摩擦和研磨（mó）去（qù）汙

一、摩擦去（qù）汙

在家庭洗滌中的幹法清洗和濕法清洗（xǐ）都有許多利用摩（mó）擦力的例子，如使用洗衣搓（cuō）板（bǎn）、海綿球以及用手搓等，都是增加（jiā）衣物間摩擦力而去汙的有效方法。用抹（mò）布、炊苕擦洗餐具也是利用摩擦力（lì）的作用（yòng）。在幹洗衣物之前（qián），對衣物上汙垢特別多的部位（wèi）用刷子蘸取洗液先加以清（qīng）洗，可使幹洗時去汙的負擔減輕而取得更（gèng）好的清洗效果，也是利用摩擦力的實例。

在工業（yè）清洗領域（yù）中，一些用（yòng）其他作用力不易去除（chú）的汙垢，使用摩擦力這種（zhǒng）簡單實用的方法（fǎ）往往（wǎng）能取得較好的效果。例如，在汽車（chē）自動清洗裝置中，向汽車噴射清洗（xǐ）液的同時，使用合成纖（xiān）維材料做成的旋轉刷子幫助擦拭汽車的表麵。用（yòng）噴射清洗液清（qīng）洗工廠的（de）大型設備或機器的表（biǎo）麵時，配（pèi）合用刷子擦洗（xǐ）往往取得（dé）更好的清洗效果。

當用各種洗液浸泡清洗金屬或玻（bō）璃（lí）材料之後，有些洗液不易去除的汙垢頑漬，配合用刷子擦洗能把它們去除幹淨。

光學玻璃鏡片和（hé）半導體（tǐ）材料（liào）單晶矽晶片用細微的固體粉末研磨之後，有些粉末易附著在表麵上，用噴射加超聲波的方法也（yě）不（bú）易去（qù）除（chú）時，使用非常柔（róu）軟的布利用摩擦力（lì）可以把它們去除，都是利用摩擦力的實例。

但使用（yòng）摩（mó）擦力去汙也存在一些問題需（xū）要（yào）引起注意，即（jí）使用的刷子要經常保持清潔，防止刷子對清洗對象的再汙（wū）染。當清洗對象是不良導體時，使用摩擦力有（yǒu）時會產生靜電而使清洗（xǐ）對（duì）象表麵容易吸附汙垢（gòu）。在使用易燃（rán）的有機溶劑時要注意防（fáng）止由於產生靜電引

起的火災。

二、研（yán）磨去汙（wū）

研磨力是特指（zhǐ）用機械作用力去除表麵（miàn）汙垢的方法。狹義上研磨力隻包括用機械作用力對清洗對象表麵的汙染部分的磨蝕；廣義上研磨力還包括把頑固附著的固體汙垢用很（hěn）強（qiáng）的機械磨削作用力把表麵汙染層整個削除。

研磨使用的方法（fǎ）包括使用研磨粉、砂輪、砂紙以及其他工具對含有汙垢的清洗對象表麵進行研磨、拋光等。研磨力比前麵講的摩擦力機械作用力要大得多，它與摩擦力有著明顯的區別。

在家庭清洗中廣泛使（shǐ）用的研磨劑是去汙粉，它的主要成分包括二氧化矽（guī）的細粉，對汙垢有吸附能力的膠體粒子，少量表麵活性劑以及其他助劑。去（qù）汙粉配（pèi）合機械（xiè）研磨作（zuò）用（yòng）可（kě）以把金屬、玻璃（lí）以及（jí）陶瓷等材料製成的物體表麵上（shàng）頑固附著的（de）汙垢，包括汙垢在表麵形成的汙垢層、變質層方便地去除。

工業清（qīng）洗領域（yù）中應用的研磨力為主的清洗操作方（fāng）法主要有以下幾種：

1.手工研磨

手（shǒu）工研（yán）磨使用的工具有鋰刀、刮刀、砂紙、金屬絲、砂輪、磨石以及聚（jù）乙烯等合成材料製成的塑料絲等。輕度汙染的表麵用砂紙、金屬絲通（tōng）過研磨（mó）即可（kě）以去除。砂紙是把細微的固（gù）體石英粒粘在紙上做成（chéng）的，金屬絲是由很細的（de）金屬切削絲包成金屬線團。用各種不同細度及柔軟（ruǎn）程度的金屬（shǔ）絲蘸上揮發（fā）性的有機溶劑對金屬表麵進行（háng）手工研磨，就可把表麵的鐵鏽去除幹淨。

2.機械研磨

機械研磨清洗是指在機械力的作用下（xià）達到（dào）去除工件表麵汙垢的方法。從廣義上講，手工（gōng）刷洗、砂紙打磨、刮刀去汙（wū）、鋰刀研磨等手工研磨清洗也屬於這一範疇。工業（yè）上的機械（xiè）作用力大多是指機械動力。常見的方法（fǎ）有磨光與拋光、研磨光飾、機械刷洗，噴砂等。

（1）磨光與拋（pāo）光

磨光是用磨光輪（或帶）對零件表麵進行（háng）加工的過程。磨光可去掉零件表麵的毛刺、氧化皮、幹固油汙（wū）、鏽（xiù）皮、砂（shā）眼、劃傷（shāng）、焊瘤與焊渣等表麵缺陷，提高零件的清潔度與平整度。磨光的質（zhì）量由磨料的（de）種類和粒度、磨光輪（帶）的特性和磨光速度來決定（dìng）。

磨光的磨料主要有人造金剛砂、人造剛玉、天（tiān）然金剛砂（shā）（雜剛玉（yù））、石（shí）英砂、矽藻土（tǔ）、浮石（shí）等。磨（mó）料的選（xuǎn）擇應（yīng）根據基材來決定。如用於低強度金屬（如（rú）黃鋼、鋁等）、硬與脆的金屬（如鑄（zhù）鐵等）可選用人造金剛石。對於有一定韌性的高強（qiáng）度金屬（如淬火（huǒ）鋼，可鍛鑄鐵等）可選用人造剛（gāng）玉。對於一（yī）般金屬的磨光，一般都選用天然金（jīn）剛砂。磨光（按磨（mó）料粒度的大小）可分為粗（cū）磨、中（zhōng）磨、精磨。粗磨的粒為10〜40目，中磨（mó）為40-150目，精磨為180〜360目。

拋（pāo）光是用塗有拋光膏的拋光輪對零件表麵進行加工（gōng）的過程。拋（pāo）光都是在（zài）比較（jiào）平整的表麵上進行的，以（yǐ）進一步降低零件的表麵（miàn）粗糙度，獲得光亮的外觀。拋光膏是將拋光磨料與粘接劑（如硬脂酸、石蠟等）配在一起製成的。常用的（de）拋光膏有三種，即白拋光膏、紅（hóng）拋光膏、綠拋光膏。白拋（pāo）光膏是用氧化鈣、少量氧化鎂及粘接劑製成的，粒度小而不銳利，用於（yú）拋光較軟的金屬，如鋁、銅等和（hé）塑（sù）料。紅拋光膏是用氧化鐵、氧化鋁和粘接劑（jì）製成的，硬度中等，用（yòng）於拋光一般鋼鐵零件。綠拋（pāo）光膏是用氧化錚和（hé）粘接劑製成的，硬而銳利，磨削能力強（qiáng），主要用（yòng）於拋光硬質合（hé）金（jīn）鋼（gāng）、鍍鉛層、不鏽鋼等。

（2）研磨光飾

研磨光飾是將被處理的零件與磨料、水和化學促進劑一（yī）起放入專用容器內進行表麵加工的過程。它可以達到除鏽、除油、去毛刺，使銳角（jiǎo）與棱邊（biān）倒角（jiǎo），降低表麵粗糙（cāo）度（dù）等目的。

研磨光飾的主要特點是（shì）一次能處理很多零件，省工省時（shí），質量穩定，成本較低。它適（shì）於複雜形狀的（de）金屬或非金屬零件的清洗光飾加工，在表麵處理行業中應用極為廣泛（fàn），對（duì）於處理細小零件如螺釘、螺母、連接（jiē）件、磁性（xìng）材料有獨（dú）到的（de）優越（yuè）之處。

根據加工方式不同，研磨光飾分為普通滾光、振動光飾、旋轉光飾、離心盤光飾和離心滾光等。目前國內最常用的研磨光飾設備（bèi）有振動光飾機和離心滾光機。

圖4-19是振動光飾機的（de）結構（gòu）示（shì）意圖。一個輪胎形的容器（qì）安裝在彈簧上，由容器中心垂直軸上的偏置重塊把振動傳（chuán）給容器，使零件與磨料介質在容器中以（yǐ）一定方向做螺旋運動，達到研磨清洗與光飾的目的。

圖4-20是離心滾光示意圖（tú）。它是在一個轉塔內的周圍安放一些裝有零件和磨料介質的轉筒，轉塔高（gāo）速旋轉，而轉筒以較低（dī）的速（sù）度反方向旋轉，從而使轉筒中的裝載物壓在一起，轉筒的旋轉使磨料介質對零件產生滑（huá）動（dòng）磨削，從而（ér）起到去除（chú）汙垢、毛刺和（hé）光飾表麵的（de）效果。離心滾光加工效率遠大於振動光飾加工。

圖4-19振動光飾機的結構示意圖（tú）

圖4-20離心滾光示意圖

研磨光（guāng）飾的效果與所（suǒ）選用的磨削物質包括（kuò）磨料和化學促進劑有很大的關係。磨料的類型、形（xíng）狀和尺寸主（zhǔ）要由被加工（gōng）零件的材料（liào）及要求（qiú）的光飾質量而定，往往需要（yào）通過試驗（yàn）才能確定。金屬零件一（yī）般使用硬質磨料如天然金剛（gāng）砂，燒結Al₂O₃、Sic和硬質鋼球等：塑料零件則（zé）常用動植物和硬質磨料的混合物；對光飾質量要求高的（de）表麵（miàn），應使用形狀（zhuàng）比較（jiào）圓滑的磨料。其形狀（zhuàng）應小於零（líng）件（jiàn）上內孔徑的（de）三分之一，但也不應過小，以防（fáng）造成小孔堵塞。另外，所選擇的磨料/零件比也直接影響光飾質量，一般選擇磨料與零件的體積比為8〜12。

化學促進劑是含有多種助劑的中性或堿性的清洗劑，現在有商（shāng）品液出售。其作用是使零件和磨（mó）料變得清潔（jié）；潤滑零件和零件（jiàn）表麵，防止磨料粘結成團；防（fáng）止零件和（hé）磨料（liào）生鏽。

（3）噴砂處理

噴砂是以磨料強力撞擊零件，對其（qí）表麵進行清理或修飾加工（gōng）的過程。其主要用途如下。

a.除去鑄件、鍛件或熱處理後零（líng）件表麵（miàn）的型砂及氧化（huà）皮；

b.除去零件表麵上的鏽（xiù）蝕、積炭、焊渣、舊漆層（céng）或其他幹燥了（le）的油類（lèi）物質；

c.提（tí）高零件表麵的粗糙度（dù），以提高（gāo）油漆或其他塗層的附著力；

d.去掉金屬表麵的毛（máo）刺或模鑄工序造成的飛邊。

噴砂分為幹噴砂與濕噴（pēn）砂兩種。

幹噴砂用的磨（mó）料（liào）可以（yǐ）是鋼砂、氧化鋁、碳化矽、石英砂等。最常用的（de）是石英砂。根（gēn）據零件材料、表麵狀態（tài）和加工要求，可選用不同粒度的磨料，見表4-6。

表4-6不同零件幹噴砂工藝條件

表格P195頁（yè）

對於較薄的（de）金屬零件可（kě）以選用濕噴砂。濕噴（pēn）砂所用磨料與幹噴砂相同，可將磨料與水混合成砂漿（磨（mó）料一般占20%〜35%），並不斷攪（jiǎo）拌以防沉澱，用壓（yā）縮空氣壓入（rù）噴嘴噴向零件（jiàn），也可將砂與水分別置於罐中，在流向噴嘴前混合後再噴（pēn）向零件（jiàn）。為防止鋼鐵（tiě）零件鏽蝕，噴砂液中（zhōng）常加有1%~1.5%由Na₃PO₄、Na₂CO₃、OP乳化（huà）劑組成的防鏽劑。

（4）機械刷洗

刷洗是使用金（jīn）屬絲、動物毛、天然或人造纖維製成的刷輪或刷輻對零件表麵進行加工的過程。可以幹刷，也可以濕（shī）刷（shuā）。其主要用（yòng）途如下所述。

a.表麵清理（lǐ）用來除去零件（jiàn）表麵的氧化皮、鏽蝕、舊油漆層、焊渣、油汙及其（qí）他汙垢。

b.去毛刺用來除去零（líng）件機加工後留在表麵棱邊的（de）毛刺。

c.絲紋刷光在零件表麵上產生有一定規律的（de）、細密的絲紋，以達到裝飾目的（de）。刷輪的材料（liào）不同，其用途也不同（tóng）。如金屬絲製成的刷輪主要用於表麵清理如去鏽、毛刺、氧化皮、舊油漆等重汙垢；用銅絲製（zhì）成的刷輪主要用於絲紋和緞麵（miàn）刷光；用人造纖維製成的刷輪或（huò）刷輻主要用於去除油汙和粉塵。這種刷輻在冶金行業帶鋼連續清洗生產中得（dé）到廣泛的（de）應用。這種刷輾是由不鏽鋼棒表麵覆有橡膠和聚酰胺刷毛製成，工作時由電（diàn）機傳動刷輻高速旋轉，借（jiè）助於（yú）汽缸和支撐輻等一些輔助（zhù）設施在清洗液的（de）作（zuò）用下，實現對連續運動的（de）帶鋼表麵的脫脂和除去鐵粉。實際（jì）應用證明，在帶鋼連續脫脂運行中，機械刷洗強化方法比浸洗、噴洗（0.2〜0.4MPa）、電解脫脂的清洗效率都高，速度更快。

3.噴砂研磨

噴砂研（yán）磨是用極細的固體微粒借助水（shuǐ）流（liú）或氣流為動力，撞擊清洗對象表麵而（ér）使頑固附著的汙垢在表麵形成的變質層被去除的方法。如果微粒借助的媒介是空氣，叫幹法噴（pēn）砂研磨；如借助（zhù）的媒介是水，叫濕法噴（pēn）砂研磨。

使用微粒的種類（lèi）包（bāo）括粘土粒、塑料粒、核桃（táo）皮屑等軟（ruǎn）質微粒和矽砂、剛玉（yù）、碳化矽（guī）、鋼鐵等硬質（zhì）微（wēi）粒。粒子大小從（cóng）粗（cū）到可通過（guò）60目（mù）篩子（60#），細到可（kě）通過500目篩子（zǐ）（500#）不等。

半導體材料單晶矽晶片是用（yòng）純二氧化矽的水晶細微粒子噴砂研磨清（qīng）洗的。

鋼鐵表麵的鱗片、炭化物以（yǐ）及其他堅硬附著的汙垢（gòu）都可以用噴砂清洗的方法加以去除。為（wéi）了取得理想的效果，要根據去汙的精度不同要求，選擇適當的方法。

噴砂研磨除了能去除表麵上的雜質外，還能對金屬表麵進行研磨加工（gōng），把金屬表麵的針孔以及翹曲不平的部分加以去除。

磨光常用（yòng）的磨料名（míng）稱及主要化學成分如下：人造金剛石（SiC）、剛玉（Al₂O₃）、天然金剛砂（SiO₂•Al₂O₃•Fe₂O₃），矽藻土（SiO₂），石（shí）英砂（SiO₂）、浮石（SiO₂）、鐵丹（Fe₂O₃、拋光（guāng）用（yòng）石灰石（CaCO₃）、氧化鉻（Cr₂O₃）.

磨料根據微粒大小分（fèn）為磨粒、磨粉（fěn）、微粉、超細微粉等四檔。它（tā）們的代號和粒徑大小如下（xià）：

磨粒（lì）：8#（3150〜2500µm）—80#（200-160µm）

磨粉：100#（160〜125µm）—280#（50~40µm）

微粉：w₄₀（40〜28µm）—w₅（5〜3.5µm）

超細（xì）微粉：w₃.₅（3.5〜2.5µm）—w₀.₅（0.5pm）