Já se interrogou sobre como conseguir um acabamento metálico impecável? Este artigo aborda várias técnicas de polimento, desde métodos mecânicos a ultra-sónicos, detalhando as suas aplicações e vantagens. Ficará a saber como funciona cada técnica e como escolher a mais adequada para o seu projeto, garantindo uma qualidade de superfície e eficiência ideais. Descubra os segredos por detrás da obtenção de um brilho espelhado e a ciência que o torna possível.
Atualmente, os métodos de polimento mais utilizados são os seguintes
O polimento mecânico baseia-se no corte e na deformação plástica da superfície do material para remover as saliências após o polimento e obter uma superfície lisa. Utiliza geralmente pedras de óleo, discos de lã, lixas, etc., e é essencialmente efectuado à mão.
Os componentes especiais, como as superfícies rotativas do corpo, podem utilizar mesas giratórias e outras ferramentas auxiliares. Para requisitos de elevada qualidade de superfície, podem ser adoptados métodos de retificação e polimento de ultraprecisão.
A retificação e o polimento de ultraprecisão implicam a utilização de ferramentas de retificação especialmente concebidas para o efeito. Num fluido de retificação e polimento que contém abrasivos, este é fortemente pressionado sobre a superfície da peça de trabalho para um movimento de rotação a alta velocidade. Esta técnica permite obter um rugosidade da superfície de Ra0,008μm, o mais elevado de todos os métodos de polimento. Os moldes de lentes ópticas utilizam frequentemente este método.
O polimento químico permite que o material dissolva preferencialmente as saliências microscópicas da superfície num meio químico, obtendo assim uma superfície lisa. A principal vantagem deste método é o facto de não necessitar de equipamento complexo e poder polir peças com formas complexas, além de poder polir muitas peças ao mesmo tempo, sendo assim altamente eficiente.
A questão central do polimento químico é a preparação do fluido de polimento. A rugosidade da superfície obtida por polimento químico é geralmente de vários 10μm.
O princípio básico de polimento eletrolítico é o mesmo que o polimento químico, ou seja, dissolvendo seletivamente as pequenas saliências na superfície do material para tornar a superfície lisa. Em comparação com o polimento químico, pode eliminar a influência das reacções catódicas e obter melhores resultados.
A eletroquímica processo de polimento divide-se em duas etapas:
(1) Macro-Nivelamento: Os produtos de dissolução se difundem no eletrólito, e a rugosidade geométrica da superfície do material diminui, com Ra ＞ 1μm.
(2) Micro-Nivelamento: A polarização do ânodo aumenta o brilho da superfície, com Ra＜1μm.
No polimento por ultra-sons, a peça de trabalho é colocada numa suspensão abrasiva e colocada num campo ultrassónico. A ação de oscilação dos ultra-sons faz com que os abrasivos lixem e polam a superfície da peça de trabalho.
Maquinação por ultra-sons exerce forças macro baixas, que não causam a deformação da peça de trabalho. No entanto, o fabrico e a instalação das ferramentas podem ser um desafio. A maquinação por ultra-sons pode ser combinada com métodos químicos ou electroquímicos.
Com base na corrosão e eletrólise da solução, as vibrações ultra-sónicas são aplicadas para agitar a solução, permitindo que os produtos de dissolução na superfície da peça de trabalho se soltem e mantenham a corrosão uniforme ou o eletrólito perto da superfície. O efeito de cavitação dos ultra-sons no líquido pode também inibir o processo de corrosão, o que favorece o brilho da superfície.
O polimento com fluido baseia-se no fluxo de alta velocidade do líquido e nos grãos abrasivos transportados para polir a superfície da peça de trabalho. Os métodos mais comuns incluem a maquinagem por jato abrasivo, a maquinagem por jato líquido e a retificação com fluido.
A retificação por fluido é accionada por pressão hidráulica, fazendo com que o meio líquido que transporta os grãos abrasivos flua rapidamente para a frente e para trás sobre a superfície da peça de trabalho. O meio utiliza principalmente compostos especiais (substâncias semelhantes a polímeros) com boas propriedades de fluxo a baixa pressão e misturados com abrasivos. Os abrasivos podem ser feitos de pó de carboneto de silício.
O polimento com abrasivos magnéticos utiliza abrasivos magnéticos para formar uma escova abrasiva sob a ação de um campo magnético, que mói a peça de trabalho. Este método tem uma elevada eficiência de maquinação, boa qualidade, condições de processamento fáceis de controlar e boas condições de trabalho.
Com os abrasivos adequados, a rugosidade da superfície pode atingir Ra0.1μm.
No processamento de moldes de plástico, o polimento necessário é significativamente diferente do polimento de superfícies necessário noutras indústrias. Em termos estritos, o polimento de moldes deve ser referido como processamento de superfícies espelhadas.
Isto não só exige elevados padrões para o polimento em si, como também exige elevados padrões para a planicidade, suavidade e precisão geométrica da superfície. O polimento de superfícies geralmente requer apenas uma superfície brilhante.
As normas para o tratamento da superfície dos espelhos estão divididas em quatro níveis: AO=Ra0.008μm, A1=Ra0.016μm, A3=Ra0.032μm, A4=Ra0.063μm. Porque é difícil para métodos como o polimento eletrolítico e o polimento de fluidos controlarem com precisão a precisão geométrica das peças, e a qualidade da superfície de métodos como o polimento químico, o polimento ultrassónico e o polimento abrasivo magnético não podem cumprir os requisitos, polimento mecânico é utilizado principalmente para o processamento da superfície espelhada de moldes de precisão.
Para obter um efeito de polimento de alta qualidade, é crucial dispor de ferramentas de polimento de alta qualidade e de artigos auxiliares, tais como pedras de óleo, lixas e pasta de lixa de diamante.
A escolha do procedimento de polimento depende do estado da superfície após o processamento anterior, como o processamento mecânico, a maquinagem por faísca, a retificação, etc.
O procedimento geral para o polimento mecânico é o seguinte:
(1) Polimento grosseiro
A superfície após a fresagem, a maquinagem por faísca, a moagem, etc., pode ser polida utilizando uma máquina de polir superfícies rotativa com uma velocidade de 35000-40000rpm ou uma máquina de moagem ultra-sónica.
Os métodos comuns incluem a utilização de uma roda com um diâmetro de Φ3mm e WA#400 para remover a camada de faísca branca. Segue-se a retificação manual com pedras de óleo, com tiras de pedra de óleo e querosene como lubrificante ou refrigerante.
A sequência geral de utilização é #180~#240~#320~#400~#600~#800~#1000. Muitos fabricantes de moldes, para poupar tempo, optam por começar a partir de #400.
O polimento semi-fino utiliza principalmente lixa e querosene. A sequência de grãos de lixa é a seguinte #400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000 ~ #1200 ~ #1500.
De facto, a lixa #1500 só é adequada para aço de molde endurecido (52HRC e superior) e não é adequada para aço pré-endurecido, uma vez que pode causar queimaduras na superfície das peças de aço pré-endurecido.
O polimento fino utiliza principalmente pasta de polimento de diamante. Se for utilizado um disco de polimento misturado com pó de diamante ou pasta de polimento para polir, a sequência de polimento habitual é de 9μm (#1800) ~ 6μm (#3000) ~ 3μm (#8000).
A pasta de lixar diamantada de 9μm e a roda de pano de polimento podem ser utilizadas para remover as marcas de lixagem peludas deixadas pelas lixas #1200 e #1500. Em seguida, o polimento é efectuado com feltro adesivo e pasta de lixa de diamante, na sequência de 1μm (#14000) ~ 1/2μm (#60000) ~ 1/4μm (#100000).
Os processos de polimento com requisitos de precisão superiores a 1μm (incluindo 1μm) podem ser efectuados numa sala de polimento limpa na oficina de processamento de moldes. Para um polimento mais preciso, é necessário um espaço absolutamente limpo. O pó, o fumo, a caspa e as gotículas de saliva podem potencialmente arruinar a superfície polida de alta precisão obtida após várias horas de trabalho.
Ao polir com uma lixa, devem ser tidos em conta os seguintes pontos:
(1) O polimento com lixa requer a utilização de varas de madeira macia ou de bambu. Ao polir superfícies circulares ou esféricas, a utilização de varas de madeira macias pode corresponder melhor à curvatura das superfícies circulares e esféricas.
Por outro lado, a madeira mais dura, como a cerejeira, é mais adequada para polir superfícies planas. As extremidades dos paus de madeira devem ser aparadas de modo a corresponderem à forma da superfície das peças de aço, o que pode evitar que os cantos afiados dos paus de madeira (ou de bambu) risquem a superfície das peças de aço.
(2) Ao mudar para diferentes tipos de lixa, a direção de polimento deve ser alterada em 45° ~ 90°. Isto permite distinguir as sombras das riscas deixadas pelo tipo anterior de lixa após o polimento. Antes de mudar para diferentes tipos de lixa, a superfície de polimento deve ser cuidadosamente limpa com uma solução de limpeza, tal como álcool, utilizando algodão puro 100%.
Isto porque mesmo um pequeno pedaço de gravilha deixado na superfície pode arruinar todo o processo de polimento subsequente. Este processo de limpeza é igualmente importante quando se passa do polimento com lixa para o polimento com pasta de lixa diamantada. Todas as partículas e querosene devem ser completamente limpos antes de continuar com o processo de polimento.
(3) Para evitar riscar e queimar a superfície da peça de trabalho, é necessário ter especial cuidado ao polir com a lixa #1200 e #1500. Por conseguinte, é necessário aplicar uma carga ligeira e utilizar um método de polimento da superfície em duas fases. Para cada tipo de lixa utilizada para o polimento, devem ser efectuados dois polimentos em duas direcções diferentes, rodando 45° ~ 90° entre cada direção.
Os pontos a ter em conta na retificação e polimento com diamante incluem:
(1) Este tipo de polimento deve ser efectuado com a menor pressão possível, especialmente ao polir peças de aço pré-endurecidas e ao utilizar pasta de lixar fina. Ao polir com pasta de lixar #8000, a carga normalmente utilizada é de 100~200g/cm2, mas é difícil manter esta carga com precisão. Para facilitar a tarefa, pode fazer-se uma pega fina e estreita na vara de madeira, por exemplo, acrescentando uma peça de cobre; ou pode cortar-se parte da vara de bambu para a tornar mais flexível. Isto pode ajudar a controlar a pressão de polimento para garantir que a pressão na superfície do molde não seja demasiado elevada.
(2) Quando se utiliza o diamante para polir, não só a superfície de trabalho deve estar limpa, como também as mãos do trabalhador devem ser cuidadosamente limpas.
(3) Cada sessão de polimento não deve ser demasiado longa, quanto mais curta, melhor. Se o processo de polimento for demasiado longo, provocará "casca de laranja" e "pitting".
(4) Para obter um efeito de polimento de alta qualidade, devem ser evitados métodos e ferramentas de polimento que gerem facilmente calor. Por exemplo, o polimento de rodas pode gerar calor que pode facilmente causar "casca de laranja".
(5) Quando o processo de polimento é interrompido, é muito importante garantir a limpeza da superfície da peça de trabalho e remover cuidadosamente todos os abrasivos e lubrificantes. Posteriormente, deve ser aplicado um revestimento anti-ferrugem na superfície do molde.
Uma vez que o polimento mecânico é feito principalmente à mão, a tecnologia de polimento atual é o principal fator que afecta a qualidade do polimento. Além disso, também está relacionado com o material do molde, o estado da superfície antes do polimento e o processo de tratamento térmico.
Um aço de alta qualidade é um pré-requisito para obter uma boa qualidade de polimento. Se a dureza da superfície do aço for irregular ou as características forem diferentes, ocorrem frequentemente dificuldades de polimento. Várias inclusões e poros no aço não são propícios ao polimento.
3.1 O impacto de diferentes durezas no processo de polimento
Um aumento da dureza torna a retificação mais difícil, mas reduz a rugosidade após o polimento. Com o aumento da dureza, o tempo de polimento necessário para obter uma rugosidade mais baixa aumenta correspondentemente. Ao mesmo tempo, à medida que a dureza aumenta, a possibilidade de polimento excessivo diminui.
3.2 O impacto do estado da superfície da peça no processo de polimento
A camada superficial do aço será danificada devido ao calor, tensão internaou outros factores durante o processo de quebra do processamento mecânico de corte. Parâmetros de corte inadequados afectarão o efeito de polimento. A superfície após a maquinagem por faísca é mais difícil de polir do que a superfície após o processamento mecânico normal ou o tratamento térmico.
Por conseguinte, deve ser adoptada uma limpeza de precisão antes do fim da maquinagem por faísca, caso contrário, formar-se-á uma camada fina endurecida na superfície. Se o tratamento de precisão das faíscas for escolhido incorretamente, a profundidade da camada afetada pelo calor pode atingir 0,4 mm. A dureza da camada fina endurecida é maior do que a dureza de base e deve ser removida.
Por conseguinte, é melhor adicionar um processo de retificação grosseiro, remover completamente a camada de superfície danificada, criar uma superfície metálica rugosa média e fornecer uma boa base para o processo de polimento.
O polimento químico destina-se a ocasiões em que os requisitos de polimento não são elevados e é necessário aquecê-lo. Com a tecnologia atual, se os três tipos de polimento acima referidos puderem ser utilizados, não utilize o polimento químico, porque o efeito do polimento químico é fraco e o custo global é elevado.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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