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干冰清洗机技术的研究---1……  

摘要

干冰清洗是一种压缩空气过程,使用固体碳水化合物,温度为-78.5“C,作为单向爆炸介质。主要的冰喷射是爆炸介质的升华 - 没有残留物[eft 20 b 处理 - 由于工艺的低磨损性,甚至可以加工敏感的表面。通常干冰喷射用于清洁操作或去除油漆。

最近的研究表明,尽管该方法的磨损性低,但可以使用干冰喷射进行喷丸处理。 根据要加工的材料,可以使表面粗糙并插入残余应力。 这两种效果都可以用于制备粘附过程而没有其他爆破介质的缺点。  用媒体瞄准表面。


关键词

干冰,二氧化碳,表面改性,粗糙化,干冰清洗机


介绍

干冰是固态二氧化碳(CO 2)的别名。 “干”的名称源自CO 2的热力学行为。 在1巴的压力下,CO 2没有液态,取决于温度,它是气态或固态或换言之“干燥”。 1巴的气固平衡存在于-78.5“C的温度下。干冰是无毒的,不可燃的,不导电的,根据德国法律,是一种无害物质.MAC值为5000 ppm 与其他固体喷丸和喷丸处理介质相比,约2莫氏的干冰硬度相当低。

对于爆破操作,预制干冰颗粒的使用是最常见的。 颗粒几何形状与大米相当,密度在1.300至1.500kg / m3之间变化。 干燥的冰粒通过压缩空气加速,并且 - 根据参数和喷嘴形状 - 它们可以达到声速。

基于CO 2的热力学特征,存在三种工作机制。 由于高冲击速度,存在机械效应。 干冰的低温局部冷却加工表面,从而产生热张力。 第三个效果是击中表面时升华的结果。 由于升华,CO2的体积增加了约700倍; 此外,突然的压力上升有助于该过程(Spur 1998)。

通常,干冰喷射用于清洁或涂层去除操作。 该过程有两个主要优点,使其与其他媒体的其他过程不同。 首先,由于升华,不存在必须处理或可能污染机加工表面的喷砂介质的固体残余物。 其次,由于干冰的低硬度和三种工作机制的组合,可以根据参数加工甚至敏感的表面。 对于喷丸强化应用,仅第一个优点有助于该过程,而第二个优点,尤其是介质的低硬度,则是相当不利的。 在下文中,显示尽管硬度低,但可以改性表面以制备粘附过程。 本文的第二部分描述了插入残余应力和提高金属硬度的可能性,这通常是喷丸强化的主要目的。


干冰爆破对表面粗糙度的影响

表面粗糙度及其系统性增加是工业表面处理的重要组成部分。操纵表面粗糙度的一个目的是增加材料的机械粘附能力。这对于焊接结构可以通过粘附过程替换的每种应用都很重要,例如: G。胶合在汽车工业中。尽管干冰喷射被称为“光滑1喷射过程”,但它可能对表面特性产生强烈影响,特别是对于诸如铝的软材料。几乎所有的爆破参数,例如颗粒质量流量,平均颗粒直径,工作距离和喷射时间(或分别为喷嘴进料)都会对表面粗糙度产生影响。但是,并不总是需要改变所有参数以达到目标结果。因此,参数喷射时间和工作距离通常是变化的,因为在大多数情况下它们都易于处理并且可以在很宽的范围内操纵表面粗糙度。在图1-4中,针对不同的工作距离a示出了AIMg3的表面特性R和Rz与爆破时间的关系。

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图1:a = 60 mm                                                                                                                        图2:a = 90毫米

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图3:a = 120毫米                                                                                                                        图4:a = 150毫米

在所有测试中,爆破压力p = 10巴并且干冰颗粒的质量流量m = 100kglh是恒定参数。 对于表面粗糙度的测试,使用干冰喷射装置TC45M-V2,Artimpex nv,Belgium。 此外,测试站包括一个用于喷嘴处理的6轴工业机器人,并由隔音环绕。 压缩空气由螺杆式压缩机提供。 必须要说的是,上面显示的结果(图1-4)是典型的铝喷丸,但是你可以很容易地得到不同的结果,例如: G。 只需使用不同的喷嘴。 然而,结果表明,通过改变一个或两个工艺参数,可以在很宽的范围内操纵表面粗糙度。 干冰喷射也可用于增加其他材料的表面粗糙度,但特别是对于较硬的材料,其他工艺更加充分。 图5显示了准时喷砂铝表面的粗糙化。

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图5:粗糙铝表面



 
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