镍合金喷砂用棕刚玉
1. 为什么棕刚玉适合镍合金喷砂？
棕刚玉（Brown Fused Alumina）是一种人造磨料，主要成分是Al₂O₃（三氧化二铝），具有硬度高（莫氏硬度9.0）、韧性好、耐磨、价格相对经济等特点。这些特性使其非常适合用于镍合金：
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硬度匹配：棕刚玉的硬度远高于大多数镍合金（如Inconel系列、Hastelloy系列），能有效去除氧化皮、焊渣、旧涂层和表面污染物。
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污染控制：对于镍合金这类高性能合金，喷砂后的表面洁净度至关重要。棕刚玉是惰性磨料，不会将铁或其他有害杂质嵌入合金表面（这是使用钢砂或钢丸时的主要风险），避免了可能引起的腐蚀隐患或污染，这对于后续的焊接、涂层或高温服役性能非常关键。
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表面粗糙度：通过选择不同粒度（下文详述）的棕刚玉，可以精确控制镍合金表面的粗糙度（Ra值），为后续的热喷涂（如MCrAlY涂层）、等离子喷涂、或涂漆提供理想的锚固轮廓。
2. 关键工艺参数与选择
要获得最佳效果，必须控制以下几个关键参数：
a. 粒度选择
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粗粒度（如16#， 24#）：用于重除锈、去氧化皮、去厚涂层或需要较大表面粗糙度的场合。切削力强，但表面较粗糙。
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中粒度（如36#， 46#）：最常用的范围。适用于一般清理、去中度氧化皮、为涂层制备表面。能在清洁力和表面粗糙度之间取得良好平衡。
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细粒度（如80#， 120#）：用于精细清理、去除轻微变色层、获得更光滑的表面，或作为粗喷后的精整。
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建议：对于大多数镍合金工件，F24-F60 是常用的起始选择范围。具体需根据工件初始状态和最终要求通过试验确定。
b. 喷砂设备与压力
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设备：推荐使用气压喷砂机。吸入式或压入式均可，但压入式效率更高。务必确保设备清洁、干燥、无油无水。
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压力：对于镍合金，压力通常控制在0.4 - 0.7 MPa（约60-100 psi）。压力过高可能导致磨料过度破碎、工件表面过度硬化（冷作硬化）或产生不必要的应力；压力过低则效率低下。对于薄壁件，应使用更低压力。
c. 操作角度与距离
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角度：通常以 60° - 75° 的角度对准表面进行喷射，以达到最佳的清理和毛化效果。垂直（90°）冲击主要用于局部顽固污渍，但大面积使用可能形成过深的凹坑。
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距离：通常保持 150 - 300 mm 的距离。距离过近会导致集中磨损和过热；距离过远则动能损失，效率下降。
d. 介质与环境
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磨料状态：必须使用清洁、干燥的棕刚玉。受潮或污染的磨料会影响喷砂效果并可能污染表面。可重复使用，但需过筛去除粉尘和碎粒。
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环境：喷砂区域也应保持干燥，防止工件在喷砂后立即生锈（虽然镍合金本身耐蚀，但喷砂后的新鲜活性表面在潮湿环境中也可能发生轻微氧化）。
3. 相对于其他磨料的优势
| 磨料类型 | 对镍合金喷砂的优缺点 |
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| 棕刚玉 | 优点：硬度高、切削力好、无铁污染、性价比高。 缺点：粉尘较大（需做好防护），可破碎重复使用次数少于某些高端磨料。 |
| 白刚玉/陶瓷砂 | 硬度更高、更耐磨、产生的粉尘更少、棱角更锋利，能产生更均匀的表面。但成本远高于棕刚玉。通常用于要求极高的航空航天部件。 |
| 玻璃珠 | 能产生更光亮、残余压应力更小的表面，主要用于清洁和光饰，去氧化皮能力弱。不适合需要毛化涂层的预处理。 |
| 钢砂/钢丸 | 绝对禁止用于镍合金。会导致铁污染嵌入，引发点蚀，严重影响耐腐蚀性和高温性能，特别是在酸性或氯化物环境中。 |
| 核桃砂/植物性磨料 | 软而脆，主要用于清洁去污，几乎没有切削力，无法用于去除镍合金坚硬的氧化皮或制备粗糙表面。 |
4. 安全与后续处理注意事项
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安全防护：棕刚玉喷砂会产生大量二氧化硅粉尘（虽然棕刚玉本身硅含量不高，但粉尘仍有害）。必须配备：
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合格的防尘呼吸器（供气式最佳）。
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防护服、手套、面罩或头盔。
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良好的通风除尘系统。
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工件清洁：喷砂后，必须使用清洁、干燥的压缩空气彻底吹净工件表面和缝隙中的磨料粉尘。必要时可用溶剂擦拭。
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及时后续处理：喷砂后暴露出的新鲜金属表面活性很高，应尽快（建议在4-8小时内）进行下一道工序（如喷涂、涂漆或封存），以防再次氧化或污染。
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表面检查：喷砂后检查表面，应达到均匀的灰白色金属哑光状态，无亮点、无残留污染物，粗糙度符合要求。
总结建议
对于镍合金喷砂，棕刚玉是一种经济、有效且安全（无铁污染）的磨料选择。
