喷砂处理是用压缩空气将磨料高速喷向工件的表面,目的是通过清除表面的氧化层、锈迹等，以提高表面外观质量。喷丸处理是将高速的硬质的颗粒（一般是钢粒）打击金属工件表面，目的是提高金属表面的疲劳强度。两种自理工艺用的工具不同。这两种处理方法的介质都可循环使用。

    喷丸处理一般应用在汽车的弹簧钢板的加工上.是为了减少被加工材料的塑性变形.

    喷丸强化分为一般喷丸和应力喷丸.一般处理时,钢板在自由状态下,用高速钢丸打击钢板的里面,使其表面产生预压应力.以减少工作中钢板表面的拉应力,增加使用寿命.应力喷丸处理是将钢板在一定的作用力下的预先弯曲,然后进行喷丸处理.

铸铝材料的抗蚀化学氧化

    铸铝合金是广泛应用的工程材料之一，以Al-Si为基础的合金如ZL 101、ZL 105。Al-Si为基的铸铝合金有良好的铸造性，可加入Cu、Mg等元素强化，进一步通过热处理提高机械性能，所以Al-Si系铸铝合金大量应用于汽车摩托车，航天航空、船舶舰艇等工业，常用作内燃机活塞、汽缸体、汽缸头作为框架支架等结构件以及机匣壳体等外装零件。

    铸铝零件加工成型后，要对其表面进行抗蚀防护装饰性表面处理。由于铸铝合金零件表面有的部位是非机加表面，铸造时表面产生的氧化皮膜污迹油灰依然存在。而有的部位则是经机加工表面状况良好。在对其表面除油腐蚀后，很难保持表面均匀一致。又由于铸造铝合金，特别是硅和铜含量较高的铸铝合金，虽然硅和铜的加入大大提高了铝合金的强度，但硅和铜的加入又使其抗蚀精饰加工增加了很多的困难。有些型号的铸铝合金是不能进行电镀或阳极氧化处理的。比如对于含Cu 2%～%，Si 7%～12%的铸铝合金，要保证电镀或阳极氧化进行，往往要进行特殊的前处理。

    某产品的机匣类零件是含硅、铜量高的压铸铝合金材料，经机械加工成型，根据产品零件的设计要求，对其表面进行抗蚀精饰加工，并使表面光亮平滑，表面层得以强化。经过反复试验，确定了喷丸强化精饰表面活化及铬酸盐型无色化学氧化成膜工艺，产品质量良好，生产效率高，较好地满足了产品零件抗蚀精蚀的要求。

2 抗蚀精饰处理工序

喷丸强化

    喷丸处理对压铸铝合金零件表面起净化活化和强化作用，为铬酸盐化学氧化成膜做好前处理准备。本工艺采用玻璃球对压铸铝

零件表面进行喷丸强化处理，能够较有效地去除零件表面的污迹、氧化皮，起到净化、活化表面的作用。又由于玻璃球呈球状，喷射到零件表面，可形成许多微小半圆形凹面且具有金属光泽。喷丸还可以对零件表面产生压应力，有效地提高其表面疲劳寿命，降低了零件对应力腐蚀的敏感性，增强了表面强度。

    喷丸强化处理使用的玻璃球直径选150～250 μm，压缩空气必须经油水分离器过滤净化。压缩空气的压力通常控制在500 kPa左右为宜。喷射角确定65°±5°较好。喷嘴与工件之间的距离控制在250～350 mm范围。喷丸处理前应对工件外观检查后轻轻将其摆放在喷丸室内，喷丸时应均匀，顺序喷射，避免局部区域长时间喷射，造成表面过热或产生变形等缺陷。玻璃球可多次循环使用，但多次喷射后应筛选去除粉末，以保证喷射质量。

活化处理

    为了保持零件表面喷丸强化压应力层不致破坏，又有利于进一步活化零件表面，使铬酸盐型化学氧化成膜能顺利进行，需对已喷丸强化处理的表面进一步作活化处理。活化处理溶液成分及配方为：

HNO3 ：300～500 mL/L

HF ：30～50 mL/L

在室温条件下，浸渍1～5 s。

抗蚀化学氧化机理和工艺操作

    经喷丸强化、活化处理的铸铝零件应及时进入铝及铝合金化学氧化溶液中进行化学氧化。本产品选择使用铬酸盐溶液氧化法，在室温下进行。处理时间因氧化溶液的不同而有差别。抗蚀化学氧化通常可以选下述溶液之一种工艺配方及参数进行。

1)Na2Cr ：2O7 g/L

2)CrO3 ：3～5 g/L

3）NaF ：0.5-1g/L

pH ：1-2

温度：室温

非离子表面活性剂 ：适量

时间：30～90 s

    重铬酸钠、铬酐或重铬酸钾在化学氧化溶液中是氧化剂，它是促使氧化膜生成的主要成分。在酸性条件下铝与Cr2O2-7发生氧化还原反应生成氧化膜及铬酸盐膜。氢氟酸、氟化钠中氟离子(F )起活化剂的作用，它和重铬酸根离子共同作用，有利于生成致密的氧化膜层，要严格控制它们的含量及比例。化学氧化溶液的pH值要严格控制在规定的范围，pH值可以用稀HNO3或NaOH溶液调整。

在化学氧化溶液2)中添加适量的非离子表面活性剂，有利于增强零件和溶液界面的润湿性，可以有效地提高零件表面氧化膜的质量。

化学氧化溶液的温度对氧化成膜有较大影响。当温度低时氧化成膜反应进行较慢；温度升高，氧化成膜反应速度加快，但溶液温度如超过40℃，氧化膜易呈现粉化，质量达不到要求。所以化学氧化溶液控制在25～30℃为最佳温度范围。

另外，当化学氧化溶液中铝离子含量增多，pH值上升超过一定值，氧化膜质量不佳。此时必须注意及时将部分或全部化学氧化溶液更换，才可以较为有效的确保抗蚀氧化质量。

3 抗蚀氧化后处理及检验

铸铝零件化学氧化成膜后，膜层具有孔隙，需进行封闭处理，使有孔隙的氧化膜产生水化或填充作用，进一步提高化学氧化膜层的抗蚀性能。常采用的封闭填充方法是：

1)去离子水封闭于100℃条件下，封闭3～5 min；

2)浸有机物封闭处理。

    进行封闭填充后，清洗吹干，对氧化零件进行外观和耐蚀性检验。对表面无氧化膜或膜层疏松挂灰的铸铝零件要进行返修，重新化学氧化处理。耐蚀性检测采取以同牌号的铸铝试样同槽氧化处理，随机抽样，点滴测试耐蚀性能，耐蚀性能达不到技术质量要求，要及时通过调整化学氧化溶液成分比例或工艺参数，使之提高膜层的耐蚀性能

    喷丸又分为喷丸和喷砂。用喷丸进行表面处理，打击力大，清理效果明显。但喷丸对薄板工件的处理，容易使工件变形，且钢丸打击到工件表面（无论抛丸或喷丸）使金属基材产生变形，由于Fe3o4和Fe2o3没有塑性，破碎后剥离，而油膜与基材一同变形，所以对带有油污的工件，抛丸、喷丸无法彻底清除油污。在现有的工件表面处理方法中，清理效果最佳的还数喷砂清理。喷砂适用于工件表面要求较高的清理。但是我国目前通用喷砂设备中多由铰龙、刮板、斗式提升机等原始笨重输砂机械组成。用户需要施建一个深地坑及做防水层来装置机械，建设费用高，维修工作量及维修费用极大，喷砂过程中产生大量的矽尘无法清除，严重影响操作工人的健康并污染环境。

文章来源：表面处理联盟整理发布

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