スチールショット研磨ブラストメディア ショットは、表面処理や洗浄など、さまざまな産業活動で使用される非常に有用な材料です。この章の目的は、読者にスチールショットのさまざまな形状、組成、利点を紹介することです。この論文では、スチールショットとその用途の技術的な詳細について説明するため、特定のニーズに基づいて適切な媒体を選択する際に役立ちます。さらに、効率、操作要因、安全性に関するスチールショット研磨ブラスト媒体の使用など、他の問題も取り上げ、読者に業界のベストプラクティスに関する知識を提供します。
スチールショット研磨ブラストメディアとは何ですか?
スチールショット研磨材の理解
スティールショット 研磨材は高炭素鋼で作られた球体であり、特に研磨ブラストに使用される研磨材のカテゴリーに属します。その主な役割には、表面の破片の除去、コーティング用の表面の準備、表面プロファイルの強化による材料と表面の機械的結合の促進などが含まれますが、これらに限定されません。 スチールショット金属材料はさまざまな分野で使用でき、同じ効果を生み出すことができます。これは、自動車、航空宇宙、建設業界でも明らかです。
スチールショットを使用するメリット
スチールショット スチールショットにはさまざまな利点があり、それが多くの業界で好まれるショットの種類である理由を説明しています。まず、その強度とリサイクル能力が最大の利点です。スチールショットは、粉砕される前に何百ショットも使用できるため、労働集約的な作業には経済的な選択肢となります。表面工学ジャーナルは、スチールショットの使用は、マクロサイクリッククランプろ過システムの3000ショットで達成でき、材料の無駄を大幅に削減できることを発見しました。
さらに、スチールショットの形状と硬度により、確実な性能で効率的な洗浄が保証され、比較研究によるとコーティングの密着性が 20 ～ 30 パーセント向上します。スチールショットの硬度は 40 HRC ～ 50 HRC で、材料にほとんど変化を与えることなく、錆、スケール、異物を効果的に剥離します。
もう一つの技術的な利点は、砂やスラグなどのミサイルよりもスチール ショットの粉塵発生量が少ないことです。粉塵が少ないということは、視界が広くなり、清掃に要する時間が短くなることを意味します。これは、より効率的で安全な作業環境を作るのに非常に役立ちます。健康安全局 (HSE) は、スチール ショットの使用により、粉塵にさらされる作業員が呼吸可能な粉塵レベルに晒される量は 10% 以下となり、オペレーターの健康リスクが軽減されるとしています。
さらに、スチールショットは磁性体であるため、ブラストされた材料からブラストされた媒体を分離する効率が向上し、分離が容易になり、スチールショットのリサイクルの可能性がさらに高まり、経済的になります。
一般的に、スチールショット研磨ブラスト媒体を使用すると、効率、安全性、耐久性など、数多くの運用上の利点が得られるため、ベースメタルの用途全般にわたります。
スチールショットの構成と仕様
清潔で耐久性の高い鉄スクラップから作られたスチールショットは、サンドブラストの研磨媒体として使用するのに適した特定の化学的性質を持っています。以下は、コストを優先した添加剤を含むスチールショットの製造における一般的な要素です。
- カーボン(C): 0.85 – 1.20 %。
- マンガン（Mn）： 0.35 – 1.20 %。
- シリコン（Si）： 0.15-1.00%.
- 硫黄（S）とリン（P）： 0.04 %未満。
スチールショットは、ショットの靭性と重量が均一になるように製造されます。スチールショットは水中で急冷して熱処理され、靭性と破壊抵抗性を向上させるマルテンサイト微細構造になります。仕上げ後のスチールショットは、40～50 HRC の範囲で、ブラスト、表面処理、その他の作業に使用されます。
さらに、スチールショットは、最小の S-70 から最大の S-780 まで、いくつかのシリーズ サイズで製造されており、プロジェクトのほぼすべての要件を満たすことができます。スチールショットの寸法は、ふるい分け技術によって制御され、均一な品質を実現します。
スチールショットブラストはどのように機能しますか?
スチールショットブラストのプロセス
鋼鉄 ショットブラスト は、遠心ホイールや空気圧など、高速でスチールショットを放出する特別に設計された装置によって、任意の表面への衝撃速度を高める技術です。このプロセスは、ブラストマシン内にスチールショットを装填することから始まります。マシンのスイッチを入れると、ショットは投射装置の下で測定された速度で回転しているスクープまたはホイールによって推進されます。このショットは、基材表面に投射されると、その表面の浮遊粒子、錆、または剥がれた塗料を洗浄するとともに、前記基材に輪郭と強度を与えるという2つの目的を果たします。洗浄またはピーニングされた表面は、塗料やコーティングの塗布などのさらなる処理のために準備され、コーティングの密着性と耐久性が向上します。この簡素化されたプロセスにより、さらなるコーティング塗布のための表面準備操作の精度と高速化が可能になります。
スチールショットブラストに使用される機器
ショットブラストによる鋼鉄の表面処理を適切かつ均一に行うには、特殊な機械を使用する必要があります。最初の共通点は、ショットに遠心ホイールまたは空気圧推進を使用するブラストマシンです。遠心ホイールシステムは、システムの高速回転によって鋼鉄ショットを機械的に加速し、空気圧システムは圧縮空気の主な利点を利用してこれを実現します。さらに、ブラスト雰囲気を囲むブラストキャビネットや、使用済みショットを収集して再利用する再生ユニットなどの補助装置も、効率と安全性のために重要です。ダクトと散布機は、未使用の原材料と使用済み研磨剤を鋼鉄ショットから収集するのに役立ち、作業場を清潔に保ち、リサイクルされた鋼鉄ショットの使用に役立ちます。全体として、これらの力により、多くの産業ニーズに適した、よく調整された均一なブラスト体制が可能になります。
スチールショットブラストの安全対策
ショット ブラスト作業には、研磨材、粉塵、機械類の使用など、さまざまな危険を伴う作業が含まれるため、遵守しなければならない安全要件がいくつかあります。このプレッシャーには、いくつかの重要な対策が欠かせません。
- 個人用保護具 (PPE) 安全ゴーグル、ヘルメット、フェイスシールド、厚手の手袋、耳栓、刺激防止マスク、その他の適切な装備などの防護具が提供されます。高速度の弾丸が当たった場合や弾丸が跳ね返った場合に備えて、防爆スーツとヘルメットも必要になります。
- 適切な換気と粉塵制御: 発破エリアは、風化処理するか、または十分な換気/通風のある空洞または洗浄室で囲む必要があります。これにより、発破中に発生する塵や有毒物質が除去されます。空気を清浄に保ち、肺疾患を防ぐために、霧収集装置、霧フィルター、および霧抽出システムを使用する必要があります。
- 設備の保守・点検: 故障しているブラスト装置がないことを確認することも非常に重要です。これには、ホースとノズル、ホイール圧力空気システム、およびエアホースの検査が含まれます。
- トレーニングと監督: 作業員は、ショットブラストツールの適切な取り扱いとショットブラスト媒体の適切な取り扱いに関するトレーニングを受けなければなりません。対策は、少なくとも衝突発生率を可能な限り高める最低限の予防措置の実施によって裏付けられる必要があります。
- 作業エリアの安全性: 特に塗料が飛散する爆破エリアでは、周囲に下請け業者がいないバリケードを設置してください。爆破禁止区域を適切にフェンスで囲み、標識を設置することで、爆破作業から非作業者を守ることができます。
これらの対策を導入することで、安全な作業エリアが保証され、鉄鋼ショットブラスト作業中に怪我をしたり会社の資産に損害を与えたりする可能性が最小限に抑えられます。
スチールショットブラストメディアの用途
表面の準備と洗浄
スチール ショット ブラストは、錆、スケール、古い塗装の除去、つまり表面処理と洗浄によく使用されます。このプロセスにより、表面が乾燥し、突起物のない状態になり、将来塗布するコーティングや仕上げの密着性が高まります。このプロセスは、主に自動車産業、造船産業、航空機産業などの正確な表面状態が重要な分野でよく実施されています。スチール ショットを使用すると、衝撃と洗浄作用が得られるだけでなく、均一で繰り返し可能な方法で表面を処理できます。このため、このプロセスは多くの産業分野で重要な作業となっています。
ショットピーニングと研磨
の ショットピーニング は、金属部品の疲労強度と応力腐食割れ特性を強化する冷間加工プロセスの一例です。表面に鋼鉄のショットを当てて小さな穴を開け、圧縮力を受ける均一な層を作ります。この層は微小亀裂の阻止技術として機能し、部品の寿命を延ばします。この情報から、ショットピーニングによって疲労強度が約 20 ～ 30 パーセント向上し、航空宇宙、自動車、構造用途の重要な部品の品質が向上すると考えられます。
一方、研磨は、より細かい研磨剤と金属表面を使用する操作プロセスであり、表面の均一性が低下します。研磨プロセスでは、表面から材料を除去して、精密工学産業の要件を満たす数ナノメートル未満の表面仕上げと粗さを実現します。ショットピーニング後のクリーンアップは、通常、いくつかの表面欠陥が許容される場合、または適切なレベルの滑らかさと光沢を実現したい場合に行われます。
ショットピーニングと研磨の両方のプロセスは金属部品の性能と寿命に重要であり、それぞれのプロセスは産業ニーズに応じてさまざまな開発に適しています。
自動車産業や航空宇宙産業で使用
自動車業界では、ギア、スプリング、コネクティングロッドなどの重要な機能の性能を向上させ、高い力に耐え、常に厳しい条件で動作するために、ショットピーニングがよく使用されています。したがって、ショットピーニングはこれらの機能の耐久限度を高め、応力腐食割れの影響を軽減し、高応力と周期的な負荷の状況での動作に役立ちます。たとえば、要求の厳しいショットピーニング部品は、過酷な条件下でも信頼性が高く長持ちすることが期待される高性能車に指定されています。
しかし、研磨は、シリンダーボアのクランクシャフトや燃料インジェクターなどの部品の内面の仕上げに役立ちます。研磨された表面により、摩擦と摩耗も削減され、燃料消費量と全体的な性能が向上します。
このプロセスは、航空宇宙産業でも、タービン ブレード、着陸装置、機体部品の寿命を延ばすために同様に重要です。航空宇宙産業の部品は厳しい動作条件にさらされるため、ショット ピーニングを使用して部品の疲労特性を強化することで、疲労亀裂がなくなり、早期故障の可能性がなくなります。このプロセスは、航空機の安全性と信頼性の維持において一般的に行われています。
航空宇宙産業における研磨は、最高の精度と最小限の表面粗さが求められる部品にとって極めて重要です。最終組み立ての最終段階では、風力エンジン部品、油圧部品、機体部品などの重要な部品の構造的干渉を減らすために研磨技術がよく使用されます。
ショットピーニングと研磨を、性能が良く、安全性も確保できる部品の製造に取り入れることで、製品の耐久性と信頼性が向上することは、自動車産業と航空宇宙産業の両方にとって有益です。
ニーズに合ったスチールショットの選択
考慮すべき要素: 硬さ、サイズ、形状
特定の目的のためのスチールショットを選択する際には、いくつかの重要な要素を分析する必要があります。
硬度：
- 硬度特性によって、鋼鉄ショットがワークピースに与える影響が決まります。ショットが硬いほど、洗浄とピーニングがより強力になりますが、ショットと機器への損傷が大きくなることもよくあります。
サイズ：
- スチールショットのサイズによって、必要な領域の量と洗浄またはピーニングの程度が決まります。大きなショットはより強力で、厚いコーティングや厚いスケールを除去するときに使用します。一方、小さなショットはより細かい部分を処理するときに使用します。
形：
- スチールショットの形状によって、その効率と得られる表面仕上げの品質が決まります。球状のショットは、一貫して均一な衝撃を与え、表面の損傷が最小限に抑えられ、表面コーティングの深い傷が回避されるため、最もよく使用されます。形状が維持されると、結果を確実に予測できます。
スチールショットと他の研磨材の比較
スチールショットを他の研磨媒体と比較する場合、考慮すべき点がいくつかあります。
- 耐久性: 砂やガラスビーズなどの他の媒体と比較して、スチールショットは耐久性が高く、何度も繰り返す必要がある作業プロセスのコストを削減します。
- 時間要因: スチールショットは高密度であるため、強力な洗浄を非常に迅速に実行でき、非常に一貫したピーニングも実現できます。他のより柔らかく、しなやかな、または密度の低い媒体では、このような効率が常に保証されるとは限りません。
- 表面 仕上げ: スチールショットは、ほこりをあまり寄せ付けない、湿った、高度に磨かれた表面を残します。ガーネット研磨材や酸化アルミニウムなどの他の種類のメディアは、より粗い質感を必要とする特定の表面や柔らかい素材に使用できます。
- 無駄： スチールショットを使用する場合、リサイクルが可能であり、そのようにして廃棄物が削減され、砂などの使い捨て媒体でよくあるコストと環境へのダメージが軽減されます。
適切な研磨媒体の選択は、求められる仕上げ、使用する材料、作業コストなどの要因によって異なります。
一般的なスチールショットの仕様とグレード
効率化を目的としたブラスト技術では、スチール ショットの仕様とグレードが不可欠です。「SAE インターナショナル ハンドブックと ISO は、一般的に参照される多くの規格のほんの一部です。これらの仕様では、次のような他の原則に従ってさまざまなグレードを分類しています。
- サイズグレード: スチールショットの種類またはサイズは、直径またはサイズ等級で指定され、おおよそ S-70 から S-780 の範囲になります。S-70 などの小さいサイズは精度が高く、より細かい作業が可能です。一方、S-780 などの大きいサイズは、重度のクリーンアップとピーニングのみを目的としています。
- 硬度等級: スチール ショットの硬度は、HRC スケール (ロックウェル硬度) で表されます。硬度には、GH (高硬度)、GL (低硬度)、GP (汎用) があります。ハード ショットは、攻撃的なブラスト ショットを隠す場合に好まれ、低グレードの汎用ショットは、ショットがそれほど激しくない場合に使用されます。
- 素材構成: スチールショットは、スチールショットの衝撃耐性を強化して向上させることを目的として、高炭素鋼から作られています。これにより、メーカーは一定期間にわたって、さまざまな用途向けに製品の機能を標準化することができます。
スチールショットの適切なグレードと仕様の選択は、達成すべき表面仕上げ、使用する材料、作業の効率など、プロジェクトのさまざまな要因によって異なります。業界にはさまざまな業界にまたがる仕様があります。それらは間違いなく合理的であり、かなり正確な決定を下し、同様の品質を維持するのに役立ちます。
スチールショット研磨材のメンテナンスと再利用
スチールショットの洗浄とリサイクル
スチールショット研磨材の有効性とコスト効率は、適切な洗浄とリサイクルにより議論の余地がありません。機械洗浄などの洗浄プロセスには、汚染物質や微粒子を除去するためのエアウォッシュセパレーター、磁気セパレーター、振動スクリーンなどがあります。スチールショットのリサイクルには、廃棄物から再利用可能な材料を分離するのに役立つ破片を取り除くふるい分けと、ショットの本来の特性を取り戻すための再生が含まれます。洗浄機とリサイクル機を常に監視およびメンテナンスすることで、研磨材の品質と耐久性が向上し、パフォーマンスが最適化され、無駄が最小限に抑えられます。
スチールショットの寿命を延ばす
スチールショットの寿命を延ばしたいなら、徹底したメンテナンス体制を開始する必要があります。これには、ショットを定期的に検査し、研磨ブラスト処理の有効性を損なう可能性のある損傷したショットを除去することが含まれます。また、ブラストマシンの設定を定期的に調整して、可能な限り理想的な動作条件に近づける必要があります。これにより、ショットの過度の摩耗を防ぐことができます。適切なメンテナンスには、異物や汚れによる汚染を防ぐために、機器の動作中に適切な量のオイルを使用することも含まれます。さらに、スチールショット研磨剤の性能を高めるには、耐摩耗性が高く、密封性の高いスチールショットを使用する必要があります。
スチールショットの再利用の費用対効果
使用済みのスチールショットまたはその部品の再利用を可能にすることで、研磨ブラスト処理に関する費用対効果の利点が高まります。まず、スチールショットは十分な耐摩耗性を備えているため、複数回の使用が可能で、頻繁に購入する必要がある研磨材の量とコストを削減できます。次に、洗浄や調整などの効率的なリサイクルにより、ショットは有効な特性を保持できるため、研磨可能な材料の効率が向上し、ライフサイクルが長くなります。さらに、企業は廃棄物処理コストを回避し、環境保護規制に準拠することでコストを最適化できるため、コストをさらに節約できます。機器の定期的なメンテナンスと適切な運用方法は、スチールショットの再利用から経済的利益を得るための非常に重要な方法です。
スチールショットブラストにおける一般的な問題のトラブルシューティング
表面汚染への対処
スチールショットブラストにより、部品の表面が汚染される可能性があり、最終的にはコーティングされた表面の品質に影響を及ぼし、コーティングの付着不良、腐食、さらには強度の低下などの問題を引き起こします。表面汚染に徹底的に対処するには、いくつかの手順とデータポイントに従う必要があります。
- 汚染物質の種類を特定する: 一般的な汚染物質には、油、グリース、ミルスケール、錆、以前のコーティングなどがありますが、これらに限定されません。各汚染物質を除去するには、残留汚染を避けるために異なる洗浄技術を使用する必要があります。
- ブラスト前の洗浄: 溶剤脱脂やアルカリ洗浄などのブラスト前洗浄方法は、あらゆる形態のコーティングである油やグリースを表面から効果的に除去できます。業界データによると、事前洗浄により、その後のブラスト時間を最大 30% 短縮でき、プロセスの全体的な効率が向上します。
- 爆破パラメータ: このような調整では、空気圧や研磨剤の流量などのブラストパラメータを変更する必要があります。規定の圧力設定（80～110 psi 以内）と適切な研磨剤の流量により、汚染物質の除去効率を最大 25% 向上させることができます。
- 検査と品質管理: Aurora は、表面汚染テストを使用して定期的に検査を実施しています。これには、塩分汚染に対する Bresle 法の使用が含まれます。この方法は、表面が ISO-8502-6 などの標準に従って十分に清潔であることを、一定期間にわたって抑制します。このレベルでは、塩化物が 20 mg/m² 未満に維持されていれば、フィルム下の腐食のリスクが大幅に軽減されると報告されています。
- 爆破後の手順: ブラスト後の正しい手順を強調することが重要です。これには、ほこりやその他の粒子を除去する真空およびブローダウン手順が含まれる場合があります。これらの手順により、汚染物質の再堆積が約 40% 減少することが確認されています。
- 環境制御: 加圧されていないガンを使用すると、制御された環境で規制された筐体をブラスト処理することができ、ブラスト表面と体積温度を改善して、フラッシュ腐食や汚染物質による防腐表面の再破壊による過度の損傷を回避できます。たとえば、フラッシュ錆腐食を防ぐには、相対湿度が 50% を超えないようにする必要があります。
結論として、これらの対策が注意深く遵守され、サポートされ、システムの統合が行われると、表面の清浄度に関する研磨ブラスト操作に関連する結果が向上し、さまざまなコーティングや仕上げの適用が改善されます。
機器の消耗への対処
研磨ブラスト作業中に発生する機器の劣化に対処するために適用できる方法は数多くあります。ブラスト機の定期点検やホースへの補助部品の取り付けなど、細部にわたる作業は、ノズルの摩耗やホースの摩耗などの初期摩耗を検出するために重要です。タングステンカーバイドのノズルや強化ホースなど、機器の摩耗部品に高品質の材料を使用すると、機器の耐用年数が長くなります。このアプローチでは、効果的なスペアパーツ管理が常に実践されていることを確認するために、また最も効果的に修理の待ち時間を短縮するために、検察官の供給品を適切に取り扱うことも重要です。フレームの適切な方向のレギュレーターは、修理中に機器の摩耗や損傷をほとんど、またはまったく発生させません。最も問題となる課題は、機器のスペアパーツの操作と、予防保守などの適切な保守戦略による交換です。
一貫したブラスト洗浄品質の確保
ブラスト洗浄の品質の一貫性は、作業の標準化、定期的な管理、および高度な技術の統合によって確保および達成できることが実証されています。たとえば、ISO 8501 や SSPC-SP などの承認された基準を導入すると、達成された洗浄レベルに関する疑問が軽減されます。ブラスト プロセスの均一性を達成するには、目視検査や表面の清浄度評価などの定期的な監視を実行する必要があります。屋内衛星測位システムやプログラム可能なブラスト マシンなどの自動化システムにより、人間の介入が大幅に削減され、結果の信頼性が向上します。それに加えて、新しい高度な方法についてオペレーターに定期的に指導することで、どの方法も無視されないようにします。これらの手順を体系的に適用することで、表面は体系的に高品質に準備され、コーティングの適切な接着と耐久性を実現するために必要な条件となります。
参考資料
よくある質問 (FAQ)
Q: スチールショット研磨ブラスト媒体とは何ですか?
A: スチール ショット研磨ブラスト メディアは、表面仕上げ、表面処理、洗浄など、さまざまな用途に使用されるブラスト メディアです。さまざまなサイズと硬度の小さなスチール ショットの丸い粒が含まれています。スチール ショットは、サンドブラスト、研磨、バリ取りに最適です。
Q: 鋳鋼ショットとステンレス鋼ショットの違いは何ですか?
A: 鋳鋼ショットは、より一般的なブラスト用途の炭素鋼で製造されますが、ステンレス鋼ショットは、腐食や酸化に耐性のあるステンレス鋼合金でメッキされたステンレス鋼ブロックで作られています。ステンレス鋼ショットの使用は、非鉄金属やステンレス鋼構造物など、錆や鉄の汚染が危険な場所を決定します。
Q: スチールショットの主な用途は何ですか?
A: 金属ショットは、他の業界でも表面処理、洗浄、仕上げに利用できます。したがって、一般的な用途としては、錆、スケール、塗料などの不要な層を鋼鉄表面からブラスト洗浄すること、分類されたコンクリート表面のブラストとテクスチャリング、機械加工された金属部品からのモードの洗浄、ピーニングによる表面疲労強度の向上、表面の見た目を良くする仕上げ、石や大理石の表面の保存、洗浄、修復などが挙げられます。
Q: 入手可能なスチールショットのサイズはどれくらいですか?
A: スチールショットには、ほとんどの用途で使用されるユニバーサルサイズの他に、さまざまなサイズがあります。サイズは、細目 (0.3mm) から粗目 (2.0mm) の範囲です。たとえば、 S230、S330 などは通常、サイズを特徴付けます。適切なサイズは、期待される結果と処理する表面の性質によって決まります。サプライヤーとメーカーは、作業に適したサイズの選択を支援できます。
Q: 通常のスチールショットでは不可能な、ステンレススチールショットを使用したどのような作業や特定のプロセスが実行されますか?
A: ステンレス鋼ショットは、乾燥した錆や鉄が処理対象の部品や表面を汚染しないようにするプロセスで特に使用されます。特に、ステンレス鋼と接触する表面のブラスト、アルミニウムやチタンなどの非鉄金属のブラスト、食品または製薬業界のプロセス、清潔で環境腐食に耐える必要がある作業に推奨されます。
Q: ブラストに他のブラスト媒体ではなくスチールショットを使用することの具体的な利点は何ですか?
A: スチールショットにはいくつかの利点があります。 – リサイクル: 多数の用途に耐えられるため、コスト効率に優れています。 – 性能: 数回使用した後でも、鋼の形状と自己サイズが保持されます。 – 低粉塵: このタイプの媒体は、砂や他の材料よりも多くの粉塵を発生させます。 – 洗浄速度: 密度が高いため、表面の準備にかかる時間が短くなります。 – 適用性: スチールショットに関するさまざまな用途と材料。
Q: 市場ではどのような形のスチールショットが販売されていますか? また、そのようなショットの最大重量はどれくらいですか?
A: ほとんどの場合、スチール ショットは顧客のニーズに応じてさまざまなパックで提供されます。最も一般的なのは、50 ポンド バッグ、バルク バッグ、ドラムです。一部のサプライヤーは特別なパッケージも提供しています。注文するときは、プロジェクトの規模と保管に使用できるスペースを考慮してください。また、ほとんどのサプライヤーは、さらに大きな量やカスタマイズされたパッケージの調達支援も提供しています。
Q: スチールショットの用途の選択など、プロジェクトに適したスチールショットの選択についてサポートが必要ですか?
A: 目的に応じて適切なスチールショット金属を選択したい場合、次の点を検討してください。ガイダンスについては、サプライヤーまたは製造元にお問い合わせください。 – プロジェクトの目的と必要なアイテムの詳細を示します。 – 入手可能な合成グレードのスチールショットを尋ねます。 – 最初に少量を入手して、そのサイズが必要かどうかを確認します。ほとんどのサプライヤーが、お客様の要件を満たす製品の選択をお手伝いする理由の 1 つは、顧客ケアを実践していることです。
