Defeitos comuns em produtos de perfil: Análise abrangente
Como engenheiro, você sabe que o diabo está nos detalhes quando se trata de projetar e fabricar máquinas. Um aspecto crucial que pode ser decisivo para a qualidade...
Alguma vez você já se perguntou como os mínimos detalhes podem fazer a diferença na qualidade de um produto? Na fabricação de moldes, o processo de polimento é crucial. Este artigo explora vários métodos de polimento, destacando como cada técnica melhora a qualidade do molde e prolonga sua vida útil. Prepare-se para descobrir os segredos por trás de moldes impecáveis!
No processo de diversificação e atualização de produtos industriais, melhorar a qualidade dos moldes, que afeta diretamente a qualidade do produto, é uma tarefa crucial. Durante o processo de fabricação do molde, a retificação e o polimento da superfície das peças, que envolvem o processamento suave e o processamento espelhado após o processamento da forma, é uma etapa importante para melhorar a qualidade do molde.
A adoção de um método de polimento adequado pode melhorar a qualidade do molde e estender sua vida útil, melhorando assim a qualidade do produto final.
Polimento mecânico é um método de alisar a superfície de uma peça de trabalho removendo a parte elevada por meio de corte ou deformação plástica do material. Normalmente, esse método envolve o uso de tiras de pedra de óleo, rodas de lã, lixas e operação manual.
Para requisitos de qualidade de superfície mais elevados, pode ser aplicado um método de polimento superfino.
O esmerilhamento e polimento ultrafinos, uma ferramenta de esmerilhamento especializada, usa o movimento rotativo de alta velocidade em um líquido de polimento contendo abrasivos para obter uma rugosidade de superfície de Ra0,008 μm, a melhor em vários métodos de polimento. Esse método é comumente usado em moldes de lentes ópticas. O polimento mecânico é o principal método de polimento de moldes.
O polimento químico é uma técnica na qual um material é dissolvido em um meio químico, resultando em uma suavização da parte ligeiramente elevada da superfície. Esse método pode polir peças de trabalho com formas complexas e tem a vantagem de poder polir várias peças simultaneamente, o que o torna altamente eficiente. O rugosidade da superfície obtido por meio de polimento químico é, em geral, Ra10 μm.
O princípio básico do eletropolimento é semelhante ao do polimento químico, pois envolve a dissolução seletiva da superfície do material para obter uma superfície lisa.
Em comparação com o polimento químico, o eletropolimento elimina o impacto das reações catódicas e proporciona um resultado melhor.
O polimento ultrassônico é uma técnica que utiliza vibrações ultrassônicas de uma seção de ferramenta para polir materiais frágeis e duros com uma suspensão abrasiva. A peça de trabalho é imersa em uma suspensão abrasiva e submetida a um campo ultrassônico, fazendo com que o abrasivo esmerilhe e faça o polimento da superfície da peça de trabalho por meio da ação de ondas ultrassônicas.
Usinagem ultrassônica tem uma força macroscópica mínima e não resulta em deformação da peça de trabalho, mas a fabricação e a instalação das ferramentas podem ser difíceis.
O polimento com fluido utiliza um líquido que flui e as partículas abrasivas que ele contém para polir a superfície de uma peça de trabalho. A retificação hidrodinâmica é acionada por forças hidráulicas.
O meio é composto principalmente de um composto especializado (substância polimérica) que flui a uma baixa pressão e é combinado com um abrasivo. O abrasivo pode ser feito de pó de carbeto de silício.
O lixamento e o polimento magnéticos envolvem o uso de um abrasivo magnético para criar uma escova abrasiva sob a influência de um campo magnético, permitindo o lixamento da peça de trabalho.
Esse método tem uma alta eficiência de processamento, fornece resultados de boa qualidade e permite o fácil controle das condições de processamento. Com um abrasivo adequado, a rugosidade da superfície pode ser alcançada em Ra 0,1 μm.
Para aumentar a velocidade de polimento de peças com uma rugosidade de superfície de Ra 1,6 μm ou superior, o polimento composto pode ser obtido pela combinação de ondas ultrassônicas com uma fonte de energia dedicada de alta frequência de pulso estreito e alta corrente de pico.
A ação simultânea da vibração ultrassônica e dos pulsos elétricos na superfície da peça de trabalho reduz rapidamente a rugosidade da superfície. Esse método é altamente eficaz no polimento de superfícies ásperas de moldes após a usinagem usando torno, fresa, faísca elétrica e corte com fio.
As ferramentas mais comuns para o polimento de moldes incluem: lixa, pedra de óleo, roda de feltro, pasta abrasiva, espátula de liga metálica, agulha de esmeril de diamante, bambu, pedra de amolar de fibra, retificadora rotativa redonda.
3.1 Polimento grosseiro
As superfícies após o acabamento, EDM, retificação etc. podem ser polidas com uma polidora de superfície rotativa com velocidade de rotação de 35.000 a 40.000 r/min.
Depois, há um esmeril manual de pedra de óleo, uma tira de pedra de óleo mais querosene como lubrificante ou refrigerante.
A ordem de uso é 180#→240#→320#→400#→600#→800#→1 000#.
3.2 Polimento semifino
O semiacabamento utiliza principalmente lixa e querosene. O número de lixas é: 400#→600#→800#→1 000#→1 200#→1 500#.
De fato, a lixa #1 500 é usada somente para lixas endurecidas aço para matrizes (acima de 52 HRC), mas não para aço pré-endurecido, pois isso pode causar danos à superfície do aço pré-endurecido e não obterá o efeito de polimento desejado.
3.3 Polimento fino
O polimento fino utiliza principalmente pasta abrasiva de diamante.
Se estiver lixando com um rebolo de pano de polimento para misturar pó abrasivo de diamante ou pasta abrasiva, a ordem usual de lixamento é 9 μm (1.800 #) → 6 μm (3.000 #) → 3 μm (8.000 #).
A pasta de diamante de 9 μm e o disco de pano de polimento podem ser usados para remover as marcas de cabelo das lixas 1 200# e 1 50 0#.
O polimento é então realizado com um feltro e uma pasta de diamante na ordem de 1 μm (14.000 #) → 1/2 μm (60.000 #) → 1/4 μm (100.000 #).
O processo de polimento deve ser conduzido em dois locais de trabalho separados, com o processamento de desbaste realizado em um local e o processamento de polimento fino realizado em outro. Deve-se tomar cuidado para remover quaisquer partículas de areia deixadas na superfície da peça de trabalho pelo processo anterior.
Normalmente, após o polimento bruto com pedra de óleo e lixa 1 200#, a peça de trabalho deve ser limpa de qualquer poeira para garantir que nenhuma partícula de poeira adira à superfície do molde. Para requisitos de precisão acima de 1 μm, incluindo 1 μm, o polimento pode ser realizado em uma câmara de polimento limpa.
Para um polimento mais preciso, ele deve ser feito em um ambiente absolutamente limpo, pois poeira, fumaça, caspa e gotículas de água podem arruinar as superfícies polidas de alta precisão. Após a conclusão do processo de polimento, a superfície da peça de trabalho deve ser protegida contra poeira.
Quando o processo de polimento estiver concluído, todos os abrasivos e lubrificantes devem ser completamente removidos para garantir que a superfície da peça de trabalho esteja limpa e, em seguida, uma camada de revestimento antiferrugem do molde deve ser aplicada à superfície da peça de trabalho.
5.1 Condição da superfície da peça de trabalho
Durante o processo de usinagem, a camada superficial pode ser danificada pelo calor, estresse internoA presença de um fator de risco, como a temperatura, ou outros fatores, e parâmetros de corte incorretos podem afetar o resultado do polimento. A superfície após a EDM é mais difícil de ser polida do que as superfícies após a usinagem ou o tratamento térmico.
Portanto, a EDM deve ser concluída antes do final do processo de EDM, caso contrário, uma camada fina endurecida se formará na superfície. Se a EDM não for executada corretamente, a profundidade da camada afetada pelo calor pode chegar a 0,4 mm e sua dureza é maior do que a do substrato. Essa camada endurecida deve ser removida.
Para obter os melhores resultados, é recomendável incluir um processo de esmerilhamento para proporcionar uma base sólida para o polimento.
5.2 Qualidade do aço
O aço de alta qualidade é essencial para obter bons resultados de polimento, pois várias inclusões e poros no aço afetarão a qualidade do polimento. Para obter um efeito de polimento satisfatório, a rugosidade da superfície da peça de trabalho deve ser observada no início da usinagem.
Se uma peça de trabalho exigir polimento de espelhosPara obter o efeito desejado, é fundamental selecionar um aço com bom desempenho de polimento e submetê-lo a um tratamento térmico, caso contrário, o efeito desejado pode não ser alcançado.
5.3 Processo de tratamento térmico
O tratamento térmico inadequado pode resultar em dureza desigual da superfície do aço ou em diferenças em suas características, tornando o processo de polimento mais desafiador.
5.4 Tecnologia de polimento
O polimento é realizado principalmente de forma manual, tornando as habilidades humanas o principal fator que afeta a qualidade do polimento. Acredita-se geralmente que a técnica de polimento afeta a rugosidade da superfície.
Na realidade, um bom efeito de polimento só pode ser obtido pela combinação de boas técnicas de polimento com aço de alta qualidade e tratamento térmico adequado. Por outro lado, se a técnica de polimento for ruim, mesmo o aço de alta qualidade pode não produzir um acabamento espelhado.
6.1 A retificação da lixa de molde e a retificação da pedra de óleo devem prestar atenção aos seguintes aspectos
(1) Para superfícies de molde mais duras, deve-se usar apenas ferramentas de lixamento de pedra oleosa limpas e macias.
(2) Ao mudar para uma lixa mais fina, a peça de trabalho e as mãos do operador devem ser limpas para evitar a transferência de areia grossa para a próxima operação de lixamento fino.
(3) Durante cada processo de lixamento, a lixa deve ser lixada em uma direção diferente de 45° até que a camada superior de areia seja removida. Depois que a camada superior de areia for removida, o tempo de lixamento deve ser aumentado em 25%, antes de mudar para uma lixa mais fina.
(4) O lixamento em diferentes direções ajuda a evitar a formação de ondas irregulares na peça de trabalho.
6.2 Questões que precisam de atenção na retificação e polimento com diamante
O esmerilhamento e o polimento com diamante devem ser realizados com leve pressão, principalmente ao polir peças de aço pré-endurecidas e ao usar pastas abrasivas finas.
A pressão típica ao usar uma pasta abrasiva 8000# é de 100 a 200 g/cm2mas manter esse nível de precisão pode ser um desafio.
Para resolver esse problema, você pode criar uma alça fina e estreita na tira ou cortar uma parte da tira para torná-la mais flexível. Isso ajuda a regular a pressão de polimento e evita que a superfície do molde seja submetida a uma pressão excessiva.
Ao utilizar técnicas de lixamento e polimento com diamante, não apenas a superfície de trabalho deve estar limpa, mas as mãos dos trabalhadores também devem ser mantidas limpas.
6.3 O polimento do molde de plástico deve prestar atenção aos seguintes aspectos
O polimento de moldes de plástico é muito diferente do acabamento de superfícies em outros setores.
Tecnicamente, o processo deve ser chamado de processamento de espelho. Esse método exige altos padrões não apenas para o polimento em si, mas também para a planicidade, a suavidade e a precisão geométrica da superfície.
O polimento de espelhos O padrão é dividido em quatro níveis: A0=Ra0,008μm, A1=Ra0,016 μm, A3=Ra0,032 μm e A4=Ra0,063 μm.
O eletropolimento, o polimento com fluido e outros métodos geralmente não conseguem controlar a precisão geométrica com precisão, e a qualidade da superfície produzida pelo polimento químico, polimento ultrassônico, polimento magnético e outros métodos não atende aos requisitos necessários.
Como resultado, o processamento de espelhos de moldes de precisão é obtido principalmente por meio de polimento mecânico.
7.1 Polimento excessivo
O desafio mais significativo enfrentado durante o polimento diário é o "polimento excessivo". Isso ocorre quando o tempo de polimento é prolongado, levando a uma diminuição da qualidade da superfície do molde.
Dois sintomas de polimento excessivo são a "casca de laranja" e o "pitting". O polimento excessivo é mais comumente observado no polimento mecânico.
7.2 O motivo pelo qual a peça de trabalho tem "casca de laranja"
Superfícies irregulares e ásperas são chamadas de "cascas de laranja" e há vários motivos para que elas ocorram.
A causa mais frequente é o superaquecimento da superfície do molde ou a carburação excessiva.
A alta pressão de polimento e o tempo prolongado de polimento são as principais causas da formação da "casca de laranja".
Por exemplo, ao usar uma roda de polimento, o calor gerado pela roda pode facilmente resultar em "casca de laranja".
Os aços mais duros são capazes de suportar pressões de polimento mais altas, enquanto os aços mais macios são mais suscetíveis ao polimento excessivo.
Pesquisas demonstraram que a extensão do polimento excessivo varia de acordo com a dureza do aço.
7.3 Medidas para eliminar a "casca de laranja" da peça de trabalho
Quando uma qualidade de superfície ruim é detectada, muitas pessoas tendem a aumentar a pressão de polimento e prolongar o tempo de polimento.
No entanto, essa abordagem geralmente leva a uma maior deterioração da qualidade da superfície.
Os seguintes métodos podem ser usados para remediar:
(1) Remova a superfície defeituosa e use um tamanho de grão ligeiramente mais grosso do que o anterior para o esmerilhamento. Em seguida, faça o esmerilhamento com uma força de polimento menor.
(2) Realize o alívio de tensão em uma temperatura abaixo da temperatura de têmpera de 25°C. Esmerilhe com o tamanho de grão mais fino antes de polir até obter o resultado desejado. Por fim, faça o polimento com uma força mais leve.
7.4 Razões para a formação de "pitting" na superfície da peça de trabalho
A formação de micropoços ou pites durante o processo de polimento é normalmente causada por não metálico impurezas no aço, geralmente óxidos duros e quebradiços que são removidos da superfície do aço. Os principais fatores que contribuem para o "pitting" são:
(1) Pressão de polimento excessiva e tempo de polimento prolongado.
(2) Pureza insuficiente do aço e alto teor de impurezas duras.
(3) Ferrugem na superfície no molde.
(4) Falha na remoção de escamas pretas.
7.5 Medidas para eliminar a corrosão por pite das peças de trabalho
(1) Esmerilhe novamente a superfície usando um tamanho de grão ligeiramente mais grosso do que o anterior. A etapa final do esmerilhamento deve ser realizada com uma pedra de óleo macia e afiada antes do polimento.
(2) Ao usar um tamanho de grão menor que 1 mm, é melhor evitar usar a ferramenta de polimento mais macia.
(3) Minimize o tempo e a força de polimento na medida do possível.
O polimento da cavidade durante o processo de produção do molde é uma etapa crucial que afeta a qualidade e a vida útil do molde e, por sua vez, a qualidade do produto final.
Ao compreender os princípios e procedimentos de polimento e selecionar um método de polimento adequado, a qualidade e a vida útil do molde podem ser aprimoradas, resultando em uma melhoria na qualidade do produto.
Como fundador do MachineMFG, dediquei mais de uma década de minha carreira ao setor de metalurgia. Minha vasta experiência permitiu que eu me tornasse um especialista nas áreas de fabricação de chapas metálicas, usinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou sempre pensando, lendo e escrevendo sobre esses assuntos, esforçando-me constantemente para permanecer na vanguarda do meu campo. Permita que meu conhecimento e experiência sejam um trunfo para sua empresa.
PT_BR 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
RU 
KO