喷砂橱或有回收系统的喷砂间的充分再使用,降低高循环使用率的磨料成本。再循环率由喷砂压力、硬度、延展性和磨料的尺寸决定。

环境影响

环境是决定磨料选择的最后因素。包括:对喷砂工人呼吸的影响。工人在喷砂过程中必须使用呼吸设备,并监控整个喷砂过程。当喷砂区域空气流通不佳时,必须采用正确的尘土回收设备,减少工人面临的尘土。还应该考虑到分散到泥土里的磨料,封闭区域对有毒涂料应考虑额外的安全及工程控制措施。

磨料

以下所列的磨料目录只是通常使用磨料,并不是全部,目的是为了为读者提供更多的信息,并引起读者寻找周围可适用磨料的好奇心。熟知每种磨料的性能特点为保证项目的成功提供良好的开端。

硅砂是一种廉价的磨料,在很多国家的很多地方都可以获得。矿砂比较尖锐,河砂较圆。Mohs硬度是6-7,能在基材表面形成蚀刻或锚链状外观,有各种尺寸,呈棕色或棕褐色,可以通过回收再使用,含有95%-99%的二氧化硅(SiO2)。因硅肺病的危险,必须在喷砂过程中采取专门控制。美国职业安全与健康国家商业协会(NIOSH)建议标准PB-246-697第6部分a点2条描述:"无控制的硅喷砂将导致硅肺病的危险,必须特别注意。硅砂或其他材料含有大于1%的游离硅,必须禁止作为喷砂磨料在喷砂过程中使用。"并进一步指出:"最有效最直接排除硅肺病危险的方法是用毒性低的材料代替游离硅,喷砂过程中应考虑游离硅含量低于1%的替代品。"

煤渣

煤渣是公用事业产业副产品,块状,游离硅含量低于1%。Mohs硬度为6,能在基材表面形成蚀刻或锚链状外观,呈黑色带有绿色光泽,有各种大小,主要由氧化硅、氧化铝和氧化铁组成,可以回收使用几次,但一般都一次性使用,属低廉的磨料。

铜渣

铜渣是铜矿工业副产品,块状,游离硅含量低于1%,Mohs硬度为6,能在基材表面形成蚀刻或锚链状外观,因比重大会嵌入基材,呈黑色带灰色光泽,有各种尺寸,属廉价磨料。

镍渣

镍渣属于副产品,块状,游离硅含量低于1%,Mohs硬度为6,能在基材表面形成蚀刻或锚链状外观,有各种尺寸,可以多次回收使用,但一般都一次性使用,属低廉磨料。

十字石

十字石属天然矿石,尖角状,游离硅含量低于1%,由氧化铝和氧化铁组成,Mohs硬度为7,能在基材表面形成蚀刻或锚链状外观,可以多次回收使用,但用于户外及喷砂橱和有回收系统的喷砂间中只能一次性使用,有中等和小尺寸。

陶瓷

陶瓷是专门生产的磨料,尖角状,游离硅含量低于1%,呈黑棕色/灰色,Mohs硬度为7,有各种尺寸,能在基材表面形成蚀刻或锚链状外观,可以多次回收使用。

橄榄石

橄榄石属天然矿石,尖角状,游离硅含量低于1%,Mohs硬度为6.5,能在基材表面形成蚀刻或锚链状外观,呈淡绿色,有各种尺寸,主要成分是氧化硅、氧化镁、氧化铁,可多次回收使用,但用于户外喷砂及喷砂橱和有回收系统的喷砂间使用只能是一次性。

锆石

锆石属天然矿石,尖角状,游离硅含量低于1%,在Moh硬度为6.5,能在基材表面形成蚀刻或锚链状外观,由锆硅组成,呈棕色,因其快速切割性,主要在喷砂橱和有回收系统的喷砂间中使用。

氧化铝

陶瓷是专门生产的磨料,尖角状,游离硅含量低于1%,呈黑色,Mohs硬度为8,有各种尺寸,能在基材表面形成蚀刻或锚链状外观,可以多次回收,因其快速切割性、低尘土、高成本,主要在喷砂橱和有回收系统的喷砂间中使用。

玻璃珠

陶瓷是专门生产的磨料,球状,游离硅含量低于1%,呈白色,Mohs硬度为6,有各种尺寸,可在表面形成凹痕,可以多次回收,因其快速清洁性和高成本主要在喷砂橱和有回收系统的喷砂间中使用,用于增加表面硬度和去除毛刺。

石榴石

石榴石属天然矿石,尖角状,游离硅含量低于1%,呈红色,Mohs硬度为7.5,有各种尺寸,能在基材表面形成蚀刻或锚链状外观,可以多次回收,因其快速切割性、低尘土、高成本,主要在喷砂橱和有回收系统的喷砂间中使用。

碳化硅

碳化硅专门生产的磨料,尖角状,游离硅含量低于1%,呈黑色,在Mohs硬度为8.5,有各种尺寸,能在基材表面形成蚀刻或锚链状外观,可以多次回收,因其快速切割性、低尘土、高成本,主要在喷砂橱和有回收系统的喷砂间中使用。

胡桃壳

胡桃壳是农业副产品,块状,游离硅含量低于1%,Mohs硬度为3,不会在基材表面形成蚀刻,呈黑色,有各种尺寸,用于去除毛刺,清洁电器元件、精密螺纹或轴承周围区域。

玉米穗轴粒

玉米穗轴粒是农业副产品,块状,游离硅含量低于1%,Mohs硬度为4.5,不会在基材表面形成蚀刻,呈黑色,有各种尺寸,用于清洁电器元件、铝模、精密螺纹或轴承周围区域。

塑胶粒子

塑胶粒子专门生产的磨料,块状,游离硅含量低于1%,Mohs硬度为3-4,塑胶粒子属软性,不会在基材表面形成蚀刻,因其高成本,主要在喷砂橱和有回收系统的喷砂间中使用,用于清洁模具、螺纹及精密设备区域。

钢丸

钢丸专门生产的磨料,球状,游离硅含量低于1%,成分是氧化铁,Rockwell C硬度为42-50,能在表面形成凹痕,回收使用次数达100次以上,使用成本低,主要用于旋转轮喷砂机,也为其他金属提供表面硬度。

钢砂

钢砂是专门生产的磨料,尖角状,游离硅含量低于1%,成分是氧化铁,Rockwell C硬度为42-62,回收使用次数达100次以上,使用成本低,主要在喷砂橱和有回收系统的喷砂间中使用,也可与钢丸混合,通过旋转轮喷砂机达到特殊的锚链状外观。

总结

本文对喷砂磨料总观点描述目的是鼓舞读者能有意识地发觉周围更适合工程完成的磨料。本文介绍的各种磨料都有其优缺点,目前市场上销售的有更多性能良好的磨料。为在竞争中获

胜,经济有效地完成项目,必须熟悉每种磨料。选择适当磨料,成本和生产率很重要,但对于环境因素的考虑也必不可少。

喷砂专用磨料

碳化硼(BC)

碳化硼是硬度很高的人造磨料,其结晶状为六方型,感观为黑灰色粉末。其没莫氏硬度为9.36 ,显微硬度为5400-6300Kg/mm2 ,密度为 2 . 52 千克每立方厘米。熔点为2450 ℃。该产品具有质量轻、半导体物性,吸收中子、研磨效率高,与强酸强碱不起反应等特点。极适用于各种硬质合金的刀具,模具、零件,部件,和宝石的磨削、抛光、转孔等加工。制造金属硼化物、硼钢、硼合金、电器仪器、仪表制造和特殊焊接、耐火材料、防辐射涂料、科学研究和尖端技术和特殊焊接、耐火材料、防辐涂料、科学研究和尖端技术。

核桃壳磨料

产品规格

8 号10 号16 号24 号36 号60 号80 号100 号

磨料标准:

以上产品抽样500 克,用标准样品筛检验,筛上物不超过6 %,筛下物不超过10 %,水漂上浮物不超过 3 %,颗粒保持均匀,而且基本圆形,无石块、铁块,水分不超过5 %,包装采用塑编复膜袋,袋装40 公斤。

玉米芯磨料

产品规格

8 目以上8-10 目

10-14 目14-20 目

20-40 目30-50 目

40-60 目60-80 目

80-100 目100 目以下

石英砂

石英砂是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物,其主要成份是Si02 ,颜色为乳白色或无色半透明状,莫氏硬度为7 ,性脆无解理,贝壳状断口,油脂光泽,相对密度2.65g/m2, 其化学,热学和机械性能具有明显的异向性,不溶于酸,微镕于KOH 溶液,熔点1750 ℃。颜色呈乳白色,淡黄,褐色及灰色,有较强的耐火性能。石英砂有独特的物理,化学性能,特别在其内在分子链结构,晶体形状和晶格变化规律,使其具有的耐高温,热膨胀系数小高度绝缘,耐腐蚀,压电效应,谐振效应以及其独特的光学特性,在许多高科技产品中发挥着重要作用。

普通石英砂:Si02 ≥ 90 - 99 %Fe202 ≤ 0.06 - 0.02 %,耐火度1750---1800 ℃,外观部分大颗粒,表面有黄皮色囊。粒度范围5 - 220 目,可按用户要求粒度生产。主要用途:冶金,墨碳化硅,玻璃及玻璃制品,搪瓷,铸钢,水过滤,泡花碱,化工,喷吵等行业。

精制石英砂:Si02 ≥ 99 - 99.5 %Fe203 ≤ 0.02-0.015 %,精选优质矿石进行复杂加工而成。料度范围用5-220 目,可按用户要求生产,外观白色或结晶状。主要用途:高级玻璃,玻璃制品,耐火材料,熔炼石类,精密铸造,砂轮磨材等。

序号化学成分(%)粒度组成(%)

SiO2 AL2O3 Fe2O3 >1mm >0.71mm 071-0.105mm <0.105mm

精制石英砂99.5 ≤0.20 ≤0.010 0 ≤0.5 ≥90 剩余

普通石英砂99.5 ≤0.40 ≤0.020 0 ≤0.5 ≥90 剩余不锈钢丸

不锈钢丸是选用经氢态拉丝与光亮后,再采用专用设备而制成的。其具有颗粒均匀、结构紧密、硬度适中、覆盖面大、寿命长的特点,用不锈钢丸处理后的铸件表面光洁不生锈,无须再进行酸洗等后处理,有利于环境保护。目前广泛用于汽车、摩托车、造船、航空、钢板、钢瓶、钢结构、冶金机械等领域的强化工艺处理。

物理特性(physical composition)

密度(density) 7.8g/cm 3

硬度(hardness) 50-60HRC

化学成份(Chymist component)

碳C ≤ 0.12 %硅Si<1.00 %锰Mn ≤ 2.00 %磷P<0.035 %硫S ≤ 0.03 %

铬Cr ≤ 17-19 %镍Ni ≤ 7-10 %

包装25 公斤

金属钢结构-喷砂知识

为使金属表面有良好的清洁度和粗糙度,必须对金属结构表面进行除锈等预处理。防腐蚀界有这么一句话"七分除锈,三分涂装",可见除锈的重要性。鉴于水工金属结构的特殊性,如体积大、施工环境基本为露天等,现阶段依然采用喷砂除锈的方法,喷砂除锈控制主要体现在以下几个方面。

1.前期控制

喷砂前,依据《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》规定,对金属结构基体表面锈蚀等级进行评定。仔细检查,清除焊渣、飞溅等附着物,并清洗表面油脂及可溶污物,对无用的焊接体或联接物也应作妥善处理。

2.磨料控制

喷砂除锈用的砂,要求颗粒坚硬、有棱角、干燥(含水量<2%)、无泥土及其他杂质;以石英砂为好,粗河砂也可;同时,应考虑砂料运输条件,单价高低,回收能力等因素;砂料粒径以0.5~1.5mm为宜,筛选前须晒干,存储于棚内、室内,筛孔大小为:粗筛40~48孔/cm2(粒径1.2 mm)、细筛372~476孔/cm2 (粒径0.3mm)。

除锈方案确定后,磨料可选河砂、石英砂或二者混合。在岗南水库除险加固中,经预喷比较,将石英砂和河砂按1∶1掺和使用除锈效果最好。

3.工具控制

喷砂操作时,空压机气压为6.0×105~6.5×105Pa,气压变幅为0.5×105~1.0×105Pa。一般砂桶气压为4.5×105~5.5×105Pa,不得小于4.0×105Pa。喷砂前应检查压力容器的生产厂家是否持有有关部门颁发的生产许可证、喷砂工佩戴的防护工具、安全带(绳)和供氧装置是否安全可靠,以及喷嘴磨损情况,当孔口直径增大25%时宜更换喷嘴。

4.环境控制

鉴于水工金属结构喷砂除锈为露天作业,施工时除应注意防尘和环境保护,还必须每日检测施工现场环境温度、湿度和金属表面的温度,计算当日露点,做好施工记录。当空气相对湿度大于85%、金属表面温度低于露点以上3℃时不得施工。

5.工艺控制

喷砂用的压缩空气必须经冷却装置及油水分离器处理,以保证干燥、无油;油水分离器必须定期清理。

喷嘴到基体钢材表面距离以100~300mm为宜,喷砂前对非喷砂部位应遮蔽保护。

喷射方向与基体钢材表面法线夹角以15°~30°为宜。

喷砂除锈后、进行下一道工序前,如遇下雨或其他造成基体钢材表面潮湿的情况时,要待环境达到施工条件后,用干燥的压缩空气吹干表面水分后施工,如须重新喷砂,不可降低磨料要求,以免降低粗糙度。

喷砂时喷嘴不要长时间停留在某处,喷砂作业应避免零星作业,但也不能一次喷射面积过大,要考虑涂装或热喷涂工序与表面预处理工序间的时间间隔要求。

对喷无法喷射的部位要采取手工或动力工具除锈。

6.质量控制

喷砂完成后首先应对喷砂除锈部位进行全面检查,其次要对基体钢材表面进行清洁度和粗糙度检查。重点应检查不易喷射的部位,手工或动力工具除锈部位可适当降低要求。对基体钢材表面进行清洁度和粗糙度检查时,一是严禁用手触摸;二是应在良好的散射日光下或照度相当的人工照明条件下进行,以免漏检。

喷砂除锈后,金属结构表面清洁度应达到Sa21/2,应对照《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》中提供的照片进行比较,比较时至少每2m2有一个比较点。

喷砂除锈后,金属结构表面粗糙度应达到Ry60~100μm,应按照技术要求,取相应粗糙度样板,用至少7倍放大镜放大后比较,比较时至少每2m2有一个比较点。用表面粗糙度仪直接测定时,每2m2表面至少要有一个评定点,取评定长度为40mm,在此长度范围内测5点,取其算术平均值为此评定点的表面粗糙度值。

硫化工艺

硫化过程中发生了硫的交联,这个过程是指把一个或更多的硫原子接在聚合物链上形成桥状结构。反应的结果是生成了弹性体,它的性能在很多方面都有了改变,硫化剂可以是硫或者其它相关物质。

"硫化"一词有其历史性,因最初的天然橡胶制品用硫磺作交联剂进行交联而得名,随着橡胶工业的发展,现在可以用多种非硫磺交联剂进行交联。因此硫化的更科学的意义应是"交联"或"架桥",即线性高分子通过交联作用而形成的网状高分子的工艺过程。硫化过程中发生了硫的交联,这个过程是指把一个或更多的硫原子接在聚合物链上形成桥状结构。反应的结果是生成了弹性体,它的性能在很多方面都有了改变,硫化剂可以是硫或者其它相关物质。从物性上即是塑性橡胶转化为弹性橡胶或硬质橡胶的过程。"硫化"的含义不仅包含实际交联的过程,还包括产生交联的方法。

硫化过程可分为四个阶段,各阶段的特点:

通过胶料定伸强度的测量(或硫化仪)可以看到,整个硫化过程可分为硫化诱导,预硫,正硫化和过硫(对天然胶来说是硫化返原)四个阶段。

硫化诱导期(焦烧时间)内,交联尚未开始,胶料有很好的流动性。这一阶段决定了胶料的焦烧性及加工安全性。这一阶段的终点,胶料开始交联并丧失流动性。硫化诱导期的长短除与生胶本身性质有关,主要取决于所用助剂,如用迟延性促进剂可以得到较长的焦烧时间,且有较高的加工安全性。

硫化诱导期以后便是以一定速度进行交联的预硫化阶段。预硫化期的交联程度低,即使到后期硫化胶的扯断强度,弹性也不能到达预想水平,但撕裂和动态裂口的性能却比相应的正硫化好。

到达正硫化阶段后,硫化胶的各项物理性能分别达到或接近最佳点,或达到性能的综全平衡。

正硫化阶段(硫化平坦区)之后,即为过硫阶段,有两种情况:天然胶出现"返原"现象(定伸强度下降),大部分合成胶(除丁基胶外)定伸强度继续增加。

对任何橡胶来说,硫化时不只是产生交联,还由于热及其它因素的作用产生产联链和分子链的断裂。这一现象贯穿整个硫化过程。在过硫阶段,如果交联仍占优势,橡胶就发硬,定伸强度继续上升,反之,橡胶发软,即出现返原。

硫化工艺主要是用来改善橡胶制品性能

橡胶在未硫化之前,分子之间没有产生交联,因此缺乏良好的物理机械性能,实用价值不大。当橡胶加入硫化剂以后,经热处理或其他方式能使橡胶分子之间产生交联,形成三维网状结构,从而使其性能大大改善,尤其是橡胶的定伸应力、弹性、硬度、拉伸强度等一系列物理机械性能都会大大提高。

注压硫化成型

普通模压与注压最明显的区别在于前者胶料是以冷的状态充入模腔的,而后者则是将胶料加热混合,并在接近硫化温度下注入模腔。因而,在注压过程中,加热模板所提供的热量仅仅只用于维持硫化,它能很快将胶料加热到190℃-220℃。在模压过程中,由加热模板所提供的热量首先要用于预热胶料,由于橡胶的导热性能差,如果制品很厚,热量要传导到制品中心需要较长的时间。采用高温硫化也可在一定程度上缩短操作时间,但往往导致靠近热板的制品边缘出现焦烧。

采用注压法硫化,可以缩短成型周期,实现自动化操作,这对大批量生产最为有利。注压还具有以下优点:可以省去半成品准备、起模和制品修边等工序;可以生产出尺寸稳定、物理机械性能优异的高质量产品;减少硫化时间,提高生产效率,减少胶料用量,降低成本,减少废品,提高企业经济效益。

采用注压硫化成型工艺时,需要注意以下几点:

1、采用合理的螺杆转速、背压,控制适当的注射机温度。一般地,应保持出料口胶温和控制循环温度之差不大于30度为宜。

注射机螺杆的用途是在选定的和均匀的温度下为每一循环制备足够量的胶料;它明显地影响着注射机的产量。

背压是通过放慢注射缸中出油口的流量而产生的,并对注射机所射出胶料,对注射油缸的推挤作用进行。实践中,背压只会稍微增加对胶料的剪切,而不会引起硫化制品物理性能的降低。

2、喷嘴的设计。喷嘴连接注射机头和模具,同时对热平衡有一定作用。经过喷嘴的压力损失会经由注射而转换成为热量。胶料绝不允许在这个部位硫化。因此,选择合适的喷嘴直径非常重要,它影响着喷嘴部位的摩擦生热、胶料注射时所需要的压力和充模时间。

3、合适的模具温度,最佳的硫化条件。在选择好胶料的最佳配合之后,重要的就是注射成型条件与硫化条件的相互配合。注压成型与模压成型相比,由于模具表面、内部温度分布不同,要实现良好的硫化就必须对温度进行高精度控制,使模具表面、内部同时达到最佳硫化条件。高温会增大橡胶的收缩率,但二者关系是线性的,在生产前应有充分的估计。此外,就成型压力而言,高压成型是极为有利的,因为压力与收缩成反比关系。

4、安全合理的胶料配方设计。对于进行注压硫化成型的胶料,要求其具有以下特性:(1)胶料的门尼焦烧时间应当尽可能的长,以获得最大的安全性。通常,门尼焦烧时间应比胶料在机筒中的停留时间长2倍。(2)硫化速度快,通过对不同胶料硫化体系的合理选择,添加合适的促进剂,使胶料在注压硫化时有令人满意的效率。(3)流动性良好,良好的流动性能减少胶料的停留时间,减少注压时间,并提高防焦烧能力。

选用合适的工艺条件,合理的胶料配方,采用注压硫化工艺可比普通模压硫化快10~20倍。降低胶料损失10%~15%。

氮气硫化工艺

采用充氮气硫化的主要优点是节能和延长胶囊寿命,可节省蒸汽80%,胶囊使用寿命可延长1倍。轮胎在硫化过程中要消耗大量热能和电能,因此开发和推广节能硫化工艺意义重大。由于氮气分子量小、热容很小,氮气充入轮胎胶囊内腔时,不会吸热而引起温度降低,也不易造成胶囊氧化裂解破坏。

氮气硫化的工艺特点是,先通高温高压蒸汽,若干分钟后切换通入氮气,利用充氮硫化的"保压变温"工艺硫化至结束。因为最初通入几分钟蒸汽的热量足够保持硫化一条轮胎,理论上只要在完成硫化之前温度不降到150℃以下即可。但是,采用氮气硫化时,首先通入的是高温高压蒸汽,会造成上下胎侧的温差,要消除上下胎侧的硫化温差,必须合理布置硫化介质喷射的位置,改进密封和热工管路系统。

硫化用氮气的纯度要求达99.99%,最好达到99.999%,并建议企业自配制氮系统,以降低使用成本。氮气纯度不够,会影响胶囊的使用寿命。

将氮气硫化的"保压变温"硫化原理应用于传统循环过热水硫化工艺的改造,人们又开发出了用高温高压蒸汽加过热水的硫化工艺取代常规的循环过热水硫化工艺。硫化时,先通入高温高压蒸汽,若干分钟后切换通入循环过热水,再过若干分钟后关闭回水阀停止循环,直到利用潜热硫化至结束。采用这种新的加热硫化方法,据理论计算,其能耗仅是传统硫化工艺方法的1/2。

硫化压力对胶料性能的影响

摘要:通过在试验过程中改变天然橡胶胶料的硫化压力,得出硫化压力在硫化过程中的变化规律和硫化压力的变化对胶料性能和减震橡胶产品性能的影响,并初步分析了其产生的原因。

橡胶件硫化的三大工艺参数是:温度、时间和压力。其中硫化温度是对制品性能影响最大的参数。温度对橡胶制品的影响,在很多文献资料中都可以查找得到,但是很多文献都忽略了硫化压力对胶料硫化的影响。橡胶硫化压力,是保证橡胶零件几何尺寸、结构密度、物理机械性能的重要因素,同时也能保证零件表面光滑无缺陷,达到制品的密封、气密的要求。硫化压力并不是随意的,硫化压力过大除了能损坏模具、设备、消耗电能外,同样也会影响制品的性能。带骨架件会损坏骨架。压力小了会直接影响制品几何尺寸和物理机械性能。橡胶制品需要硫化压力的目的一般认为是:

(1)防止胶料气泡的产生,提高胶料的致密性;

(2)使胶料流动,充满模腔;

(3)提高附着力,改善硫化胶物理性能[1]。

而国外在研究硫化压力时,已经不单单局限于我们上面的一些研究,已经通过调整硫化压力的大小来达到产品的一些特殊性能的要求,根据本人掌握的情况,国外橡胶厂家有如下一些对于硫化压力的共识。

(1)模压及移模注压的硫化方式,其模腔内的硫化压力为:10~20Mpa。

(2)注压硫化方式其模腔内的硫化压力为:0~150Mpa。

(3)随着硫化压力的增大,产品的收缩率和产品的静态刚度有如图1的变化。

图1 硫化压力与产品的径向刚度和胶料收缩率之间的关系图

从图1中可以明显的看到,随着硫化压力的增大,其产品的静态刚度在逐渐增大,而随着硫化压力的增大,其胶料的收缩率在逐渐的减小。

在国内的减振橡胶行业内,对于调整产品的刚度,普遍采用的依然是增加或者降低产品所使用的胶料硬度,而在国外,已经普遍采用了提高或者降低产品硫化时的胶料硫化压力来调整产品的静态刚度。

(4)随着胶料的硫化压力不断提高,其胶料的收缩率会出现如图2的现象:

图2 产品硫化压力与胶料的收缩率之间的关系图

随着硫化压力的不断提高,产品胶料的收缩率会出现一个反常的现象,即当产品胶料的硫化压力达到83Mpa时,产品胶料的收缩率为0,若产品胶料的硫化压力继续不断上升,产品胶料的收缩率会出现负值,也就是说,在这种超高的产品胶料硫化压力下,产品硫化出来经停放后,其橡胶部分的尺寸比模具设计的尺寸还要大。

本文希望通过对天然橡胶硫化压力改变的试验,得出一些硫化压力与胶料性能和产品性能之间的规律,并对得出的结论进行一些理论分析。

1 试验部分

1.1 原材料及仪器

天然橡胶(3#烟片),进口;高耐磨炭黑(N330),天津海豚;其余助剂均为国产工业级。YH3350型50吨四柱油压机,江西萍乡无线电专用设备厂产品;WHX20025型300吨油压注压机,无锡阳明橡胶机械厂产品;X(S)K160型开炼机,上海橡胶机械厂产品;PT124B100型压力传感器,上海朝辉压力仪器制造厂产品;CSS55300型电子万能拉力机,美国TMS公司产品;LXA型硬度计;UR2010型无转子硫化仪,育肯科技股份有限公司产品;Radio14A 高阻电桥测试仪。

1.2 测试方法

胶料性能测试均按照国家有关标准进行。

1.3 试验工艺

1.3.1 胶料混炼工艺:

配合各种材料,在开炼机上混炼。加料顺序为:

生胶炭黑及其它助剂硫化剂薄通下片。混炼温度为40℃至50℃,时间为30分钟;硫化试片测试。

1.3.2 常规模压性能测试试片的制作:

图3 胶料常规性能模压试片模具

图3显示的是常规试片模具,本试验在常规试片模具的上模板处加装了压力传感器,用以测试试样在模腔中的压力变化。

1.3.3 常规注压性能测试试片的制作:

注压常规试片制作如图4,是在常规模压模具的上模板上开注胶孔,在注压过程中包括了两个压力参数:一是锁模力、一是注胶压力,因而不能使用平板硫化机。注压的时候需要锁模力先把模具锁紧,注胶压力再把胶料注入模腔中,于是实验选择在注压机上进行。注压机先给模具一个120MPa的锁模力,同时调节注胶压力从3MPa到20MPa。同模压常规制片一样,通过压力传感器记录模腔内的实际压力。

图4 胶料常规性能注压试片制作示意图

1.3.4 模压恒压压缩永久变形试样的制备:

模压恒定压缩永久变形试样的制备与GB/T7759-1996要求相同,为了测量模腔内的实际压力,试验在模具内的一边钻一个孔,保证压力传感器和其中的一个模腔相连。

1.3.5 注压恒压压缩永久变形试样的制备:

这一实验也是在平板硫化机上完成,所用模具和模压恒压模具基本相同,见图5,只需要把

上模板换成注胶缸就可以了。实验的时候把未硫化胶料放在70oC的烘箱中20min,这是为了保证胶料在注压过程中较好的流动性。

图5 胶料恒定压缩永久变形注压试样模具图

1.导向销;

2.下模板;

3.压力传感器;4、5.上模板;

6.注胶缸;

7.顶出杆

2.结果与讨论

2.1 硫化压力在模腔中的变化:

通过试验,得出了硫化常规试片过程中,模压硫化方式模腔内硫化压力的变化情况结果如图6所示,注压硫化方式模腔内硫化压力的变化情况结果如图7所示。

图6常规模压模腔内硫化压力的变化情况图7常规注压模腔内硫化压力的变化情况

根据以上的试验结果可以看出,常规模压和注压试片在硫化时,压力首先升高,到达峰值后再降低并达到平坦状态。分析为:当将胶料放入模腔内后,胶料受热膨胀,模腔内的胶料压力快速升高,当胶料硫化达到正硫化点后,因为胶料已经发生了硫化交联,束缚了大分子链的活动,微观发生的现象是,同一时间撞击压力传感器探头的分子数量减小,宏观的表现是压力下降并达到平坦状态。

同时从图6和图7还可以比较看出,胶料在注压方式下(硫化压力相对较大)到达胶料硫化压力的最高点比模压方式下(硫化压力相对较小)要早,这种现象也就说明,硫化压力的提高会明显的提高胶料的硫化速率。

2.2 硫化压力对硫化胶常规性能的影响:

通过试验得出,模压硫化方式与注压硫化方式随着硫化时硫化压力的提高,其胶料的300%定伸应力、拉伸强度、扯断伸长率和撕裂强度变化趋势一致,以下是以模压硫化方式时,随着硫化时硫化压力的提高,其胶料性能的变化情况:

2.2.1 硫化压力对硫化胶的300%定伸应力、拉伸强度和扯断伸长率变化情况如下:

从图8、图9和图10可以看出,随着硫化压力的不断增加,其胶料的300%定伸应力逐渐增大,拉伸强度逐渐增大,扯断伸长率逐渐减小。分析现象为:随着硫化压力的不断增大,其大分子链之间的距离逐渐减小,导致硫化交联效率的提高,从而引起胶料的交联密度增大,这一微观的变化导致了300%定伸应力逐渐增大、拉伸强度逐渐增大和扯断伸长率逐渐减小的现象。

图8硫化压力对胶料300%定伸应力的影响图9硫化压力对胶料拉伸强度的影响

图10硫化压力对胶料扯断伸长变化率的影响

2.2.2 硫化压力对硫化胶撕裂强度的影响:

通过试验,其胶料随着硫化时硫化压力的不断提高,其胶料的撕裂强度如图11所示。

图11硫化压力对胶料撕裂强度的影响

可以从图11看出,随着胶料在硫化时的硫化压力不断提高,其撕裂强度随之却不断降低,分析原因为:根据传统的硫化理论,硫化胶之间的交联键既有多硫键,也有单、双硫键。因多硫键比单、双硫键有更高的撕裂强度[2]。所以,当多硫键增加时胶料的撕裂强度会增加,当单、双硫键增加时胶料的撕裂强度会减小。本试验当中随着硫化压力的不断提高,橡胶大分子链距离减小和交联密度增加,这也就是说硫化后的橡胶大分子链之间的平均距离减小了。平均距离减小,使得单、双硫键的数目增加,单、双硫键数目增加,多硫键的减少导致硫化胶的撕裂强度不断降低。

2.3 硫化压力对胶料的压缩永久变形的影响:

随硫化压力的增加,其胶料的压缩永久变形变化如图12所示,可以看出,随着产品硫化压力的增大,其胶料的压缩永久变形也随之下降,分析现象为:随着硫化压力的不断增大,其大分子链之间的距离逐渐减小,橡胶大分子链双键之间发生交联的机率增大,从而导致硫化交联效率的提高。宏观表现为胶料的交联密度增大,胶料的压缩永久变形显著减小。

图12硫化压力对胶料压缩永久变形的影响

2.4 硫化压力对减震橡胶产品性能的影响:

对于硫化压力对减震橡胶产品的影响,我们以最常见的减震橡胶垫进行了相应的试验,在模具的型腔面打孔并安装压力传感器。对比了模压和注压两种硫化方式下硫化压力的变化对产品性能的影响,试验结果如下:通过表1可以看出,注压硫化方式其胶料硫化时的压力比模压硫化方式要高一倍以上。另外,达到相同的产品静刚度,注压方式的硫化胶料要明显比模压方式时的硫化胶料硬度低,这对减震橡胶制品高硬度胶料静刚度的调节提供了另外一种途径。最为重要的是,产品的压缩永久变形减少了42%,这就相应的提高了减震橡胶产品在变形方面的寿命。

表1硫化压力对减震橡胶产品的性能影响

3.结论

1.在模压和注压方式下,模腔内胶料的硫化压力随着时间的延长,其硫化压力总是先增高后减小,并最终处于平坦状态。

2.随着胶料硫化压力的提高,其胶料的300%定伸和拉伸强度均随之提高,其胶料的扯断伸长率、撕裂强度和压缩永久变形却随之下降。

3.在减震橡胶制品硫化过程中,注压硫化方式中模腔内胶料的压强比模压硫化方式的压强高一倍以上。产品达到相同的静刚度所需的胶料硬度有较大差别。随产品硫化时的硫化压力提高,产品在压缩永久变形性能方面有明显的提高。

参考文献:

[1]《橡胶工业手册》第三分册配方与基本工艺中:1124-1125;

[2]杨清芝《现代橡胶工艺学》:4

作者简介:陈平(1974),男,新山子人,1999 株洲时代新材料科技股份有限公司

年毕业于青岛科技大学橡胶工程专业,主管工程师,现从事减振橡胶产品的配方设计工作。(end)

硬度的概念和硬度测量

硬度测量

硬度测量的应用:硬度测量具有简便、快捷;不破坏试样(非破坏性试验);硬度能综合反映材料的强度等其他力学性能;硬度与耐磨性具有直接关系,硬度越高,耐磨性越好。所以硬度测量应用极为广泛,常把硬度标注于图纸上,作为零件检验、验收的主要依据。

测量方法:可采用压入法、加弹法、划痕法等测量方法。生产中常用压入法(有布氏硬度法、洛氏硬度法、维氏硬度法等)。

(1)布氏硬度]:HB(Brinell-hardness )(HBS、HBW )

布氏硬度测量原理:采用直径为D的球形压头,以相应的试验力F压入材料的表面,经规定保持时间后卸除试验力,用读数显微镜测量残余压痕平均直径d,用球冠形压痕单位表面积上所受的压力表示硬度值。实际测量可通过测出d值后查表获得硬度值。

HBS(HBW)= F/S = 2F/πD[D - (D2-d2)1/2]

HBS--表示用淬火钢球压头测量的布氏硬度值。适用范围:小于450;

HBW--表示用硬质合金压头测量的布氏硬度值。适用范围:450~650

布氏硬度的测量原理

布氏硬度表示方法:符号HBS或HBW之前的数字表示硬度值,符号后面的数字按顺序分别表示球体直径、载荷及载荷保持时间。

如:120HBS10/1000/30表示直径为10mm的钢球在1000kgf(9.807kN)载荷作用下保持30s 测得的布氏硬度值为120

布氏硬度特点:优点:测量数值稳定,准确,能较真实地反映材料的平均硬度;

缺点:压痕较大,操作慢,不适用批量生产的成品件和薄形件

布氏硬度测量范围:用于原材料与半成品硬度测量,可用于测量铸铁;非铁金属(有色金属)、硬度较低的钢(如退火、正火、调质处理的钢)

(2)洛氏硬度]:HR(Rockwll hardnes)

洛氏硬度测量原理:用金刚石圆锥或淬火钢球压头,在试验压力F 的作用下,将压头压入材料表面,保持规定时间后,去除主试验力,保持初始试验力,用残余压痕深度增量计算硬度值,实际测量时,可通过试验机的表盘直接读出洛氏硬度的数值。

HR = K - h/0.002

K--常数,金刚石压头取值100,球形压头取值130

洛氏硬度测量原理

洛氏硬度测量条件:洛氏硬度可以测量从软到硬较大范围的硬度值,根据被测对象硬度值大小不同,可用不同的压头和试验力,如下表。

常用洛氏硬度的试验条件和应用范围

硬度符号压头类型总试验力F/N(kgf)硬度范围应用举例

HRA 120o金刚石圆锥588.4(60) 20~88 硬质合金、碳化物、浅层表面硬化钢等

HRB φ1.588mm淬火钢球980.7(100) 20~100 退火、正火钢,铝合金、铜合金、铸铁

HRC 120o金刚石圆锥1471(150) 20~70 淬火钢、调质钢、深层表面硬化钢

洛氏硬度特点:优点:测量迅速、简便、压痕小、硬度测量范围大,

缺点:数据准确性、稳定性、重复性不如布氏硬度

洛氏硬度测量范围:可用于成品和薄件,但不宜测量组织粗大不均匀的材料(如上表所示)(3)维氏硬度]:HV(diamond penetrator hardness)

维氏硬度测量原理:与布氏硬度相似。采用相对面夹角为136o金刚石正四棱锥压头,以规定的试验力F压入材料的表面,保持规定时间后卸除试验力,用正四棱锥压痕单位表面积上所受的平均压力表示硬度值。

维氏硬度测量原理

维氏硬度特点:测量范围大,可测量硬度为10~1000HV范围的材料;量压痕小。

维氏硬度应用:可测量较薄的材料和渗碳、渗氮等表面硬化层。

*上述各种硬度测量法,相互间没有理论换算关系,故试验结果不能直接进行比较,应查阅硬度换算表进行比较。

* 各种硬度的换算经验公式:硬度在200~600HBS时:1HRC相当于10HBS ;硬度小于450HBS时:1HBS相当于1HV

* 利用布氏硬度压痕直径直接换算出工件的洛氏硬度:根据布氏硬度和洛氏硬度换算表,可归纳出一个计算简单且容易记住的经验公式:HRC =(479-100D)/4,其中D为Φ10mm 钢球压头在30KN压力下压在工件上的压痕直径测量值。该公式计算出的值与换算值的误差在0.5 ~-1范围内,该公式在现场用起来十分方便,您不妨试一试。

3、冲击韧性测量

金属夏比缺口冲击试验:按GB/T229-1994进行,采用横截面尺寸为10mm×10mm、长度为55mm,试样的中部开有V或U形缺口的冲击试样。试验时冲击试样的开口背向摆锤的冲击方向置于试验机的支架上,将试样一次冲断。

冲击试验机冲击试验原理

冲击吸收功的测量

冲击吸收功AK :试样在一次冲击试验力作用下,断裂时所吸收的功称为冲击吸收功,用AKV(或AKU)表示,单位为J(焦尔)。

AK = mgh1 - mgh2 = mg(h1-h2)

冲击吸收功的意义:判断材料抵抗冲击载荷的能力,冲击吸收功小的材料,其脆性大,易被冲断;冲击吸收功对温度敏感,可用于评定材料的冷脆倾向;冲击及收功对组织敏感,可用于进行冶金夹杂物和热加工质量的签定。下载本文

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