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·新型磨料试验

多年来,磨料制造商和一些用户使用一种便携试验机来评估其磨料寿命。在某种程度上,这种设备可以比较同一厂家的某一批产品与另一批产品的一致性。但是,许多厂家或单位使用该设备来比较不同制造商所生产磨料的寿命或不同类型产品(高碳磨料、钢丝切丸、其他抛喷丸用料等)。许多因素可以影响结果,其中一项就是磨料的硬度。磨料越硬,弹性越强,磨料在抛喷丸室中反弹的次数越多,在测试期间受到的冲击力就更大。许多人没有考虑到不同标准(不包括:SAE J445)中的警告,并因此比较了两种没有相同属性的产品,得出结论就不是非常客观真实。

作为磨料行业的世界领导者大凡集团决定开发一款与实际抛丸机十分相似的试验机。WAAT-W Abrasives Abrasive Tester是一款独特的磨料试验机,在测试抛丸过程中的磨料寿命时提供更可靠、更精确的测试结果。
大凡自2009年以来一直专注于开发新型磨料试验机,不断改良这一最终版本的结构和流程。近期该公司在其位于上海的技术中心安装了第二台WAAT机器,最近已经完成了首次测试。
这款独特的试验设备可以支持磨料的开发与改进,并基于冲击力和抛丸叶片产生的摩擦力更精确地比较磨料的寿命分析。得益于其工艺,WAAT机器可以对磨料操作混合物进行测量。在产品特性的基础上,可以执行稳定的磨料尺寸混合并对其进行分析,因此可以获取更多信息和数据研发新的高性能磨料。
鉴于其配置,也可以测试不同靶板合金材料对不同磨料(形状、硬度和类型)的反复撞击产生的阻力数据。因此,无论是抛丸设备的制造商还是相关产品制造商,甚至是铸造厂,这款设备都可以对不同的样品进行可靠的对比测试。

运作方式

在开始之前,我们必须确认,SAE J445明确规定:“在实验室条件下,传统寿命试验机可用于在被测试抛丸具有一致性的情况下,比较其与同一制造商以前交付的同一类型弹丸的寿命。”我们还必须说明,该规范还说明了“从试验机获得的结果将不会用于确定生产机器的消耗或成本,因为实验室中没有复制其它生产因素。”这些缺失的其它因素主要是分离器风速、抛丸模式与各类设置参数,同时包括磨料粉尘污染情况和磨料类型、抛射速度和反弹效应、舱内衬板的硬度或者工件的硬度。
WAAT机器的内部设置叶轮,这种叶轮类似于所有自动抛丸机中的叶轮。叶轮在VFD(可变频率驱动器)上运行,因此最终可模拟计算客户的实际抛出速度。WAAT与常规寿命试验机相比的优势所在,常规寿命试验机的抛出速度固定在大约200英尺/秒(61米/秒),而WAAT可以将磨料加速到300英尺/秒(92米/秒)以上,甚至高达390英尺/秒(119米/秒)。除此以外,WAAT抛丸室内还有可拆卸靶板,具体方法取决于客户实际的抛丸流程。这些靶板材质包括铝/钢/铁和其他材料板,因此,抛丸机内部发生的“反弹”可以有完整立体的呈现方式。在当前所用的常规寿命试验机器中,通过双叶片将磨料颗粒抛到硬靶上。当颗粒撞击硬靶时,较硬的磨料颗粒将具有更大的反弹性,直到它们落入回收区以重复该过程。因此,磨料越硬,反弹力度越大,自身破碎的比例概率就会越高。
步骤:将约500克磨料添加到机器精确称重区,将精确地将指定重量的磨料放入料斗中,料斗从砂轮顶部开始在间隙之间移动,在磨料与实际的叶轮进行内部抛丸处理撞击后从叶轮下方收集样品。该料斗将从上到下运行500个周期,然后它将移动到过筛区。过筛区有一个安装好的振动筛,带有精确的“筛选”尺寸,网孔大小适合磨料的原始尺寸,经过调整后可以筛选正在测试的磨料。振动筛还配有一台精准的计重秤,可以计算运行期间损失的重量和百分比。磨料完成3000个周期后,磨料测试结束,并称取样品的最终重量。WAAT完全由PLC驱动,它使用计算机程序,按每500个周期的增量提供结果,直至其达到已设置好的周期数。这就使我们能够计算测试过程中损失部分的百分比以及它所达到的周期数。
此外,WAAT机器旨在有效地测量磨料传输的能量。可配备阿尔门试片,创建抛喷丸强化饱和度曲线,因此可以确定特定抛速下的磨料抛射强度。WAAT可用于在测试期间测量几种“抛喷丸强化阿尔门试片的弧高值”,以确定饱和点和抛喷丸强度,但不会干扰测试的有效性。这一点在常规寿命试验上只能测量1个饱和点,强度需要推导出来,这不是测量抛喷丸强度的最佳方法。
宗旨,在WAAT机器上执行的测试的结果表明:
磨料越硬,传递的能量越多;
磨料越软,在常规寿命试验机中表现的性能就越好,但在WAAT机器中并不如此;
较硬的磨料清理零件效率一般也更快;
考虑到每一预计质量的数量,对于具有相同能量的磨料,尺寸越小,覆盖率越高,潜在的清理效率就更快;
磨料越硬,弹性更高,在反弹有用且必要的情况下,对零件内部的清理效果也越好;
高碳磨料在48RHc时是具有最佳清理效果和寿命的平衡点。
常规寿命试验机只可检测一致性产品的寿命对比(如SAE J445规范中所述),本款WAAT机器创新之处在于它可以测量或对比不同磨料的实际性能。

主要优点

提供可靠的磨料消耗信息
证明磨料之间的质量差异
可以更精确地将测试条件设置为客户已知的真实抛丸参数条件
现在可以计算磨料消耗量,单位是磅(公斤)/抛出吨,以及周期数

总结

凭借其高水平的投资和开发,大凡集团向市场推出了这种新型磨料试验机,该机器能够模拟客户现场抛丸机的工作状态。此款机器可以说是填补了磨料测试领域中的空白,同时可以帮助终端用户优化磨料和抛丸工艺。整个大凡集团及其所有分公司正在使用这款新的WAAT机器,以监测所售磨料的各项性能,当然,许多关注产品性能的高端客户也在使用此检测设备。


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