喷砂挂具(用于固定工件进行喷砂处理的工装夹具)的表面处理工艺,主要是为了提升其耐磨性、耐腐蚀性及使用寿命,同时避免挂具表面污染物影响工件喷砂质量。其工艺流程需结合挂具材质(多为碳钢、不锈钢)和使用环境(喷砂介质为石英砂、钢丸等磨料)设计,核心步骤如下:

一、前期预处理(去除表面杂质)
1. 表面清理
除油脱脂:
目的:去除挂具在加工、存储过程中沾染的油污(如切削油、防锈油),避免影响后续涂层附着力。
方法:
溶剂清洗:用煤油、酒精或专用脱脂剂擦拭,适合小面积油污;
碱性清洗:将挂具浸入 80-90℃的碱性溶液(如氢氧化钠 + 碳酸钠混合液)中 10-20 分钟,通过皂化反应去除油脂,适合批量处理;
超声波清洗:对复杂结构挂具(如带孔、凹槽),用超声波清洗机(频率 20-40kHz)配合清洗剂,高效去除缝隙内油污。
除锈及氧化皮处理:
目的:清除挂具表面的铁锈、氧化皮(尤其碳钢挂具),避免喷砂时杂质混入磨料,污染工件。
方法:
机械除锈:用角磨机装钢丝轮打磨,或用砂纸手工除锈,适合简单结构;
酸洗:将挂具浸入 10%-15% 的盐酸或硫酸溶液中(常温 10-30 分钟),去除氧化皮后用清水冲洗,再用 5% 碳酸钠溶液中和酸性,避免残留酸液腐蚀。
二、喷砂强化处理(提升表面性能)
喷砂是挂具表面处理的核心步骤,通过高速磨料冲击表面,实现除杂、粗化及强化效果:
1. 喷砂参数选择
磨料类型:
碳钢挂具:可选石英砂(成本低,适合除锈粗化)、钢丸(硬度高,可强化表面,提升耐磨性);
不锈钢挂具:建议用白刚玉(避免碳钢磨料导致渗碳生锈),粒度 80-120 目(兼顾粗化效果和表面光洁度)。
压力与距离:
喷砂压力:0.4-0.6MPa(压力过低则清理不彻底,过高易导致挂具变形);
喷嘴距离:100-200mm(距离过近易造成局部过度磨损,过远则效率低)。
喷砂时间:根据表面状态调整,以彻底去除氧化皮、油污,形成均匀粗糙面(表面粗糙度 Ra3.2-6.3μm)为宜,通常 30-60 秒 / 面。
2. 喷砂操作要点
挂具需完全暴露待处理表面(如挂钩、支架的死角需调整角度喷砂),确保无漏喷;
喷砂后用压缩空气(经干燥过滤)吹扫表面,清除残留磨料粉尘;
避免多次喷砂导致挂具壁厚过度减薄(尤其薄钢板制作的挂具,累计喷砂次数建议≤5 次)。
三、后处理(防腐与防护)
根据挂具材质和使用环境,选择合适的防腐涂层或表面处理,延长使用寿命:
1. 碳钢挂具(易生锈,需重点防腐)
底漆 + 面漆组合:
底漆:涂覆环氧富锌底漆(干膜厚度 40-60μm),利用锌粉牺牲阳极作用防锈;
面漆:涂覆聚氨酯面漆或氯化橡胶面漆(干膜厚度 60-80μm),提升耐候性和耐磨性,适合户外或潮湿环境。
热浸镀锌:
对长期使用的挂具,可采用热浸镀锌(锌层厚度≥85μm),形成致密锌层隔绝空气和水分,耐腐蚀性优于涂层(但成本较高,适合重型挂具)。
2. 不锈钢挂具(防腐性好,侧重耐磨)
钝化处理:
喷砂后将挂具浸入 5%-10% 的硝酸溶液中(常温 10-20 分钟),在表面形成氧化钝化膜,增强抗锈蚀能力(尤其接触海水、酸性喷砂环境时);
钝化后用去离子水冲洗,避免残留酸液影响钝化膜。
喷涂耐磨涂层:
对频繁接触工件的部位(如挂钩接触点),喷涂陶瓷涂层(如 Al₂O₃)或聚脲涂层(干膜厚度 50-100μm),提升耐磨性,减少挂具磨损导致的工件划伤。
3. 干燥与固化
涂层施工后需在通风环境中自然干燥(24 小时实干),或烘烤固化(如环氧涂层 80℃×1 小时),确保涂层与基体结合牢固;
干燥后检查涂层完整性(无针孔、气泡、脱落),局部缺陷需补涂。
四、检验与维护
1. 质量检验
外观:表面涂层均匀,无露底、流挂;喷砂面粗糙均匀,无残留油污、锈迹;
性能:涂层附着力用划格法检测(≥5N/mm²,ASTM D3359 标准);盐雾测试(中性盐雾 48 小时无锈蚀,针对防腐涂层)。
2. 日常维护
每次使用后清理挂具表面残留磨料和工件碎屑,避免堆积导致局部腐蚀;
定期检查涂层破损情况(如划伤、剥落),及时用修补漆补涂;
对不锈钢挂具,若出现局部锈蚀,用不锈钢丝刷清理后重新钝化。