本公開涉及用于通過噴砂處理進行鑄件的研磨清理的鐵系投射材料。

背景技術(shù)：

以往，為了對鑄件進行將在鑄造后附著于表面的鑄造砂、形成于母材表面的銹等鐵鱗除去的研磨清理，進行將硬質(zhì)粒子向鑄件投射的噴砂處理。這種鑄件的研磨清理大多使用鋼材質(zhì)的球狀粒子(例如參照專利文獻1)。另外，還公知有對粒徑分布進行了調(diào)整的投射材料(例如參照專利文獻2)。

專利文獻1：日本特開平6－297132號公報

專利文獻2：日本特開2001－353661號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在落砂前的鑄件的最表層形成有成為比較厚的脆性材料的鑄造砂層，在其下層形成有鐵鱗層、鐵鱗以及母材混合層。為了將它們高效地除去，需要使用具有較大的研磨清理力并且研磨清理效率高的投射材料。然而，用于噴砂處理的投射材料一般也用于毛刺去除、表面粗度的提高等其它用途。因此，雖然能夠根據(jù)用途適當?shù)剡x定投射材料的粒徑以及硬度，但并未發(fā)現(xiàn)粒徑分布等被調(diào)整而專門用于鑄件的研磨清理的投射材料。另外，雖然存在如專利文獻2所記載的投射材料那樣粒徑分布被調(diào)整了的投射材料，但對適于鑄件的研磨清理、具有更大的研磨清理力并且研磨清理效率高的投射材料有需求。

在噴砂裝置的操作中，在將規(guī)定量的投射材料投入噴砂裝置進行鑄件的研磨清理時，投射材料反復進行投射、回收、細粉末的除去以及投射的循環(huán)。在反復進行投射的情況下，投射材料被粉碎成為細粉末。這種細粉末通過分離器被分選、除去。由于噴砂裝置內(nèi)的投射材料量減少被除去的量，所以補給與減少量對應(yīng)的投射材料。若反復進行投射材料的供給、粉碎、向裝置外的排出，則裝置內(nèi)的投射材料的粒徑分布穩(wěn)定在與初始的粒徑分布不同的恒定的粒徑分布。將該穩(wěn)定了的粒徑分布的狀態(tài)稱為操作混合。為了高效地進行鑄件的研磨清理，需要將操作混合形成后的裝置內(nèi)投射材料的粒徑分布以適于研磨清理的方式進行管理。

在本技術(shù)領(lǐng)域中，在用于通過噴砂處理進行鑄件的研磨清理的鐵系投射材料中，希望提供研磨清理力與研磨清理效率均提高的適于鑄件的研磨清理的投射材料。另外，希望提供操作混合形成后的裝置內(nèi)投射材料的粒徑分布成為適于鑄件的研磨清理的分布的投射材料。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個方面的投射材料是用于通過噴砂處理對鑄件的表面進行研磨清理的鐵系投射材料，投射材料的維氏硬度(作為日本工業(yè)規(guī)格的jisz2244)為hv300～600的范圍，投射材料的粒徑d為0.85mm＜d≦2.36mm，投射材料的粒徑d的分布如下：頻度分布(作為日本工業(yè)規(guī)格的jisg5904)中的粒徑區(qū)間1.18mm＜d≦1.40mm的頻度為最大，粒徑區(qū)間1.70mm＜d≦2.00mm的頻度為頻度分布中的粒徑區(qū)間1.18mm＜d≦1.40mm的頻度的0.4～1.0倍，并且粒徑區(qū)間1.40mm＜d≦1.70mm的頻度為頻度分布中的粒徑區(qū)間1.18mm＜d≦1.40mm的頻度的0.2～0.7倍。以下，帶有jis的標號為日本工業(yè)標準。

根據(jù)該投射材料，在鑄件的研磨清理中，能夠通過粒徑區(qū)間1.70mm＜d≦2.00mm的粒子提高研磨清理力，通過粒徑區(qū)間1.18mm＜d≦1.40mm的粒子提高覆蓋度(每恒定面積的投射材料的實際打痕面積)。由此，該投射材料能夠形成為研磨清理力與研磨清理效率都提高的適于鑄件的研磨清理的投射材料。這里，“粒徑區(qū)間1.18mm＜d≦1.40mm的粒子”是指通過jisz8801(2006)所規(guī)定的網(wǎng)眼公稱尺寸為1.40mm的標準篩并且被網(wǎng)眼公稱尺寸為1.18mm的標準篩捕獲到(未通過)的粒子。另外，投射材料也可以含有最大5％左右的粒徑區(qū)間的下限值以下的小徑的粒子。

投射材料的粒徑d的分布也可以如下：粒徑區(qū)間1.70mm＜d≦2.00mm的頻度為頻度分布(jisg5904)中的粒徑區(qū)間1.18mm＜d≦1.40mm的頻度的0.6～0.8倍，并且粒徑區(qū)間1.40mm＜d≦1.70mm的頻度為頻度分布(jisg5904)中的粒徑區(qū)間1.18mm＜d≦1.40mm的頻度的0.3～0.6倍。這樣構(gòu)成的投射材料能夠進一步提高研磨清理力與研磨清理效率，能夠優(yōu)選使用。

投射材料也可以是第一投射材料和第二投射材料的混合物，第一投射材料的粒徑d為1.18mm＜d≦2.36mm且粒徑區(qū)間1.70mm＜d≦2.00mm的頻度為最大，第二投射材料的粒徑d為0.85mm＜d≦1.40mm且粒徑區(qū)間1.18mm＜d≦1.40mm的頻度為最大。這樣，投射材料能夠通過混合被調(diào)整為研磨清理力提高的第一投射材料和被調(diào)整為覆蓋度提高的第二投射材料而制成。

當通過噴砂裝置的操作而穩(wěn)定在恒定的粒徑分布的操作混合形成后的投射材料的粒徑分布區(qū)分為粒徑超過1.18mm的第一粒體、粒徑為1.18mm以下且超過0.85mm的第二粒體以及粒徑為0.85mm以下的第三粒體時，可以滿足(第一粒體的比率)≧(第二粒體的比率)≧(第三粒體的比率)。在該情況下，針對投射材料，使操作混合形成后的裝置內(nèi)投射材料的粒徑分布成為研磨清理力較大的第一粒體比現(xiàn)有的投射材料多的適于鑄件的研磨清理的分布。

也可以是第一粒體的比率為60重量％以上，第二粒體的比率為5～30重量％，第三粒體的比率為20重量％以下。通過使操作混合形成后的裝置內(nèi)投射材料的粒徑分布為上述粒徑分布，能夠形成為研磨清理力與研磨清理效率都提高的適于鑄件的研磨清理的投射材料。

根據(jù)本發(fā)明的各方面，在用于通過噴砂處理進行鑄件的研磨清理的鐵系投射材料中，能夠提供研磨清理力與研磨清理效率都提高的適于鑄件的研磨清理的投射材料。另外，根據(jù)本發(fā)明的各方面，能夠提供操作混合形成后的裝置內(nèi)投射材料的粒徑分布成為適于鑄件的研磨清理的分布的投射材料。

附圖說明

圖1是實施方式的投射材料的粒徑分布的示意圖。

圖2是表示實施例的投射材料的粒徑分布的說明圖。

圖3是表示研磨清理試驗后的試料的表面狀態(tài)的說明圖。

圖4是說明圖3所示的表面狀態(tài)的表。

圖5是表示研磨清理試驗后的試料的除銹度的測定結(jié)果的說明圖。

圖6是表示壽命試驗的結(jié)果的說明圖。

圖7是表示操作混合形成后的粒徑分布(推斷)的說明圖。

具體實施方式

本實施方式的投射材料是能夠用于通過噴砂處理對鑄件的表面進行研磨清理的鐵系投射材料。

投射材料是由從維氏硬度hv300～600的范圍選擇出的鐵系材料構(gòu)成的球狀鋼丸。這里，作為這種鐵系材料，例如能夠采用如下粒子：該粒子的成分系為c：0.8～1.2重量％、mn：0.35～1.20重量％、si：0.40～1.50重量％、p≦0.05重量％、s≦0.05重量％、剩余部分包含fe以及不可避免的雜質(zhì)，并且該粒子具有回火馬氏體組織或者類似的組織。這種粒子例如能夠通過水霧化法等公知方法制成。這里，對投射材料而言，硬度在hv300以上是對研磨清理對象足夠的硬度，且在hv600以下使投射材料具有足夠的韌性。這樣，由于本實施方式的投射材料兼具足夠的硬度與韌性，所以能夠優(yōu)選用于鑄件表面的研磨清理。這里，維氏硬度hv基于日本工業(yè)標準jisz2244(2009)。

圖1是實施方式的投射材料的粒徑分布的示意圖。對橫軸的粒徑而言，將粒徑區(qū)間的下限值作為代表值示出。在以下的粒徑分布的圖中相同。投射材料的粒徑d滿足0.85mm＜d≦2.36mm，投射材料的粒徑d的分布被調(diào)整為：頻度分布(jisg5904)中的粒徑區(qū)間1.18mm＜d≦1.40mm的頻度為最大，粒徑區(qū)間1.70mm＜d≦2.00mm的頻度為粒徑區(qū)間1.18mm＜d≦1.40mm的頻度的0.4～1.0倍，并且粒徑區(qū)間1.40mm＜d≦1.70mm的頻度為粒徑區(qū)間1.18mm＜d≦1.40mm的頻度的0.2～0.7倍。這里，粒徑分布的測定方法基于日本工業(yè)標準jisg5904(1966)，以重量分布表示。

投射材料的粒徑d的分布例如調(diào)整為：粒徑區(qū)間1.70mm＜d≦2.00mm的頻度為粒徑區(qū)間1.18mm＜d≦1.40mm的頻度的0.6～0.8倍，并且粒徑區(qū)間1.40mm＜d≦1.70mm的頻度為粒徑區(qū)間1.18mm＜d≦1.40mm的頻度的0.3～0.6倍。據(jù)此，能夠進一步提高研磨清理力與研磨清理效率，能夠優(yōu)選用于鑄件的研磨清理。

具有這種粒徑分布的投射材料能夠混合第一投射材料和第二投射材料而制成，其中，上述第一投射材料的粒徑d為1.18mm＜d≦2.36mm且粒徑區(qū)間1.70mm＜d≦2.00mm的頻度最大；上述第二投射材料的粒徑d為0.85mm＜d≦1.40mm且粒徑區(qū)間1.18mm＜d≦1.40mm的頻度最大。即，投射材料是第一投射材料與第二投射材料的混合物。

例如，若對鑄件的研磨清理僅使用第一投射材料，則雖然能夠增大研磨清理力但每單位重量的粒子數(shù)較少，因此導致覆蓋度(每恒定面積的投射材料的實際打痕面積)的降低。另一方面，第二投射材料能夠提高覆蓋度(coverage)，但與第一投射材料相比，對特別牢固的砂鐵鱗，研磨清理力較低。因此，雖然對鑄造用砂、鐵鱗的除去具有足夠的研磨清理力，但對于除去在鑄造用砂表面產(chǎn)生的粘砂等，研磨清理力不足，研磨清理時間變長。

在本實施方式的投射材料中，通過將上述投射材料以成為上述粒徑分布的方式混合，能夠維持各自的優(yōu)點，并對研磨清理力不足的部分進行增補。能夠通過第一投射材料提高研磨清理力，通過第二投射材料提高覆蓋度。即，能夠進行研磨清理力與研磨清理效率均提高的研磨清理。

另外，通過將第一投射材料與第二投射材料混合制成投射材料，能夠?qū)⒘椒植夹纬蔀閷嶋H上連續(xù)的分布。由此，基于研磨清理的打痕的大小具有連續(xù)的分布，所以能夠增大覆蓋度，能夠高效地進行研磨清理。

第一投射材料以及第二投射材料能夠使用jisz8801(2006)所規(guī)定的篩眼0.85～2.36mm的篩子對通過水霧化法等公知方法制成的粒子進行分級，將其以成為所希望的粒徑分布的方式混合、調(diào)整從而制成。

接下來，對使用上述投射材料通過噴砂處理進行鑄件的研磨清理的方法進行說明。

使用本實施方式的投射材料進行鑄件的研磨清理例如能夠使用專利文獻1所記載的公知的離心型噴砂裝置。此外，研磨清理方法并不限定于使用該噴砂裝置的方法。

噴砂裝置具備進行投射材料的存積以及定量供給的料斗；投射投射材料的葉輪單元；使投射材料循環(huán)的循環(huán)裝置；將投射材料與砂、鐵鱗分離的分離器；以及集塵裝置。

投射材料從料斗被投入葉輪單元，投入到葉輪單元的投射材料在葉輪單元內(nèi)被加速并向配置于投射室內(nèi)的鑄件投射。由此，進行鑄件的研磨清理。

被投射出的投射材料和通過噴砂處理從鑄件除去的砂、鐵鱗一起通過循環(huán)裝置被回收，并被送至分離器。

在分離器中，使投射材料呈圍裙狀地落下，并利用通過集塵器產(chǎn)生的氣流對砂、鐵鱗以及被粉碎的微小的投射材料進行分選，將它們向集塵器以及裝置外排出。將對研磨清理有效的投射材料再次向葉輪單元供給，進行循環(huán)使用。

由于裝置內(nèi)投射材料量減少排出到裝置外的量，所以需要補給與減少量對應(yīng)的量的投射材料。投射材料的減少通過葉輪單元的負載電流值檢測，新的投射材料被自動地或手動地向料斗補給。

反復進行上述投射、細粉末向裝置外的排出、補給的一系列操作的結(jié)果是，裝置內(nèi)投射材料的粒徑分布穩(wěn)定在與未使用的投射材料的粒徑分布不同的恒定的粒徑分布。將該穩(wěn)定后的粒徑分布的狀態(tài)稱為操作混合。對投射材料而言，將操作混合形成后的裝置內(nèi)投射材料的粒徑分布以能夠進行高效的研磨清理的方式進行管理是重要的。

通過使用本實施方式的投射材料，不用基于特別的裝置、方法，操作混合形成后的噴砂裝置內(nèi)的粒徑分布就能夠形成為滿足(第一粒體的比率)≧(第二粒體的比率)≧(第三粒體的比率)的特征分布。即，能夠在噴砂裝置的通常操作中實現(xiàn)。投射材料區(qū)分為粒徑超過1.18mm的第一粒體、粒徑為1.18mm以下且超過0.85mm的第二粒體以及粒徑0.85mm以下的第三粒體。而且，粒徑分布也可以被管理為，第一粒體的比率為60重量％以上，第二粒體的比率為5～30重量％，第三粒體的比率為20重量％以下。

將該粒徑分布與基于以往作為鑄件的研磨清理的操作混合基準的economicalandfunctionalaspectsofblastcleaningabrasivesblastingtheory”(wheelabrator社發(fā)行，1972年)的粒徑分布進行了比較。將比較結(jié)果在表1中示出。此外，本實施方式的“第三粒體”是表1中的對現(xiàn)有基準的第三粒體以及第四粒體進行混合而得的混合物。

[表1]

如表1所示，本實施方式的投射材料通過第一投射材料的添加，示出含有遠遠多于現(xiàn)有的投射材料的量的研磨清理力較大的第一粒體這一特征分布。

第一粒體的研磨清理力較高，特別對位于鑄件的最表層的牢固的鐵鱗層的除去有效。通過與現(xiàn)有的投射材料相比使第一粒體增大，能夠縮短研磨清理時間。

第二粒體是與以往相同程度的量，由此能夠確保覆蓋度。

第三粒體的研磨清理力較低，無法有效地除去鐵鱗，因此與現(xiàn)有的投射材料相比被減少。另外，第三粒體包含鑄造用砂，通過使第三粒體減少，能夠抑制鑄造用砂的混入，因此能夠抑制構(gòu)成噴砂裝置的部件的損耗。

在使用本實施方式的投射材料的情況下，能夠使操作混合形成后的噴砂裝置內(nèi)的粒徑分布形成為適于鑄件的研磨清理的上述分布。

(變更例)

投射材料的形態(tài)并不限定于鋼丸，也能夠使用砂粒、鋼線粒等。

第一投射材料與第二投射材料可以為相同材質(zhì)，也可以由硬度不同的材質(zhì)形成。

(實施方式的效果)

根據(jù)本實施方式的投射材料，在通過噴砂處理進行鑄件的研磨清理時，能夠成為研磨清理力與研磨清理效率均提高的適于鑄件的研磨清理的投射材料。另外，能夠成為操作混合形成后的裝置內(nèi)投射材料的粒子分布成為適于鑄件的研磨清理的分布的投射材料。

實施例

以下，說明為了確認本發(fā)明的效果而進行的實施例。

(1)研磨清理試驗

進行了使用實施方式的投射材料的研磨清理試驗。本試驗所使用的被加工物通過使材質(zhì)為fc250、在澆注溫度1350℃進行澆注、在澆注后30分鐘后進行分箱、以3℃/min的冷卻速度進行冷卻而獲得。產(chǎn)品重量約為30.5kg。試驗所使用的投射試驗裝置是噴丸機sntx－i型(新東工業(yè)株式會社)，以投射速度73m/s、工作臺自轉(zhuǎn)速度6rpm實施。

供試驗的投射材料通過準備第一投射材料和第二投射材料并且將兩者混合調(diào)整粒徑分布而制成，其中，上述第一投射材料調(diào)整為粒徑d為1.18mm＜d≦2.36mm且粒徑區(qū)間1.70mm＜d≦2.00mm的頻度為最大，上述第二投射材料調(diào)整為粒徑d為0.85mm＜d≦1.40mm且粒徑區(qū)間1.18mm＜d≦1.40mm的頻度為最大。硬度均為hv450。在圖2中示出粒徑分布。圖2是表示實施例的投射材料的粒徑分布的說明圖。

該粒徑分布滿足實施方式的投射材料的粒徑分布的條件。另外，作為比較例，以φ1.7mm(粒徑范圍：1.40mm＜d≦2.36mm)的鋼丸也實施了試驗。投射密度為150～300kg/m²。在實施例、比較例中，均將投射材料投入投射試驗裝置，反復進行連續(xù)運轉(zhuǎn)以及補給形成操作混合，然后進行了投射試驗。

將研磨清理試驗后的試料表面在圖3中示出。圖3是表示研磨清理試驗后的試料的表面狀態(tài)的說明圖。將凸凹部與文字部(刻印部)放大觀察完成狀況，實施了基于目視觀察的評價。外觀目視觀察的詳細情況在圖4中進行了總結(jié)。圖4是說明圖3所示的表面狀態(tài)的表。如圖3以及圖4所示，在比較例中，在投射密度為150kg/m²～250kg/m²的范圍，確認到在由虛線圍起的虛線區(qū)域存在鐵鱗。而且，在投射密度為300kg/m²的時刻鐵鱗被除去。因此，在比較例中，在完成之前需要投射密度為300kg/m²。另一方面，在實施例中，在投射密度為150kg/m²～200kg/m²的范圍，確認到在由虛線圍起的虛線區(qū)域存在鐵鱗。而且，在投射密度為250kg/m²的時刻，鐵鱗被除去。即，在實施例中，確認到在投射密度為250kg/m²下完成。

放大觀察平坦區(qū)域，對除銹度進行了測定。結(jié)果如圖5所示。圖5是表示研磨清理試驗后的試料的除銹度的測定結(jié)果的說明圖。認為伴隨著投射密度增加除銹度增加。除銹度90％以上相當于目視觀察外觀評價的完成結(jié)束點。確認到在實施例中能夠在投射密度比比較例低17％的狀態(tài)下實現(xiàn)同等的完成，能夠縮短研磨清理時間。

(2)壽命試驗

投射材料的壽命試驗遵照saej445所規(guī)定的100％replacementmethod，使用歐文式壽命測試儀，以投射速度60m/s、截屏(cutscreen)0.710mm的條件進行。結(jié)果如圖6所示。

圖6是表示壽命試驗的結(jié)果的說明圖。針對達到新的投射材料的累計補給量為100g的循環(huán)數(shù)，在比較例中是2940次循環(huán)，相對于此，在實施例中，是3400次循環(huán)，認為壽命提高16％。

壽命試驗是對實際的噴砂裝置的操作進行了模擬的試驗，能夠根據(jù)試驗后的投射材料的狀態(tài)推斷操作混合形成后的粒徑分布。結(jié)果如圖7所示。圖7是表示操作混合形成后的粒徑分布(推斷)的說明圖。確認到該粒徑分布滿足實施方式的投射材料的操作混合形成后的粒徑分布，在使用實施方式的投射材料的噴砂處理中，能夠獲得所希望的粒徑分布。