Даследаванне ўплыву мікрапарашка карычневага плаўленага аксіду алюмінію на шурпатасць паверхні матэрыялу
У нашай працы, асабліва ў апрацоўцы паверхняў або матэрыялаў, мы амаль кожны дзень маем справу з паказчыкам «шурпатасці». Гэта як «адбітак пальца» матэрыялу, які непасрэдна вызначае, ці можа наступнае пакрыццё счапіцца, наколькі зносаўстойлівыя дэталі і нават герметычны эфект зборкі. Сёння давайце не будзем казаць пра гэтыя тэорыі высокага ўзроўню, а сядзем і пагутарым, як калегі, пра нашага самага знаёмага старога сябра — мікрапарашок карычневага плаўленага аксіду алюмінію — і пра тое, як ён «кіруе» шурпатасцю паверхні матэрыялаў.
I. Па-першае, давайце разбярэмся: што такое карычневы плаўлены аксід алюмінію мікрапарашок?
Карычневы плаўлены аксід алюмініюПроста кажучы, гэта тое, што мы «ачышчаем» з дапамогай такіх матэрыялаў, як аксід алюмінію і кокс, у электрадугавой печы. Паколькі ён утрымлівае некаторыя аксіды тытана і жалеза, ён мае карычняваты колер, адсюль і назва. Ён мае высокую цвёрдасць, добрую трываласць і даступны па цане, што робіць яго «асновай» для пяскоструйнай апрацоўкі і шліфоўкі.
І тэрмін «мікрапарашок» з'яўляецца ключавым. Ён адносіцца да надзвычай дробнага парашка, які атрымліваецца шляхам драбнення і прасейвання карычневага плаўленага аксіду алюмінію з дапамогай спецыяльнага працэсу, з памерам часціц, якія звычайна вагаюцца ад некалькіх сотняў да некалькіх тысяч меш. Не варта недаацэньваць гэты парашок; гэта ўжо не грубы «нож для рубкі дрэва», а дакладны «скульптурны нож». Яго з'яўленне дазволіла карычневаму плаўленаму аксіду алюмінію перайсці ад выкарыстання ў цяжкіх задачах, такіх як выдаленне тоўстай аксіднай акаліны з адлівак, да дакладнай апрацоўкі, дзе патрабуецца надзвычай высокая якасць паверхні.
II. Як яно «скульптуруе» паверхню? – Дынамічны мікраскапічны свет
Многія думаюць, што пяскоструйная апрацоўка — гэта проста ўдар пяском па паверхні, і чым мацней удараеш, тым шурпатай яна становіцца. Гэта напалову праўда, але для тых з нас, хто вывучае мікрапарашкі, другая палова — гэта сутнасць. Уплыў мікрапарашка карычневага плаўленага аксіду алюмінію на шурпатасць паверхні — гэта складаны дынамічны працэс, які я абагульняю ў тры асноўныя эфекты:
Эфект «свідравання» (макрарэзанне): Гэта найбольш інтуітыўна зразумелы эфект. Мікрачасціцы парашка, якія ляцяць з высокай хуткасцю, падобныя на незлічоныя малюсенькія малаткі і зубіла, удараюць аб паверхню матэрыялу. Больш цвёрдыя часціцы будуць непасрэдна «адкусваць» матэрыял, утвараючы малюсенькія паглыбленні. Гэты этап з'яўляецца асноўным фактарам хуткага павелічэння шурпатасці паверхні. Уявіце сабе гладкую паверхню, на якой выразаюцца незлічоныя малюсенькія паглыбленні; розніца паміж пікамі і западзінамі рэзка павялічваецца, натуральна павялічваючы значэнні шурпатасці (напрыклад, Ra, Rz).
Эфект «ўорвання» (пластычная дэфармацыя): Гэта цікава. Калі часціцы не ўдараюцца аб паверхню перпендыкулярна, а хутчэй «драпаюць» яе пад вуглом, яны могуць не праразаць матэрыял непасрэдна. Замест гэтага, як пры ўорванні, яны «сціскаюць» павярхоўны матэрыял у бакі, утвараючы прыпаднятую «баразку». Гэты працэс не выдаляе матэрыял непасрэдна, але праз пластычную дэфармацыю змяняе марфалогію паверхні, павялічваючы розніцу паміж пікамі і западзінамі.
Эфекты «ўшчыльнення» і «стомленасці»: пад уздзеяннем мікрачасціц паверхня матэрыялу падвяргаецца працэсу «ўдасканалення» праз паўторныя ўдары. Раннія ўдары могуць разрыхліць паверхню, але бесперапынныя ўдары насамрэч «ўшчыльняюць» павярхоўны пласт, утвараючы шчыльны, узмоцнены пласт. Адначасова паўторныя ўдары выклікаюць стомленасць у мікраструктуры паверхні матэрыялу, што палягчае выдаленне наступных часціц.
Як бачыце, нават просты працэс пяскоструйнай апрацоўкі ўключае ў сябе тры эфекты адначасова і ўзаемадзейнічаюць адзін з адным у мікраскапічным свеце: «капанне», «ўзворванне» і «трамбоўку».
III. Тры ключавыя фактары, якія ўплываюць на вынікі: памер часціц, ціск і вугал
Цяпер, калі мы разумеем прынцып, як мы «камандуем»карычневы плаўлены мікрапарашок аксіду алюмініюкаб дасягнуць патрэбнай шурпатасці паверхні ў рэальных умовах эксплуатацыі? У асноўным гэта залежыць ад гэтых трох ключавых фактараў:
Першы фактар: памер часціц (наколькі буйным павінен быць парашок?)
Гэта найважнейшы параметр. Проста кажучы, пры аднолькавых умовах, чым грубейшыя часціцы, тым большае значэнне шурпатасці паверхні. Выкарыстанне буйнога парашка з памерам 80 меш дасць вельмі шурпатую паверхню за некалькі рухаў; але калі вы выкарыстоўваеце W40 або нават больш дробны мікрапарашок, атрыманая паверхня будзе вельмі гладкай і будзе мець тонкую навобмацак. Гэта падобна на шліфаванне дрэва грубай наждачнай паперай у параўнанні з дробнай — вынікі вельмі адрозніваюцца. Таму, каб атрымаць нізкую шурпатасць паверхні, першым крокам з'яўляецца выбар дробнага мікрапарашка.
Другі ключавы элемент: ціск распылення (колькі сілы трэба?)
Ціск — гэта энергія, якая перадаецца часціцам. Чым большы ціск, тым хутчэй ляцяць часціцы, тым большая ў іх кінетычная энергія і тым больш агрэсіўны эфект «капання» і «ўорвання», што натуральным чынам прыводзіць да большай шурпатасці. Аднак ёсць адзін недахоп: больш высокі ціск не заўсёды лепшы. Празмерны ціск можа прывесці да перарэзкі, нават да пашкоджання дакладнасці памераў апрацоўванай дэталі або нават да разбурэння далікатных матэрыялаў. Наш вопыт паказвае, што, выконваючы патрабаванні да ачысткі і шурпатасці, лепш за ўсё выкарыстоўваць найменшы магчымы ціск — «выкарыстоўвайце найлепшую сталь там, дзе гэта мае значэнне».
Трэці ключавы элемент: кут распылення (з якога боку?)
Многія людзі не ўлічваюць гэты параметр. Даследаванні паказваюць, што калі вугал распылення знаходзіцца паміж 70° і 90° (амаль перпендыкулярна), павелічэнне шурпатасці найбольш значнае, таму што дамінуе эфект «капання». Калі вугал памяншаецца (напрыклад, 30°-45°), эфект «ўзлавання» становіцца больш выяўленым, што прыводзіць да іншага профілю шурпатасці. Калі мы хочам ачысціць паверхню, але не хочам, каб яна стала занадта шурпатай, мы часам выкарыстоўваем меншы вугал, каб дасягнуць балансу паміж ачысткай і шурпатасцю.
IV. «Сакрэты» і разважанні на практыцы
Адной толькі тэорыі недастаткова; ёсць шмат «сакрэтаў», якія можна знайсці ў рэальнай працы.
Напрыклад, вырашальнае значэнне мае «тэмперамент» апрацоўванай дэталі (уласцівыя матэрыялу ўласцівасці). Выкарыстанне аднолькавых параметраў для апрацоўкі высокацвёрдай загартаванай сталі ў параўнанні з мяккім алюмініем дасць зусім розныя вынікі. Мяккія матэрыялы больш схільныя да пластычнай дэфармацыі, утвараючы глыбокія і шырокія «канавы» і лёгка закаркоўваючыся; цвёрдыя матэрыялы часцей адслойваюцца, утвараючы больш ямак.
Іншы прыклад — «тэрмін службы» мікрапарашка.Мікрапарашок карычневага плаўленага аксіду алюмініюз часам будзе зношвацца і ламацца. Новая партыя парашка мае аднастайны памер часціц, вострыя краю і моцную сілу рэзання, што стварае аднастайную і адносна вялікую шурпатасць. Аднак выкарыстаны парашок з закругленымі краямі і меншым памерам часціц становіцца «старым і зношаным» са зніжанай сілай рэзання, што патэнцыйна прыводзіць да меншай і больш аднастайнай шурпатасці, прыдатнай для атрымання паслядоўнай «атласнай» аздаблення паверхні. Усё залежыць ад патрабаванняў вашага працэсу.
Таму, вывучаючы ўплыўкарычневы плаўлены мікрапарашок аксіду алюмініюШурпатасць паверхні — гэта не проста пытанне агляду матэрыялу і адпаведнай працы. Гэта мастацтва дакладнага кантролю ў мікраскапічным свеце. Нам трэба быць падобнымі да дасведчанага лекара традыцыйнай кітайскай медыцыны, умела валодаючы ўласцівасцямі і шляхамі дзеяння «лекавых траў», такіх як «часціцы, ціск і вугал», а затым спалучаючы гэта са «канстытуцыяй» матэрыялу апрацоўванай дэталі, каб прызначыць найбольш эфектыўнае «лячэнне» і дасягнуць ідэальнай шурпатасці паверхні.