中厚碳鋼板表面處理工藝

碳鋼板是什麼材質

在許多專業機械裝置和大型結構件的製造行業裡，碳鋼板的使用相當廣泛，比如在工程、能源、礦業機械行業，不少產品採用厚度為6～20mm的鋼板，這類鋼板有些是不帶中空的平板料，而大多數則是孔洞率達30%的板料，其規格及尺寸因產品和用途而異，小到長寬尺寸不足100mm，大到長10m、寬1～2m，尺寸規格不一而足。這些碳鋼板經過等離子切割或氧氣切割等方式下料後，在切割邊沿留下形態各異的飛邊、熔渣和毛刺，這些熔渣、毛刺是必須去除的（圖1），銳邊也必須倒圓角處理。

圖1 等離子切割下料後的碳鋼板

人工研磨處理

圖2 打磨品質欠佳

目前，大多數企業對熱切割後的碳鋼板進行人工表面處理，主要採用手砂輪、刮刀、鋼錘等手工工具進行敲擊式、掃磨式加工。這種打磨方式存在的弊端有：⑴品質問題，打磨的均勻性和徹底性差（圖2），影響後續的折彎、噴塗等工序以及產品的整體外觀與內在質量。⑵效率問題，人工打磨的效率很難掌握和統計，完全依靠員工的工作狀態和熟練度，且效率的保障性差。⑶環保問題，敲擊和打磨的粉塵與碎渣四濺，嚴重汙染工作區域內外的大氣質量和環境。⑷勞保問題，空氣的汙染是主要的問題。此外，研磨工件產生的飛渣和搬運笨重工件是造成員工人身傷害事故的重大隱患。

圖3 幹法單面研磨方案

圖4 幹法雙面研磨生產線

機械研磨處理

近年來，有些企業也試圖採用機械方式處理工件的熔渣和毛刺問題。從目前的市場來看，大致有兩種解決方案。

第一種是傳統的幹法單面研磨方案，透過式持續送料研磨，工作臺面頂部設定若干研磨工位即打磨頭，採用相似的研磨介質對工件做持續性研磨。採用的研磨介質基本上屬於布基砂帶及其變種的打磨頭（圖3），這類打磨頭在研磨頑固的熔渣時，砂帶的使用壽命將大打折扣，去毛刺加工時30～50小時的壽命，一旦做去除熔渣處理則立即縮減為10小時以內，不僅耗材成本大，更換耗材的時間和頻率所造成的時間浪費更是巨大。另外，一般情況下工件需要雙面加工處理，使用這種單面研磨方案，單面打磨後，工件需要翻轉並二次進料才可完成最終的加工要求，大大降低了加工效率。

第二種是目前最為領先的幹法雙面加工技術，生產線式加工，透過式持續送料研磨，工件由若干組上下相對的夾持輥筒夾持，透過機體內部上下對稱分佈的磨頭分別進行去除熔渣、去毛刺、倒圓角處理（圖4）。這種加工方式的優勢可圈可點：第一，加工效果徹底、乾淨，無殘存熔渣和毛刺。第二，單件與整批工件的表面處理效果一致，這是手工加工無法比擬的效果。第三，加工效率高，採用雙面同時加工的先進技術，比傳統的機械加工方式提升效率至少60%，以尺寸為400mm×100mm的工件為例，一般加工要求下，工作臺寬為1500mm的生產線每小時加工件數達1600件，產能是人工加工的40～50倍，是傳統機械加工的5～7倍。第四，節約大量人力資源，生產線式的連續加工，只需在上下料側配備2名員工就可達到四五十名員工手工加工才能達到的產能。第五，節能環保，生產線配置了高效除塵系統，研磨粉塵嚴格控制在機體內部並被除塵機完全收集，粉塵氣體經過過濾可以直排。然而，這樣的生產線價格高昂，對於一般的中小企業來說無疑是一筆不小的費用。

由上可知，COPD合併肺心病心力衰竭患者心功能與其血清炎性細胞因子、BNP水平呈正相關，臨床中在對患者進行診斷和治療時需把握其內在聯絡。

由此可見，傳統的機械式打磨無法從根本上滿足技術和批次要求，而先進的生產工藝裝備雖然完全滿足技術和批次要求，但是高額的裝置投入只能把一些想有作為但實力有限的企業拒之門外。

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圖5 多工位幹法單面綜合加工裝置

圖6 加工前後的工件狀態

多工位幹法單面綜合處理

2018年10月，在歐洲最大的鈑金加工技術與裝備展覽會EUROBLECH上，我們看到了一款新型的加工裝置——多工位幹法單面綜合加工裝置（圖5）。時隔不久，這款攜帶最新加工理念和技術特色的裝置被引入中國市場。該裝置的基本設計理念是，把前沿的熔渣去除技術和毛刺、銳邊打磨倒鈍技術巧妙地融合在一個加工平臺上，從而在一臺加工裝置上實現一次進料同時完成去除熔渣、去除毛刺、銳邊倒圓角等多種加工過程，滿足了原來由一條生產線才能完成的多重加工要求。

這臺新裝置採用了三工位加工佈局，第一工位採用兩條特殊鋼材料製成的鋼錘敲擊帶，透過水平相向敲擊式加工，達到去除工件表面熔渣的目的；第二工位採用立式砂帶表面研磨技術，透過作用於工件表面的單向、高速磨削，起到去除豎立的毛刺或工件表面清理、研磨的作用；第三工位採用萬向旋轉輥筒磨頭組合對工件表面進行全覆蓋立體式研磨加工，達到去除殘餘和二次毛刺的目的，並使工件表面內孔和外沿銳邊實現均勻一致的倒圓角效果。三個工位可以並聯運作也可進行單獨控制，可以依據加工要求和工件的不同原始狀態，單獨調控其加工引數和加工模式。

新的加工技術裝備必將帶來不同以往的效果，相比於傳統的打磨裝置來說，這臺新裝置破解了熔渣去除的工藝難題；相對於先進的生產線而言，儘管其單面加工模式使之在加工效率上還無法與它匹敵，但是新的加工技術裝備集整個生產線的三種加工功能和研磨處理技術於一身，實現了單機化、多目標的集約式加工處理，同時大大節約了裝置的佔地面積。據統計，新機器加工300mm×200mm工件時可以達到每小時800件加工能力，相當於同等時間20～30人手工加工的效率。更重要的是，熔渣、毛刺去除得乾淨徹底，圓角更加均勻，產品外觀品質大幅提升（圖6），相對生產線而言，裝置的採購成本也大大降低。