鎂合金震動(dòng)研磨技術(shù).doc

鎂合金震動(dòng)研磨技術(shù) 鎂合金應(yīng)用近年在亞洲發(fā)展迅速，鎂合金件質(zhì)量輕，散熱性能好、電磁波屏閉性能高、可鍛性高、制造鑄薄壁件較容易，故能廣泛應(yīng)用于計(jì)算器配件、通訊器材、電子產(chǎn)品及汽車零件。但因鎂元素屬高活躍性金屬，若粉塵處理不當(dāng)，特別是除毛刺、噴砂或拋光工序，很容易引致爆炸，是極危險(xiǎn)的金屬。在國(guó)內(nèi)，員工質(zhì)素參差使人手打磨噴砂的安全管理難于控制，機(jī)器自動(dòng)化操作卻能減少人手帶來(lái)的出錯(cuò)，本文介紹這種鎂合金震動(dòng)研磨技術(shù)。 中國(guó)勞動(dòng)力成本低，壓鑄件后工序如去毛刺、打磨、清洗均可使用大量人力。使用人手打磨的方法有利有弊，好處是可靈活處理厚度不一的毛刺，拋光效果較震動(dòng)研磨為佳；對(duì)于廠商來(lái)說(shuō)可減低設(shè)備投資的成本。但有些金屬的危險(xiǎn)性較高，若以人手處理打磨工作容易造成意外，質(zhì)量亦較難取得一致。 現(xiàn)時(shí)廠商處理有色金屬鑄件如銅、鋁、鋅合金的打磨、拋光等工序大都采用混合模式，主要視乎產(chǎn)品的需要及配合廠內(nèi)實(shí)際情況。 大部份壓鑄廠使用震動(dòng)研磨機(jī)的應(yīng)用范圍包括：-除披鋒 -打圓角 -清洗油污 -表面拋光 -防腐保護(hù)震動(dòng)研磨技術(shù)的綜合介紹選擇工藝參數(shù) 在選擇適當(dāng)研磨工藝時(shí)，必須考慮以下因素： 工件材質(zhì)、重量、尺寸 工件會(huì)否在加工過(guò)程中互相碰撞或重迭 工件內(nèi)孔和磨石的配合，會(huì)否卡死 光潔度要求 表面油污情況 工件某些部分是否需要覆蓋保護(hù) 處理數(shù)量 披鋒的位置及大小 可選擇的參數(shù)如下：機(jī)器的種類1. 標(biāo)準(zhǔn)圓形震動(dòng)研磨機(jī)(下稱圓形機(jī))圖1 由于價(jià)格便宜和操作保養(yǎng)簡(jiǎn)易，工件處理時(shí)間無(wú)限制，適合批量生產(chǎn)，故圓型機(jī)最受大眾廣泛使用。圓型機(jī)的行程方向呈螺旋型，機(jī)器震動(dòng)幅度由馬達(dá)的重量及上下移動(dòng)偏心角度所造成，按需要調(diào)節(jié)。圓型機(jī)分自動(dòng)選料: (圖1)和人手下料：要留意的是自動(dòng)選料型因多了一段升料臺(tái)，易令工件在處理時(shí)堆積在升料臺(tái)位置，或經(jīng)過(guò)升料臺(tái)后掉落底部，工件互相碰撞的機(jī)會(huì)較大。人手下料型則沒(méi)有此問(wèn)題，但需用人手把工件取出，或從收集箱篩出工件。2. 桶型震動(dòng)研磨機(jī) 因圓型機(jī)行程限制，使工件不能放下；桶型震動(dòng)研磨機(jī)則可處理一些較大及較長(zhǎng)的工件。要注意的是，桶型機(jī)的震動(dòng)強(qiáng)度較大，若工件強(qiáng)度不夠，會(huì)導(dǎo)至變形及碰傷。3. 離心拋光機(jī) 只適用于小型工件拋光，拋光時(shí)間短和工件受到撞擊的機(jī)會(huì)較低(圖2)。馬達(dá)的速度和震幅 在震動(dòng)研磨機(jī)中，馬達(dá)的速度和震幅是十分重要。如果震幅過(guò)大，磨石接觸工件的力度增加，對(duì)軟金屬工件會(huì)帶來(lái)一定程度的損壞。低震幅的操作比較順暢。速度的轉(zhuǎn)變會(huì)影響以上的工序，令工件效果有很大的差異，所以準(zhǔn)確設(shè)定是十分重要的。磨石的種類和大小 磨石的功能：磨石是工件的載體，除把機(jī)器的動(dòng)力轉(zhuǎn)化為震動(dòng)力之外，將工件分隔開，減少碰撞。亦負(fù)責(zé)將磨液傳送至工件上，通過(guò)與工件之間的撞擊及磨擦來(lái)進(jìn)行去毛刺及表面研磨。(圖3)圖2磨石的種類：樹脂石、陶質(zhì)、鋼珠、合桃殼或玉米芯。磨石的粗幼：不同的磨料如棕剛玉、石英砂、高 鋁瓷、氧化鋁，有不同的粗幼(棕剛玉和 石英砂150目，高鋁瓷800目，氧化鋁 1000目)，高領(lǐng)土或樹脂黏合體含量也 決定切削和磨損速度。磨石的形狀：磨石形狀的選擇，與工件相關(guān)。尤 其對(duì)混合工件及小量生產(chǎn)時(shí)，更要小心選 擇。(圖4)磨液及水流量 所有震動(dòng)研磨工序都需要磨液，它的功能是：1. 令磨石和工件之間有一層液體作接口，以免 磨石粉屑附在工件上；圖3 圖42. 提供水溶性液體，可以軟化硬水、清潔磨石和工件、工件拋光、防腐蝕及除銹等。 磨液最好能夠自然分解，這樣才符合環(huán)保要求，磨液是化學(xué)品，必須小心處理，如果雙手要浸入盆內(nèi)，必須戴上膠手套。如要準(zhǔn)確控制磨液濃度，可用光劑定量控制系統(tǒng)(圖5)，以起泡為標(biāo)準(zhǔn)，至于水流量的控制，也可透過(guò)流量閥調(diào)節(jié)。除非需要沖洗，否則水流不要太快，每100公升容量的水不多于10公升/小時(shí)的流量，并讓排水閘開啟，令污垢排走，保持工件及磨石清潔。 工件/磨石比例 工作數(shù)量對(duì)工序的效率和經(jīng)濟(jì)效益有一定影響，如果在一次工作中有太多任務(wù)件在進(jìn)行研磨，會(huì)令工件容易互相撞擊，所以不同數(shù)量工件在進(jìn)行加工時(shí)會(huì)有不同的磨石比例，下列是一些參考：1) 工件原料；(如：軟質(zhì)材料-少量工件)2) 需要效果；(如：拋光效果-少量工件)3) 工件形狀；(如：會(huì)否在工序中互相纏繞，如是，少量工件)4) 工件重量。(例如1公斤的鋼和1公斤的鋁，后者自然體積較大，所以只放 少量工件)圖5 以下是由重量所計(jì)算出的比例，只作參考：比例工序1:21:31:41:51:61:7 小工件快速研磨，去毛刺，清潔大工件快速研磨，去毛刺，清潔去毛刺，幼磨幼磨精細(xì)工序、磨光鋼珠拋光每100升容量的溶液可處理工件：比例容量（公升）重量（公斤）重件重量（公斤）輕件1:11:21:31:41:51:61:7 453022.51815131180554132.527222034.523.517.51411.59.58.5工序時(shí)間 延長(zhǎng)工序時(shí)間可令拋光和磨毛邊效果改善，但會(huì)增加成本和工件碰傷的機(jī)會(huì)。后處理工序 將工件和磨石分離，然后烘干。環(huán)保考慮-污水處理 經(jīng)震動(dòng)研磨工序后會(huì)產(chǎn)生污水，按照環(huán)保要求，用戶必須處理這些排出的污水。若污水是體積大于1的固體物，如：來(lái)自磨石的瓷粒、磨粒和膠粒等；工件加工后的金屬粉屑；來(lái)自工件的油污；肥皂、化學(xué)品等有機(jī)物質(zhì)；可溶性鹽，如鎳等，可透過(guò)離心力把固體與雜物分離。(圖6)圖6 若污水的體積為小于1的固體物，如：1.浮游固體：來(lái)自磨石、工件的碎屑和光劑的固體成份2.油性乳化劑：來(lái)自光劑的油質(zhì)成份3.重金屬離子：工件的金屬粒子溶入堿性光劑，變成離子。它們可能是鋁、鋅、鐵的微粒4.光劑內(nèi)的有機(jī)物質(zhì)，包括肥皂、抑壓劑或表面活化劑等5.制造光劑的溶鹽(硫磺、鏻、硅)6.特制光劑內(nèi)的其它物質(zhì)(氮化物、氨合物) 用戶需要利用絮凝方式(Flocculation)把這些污染物化學(xué)處理。 以上6種物質(zhì)，可使用簡(jiǎn)單的化學(xué)過(guò)濾系統(tǒng)處理。有些物質(zhì)不能以簡(jiǎn)單的方法處理(如氮化物、鉻酸鹽或山埃)，可透過(guò)更改化學(xué)過(guò)濾系統(tǒng)來(lái)解決：1.絮凝和酸化，液體將會(huì)流至一個(gè)設(shè)有攪拌器的池內(nèi)，加入絮凝劑。此劑大多是帶酸性的，會(huì)產(chǎn)生酸化作用2. 液體之酸堿度為8至9。金屬離子會(huì)在液體中被抽出3.分隔出的固體和油將會(huì)進(jìn)行最后絮凝工序，造出絮凝粒子4.過(guò)濾器分隔了的渣會(huì)被過(guò)濾器收集(圖7)5.收集后的塊狀物，可作焚化或安全傾卸，使工序更簡(jiǎn)單和有效率 通過(guò)以上的污水處理過(guò)程，最后排出的污水不會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成影響，使用過(guò)的化學(xué)光劑能夠循環(huán)再用；同時(shí)由于水可循環(huán)再用，水費(fèi)亦可減少。圖7鎂鑄件研磨工藝 對(duì)于小型薄壁件，研磨量較小，可使用平底圓型震機(jī)和較高磨石工件比例的震機(jī)。如需要較高自動(dòng)化程度，可用連續(xù)生產(chǎn)型的ROTOMATICS(圖8)，它的特點(diǎn)是體積小，可節(jié)省地方，而螺旋型的震動(dòng)槽，最長(zhǎng)可至27米。工件由輸送帶逐件從震盤中心掉進(jìn)槽內(nèi)，磨石則經(jīng)分隔孔再經(jīng)輸送帶進(jìn)入震動(dòng)槽，避免互相碰撞，質(zhì)量控制穩(wěn)定。磨石一般采用樹脂含石英砂質(zhì)，因磨料較細(xì)、較輕及撞擊力較小。這種方法的缺點(diǎn)是處理時(shí)間不能超過(guò)30分鐘，若處理時(shí)間較長(zhǎng)和品種經(jīng)常改變，可使用自動(dòng)選件型圓型震機(jī)，配合軌道式自動(dòng)上料裝置，一個(gè)上料裝置可供應(yīng)幾臺(tái)圓型震機(jī)，下料時(shí)工件經(jīng)自動(dòng)選件板進(jìn)入輸送帶而進(jìn)行烘干。(圖9)圖8圖9 對(duì)于研磨量較大的中大型鑄件可用較大的平底圓型震機(jī)(可達(dá)至1500公升容量)，如使用桶型震機(jī)，由于動(dòng)力較大，工件很容易碰傷。如要減少人手操作，可用連續(xù)生產(chǎn)型的LINEAR VIBRATOR(圖10)，磨石可使用石英砂或棕剛玉質(zhì)，由于震動(dòng)研磨屬濕式工序，工件氧化速度較快，所以磨液不僅可抑制氧化腐蝕，亦能達(dá)到清潔、光亮工件功能，