概述

       因噴砂施工所面臨的生產率和環境的利害關系使得熟知噴砂磨料的特性已經成為在如今的商業環境中生存及保持競爭優勢的明確要求。

       介紹

       表面噴砂處理是建立防護涂料系統重要的一步。多年以來的多次試驗得出結論：在噴砂清潔提供穩定性錨鏈狀外觀的表面進行涂裝施工可以獲得高質量的防腐性和耐用性。為獲得適當的表面粗糙度必須選擇適合工程打磨要求的磨料。某些情況下，因為噴砂殘留物會破壞表面清潔的度，必須考慮打磨性不強的噴砂粒子。現今的商業環境對品質保證和環境要求很嚴，因此熟知噴砂磨料的特性非常關鍵。不幸的是，沒有一種噴砂磨料適合所有的施工工程，幸運的是，有多種不同類型磨料和等級，能保證工程的完成。學習每種磨料的特點能幫助你選擇更具效率和利益的噴砂磨料。

       決定項目最適當的噴砂磨料，先必須明確磨料的定義：磨料是指一種用于研磨、拋光的物質。可以是自然物質、人工制造或者某一加工程序的副產品。經常使用的材料包括：

       1、硅砂；2、鋯石；3、銅渣石榴石；4、玉米穗軸粒；5、陶瓷；6、氧化鋁；7、鎳渣；8、十字石；9、胡桃殼；10、橄欖石；11、金剛砂；12、鋼砂；13、塑膠粒子；14、鋼丸。

       一、磨料的特性

       當選擇需要的磨料時，必須考慮到各自的特性。這些特性包括磨料的硬度、形狀、尺寸、顏色、重量、化學成分、可獲得性、成本和環境因素,最好根據每個項目作出選擇。

       1、硬度

       磨料的硬度決定了噴砂粒子能否形成蝕刻或在特定的基材表面形成錨鏈狀外觀。決定磨料硬度的一種方法是Mohs硬度尺。該尺的范圍是從1到10，1表示最軟（云母）10表示最堅硬（鉆石）。一般達到錨鏈狀外觀噴砂粒料的硬度是6.0或更高。但也有一些要求使用范圍在3.0到4.5軟性粒料，這些粒料不會對玻璃或鋼材表面形成蝕刻，但會除去外來污物,提供表面清潔度，主要用于不希望損傷基材表面或噴砂粒子或殘留物會對周圍環境造成損害的區域。軟噴砂粒料通常用于周圍有軸承或其他易損壞機器的范圍。鋼砂和鋼丸屬于硬磨料，用RockwellC法表示硬度。硬度范圍在42到65之間。鋼砂在鋼結構表面形成蝕刻，而鋼丸在鋼結構表面形成凹痕。

       2、形狀

       磨料的形狀各不相同，有角狀、塊狀、半圓狀或球狀。有銳邊的角狀磨料在清除基材上附著緊密的物質或污物時清潔率最高。角狀磨料的銳邊可使鋼材表面形成錨鏈狀外觀，為涂料的提供良好的機械性附著。除非常難以清除的污物外，塊狀磨料都能保證很好的清潔率。半圓或球狀磨料能在表面形成凹痕，這些磨料主要用來增加表面硬度。

       3、尺寸

       磨料的尺寸影響清潔率和所形成的錨鏈狀外觀。通過美國篩分法或粒子直徑決定尺寸法區分粒料等級和包裝，美國篩分法即是粒度分級法。磨料通常分成4篩到325篩，篩的尺寸越小，磨料粒子越大。8-16級粒料非常粗糙，主要用于難清潔或需要較深錨鏈狀外觀的表面；20-40級適用于一般性用途；80-120級用于拋光金屬表面。圓形或球形噴砂粒子通過粒料直徑來區分等級，尺寸范圍在0.070-0.660英尺之間。采用統一等級尺寸的磨料才能確保通過噴砂機測量閥的精確流量，采用統一等級的硬磨料才能保障基材表面穩定的粗糙度。

       4、顏色

       如果考慮的是選擇磨料類型時，顏色就不是很重要，但某些情況下也是關鍵因素。噴砂后的表面殘余物會影響外觀。黑色磨料因為不易反射太陽光，比淺色積塵少，在需要照明的內部區域噴砂時這點特別重要。如果在密閉區域或進行維修的區域施工，磨料不易完全清除，從美觀的角度將選擇磨料顏色很重要。

       5、重量或比重

       磨料的重量會影響表面清潔度和表面粗糙度。重量由用磅/立方英尺表示，比重指的是粒子的密度，比重大意味著重量重。壓力相同的情況，重的粒料取得的錨鏈狀外觀更深。比重大的磨料產生的塵土少,比重輕的粒料對基材的沖擊力小，主要用于輕噴砂或拋光、除去毛刺等。

       6、化學成分

       為保證與基材的兼容性，必須考慮磨料的化學成分。當噴砂時，噴砂粒子會嵌入基材或留下殘余物，都會對防護性涂裝系統有損害。如果對不銹鋼基材采用鐵噴砂，嵌入的粒子會在基材上形成腐蝕電極。

       7、可獲得性

       必須確保所選擇的噴砂粒子有充足的供應量，易于獲取，能保證工程的順利完成。為保證最佳的工程效果，不建議中途更換磨料。很多磨料是天然礦石或其他工業的副產品，不太容易保障大批量的及時供貨。

       8、成本

       磨料成本是工程的關鍵因素。通常來說，由從供應商到施工現場的運費決定磨料的選擇。磨料的破損率也很重要。可通過噴砂櫥或有回收系統的噴砂間的充分再使用，降低高循環使用率的磨料成本。再循環率由噴砂壓力、硬度、延展性和磨料的尺寸決定。

       9、環境影響

       環境是決定磨料選擇的最后因素。包括：對噴砂工人呼吸的影響。工人在噴砂過程中必須使用呼吸設備，并監控整個噴砂過程。當噴砂區域空氣流通不佳時，必須采用正確的塵土回收設備，減少工人面臨的塵土。還應該考慮到分散到泥土里的磨料，封閉區域對有毒涂料應考慮額外的安全及工程控制措施。

       二、磨料的類別及特點

       以下所列的磨料目錄只是通常使用磨料，并不是全部，目的是為了為讀者提供更多的信息，并引起讀者尋找周圍可適用磨料的好奇心。熟知每種磨料的性能特點為保證項目的成功提供良好的開端。

       1、硅砂

       硅砂是一種廉價的磨料，在很多國家的很多地方都可以獲得。礦砂比較尖銳，河砂較圓。Mohs硬度是6-7，能在基材表面形成蝕刻或錨鏈狀外觀,有各種尺寸，呈棕色或棕褐色,可以通過回收再使用，含有95%-99%的二氧化硅（SiO2）。因硅肺病的危險，必須在噴砂過程中采取專門控制。美國職業安全與健康國家商業協會（NIOSH）建議標準PB-246-697第6部分a點2條描述：“無控制的硅噴砂將導致硅肺病的危險，必須特別注意。硅砂或其他材料含有大于1%的游離硅，必須禁止作為噴砂磨料在噴砂過程中使用。”并進一步指出：“最有效最直接排除硅肺病危險的方法是用毒性低的材料代替游離硅，噴砂過程中應考慮游離硅含量低于1%的替代品。”

       2、煤渣

       煤渣是公用事業產業副產品，塊狀，游離硅含量低于1%。Mohs硬度為6，能在基材表面形成蝕刻或錨鏈狀外觀，呈黑色帶有綠色光澤，有各種大小，主要由氧化硅、氧化鋁和氧化鐵組成，可以回收使用幾次，但一般都一次性使用，屬低廉的磨料。

       3、銅渣

       銅渣是銅礦工業副產品，塊狀，游離硅含量低于1%，Mohs硬度為6，能在基材表面形成蝕刻或錨鏈狀外觀，因比重大會嵌入基材，呈黑色帶灰色光澤，有各種尺寸，屬廉價磨料。

       4、鎳渣

       鎳渣屬于副產品，塊狀，游離硅含量低于1%，Mohs硬度為6，能在基材表面形成蝕刻或錨鏈狀外觀，有各種尺寸，可以多次回收使用，但一般都一次性使用，屬低廉磨料。

       5、十字石

       十字石屬天然礦石，尖角狀，游離硅含量低于1%，由氧化鋁和氧化鐵組成，Mohs硬度為7，能在基材表面形成蝕刻或錨鏈狀外觀，可以多次回收使用，但用于戶外及噴砂櫥和有回收系統的噴砂間中只能一次性使用，有中等和小尺寸。

       6、陶瓷

       陶瓷是專門生產的磨料，尖角狀，游離硅含量低于1%，呈黑棕色/灰色，Mohs硬度為7，有各種尺寸，能在基材表面形成蝕刻或錨鏈狀外觀，可以多次回收使用。

       7、橄欖石

       橄欖石屬天然礦石，尖角狀，游離硅含量低于1%，Mohs硬度為6.5，能在基材表面形成蝕刻或錨鏈狀外觀，呈淡綠色，有各種尺寸，主要成分是氧化硅、氧化鎂、氧化鐵，可多次回收使用，但用于戶外噴砂及噴砂櫥和有回收系統的噴砂間使用只能是一次性。

       8、鋯石

       鋯石屬天然礦石，尖角狀，游離硅含量低于1%，在Moh硬度為6.5，能在基材表面形成蝕刻或錨鏈狀外觀，由鋯硅組成，呈棕色，因其快速切割性，主要在噴砂櫥和有回收系統的噴砂間中使用。

       9、氧化鋁

       陶瓷是專門生產的磨料，尖角狀，游離硅含量低于1%，呈黑色，Mohs硬度為8，有各種尺寸，能在基材表面形成蝕刻或錨鏈狀外觀，可以多次回收，因其快速切割性、低塵土、高成本，主要在噴砂櫥和有回收系統的噴砂間中使用。

       10、玻璃珠

       陶瓷是專門生產的磨料，球狀，游離硅含量低于1%，呈白色，Mohs硬度為6，有各種尺寸，可在表面形成凹痕，可以多次回收，因其快速清潔性和高成本主要在噴砂櫥和有回收系統的噴砂間中使用，用于增加表面硬度和去除毛刺。

       11、石榴石

       石榴石屬天然礦石，尖角狀，游離硅含量低于1%，呈紅色，Mohs硬度為7.5，有各種尺寸，能在基材表面形成蝕刻或錨鏈狀外觀，可以多次回收，因其快速切割性、低塵土、高成本，主要在噴砂櫥和有回收系統的噴砂間中使用。

       12、碳化硅

       碳化硅專門生產的磨料，尖角狀，游離硅含量低于1%，呈黑色，在Mohs硬度為8.5，有各種尺寸，能在基材表面形成蝕刻或錨鏈狀外觀，可以多次回收，因其快速切割性、低塵土、高成本，主要在噴砂櫥和有回收系統的噴砂間中使用。

       13、胡桃殼

       胡桃殼是農業副產品，塊狀，游離硅含量低于1%，Mohs硬度為3，不會在基材表面形成蝕刻，呈黑色，有各種尺寸，用于去除毛刺，清潔電器元件、精密螺紋或軸承周圍區域。

       14、玉米穗軸粒

       玉米穗軸粒是農業副產品，塊狀，游離硅含量低于1%，Mohs硬度為4.5，不會在基材表面形成蝕刻，呈黑色，有各種尺寸，用于清潔電器元件、鋁模、精密螺紋或軸承周圍區域。

       15、塑膠粒子

       塑膠粒子專門生產的磨料，塊狀，游離硅含量低于1%，Mohs硬度為3-4，塑膠粒子屬軟性，不會在基材表面形成蝕刻，因其高成本，主要在噴砂櫥和有回收系統的噴砂間中使用，用于清潔模具、螺紋及精密設備區域。

       16、鋼丸

       鋼丸專門生產的磨料，球狀，游離硅含量低于1%，成分是氧化鐵，RockwellC硬度為42-50，能在表面形成凹痕，回收使用次數達100次以上，使用成本低，主要用于旋轉輪噴砂機，也為其他金屬提供表面硬度。

       17、鋼砂

       鋼砂是專門生產的磨料，尖角狀，游離硅含量低于1%，成分是氧化鐵，RockwellC硬度為42-62，回收使用次數達100次以上，使用成本低，主要在噴砂櫥和有回收系統的噴砂間中使用，也可與鋼丸混合，通過旋轉輪噴砂機達到特殊的錨鏈狀外觀。

       總結

       本文對噴砂磨料總觀點描述目的是鼓舞讀者能有意識地發覺周圍更適合工程完成的磨料。本文介紹的各種磨料都有其優缺點，目前市場上銷售的有更多性能良好的磨料。為在競爭中獲勝，經濟有效地完成項目，必須熟悉每種磨料。選擇適當磨料，成本和生產率很重要，但對于環境因素的考慮也必不可少。