車輪鍛件表面清理方法總結

車輪鍛件的表面清理是鍛造工藝中非常重要的一環，直接影響到后續加工（如熱處理、機加工）的質量以及最終產品的性能。以下是車輪鍛件常用的表面清理方法，可以分為初級清理（去除主要氧化皮）和精整清理（獲得更佳表面狀態）兩大類。

一、 初級清理（去除鍛后氧化皮和表層缺陷）

這類方法主要用于行車輪鍛造后，迅速去除工件表面形成的大量氧化鐵皮（氧化皮），并暴露出皮下裂紋、折疊等缺陷。

拋丸清理 (Shot Blasting)

原理：利用高速旋轉的葉輪將金屬彈丸（鋼丸、鑄鐵丸、不銹鋼丸等）高速拋射到工件表面，通過沖擊和摩擦作用去除氧化皮和雜質。

優點：

效率高，適合大批量生產。

清理效果均勻、徹底。

能同時實現表面強化（噴丸強化），提高工件的疲勞強度。

易于自動化，常與鍛造生產線聯動。

應用：這是車輪鍛件最主流、最常用的清理方法。通常使用通過式拋丸機，車輪在輥道上旋轉通過拋丸室，實現全方位無死角的清理。

噴砂清理 (Sand Blasting)

原理：與拋丸類似，但使用的是壓縮空氣將磨料（石英砂、棕剛玉、玻璃微珠等）高速噴射到工件表面。

優點：

靈活性高，適合清理復雜形狀和內孔。

可選擇不同磨料以達到清理、毛化或光飾等不同效果。

設備成本相對較低。

缺點：

效率低于拋丸，粉塵大，環保和工人健康要求高。

磨料損耗大，成本較高。

應用：更多用于中小批量生產、局部清理或對表面粗糙度有特殊要求的場合。

酸洗清理 (Pickling)

原理：將工件浸入一定濃度的酸溶液（如硫酸、鹽酸）中，通過化學反應溶解去除表面的氧化皮。

優點：

可以清理拋丸難以觸及的復雜內腔和深孔。

能完全去除氧化皮，表面清潔度高。

缺點：

環境污染大，廢酸處理成本高。

易造成氫脆風險，對高強度車輪鍛件需后續進行去氫處理。

對基體金屬有輕微腐蝕。

工藝過程控制要求嚴格。

應用：通常作為拋丸清理的補充，用于清理要求極高的產品，或用于無損檢測（如磁粉探傷）前的徹底清理。目前在車輪鍛件的大批量生產中已較少使用。

二、 精整清理（去除局部缺陷和提高表面質量）

在初級清理后，為了去除暴露出來的微小缺陷或滿足更高的表面質量要求，會采用以下方法。

磨料輪打磨 (Grinding)

原理：使用角磨機、砂輪機等工具，配合砂輪、百葉片、磨盤等磨具，對表面的毛刺、飛邊、微小裂紋和折疊等局部缺陷進行手動或機械打磨。

優點：靈活、精準，可針對特定位置進行處理。

缺點：勞動強度大，效率低，對工人技能要求高，容易產生打磨過熱或凹坑。

應用：幾乎是所有車輪鍛件清理的必備工序，用于最終的精整和修磨。

碳弧氣刨 (Carbon Arc Gouging)

原理：利用碳棒與工件間產生的電弧高溫將金屬局部熔化，同時用壓縮空氣氣流將熔化的金屬吹除。

優點：效率高，適合快速清除較大的缺陷和多余金屬（如冒口殘余）。

缺點：熱影響區大，會改變局部組織，清理后必須進行打磨以去除熱影響層。

應用：主要用于清理鍛造過程中產生的較大缺陷，如深層次的裂紋或折疊。

液壓清理 (Hydraulic Descaling)

原理：利用超高壓水泵產生的高壓水（最高可達2500-3000 bar）噴射到高溫（約900°C）的鍛件表面。氧化皮遇急冷收縮破裂，并被高壓水流沖走。

優點：

環保無污染。

效率極高，可在鍛造成形后立即在線進行。

避免氧化皮被壓入工件表面，提高表面質量。

缺點：設備投資大，主要用于自動化程度非常高的大型鍛造生產線。

應用：越來越多地應用于現代化、自動化的車輪鍛造生產線中，作為熱態在線除磷的首選方法。

總結與選擇

對于行車輪鍛件，典型的清理流程是：

鍛造 → （熱態液壓清理） → 拋丸清理 → 檢查 → 打磨（精整） → 最終檢驗

具體方法的選擇取決于：

生產批量：大批量首選拋丸，小批量可考慮噴砂。

質量要求：要求越高，組合方法越多（如拋丸+酸洗+打磨）。

環保要求：環保要求高的地區會優先選擇拋丸和液壓清理，避免酸洗。

成本預算：綜合考慮設備投資、運行成本和人工成本。