Вы когда-нибудь задумывались, как добиться безупречной металлической отделки? В этой статье мы рассмотрим различные методы полировки, от механической до ультразвуковой, с подробным описанием их применения и преимуществ. Вы узнаете, как работает каждый метод и как выбрать подходящий для вашего проекта, обеспечивая оптимальное качество поверхности и эффективность. Откройте для себя секреты достижения зеркального блеска и науку, которая делает это возможным.
В настоящее время широко используются следующие методы полировки:
Механическая полировка основана на резании и пластической деформации поверхности материала для удаления выступов после полировки с целью получения гладкой поверхности. Как правило, для этого используются масляные камни, шерстяные круги, наждачная бумага и т. д., а работа выполняется в основном вручную.
Для обработки специальных деталей, например, вращающихся поверхностей корпуса, могут использоваться поворотные столы и другие вспомогательные инструменты. При высоких требованиях к качеству поверхности могут применяться сверхточные методы шлифования и полирования.
Сверхточная шлифовка и полировка предполагает использование специально изготовленных шлифовальных инструментов. В шлифовально-полировальную жидкость, содержащую абразивные материалы, плотно прижимается к поверхности заготовки для высокоскоростного вращательного движения. Эта техника позволяет достичь шероховатость поверхности Ra0,008 мкм, самый высокий среди всех методов полировки. Этот метод часто используется при изготовлении форм для оптических линз.
Химическая полировка позволяет материалу преимущественно растворять микроскопические выступы на поверхности в химической среде, получая таким образом гладкую поверхность. Основное преимущество этого метода заключается в том, что он не требует сложного оборудования и позволяет полировать заготовки сложной формы, а также может полировать множество заготовок одновременно, что делает его высокоэффективным.
Основной проблемой химической полировки является подготовка полировальной жидкости. Шероховатость поверхности, получаемая при химическом полировании, обычно составляет несколько 10 мкм.
Основной принцип электролитическая полировка это то же самое, что и химическая полировка, то есть выборочное растворение крошечных выступов на поверхности материала для придания поверхности гладкости. По сравнению с химической полировкой, она позволяет устранить влияние катодных реакций и добиться лучших результатов.
Электрохимический процесс полировки состоит из двух этапов:
(1) Макровыравнивание: Продукты растворения диффундируют в электролит, и геометрическая шероховатость поверхности материала уменьшается, при этом Ra＞1μm.
(2) Микровыравнивание: Поляризация анода увеличивает яркость поверхности с Ra＜1μm.
При ультразвуковой полировке заготовка помещается в абразивную суспензию и помещается в ультразвуковое поле. Под действием ультразвука абразивные материалы шлифуют и полируют поверхность детали.
Ультразвуковая обработка Прикладывает небольшие макросилы, которые не вызывают деформации заготовки. Однако изготовление и установка оснастки может быть сложной задачей. Ультразвуковая обработка может сочетаться с химическими или электрохимическими методами.
На основе коррозии раствора и электролиза ультразвуковые колебания применяются для перемешивания раствора, что позволяет отделять продукты растворения на поверхности заготовки и поддерживать равномерную коррозию или электролит у поверхности. Кавитационный эффект ультразвука в жидкости также может тормозить процесс коррозии, что способствует осветлению поверхности.
Жидкостная полировка основана на использовании высокоскоростного потока жидкости и переносимых абразивных зерен для полировки поверхности заготовки. К распространенным методам относятся обработка абразивными струями, обработка жидкими струями и шлифование с помощью жидкости.
Жидкостное шлифование происходит под действием гидравлического давления, заставляющего жидкую среду с абразивными зернами быстро двигаться вперед-назад по поверхности заготовки. В качестве рабочей среды в основном используются специальные соединения (полимероподобные вещества), обладающие хорошей текучестью под низким давлением и смешанные с абразивами. Абразивы могут быть изготовлены из порошка карбида кремния.
Магнитно-абразивная полировка использует магнитные абразивы для формирования абразивной щетки под действием магнитного поля, которая шлифует заготовку. Этот метод отличается высокой эффективностью обработки, хорошим качеством, легко контролируемыми условиями обработки и хорошими условиями труда.
При использовании соответствующих абразивов шероховатость поверхности может достигать Ra0,1 мкм.
При обработке пластиковых пресс-форм требуемая полировка существенно отличается от полировки поверхностей в других отраслях промышленности. Строго говоря, полировку пресс-формы следует называть обработкой зеркальной поверхности.
Это требует не только высоких стандартов для самой полировки, но и высоких стандартов для плоскостности, гладкости и геометрической точности поверхности. При полировке поверхности обычно требуется только яркая поверхность.
Стандарты обработки зеркальных поверхностей делятся на четыре уровня: AO=Ra0.008μm, A1=Ra0.016μm, A3=Ra0.032μm, A4=Ra0.063μm. Поскольку такими методами, как электролитическая полировка и жидкостная полировка, трудно точно контролировать геометрическую точность деталей, а качество поверхности таких методов, как химическая полировка, ультразвуковая полировка и полировка магнитным абразивом, не может соответствовать требованиям, механическая полировка используется в основном для обработки зеркальных поверхностей прецизионных пресс-форм.
Для достижения высокого качества полировки очень важно иметь высококачественные полировальные инструменты и вспомогательные средства, такие как масляные камни, наждачная бумага и алмазная шлифовальная паста.
Выбор процедуры полировки зависит от состояния поверхности после предыдущей обработки, такой как механическая обработка, искровая обработка, шлифовка и так далее.
Общая процедура механической полировки выглядит следующим образом:
(1) Грубая полировка
Поверхность после фрезерования, искровой обработки, шлифования и т.д. может быть отполирована с помощью вращающегося полировального станка со скоростью 35000-40000 об/мин или ультразвукового шлифовального станка.
Обычные методы включают использование круга диаметром Φ3 мм и WA#400 для удаления белого слоя искр. Затем следует ручная шлифовка масляным камнем, при этом смазкой или охлаждающей жидкостью служат полосовые масляные камни и керосин.
Общая последовательность использования: #180~#240~#320~#400~#600~#800~#1000. Многие производители пресс-форм, чтобы сэкономить время, предпочитают начинать с #400.
Для полутонкой полировки в основном используется наждачная бумага и керосин. Последовательность зернистости наждачной бумаги такова: #400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000 ~ #1200 ~ #1500.
На самом деле, наждачная бумага #1500 подходит только для закаленной стали (52HRC и выше), и не подходит для предварительно закаленной стали, так как может вызвать прижог поверхности на деталях из предварительно закаленной стали.
Для тонкой полировки в основном используется алмазная шлифовальная паста. Если для шлифовки используется полировальный круг, смешанный с алмазным шлифовальным порошком или шлифовальной пастой, то обычная последовательность шлифовки составляет 9 мкм (#1800) ~ 6 мкм (#3000) ~ 3 мкм (#8000).
Алмазная шлифовальная паста 9 мкм и полировальный матерчатый круг могут быть использованы для удаления ворсистых следов шлифования, оставленных наждачной бумагой #1200 и #1500. Затем полировка производится с помощью клейкого войлока и алмазной шлифовальной пасты в последовательности 1 мкм (#14000) ~ 1/2 мкм (#60000) ~ 1/4 мкм (#100000).
Процессы полировки с требованиями к точности выше 1 мкм (включая 1 мкм) могут выполняться в чистой полировальной комнате в цехе обработки пресс-форм. Для более точной полировки требуется абсолютно чистое помещение. Пыль, дым, перхоть и капли слюны могут испортить высокоточную полированную поверхность, полученную после нескольких часов работы.
При полировке наждачной бумагой следует обратить внимание на следующие моменты:
(1) Для полировки наждачной бумагой необходимо использовать мягкие деревянные или бамбуковые палочки. При полировке круглых или сферических поверхностей использование мягких деревянных палочек лучше соответствует кривизне круглых и сферических поверхностей.
С другой стороны, более твердая древесина, например вишня, больше подходит для полировки плоских поверхностей. Концы деревянных палочек должны быть обрезаны в соответствии с формой поверхности стальных деталей, чтобы острые углы деревянных (или бамбуковых) палочек не царапали поверхность стальных деталей.
(2) При переходе на другой тип наждачной бумаги направление полировки должно быть изменено на 45° ~ 90°. Это позволяет различить тени полос, оставленные предыдущим типом наждачной бумаги после полировки. Перед переходом на другой тип наждачной бумаги полировальную поверхность необходимо тщательно протереть чистящим раствором, например, спиртом, используя чистую хлопчатобумажную ткань 100%.
Это связано с тем, что даже крошечный кусочек гравия, оставшийся на поверхности, может испортить весь последующий процесс полировки. Этот процесс очистки не менее важен при переходе от полировки наждачной бумагой к полировке алмазной шлифовальной пастой. Все частицы и керосин должны быть полностью удалены, прежде чем продолжать процесс полировки.
(3) Чтобы избежать царапин и ожогов на поверхности заготовки, необходимо соблюдать особую осторожность при полировке наждачной бумагой #1200 и #1500. Поэтому необходимо применять легкую нагрузку и использовать двухэтапный метод полировки поверхности. Для каждого типа наждачной бумаги, используемой для полировки, необходимо выполнить две полировки в двух разных направлениях, поворачиваясь на 45° ~ 90° между каждым направлением.
При алмазном шлифовании и полировке следует обратить внимание на следующие моменты:
(1) Этот тип полировки должен выполняться с минимальным давлением, особенно при полировке предварительно закаленных стальных деталей и использовании тонкой шлифовальной пасты. При полировке шлифовальной пастой #8000 обычно используется нагрузка 100~200 г/см2, но точно поддерживать такую нагрузку сложно. Чтобы облегчить эту задачу, можно сделать тонкую и узкую ручку на деревянной палочке, например, добавить медный кусочек; или отрезать часть бамбуковой палочки, чтобы сделать ее более гибкой. Это поможет контролировать давление полировки, чтобы давление на поверхность формы не было слишком сильным.
(2) При использовании алмазной шлифовки для полировки необходимо не только очистить рабочую поверхность, но и тщательно вымыть руки работника.
(3) Каждый сеанс полировки не должен быть слишком долгим, чем короче, тем лучше. Если процесс полировки будет слишком долгим, это приведет к появлению "апельсиновой корки" и "питтинга".
(4) Для достижения высококачественного эффекта полировки следует избегать методов и инструментов полировки, которые легко выделяют тепло. Например, при полировке кругом выделяется тепло, которое может легко вызвать "апельсиновую корку".
(5) Когда процесс полировки остановлен, очень важно обеспечить чистоту поверхности заготовки и тщательно удалить все абразивы и смазочные материалы. После этого на поверхность следует нанести антикоррозийное покрытие.
Поскольку механическая полировка в основном выполняется вручную, текущая технология полировки является основным фактором, влияющим на качество полировки. Кроме того, это также связано с материалом пресс-формы, состоянием поверхности перед полировкой и процессом термообработки.
Высококачественная сталь - необходимое условие для достижения хорошего качества полировки. Если поверхностная твердость стали неравномерна или ее характеристики различны, часто возникают трудности с полировкой. Различные включения и поры в стали не способствуют полировке.
3.1 Влияние различной твердости на процесс полировки
Увеличение твердости затрудняет шлифование, но снижает шероховатость после полировки. С увеличением твердости соответственно увеличивается время полировки, необходимое для достижения более низкой шероховатости. В то же время с увеличением твердости уменьшается вероятность чрезмерной полировки.
3.2 Влияние состояния поверхности заготовки на процесс полировки
Поверхностный слой стали будет поврежден под воздействием тепла, внутреннее напряжение, или другие факторы во время процесса разрушения при механической обработке резанием. Неправильные параметры резки повлияют на эффект полировки. Поверхность после искровой обработки труднее шлифовать, чем поверхность после обычной механической обработки или термообработки.
Поэтому перед окончанием искровой обработки необходимо выполнить прецизионную правку, иначе на поверхности образуется тонкий закаленный слой. Если прецизионная искровая правка выбрана неправильно, глубина слоя термического влияния может достигать 0,4 мм. Твердость закаленного тонкого слоя выше, чем твердость основы, и его необходимо удалить.
Поэтому лучше всего добавить грубую шлифовку, тщательно удалить поврежденный поверхностный слой, создать среднюю шероховатую поверхность металла и обеспечить хорошую основу для процесса полировки.
Химическая полировка применяется в тех случаях, когда требования к полировке невысоки, и ее нужно нагревать. При нынешних технологиях, если можно использовать три вышеперечисленных вида полировки, не следует применять химическую полировку, так как эффект от химической полировки слабый, а общая стоимость высокая.
Как основатель MachineMFG, я посвятил более десяти лет своей карьеры металлообрабатывающей промышленности. Мой обширный опыт позволил мне стать экспертом в области производства листового металла, механической обработки, машиностроения и станков для обработки металлов. Я постоянно думаю, читаю и пишу об этих предметах, постоянно стремясь оставаться на переднем крае своей области. Позвольте моим знаниям и опыту стать преимуществом для вашего бизнеса.
RU 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
KO