淺析噴砂工藝修復白銅罩殼缺陷

史學飛，孔昭雍

(陜西群力電工有限責任公司，陜西寶雞，721300)

1 引言

白銅罩殼零件作為公司密封電子元器件產(chǎn)品主要外觀件，其質(zhì)量的好壞決定產(chǎn)品的第一感官質(zhì)量等級。本公司白銅罩殼均采用沖壓拉伸工藝生產(chǎn)，外觀質(zhì)量問題主要表現(xiàn)為表面麻點、碰傷、劃傷、橘皮等。而噴砂工藝是采用壓縮空氣為動力形成高速噴射束，將噴料高速噴射到需處理工件表面，使工件外表面的外表發(fā)生變化，由于噴料對工件表面的沖擊和切削作用，使工件表面獲得一定的清潔度和相對均勻的粗糙度。本文通過分析白銅罩殼零件的成形工藝特點及由此產(chǎn)生的外觀缺陷，介紹通過噴砂工藝方案解決外觀缺陷的可行性。

2 白銅罩殼成形工藝特點所產(chǎn)生的外觀缺陷

公司白銅罩殼零件生產(chǎn)主要為1/2晶體罩繼電器的罩殼采用級進模一次成形和一個晶體罩以上繼電器的罩殼單工序多次拉伸成形兩種工藝。本文主要討論的是采用一個晶體罩以上繼電器的罩殼多次拉伸工序間退火和切邊，以及周轉(zhuǎn)過程出現(xiàn)不同程度的外觀碰傷問題。另外，外觀質(zhì)量問題還表現(xiàn)為表面麻點、劃傷、局部橘皮等。罩殼在零件完工后需要分類，零件合格率大大降低，產(chǎn)生大量廢品。其主要外觀缺陷特征如下：

2.1 原材料表面本身附帶的隱性的缺陷麻點、碾壓紋路，酸洗鈍化后更為突出，見圖1所示。

圖1 麻點、碾壓紋罩殼實物圖

2.2 引伸過程中出現(xiàn)的輕微劃傷、拉伸紋，見圖2所示。

圖2 輕劃傷、拉伸紋罩殼實物圖

2.3 引伸變形后材料的表面硬化程度、材料的退火處理狀態(tài)不穩(wěn)定及模具引伸間隙等問題產(chǎn)生的橘皮 、"月牙"形缺陷見圖3。

圖3 “月牙”形紋路和橘皮罩殼實物圖

上述外觀問題由于工藝條件的限制，無法從根本上加以杜絕。問題出現(xiàn)后再找補救辦法，往往造成很多事實缺陷，導致零件只能分類處理，淘汰罩殼外觀不達標罩殼，產(chǎn)生大批廢品和經(jīng)濟損失。

3 噴砂工藝試驗及批量生產(chǎn)

噴砂是利用壓縮空氣流或離心力作動力，將硬質(zhì)磨料高速噴射到基材表面，通過磨料對表面的沖刷作用而使表面粗化的方法。噴砂是最常用的金屬表面粗化工藝方法，按照磨料噴射的原理不同，分為射吸式噴砂、壓力式噴砂和離心式噴砂。根據(jù)生產(chǎn)的零件具體尺寸要求，我們選用射吸式噴砂工藝方法。

射吸式(又稱吸入式)噴砂是利用壓縮空氣流在噴砂槍的射吸室內(nèi)造成的負壓，通過砂管吸入砂粒，并隨氣流從噴嘴噴出，獲得一定的清潔度和相對均勻的粗糙度。當噴射角度大于30°時，主要是錘擊作用；小于30°時，主要是沖擊和切削作用。以較細的磨料(如小于350目)和很小的角度噴射時，可以獲得精整程度很高的的表面。以較粗的磨料(如大于30目)則可以獲得粗糙度很高的表面(適于熱噴涂)。例如，濕噴時，磨料對精整程度的影響如表1。

表1 表面精整度與磨料對照

這種噴砂方法設(shè)備簡單，使用方便，砂粒破碎率較低，通常用于小面積或薄壁零件的噴砂粗化，提高工件表面的粗糙度，使工件表面更加細膩美觀，也可提高其表面覆蓋層的附著力。

噴砂用的磨料可以是鋼砂、氧化鋁、石英砂、碳化硅等不同種類，根據(jù)零件材料、表面狀態(tài)和加工的要求，選擇不同的磨料以達到預(yù)期的目的。

噴砂的前處理。由于工件加工過程使用了潤滑劑，在對于工件在被噴砂之前,需對工件表面進行認真的處理。前處理質(zhì)量好壞,影響著工件的外觀質(zhì)量，必須采取性對應(yīng)的處理工藝。目前采用的前處理工藝方主要有光飾加溶劑清理或酸洗。

3.1確定罩殼噴砂工藝及相關(guān)參數(shù)

針對白銅材料的特性和罩殼零件壁厚的特點，我們選用石英砂和玻璃珠作為噴砂用的磨料，壓縮空氣設(shè)定在0.25MPa～0.30MPa，噴射角度15°±5°，通過專用噴嘴，高速噴射于金屬表面，依靠砂粒的棱角的沖擊、切削和相互摩擦，修復罩殼金屬表面的麻點、碰傷、劃傷、橘皮等質(zhì)量問題，獲得有較好的表面粗糙度，使罩子表面更加細膩美觀，并顯露出銀灰色的材料基層表面。

我們選取某1/2晶體罩產(chǎn)品的白銅罩殼，厚度在0.25mm，通過噴砂工藝，修復白銅罩表面麻點、碰傷、劃傷、橘皮等外觀缺陷，提高零件表面粗糙度和均勻度，達到亞光面狀態(tài)。試驗情況如表2所示。

表2 某1/2晶體罩產(chǎn)品罩殼噴砂情況一覽表

試驗證明：磨料選用石英砂，磨料為220目，噴射氣壓為0.3MPa，噴射角度為15±5°的工藝條件下，白銅罩殼表面缺陷修復效果最好，達到了亞光面，顯露出材料銀灰色，滿足產(chǎn)品的技術(shù)指標的要求。

圖4 220目石英砂處理效果圖

3.2批產(chǎn)效果

根據(jù)試驗確定的工藝參數(shù)，對白銅罩殼有缺陷的零件進行了批量性噴砂處理，罩殼表面的麻點、碾壓紋、劃傷、拉伸紋、橘皮 、"月牙"形缺陷全部得到了修復，噴砂后的罩殼表面均勻達到了亞光面，檢查罩殼尺寸符合技術(shù)要求。經(jīng)過裝配的繼電器成品其密封性達到設(shè)計要求。

4 工藝固化及注意事項

4.1工藝固化

編制了罩殼噴砂工藝作業(yè)指導文件，對工藝操作流程、質(zhì)量要求、技術(shù)要求等進行固化。

4.2噴砂過程注意事項

①噴砂前，應(yīng)預(yù)先檢查噴嘴與膠帶及其連接牢固情況，檢查其它噴砂附屬設(shè)備，檢查被噴物件不需噴砂或精密部位預(yù)先保護情況，如無異常情況，即可進行噴砂；②噴砂時，操作壓力應(yīng)控制在0.3MPa，噴嘴與金屬表面應(yīng)距離80mm～120mm，噴射角度小于15±5°；

③噴射時，工件(零件)從設(shè)備一端開始，逐漸向另一端移動；

④操作噴砂罐時應(yīng)與噴砂者始終保持聯(lián)系，以合理控制砂子流量；

⑤停止噴砂后要收拾工具，清理現(xiàn)場，廢砂要定期清除；

⑥噴砂會有輕微的浮塵，做好操作人員的安全生產(chǎn)防護工作。

4.3噴砂后的白銅罩殼零件質(zhì)量檢查及保管要求

4.3.1 罩殼表面質(zhì)量檢查要求

①金屬表面應(yīng)顯出均勻一致的金屬本色；

②金屬表面應(yīng)干凈、均勻，無污染物；

③金屬表面應(yīng)具有一定的粗糙度的亞光面；

④噴砂處理工件(零件)無變形，尺寸符合技術(shù)文件要求。

4.3.2 保管要求

①已噴砂處理好的金屬罩殼必須整齊的擺放在規(guī)定的周轉(zhuǎn)盒內(nèi)，防止在周轉(zhuǎn)過程中相互摩擦。

②已噴砂處理好的金屬罩殼，禁止用濕手或穿戴被油垢手套接觸，工作中不得穿著油垢的工作服進行操作，保持金屬罩殼表面潔凈。③已噴砂處理好的金屬罩殼，為避免罩殼表面金屬氧化，應(yīng)在8小時內(nèi)進行下一道工序的防腐蝕處理，并及時轉(zhuǎn)運到庫房。

5 總結(jié)

通過噴砂工藝處理，公司白銅罩殼外觀表面存在的麻點、碰傷、劃傷、橘皮等質(zhì)量問題的得到了有效修復，達到了預(yù)期的目標要求。該處理工藝與其它表面處理工藝相比，有以下幾點優(yōu)勢。

5.1 噴砂處理工藝較為徹底、迅速、高效的修復和清理工件(零件)表面缺件的一種方法，消除應(yīng)力及表面強化，改善零件的機械性的優(yōu)點。

5.2 根據(jù)工件(零件)的尺寸大小和表面粗糙度的技術(shù)要求，可以選擇不同種類的磨料、目數(shù)及噴射角度，已達到最佳的工件表面拋光, 光滑又不反光，使工件表面更加美觀。

5.3 噴砂工藝能夠?qū)芏鄠鹘y(tǒng)的沒辦法對金屬表面處理的工件進行有效的處理，能對一些手工打磨無法觸及到的位置或腔孔，讓金屬噴砂工藝處理后表面更加平滑，它有無法替代的優(yōu)勢。

6 結(jié)束語

本文通過白銅罩殼零件成形工藝產(chǎn)生外觀缺陷及噴砂工藝應(yīng)用的介紹，取得了良好的效果，達到了預(yù)期的目標。希望對此類工件(零件)的表面處理工藝改進提供有益的參考價值。