Spiral spring for roughening
Roughening with shot blasting technology
粗加工

工业表面粗糙化与喷砂处理

表面粗糙化以增强涂层附着力

Workpiece after roughening Workpiece before roughening

金属表面根据制造工艺的不同，具有不同程度的粗糙、不均匀的表面结构。在进一步加工前，必须通过均匀粗糙化来改善涂层、粘接或涂漆的附着力。通常采用喷砂技术实现这一目标，该过程也称为喷砂粗糙化。

通过表面粗糙化或喷砂处理（有时也称为喷砂打磨），可有针对性地扩大工件表面及其后续表面层（如涂料或粘合剂）的接触面积。为实现最佳附着力，接触面不仅需要粗糙，还必须清洁且无污染物和杂质。因此，喷砂处理后必须彻底清除所有残留物（如灰尘和喷砂介质）。Rösler的喷砂设备因此配备吹扫装置或专用刷子，用于清洁喷砂后的工件。

表面粗糙化作为不同工业领域的最终加工步骤

表面粗糙化虽然主要作为基材涂覆前的预处理或中间步骤，但也可作为生产链的最终环节。例如，在骨科领域，股骨和胫骨植入物的非关节面会进行粗糙化处理，以促进植入物在体内的良好骨整合。

在其他行业如汽车工业中，表面粗糙化也可能是表面处理的最终步骤。例如，在离合器摩擦片最终装配前进行粗糙化处理，以改善摩擦片与对偶面之间的摩擦系数，从而形成具有良好抓附力的表面。

表面粗糙化的另一目标是加速冷却过程：在模具或型腔制造中，冷却通道或型腔表面的粗糙化可提高热交换系数，从而加快散热速度。在热交换技术中，有意识的粗糙内表面可改善对流热交换。在发动机和涡轮制造中，通过定向粗糙化对表面进行微结构处理，可改善高负载区域的散热性能并实现更稳定的热平衡。

关于表面粗糙化的关键问题概述

门把手喷砂处理前后对比

精细喷砂或微粒喷砂是一种特别温和的粗糙化形式，常用于处理敏感材料（如铝、不锈钢或热浸镀锌钢）。这些材料在涂覆、粘接、焊接或喷涂粉末涂层前，需要温和清洁并轻微粗糙化。通过使用棱角状喷砂介质和低能量（压缩空气或离心轮），可确保基材或镀锌层不被破坏，表面特殊性能得以保留。

Sweeping, sweep blasting, or fine blasting is a particularly gentle method of roughening and is used especially for processing sensitive materials like aluminum, stainless steel, or hot-dip galvanized steel. These materials must also be gently cleaned and minimally roughened before coating, bonding, welding, or applying powder coatings. The use of angular blasting media and low energy (compressed air or wheel blasting) ensures that the base material or galvanization is not damaged and that the special properties of the surface are preserved.

哑光喷砂也是一种特殊的粗糙化或喷砂处理形式。在此加工方法中，使用细粒喷砂介质以创建功能表面或实现光学效果。例如，手术器械在手术室中不得反光，因此会用陶瓷珠喷砂处理，以获得丝绸哑光效果。

In industrial practice, metal and plastic surfaces are roughened to provide a better foundation for further processing. Irregularities are removed to create the best conditions for optimal interlocking or bonding of the surface and composite material (paint, adhesive). Proper preparation of the workpiece through cleaning and residue removal is crucial.

Before/after roughening

工业实践中，金属和塑料表面的粗糙化可为后续加工提供更佳基础。通过去除不平整，可为表面与复合材料（涂料、粘合剂）的啮合或连接创造最佳条件。同时，通过清洁和去除残留物，对工件进行有针对性的预处理也至关重要。

In industrial practice, metal and plastic surfaces are roughened to provide a better foundation for further processing. Irregularities are removed to create the best conditions for optimal interlocking or bonding of the surface and composite material (paint, adhesive). Proper preparation of the workpiece through cleaning and residue removal is crucial.

  • Ra值（算术平均粗糙度）：描述所有测量点与参考线的平均距离。该值以微米（µm）为单位。
  • Rz值（平均粗糙度深度）：表示多个单次测量段内最高峰与最深谷之间的平均高度差。
  • Rt/Rmax（总粗糙度或最大粗糙度深度）：表示整个测量段内最高峰与最深谷之间的最大垂直差。
  • Rpk值（减少的峰高）：表示核心轮廓上方支撑峰的平均高度，表明表面最高峰从材料核心中突出的程度。
• 光滑与粗糙化表面粘合剂附着力示意图

Rz值特别适合描述此参数，因为它代表了包括最高峰和最深谷在内的测量粗糙度深度的平均值。根据所选工艺、材料及后续负载情况，需确定相应的Rz值。实践中，该值通常在10至100 µm之间，具体取决于所需的附着力。

表面能是指材料界面处的能量张力。它表示表面分子之间的结合强度。通过任何表面处理工艺（如打磨、喷砂或焊接），表面能都会发生变化。表面粗糙化会增加其表面能，从而提高材料的附着能力。

• 喷砂介质

刚玉、石榴砂、陶瓷、不锈钢丸、塑料颗粒、玻璃珠或玻璃珠碎屑。选择喷砂介质时，需根据待加工材料、加工目标或所需粗糙度值、表面初始状态及工件敏感性进行选择。一般来说，棱角状喷砂介质更为适用。

Wire mesh belt blasting machine

由于喷砂粗糙化过程中使用高攻击性喷砂介质，设备需承受高磨损，因此必须设计得足够坚固。同样适用于涡轮和喷砂驱动装置，这些部件因与喷砂介质持续接触而承受高负载，若系统设计不当，需频繁更换。

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