Você já se perguntou como conseguir um acabamento impecável para o metal? Este artigo aborda várias técnicas de polimento, de métodos mecânicos a ultrassônicos, detalhando suas aplicações e benefícios. Você aprenderá como cada técnica funciona e como escolher a mais adequada para o seu projeto, garantindo a melhor qualidade e eficiência da superfície. Descubra os segredos por trás da obtenção de um brilho espelhado e a ciência que torna isso possível.
Atualmente, os métodos de polimento comumente usados são os seguintes:
O polimento mecânico se baseia no corte e na deformação plástica da superfície do material para remover as saliências após o polimento e obter uma superfície lisa. Geralmente, ele usa pedras de óleo, rodas de lã, lixas etc., e é operado principalmente à mão.
Componentes especiais, como superfícies de corpos rotativos, podem usar mesas giratórias e outras ferramentas auxiliares. Para requisitos de alta qualidade de superfície, podem ser adotados métodos de polimento e retificação de ultraprecisão.
O esmerilhamento e o polimento de ultraprecisão envolvem o uso de ferramentas de esmerilhamento especialmente fabricadas. Em um fluido de esmerilhamento e polimento que contém abrasivos, ele é pressionado firmemente sobre a superfície da peça de trabalho para um movimento rotacional de alta velocidade. Essa técnica pode atingir um rugosidade da superfície de Ra0,008μm, o mais alto entre todos os métodos de polimento. Os moldes de lentes ópticas geralmente usam esse método.
O polimento químico permite que o material dissolva preferencialmente as saliências microscópicas da superfície em um meio químico, obtendo assim uma superfície lisa. A principal vantagem desse método é que ele não exige equipamentos complexos e pode polir peças com formatos complexos, além de polir muitas peças ao mesmo tempo, o que o torna altamente eficiente.
O principal problema do polimento químico é a preparação do fluido de polimento. A rugosidade da superfície obtida pelo polimento químico é geralmente de vários 10μm.
O princípio básico do 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, ele pode eliminar a influência das reações catódicas e obter melhores resultados.
O eletroquímico processo de polimento é dividido 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 ultrassônico, a peça de trabalho é colocada em uma suspensão abrasiva e colocada em um campo ultrassônico. A ação de oscilação do ultrassom faz com que os abrasivos esmerilhem e façam o polimento da superfície da peça.
Usinagem ultrassônica exerce forças macro baixas, que não causam deformação da peça de trabalho. No entanto, a fabricação e a instalação das ferramentas podem ser desafiadoras. A usinagem ultrassônica pode ser combinada com métodos químicos ou eletroquímicos.
Com base na corrosão e na eletrólise da solução, as vibrações ultrassônicas são aplicadas para agitar a solução, permitindo que os produtos de dissolução na superfície da peça de trabalho se desprendam e mantenham a corrosão uniforme ou o eletrólito próximo à superfície. O efeito de cavitação do ultrassom no líquido também pode inibir o processo de corrosão, o que favorece o clareamento da superfície.
O polimento com fluido depende do fluxo de alta velocidade do líquido e dos grãos abrasivos transportados para polir a superfície da peça de trabalho. Os métodos comuns incluem a usinagem com jato abrasivo, a usinagem com jato líquido e a retificação com fluido.
A retificação com fluido é acionada por pressão hidráulica, fazendo com que o meio líquido que transporta os grãos abrasivos flua rapidamente para frente e para trás sobre a superfície da peça de trabalho. O meio líquido usa principalmente compostos especiais (substâncias semelhantes a polímeros) com boas propriedades de fluxo sob baixa pressão e misturados com abrasivos. Os abrasivos podem ser feitos de pó de carbeto de silício.
O polimento com abrasivo magnético utiliza abrasivos magnéticos para formar uma escova abrasiva sob a ação de um campo magnético, que retifica a peça de trabalho. Esse método tem alta eficiência de usinagem, boa qualidade, condições de processamento fáceis de controlar e boas condições de trabalho.
Com os abrasivos adequados, a rugosidade da superfície pode chegar a Ra0,1μm.
No processamento de moldes de plástico, o polimento necessário é significativamente diferente do polimento de superfície exigido em outros setores. A rigor, o polimento de moldes deve ser chamado de processamento de superfície espelhada.
Isso exige não apenas altos padrões para o polimento em si, mas também altos padrões de planicidade, suavidade e precisão geométrica da superfície. O polimento de superfícies geralmente requer apenas uma superfície brilhante.
Os padrões para o processamento da superfície do espelho são divididos em quatro níveis: AO=Ra0,008μm, A1=Ra0,016μm, A3=Ra0,032μm, A4=Ra0,063μm. Como é difícil para métodos como polimento eletrolítico e polimento com fluido controlar com precisão a exatidão geométrica das peças, a qualidade da superfície de métodos como polimento químico, polimento ultrassônico e polimento com abrasivo magnético não atende aos requisitos, polimento mecânico é usado principalmente para o processamento de superfícies espelhadas de moldes de precisão.
Para obter um efeito de polimento de alta qualidade, é fundamental ter ferramentas de polimento e itens auxiliares de alta qualidade, como pedras de óleo, lixas e pasta de polimento de diamante.
A escolha do procedimento de polimento depende da condição da superfície após o processamento anterior, como processamento mecânico, usinagem por faísca, retificação e assim por diante.
O procedimento geral para o polimento mecânico é o seguinte:
(1) Polimento grosso
A superfície após a fresagem, a usinagem por centelhamento, a retificação etc. pode ser polida usando uma máquina de polimento de superfície rotativa com velocidade de 35000-40000 rpm ou uma máquina de retificação ultrassônica.
Os métodos comuns incluem o uso de um rebolo com diâmetro de Φ3 mm e WA#400 para remover a camada de faísca branca. Em seguida, é feito o esmerilhamento manual com pedras de óleo e querosene como lubrificante ou líquido de arrefecimento.
A sequência geral de uso é #180~#240~#320~#400~#600~#800~#1000. Muitos fabricantes de moldes, para economizar tempo, optam por começar a partir do #400.
O polimento semifino utiliza principalmente lixa e querosene. A sequência de grãos de lixa é a seguinte #400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000 ~ #1200 ~ #1500.
De fato, a lixa #1500 só é adequada para aço de molde endurecido (52HRC e acima), e não é adequada para aço pré-endurecido, pois pode causar queimaduras na superfície das peças de aço pré-endurecido.
O polimento fino usa principalmente pasta de polimento de diamante. Se um rebolo de tecido de polimento misturado com pó de diamante ou pasta de polimento for usado para o polimento, a sequência de polimento usual será de 9μm (#1800) ~ 6μm (#3000) ~ 3μm (#8000).
A pasta de esmerilhamento de diamante de 9μm e o rebolo de pano de polimento podem ser usados para remover as marcas de esmerilhamento peludas deixadas pelas lixas #1200 e #1500. Em seguida, o polimento é feito com feltro adesivo e pasta de lixamento de diamante, na sequência de 1μm (#14000) ~ 1/2μm (#60000) ~ 1/4μm (#100000).
Os processos de polimento com requisitos de precisão acima de 1μm (incluindo 1μm) podem ser realizados em uma sala de polimento limpa na oficina de processamento de moldes. Para um polimento mais preciso, é necessário um espaço absolutamente limpo. Poeira, fumaça, caspa e gotículas de saliva podem arruinar a superfície polida de alta precisão obtida após várias horas de trabalho.
Ao fazer o polimento com lixa, os seguintes pontos devem ser observados:
(1) O polimento com lixa requer o uso de varas de madeira macia ou de bambu. Ao polir superfícies circulares ou esféricas, o uso de varetas de madeira macia pode corresponder melhor à curvatura das superfícies circulares e esféricas.
Por outro lado, madeiras mais duras, como a cerejeira, são mais adequadas para o polimento de superfícies planas. As extremidades das varetas de madeira devem ser aparadas para corresponder ao formato da superfície das peças de aço, o que pode evitar que os cantos afiados das varetas de madeira (ou bambu) arranhem a superfície das peças de aço.
(2) Ao mudar para diferentes tipos de lixa, a direção do polimento deve ser alterada em 45° a 90°. Isso permite distinguir as sombras das listras deixadas pelo tipo anterior de lixa após o polimento. Antes de mudar para tipos diferentes de lixa, a superfície de polimento deve ser cuidadosamente limpa com uma solução de limpeza, como álcool, usando algodão puro 100%.
Isso ocorre porque até mesmo um pequeno pedaço de cascalho deixado na superfície pode arruinar todo o processo de polimento subsequente. Esse processo de limpeza é igualmente importante quando se muda do polimento com lixa para o polimento com pasta de esmeril de diamante. Todas as partículas e o querosene devem ser completamente limpos antes de continuar com o processo de polimento.
(3) Para evitar arranhões e queimaduras na superfície da peça, deve-se tomar cuidado especial ao polir com as lixas #1200 e #1500. Portanto, é necessário aplicar uma carga leve e usar um método de polimento em duas etapas para a superfície. Para cada tipo de lixa usada para polimento, dois polimentos devem ser feitos em duas direções diferentes, girando 45° ~ 90° entre cada direção.
Os pontos a serem observados no polimento e retificação com diamante incluem:
(1) Esse tipo de polimento deve ser feito com a menor pressão possível, especialmente ao polir peças de aço pré-endurecidas e ao usar pasta de esmerilhamento fina. Ao polir com pasta de esmeril #8000, a carga comumente usada é de 100~200g/cm2, mas é difícil manter essa carga com precisão. Para facilitar isso, pode-se fazer uma alça fina e estreita na vara de madeira, como adicionar uma peça de cobre, ou cortar parte da vara de bambu para torná-la mais flexível. Isso pode ajudar a controlar a pressão de polimento para garantir que a pressão na superfície do molde não seja muito alta.
(2) Ao usar a esmerilhadeira de diamante para polimento, não apenas a superfície de trabalho deve estar limpa, mas as mãos do trabalhador também devem ser cuidadosamente limpas.
(3) Cada sessão de polimento não deve ser muito longa; quanto mais curta, melhor. Se o processo de polimento for muito longo, ele causará "casca de laranja" e "corrosão".
(4) Para obter um efeito de polimento de alta qualidade, deve-se evitar métodos e ferramentas de polimento que gerem calor facilmente. Por exemplo, o polimento de rodas pode gerar calor que pode facilmente causar "casca de laranja".
(5) Quando o processo de polimento for interrompido, é muito importante garantir a limpeza da superfície da peça e remover cuidadosamente todos os abrasivos e lubrificantes. Em seguida, um revestimento à prova de ferrugem do molde deve ser pulverizado sobre a superfície.
Como o polimento mecânico é feito principalmente de forma manual, a tecnologia de polimento atual é o principal fator que afeta a qualidade do polimento. Além disso, ela também está relacionada ao material do molde, à condição da superfície antes do polimento e ao processo de tratamento térmico.
O 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 se as características forem diferentes, o polimento geralmente apresenta dificuldades. Várias inclusões e poros no aço não são propícios para o polimento.
3.1 O impacto de diferentes durezas no processo de polimento
Um aumento na dureza torna o esmerilhamento mais difícil, mas reduz a rugosidade após o polimento. Com o aumento da dureza, o tempo de polimento necessário para obter uma rugosidade menor aumenta de forma correspondente. Ao mesmo tempo, à medida que a dureza aumenta, a possibilidade de polimento excessivo diminui.
3.2 O impacto da condição da superfície da peça de trabalho no processo de polimento
A camada superficial do aço será danificada devido ao calor, estresse internoA falta de controle de temperatura, de temperatura ou de outros fatores durante o processo de quebra do processamento mecânico de corte. Parâmetros de corte inadequados afetarão o efeito de polimento. A superfície após a usinagem por centelha é mais difícil de ser polida do que a superfície após o processamento mecânico comum ou tratamento térmico.
Portanto, deve-se adotar um tratamento de precisão das faíscas antes do final da usinagem por faísca, caso contrário, uma camada fina endurecida se formará na superfície. Se o acabamento de precisão for escolhido de forma inadequada, a profundidade da camada afetada pelo calor pode chegar a 0,4 mm. A dureza da camada fina endurecida é maior do que a dureza básica e deve ser removida.
Portanto, é melhor adicionar um processo de esmerilhamento grosseiro, remover completamente a camada danificada da superfície, criar uma superfície metálica áspera média e fornecer uma boa base para o processo de polimento.
O polimento químico é para ocasiões em que os requisitos de polimento não são altos e ele precisa ser aquecido. Com a tecnologia atual, se os três tipos de polimento acima puderem ser usados, não use o polimento químico, pois o efeito do polimento químico é ruim e o custo geral é alto.
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