浅析喷砂工艺修复白铜罩壳缺陷

史学飞，孔昭雍

(陕西群力电工有限责任公司，陕西宝鸡，721300)

1 引言

白铜罩壳零件作为公司密封电子元器件产品主要外观件，其质量的好坏决定产品的第一感官质量等级。本公司白铜罩壳均采用冲压拉伸工艺生产，外观质量问题主要表现为表面麻点、碰伤、划伤、橘皮等。而喷砂工艺是采用压缩空气为动力形成高速喷射束，将喷料高速喷射到需处理工件表面，使工件外表面的外表发生变化，由于喷料对工件表面的冲击和切削作用，使工件表面获得一定的清洁度和相对均匀的粗糙度。本文通过分析白铜罩壳零件的成形工艺特点及由此产生的外观缺陷，介绍通过喷砂工艺方案解决外观缺陷的可行性。

2 白铜罩壳成形工艺特点所产生的外观缺陷

公司白铜罩壳零件生产主要为1/2晶体罩继电器的罩壳采用级进模一次成形和一个晶体罩以上继电器的罩壳单工序多次拉伸成形两种工艺。本文主要讨论的是采用一个晶体罩以上继电器的罩壳多次拉伸工序间退火和切边，以及周转过程出现不同程度的外观碰伤问题。另外，外观质量问题还表现为表面麻点、划伤、局部橘皮等。罩壳在零件完工后需要分类，零件合格率大大降低，产生大量废品。其主要外观缺陷特征如下：

2.1 原材料表面本身附带的隐性的缺陷麻点、碾压纹路，酸洗钝化后更为突出，见图1所示。

图1 麻点、碾压纹罩壳实物图

2.2 引伸过程中出现的轻微划伤、拉伸纹，见图2所示。

图2 轻划伤、拉伸纹罩壳实物图

2.3 引伸变形后材料的表面硬化程度、材料的退火处理状态不稳定及模具引伸间隙等问题产生的橘皮 、"月牙"形缺陷见图3。

图3 “月牙”形纹路和橘皮罩壳实物图

上述外观问题由于工艺条件的限制，无法从根本上加以杜绝。问题出现后再找补救办法，往往造成很多事实缺陷，导致零件只能分类处理，淘汰罩壳外观不达标罩壳，产生大批废品和经济损失。

3 喷砂工艺试验及批量生产

喷砂是利用压缩空气流或离心力作动力，将硬质磨料高速喷射到基材表面，通过磨料对表面的冲刷作用而使表面粗化的方法。喷砂是最常用的金属表面粗化工艺方法，按照磨料喷射的原理不同，分为射吸式喷砂、压力式喷砂和离心式喷砂。根据生产的零件具体尺寸要求，我们选用射吸式喷砂工艺方法。

射吸式(又称吸入式)喷砂是利用压缩空气流在喷砂枪的射吸室内造成的负压，通过砂管吸入砂粒，并随气流从喷嘴喷出，获得一定的清洁度和相对均匀的粗糙度。当喷射角度大于30°时，主要是锤击作用；小于30°时，主要是冲击和切削作用。以较细的磨料(如小于350目)和很小的角度喷射时，可以获得精整程度很高的的表面。以较粗的磨料(如大于30目)则可以获得粗糙度很高的表面(适于热喷涂)。例如，湿喷时，磨料对精整程度的影响如表1。

表1 表面精整度与磨料对照

这种喷砂方法设备简单，使用方便，砂粒破碎率较低，通常用于小面积或薄壁零件的喷砂粗化，提高工件表面的粗糙度，使工件表面更加细腻美观，也可提高其表面覆盖层的附着力。

喷砂用的磨料可以是钢砂、氧化铝、石英砂、碳化硅等不同种类，根据零件材料、表面状态和加工的要求，选择不同的磨料以达到预期的目的。

喷砂的前处理。由于工件加工过程使用了润滑剂，在对于工件在被喷砂之前,需对工件表面进行认真的处理。前处理质量好坏,影响着工件的外观质量，必须采取性对应的处理工艺。目前采用的前处理工艺方主要有光饰加溶剂清理或酸洗。

3.1确定罩壳喷砂工艺及相关参数

针对白铜材料的特性和罩壳零件壁厚的特点，我们选用石英砂和玻璃珠作为喷砂用的磨料，压缩空气设定在0.25MPa～0.30MPa，喷射角度15°±5°，通过专用喷嘴，高速喷射于金属表面，依靠砂粒的棱角的冲击、切削和相互摩擦，修复罩壳金属表面的麻点、碰伤、划伤、橘皮等质量问题，获得有较好的表面粗糙度，使罩子表面更加细腻美观，并显露出银灰色的材料基层表面。

我们选取某1/2晶体罩产品的白铜罩壳，厚度在0.25mm，通过喷砂工艺，修复白铜罩表面麻点、碰伤、划伤、橘皮等外观缺陷，提高零件表面粗糙度和均匀度，达到亚光面状态。试验情况如表2所示。

表2 某1/2晶体罩产品罩壳喷砂情况一览表

试验证明：磨料选用石英砂，磨料为220目，喷射气压为0.3MPa，喷射角度为15±5°的工艺条件下，白铜罩壳表面缺陷修复效果最好，达到了亚光面，显露出材料银灰色，满足产品的技术指标的要求。

图4 220目石英砂处理效果图

3.2批产效果

根据试验确定的工艺参数，对白铜罩壳有缺陷的零件进行了批量性喷砂处理，罩壳表面的麻点、碾压纹、划伤、拉伸纹、橘皮 、"月牙"形缺陷全部得到了修复，喷砂后的罩壳表面均匀达到了亚光面，检查罩壳尺寸符合技术要求。经过装配的继电器成品其密封性达到设计要求。

4 工艺固化及注意事项

4.1工艺固化

编制了罩壳喷砂工艺作业指导文件，对工艺操作流程、质量要求、技术要求等进行固化。

4.2喷砂过程注意事项

①喷砂前，应预先检查喷嘴与胶带及其连接牢固情况，检查其它喷砂附属设备，检查被喷物件不需喷砂或精密部位预先保护情况，如无异常情况，即可进行喷砂；②喷砂时，操作压力应控制在0.3MPa，喷嘴与金属表面应距离80mm～120mm，喷射角度小于15±5°；

③喷射时，工件(零件)从设备一端开始，逐渐向另一端移动；

④操作喷砂罐时应与喷砂者始终保持联系，以合理控制砂子流量；

⑤停止喷砂后要收拾工具，清理现场，废砂要定期清除；

⑥喷砂会有轻微的浮尘，做好操作人员的安全生产防护工作。

4.3喷砂后的白铜罩壳零件质量检查及保管要求

4.3.1 罩壳表面质量检查要求

①金属表面应显出均匀一致的金属本色；

②金属表面应干净、均匀，无污染物；

③金属表面应具有一定的粗糙度的亚光面；

④喷砂处理工件(零件)无变形，尺寸符合技术文件要求。

4.3.2 保管要求

①已喷砂处理好的金属罩壳必须整齐的摆放在规定的周转盒内，防止在周转过程中相互摩擦。

②已喷砂处理好的金属罩壳，禁止用湿手或穿戴被油垢手套接触，工作中不得穿着油垢的工作服进行操作，保持金属罩壳表面洁净。③已喷砂处理好的金属罩壳，为避免罩壳表面金属氧化，应在8小时内进行下一道工序的防腐蚀处理，并及时转运到库房。

5 总结

通过喷砂工艺处理，公司白铜罩壳外观表面存在的麻点、碰伤、划伤、橘皮等质量问题的得到了有效修复，达到了预期的目标要求。该处理工艺与其它表面处理工艺相比，有以下几点优势。

5.1 喷砂处理工艺较为彻底、迅速、高效的修复和清理工件(零件)表面缺件的一种方法，消除应力及表面强化，改善零件的机械性的优点。

5.2 根据工件(零件)的尺寸大小和表面粗糙度的技术要求，可以选择不同种类的磨料、目数及喷射角度，已达到最佳的工件表面抛光, 光滑又不反光，使工件表面更加美观。

5.3 喷砂工艺能够对很多传统的没办法对金属表面处理的工件进行有效的处理，能对一些手工打磨无法触及到的位置或腔孔，让金属喷砂工艺处理后表面更加平滑，它有无法替代的优势。

6 结束语

本文通过白铜罩壳零件成形工艺产生外观缺陷及喷砂工艺应用的介绍，取得了良好的效果，达到了预期的目标。希望对此类工件(零件)的表面处理工艺改进提供有益的参考价值。