簡(jiǎn)析軌道車(chē)輛轉(zhuǎn)向架拋丸質(zhì)量的主要影響因素

孟輝 王雪

【摘 要】 軌道車(chē)輛轉(zhuǎn)向架涂裝前要進(jìn)行拋丸前處理，以獲得良好的表面清潔度和一定的表面粗糙度，從而提高涂料與底材的結(jié)合力。本文從拋丸前初始狀態(tài)和工藝參數(shù)等方面進(jìn)行分析，總結(jié)出對(duì)拋丸質(zhì)量產(chǎn)生不利影響的因素。軌道客車(chē)轉(zhuǎn)向架一般均采用碳鋼材質(zhì)，因此，本文針對(duì)鋼材及鋼制件拋丸進(jìn)行論述。

【關(guān)鍵詞】 軌道 轉(zhuǎn)向架 拋丸質(zhì)量

1 拋丸技術(shù)要求

1.1 清潔度要求

清潔度是指經(jīng)過(guò)拋丸處理后的表面的潔凈程度。鋼材拋丸的技術(shù)要求一般執(zhí)行國(guó)標(biāo)GB 8923《涂裝前鋼材表面銹蝕等級(jí)和除銹等級(jí)》，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了拋丸清潔度的四個(gè)等級(jí)，分別是Sa1級(jí)、Sa2級(jí)、Sa2 1/2級(jí)和Sa3級(jí)，其中Sa3級(jí)的清潔度要求最高。而對(duì)于軌道車(chē)輛轉(zhuǎn)向架涂裝前的拋丸預(yù)處理，清潔度要求達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)中的Sa2 1/2級(jí)或Sa3級(jí)，具體要求是：在不放大的情況下觀察時(shí)，表面無(wú)可見(jiàn)的油、脂和污物，并且沒(méi)有氧化皮、鐵銹、涂層和外來(lái)雜質(zhì)，表面均有均勻的金屬光澤。

1.2 粗糙度要求

粗糙度是表面粗糙程度的簡(jiǎn)稱，一般常用的是平均表面粗糙度，以Ra表示，單位是微米。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中并沒(méi)有統(tǒng)一的對(duì)粗糙度的規(guī)定，一般按照行業(yè)特性制定標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于軌道車(chē)輛轉(zhuǎn)向架涂裝前的拋丸預(yù)處理，粗糙度要求為6.3微米≤Ra≤12.5微米。

2 拋丸質(zhì)量的影響因素

2.1 拋丸前初始狀態(tài)的影響

拋丸前初始狀態(tài)的影響主要是鋼材銹蝕程度和帶有油脂。通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)行研究，選定工藝參數(shù)為：采取粒度0.6毫米的鑄鋼丸，拋丸時(shí)間10分鐘，拋丸一遍。

2.1.1 鋼材銹蝕程度

銹蝕程度按照GB 8923中的規(guī)定分為四個(gè)銹蝕等級(jí)，從輕到重依次為A級(jí)、B級(jí)、C級(jí)和D級(jí)。通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)銹蝕等級(jí)為A級(jí)或B級(jí)時(shí)，拋丸后清潔度能夠達(dá)到Sa3級(jí)，并呈現(xiàn)均勻的金屬光澤，粗糙度實(shí)測(cè)在7微米-9.5微米范圍內(nèi)；當(dāng)銹蝕程度為C級(jí)時(shí)，拋丸后清潔度能夠達(dá)到Sa2 1/2級(jí)，表面有暗斑，粗糙度實(shí)測(cè)在7微米-9.5微米范圍內(nèi)；當(dāng)銹蝕程度為D級(jí)時(shí)，拋丸后清潔度僅能夠達(dá)到Sa2級(jí)，表面暗淡無(wú)光，粗糙度實(shí)測(cè)在8.5微米-12.5微米范圍內(nèi)。因此，可以判定當(dāng)鋼材初始的銹蝕程度越嚴(yán)重時(shí)，拋丸后的清潔度越差，且粗糙度有增大的趨勢(shì)，不利于拋丸質(zhì)量。

2.1.2 油脂的影響

同樣銹蝕程度為A級(jí)或B級(jí)的構(gòu)架，當(dāng)其表面帶有油脂時(shí)，拋丸后發(fā)現(xiàn)：清潔度能夠達(dá)到Sa2 1/2級(jí)但不能達(dá)到Sa3級(jí)，表面整體發(fā)黑，粗糙度實(shí)測(cè)在7微米-9.5微米范圍內(nèi)。分析其原因主要是油脂在拋丸過(guò)程中通過(guò)鋼丸不斷循環(huán)拋射被分散，但不能被去除，最終形成的結(jié)果是鋼丸和構(gòu)架表面均包裹一層薄薄油膜。同時(shí)，由于油脂均有粘附性，易吸塵，而在拋丸過(guò)程中不可避免的會(huì)產(chǎn)生大量灰塵，因此構(gòu)架整體發(fā)黑實(shí)際上是由于優(yōu)質(zhì)的存在是其表面吸附了一層灰塵的緣故。同理，拋丸銹蝕程度為C級(jí)或D級(jí)的構(gòu)架，同樣存在此問(wèn)題。由此得出，拋丸前構(gòu)架表面殘留的油脂對(duì)拋丸質(zhì)量不利。

2.2 工藝參數(shù)的影響

2.2.1 丸料粒度的影響

選取銹蝕程度D級(jí)的構(gòu)架試驗(yàn)，當(dāng)使用粒度1.5毫米鑄鋼丸拋丸時(shí)，拋丸后清潔度能夠達(dá)到Sa2 1/2級(jí)，表面有暗斑，粗糙度實(shí)測(cè)在20微米-30微米范圍內(nèi)，與使用粒度0.6毫米鑄鋼丸拋丸時(shí)的結(jié)果相比較發(fā)現(xiàn)，清潔度提高，但粗糙度相應(yīng)加大。而選取銹蝕程度A級(jí)、B級(jí)和C級(jí)的構(gòu)架試驗(yàn)，當(dāng)使用粒度1.5毫米鑄鋼丸拋丸時(shí)得到的清潔度與使用粒度0.6毫米鑄鋼丸拋丸時(shí)得到的清潔度基本一致，均能達(dá)到Sa2 1/2級(jí)或者Sa3級(jí)，但粗糙度均加大至20微米-30微米。

粗糙度加大帶來(lái)的結(jié)果會(huì)使后續(xù)涂裝的防腐能力下降，因?yàn)榇植诙燃哟笠馕吨纬纱植诙鹊陌枷菁由?，在同等涂層厚度的情況下，凹陷內(nèi)部涂層更厚，凹陷邊緣的涂層更薄，涂層薄的部位防腐能力下降，容易發(fā)生銹蝕。由此可知，使用大粒徑鋼丸拋丸時(shí)，除去銹蝕嚴(yán)重的D級(jí)底材可提高一定清潔度外，其他A級(jí)、B級(jí)、C級(jí)三個(gè)等級(jí)清潔度均無(wú)提高，但粗糙度數(shù)值均會(huì)隨著鋼丸粒徑的加大二變大，對(duì)后續(xù)的涂裝不利，但可以增加涂層厚度來(lái)改善。

2.2.2 拋丸總量的影響

拋丸總量指的是構(gòu)架受到的鋼丸拋射的總質(zhì)量，這里用M表示。

M=m×t×n

t= t=l÷v

所以有，M=m×l×n÷v

其中：

m——單位時(shí)間拋丸量，在拋丸機(jī)已知的情況下，m為定值，這里作為常量；

l——拋丸段的長(zhǎng)度，在拋丸機(jī)已知的情況下，l也為定值，這里作為常量；

v——拋丸段的通過(guò)速率；

t——拋丸段的通過(guò)時(shí)間；

n——拋丸遍數(shù)。

因此，可分析得知：拋丸總量M與拋丸次數(shù)n成正比，拋丸次數(shù)越多拋丸量越大；拋丸總量M與拋丸段的通過(guò)速率v成反比，通過(guò)速率越慢拋丸量越大。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，當(dāng)提高總拋丸量時(shí)，清潔度將會(huì)得到提高，金屬光澤會(huì)更為明顯，尤其是初始狀態(tài)銹蝕更為嚴(yán)重的D級(jí)鋼材，通過(guò)多次拋丸清潔度會(huì)提升至Sa2 1/2級(jí)甚至Sa3級(jí)。同時(shí)，隨著拋丸總量的增加，粗糙度的數(shù)值由逐漸變大的趨勢(shì)，但變化幅度不大，經(jīng)實(shí)地測(cè)量，在采用粒度0.6毫米的鑄鋼丸拋丸條件下，連續(xù)拋丸30次的構(gòu)架粗糙度在10微米-12微米，雖然有所增加但仍在技術(shù)要求范圍內(nèi)，總的變化趨勢(shì)不大。由此可以得出，增加總拋丸量對(duì)拋丸質(zhì)量有利。但增加總拋丸量的同時(shí)，無(wú)論是增加拋丸次數(shù)還是減慢通過(guò)速率，均會(huì)是生產(chǎn)效率降低，尤其增加拋丸次數(shù)同樣增加了構(gòu)架上、下件和運(yùn)轉(zhuǎn)次數(shù)，對(duì)生產(chǎn)效率影響很大，也會(huì)使能源消耗成倍增長(zhǎng)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于軌道車(chē)輛轉(zhuǎn)向架的拋丸，影響其拋丸質(zhì)量的不會(huì)是單一因素，在實(shí)際工藝設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況在各個(gè)因素間作出取舍，在保證拋丸質(zhì)量的同時(shí)，也應(yīng)考慮生產(chǎn)效率，綜合能源消耗等實(shí)際問(wèn)題。