Стеклянные шарики для пескоструйной обработки

Международная конференция по шлифованию и пескоструйной очистке

СТАЛЬНЫЕ ШАРИКИ ИЛИ СТЕКЛЯННЫЕ ШАРИКИ: MA1 "ПРАВИЛЬНЫЙ ВЫБОР" ДЛЯ АВТОМОБИЛЕСТРОЕНИЯ

Маниш Биллоре, Б. Р. Найя, кафедра машиностроения, кафедра машиностроения, Университет UIT, Баркатулла, М.П. Технический колледж Бхопал

ВВЕДЕНИЕ

В современной автомобильной промышленности отделка и текстура поверхности кузовных частей, а также некоторых деталей двигателя стали важнейшей задачей для каждого производителя. Большинство производителей полагаются исключительно на процесс пескоструйной обработки. Они используют два основных материала для пескоструйной обработки — это стальные шарики и стеклянные шарики. Каждый из этих материалов может обеспечить уникальные характеристики для ваших ценных автомобильных деталей. Перед тем как выбрать конкретное применение того или иного материала, необходимо хорошо различать их особенности.

ШЛИФОВАНИЕ ШАРИКАМИ

Это холодный процесс обработки, который используется для увеличения усталостного ресурса и предотвращения образования трещин от напряжений на большинстве металлических изделий. В процессе шлифования поверхность готовой детали обрабатывается круглыми стальными шариками. Каждый шарик работает как молоток для пневматического ударного инструмента, и когда поверхность полностью обрабатывается, это предотвращает образование трещин, которые могут привести к усталости и разрушению. Внешняя поверхность детали, подвергнутой пескоструйной обработке, имеет так называемый сжатый слой, который сопротивляется образованию трещин. Поскольку большинство разрушений из-за усталости и напряжений начинается на поверхности детали, сжатый стрессовый слой, образующийся в процессе пескоструйной обработки, увеличивает срок службы детали.

Стеклянные шарики для пескоструйной обработки

Это самая новая форма шлифования, использующая крошечные стеклянные шарики, иногда не намного большие, чем зерно талька. Благодаря своей круглой форме, твердости, плотности, химической инертности и другим свойствам, эти шарики могут быть распылены через сопло на контролируемых скоростях (и в контролируемых размерах), что даёт замечательные преимущества.

Шлифование против пескоструйной обработки

Шлифование используется в первую очередь для изменения механических свойств или создания сжимающего слоя на поверхности металлической детали. С другой стороны, пескоструйная обработка используется, когда процесс наносит отделку, очищает, удаляет заусенцы или подготавливает поверхность металлической детали. Пескоструйная обработка также может создавать сжимающий слой на детали, но этот эффект является вторичным. Обычно шлифование шариками относится к обработке металлическими частицами, в отличие от пескоструйной обработки стеклянными шариками.

Пескоструйная обработка — это процесс очистки поверхности с использованием грубого песка или других абразивных частиц. В то время как стеклянные шарики или металлические частицы имеют сферическую форму, песок и абразивные частицы имеют неправильную форму, и на самом деле удаляют металл с поверхности, по которой они попадают.

Стальные шарики используются для тяжелых операций по пескоструйной обработке. Стеклянные шарики, будучи легче стальных, используются для легких и средних операций. Самая важная особенность шлифования стеклянными шариками для строителей двигателей заключается в том, что процесс оставляет микроскопическую недирективную поверхность на металлических деталях. Эта "вдавленная" поверхность оказывает три важнейших эффекта для деталей двигателя.

2. Улучшает характеристики за счет снижения трения через уменьшение площади подшипников.

3. Увеличивает срок службы за счет снятия напряжений с обработанных и кованых частей.

Шлифование стеклянными шариками также является отличным процессом для очистки металлов. Это придает безупречный вид сплавам или обеспечивает идеальную подготовку перед нанесением покрытий. Шлифование стеклянными шариками используется, когда поверхность детали, с которой вы работаете, должна иметь гладкую отделку или когда необходимо шлифовать критически важные болты с острыми радиусами на резьбе.

Факты о стеклянных шариках

Хотя стекло изготавливается из кремнезема, стеклянные шарики не содержат свободного кремнезема, а значит, не представляют опасности для здоровья. Они могут быть переработаны много раз, эффективно очищая при угле сопла от 45 до 60 градусов. Крупные шарики удаляют более крупные и стойкие загрязнения, шлифуют до более интенсивных уровней и проникают в более глубокие зоны поверхности. Мелкие шарики удаляют меньшие и легкие загрязнения, оказывают более сильное воздействие на килограмм, очищают быстрее, шлифуют до менее интенсивных уровней и обрабатывают только наружные зоны поверхности.

Применение стальных шариков или стеклянных шариков для пескоструйной обработки в автомобилестроении

Ниже приведены детали, которые могут получить выгоду от пескоструйной обработки с использованием стальных шариков или стеклянных шариков:

1. Поршни — двигатели не должны восстанавливаться без пескоструйной обработки поршней. Это не только очищает их, но и делает юбки лучше, чем новые. Шлифование стеклянными шариками закрывает микро поры в сплавах.

2. Главные цилиндры

3. Пружины

4. Коллекторы впуска

5. Коленчатые валы

6. Распредвалы

7. Передаточные шестерни

8. Магниевые колеса

9. Крышки распределительных валов

10. Компоненты рулевого управления

11. Головки цилиндров

12. Корпуса и крышки двигателя

13. Соединительные штанги

14. Клапаны, пружины и фиксирующие элементы — при пескоструйной обработке клапанов важно, чтобы штоки клапанов были отполированы перед сборкой.

15. Роторы и корпуса турбонагнетателей

16. Любые другие сильно нагруженные компоненты, которые вы считаете достаточно важными для применения такого типа обработки.

Следует отметить, что при любой подготовке поверхности компонентов двигателя жесткая поверхность детали разрушена, и рекомендуется выполнить обработку поверхности для восстановления её исходных характеристик.

Рекомендуемые шаги при подготовке коленчатых валов и соединительных штанг для восстановления:

Разборка, очистка и обезжиривание, тестирование на трещины, черновая шлифовка и формовка, полировка (без необходимости получения зеркальной отделки), размешивание и балансировка, полировка для очистки следов от балансировочной шлифовки, пескоструйная обработка (включая болты соеденительных штанг), шлифование стеклянными шариками для оставления поверхностно чистых металлов.

9. Тщательно моем и чистим компоненты перед использованием. Когда поверхность компонента подвергается обработке, его жесткая поверхность разрушена, и рекомендуется провести поверхность восстановления до её исходных характеристик.

Преимущества пескоструйной обработки стеклянными шариками

Многие медицинские компоненты обрабатываются стеклянными шариками для уменьшения бликов от блестящей нержавеющей стали, сохраняя при этом гладкость поверхности. Шлифование стеклянными шариками часто используется после шлифования, полировки или сварочных операций для выравнивания этих участков с остальной частью детали. Стеклянные шарики не содержат свободного кремнезема, поэтому они являются более безопасным абразивом по сравнению с другими типами, которые предлагаются сегодня. Они могут быть использованы несколько раз, что делает их экономичным выбором. Если вам нужно глубокое травление на деталях, рассмотрите использование дробленого стекла. Дробленое стекло — это крошечные осколки стекла, которые реально режут. Используйте этот продукт, если не требуется гладкая отделка. Стеклянные шарики также используются для шлифования таких деталей, как лопатки турбин самолетов и в мокрых пескоструйных установках для еще более гладких отделок.

Применение стеклянных шариков для пескоструйной обработки
Очистка

Очищает и подготавливает поверхность металлических деталей без изменения допусков или железистого загрязнения.

Может сочетать очистку, отделку и обрабатку в одном процессе.

Отделка

Создаёт широкий диапазон уникальных отделок поверхности, которые легко воспроизвести.

Сглаживает следы от машинной обработки, запечатывает поры и упрочняет поверхности.

Обработка поверхностей

Снижает напряжение растяжения в металлических деталях, увеличивая предел усталости.

Снижает коррозию от напряжений.

Удаление заусенцев:

Убирает заусенцы, не повреждая детали, и предлагает обработанную поверхность в одном процессе.

Популярные размеры стеклянных шариков для автомобильных приложений

Некоторые важные моменты

1. Не восстанавливайте двигатель без обработки поршней, это не только очищает их, но и улучшает юбки до состояния лучше, чем новые. Обработка с использованием стеклянных шариков закрывает микро трещины и поры в сплавах.

2. Когда обрабатываются клапаны, важно, чтобы стержни клапанов были отполированы перед сборкой.

3. Коленчатые валы обычно обрабатываются только в местах перехода и в местах кривошипов, в то время как подшипниковые шейки и опорные поверхности при необходимости маскируются. Критически важные участки соединительных штанг — это места перехода возле больших и малых отверстий, но обычно соединительные штанги обрабатываются по всей поверхности, за исключением отверстий для подшипников.

4. Стеклянные шарики используются, когда поверхность детали должна быть гладкой или когда необходимо провести обработку критически важных болтов с острым радиусом резьбы.

Качество и тестирование

Современные производители выполняют все работы в соответствии с признанными стандартами и обеспечивают стабильные результаты обработки с помощью шкалы Алмена. Шкала интенсивности Алмена была разработана для повторного нанесения пескоструйной обработки различных металлов. Ценные детали не должны подвергаться обработке, если нет шкалы интенсивности Алмена для проверки настроек машины и возможных результатов.

Подготовка для автомобилей любого типа - особенно на ранних стадиях разработки - действительно определяет долгосрочную надежность этого автомобиля. Хотя механические поломки могут случиться с кем угодно, независимо от того, насколько тщательно проведена подготовка; они случаются гораздо реже с командами и индивидуумами, которые понимают ценность того, чтобы не торопиться и сделать всё правильно с самого начала.

Правильная обработка внутренних компонентов двигателя является сложным процессом, которым многие пренебрегают, но это типичная деталь, на которую следует обратить внимание в поисках мощности и надежности.

Процесс обработки стеклянными шариками, который в первую очередь является процессом очистки, имеет дополнительное преимущество — способность снятия напряжений с обрабатываемых компонентов. К компонентам, подходящим для этой обработки, можно отнести впускные и выпускные клапаны, пружины клапанов, фиксаторы пружин, поршни, распредвалы, демпферы и шкивы, звездочки или шестерни коленчатого вала, внутренние части головок цилиндров, коллекторы и даже точные компоненты турбонагнетателя. Однако для более крупных компонентов, таких как коленчатый вал, соединительные штанги, маховик и т. д., лучше использовать специализированную обработку, известную как пескоструйная обработка с использованием стальной дроби, гораздо более старый процесс, использующий стальную дробь. Плотность дроби (которая, как правило, выше, чем у стеклянных шариков) производит большую кинетическую энергию при той же скорости, что и стеклянные шарики. Это означает, что процесс укрепления с помощью дробеструйной обработки более полезен для таких компонентов, чем обработка стеклянными шариками. Многие компоненты подвергаются двойной обработке; сначала используется процесс пескоструйной обработки стальной дробью, а затем последующий процесс обработки стеклянными шариками. Причина в том, что процесс обработки стальной дробью укрепляет компонент, а затем стеклянные шарики снижают шероховатость поверхности и обеспечивают металлургически чистую поверхность без загрязнений.

Этот специальный защитный слой наносится для защиты магния от коррозии. Магний обладает способностью поглощать влагу из окружающего воздуха, что способствует началу коррозии. Даже если деталь окрашена, незащищенный компонент поглотит достаточно влаги из воздуха до нанесения покрытия, что позволяет начать коррозию, которая продолжится под свежим покрытием. Коррозия развивается под покрашенной поверхностью и очень трудно поддается обнаружению, она крайне опасна, так как представляет собой локализованный тип коррозии, который приведет к образованию трещины. Эта трещина будет быстро расти и приведет к разрушению компонента. Защитное покрытие для магния, нанесенное с помощью Hi-Tech Blasting, является единственным способом избежать такого рода коррозии. Это покрытие успешно используется для английского, европейского и австралийского магния, и получаемое покрытие имеет привлекательный темно-серый матовый вид.

Заключение

Вышеуказанное обсуждение ясно показывает, что обработка стеклянными шариками является одним из важнейших производственных инструментов для современной автомобильной промышленности, широко используемой в США.