用压缩空气将钢丸或玻璃丸喷到零件上，以去除氧化皮及其他污物的工艺过程叫喷丸。也可将钢铁丸送至高速旋转的圆盘上，利用离心力的作用，使高速抛出的钢丸撞击零件表面，达到光饰的目的，这种工艺叫抛丸。这两种工艺都能使零件表面产生压应力，而且没有含硅粉末，对环境污染小。他们的主要用途如下：①使零件表面产生压应力，可提高它们的疲劳强度及抗拉应力腐蚀的能力；②对扭曲的薄壁零件进行校正；③代替一般的冷、热成型工艺，对大型薄壁铝制零件进行成型加工，不仅可避免零件表面有残余拉应力，而且可获得对零件有利的压应力。应注意的是：经喷丸或抛丸处理过的零件的使用温度不能太高，否则压应力在高温下会自动消失，因而失去预期的效果。它们的使用温度由零件的材质决定，对于一般钢铁零件约为260—290℃，铝制零件只有170℃。
1.1钢丸的种类
（1）钢铁丸
钢铁丸的硬度一般是HRC40～50，加工硬金属，可将硬度提高到HRC57～62。它们的韧性较好，使用寿命是铸铁丸的几倍，应用广泛。
（2）铸铁丸
铸铁丸的硬度为HRC58～65，很脆，非常容易破碎，寿命短，应用不广泛。主要用于要求喷丸强度很高的地方。
（3）玻璃丸
玻璃丸的硬度比前两种丸低，主要用于不锈钢、钛、铝、镁及其他不允许铁质污染的情况。也可在钢铁喷丸后作第二次处理时用，以除去铁质污染，并降低零件表面的粗糙度。
1.2抛（喷）丸工艺
若零件经过抛（喷）丸处理后，要求表面有足够的压应力层，必须使零件表面都受到抛（喷）丸的均匀的冲击，即有足够的覆盖率，没有被喷丸冲击的表面尽量少。由于检查覆盖率不仅困难，而且很难做出定量的判断，故常采用控制喷丸强度的办法来获得要求的压应力值。
目前大都按美国SAE标准J442所述用Almen弧高计测量喷丸强度。Almen弧高计采用厚度为0.8㎜、1.3㎜或2.4㎜标准尺寸的1070冷轧钢（相当于我国的70号碳素钢），其硬度为HRC44～50，将试样固定在专用夹具上，对它进行抛（喷）丸处理，然后用弧高计测量弯曲了的钢条试样的弧高，即可测得相应的抛（喷）丸强度。
影响抛（喷）丸强度的主要因素如下。
①抛（喷）丸大小抛（喷）丸越大，冲击动能越大，抛（喷）丸强度也越大，但抛（喷）丸的覆盖率降低。因此，在保证抛（喷）丸强度的同时，应尽量选用较小的抛（喷）丸。此外，喷丸尺寸还受零件形状限制。当零件上有沟槽时，抛（喷）丸直径应小于沟槽内圆半径的一半。抛（喷）丸粒度常在6～50目之间选用。
②抛（喷）丸的硬度当抛（喷）丸硬度比零件硬度高时，它的硬度值的变化不影响抛（喷）丸强度；当抛（喷）丸比零件软时，若抛（喷）丸硬度值降低，抛（喷）丸强度也降低。
③抛（喷）丸速度抛（喷）丸速度增加时，抛（喷）丸强度也增加，但速度过高时，抛（喷）丸破损量增加。
④喷（抛）射角度抛（喷）丸射流与待喷表面垂直时，抛（喷）丸强度最高，因此一般都应保持在这种状态下进行抛（喷）丸处理。若受零件的形状限制，必须用小角度喷丸时，应适当加大喷丸尺寸与速度。
⑤抛（喷）丸的破碎量抛（喷）丸破片的动能低，破碎了的抛（喷）丸越多，喷丸强度降低，而且不规则的碎丸会划伤零件表面，因此应经常清除碎丸，保证喷（抛）丸完整率大于85%。抛（喷）丸设备基本相同，只需采用一些辅助装置来更严格的控制抛（喷）丸过程。
金属表面机械处理技术（五）
——喷砂清理机篇
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喷砂机是工程上广泛应用的一种金属表面机械处理方法。其基本原理是用压缩空气将砂子喷射到工件表面，利用高速砂流，除去工件表面锈蚀、氧化皮及其他污物。
1.1喷砂的目的
①除掉工件表面的锈蚀、积炭、焊渣与飞溅、漆层及其他干燥的油类物质；
②是工件表面有一定粗糙度；
③除掉铸件上的型砂、锻件或热处理后工件上的氧化皮；
④去除工件上毛刺或其他方向性磨痕；
⑤对切削工具进行湿喷砂，可提高使用寿命；
2.2喷砂的种类
喷砂有干喷、湿喷两种。干喷砂主要用于上述5种加工目的。湿喷砂多用于较精密的加工。油污重的工件喷砂前应先除油。
2.2.1干喷砂
（1）磨料
干喷砂用的磨料包括石英砂、钢砂、氧化铝、碳化硅等。常用的为石英砂。使用前应烘干。
磨料选择应考虑工件材质、尺寸、表面状态及加工要求。
干喷砂（多采用手工操作，适用于形状复杂的各种大、中、小型工件。喷砂后工件应尽快进行后续表面处理，否则很快会氧化。可进行磷化，或浸入50g/L碳酸钠溶液中储存数天。
（2）喷砂方法
①射吸式这种喷砂特点是：小巧灵活，适用于小工件及实验室；缺点是效率低。
②压送式特点是结构简单，效率高；但较笨重，需大型空压机（排气量在6m3/min以上）与之配套使用。
③抛射式（或称离心抛砂法）其原理是：砂子在压缩空气输送下，进入叶轮（即从叶轮中心吸入铁砂）。然后从叶尖靠离心力将砂抛出。此法多采用有回收磨料的循环抛射装置。这种喷砂方式的特点是效率高、耗电少；但不灵活，且不宜喷小工件。
④无尘喷砂式这是一种可回收磨料的喷砂方法。在对工件表面喷砂后，砂料与锈蚀物、废旧涂料等一起被吸入机器内部。经过分离，砂料可重复使用，废弃物被置于密封箱内以待定期排出。这种喷砂机具有保护环境、安全便捷、性能稳定和节约砂料等突出优点。
在我国，实验室及小工件大量采用吸入式喷砂方法。工程上大面积喷砂作业多采用压送式喷砂法，国产喷砂设备与国外相比还有一定的差距。
2.2.2湿喷砂
湿喷砂用的磨料和干喷砂相同、可将磨料和水混合成砂浆。磨料的体积一般占砂浆体积的20%—35%，加工时需不断搅拌，防止磨料沉淀。用压缩空气将砂浆经喷嘴喷到工件表面，也可将砂子与水分别放在桶中，在流入喷嘴前混合后再喷到工件上。
为防止喷砂后工件锈蚀，必须在水中加一些亚硝酸钠或其他缓蚀剂。砂子在每次使用前要预先烘干。
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