铝丝切丸和铝合金丝切丸统称铝丸,锌丝切丸和锌合金丝切丸统称锌丸,它们作为铝、锌、镁及其合金的铸件、压铸件、锻件及型材的抛喷丸表面清理用金属磨料,在汽车、摩托车、高铁、航空、仪器仪表、五金等行业中得到广泛应用。抛喷丸清理用铝丸锌丸可以有效的清除工件表面的氧化皮、粘砂、毛刺及杂物,为工件的后续钝化、涂装、电镀和防锈处理提供高质量表面。本论文主要研究了铝丸和锌丸的性能、抛射清理、磨损失效过程及抛喷丸清理有限元模拟。性能研究方面,使用欧文寿命试验机测定弹丸的欧文寿命;测定不同抛射循环次数后铝丝切丸、铝合金丝切丸的显微硬度以表征其加工硬化特征;观察铝丸和锌丸金相显微组织,分析其变化规律。抛射清理研究方面,使用欧文寿命试验机模拟抛喷丸设备工作过程对铝板、铝合金板进行抛射清理,研究铝丸和锌丸在相同质量、相同体积条件下抛射清理达到98%覆盖率时的清理效率和表面粗糙度,使用光学轮廓仪观察清理后的表面轮廓,对铝丸和锌丸的抛射清理效果进行对比。磨损失效过程研究方面,测定不同抛射循环次数和弹丸剩余量的关系,用扫描仪扫描磨损失效过程中的弹丸形貌,用扫描电子显微镜观察磨损失效后的弹丸形貌,分析讨论其磨损规律和失效形式。抛喷丸清理有限元模拟研究方面,使用ABAQUES有限元软件,建立有限元模型和模拟粗糙度算法,将模拟值与实验值对比验证模型和算法的正确性,并模拟出不同抛射速度下的表面粗糙度,表征其变化规律。结果表明:性能方面,铝丝切丸、铝合金丝切丸在不断的冲击循环过程中发生塑性变形晶粒不断细化,位错密度持续增加,产生加工硬化现象,硬度有所增大,金相组织为拉拔后的流线形和破碎的晶粒;锌丝切丸、锌合金丝切丸因再结晶温度低,在生产、抛打过程中发生再结晶,没有加工硬化特征,金相组织为等轴状晶粒;铝丝切丸、铝合金丝切丸的欧文寿命远大于锌丝切丸、锌合金丝切丸的欧文寿命。抛射清理方面,在相同质量和相同体积条件下,铝丝切丸、铝合金丝切丸抛射清理效率都高于锌丝切丸、锌合金丝切丸,抛射表面粗糙度都小于锌丝切丸、锌合金丝切丸;四种弹丸随粒度的增大,清理效率逐渐降低,清理表面粗糙度逐渐变大;铝丝切丸、铝合金丝切丸的成本因数远小于锌丝切丸、锌合金丝切丸的成本因数。磨损失效过程方面,磨损过程可分为钝化磨圆、稳定磨损和剧烈磨损三个阶段,在钝化磨圆阶段,弹丸形貌由圆柱体变为类球体;在稳定磨损阶段,弹丸形状大小基本没变化,铝丝切丸、铝合金丝切丸的该阶段远长于锌丝切丸、锌合金丝切丸;在剧烈磨损阶段,有裂纹的弹丸和破裂产生的小弹丸出现。磨损失效形式主要有粘着磨损、表皮剖落和断裂破碎。其中,铝丝切丸、铝合金丝切丸多为韧性断裂,断裂面存在光滑表面的剪切唇和韧窝花样的纤维区;锌丝切丸、锌合金丝切丸断裂形态多为心部剖落。抛喷丸清理有限元模拟方面,模拟值与实验值一致,证明建立的有限元模型和模拟粗糙度算法正确有效,模拟不同抛射速度下的表面粗糙度,表明速度越大,表面粗糙度值越大,但增大幅度有所降低。