是的, 白剛玉可用於高速鋼 (HSS) 產品的噴砂處理,但其應用需要仔細匹配高速鋼的材料特性(高硬度、高韌性,常用於製造刀具和模具等精密部件)和噴砂目標(例如,去除氧化皮、去毛刺或進行預處理的表面粗糙化)。必須選擇合適的白剛玉類型、粒度和製程參數,以避免損壞工件或影響後續加工精度。
一、為什麼白剛玉適合高速鋼噴砂:砂芯相容性
高速鋼的硬度通常為 HRC 60–65 (相當於莫氏硬度約 6.5–7.0),而白剛玉的莫氏硬度則較高,為 8.8–9.2。這種硬度優勢使其能夠有效去除高速鋼表面的氧化物、鏽跡、鑄鍛毛刺,或實現可控的表面粗糙度 (Ra),以便進行預塗層或電鍍處理。
此外,白剛玉還有其他優點:
- 高純度:雜質含量低(例如Fe₂O₃、SiO₂),尤其適用於固定爐白剛玉(Al₂O₃≥99.5%)。這可防止噴砂後在高速鋼表面殘留雜質,從而避免對後續熱處理、塗層附著力或零件精度產生負面影響。
- 可控制的稜角:白剛玉顆粒的稜角可透過破碎製程進行調整(例如,傾爐白剛玉顆粒略圓,而固定爐白剛玉顆粒稜角較明顯)。這允許根據高速鋼噴砂需求選擇合適的「侵蝕性」。
- 化學穩定性佳:不與高速鋼(主要成分為Fe、Cr、Mo、W等)發生化學反應,防止噴砂後表面腐蝕或變色。
II. 關鍵選擇:白剛玉類型、粒度和製程參數
高速鋼噴砂的核心目標往往是“高效去除雜質+不損傷基材精度”,因此必須策略性地選擇參數:
1. 白剛玉類型:優先選擇“傾爐白剛玉”
固定爐白剛玉與傾動爐白剛玉相比, 傾動爐白剛玉更適合高速鋼噴砂, 原因如下:
- 它具有更細小的晶體(<50 μm)和略微鬆散的結構,從而具有 更好的韌性 (不易破裂成尖銳的碎片)。這降低了刮傷高速鋼表面的風險,使其成為製造精密高速鋼零件(例如刀具邊緣、模具型腔)的理想選擇。
- 它比固定爐白剛玉更具成本效益,適合高速鋼工件(例如標準切削刀具、通用模具)的批量噴砂。
- 對於氧化皮極厚或毛刺較硬的高速鋼(例如大型鍛造高速鋼件),可以混入少量定爐白剛玉(利用其高硬度,更快地去除雜質)。但必須嚴格控制噴砂壓力和距離,避免衝擊力過大。
2. 白剛玉粒度:依噴砂目的選擇
磨料粒度決定了高速鋼噴砂後的表面粗糙度和雜質去除效率。常見的選擇如下:
| 噴砂目的 | 建議的砂粒尺寸(目數) | 特色及應用場景 |
|---|---|---|
| 去除厚氧化皮/頑固毛刺 | 24#–46#(粗砂) | 顆粒大,衝擊力強;適用於高速鋼鍛件/鑄件的初始噴砂,快速去除厚鏽或大毛邊。 |
| 一般除雜+表面粗化預處理 | 60#–100#(中等粗細) | 平衡雜質去除效率和表面粗糙度;適用於高速鋼的常規清潔(例如,熱處理後的氧化皮去除)或預塗層製備(Ra 1.6–6.3 μm)。 |
| 精密去毛邊+精細表面處理 | 120#–200#(細砂) | 細顆粒,衝擊力輕柔;適用於去除精密高速鋼部件(例如刀具邊緣、模具型腔)的毛刺,且不會損害邊緣鋒利度或型腔精度。可獲得更光滑的表面(Ra 0.8–1.6 μm)。 |
3.噴砂製程參數:避免損壞高速鋼
儘管高速鋼硬度高,但精密零件(例如工具、量具)對錶面完整性的要求非常嚴格。必須控制以下參數:
- 噴砂壓力:建議 0.3~0.6MPa (精密零件採用低壓,粗加工零件採用高壓)。壓力超過0.8MPa可能導致高速鋼表面產生塑性變形或微裂紋,進而降低使用壽命。
- 噴砂距離:建議 150-300毫米。距離小於100毫米會導致局部衝擊力過大,而距離大於400毫米會降低噴砂效率。
- 噴砂角度:建議 45°~60°傾斜噴砂,避免90°垂直噴砂,容易在工件表面留下凹痕(尤其是薄壁零件或刀具刃口)。
- 磨料濕度:控制白剛玉含水量 <0.5%。潮濕的磨料容易結塊,在噴砂後留下水漬或導致高速鋼再次生鏽。使用乾燥的壓縮空氣和乾燥的磨料。
III. 預防措施:避免常見問題
- 預處理清潔:噴砂前,應先清除高速鋼表面的油污(例如,用酒精或丙酮擦拭)。油污混入白剛玉中會留下殘留物,影響後續加工。
- 處理後防護:噴砂處理後,高速鋼表面粗糙度增加,易吸濕,應及時進行防銹處理(如噴防銹油、乾燥、封孔等),以免生鏽。
- 避免對特殊部件進行噴砂:對於精密高速鋼量規(例如,千分尺測量頭)或鋒利的刀具刃口,應避免噴砂(或使用極低壓力+細砂)。噴砂可能會損壞尺寸精度或刃口鋒利度—化學拋光或超音波清洗更適合這些零件。
概括
白剛玉是高速鋼噴砂的理想選擇。 建議使用傾爐式白剛玉(中細粒度,60#–100#),並搭配「低壓、中距離、傾斜角度」的噴砂參數。這樣可以高效去除雜質並進行粗化處理,同時保護高速鋼的精度和使用壽命。對於極厚的氧化皮或對成本敏感的項目,可以靈活調整白剛玉的類型和粒度,核心原則是「不損傷基材」。


