Полировка металла: зеркальный эффект и стойкость против коррозии

Одним из видов конечной обработки поверхности металла является шлифовка. Оно предполагает снятие поверхностного слоя с помощью различного инструмента с применением абразивных материалов. Шлифование металла позволяет решить следующие задачи:

• удалить все оставшиеся неровности после предварительной доводки;
• добиться высокой точности требуемых размеров детали (геометрических размеров, внутренних и внешних диаметров, соблюдения точного соответствия заданной форме поверхности высших порядков: парабола, эллипсоид и так далее);
• придания детали эстетической привлекательности.

Шлифование металла

Обработку металла и различных сплавов при применении абразивного материала принято называть шлифованием. Подобная технология позволяет изменить шероховатость и другие параметры наружной или внутренней цилиндрической, а также плоской поверхности. Шлифование металла может проводится при использовании различного специального оборудования. Рассматривая особенности подобной механической обработки нужно уделить внимание следующим моментам:

1. Процесс шлифования – финишный этап обработки, который проводится для получения определенной шероховатости.
2. Подобная технология не применяется для изменения размеров в большом диапазоне.
3. Довести поверхность до требуемой шероховатости можно при использовании современного оборудования можно после термообработки металла.

При проведении рассматриваемой операции учитывается довольно большое количество особенностей:

1. Скорость круга – параметр, который зависит от наружного диаметра абразива и возможностей станка.
2. Скорость перемещения детали.
3. Глубина резания.
4. Возможность поперечной подачи.

Стоит отметить, что сегодня подобную технологию постепенно вытесняет чистовое точение металла на высоких скоростях и минимальной подаче.

Особенности процесса полирования

Полирование считается заключительным этапом механической обработки деталей. С его помощью можно добиться зеркального металлического блеска. Этапы проведения работ:

1. В первую очередь заготовка обрабатывается с помощью шлифовальных станков с крупным абразивом.
2. Следующим этапом является уменьшение зернистости. При этом требуется учитывать конечные габариты детали, чтобы не снять лишний слой. Уменьшение количества зёрен на наждачной поверхности может оставить царапины на металлической поверхности. Из-за этого требуется проверять абразивные инструменты.
3. Чтобы добиться металлического блеска, требуется использовать пасту ГОИ. Она на 60% состоит из абразивных частиц.

При шлифовании и полировке важно выбирать высокий показатель стойкости инструмента к механическим воздействиям.

При заточке ножей сделать качественную режущую кромку можно с помощью брусков разной зернистости и пасты ГОИ. При этом у пасты есть несколько разновидностей, которые отличаются размером острых частиц.

Абразивная обработка металлов применяется в различных сферах промышленности. Чтобы выполнить этот процесс, требуется правильно подобрать оборудование и абразивный материал.

Основные виды шлифовки

Шлифовка деталей может проходить при применении самых различных технологий. Наибольшее распространение получили следующие:

1. Круглое шлифование металла.
2. Изменение шероховатости внутренних поверхностей.
3. Зубошлифование.
4. Бесцентровая технология.
5. Шлифование плоских поверхностей.

Кроме этого, классификация может проводится по типу применяемого материала при обработке. Для автоматизации процесса и снижения трудовых затрат используются специализированные станки. Встречаются модели и со встроенным блоком ЧПУ, который автоматизирует процесс и обеспечивает высокое качество получаемой поверхности.

Классификация цветных металлов

Цветные металлы обладают характерным оттенком и высокой пластичностью. Их добыча осуществляется из земной породы, где они находятся в очень небольшом количестве. Обработка цветных металлов затратное по силам и финансам производство, но оно приносит огромную прибыль. Изделия из них обладают уникальными характеристиками, недоступными при их изготовлении из чёрных материалов.

Все цветные металлы делятся на несколько групп по своим свойствам:

• тяжёлые (олово, цинк, свинец);
• лёгкие (титан, литий, натрий, магний);
• малые (сурьма, мышьяк, ртуть, кадмий);
• рассеянные (германий, селен, теллур);
• драгоценные (платина, золото, серебро);
• радиоактивные (плутоний, радий, уран);
• тугоплавкие (ванадий, вольфрам, хром, марганец).

Выбор группы используемых в производстве цветных металлов зависит от желаемых свойств конечного изделия.

Основные свойства

Медь – пластичный металл с хорошей теплопроводностью, но низким уровнем сопротивления электричеству. Обладает золотистым цветом с розовым отливом. Её редко используют самостоятельно, чаще добавляют в сплавы. Применяют металл для изготовления приборов, машин, электрической техники.

Бронза – самый популярный сплав с медью, производится добавлением олова и химических веществ. Полученное сырьё обладает прочностью, гибкостью, пластичностью, его легко ковать и оно с трудом поддаётся износу.

Алюминий – хорошо проводит электричество, относится к пластичным металлам. Обладает серебристым оттенком и малым весом. Непрочный, но стойкий к коррозии. Используется в военном деле, пищевой промышленности и на смежных производствах.

Цинк – довольно хрупкий цветной металл, но стойкий к коррозии и пластичный, если его нагреть до температуры 100–150 ºC. При его помощи создаётся устойчивое к коррозии покрытие на изделиях, а также различные стальные сплавы.

При выборе цветного металла для будущей детали необходимо учитывать его свойства, знать все преимущества и недостатки, а также рассмотреть варианты сплавов. Это позволит создать максимально качественное изделие с заданными характеристиками.

Круглое наружное шлифование

Шлифовка металла при применении подобной технологии предусматривает использование специального оборудования. Среди особенностей круглого шлифования отметим следующие моменты:

1. В качестве расходного материала применяется абразивный круг. Он вращается вокруг своей оси.
2. Одновременно с кругом в обратном направлении вращается заготовка. За счет этого существенно повышается эффективность операции.
3. Может осуществляться продольная и поперечная подача, за счет которых изменяется глубина врезания инструмента и обеспечивается обработка по всей длине.

Подобная технология часто применяется для шлифования цилиндрических заготовок. Это связано с тем, что при контакте шлифовального круга с заготовкой цилиндрической формы на момент вращения обрабатывается вся поверхность.

ВИДЫ И СПОСОБЫ ШЛИФОВАНИЯ

Шлифование

Для осуществления шлифования необходимо, чтобы заготовка и шлифовальный круг имели определенные относительные

Круглое наружное шлифование

Круглое наружное шлифование (рис. 13,4, а) осуществляют сочетанием следующих движений: вращение шлифовального круга 1 (главное движение ик резания), вращение шлифуемой заготовки 2 вокруг своей оси (круговая подача v3), прямолинейное возвратно-поступательное перемещение заготовки или шлифовального круга вдоль своей оси (продольная подача 5пр); поперечное перемещение шлифовального круга на заготовку (или наоборот) (поперечная подача S„) или подача на глубину резания). При шлифовании с продольной подачей Snp поперечная подача S„ осуществляется периодически (в конце каждого двойного или одинарного хода стола станка). При круглом наружном шлифовани методом врезания (рис. 13.4, б) высота круга равна или больше длины шлифуемой заготовки, поэтому нет необходимости в продольной подаче, а поперечная подача производится непрерывно в течение обработки. При бесцентровом наружном шлифовании (рис. 13.4, в) заготовку 2 устанавливают на опорном ноже между шлифующим рабочим 1 и подающим (ведущим) 4 кругами. Вращением круга 4 заготовке 2 сообщается вращение (v3) и подача 5пр, для получения последней круг 4 устанавливают под небольшим углом а к оси круга 1.

Круглое внутреннее шлифование

Круглое внутреннее шлифование осуществляют продольной подачей 5пр шлифовального круга (или заготовки) и врезанием. Для круглого внутреннего шлифования с продольной подачей (рис. 13.4, г) необходимы те же движения, что и при круглом наружном шлифовании. Применяют внутреннее врезное и внутреннее бесцентровое шлифование; в последнем случае заготовку не закрепляют. Плоское шлифование осуществляют периферией (рис. 13.4, д) и торцом (рис. 13.3, е) круга. Скорость резания при шлифовании превосходит скорость резания при лезвийной обработке и составляет 25—35 м/с (обычное шлифование), 35—60 м/с (скоростное шлифование) и свыше 60 м/с (высокоскоростное шлифование). При шлифовании скорость резания значительно превосходит скорость подачи. Шлифование, предназначенное для удаления с заготовок дефектного слоя, называют обдирочным. Шлифование одной или нескольких поверхностей одной или нескольких заготовок одновременно несколькими кругами называют многокруговым. Абразивную обработку, при которой инструмент и заготовка совершают вращательное, возвратно-поступательное, осциллирующее или другое сложное движение со скоростями одного и того же порядка, называют доводкой: Основными видами доводки являются притирка, хонингование, суперфиниширование. Абразивную обработку, служащую только для уменьшения шероховатости обрабатываемой поверхности, называют полированием. Шлифование рабочей части лезвийного режущего инструмента называют затачиванием. К другим видам абразивной обработки относятся струйно-абразивная, жидкостно-абразивная, виброабразивная, а также специальная абразивная обработка (с применением электроэрозионного разрушения металлов, их электрохимического растворения, вибраций с ультразвуковой частотой, магнитного поля и др.).

КРУГЛОЕ НАРУЖНОЕ ШЛИФОВАНИЕ

Этот вид шлифования применяют для обработки наружных поверхностей деталей типа тел вращения с прямолинейными образующими. В качестве технологических баз используют центровые отверстия или наружные цилиндрические поверхности. В зависимости от направления поступательного движения подачи различают следующие способы шлифования. Врезное шлифование: обеспечивается движением продольной подачи snp в одном направлении, перпендикулярном к оси обрабатываемой заготовки, которая шлифуется при ее вращении. Осциллирующее шлифование (продольными рабочими ходами) : шлифовальный круг или заготовка наряду с вращательным движением совершают возвратно-поступательное движение, предназначенное для обработки поверхностей значительной длины, превышающей высоту шлифовального круга. В конце двойного или каждого прохода круг подают на установленную глубину шлифования или величину поперечной подачи. Шлифование уступами (комбинация врезного и осциллирующего шлифования): отдельные участки поверхности (уступы) заготовки обрабатывают последовательно врезанием круга, уступы при этом должны перекрывать друг друга. Оставшуюся часть припуска затем снимают осциллирующим шлифованием. Глубинное шлифование может быть как с продольной, так и с поперечной подачей. При шлифовании с продольной подачей весь (или почти весь) припуск снимают за один проход круга. Последний правят ступенькой или на конус. При шлифовании с поперечной подачей заготовке сообщают медленное вращение. Круг врезается в заготовку с увеличенной подачей на всю (или почти всю) величину припуска и за время одного оборота заготовки снимается весь припуск. Схема обработки аналогична врезному шлифованию периферией круга. При многокруговом наружном шлифовании одной или нескольких заготовок подача круга осуществляется перпендикулярно к оси заготовки или под некоторым углом к ней. Выбор способа шлифования определяется типом производства, конструкцией детали, величиной припуска и требованиями к точности и качеству обработки.

Зубошлифование

Зубчатые колеса являются частью самых различных механизмов. Сложность формы рабочей части определяет то, что приходится использовать специальное шлифовальное оборудование. Среди особенностей подобной технологии отметим следующие моменты:

1. Обработке подвергается профиль зубчатого венца.
2. Круг изменяется под размер эвольвенты зуба.
3. Для работы с зубчатыми колесами подходят специальные станки.

Зубошлифование

Зачастую поверхность зуба подвергается закалке, за счет чего существенно усложняется процесс механической обработки.

Бесцентровое шлифование

Подобная технология характеризуется тем, что заготовка не закрепляется в центрах. В этом случае шлифовка деталей из металла проходит при подаче вращения только двум шлифовальным кругам, между которыми размещается заготовка. В центральной части находится нож, изготовленный из нержавеющей стали. Он исключает вероятность того, что изделия из-за смещения провалится или ее немного заклинит.

Применение подобного оборудования позволяет существенно ускорить процесс шлифования. Это связано с тем, что применяется сразу два абразивных круга. В продаже встречается просто огромное количество станков, работающих по принципу бесцентрового шлифования.

Бесцентровое шлифование

Требования к полировке металла

Сущность технологии полировки металла на заказ сводится к тому, что с поверхности материала снимается тончайший, толщиной в доли микрон, слой. Главное назначение процесса — создание декоративного эффекта: изделие приобретает приятную “внешность” и может поступить на потребительский рынок в качестве товара.
Полировку изделий из металла регулирует ГОСТ 9.301-86. По сравнению со стандартами на многие другие операции по металлообработке он не так строг. В частности, в документе не прописано, какого именно результата необходимо достичь — собственно зеркальной, глянцевой поверхности, с характерным сиянием и пр. Стандарт больше обращает внимание на то, чтобы поверхность детали не имела дефектов: царапин, заусениц, борозд. И, конечно, после полировки на изделии не должно быть следов ржавчины.

Шлифование плоских поверхностей

Часто обработке подвергаются плоские корпусные заготовки из различного металла. Проводимая операция по изменению шероховатости поверхности характеризуется следующими особенностями:

1. Заготовка располагается на специальном столе, за счет которого обеспечивает надежное крепление. Фиксация может быть механической или магнитной.
2. Основное вращение передается абразивному кругу, возвратно поступательное заготовке или инструменту.

Шлифование плоских поверхностей

За счет подбора круга с наиболее подходящим профилем можно провести обработку самых сложных форм. При работе в зону контакта инструмента и заготовки может подаваться охлаждающая жидкость.

Применяемое оборудование и инструменты

Шлифовальные работы по металлу производятся с применением специальных станков или вручную. Шлифовальные станки подразделяются на группы:

• круглошлифовальные;
• внутришлифовальные;
• обдирочно-шлифовальные;
• специальные шлицешлифовальные;
• плоскошлифовальные станки с круглым или плоским столом;
• притирочные и полировальные.

Такое многообразие станков позволяет получать при обычной шлифовке металла коэффициент шероховатости, равный 0,32 мкм, при точной обработке – до 0,08 мкм. С применением специальных абразивных составов этот показатель достигает 0,02 мкм.

Второй способ предполагает применение ручного инструмента. Это могут быть электрические шлифовальные машины, дрели или приспособления для ручной обработки (абразивные круги, ленты, полотна, различные напильники и надфили).

Обработка деталей перед шлифовкой

Как ранее было отмечено, шлифование является финишным этапом. Перед ним проводится:

1. Черновое точение металла. За счет этой операции заготовки придают требуемую форму и размеры с учетом припуска.
2. Чистовое точение проводится для придания требуемых размеров.
3. Фрезерование – еще одна технологическая операция, которая предусматривает механическое снятие металла. Чаще всего фрезерованию подвергаются корпусные детали и шестерни.
4. Термообработка. Для того чтобы существенно повысить твердость поверхности и прочность изделия проводится закалка. Снизить хрупкость структуры можно за счет отпуска и отжига. В некоторых случаях проводится термохимическая обработка, которая предусматривает внесение определенных химических веществ в поверхностный слой.

Обработка деталей перед шлифовкой

При разработке режимов обработки учитывается припуск на проведение всех технологических операций.

Виды полировки металла

Промышленная полировка металла, цена которой остается низкой при высоком качестве выполнения работ, может проводиться разными способами. Перечислим и опишем каждый.
Механические технологии

Самый простой вариант отполировать металл до блеска — вооружиться ручным шлифовальным станком. Так как во время контакта с металлом происходит сильный нагрев (как его, так и инструмента), участок обработки периодически орошают водой. Чтобы достичь близкого к идеалу эффекта, шлифовальный диск дополняют насадкой из войлока.

При отсутствии специального инструмента можно использовать простую наждачную бумагу. Но, разумеется, оказывать таким способом профессиональные услуги по полировке металла невозможно. В целом механическая шлифовка, и без того трудоемкая, значительно уступает более современным технологиям.

Химическая обработка

Считается оптимальным способом при полировке цветных металлов и изделий, для которых важны художественные свойства. Преимущество этого метода — возможность полностью исключить механическое воздействие. Сущность процесса заключается в том, что изделие проводит некоторое время (обычно несколько минут) в специальном растворе, содержащем кислоту и сопутствующие вещества. В результате химической реакции верхний слой материала удаляется и открывается новый, чистый.

Недостаток технологии в том, что с ее помощью не получится провести шлифовку металла до зеркального блеска, цена которой лишь ненамного выше. Но для получения приятного матового оттенка она вполне подходит.

Электрохимическая полировка

При этом способе полировки металлических изделий события тоже разворачиваются в емкости с раствором, но непосредственным участником процесса становится электроток. Он контактирует с изделием, разрушая его тончайший оксидный слой. В результате получается не только идеально гладкая поверхность, но и с эффектом зеркала — вариант полировки по металлу, который необходим большинству заказчиков.

Минус метода связан с его затратностью: электролит, в котором происходит реакция, требует не просто обновления, а постоянной замены. Стоит учитывать и немалый расход электричества. Все эти финансовые потери исполнителя в конечном итоге оплачивает заказчик: при полировке металла на заказ они закладываются в расценки.

Электроплазменный способ

При этой технологии полировки изделий из металла деталь погружается в максимально безопасный раствор. Кислоты уступают в нем место солям аммония. Таким образом, преображение происходит непосредственно с помощью электрического разряда. Кроме идеального глянца и безупречной гладкости методика дарит изделию защиту от коррозии.

Обработка лазером

Эту технологию часто называют лазерной шлифовкой металла, хотя результат, который она гарантирует, сродни эффекту полировки. Никаких грубых металлических инструментов, погружений в растворы, воздействий током или химическими веществами в этом случае не требуется: слой необходимой толщины удаляет с материала лазерная установка, а конкретно — подаваемые ею световые импульсы.

При контакте с поверхностью эта энергия преображается в плазму, которая, в свою очередь, воздействует на заготовку ударными волнами. Это очень мягкий и не способный повредить металл процесс, предназначенный именно для декоративной обработки. Если же необходимо снять более толстый слой материала, воздействие при полировке металла в Москве должно быть более длительным. Полировка ультразвуком

Своеобразно преображают поверхность металла сверхчастотные звуковые волны. При контакте с поверхностью она начинает покрываться микротрещинами, а затем поврежденный слой сходит. Этот процесс можно нагляднее всего представить, если очистить вареное яйцо от скорлупы.

Эта технология также используется для полировки металла до зеркального блеска в Москве, но пригодна для обработки далеко не всех материалов: только не являющихся электропроводниками. Обычно ее выбирают для тончайших операций — например, для возвращения прежнего лоска ювелирным украшениям.

Полировка металла на заказ

Вам нужна промышленная полировка партии одинаковых изделий? А может быть, обработка одной вещи — эксклюзивной и очень важной для вас? Специалисты нашей компании готовы выполнить любой заказ — от единичного до серийного. Высококлассные мастера и все необходимое для работы оборудование гарантируют безупречное качество услуг полировки металла. Наши преимущества:

• бесплатный осмотр изделия;
• выбор оптимальной технологии и быстрый расчет стоимости;
• постоянный контроль процесса, а следовательно, полное исключение брака;
• цены, которые порадуют каждого заказчика.

Характеристика и маркировка абразивного инструмента

В большинстве случаев при шлифовании металла применяется абразивный инструмент. Он представлен сочетанием большого количества зерен, которые связаны между собой специальной смазкой. Круг характеризуется следующими свойствами:

1. Формой. Рабочая часть может изменяться в зависимости от того, какого рода поверхность будет обрабатываться.
2. Размеры. Абразивный круг выбирается также по размерам в зависимости от габаритов обрабатываемой поверхности.
3. Тип применяемого материала при изготовлении. Крошка может быть изготавливаться из крошки различной твердости. Большей устойчивостью к истиранию характеризуется алмазная крошка.
4. Размер зерна. Для чистового шлифования металла выбирается круг с наименьшим размером зерна. Однако, с уменьшением зернистости увеличивается требуемое время для завершения обработки.
5. Твердость поверхности. Этот параметр один из основных, указывается при маркировке.
6. Размер посадочного отверстия. Он учитывается при подборе круга под характеристики станка.

Изготовление абразивных материалов проводится в соответствии с установленными стандартами и технически условиями.

Маркировка круга применяется для того, чтобы указать тип используемого материала при изготовлении. Электрокорунд – корунд искусственного происхождения на основе оксида алюминия. В продажу поступает несколько разновидностей круга:

1. Нормальные 14А и 15А, 16А.
2. Белый 22А, 23А и 24А.
3. Хромистые 32А и 33А.
4. Сферокорунд ЭС.

Могут применяться и карбид кремния. В продажу поступают два типа марок: черный и зеленый. Карбид бора маркируется буквами КБ. В последнее время наиболее востребованы варианты исполнения из синтетического алмаза, маркируются они АСР и АСО, АРВ и АРК.

Абразивные материалы

Виды абразивов

Чтобы эффективно счищать слой ржавчины или неровную текстуру с поверхности металла, требуется использовать специальные абразивы. Они бывают природными и искусственными. Такие материалы обладают зернистой структурой. Фракция может быть разной. Её выбирают в зависимости от типа обработки. Если нужно счистить толстый слой ржавчины, применяется абразив с большими зернами, если это финишная обработка — с мелкими.

Выделяются два типа абразивных инструментов:

1. Мягкие — материал, зёрна которого наклеиваются на бумагу.
2. Твёрдые — представляют собой шлифовальные круги, бруски, мусаты.

Разновидности абразивных материалов в зависимости от их характеристик:

1. Электрокорунд циркониевый. Применяется при шлифовании заготовок из стали. Представляет собой кристаллы мелкой фракции.
2. Электрокорунд нормальный. Используется для шлифовки чугуна, алюминия, никеля, бронзы и высокопрочной стали. Выдерживает высокие температуры, обладает повышенной прочностью при интенсивных нагрузках.
3. Электрокорунд белый. Абразив с высоким показателем твердости. Структура однородная. Зерна имеют острые кромки, которые самозатачиваются при обработке металлических поверхностей.
4. Электрокорунд хромтитанистый. Применяется для грубой обработки металлов. Обладает высокими показателями прочности и твердости.
5. Карбид кремния зеленый. Абразивный материал, обладающий высоким показателем прочности. Однако одновременно с этим частицы хрупкие.
6. Карбид кремния чёрный. Используется для шлифовки драгоценных камней, мрамора, стекла, чугуна, графита и бронзы.

Перед выбором абразива требуется учитывать его особенности, вид обрабатываемого металла и фракцию зёрен.