喷砂磨料种类很多,选错了会耽误工期、得不到所需的粗糙度,还会多花钱。硬质棱角磨料能在钢材上切出深锚纹;软质有机磨料只除漆、不碰本体;圆形磨料起喷丸和抛光作用,而不是切削。本指南比较最常用的喷砂磨料,从氧化铝、石榴石到钢砂、玻璃、塑料、苏打、核桃壳和海绵磨料,并附硬度、典型用途和可复用性速查表。
各种磨料的区别在哪里
决定磨料表现的有四项性质:
- 硬度(通常用莫氏硬度,金属磨料用洛氏硬度):越硬,切削越快、越深。
- 形状:棱角磨料切出粗糙度;圆形的丸或珠起喷丸作用,使表面平滑。
- 密度与粒度:颗粒越重、越粗,携带的能量越大,切出的锚纹越深。
- 韧性:韧性好的磨料经得起撞击,可以回收复用;脆性磨料用一次就碎成粉尘。
喷砂磨料种类对比
| 磨料 | 近似硬度 | 形状 | 典型用途 | 可复用性 |
|---|---|---|---|---|
| 氧化铝 | 莫氏9 | 棱角状 | 快速切削,钢材、不锈钢打粗糙度,硬涂层 | 在回收系统中高 |
| 石榴石 | 莫氏7.5–8 | 次棱角状 | 钢材涂层去除与打粗糙度,水刀切割 | 较低;难重复使用,回收良好时可再用几次 |
| 钢砂 | 约40–65 HRC | 棱角状 | 重锈、氧化皮,喷砂房和抛丸机中的深锚纹 | 很高;封闭系统中可循环数百次 |
| 钢丸 | 约40–50 HRC | 圆形 | 除氧化皮、喷丸强化、铸件清理 | 封闭系统中很高 |
| 玻璃珠 | 莫氏5.5–6 | 圆形 | 缎面效果,清洁和喷丸,粗糙度很小 | 中等;喷砂柜中可用几次 |
| 燃煤炉渣 | 莫氏6–7 | 棱角状 | 钢材、船体、储罐的低成本开放式喷砂 | 通常一次性 |
| 碎玻璃 | 莫氏5.5–6 | 棱角状 | 钢材与混凝土的开放式喷砂,替代砂的无硅磨料 | 通常一次性 |
| 塑料磨料 | 莫氏3–4 | 棱角状 | 铝材、复材和模具除漆,不蚀刻本体 | 喷砂柜中中等至高 |
| 苏打(碳酸氢钠) | 莫氏2.5 | 结晶状 | 清洁、烟熏与火灾修复、食品设备 | 一次性(溶于水) |
| 核桃壳 | 莫氏3–4 | 不规则 | 清洁发动机零件、木材、软金属,去毛刺 | 有限 |
| 海绵磨料 | 取决于磨粒(最高可达莫氏9或钢砂) | 磨粒复合在载体内 | 现场低扬尘涂层去除与打粗糙度 | 视档位与压力循环5–30次 |
表中硬度为该类磨料的典型值,具体产品会有差别。请务必查阅供应商的技术资料和安全技术说明书(SDS)。
矿物与合成磨料
氧化铝
氧化铝(电熔刚玉)是最硬的常用磨料之一。棕刚玉是通用型;白刚玉纯度更高,用于需要避免铁污染的场合。它切削快,锚纹锐利,韧性足以在喷砂柜和喷砂房中回收复用。它也是海绵磨料最常用的磨粒。
石榴石
石榴石是天然矿物磨料,密度大,粉尘相对较少。它常用于钢结构的开放式喷砂,也用作水刀切割的磨料。石榴石难重复使用,即使回收设备良好,也只能再用几次就会碎裂。
燃煤炉渣与碎玻璃
燃煤炉渣是燃煤电厂的副产品,以多种品牌名称销售。它便宜、有棱角、切削好,因而常用于船体和储罐的开放式喷砂。它一般只用一次,粉尘大。炉渣可能含微量金属,请查阅安全技术说明书。碎玻璃由回收的瓶玻璃制成,同样是低成本、一次性的选择;由于玻璃是非晶态,通常几乎不含结晶二氧化硅。
石英砂
表中有意没有列入砂。砂是最早的喷砂磨料,但其主要成分是结晶二氧化硅,碎裂后形成可吸入粉尘,会导致矽肺。英国禁止用砂喷砂,许多其他国家也有限制;在美国,它受OSHA可吸入结晶二氧化硅标准约束。大多数专业施工方已改用上面列出的无硅或低硅磨料。
金属磨料
钢砂与钢丸
钢砂有棱角,切出深锚纹;钢丸为圆形,用于喷丸或除氧化皮。两者韧性都很好,在喷砂房和离心抛丸机中可多次循环使用,因此是大批量车间作业的经济选择。没有完整回收时,它们对大多数野外开放式喷砂来说太重;用在不锈钢或铝材上可能留下铁污染。
软质与特种磨料
玻璃珠
玻璃珠为圆形,留下光滑的缎面效果。它以清洁和喷丸为主,不切削,所以用于尺寸不能改变的机加工零件、不锈钢和模具。
塑料磨料
塑料磨料最初是为了给飞机除漆、又不损伤铝蒙皮或复材而开发的。它逐层去除涂层,几乎不蚀刻本体。
苏打与核桃壳
苏打(碳酸氢钠)很软,可溶于水。它能清除油漆、油污和烟炱,但不留粗糙度,只能用一次。核桃壳是有机磨料,用于零件、木材和软金属的清洁与去毛刺。苏打与其他方法的对比见海绵喷砂与普通喷砂、苏打、干冰和湿式喷砂对比。
海绵磨料的位置
海绵磨料不是另一种矿物,而是以开孔聚氨酯为载体,与上述某一种磨粒复合而成,最常用的是氧化铝或钢砂,精细作业则用塑料磨料。它的切削能力取决于所复合的磨粒;与开放式干喷砂相比,载体在撞击处最多可截留95%的粉尘,颗粒反弹力度也小。它的每公斤价格高于散粒磨料,因此在扬尘、围护和处置成本高的场合才划算。完整机理见什么是海绵喷砂。
如何选择喷砂磨料
- 从技术规格出发。所要求的清洁度(例如ISO 8501-1 Sa2.5)和以µm计的锚纹深度,会把选择缩小到一定粒度范围内的硬质棱角磨料。
- 检查本体材质。铝、不锈钢、复材、木材和石材需要较软或不含铁的磨料,以免损伤或污染。
- 看在哪里喷砂。在封闭喷砂房里,钢砂等韧性好、可回收的磨料最经济。在开放现场,扬尘、反弹和废料收集往往决定选择。
- 按每平方米比较成本,而不是按每袋:消耗量、复用次数、处置和清理时间都要计算。
常见问题
除锈用什么喷砂磨料最好?
硬质棱角磨料:氧化铝、石榴石、燃煤炉渣或钢砂。层状锈和点蚀严重时,钢砂或粗粒度磨料效果最好。
哪些喷砂磨料不会损伤金属?
塑料、苏打、核桃壳和玻璃珠可以去除涂层或清洁表面,几乎不形成粗糙度。保护档海绵磨料只清洁工件表层污垢、不伤本体,扬尘也少得多。
哪些喷砂磨料可以复用?
配合合适的回收设备,钢砂与钢丸、氧化铝、玻璃珠、塑料磨料和海绵磨料都可以回收复用。苏打、燃煤炉渣和碎玻璃通常只用一次。
砂与丸有什么区别?
砂有棱角,为涂层切出锚纹。丸为圆形,用于喷丸、除氧化皮或使表面平滑,不会切出尖锐的锚纹。
想了解氧化铝、钢砂和软质磨料复合在海绵载体内的表现,请浏览我们的海绵磨料系列。