拋丸(pāo wán) 英文名：shot blast
　　拋丸是一種機(jī)械方面的表面處理工藝的名稱(chēng)，類(lèi)似的工藝還有噴砂和噴丸。拋丸的原理是用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)葉輪體旋轉(zhuǎn)(直接帶動(dòng)或用V型皮帶傳動(dòng))，靠離心力的作用，將直徑約在0.2～3.0的彈丸(有鑄鋼丸、鋼絲切丸、不銹鋼丸等不同類(lèi)型)拋向工件的表面，使工件的表面達(dá)到一定的粗造度，使工件變得美觀，或者改變工件的焊接拉應(yīng)力為壓應(yīng)力，提高工件的使用壽命。通過(guò)提高工件表面的粗糙度，也提高了工件后續(xù)噴漆的漆膜附著力。拋丸這種工藝幾乎用于機(jī)械的大多數(shù)領(lǐng)域，如修造船、汽車(chē)零部件、飛機(jī)部件、槍炮坦克表面、橋梁、鋼結(jié)構(gòu)、玻璃、鋼板型材、管道內(nèi)外壁防腐甚至道路表面等等行業(yè)。
原理
　　拋丸的原理
　　拋丸是靠葉輪高速旋轉(zhuǎn)，將在葉輪中心的磨料，經(jīng)過(guò)調(diào)流塊(Regulator)及葉輪推動(dòng)器(Impeller)預(yù)加速，送入葉片區(qū)再將磨料高速拋出，速度可超過(guò) 100m/s，由于拋丸覆蓋范圍較大，所以不需利用氣壓，能源效益遠(yuǎn)高于噴槍。葉輪是拋丸機(jī)的心臟，由電動(dòng)馬達(dá)直接或間接驅(qū)動(dòng)，每家葉輪生產(chǎn)商均有獨(dú)特的設(shè)計(jì)，主要分為單碟和雙碟葉輪。
　　每片葉輪可裝上4至8塊葉片。單碟葉輪較輕及設(shè)計(jì)成弧形葉片；雙碟式葉輪較重，但較易裝卸葉片及準(zhǔn)確控制拋出磨料。葉片的形狀有直身或弧形設(shè)計(jì)，直身葉片設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，可獨(dú)立裝卸，雖然這種葉片設(shè)計(jì)可清理的范圍(見(jiàn)下文)較小和拋出速度較低，但由于成本低，因此較為普遍?；⌒稳~片較難裝卸和成本較高，但可清理的范圍較大及拋出速度較高。
　　另外，葉輪在拋丸室的擺放位置亦很重要，如覆蓋范圍、與工件距離、工件移動(dòng)范圍、受磨料二次反彈或其它葉輪的相互覆蓋范圍、保養(yǎng)更換的方便性等。經(jīng)驗(yàn)顯示傾斜的葉輪對(duì)工件覆蓋較好，而數(shù)個(gè)小功率葉輪較一個(gè)大功率葉輪在運(yùn)作時(shí)會(huì)較靈活和效果更佳。拋丸工藝損耗性很高，其中包括葉輪和內(nèi)襯鋼板等會(huì)較易磨損，因此它們的壽命對(duì)生產(chǎn)工序很重要。高鉻鑄鋼葉輪如使用48HRC硬度的鋼砂，壽命約為800小時(shí)，鋼丸則為1500小時(shí)。加硬了的葉輪壽命可達(dá)4000小時(shí)。

噴丸

科技名詞定義
中文名稱(chēng)：噴丸
英文名稱(chēng)：shot blasting
定義：利用高速丸流的沖擊作用清理和強(qiáng)化基體表面的過(guò)程。
所屬學(xué)科：機(jī)械工程（一級(jí)學(xué)科）；表面工程（二級(jí)學(xué)科）；一般表面工程名詞（三級(jí)學(xué)科）
本內(nèi)容由全國(guó)科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)審定公布
噴丸shot peening 。用噴丸進(jìn)行表面處理，打擊力大，清理效果明顯。但噴丸對(duì)薄板工件的處理，容易使工件變形，且鋼丸打擊到工件表面（無(wú)論拋丸或噴丸）使金屬基材產(chǎn)生變形，由于Fe3O4和Fe2O3沒(méi)有塑性，破碎后剝離，而油膜與基材一同變形，所以對(duì)帶有油污的工件，拋丸、噴丸無(wú)法徹底清除油污。在現(xiàn)有的工件表面處理方法中，清理效果最佳的還數(shù)噴砂清理。噴砂適用于工件表面要求較高的清理。但是我國(guó)目前通用噴砂設(shè)備中多由鉸龍、刮板、斗式提升機(jī)等原始笨重輸砂機(jī)械組成。

簡(jiǎn)介

　　用戶(hù)需要施建一個(gè)深地坑及做防水層來(lái)裝置機(jī)械，建設(shè)費(fèi)用高，維修工
  
      KS1200D干式噴丸機(jī)
      作量及維修費(fèi)用極大，噴砂過(guò)程中產(chǎn)生大量的矽塵無(wú)法清除，嚴(yán)重影響操作工人的健康并污染環(huán)境。
　　噴丸處理是工廠廣泛采用的一種表面強(qiáng)化工藝，其設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低廉，不受工件形狀和位置限制，操作方便，但工作環(huán)境較差。噴丸廣泛用于提高零件機(jī)械強(qiáng)度以及耐磨性、抗疲勞和耐腐蝕性等。還可用于表面消光、去氧化皮和消除鑄、鍛、焊件的殘余應(yīng)力等。

與拋丸的區(qū)別

　　噴丸使用高壓風(fēng)或壓縮空氣作動(dòng)力，而拋丸一般為高速旋轉(zhuǎn)的飛輪將鋼砂高速拋射出去。拋丸效率高，但會(huì)有死角，而噴丸比較靈活，但動(dòng)力消耗大。
　　兩種工藝雖噴射動(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，可以控制丸料的粒度來(lái)控制噴射效果,但會(huì)有死角,適合于形面單一的工件批量加工.
　　兩種工藝的選用主要取決工件的形狀和加工效率.

與噴砂的區(qū)別

　　噴丸與噴砂都是使用高壓風(fēng)或壓縮空氣作動(dòng)力,將其高速的吹出去沖擊工件表面達(dá)到清理效果,但選擇的介質(zhì)不同,效果也不相同.
  
       噴砂與噴丸對(duì)比
       噴砂處理后,工件表面污物被清除掉,工件表面被微量破壞,表面積大幅增加,從而增加了工件與涂/鍍層的結(jié)合強(qiáng)度.
　　經(jīng)過(guò)噴砂處理的工件表面為金屬本色,但是由于表面為毛糙面,光線被折射掉,故沒(méi)有金屬光澤,為發(fā)暗表面.
　　噴丸處理后,工件表面污物被清除掉,工件表面被微量而不被破壞,表面積有所增加.由于加工過(guò)程中,工件表面沒(méi)有被破壞,加工時(shí)產(chǎn)生的多余能量就會(huì)引會(huì)工件基體的表面強(qiáng)化.
　　經(jīng)過(guò)噴砂處理的工件表面也為金屬本色,但是由于表面為球狀面,光線部分被折射掉,故工件加工為亞光效果.

丸的種類(lèi)

鑄鋼丸

　　其硬度一般為40~50HRC，加工硬金屬時(shí)，可把硬度提高到57~62HRC。鑄鋼丸的韌性較好，使用廣泛，其使用壽命為鑄鐵丸的幾倍。

鑄鐵丸

　　其硬度為58~65HRC，質(zhì)脆而易于破碎。壽命短，使用不廣。主要用于需噴丸強(qiáng)度高的場(chǎng)合。

玻璃丸

　　硬度較前兩者低，主要用于不銹鋼、鈦、鋁、鎂及其它不允許鐵質(zhì)污染的材料，也可在鋼鐵丸噴丸后作第二次加工之用，以除去鐵質(zhì)污染和降低零件的表面粗糙度。         
　　所以說(shuō)，丸的分類(lèi)總共有3大類(lèi)：鑄鋼丸  鑄鐵丸  玻璃丸
　　特別說(shuō)明：
　　噴丸用玻璃丸和其他用途的玻璃丸是兩個(gè)不同的概念?！娡璨Ａ枳畲蟮奶攸c(diǎn)是它的硬度最低不小于6—7莫氏而且有一定的韌性，成圓率最低不小于90%。而道路反光玻璃丸對(duì)硬度無(wú)要求，一般普通玻璃作原材料即可，成圓率要求最低75%。
　　兩種價(jià)格差別很大，但外觀卻相差無(wú)幾，如果將普通玻璃丸用于噴丸加工，貌似成本較低，而在噴丸加工時(shí)破碎率較高，且加工強(qiáng)度較高的工件時(shí)幾乎是一次破碎，相比之下，總成本反而提高了許多．

清理特點(diǎn)

　　
  
噴丸設(shè)備
       1、 可以任意使用金屬或非金屬?gòu)椡瑁赃m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；
　　6、  清理效率低，操作人員多，勞動(dòng)強(qiáng)度大。

噴丸清理與拋丸清理的性能和效果比較

　　項(xiàng)目        單位        拋丸        噴丸        噴砂
　　單個(gè)噴嘴拋丸量        Kg/min        60~1250        48~60        30
　　彈丸速度        m/s        60~100                40~50
　　單位拋丸量所需功率比                1        8        30
　　達(dá)到同樣清理效果的耗電量        KW*h/100m2        12.5        267        37.5
　　清理效率                40~150        15        6~10
　　達(dá)到同樣清理效果所耗工時(shí)之比                1        16        6
　　丸料消耗量之比                ≤1                20
　　成本之比                1        10        4.1
　　環(huán)境粉塵濃度        mg/m2        4.2~3.7                200~300

噴丸清理中的噴嘴

直桶形噴嘴

　　直桶形噴嘴結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)只有收縮段和平直段兩部分。這種形式的噴嘴無(wú)法克服進(jìn)口端存在的渦流現(xiàn)象，壓力損失大，磨料出口速度在0.7MPa的壓力條件下不足100m/s。

文丘里形噴嘴

　　文丘里形噴嘴在結(jié)構(gòu)上分成收縮段、平直段和擴(kuò)散段三部分，制作難度顯著增加。
　　文丘里形噴嘴的氣體動(dòng)力學(xué)性能遠(yuǎn)優(yōu)于直桶形噴嘴，渦流現(xiàn)象明顯改善或不復(fù)存在，壓力損失大幅度降低，在相同壓力條件，磨料的出口速度可增加一倍以上，接近于聲音的傳播速度，磨料顆料所具有的動(dòng)能大幅度提高，打擊工件表面的能力大大增強(qiáng)了，這是文丘里形噴嘴工作效率提高的主要原因之一。
　　直桶形噴嘴和文丘里形噴嘴使用性能的一個(gè)很大區(qū)別在于磨料的發(fā)散均勻性，文丘里形噴嘴噴出的磨料在發(fā)散區(qū)域內(nèi)分布很均勻，而直桶形噴嘴噴出的磨料有很大一部分集中在發(fā)散區(qū)域的中心部位，噴嘴在工件表面上的有效清理寬度窄，文丘里形噴嘴在工件表面上的有效清理寬度要大得多，而且有效清理區(qū)域內(nèi)的磨料作用力的一致，磨料得到充分利用，工作效率提高就是必然的結(jié)果了。
　　據(jù)資料介紹，文丘里噴嘴與直桶形噴嘴相比，工作效率可提高15%~40%，磨料消耗可降低20%。

雙文丘里形噴嘴

　　雙文丘里形噴嘴有前后兩個(gè)噴嘴，二者之間有間隔，在間隔處的四周有幾個(gè)小孔。在這種一大一小、一前一后的噴嘴布置形式中，由于高速氣流的作用，產(chǎn)生一個(gè)足夠大的負(fù)壓，將周?chē)目諝馕氲絿娮靸?nèi)，使噴出的空氣量大于進(jìn)入噴嘴的壓縮空氣，磨料的出口速度又有提高。另外，雙文丘里形噴嘴的出口端直徑比普通的文丘里形噴嘴大一些，磨料流的發(fā)散面要比普通文丘里形噴嘴大35%，清理效率自然要比普通文丘里形噴嘴更高。
　　雙文丘里噴嘴使用時(shí)反沖力較小，操作省時(shí)省力，理論高速工作壓力為0.42MPa，比其他噴嘴均低。

大進(jìn)口直徑的文丘里形噴嘴

　　普通文丘里形噴嘴的進(jìn)口直徑是1英寸，現(xiàn)在出現(xiàn)了一種進(jìn)口端直徑為1.25英寸的文丘里噴嘴，試驗(yàn)表明，在0.69MPa的壓力條件下，大進(jìn)口端的文丘里噴嘴出口速度可達(dá)到201m/s，比普通文丘里噴嘴提高12.5%。

方孔噴嘴

　　目前國(guó)外研制出一種進(jìn)口端與出口端都成正方形的噴嘴，各方面試驗(yàn)表明，該噴嘴比文, 丘里形噴嘴的工作效率更高，經(jīng)濟(jì)性更好。
　　噴丸清理噴嘴規(guī)格與壓縮空氣和磨料消耗相互關(guān)系
　　噴嘴/mm        工作壓力/MPa        項(xiàng)目
　　0.48        0.56        0.59        0.62        0.66        0.70
　　5        0.93        1.02        1.10        1.16        1.22        1.27        壓縮空氣m3*min-1
　　88.9        98        103        88.9        109.3        119.8        磨料Kg*h-1
　　3.62        3.99        4.18        4.37        4.46        4.92        清理效率m2*h-1
　　6.4        1.73        1.93        2.01        2.09        2.18        2.29        壓縮空氣m3*min-1
　　160.6        185        194.1     &n, bsp;  203.2        215.5        227        磨料Kg*h-1
　　6.60        7.62        7.99        8.36        8.82        9.29        清理效率m2*h-1
　　8        2.86        3.20        3.40        3.57        3.71        3.88        壓縮空氣m3*min-1
　　274        305        318.9        335.7        349.3        363        磨料Kg*h-1
　　11.24        12.6        13.1        13.75        14.30        15        清理效率m2*h-1
　　9.5        4.05        4.56        4.73        4.90        5.21        5.55        壓縮空氣m3*min-1
　　392        436        456        477        499        522        磨料Kg*h-1
　　16.1        17.8        18.7        19.5        20.4        21.4        清理效率m2*h-1
　　11.1        5.50        6.14        6.45        6.79        6.96        7.19        壓縮空氣m3*min-1
　　533        596        626        657        687        719        磨料Kg*h-1
　　21.8        24.3        25.6        26.9        28.2        29.5        清理效率m2*h-1
　　12.7        7.13        7.93        8.35        8.75        9.14        9.57        壓縮空氣m3*min-1
　　686        762        802        842        873        907        磨料Kg*h-1
　　28.1        31.2        32.9        34.5        35.8        37.2        清理效率m2*h-1
　　磨料速度與清理效率的比較
　　
　　工作壓力MPa        磨料速度m*s-1        相對(duì)清理效率%
　　0.7        187.7        100
　　0.67        178.7        93
　　0.63        163.1        85
　　0.60        147.5        78
　　0.56        120.7        70
　　0.53        93.9        63
　　0.49        84.9        55
　　注：1、噴丸清理的工作壓力一般不應(yīng)低于0.53MPa；
　　2、采用大喉徑長(zhǎng)文丘里型噴嘴。

質(zhì)量評(píng)定

清理質(zhì)量等級(jí)

　　a、最徹底清理級(jí)（Sa3）
　　清理后的鋼材表面呈完全一致的銀灰色，有一定的表面粗糙度以提高涂層的附著能力；
　　b、很徹底的清理等級(jí)（Sa2.5）
　　清理后的鋼材表面上不存在油脂、污垢、氧化皮、銹、腐蝕生成物、氧化物和其他雜質(zhì)，允許存在由于清理不徹底而出現(xiàn)的陰影和色差，但每平方英寸上至少要有95%以上的表面達(dá)到最徹底清理級(jí)的水平，其余部分僅出現(xiàn)輕度的陰影和色差；
　　c、較徹底清理級(jí)
　　清理后的鋼材表面上不存在油脂、污垢、銹皮和其他雜質(zhì)，氧化皮、銹和舊漆被清除，允許存在由于銹和氧化皮清除不徹底而出現(xiàn)的輕度陰影和色差，其面積在每平方英寸上不超過(guò)33%；如果鋼材表面已經(jīng)發(fā)生點(diǎn)蝕，蝕點(diǎn)深處允許有少量的銹和舊漆存在；
　　d、非徹底清理級(jí)
　　表面經(jīng)全面清理，油脂、污垢、松動(dòng)的氧化皮和松動(dòng)的漆皮被清除，與基材結(jié)全牢固、不能用非常鋒利的鏟刀清除的氧化皮、銹、油漆和涂層允許在清理后殘留在表面上。表面上出現(xiàn)大量分布均勻的金屬的斑點(diǎn)。

表面粗糙度

　　表面粗糙度和表面清潔度是同時(shí)產(chǎn)生的，確定適當(dāng)?shù)谋砻娲植诙扰c確定正確的清潔度要求同樣重要。
　　表面粗糙度的作用
　　1） 使涂層與工件表面間的實(shí)際結(jié)合面積增加，有利于提高涂層結(jié)合力；
　　2）涂層在固化過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力，粗糙度的存在可以有效消除涂層中的應(yīng)力集中，防止涂層開(kāi)裂；
　　3）表面粗糙度的存在可以支承一部分涂料的質(zhì)量，有利于消除流掛現(xiàn)象，對(duì)于垂直涂裝的表面，作用尤為明顯。
　　影響粗糙度的因素如下：
　　1）磨料的粒度、硬度、顆粒形狀；
　　2）工件本身材質(zhì)的硬度；
　　3）壓縮空氣的壓力及穩(wěn)定性；
　　4）噴嘴與工件表面間的距離及噴嘴與工件表面的夾角。
　　與表面粗糙度相關(guān)的幾個(gè)問(wèn)題：
　　1）清理時(shí)間的長(zhǎng)短與表面粗糙度大小幾乎無(wú)關(guān)；
　　2） 噴嘴與表面之間的夾角會(huì)影響表面粗糙度，但在45度與90度之間變化不是很明顯；
　　3）用大顆粒磨料清理難以清理的表面可以提高工作效率，但會(huì)使用表面粗糙度偏高，研究表明，粒度大于1.2mm的磨料造成的粗糙度值偏高。用小粒度磨料對(duì)粗糙度偏高的表面重新清理一遍可以使粗糙度降低到規(guī)定要求。
　　噴丸在表面產(chǎn)生比噴砂更大的壓應(yīng)力。