Haben Sie sich schon einmal gefragt, wie die glänzende Oberfläche von rostfreiem Stahl erreicht wird? Dieser Artikel befasst sich mit dem sorgfältigen Prozess des mechanischen Polierens und erläutert Techniken, Werkzeuge und bewährte Verfahren. Vom Grobpolieren mit rotierenden Werkzeugen bis hin zum Feinpolieren mit Diamantpaste lernen Sie die wichtigsten Schritte und Vorsichtsmaßnahmen kennen, um eine makellose Oberfläche zu erzielen. Entdecken Sie die Auswirkungen der verschiedenen Materialien und Methoden und wie sie sich auf das polierte Endprodukt auswirken. Gewinnen Sie Erkenntnisse, um Ihre Polierfähigkeiten zu verbessern und professionelle Ergebnisse zu erzielen.
Bei der Sichtprüfung wird die Helligkeit der Oberfläche eines polierten Teils in 5 Stufen eingeteilt:
Stufe 1: Die Oberfläche hat eine weiße Oxidschicht, kein Glanz.
Stufe 2: Leicht hell, die Kontur ist nicht deutlich zu erkennen.
Stufe 3: Gute Helligkeit, man kann die Konturen erkennen.
Stufe 4: Die Oberfläche ist glänzend, die Konturen sind deutlich erkennbar (entspricht der Oberflächenqualität beim elektrochemischen Polieren).
Stufe 5: Spiegelglatte Helligkeit.
Das Schleifen mit Schleifpapier oder Schleifbändern während der Bearbeitung fällt im Wesentlichen unter die Kategorie Polieren und Schneiden, wobei sehr feine Linien auf dem Werkstück hinterlassen werden. Stahlplatte Oberfläche.
Bei der Verwendung von Aluminiumoxid als Schleifmittel sind Probleme aufgetreten, die teilweise auf Druckprobleme zurückzuführen sind.
Alle Schleifkomponenten des Geräts, wie z. B. Schleifbänder und Schleifscheiben, dürfen vor dem Einsatz nicht auf anderen Materialien, die nicht aus rostfreiem Stahl bestehen, verwendet werden, da dies die Oberfläche des rostfreien Stahls verunreinigen würde.
Um die Gleichmäßigkeit der Oberflächenbearbeitung zu gewährleisten, sollten neue Schleifscheiben oder Schleifbänder zunächst an Altmaterialien gleicher Zusammensetzung getestet werden, um sie mit ähnlichen Artikeln zu vergleichen.
Um qualitativ hochwertige Polierergebnisse zu erzielen, sind hochwertige Schleifsteine, Schleifpapier, Diamantschleifpaste und andere Polierwerkzeuge und -zubehörteile unerlässlich.
Die Wahl des Polierverfahrens hängt von der Oberflächenbeschaffenheit nach der vorherigen Bearbeitung ab, z. B. mechanische Bearbeitung, Funkenerosion, Schleifen usw.
Der allgemeine Prozess des mechanischen Polierens läuft wie folgt ab:
(1) Grobpolieren:
Nach dem Fräsen, der Funkenerosion, dem Schleifen und anderen Verfahren kann zum Polieren eine Rotationspoliermaschine oder eine Ultraschallschleifmaschine mit einer Drehzahl von 35.000 bis 40.000 U/min verwendet werden. Zu den üblichen Methoden gehört die Verwendung einer WA # 400-Schleifscheibe mit einem Durchmesser von Φ 3 mm, um die weiße Elektroerosionsschicht zu entfernen. Danach folgt das manuelle Schleifen mit stabförmigen Schleifsteinen, die mit Kerosin als Schmier- oder Kühlmittel behandelt werden. Die allgemeine Reihenfolge der Verwendung ist #180 ~ #240 ~ #320 ~ #400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000. Viele Formenbauer entscheiden sich dafür, mit #400 zu beginnen, um Zeit zu sparen.
(2) Halbfeines Polieren:
Beim halbfeinen Polieren werden hauptsächlich Schleifpapier und Kerosin verwendet. Die Schleifpapiernummern in der Reihenfolge sind: #400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000 ~ #1200 ~ #1500.
In Wirklichkeit ist das Schleifpapier #1500 nur für gehärteten Formenstahl (über 52HRC) und nicht für vorgehärteten Stahl geeignet, da dies zu Oberflächenverbrennungen an den vorgehärteten Stahlteilen führen kann.
(3) Feinpolieren:
Beim Feinpolieren wird hauptsächlich Diamantschleifpaste verwendet. Wenn Poliertuchscheiben mit Diamantschleifpulver oder -paste zum Schleifen verwendet werden, beträgt die übliche Schleifordnung 9 μm (#1800) ~ 6 μm (#3000) ~ 3 μm (#8000).
Die 9 μm Diamantschleifpaste und das Poliertuchrad können verwendet werden, um die haarähnlichen Schleifspuren zu entfernen, die das Schleifpapier #1200 und #1500 hinterlassen hat. Anschließend werden Filz und Diamantschleifpaste zum Polieren verwendet, in der Größenordnung von 1 μm (#14000) ~ 1/2 μm (#60000) ~1/4 μm (#100000).
Poliervorgänge, die eine Genauigkeit von 1 μm oder mehr erfordern (einschließlich 1 μm), können in einem sauberen Polierraum in der Formenbauwerkstatt durchgeführt werden.
Für präzises Polieren ist ein absolut sauberer Raum erforderlich. Staub, Rauch, Schuppen und Speichel könnten die nach stundenlanger Arbeit erzielte hochpräzise polierte Oberfläche ruinieren.
Bei der Verwendung von Schleifpapier zum Polieren sind die folgenden Punkte zu beachten:
(1) Das Polieren mit Sandpapier erfordert die Verwendung von weichen Holz- oder Bambusstäben. Beim Polieren von zylindrischen oder kugelförmigen Oberflächen können weiche Holzstäbchen die Krümmung der Oberfläche besser ausgleichen. Härteres Holz, wie Kirschholz, eignet sich besser zum Polieren flacher Oberflächen.
Die Enden der Stöcke sollten der Form des Stahlstücks angepasst werden, um tiefe Kratzer zu vermeiden, die durch die scharfen Winkel des Stocks verursacht werden.
(2) Beim Wechsel zu anderen Schleifpapiersorten sollte die Polierrichtung um 45° bis 90° geändert werden. Dies ermöglicht die Erkennung von Streifenschatten, die das vorherige Schleifpapier hinterlassen hat.
Vor dem Wechsel des Schleifpapiers muss die polierte Oberfläche sorgfältig mit einer Reinigungslösung (z. B. Alkohol) und einem reinen Wattebausch 100% abgewischt werden. Schon ein winziges Sandkorn, das auf der Oberfläche verbleibt, kann die nachfolgende Polierarbeit ruinieren.
Dieser Reinigungsprozess ist auch beim Übergang von Schleifpapier zu Diamantpolierpaste wichtig. Alle Partikel und Kerosin müssen vollständig gereinigt werden, bevor mit dem Polieren fortgefahren wird.
(3) Um Kratzer und Verbrennungen auf der Werkstückoberfläche zu vermeiden, ist bei der Verwendung von Schleifpapier #1200 und #1500 besondere Vorsicht geboten.
Daher ist es notwendig, eine leichte Last aufzubringen und ein zweistufiges Polierverfahren anzuwenden. Jede Art von Schleifpapier sollte zum Polieren zweimal in zwei verschiedenen Richtungen verwendet werden, wobei zwischen jeder Richtung eine Drehung von 45° bis 90° erfolgen sollte.
Beim Schleifen und Polieren mit Diamanten ist Folgendes zu beachten:
(1) Diese Art des Polierens muss unter leichtem Druck erfolgen, insbesondere beim Polieren von vorgehärteten Stahlteilen und bei Verwendung von feiner Schleifpaste. Die übliche Belastung für #8000 Schleifpaste ist 100~200g/cm2, aber die Aufrechterhaltung dieser Belastung ist schwierig.
Um dies zu erleichtern, kann man den Holzstab mit einem dünnen und schmalen Griff versehen, z. B. durch Hinzufügen eines Kupferblechs, oder einen Teil des Bambusstabs abschneiden, um ihn weicher zu machen. Auf diese Weise kann der Polierdruck kontrolliert werden, um sicherzustellen, dass der Flächendruck der Form nicht zu hoch ist.
(2) Beim Einsatz von Diamantschleifern zum Polieren muss nicht nur die Arbeitsfläche sauber sein, sondern auch die Hände des Arbeiters müssen gründlich gereinigt werden.
(3) Jeder Poliervorgang sollte nicht zu lange dauern; je kürzer die Zeit, desto besser der Effekt. Wenn die Polierverfahren zu lang ist, führt dies zu "Orangenhaut" und "Lochfraß".
(4) Um hochwertige Polierergebnisse zu erzielen, sollten Poliermethoden und -werkzeuge, die leicht Hitze erzeugen, vermieden werden. So kann beispielsweise die von einer Polierscheibe erzeugte Hitze leicht "Orangenhaut" verursachen.
(5) Nach Beendigung des Poliervorgangs ist es sehr wichtig, dass die Oberfläche des Werkstücks sauber ist und alle Schleifmittel und Schmierstoffe sorgfältig entfernt werden. Anschließend sollte eine Schicht Formrostschutzmittel auf die Oberfläche aufgesprüht werden.
Da das mechanische Polieren hauptsächlich manuell erfolgt, ist die Poliertechnik derzeit der wichtigste Faktor, der die Polierqualität beeinflusst.
Weitere Faktoren sind das Material der Form, der Zustand der Oberfläche vor dem Polieren und das Wärmebehandlungsverfahren.
Hochwertiger Stahl ist eine Voraussetzung für eine gute Polierqualität. Weist die Stahloberfläche eine ungleichmäßige Härte oder unterschiedliche Eigenschaften auf, ist das Polieren oft schwierig. Auch verschiedene Verunreinigungen und Poren im Stahl sind für das Polieren nicht förderlich.
Eine Erhöhung der Härte erschwert das Schleifen, verringert aber die Rauheit nach dem Polieren. Mit zunehmender Härte nimmt die Zeit, die für das Polieren benötigt wird, um eine geringere Rauheit zu erreichen, entsprechend zu.
Gleichzeitig wird durch die Erhöhung der Härte die Wahrscheinlichkeit des Überpolierens verringert.
Die Oberflächenschicht des Stahls kann durch die Hitze beschädigt werden, Eigenspannungoder andere Faktoren während des Schneid- und Bearbeitungsprozesses sowie ungeeignete Schneidparameter können den Poliereffekt beeinträchtigen.
Die Oberfläche nach dem Funkenerodieren (EDM) ist schwieriger zu schleifen als die Oberfläche nach einer normalen Bearbeitung oder Wärmebehandlung, so dass ein präzises EDM-Trimmen vor dem Ende des Funkenerodierens durchgeführt werden sollte, da sich sonst eine gehärtete dünne Schicht auf der Oberfläche bildet.
Wenn die Wahl für das EDM-Präzisionsbeschneiden falsch ist, kann die Tiefe der wärmebeeinflussten Schicht bis zu 0,4 mm betragen. Die Härte der gehärteten dünnen Schicht ist höher als die Grundhärte und muss entfernt werden.
Daher ist es am besten, ein grobes Schleifverfahren hinzuzufügen, um die beschädigte Oberflächenschicht vollständig zu entfernen, eine gleichmäßig raue Metalloberfläche zu schaffen und eine gute Grundlage für das Polieren zu schaffen.
Schuss Hämmern Dabei werden kleine Stahl- oder Eisenkugeln mit hoher Geschwindigkeit auf die Oberfläche des Teils geschleudert, wodurch die Oxidschicht auf der Oberfläche des Teils entfernt werden kann.
Gleichzeitig werden die Hochgeschwindigkeitsauswirkungen der Stahl oder Eisen Kugeln bewirken eine Gitterverzerrung auf der Oberfläche des Teils und erhöhen die Oberflächenhärte. Dies ist eine Methode zur Reinigung der Werkstückoberfläche und wird häufig zur Reinigung von Gussteilen oder zur Verstärkung der Werkstückoberfläche verwendet.
Shot Peening wird im Allgemeinen für regelmäßige Formen verwendet, bei denen mehrere Düsen aus allen Richtungen zusammenarbeiten, um eine hohe Effizienz und geringere Verschmutzung zu erreichen.
Im Schiffbau und in der Reparaturindustrie werden häufig Kugelstrahlen und Sandstrahlen eingesetzt.
Allerdings wird sowohl beim Kugelstrahlen als auch beim Sandstrahlen Druckluft verwendet. Natürlich wird das Verfestigungsstrahlen nicht unbedingt mit einem hochtourig rotierenden Laufrad durchgeführt.
Im Schiffbau und in der Schiffsreparatur wird das Kugelstrahlen (mit kleinen Stahlkugeln) hauptsächlich zur Vorbehandlung von Stahlblechen (Entfernung von Rost vor dem Anstrich) verwendet; das Sandstrahlen (mit mineralischem Sand im Schiffbau und in der Schiffsreparatur) wird hauptsächlich bei geformten Schiffen oder Sektionen eingesetzt, um alte Farbe und Rost von den Stahlblechen zu entfernen und einen neuen Anstrich vorzunehmen.
Der Hauptzweck des Kugelstrahlens und Sandstrahlens im Schiffbau und in der Schiffsreparatur besteht darin, die Haftung der Farbe auf dem Stahlblech zu verbessern.
In der Tat wird nicht nur das Kugelstrahlen zur Reinigung von Gussstücken verwendet. Bei großen Teilen wird in der Regel zuerst eine Trommelsandreinigung durchgeführt, bei der das Gussteil nach dem Abschneiden der Speiser in eine Trommel zum Walzen gelegt wird. Die Teile stoßen in der Trommel gegeneinander, wodurch der meiste Sand von der Oberfläche entfernt wird, bevor sie kugelgestrahlt oder sandgestrahlt werden.
Die Größe der Kugel beträgt 1,5 mm.
Studien haben gezeigt, dass metallische Werkstoffe bei Zugspannungen an der Oberfläche viel leichter brechen als bei Druckspannungen. Wenn die Oberfläche unter Druckspannung steht, erhöht sich die Ermüdungslebensdauer des Materials erheblich.
Für Teile wie Wellen, die anfällig sind für ErmüdungsbruchDas Sandstrahlen wird häufig eingesetzt, um Druckspannungen an der Oberfläche zu erzeugen und die Lebensdauer des Produkts zu verlängern.
Außerdem sind metallische Werkstoffe sehr spannungsempfindlich, weshalb die Zugfestigkeit Festigkeit von Werkstoffen ist viel geringer als die Druckfestigkeit. Dies ist auch der Grund, warum die Zugfestigkeit (Streckgrenze, Zugfestigkeit) im Allgemeinen verwendet wird, um die Leistung von Metallwerkstoffen darzustellen.
Die Arbeitsfläche der Stahlplatten, die in den Autos verwendet werden, mit denen wir täglich fahren, wird durch Kugelstrahlen verstärkt, wodurch die Ermüdungsfestigkeit des Materials erheblich verbessert werden kann.
Beim Kugelstrahlen wird ein Motor verwendet, der das Laufrad in Drehung versetzt, und durch die Zentrifugalkraft werden Pellets mit einem Durchmesser von 0,2 bis 3,0 (z. B. Gusskorn, Schnittkorn, Edelstahlkorn usw.) auf die Oberfläche des Werkstücks geschleudert.
Dadurch entsteht eine gewisse Rauheit auf der Oberfläche des Werkstücks, die es ansprechender aussehen lässt. Außerdem wird die Zugspannung des Werkstücks beim Schweißen in eine Druckspannung umgewandelt, wodurch sich die Lebensdauer des Werkstücks erhöht.
Es wird in den meisten Bereichen des Maschinenbaus eingesetzt, z. B. im Schiffbau, bei Automobilteilen, Flugzeugteilen, den Oberflächen von Kanonen und Tanks, Brücken, Stahlkonstruktionen, Glas, Stahlplatten, Rohren usw.
Beim Sandstrahlen (Shot) wird Sand mit einem Durchmesser von 40 bis 120 mm oder Granulat mit einem Durchmesser von 0,1 bis 2,0 mm mit Hilfe von Druckluft auf die Oberfläche des Werkstücks gesprüht, um den gleichen Effekt zu erzielen.
Die Größe der Kügelchen bestimmt die Wirkung der Behandlung. Es ist wichtig zu beachten, dass das Kugelstrahlen auch eine verstärkende Wirkung haben kann.
Derzeit hat die inländische Ausrüstung ein Missverständnis, zu glauben, dass nur Kugelstrahlen kann den Zweck der Stärkung zu erreichen.
Amerikanische und japanische Unternehmen verwenden jedoch sowohl das Kugelstrahlen als auch das Sandstrahlen zur Verstärkung!
Beide haben ihre Vorteile. Bei einem Werkstück wie einem Zahnrad kann beispielsweise der Winkel des Strahls beim Kugelstrahlen nicht verändert werden, und nur die Anfangsgeschwindigkeit kann durch Frequenzumwandlung geändert werden.
Es hat ein hohes Behandlungsvolumen und eine hohe Geschwindigkeit, während das Sandstrahlen genau das Gegenteil ist. Die Wirkung des Kugelstrahlens ist nicht so gut wie die des Sandstrahlens.
Sandstrahlen ist ein Verfahren, bei dem Quarzsand mit hoher Geschwindigkeit durch Druckluft geblasen wird, um die Oberfläche von Teilen zu reinigen. Diese Methode, die in Fabriken auch als Sandstrahlen bekannt ist, entfernt nicht nur Rost, sondern kann als Nebeneffekt auch Öl entfernen, was für die Lackierung sehr nützlich ist.
Sie wird üblicherweise für die Entfernung von Rost auf der Oberfläche von Teilen verwendet; für die Oberflächenveredelung von Teilen (zu diesem Zweck werden kleine, auf dem Markt erhältliche Nass-Sandstrahlgeräte eingesetzt, die in der Regel Korund als Korn und Wasser als Medium verwenden); bei Stahlkonstruktionen ist die Verwendung von hochfesten Schrauben zur Verbindung eine fortschrittliche Methode.
Da hochfeste Verbindungen zur Kraftübertragung auf die Reibung zwischen den Verbindungsflächen angewiesen sind, sind die Qualitätsanforderungen an die Verbindungsfläche sehr hoch. Zu diesem Zeitpunkt muss die Fugenoberfläche durch Sandstrahlen behandelt werden.
Sandstrahlen wird eingesetzt für komplizierte Formen die leicht manuell entrostet werden können, aber nicht sehr effizient sind, das Umfeld auf der Baustelle nicht gut ist und die Entrostung ungleichmäßig verläuft.
Für allgemeine Sandstrahlgeräte gibt es verschiedene Spezifikationen von Sandstrahlpistolen. Solange der Kasten nicht besonders klein ist, kann die Pistole zum Reinigen hineingesteckt werden.
Das Trägerprodukt des Druckbehälters - der Kopf - wird durch Sandstrahlen von der Oxidschicht auf der Oberfläche des Werkstücks befreit. Der Durchmesser des Quarzsandes beträgt 1,5 bis 3,5 mm.
Es gibt eine Art der Bearbeitung, bei der Wasser als Träger verwendet wird, um den Diamantsand zur Bearbeitung der Teile anzutreiben, eine Art Sandstrahlen.
Sowohl durch Strahlen als auch durch Sandstrahlen können die Werkstücke gereinigt und von Schmutz befreit werden, um sie für den nächsten Schritt vorzubereiten. Dies dient dazu, die Rauheitsanforderungen des nächsten Prozesses zu gewährleisten, und einige dienen der Oberflächenkonsistenz.
Kugelstrahlen hat eine verfestigende Wirkung auf die Werkstücke, die beim Sandstrahlen nicht offensichtlich ist.
Im Allgemeinen werden beim Kugelstrahlen kleine Stahlkugeln und beim Sandstrahlen Quarzsand verwendet. Sie werden je nach den unterschiedlichen Anforderungen unterschieden.
Im Präzisionsguss werden fast täglich Sand- und Kugelstrahlen eingesetzt.
1. Sowohl Strahlen als auch Sandstrahlen sind OberflächenbehandlungenAber nicht nur Gussteile werden kugelgestrahlt.
2. Die Hauptfunktion des Sandstrahlens ist Oberflächenrost Entrosten und Desoxidieren, z. B. von Teilen nach der Wärmebehandlung, während das Kugelstrahlen mehrere Funktionen hat: nicht nur Entrosten und Desoxidieren der Oberfläche, sondern auch Verbessern der Oberflächenrauheit, Entfernen von Bearbeitungsgraten von Teilen, Beseitigen von inneren Spannungen in Teilen, Verringern der Verformung von Teilen nach der Wärmebehandlung, Verbessern der Verschleißfestigkeit der Oberfläche und der Druckfestigkeit von Teilen usw.
3. Es gibt viele Verfahren für das Strahlen, wie Gussstücke, Schmiedestücke, die Oberfläche von Teilen nach der Bearbeitung, die Oberfläche von Teilen nach der Wärmebehandlung, usw.
4. Sandstrahlen wird hauptsächlich manuell durchgeführt, während das Kugelstrahlen häufig automatisiert oder halbautomatisiert ist.
5. Bei den zum Strahlen verwendeten Stahl- und Eisenkugeln handelt es sich nicht um Kugeln im eigentlichen Sinne, sondern genau genommen um kleine Stahldrähte oder -stangen, die erst nach einiger Zeit des Gebrauchs wie Kugeln aussehen.
Der so genannte Sand zum Sandstrahlen ist nichts anderes als Flusssand, der mit dem Bausand identisch ist, mit dem Unterschied, dass der Sandstrahlsand gesiebt wird, weniger Schlamm enthält und eine bestimmte Korngröße hat.
Natürlich gibt es Branchen, in denen das anders ist, wie z. B. im Schiffbau, wo echte Stahlkugeln zum Strahlen verwendet werden und Metallerzsand (kein Flusssand - Quarzsand) zum Sandstrahlen eingesetzt wird.
Zusätzlicher Nachtrag (einige wiederholend, einige widersprüchlich):
1. Kugeln vs. Sand: Kugeln sind im Allgemeinen kugelförmige Partikel ohne Kanten und Ecken, wie z. B. Drahtkugeln; Sand bezieht sich auf Körner mit Kanten und Ecken, wie z. B. brauner Korund, weißer Korund, Flusssand usw.
2. Sprühen vs. Werfen: Beim Sprühen wird Druckluft als Energiequelle verwendet, um Sand oder Schrot auf die Materialoberfläche zu sprühen, um eine Reinigung und einen bestimmten Grad an Rauheit zu erreichen; beim Werfen wird die Zentrifugalkraft genutzt, die während der Hochgeschwindigkeitsrotation erzeugt wird, um auf die Materialoberfläche aufzutreffen, um eine Reinigung und einen bestimmten Grad an Rauheit zu erreichen.
Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.
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