在氣動(dòng)噴砂機(jī)過程中,磨料對(duì)基材表面上的切削、撞擊和沖擊作用,使基材表面產(chǎn)生大量的凹陷和隆起,其中凹陷的部分稱為波谷,隆起的部分稱為波峰。這些波峰和波谷形成了工件表面高低起伏的形貌,也構(gòu)成了表面粗糙度。因此,磨料的粒度、硬度、形狀,基材的特性,空氣的壓力、噴嘴與工件表面的距離以及磨料噴射角等都會(huì)影響表面粗糙度的大小。氣動(dòng)噴砂過程屬于接觸和碰撞范疇,它所涉及到的幾何非線性及材料非線性決定了對(duì)其分析的復(fù)雜性與艱巨性。目前對(duì)該問題的研究方法主要是理論分析與試驗(yàn)研究。鑒于噴砂過程的復(fù)雜性,本文分析時(shí)假設(shè)磨料為尺寸一致的規(guī)則球體基材為表面平整的金屬板,并以單個(gè)顆粒的沖擊過程作為分析的基礎(chǔ)。在不考慮磨料反彈時(shí)的彈性恢復(fù)情況下,將單個(gè)顆粒垂直沖擊試件的過程分為試件的彈性變形階段、塑性變形初始段及全塑性變形階段。表面粗糙度的大小主要取決于磨料沖擊基體材料所產(chǎn)生的蝕坑深度和接觸半徑。環(huán)氧樹脂漆具有附著力強(qiáng)、耐化學(xué)腐蝕性好等特點(diǎn),已廣泛用于各行各業(yè)鋼構(gòu)件的防腐涂裝。噴砂是鋼構(gòu)件涂裝前的一種重要表面預(yù)處理方法,它以壓縮空氣為動(dòng)力,使磨料高速噴射工件表面,既可除去工件表面的污染物,又能使工件表面形成一定的粗糙度。與其它表面預(yù)處理工藝相比,噴砂是最徹底、最通用、最迅速的表面處理方法,特別適合于對(duì)鋼構(gòu)件表面除銹質(zhì)量要求較高的重要防腐工程中。

噴砂機(jī)噴砂工藝參數(shù)主要包括工作氣壓、噴射的角度與距離、磨料的特性(如粒度度、大小)等,它們直接決定噴砂效果和表面形貌,并最終影響涂層與基體之間的結(jié)合強(qiáng)度。結(jié)合強(qiáng)度又稱為吸附力,表示涂層與金屬基體之間結(jié)合的牢固程度,其實(shí)質(zhì)是界面間的相互作用力,其大小決定涂層的使用壽命。可以查到的文獻(xiàn)表明,國內(nèi)外對(duì)噴砂工藝的研究主要集中在清理效率方面,而其對(duì)涂層結(jié)合強(qiáng)度的影響未見報(bào)道。因此,研究噴砂工藝參數(shù)對(duì)涂層結(jié)合強(qiáng)度的影響,不僅對(duì)于優(yōu)化噴砂工藝參數(shù),實(shí)現(xiàn)噴砂表面粗糙度的最佳化,提高涂層結(jié)合強(qiáng)度和延長涂層使用壽命具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價(jià)值,而且對(duì)于豐富室溫涂層的表面吸附理論、推動(dòng)我國表面技術(shù)的發(fā)展,具有著重要的理論意義和社會(huì)意義。本文以噴砂鋼構(gòu)件表面環(huán)氧樹脂涂層結(jié)合強(qiáng)度為研究對(duì)象,對(duì)噴砂表面粗糙度的形成機(jī)理、粗糙度對(duì)涂層基體系統(tǒng)的界面應(yīng)力的影響以及噴砂工藝參數(shù)對(duì)涂。