打砂对金属表面处理的具体作用及其物理化学原理是什么？

问题描述

精选答案

打砂对金属表面处理到底有怎样的具体作用，其背后的物理化学原理又是什么呢？

打砂对金属表面处理的具体作用

1. 清理表面杂质：打砂能够去除金属表面的铁锈、氧化皮、油污、旧涂层等杂质，使金属表面露出洁净的本体，为后续的加工或涂装等工艺提供良好的基础。例如在船舶制造中，经过打砂处理后，能有效清除船体表面的锈迹，提高后续防腐涂层的附着力。
2. 提高表面粗糙度：通过高速喷射砂粒冲击金属表面，使金属表面形成微观的凹凸不平，增加了表面的粗糙度。这有利于增强涂层与金属表面的结合力，使得涂层能够更好地附着在金属上，提高涂层的耐久性。在汽车零部件涂装前进行打砂处理，可提升漆层的附着效果。
3. 消除内应力：金属在加工过程中可能会产生内应力，打砂过程中砂粒的冲击作用可以使金属表面产生一定的塑性变形，从而释放内应力，提高金属的抗疲劳性能和尺寸稳定性。像机械制造中的轴类零件，打砂处理可有效消除加工内应力。

打砂的物理化学原理

类别	原理
物理原理	打砂主要是利用压缩空气或机械离心力等动力，将砂粒高速喷射到金属表面。砂粒以一定的速度和角度撞击金属表面，通过冲击力和摩擦力，使金属表面的杂质被剥离，同时使金属表面产生微观的塑性变形，改变表面的形貌和应力状态。例如，在喷砂过程中，砂粒撞击金属表面时，会将自身的动能传递给金属表面，使杂质在冲击力作用下脱落。
化学原理	在打砂过程中，金属表面与砂粒、周围环境可能会发生一些化学反应。当使用含有活性成分的砂粒时，砂粒与金属表面的氧化物等发生化学反应，促进氧化物的分解和去除。另外，打砂后金属表面处于活化状态，更容易与后续涂装等工艺中使用的化学物质发生反应，增强涂层与金属的结合力。比如在一些特殊的打砂工艺中，砂粒中的某些成分可以与金属表面的铁锈发生化学反应，生成可溶物或更稳定的化合物，从而实现除锈的目的。