Для очистки металла чаще всего применяется струйная технология. Струйная очистка металлов — процесс, заключающийся в обдутии очищаемых поверхностей твердыми частицами какого-либо материала. Используемых в этих целях материалов огромное количество. В процессах очистки могут использоваться как стеклянные шарики, так и скорлупа грецких орехов.
Основные типы материалов для струйной обработки:
-
Абразивные материалы
- оксид алюминия (белый, розовый, коричневый)
- глинозём (спечённый, высушенный)
- химические соединения кремния (чаще карбид кремния)
- электрокорунд
-
Стеклянные материалы
- бусины
- гранулы
-
Металлические материалы
- острый железный песок
- песок из углеродистой стали
- углеродистая стальная дробь
- мягкая железная дробь
- нержавеющая стальная дробь
- алюминиевая крошка и гранулы
- медный шлак
-
Пластмассовые материалы
- поликарбонат
- мочевина
- полистирол
- полиамид нейлона
-
Натуральные материалы
- зерно
- скорлупа грецких орехов
-
Керамические материалы (циркониевые сплавы)
При выборе материалов для струйной очистки следует учитывать следующие свойства:
-
- химический состав материала
-
- плотность или масса
-
- форма частиц
-
- размер частиц
-
- характеристики механических свойств (прочность, твердость, ударная вязкость)
-
- экономические показатели
Что касается затрат на обработку, то всё сводится к анализу двух показателей: стоимость материалов и время работы материала до замены. Второй показатель напрямую зависит от свойств материала.
Сам процесс очистки металла стоит рассматривать как систему взаимодействия двух тел, одно из которых обрабатываемое изделие, а другое — материал обработки. Таким образом, очистку поверхности можно описать с помощью физических законов, где изменяемыми параметрами будут сравниваемые свойства материалов для обработки.
Рассмотрим более подробно каждое из этих свойств:
Форма частиц
Сферические частицы распределяют своё соударение по большей площади. Потенциально они могут создать на поверхности круглую впадину. Частицы с углами концентрируют своё взаимодействие на остром угле или гранях. При этом может сильно измениться шероховатость поверхности.
Масса и плотность — главный энергетический фактор. Большие частицы обладают большей мощностью, однако низкие масса и плотность могут быть компенсированы за счет скорости соударения. Но также следует учитывать, что высокая скорость может быть причиной быстрого разрушения материала.
Размер частиц влияет на удельное число соударений и, как следствие, скорость обработки. Мелкие частицы единовременно обрабатывают большую площадь поверхности, чем крупные. Иногда размер частиц регламентируется геометрией обрабатываемой поверхности (резьбы, отверстия и т.д.)
Твердость материала — критический фактор в каждом случае обработки. Твердость, измеряемая по шкале Роквелла (HRC) или порядку твердости минерала (МОН), определяет «агрессивность» материала и его потенциальную способность к изменению геометрии поверхности. Твердость частицы определяет направление передачи энергии взаимодействия. Она показывает куда будет направлена эта энергия: на обработку поверхности или на деформацию и разрушение частицы. Чтобы правильно выбрать материал для обработки, нужно знать твердость обрабатываемого материала.
Ударная вязкость и сопротивление разрыву материала
Эти показатели определяют интенсивность замены материала и санитарно-гигиеническую особенность производства — пылеобразование.
