1 噴砂

噴砂是使用壓縮空氣為動(dòng)力，以形成高速噴射束將砂料高速噴射到需要處理的工件表面的表面處理工藝。

▲砂是指有棱角的砂粒，如棕剛玉、白剛玉、河砂等。

▲吸入式噴砂原理圖

噴砂所使用的介質(zhì)是帶有棱角的砂粒，如棕剛玉、白剛玉、鐵砂等；噴砂使用不規(guī)則的砂粒，對(duì)工件表面進(jìn)行沖擊，起到清潔和增加粗糙度的作用。

噴砂能把工件表面的銹皮等一切污物清除，并在工件表面建立起十分重要的基礎(chǔ)（即通常所謂的毛面），而且可以通過(guò)調(diào)換不同粒度的磨料，達(dá)到不同程度的粗糙度，大大提高工件與涂料、鍍料的結(jié)合力，或使粘接件粘接更牢固，質(zhì)量更好。

噴砂的作用與用途：

1.1 鑄鍛件毛面、熱處理后工件的清理與拋光  　　

噴砂能清理鑄鍛件、熱處理后工件表面的一切污物（如氧化皮、油污等殘留物），并將工件表面拋光提高工件的光潔度，起到美化工件的作用。噴砂清理能使工件露出均勻一致的金屬本色，使工件外表更美觀，達(dá)到美化裝飾的作用。  　　

1.2 機(jī)加工件毛刺清理與表面美化  　　

噴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，提高了工件的檔次。并且噴砂能在工件表面交界處打出很小的圓角，使工件顯得更加美觀、更加精密。  　　

1.3 改善零件的機(jī)械性能  　　

機(jī)械零件經(jīng)噴砂后，能在零件表面產(chǎn)生均勻細(xì)微的凹凸面，使?jié)櫥偷玫酱鎯?chǔ)，從而使?jié)櫥瑮l件改善，并減少噪聲提高機(jī)械使用壽命。  　　

1.4  光飾作用  　　

對(duì)各種工件表面拋光，使工件表面更美觀；使工件達(dá)到光滑又不反光要求。

對(duì)于某些特殊用途工件，噴砂可隨意實(shí)現(xiàn)不同的反光或亞光。如不銹鋼工件、木制家具表面亞光化，磨砂玻璃表面的花紋圖案,以及布料表面的毛化加工等。  　　

1.5  消除應(yīng)力及表面強(qiáng)化  　　

通過(guò)砂丸敲擊工件表面，消除應(yīng)力，增加工件表面強(qiáng)度，如彈簧、機(jī)加工刀具和飛機(jī)葉片等工件的表面處理。

▲左為噴砂后的效果

噴砂處理是最徹底、最通用、最迅速、效率最高的清理方法。 噴砂處理可以在不同粗糙度之間任意選擇，而其它工藝是沒(méi)辦法實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的，手工打磨可以打出毛面但速度太慢動(dòng)作，化學(xué)溶劑清理則清理表面過(guò)于光滑不利于涂層粘接。

2 噴丸

噴丸（shot peening ）同樣使用壓縮空氣作為動(dòng)力，將丸粒噴射到工件表面，對(duì)工件表面進(jìn)行清理或強(qiáng)化的一種工藝。而噴丸使用的介質(zhì)則是沒(méi)有棱角的圓形顆粒，如鋼丸，鐵丸，玻璃丸以及陶瓷丸等。噴丸則是依靠丸粒的強(qiáng)大沖擊力，讓工件表面更加緊密，以此讓工件更加耐磨，有韌性以及耐腐蝕。

▲丸一般是球形一類沒(méi)有棱角的顆粒，如鋼絲切丸等。

噴丸清理的特點(diǎn)：

      1）可以任意使用金屬或非金屬?gòu)椡?，以適應(yīng)清理工件表面的不同要求； 

      2）清理的靈活性大，容易清理復(fù)雜工件的內(nèi)、外表面和管件的內(nèi)壁，并且不受場(chǎng)地限3制，可將設(shè)備安置在特大型工件附近； 

      3）設(shè)備結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，整機(jī)投資少，易損件少，維修費(fèi)用低； 

      4）必須配備大功率的空壓站，在清理效果相同的條件下，消耗的能量較大；

      5）清理表面易有濕氣，容易再生銹；

▲強(qiáng)力噴丸機(jī)

噴丸處理的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低廉，不受工件形狀和位置限制，操作方便，缺點(diǎn)是工作環(huán)境較差，單位產(chǎn)量低，效率比拋丸低。噴丸的種類有鋼丸、鑄鐵丸、玻璃丸、陶瓷丸等。

齒輪噴丸強(qiáng)化：主要是借助于高速運(yùn)動(dòng)的彈丸沖擊零件的表面，使其發(fā)生彈性塑性變形，從而產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力、加工硬化和組織細(xì)化等有利變化，以提高齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度，是改善齒輪抗咬合能力、提高齒輪使用壽命的重要途徑。

噴丸時(shí)小尺寸球形鋼丸擊打工件表面而形成壓應(yīng)力，每一彈丸的沖擊都會(huì)使金屬產(chǎn)生一定的塑性變形，最終表面不能完全回復(fù)而形成了永久的壓應(yīng)力狀態(tài)。

作為一種表面強(qiáng)化工藝，噴丸能在表面形成殘余壓應(yīng)力相當(dāng)于材料抗拉強(qiáng)度極限的55%~60%，而工件表面恰是容易萌生裂紋的地方。對(duì)于滲碳淬火齒輪，所形成的壓應(yīng)力可達(dá)1177~1725MPa，可大大改善疲勞性能。

齒輪噴丸提高滲碳齒輪表面硬度  

例：一汽熱處理分廠噴丸設(shè)備采用德國(guó)產(chǎn)TR5SVR—1型應(yīng)力噴丸設(shè)備。噴丸工藝為：采用直徑為￠0.8mm鋼丸，噴丸時(shí)間9min，噴丸速度為2800r/min。齒輪材料為22CrMoH鋼，經(jīng)滲碳淬火及回火處理。噴丸強(qiáng)化處理后齒輪表層組織得到了細(xì)化，表層的殘留奧氏體含量比未經(jīng)噴丸處理工件的殘留奧氏體含量要低10%左右，在距離表面0.15mm范圍內(nèi)，變化量比較明顯；經(jīng)強(qiáng)化噴丸處理后的齒輪表面硬度提高了0.5~2HRC。

噴丸提高齒輪的疲勞壽命

例：一汽采用強(qiáng)化噴丸工藝對(duì)“解放”牌汽車變速器一擋齒輪進(jìn)行疲勞壽命試驗(yàn)，顯著提高了齒輪的疲勞壽命。為了提高“解放”牌主動(dòng)螺旋齒輪的疲勞壽命采用大圓弧滾刀切齒，增大齒輪圓角可以使主動(dòng)螺旋齒輪的壽命由20.83萬(wàn)次提高到69.54萬(wàn)次，如果再采用強(qiáng)化噴丸，可以使其疲勞壽命提高到210.9萬(wàn)次。

▲齒輪噴丸強(qiáng)化

3 拋丸

拋丸是用高速旋轉(zhuǎn)的葉輪，將丸粒高速拋射出去，打到工件表面上，對(duì)工件表面進(jìn)行清理或強(qiáng)化的一種工藝。拋丸所使用材料有鋼丸、鋁丸、玻璃珠以及陶瓷丸等。

拋丸清理的特點(diǎn)：

      1）清理效率高，費(fèi)用低，操作人員少，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，適用于大批量生產(chǎn)；

      2）不用壓縮空氣加速?gòu)椡?，因而不必設(shè)置功率大的空壓站，被清理的表面也無(wú)濕氣； 

      3）靈活性差，受場(chǎng)地限制，清理工件時(shí)有些盲目性，在工件表面易產(chǎn)生清理不到的死角；

      4）設(shè)備結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，易損件多，特別是葉片等零件磨損快，維修工時(shí)多，費(fèi)用高；

▲拋丸機(jī)

拋丸機(jī)是通過(guò)拋丸器將鋼砂鋼丸高速拋落沖擊在材料物體表面的一種處理技術(shù)。相比其他表面處理技術(shù)來(lái)說(shuō)，它更快、更有效，并可對(duì)部分保留或沖壓后的鑄造過(guò)程。 

拋丸機(jī)也可用于去除毛刺，隔膜和鐵銹，拋丸機(jī)也可以針對(duì)一個(gè)部分涂層的表面去除表面的污染物，并提供一個(gè)增加涂層的附著力表面輪廓，達(dá)到強(qiáng)化工件的目的。

拋丸設(shè)備首先應(yīng)用于鑄造業(yè)鑄鋼、鑄鐵件的表面粘砂及氧化皮的清除。幾乎所有的鑄鋼件、灰鑄件、 球鐵件等都要進(jìn)行拋丸處理。這不僅是為了清除鑄件表面氧化皮和粘砂，同時(shí)也是鑄件質(zhì)量檢查前不可缺少的準(zhǔn)備工序， 比如大型氣輪機(jī)機(jī)殼在進(jìn)行無(wú)損探傷以前必須進(jìn)行嚴(yán)格的拋噴丸清理，以保證探傷結(jié)果的可靠性。

▲鑄件拋丸

在一般鑄件生產(chǎn)中，拋丸清理是發(fā)現(xiàn)鑄件表面缺陷如皮下氣孔、渣孔以及粘砂、冷隔、起皮等的必不可少的工藝手段。

有色金屬鑄件，如鋁合金、銅合金等的表面清理，除清除氧化皮、發(fā)現(xiàn)鑄件的表面缺陷外，更主要的目的是以拋噴丸來(lái)清除壓鑄件的毛刺和獲得具有裝潢意義的表面質(zhì)量，獲得綜合效果。

4 區(qū)別與聯(lián)系

噴丸與拋丸工藝雖噴射動(dòng)力和方式不同，但都是高速?zèng)_擊工件為目的，其效果也基本相同，相比而言，噴丸比較精細(xì)，容易控制精度，但效率不及拋丸之高，適用于形狀復(fù)雜的小型工件；拋丸比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用，容易控制效率和成本，可以控制丸料的粒數(shù)來(lái)控制噴射效果，但會(huì)有死角，適合于大平面單一的工件批量加工。

關(guān)于用途，噴砂主要用于除銹，除漆，噴丸拋丸除銹的同時(shí)工件表面就像被無(wú)數(shù)個(gè)小錘子錘了一遍，所以也被強(qiáng)化升級(jí)了。

噴砂與噴丸動(dòng)力是壓縮空氣，拋丸動(dòng)力是葉輪，力量更大。

噴砂，拋丸，噴丸，所用到的砂和丸都是可以回收再利用。