金属加工

一般在准备喷涂、 焊接或其它操作前，都需要预先对金属机械表面进行清理例如研磨、 抛光， 以清除表面可能覆盖的油漆、 铁锈或氧化层，或电镀的其他金属，以及覆盖有铸砂、有机物或生物材料。

一般机械清理可能用到喷砂、丝轮打磨、 砂纸或砂带打磨、 砂轮或转筒磨打磨。为捕集这些颗粒大及重的粉尘，吸捕风速通常非常高，同时收集罩应放置在扬尘点的正前方。捕获之后，管速需保持至少18 m/s (3500 fpm)，甚至20-25.5 m/s (4000 – 5000 fpm)。 在实际应用中，通常希望使用一个吸风罩来含盖尽可能大的操作范围，但如处理的材料含有毒性的话，就可能需要一个全部密封的罩子，而操作员也需要带上呼吸器，再配合使用局部抽风。

1、打磨

打磨是以坚硬的物质将金属表面去除。一般磨轮和磨石是以坚硬磨性物料粘压而成。 常用的物料如氧化铝和碳化硅都可粘压在纤维板、纸张或布上作手工打磨。 就如钻石粉粒也可用作磨料。

典型应用

砂纸打磨、滚筒打磨、皮带打磨、 磨床、卧式双轴盘磨床、 垂直主轴盘磨床、 杰克磨床、 便携式研磨机、 小径向磨床、 表面磨床，摆动磨床、打磨凳，打磨桌。

进料

·         工件的表面材料，包括多种铁和非铁金属，如铝、铸铁、钢、钛以及非金属，例如闸瓦、复合材料和橡胶。

·         砂轮的构造及磨料。砂轮的结构是在磨轮的表面平均粘上磨粒，按磨粒种类及需要而预留一定的间隙。 此预留的间隙有利于把切屑从车轮的面排掉。而当砂轮的接触面积大、金属材质较软、或需要快速打磨，则需要更阔的间隙。相反来说，细小的晶粒适合于打磨精细的表面、较小的接触面或较硬的金属材质。  

·         砂轮粘结是指将磨粒粘在一起的物料。它的使用量，就是决定磨轮的“硬度”或“柔软性”的关键。磨粒的粘结层越坚实， 磨轮就可处理更硬的物料。 砂轮粘结剂可大致分为六种基本类型：

·         透明结合剂：75%的砂轮属于这种类型。这轮子间隙阔，易于切削，并且不受水、酸、油、热或冷影响。

·         硅酸盐：这轮子的磨粒相对温和， 加工时产生的热量相对比较少，适合磨削工具边缘。

·         虫胶：这轮子适合于高光洁度的加工，如凸轮轴和钢轧辊。它们也可用于磨削刀具和用于薄切的轮子。但不适合用于重型研磨。

·         橡胶：这轮子常用于无心磨床上，用于高光洁度、光滑、毛刺小的加工，如球轴承座圈、不锈钢珠、高光洁度的车轮等。一般轮子的厚度不超过0.8 mm (1/32 英寸)。

·         树脂：这轮子常用于铸造、焊接车间和备料车间的快速粗磨使用。其转速可高达 9500 转，而去除率也会比正常高。

·         镁砂（氯氧镁）：这轮子适合用于某些类型的磨盘、磨片的加工。

粉尘特性

在研磨加工的粉尘包含了涂层材料、金属微粒、砂轮磨料和车轮粘结剂等。粉尘带有磨损性、凝聚性，并且可能是易燃和带爆炸性的。

备注

不论是哪种研磨机或加工类型，都需要适用的吸风罩，并尽可能接近到操作点。不要混合黑色及有色金属在同一个除尘系统。请参考NFPA的相关指引。

2、研磨和抛光

抛光的目的是使粗糙的表面变光滑。但可能每一个部分有不同光洁度的要求，而要分别加工。抛光研磨可分成三类： 砂光处理、初步抛光和带出物料光泽的最终抛光。

·         砂光处理：生产缎面、磨砂或高度抛光的金属表面。砂光处理首先抛光工件表面，然后使它的外观更柔和及带磨砂的暗哑。其中包含了研磨、混合胶或油脂的化合物。

·         初步抛光：去除之前的加工过程留下的痕迹，使表面更加平滑。工件以中度至强度的压力向着研磨轮子的方向移动。

·         最终抛光：精细调整表面，并带出光泽。工件以轻度至中度的压力向着研磨轮子的方向移动。

抛光：并非一个精密的加工。它只是用于去除金属表面细物，令表面光亮。而摩擦会产生高温，可以软化工件的表面。抛光通常分几个阶段，再进行抛光研磨。

典型应用

手工打磨和抛光、抛光车床、背立托辊抛光机、直线自动抛光、圆弧自动抛光和金属抛光带。

进料

·         抛光研磨轮是由棉布、白纺布、牛仔布、彩色杂布、麻布、麻绳等布料制成的。他们可能是扣布轮、风轮式或袋形布轮设计， 一般运行转速为5000-6000转。一般分有安全和不安全的操作区， 在周围工作时，应格外小心。以下为几种抛光类型的简介：

·         扣布轮有数层一排缝围绕中心孔的材料。这些轮子是经常使用于电镀前的最后抛光操作上。因为抛光轮子是松散的，使棉布更容易陷入较难接触的地方。理想的抛光轮子是99%纯棉。

·         布轮类的布料部分都以新月形式缝在轮子上。通常用于抛光有色金属，也可以用来作为着色轮子。 轮子较为坚硬，使用时可施加压力。也常用于切割金属上。

·         斜纹麻轮是在行业内经常使用的。布料切成45°，绕在一个鼓形接环。这些轮子结合灵活性和切削能力。中间的间距形成自然通风，并且可以很容易地定制以配合各种尺寸的部件。

·         褶皱式麻轮有圆盘的材料折叠成袋形，可以装载抛光复合物。安装在一个方向上进行切割或进行着色。

·         麻轮类是具磨损性的抛光及切削用的轮子，常在铁类金属应用中使用。抛光操作中产生的热量会使麻轮软化，并变得更灵活。

·         麻绳轮类都是柔软而有弹性的, 可避免留下抛光轮子的痕迹，特别适合用在塑料、贵重金属加工或着色。 可以有多达100层的布轮，有软、中、硬不同的密度选择。

·         抛光剂在抛光过程中是的，并缩短了抛光的时间。抛光剂由幼细的研磨材料组成，如氧化铝、金刚砂、碳化硅、金刚石、碳化硼或锆等，加上油脂、油或各种类型的蜡粘合在一起，称为“硅藻土类”的化合物。

·         铬红用于抛光铬和不锈钢。这抛光用的红丹是由轻度的油和油脂及氧化铝磨料组成。

·         珠宝用红丹。红色的红丹可以带出金、银、纯银、铂、铜等的色泽。白色的红丹可以对铬、不锈钢、钢、铜、铝等产生一个灿烂的光洁表面。绿色的红丹可用于所有类型的金属的精细抛光上。

·         液体抛光剂通常使用在大量生产的自动机器上。液体抛光剂经泵压由喷枪喷在应用点。一般为油溶液或水乳液，在室温下仍然处于液态。相同的研磨粉也有用在喷雾式抛光剂，但其中的介质是不同的。

·         抛光轮是由细布、帆布、羊毛或皮革制成。常见的是以棉布粘合而成，抛光速度为5000-7500 转。 抛光轮可灵活地用在不规则表面上的抛光。 

粉尘特性

此应用产生的粉尘为长纤维纵梁状、 混有蜡油或油的聚结性棉或纤维，以及磨削性粉。 磨削粉在加工时从磨轮脱落。粉尘或许是易燃或爆炸性，应该谨慎处理这些粉尘。

备注

捕捉、 输送和存放粉尘颗粒都是过滤治理中较为简单的部分，袋式除尘器或滤筒式除尘器都适合使用。 不论是哪一种除尘器都面对同样的问题，就是搭桥。 纤维性粉尘可能会驻留在滤芯之间、 截面或任何开口上、 法兰和法兰之间形成搭桥。 而粉尘的疏松性，会从顶到底堵塞除尘器。同样，螺旋输送机及卸灰阀也会堵塞。 因此设备维护保养就非常关键，需定时清理灰桶、抽屉、 集尘箱等。

相关法律法规（其他美国联邦和地方法规可能使用）

美国环保署（US EPA）

悬浮微粒（PM）

·         PM 2.5 = 15 µg/m3（每年），35 µg/m3（24小时）

·         PM 10 = 150 µg/m3（24小时）

·         40 CFR Part 63 — — 国家有害空气污染物排放标准： 九类金属加工和精加工源类别领域源标准包括五个一般生产操作，包括： 1、干喷砂 ；2、用机械器干式磨和干式抛光 ；3、加工 ；4、喷涂 ； 5、焊接。 

职业安全和健康署（OSHA）法规

·         CPL 03-00-013指引：国家重点项目 - 金属基本工业，2011年5月19日

·         CPL 02-02-076指引：国家重点项目 - 六价铬，2010年2月23日

·         CPL 03-00-008指引：可燃粉尘国家重点项目（重新印发），2008年3月11日

·         29 CFR 1910.1000 - 空气污染物

附注：在美国二十五个州、波多黎各和维尔京群岛， 除了已采纳职业安全与健康管理局认可的规划，并自定义了更严格的标准和执行政策。在大多数情况下，这些州采取的等同于联邦职业安全与健康管理局的标准。然而，其它国家都会采纳个别适用于不同行业的标准或可能有不同的执行政策。

·         29 CFR 1910.1025：铅PEL=50微克/立方米 8小时 TWA

·         29 CFR 1910.1026：六价铬PEL=5微克/立方米（行动水平为2.5微克/立方米）8小时 TWA

参考文献： 

工业通风手册
美国国家职业安全与卫生研究院（NIOSH）出版社 No. 76-179
WAC 296-818-500
AP-42，金属加工汇编，第11.31章