Já se interrogou sobre como se consegue o acabamento brilhante do aço inoxidável? Este artigo mergulha no meticuloso processo de polimento mecânico, explicando técnicas, ferramentas e melhores práticas. Desde o polimento em bruto com ferramentas rotativas até ao polimento fino com pasta de diamante, aprenderá os passos e precauções essenciais para garantir um acabamento impecável. Descubra o impacto dos diferentes materiais e métodos e como contribuem para o produto final polido. Obtenha conhecimentos para melhorar as suas capacidades de polimento e obter resultados de nível profissional.
Através de uma inspeção visual, o brilho da superfície de uma peça polida é dividido em 5 níveis:
Nível 1: A superfície apresenta uma película de óxido branco, sem brilho.
Nível 2: Ligeiramente brilhante, não se consegue ver claramente o contorno.
Nível 3: Boa luminosidade, é possível distinguir o contorno.
Nível 4: A superfície é brilhante, podendo ver-se claramente o contorno (equivalente à qualidade da superfície do polimento eletroquímico).
Nível 5: Brilho espelhado.
O lixamento com lixas ou cintas de lixa durante a operação insere-se essencialmente na categoria de polimento e corte, deixando linhas muito finas na chapa de aço superfície.
Foram encontrados problemas quando se utilizou óxido de alumínio como abrasivo, em parte devido a problemas de pressão.
Quaisquer componentes de retificação do equipamento, tais como cintas de lixa e mós, não devem ser utilizados noutros materiais que não sejam de aço inoxidável antes da utilização, uma vez que isso contaminaria a superfície de aço inoxidável.
Para garantir a consistência do processamento da superfície, as novas mós ou cintas de lixa devem ser primeiro testadas em materiais de sucata com a mesma composição para comparação com artigos semelhantes.
Para obter resultados de polimento de alta qualidade, é crucial ter pedras de amolar de alta qualidade, lixa, pasta de lixa de diamante e outras ferramentas e acessórios de polimento.
A escolha do procedimento de polimento depende do estado da superfície após o processamento anterior, como o processamento mecânico, a maquinagem por descarga eléctrica, a retificação, etc.
O processo geral de polimento mecânico é o seguinte:
(1) Polimento em bruto:
Após a fresagem, descarga eléctrica, trituração e outros processos, pode ser escolhido para o polimento um polidor de superfície rotativo ou um triturador ultrassónico com uma velocidade de 35.000 - 40.000 rpm. Os métodos comuns incluem a utilização de uma roda WA # 400 com um diâmetro de Φ 3 mm para remover a camada branca de descarga eléctrica. Segue-se a retificação manual com pedra de amolar, utilizando pedras de amolar em forma de barra com querosene como lubrificante ou refrigerante. A ordem geral de utilização é #180 ~ #240 ~ #320 ~ #400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000. Muitos fabricantes de moldes optam por começar a partir do #400 para poupar tempo.
(2) Polimento semi-fino:
O polimento semi-fino utiliza principalmente lixa e querosene. Os números das lixas por ordem são: #400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000 ~ #1200 ~ #1500.
Na realidade, a lixa #1500 só é adequada para aço de molde endurecido (acima de 52HRC) e não para aço pré-endurecido, uma vez que pode causar queimaduras na superfície das peças de aço pré-endurecido.
(3) Polimento fino:
O polimento fino utiliza principalmente pasta de polimento de diamante. Se forem utilizados discos de tecido de polimento misturados com pó ou pasta de polimento de diamante para polir, a ordem de polimento habitual é de 9 μm (#1800) ~ 6 μm (#3000) ~3 μm (#8000).
A pasta de lixar diamantada de 9 μm e a roda de pano de polimento podem ser utilizadas para remover as marcas de lixagem semelhantes a pêlos deixadas pelas lixas #1200 e #1500. Em seguida, utiliza-se feltro e pasta de lixa de diamante para polir, na ordem de 1 μm (#14000) ~ 1/2 μm (#60000) ~ 1/4 μm (#100000).
Os processos de polimento que requerem uma precisão de 1 μm ou superior (incluindo 1 μm) 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 a saliva podem potencialmente arruinar a superfície polida de alta precisão obtida após horas de trabalho.
Ao utilizar uma lixa para polir, devem ser tidos em conta os seguintes pontos:
(1) O polimento com lixa requer a utilização de varas de madeira macia ou de bambu. Para polir superfícies cilíndricas ou esféricas, os paus de madeira macia adaptam-se melhor à curvatura da superfície. As madeiras mais duras, como a cerejeira, são mais adequadas para o polimento de superfícies planas.
As extremidades dos paus devem ser aparadas para se adaptarem à forma da peça de aço, a fim de evitar riscos profundos causados pelos ângulos agudos do pau.
(2) Ao mudar para diferentes tipos de lixa, a direção de polimento deve ser alterada em 45° a 90°. Isto permite identificar as sombras das riscas deixadas pela lixa anterior.
Antes de mudar para um tipo diferente de lixa, a superfície polida deve ser cuidadosamente limpa com uma solução de limpeza, como álcool, utilizando uma bola de algodão puro 100%. Mesmo um pequeno grão de areia deixado na superfície pode estragar o trabalho de polimento subsequente.
Este processo de limpeza é igualmente importante aquando da transição da lixa para a pasta de polimento diamantada. Todas as partículas e querosene devem ser completamente limpos antes de continuar com o polimento.
(3) Para evitar riscar e queimar a superfície da peça de trabalho, é necessário um cuidado especial ao utilizar as lixas #1200 e #1500.
Por conseguinte, é necessário aplicar uma carga ligeira e utilizar um método de polimento em duas fases. Cada tipo de lixa deve ser utilizado para polir duas vezes em duas direcções diferentes, rodando 45° a 90° entre cada direção.
Durante o desbaste e o polimento com diamante, deve ter-se em atenção o seguinte:
(1) Este tipo de polimento deve ser efectuado sob pressão ligeira, especialmente quando se polem peças de aço pré-endurecidas e se utiliza pasta de lixar fina. A carga comum para a pasta de lixar #8000 é de 100~200g/cm2, mas é difícil manter esta carga.
Para facilitar este processo, pode ser feita uma pega fina e estreita na vara de madeira, por exemplo, adicionando uma folha de cobre; ou pode ser cortada parte da vara de bambu para a tornar mais macia. Isto pode ajudar a controlar a pressão de polimento para assegurar que a pressão da superfície do molde não é demasiado elevada.
(2) Quando se utilizam rectificadoras de diamante para polir, não só a superfície de trabalho deve estar limpa, como também as mãos do trabalhador devem estar bem limpas.
(3) Cada sessão de polimento não deve ser demasiado longa; quanto mais curto for o tempo, melhor será o efeito. Se o processo de polimento for demasiado longo, causará "casca de laranja" e "pitting".
(4) Para obter resultados de polimento de alta qualidade, devem ser evitados métodos e ferramentas de polimento que gerem facilmente calor. Por exemplo, o calor gerado por um disco de polimento pode facilmente causar "casca de laranja".
(5) Quando o processo de polimento é interrompido, é muito importante garantir que a superfície da peça de trabalho esteja limpa e remover cuidadosamente todos os abrasivos e lubrificantes. De seguida, deve ser pulverizada sobre a superfície uma camada de produto anti-ferrugem.
Uma vez que o polimento mecânico é feito principalmente à mão, a técnica de polimento é atualmente o principal fator que afecta a qualidade do polimento.
Outros factores incluem 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 uma boa qualidade de polimento. Se a superfície do aço tiver uma dureza irregular ou diferenças de características, o polimento será muitas vezes difícil. Várias impurezas e poros no aço também não são propícios ao polimento.
Um aumento da dureza torna a retificação mais difícil, mas reduz a rugosidade após o polimento. Devido ao aumento da dureza, o tempo necessário para o polimento para obter uma rugosidade mais baixa aumenta correspondentemente.
Ao mesmo tempo, um aumento da dureza reduz a probabilidade de polimento excessivo.
A camada superficial do aço pode ser danificada devido ao calor, tensão internaou outros factores durante o processo de corte e maquinagem, e parâmetros de corte inadequados podem afetar o efeito de polimento.
A superfície após a maquinagem por descarga eléctrica (EDM) é mais difícil de retificar do que a superfície após a maquinagem normal ou o tratamento térmico, pelo que deve ser feito um recorte preciso da EDM antes do fim da EDM, caso contrário, formar-se-á uma camada fina endurecida na superfície.
Se a escolha do corte de precisão por EDM for incorrecta, a profundidade da camada afetada pelo calor pode atingir 0,4 mm. A dureza da camada fina endurecida é superior à dureza de base e tem de ser removida.
Por conseguinte, é melhor adicionar um processo de retificação grosseira para remover completamente a camada de superfície danificada, criar uma superfície metálica uniformemente rugosa e fornecer uma boa base para o polimento.
Tiro descasque consiste em lançar pequenas esferas de aço ou ferro a alta velocidade para atingir a superfície da peça, o que pode remover a camada de óxido da superfície da peça.
Simultaneamente, o impacto a alta velocidade do aço ou ferro As esferas causam uma distorção da rede na superfície da peça, aumentando a dureza da superfície. Este é um método de limpeza da superfície da peça e é frequentemente utilizado para limpar peças fundidas ou reforçar a superfície da peça.
A granalhagem é geralmente utilizada para formas regulares, em que vários bicos trabalham em conjunto a partir de todas as direcções para obter uma elevada eficiência e menos poluição.
Na indústria da construção e reparação naval, a granalhagem e o jato de areia são normalmente utilizados.
No entanto, tanto o shot peening como o jato de areia utilizam ar comprimido. Naturalmente, o shot peening não é necessariamente efectuado com um impulsor rotativo de alta velocidade.
Na construção e reparação navais, a granalhagem (utilizando pequenas esferas de aço) é utilizada principalmente para o pré-tratamento de chapas de aço (remoção de ferrugem antes da pintura); a decapagem com jato de areia (utilizando areia mineral na construção e reparação navais) é utilizada principalmente em navios ou secções formados para remover a tinta velha e a ferrugem da chapa de aço, para repintura.
O principal objetivo da granalhagem e do jato de areia na construção e reparação naval é aumentar a aderência da tinta à chapa de aço.
De facto, não é apenas a granalhagem que é utilizada para limpar peças fundidas. Para peças de grandes dimensões, a limpeza por jato de areia em tambor é geralmente efectuada em primeiro lugar, sendo a peça fundida colocada num tambor para ser rolada após o corte dos risers. As peças chocam umas com as outras dentro do tambor, removendo a maior parte da areia da superfície antes do shot peening ou do sand peening.
O tamanho da bola de shot peening é de 1,5 mm.
Estudos demonstraram que, em termos de danos, os materiais metálicos são muito mais fáceis de partir quando existe tensão de tração na superfície do que quando existe tensão de compressão. Quando a superfície está sob tensão de compressão, a vida à fadiga do material aumenta significativamente.
Por conseguinte, para peças como veios que são propensos a fratura por fadigaO lixamento é frequentemente utilizado para criar tensão de compressão na superfície e prolongar a vida útil do produto.
Além disso, os materiais metálicos são muito sensíveis à tensão, razão pela qual a tração resistência dos materiais é muito inferior à resistência à compressão. É também por esta razão que a resistência à tração (rendimento, resistência à tração) é geralmente utilizada para representar o desempenho dos materiais metálicos.
A superfície de trabalho das chapas de aço utilizadas nos automóveis em que circulamos todos os dias é reforçada com granalhagem, o que pode melhorar significativamente a resistência à fadiga do material.
A granalhagem é realizada através da utilização de um motor que faz girar o impulsor e, por ação da força centrífuga, são lançadas na superfície da peça de trabalho pastilhas com diâmetros de 0,2 a 3,0 (tais como granalha fundida, granalha cortada, granalha de aço inoxidável, etc.).
Isto cria uma certa rugosidade na superfície da peça de trabalho, tornando-a mais apelativa. Também altera a tensão de tração da soldadura da peça de trabalho para tensão de compressão, melhorando assim a vida útil da peça de trabalho.
É amplamente utilizado na maioria das áreas de maquinaria, incluindo construção naval, peças para automóveis, peças para aviões, superfícies de armas e tanques, pontes, estruturas de aço, vidro, chapas de aço, tubos, etc.
O jato de areia (granalha) utiliza o ar comprimido como potência para pulverizar areia com diâmetros entre 40 e 120, ou pellets com cerca de 0,1 a 2,0 sobre a superfície da peça, obtendo o mesmo efeito.
O tamanho das pastilhas determinará o efeito do tratamento. É importante notar que a granalhagem também pode ter um efeito de reforço.
Atualmente, o equipamento doméstico entrou num mal-entendido, acreditando que apenas a granalhagem pode atingir o objetivo de reforço.
No entanto, as empresas americanas e japonesas utilizam tanto a granalhagem como o jato de areia para o reforço!
Ambos têm as suas vantagens. Por exemplo, para uma peça de trabalho como uma engrenagem, o ângulo da granalha da granalhagem não pode ser alterado e apenas a velocidade inicial pode ser alterada pela conversão de frequência.
Tem um elevado volume e velocidade de tratamento, ao passo que a decapagem com jato de areia é exatamente o oposto. O efeito do jato de granalha não é tão bom como o do jato de areia.
O jato de areia é um método que utiliza ar comprimido para soprar areia de quartzo a alta velocidade para limpar a superfície das peças. Este método, também conhecido como jato de areia nas fábricas, não só remove a ferrugem, como também pode remover o óleo como efeito secundário, o que é muito útil para a pintura.
É habitualmente utilizada para a remoção de ferrugem nas superfícies das peças; para a decoração da superfície das peças (as pequenas máquinas de jato de areia húmida vendidas no mercado são utilizadas para este fim, utilizando normalmente corindo como grão e água como meio); nas estruturas de aço, a utilização de parafusos de alta resistência para a ligação é um método avançado.
Uma vez que as ligações de alta resistência dependem da fricção entre as superfícies das juntas para transmitir a força, os requisitos de qualidade para a superfície da junta são muito elevados. Nesta altura, é necessário utilizar jato de areia para tratar a superfície da junta.
O jato de areia é utilizado para formas complexas que são fáceis de despoeirar manualmente mas não são altamente eficientes, o ambiente no local não é bom e a remoção da ferrugem é irregular.
As máquinas de jato de areia em geral têm várias especificações de pistolas de jato de areia. Desde que a caixa não seja particularmente pequena, a pistola pode ser colocada para a limpar.
O produto de suporte do recipiente sob pressão - a cabeça - utiliza jato de areia para remover as incrustações de óxido da superfície da peça de trabalho. O diâmetro da areia de quartzo é de 1,5 mm a 3,5 mm.
Existe um tipo de processamento que utiliza a água como veículo para conduzir a areia de diamante para processar as peças, que é um tipo de jato de areia.
Tanto a granalhagem como o jato de areia podem limpar e remover a sujidade das peças, preparando-as para o passo seguinte. Isto destina-se a garantir os requisitos de rugosidade do processo seguinte e alguns têm como objetivo a consistência da superfície.
A granalhagem tem um efeito de reforço nas peças de trabalho, o que não é óbvio na granalhagem com areia.
Geralmente, a granalhagem utiliza pequenas esferas de aço e a granalhagem utiliza areia de quartzo. Estão divididos de acordo com diferentes requisitos.
A fundição de precisão utiliza a jato de areia e a granalhagem quase todos os dias.
1. Tanto a granalhagem como o jato de areia são tratamentos de superfícieMas não são só as peças fundidas que são objeto de granalhagem.
2. A principal função do jato de areia é ferrugem superficial remoção de ferrugem e desoxidação, por exemplo, peças após tratamento térmico, enquanto a granalhagem tem múltiplas funções: não só remoção de ferrugem e desoxidação da superfície, mas também melhoria da rugosidade da superfície, remoção de rebarbas de maquinagem das peças, eliminação de tensões internas nas peças, redução da deformação das peças após tratamento térmico, melhoria da resistência ao desgaste da superfície e da capacidade de compressão das peças, etc.
3. Existem muitos processos para a granalhagem, como fundições, peças forjadas, superfície de peças após maquinagem, superfície de peças após tratamento térmico, etc.
4. A granalhagem com areia é essencialmente efectuada manualmente, enquanto a granalhagem com granalha é frequentemente automatizada ou semi-automatizada.
5. As granalhas de aço e as granalhas de ferro utilizadas para a granalhagem não são realmente granalhas no verdadeiro sentido, são exatamente pequenos fios ou varas de aço, que só têm o aspeto de granalhas depois de serem utilizadas durante um certo período de tempo.
A chamada areia para jato de areia não é mais do que areia de rio, idêntica à areia de construção, exceto que a areia para jato de areia passa por uma peneiração, contém menos lama e tem uma granulometria específica.
É claro que algumas indústrias são diferentes, como a indústria da construção naval, onde são utilizadas granalhas de aço verdadeiro para a granalhagem e areia de minério metálico (não areia de rio - areia de quartzo) para a granalhagem.
Suplemento adicional (alguns repetitivos, outros contraditórios):
1. Tiros vs. areia: Os tiros são geralmente partículas esféricas sem arestas e cantos, como os tiros de arame cortado; a areia refere-se a grãos com arestas e cantos, como o corindo castanho, o corindo branco, a areia de rio, etc.
2. Pulverização vs. projeção: A pulverização utiliza ar comprimido como potência para pulverizar areia ou materiais de granalha sobre a superfície do material para obter uma limpeza e um determinado nível de rugosidade; o lançamento utiliza a força centrífuga gerada durante a rotação a alta velocidade para causar impacto na superfície do material para obter uma limpeza e um determinado nível de rugosidade.
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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