Технологии и средства для полировки металла до блеска
Полировка металла – это финишный этап изготовления изделий из металла и сплавов, который заключается в снятии максимально тонкого слоя материала с поверхности детали. Существует большое количество способов, с помощью которых можно отполировать до блеска изделие как дома, так и в условиях промышленного производства.
О них подробно рассказывается в данной статье.
Оглавление
Описание и свойства процесса полировки
ГОСТ 9.301-86 регламентирует требования к качеству обработки изделий из металла в результате полировочных работ. Нет особых указаний в отношении блеска поверхностей после шлифовки, однако после полировки должны исключаться различные дефекты, борозды, царапины, заусеницы, коррозии и прочее.
Одним словом, мероприятия по полировке призваны придать изделию привлекательный внешний вид и потребительские качества.
На производстве существует такое понятие, как «класс полировки». Происходит определение уровня шероховатости поверхности той или иной детали посредством специального оборудования (микроскопы и профилографы) вплоть до 1 микрометра (мкм, 1 мм = 1000 мкм). Если шлифовка металла осуществляется в домашних условиях, то глубина неровностей определяется на глаз.
Существуют 14 классов шероховатости, которые указываются в специальных чертежах в соответствии с ГОСТ 2789-59.
Классы полировки и требования к ним представлены в таблице ниже.
| Описание поверхности | Размер шероховатости (до мкм) | Класс полировки | Механический способ обработки |
|---|---|---|---|
| Следы обработки очень заметны | 320 | 1 | Строгание, заточка и фрезеровка |
| 160 | 2 | ||
| 80 | 3 | ||
| Следы обработки видны очень слабо | 40 | 4 | Обработка мягким абразивом, получистовая обработка |
| 20 | 5 | ||
| 10 | 6 | ||
| Следы обработки не видны вообще | 6,3 | 7 | Тонкое течение, шлифовка |
| 3,2 | 8 | ||
| 1,3 | 9 | ||
| Поверхность металлического изделия идеально гладкая и имеет характерный зеркальный блеск | 0,8 | 10 | Финишная полировка, мягкое полирование |
| 0,4 | 11 | ||
| 0,2 | 12 | ||
| 0,1 | 13 | ||
| 0,05 | 14 |
Подготовительные этапы
Промышленные предприятия, которые занимаются различными видами обработки металла, осуществляют проверку состояния поверхностей до начала шлифовки. До применения различных химических реагентов и полировальных станков деталь необходимо подготовить к дальнейшим этапам полировки, для этого воздействуют на изделие одним из механических способов:
- обработка детали сжатым воздухом совместно со специальными крупноабразивными элементами, которые удаляют с поверхности крупные наросты коррозии и ржавчины;
- зачистка поверхности изделия щетками с жесткой щетиной для удаления признаков окисления и шлама (пыль, образованная в результате чистки грубым абразивом);
- обезжиривание поверхностей от следов предыдущих средств полировки посредством обработки теплыми органическими растворителями;
- применение щелочных растворов для удаления остатков минеральных веществ с содержанием масла;
- электрохимическое обезжиривание (погружение изделия из металла в электролит).
Все эти способы чаще всего применяются в условиях промышленного производства. Дома для подготовки изделия из металла к полировке достаточно обработать поверхность наждачной бумагой различной жесткости.
Способы полировки металла
Для полировки металла до зеркального блеска в домашних условиях чаще всего применяют специальную пасту, например ГОИ или алмазную, популярную среди домашних мастеров, а также полировальный станок с абразивным кругом.
На предприятиях по обработке металла используются следующие виды полировки:
- механическая;
- химическая;
- электрохимическая;
- при помощи плазмы;
- лазерная;
- ультразвуковая.
Механический способ
Одним из самых эффективных способов самостоятельной полировки металла является обработка поверхности изделия полировочной машинкой.
Шлифовальный станок — незаменимый инструмент для качественной полировки металла до появления первоначального сияния. У машинки для полирования имеется так называемый абразивный круг, покрытие которого будет зависеть от характера работ и материала.
Сам процесс обработки металла с помощью шлифовальной машинки будет происходить следующим образом:
- Круги для полировки и участок металла, который необходимо обработать, смачиваются водой. Для обработки металла диск должен вращаться на скорости 1400 оборотов в минуту. Необходимо предусмотреть, что при такой скорости вращения брызги будут разлетаться на 1–1,5 метра, поэтому необходимо позаботиться о соответствующей защите лица и одежды.
- Обрабатываемая плоскость начнет нагреваться в результате трения, а вода будет испаряться. В результате такого взаимодействия будут удаляться неровности и шероховатости, образуя на основании абразивного круга засоры из металлических частиц и воды. Каждые несколько минут необходимо выключать станок и промывать диск под струей воды. Частички металла следует убирать не только с инструмента, но и с поверхности изделия.
- Для достижения зеркального блеска рекомендуется использовать войлочный материал. Такая насадка надевается на шлифовальный диск так, чтобы края выступали за границу круга на 1–1,5 см. Войлок и поверхность металлической детали необходимо смочить водой, после чего происходит финишная полировка металла.
Если в наличии нет специального станка, можно использовать такое средство для полировки, как наждачная бумага. Сперва необходимо обработать поверхность наждачкой крупного абразива, а затем более мягкого. После перехода с одной зернистости на другую можно приступать к финишному этапу обработки.
На завершающем этапе используют полироль. Для металлических изделий, как и для каменных поверхностей, отлично подходит алмазная паста, которая может вернуть поверхностям идеальную гладкость и зеркальный блеск. Тканью, на которую наносится полировочная паста, тщательно обрабатывается поверхность металлического изделия.
Химическое полирование металла
Химическое полирование является наиболее эффективным решением в отношении изделий из металла и сплавов, имеющих декоративную функцию.
Суть химического способа чистки металла заключается в том, что всю работу по восстановлению поверхности изделия выполняют специальные растворы из химических реагентов и кислот.
Раствор необходимо нагреть до определенной температуры, которая зависит от составляющих металлического сплава, после чего изделие из металла погружается в раствор на несколько минут. Между металлом и химическим раствором происходит реакция, в результате которой разрушается дефектный слой изделия.
Для того чтобы погрузить деталь в раствор, используются специальные держатели. Нет необходимости применять ручной труд, а обработка металла происходит равномерно по всей поверхности.
Однако у данного способа есть недостаток: после процедуры поверхность изделия скорее матовая, нежели блестящая. Кроме того, данный метод требует соблюдения ряда правил безопасности.
Электрохимическая полировка металла
Электрохимическая полировка металла на первый взгляд проходит так же, как и химическая. Деталь нужно опустить на дно резервуара с раствором, но при этом необходимо обеспечить прохождение электрического тока через изделие.
Ток ускоряет процесс разрушения оксидного слоя даже в еле заметных углублениях на поверхности металла.
В результате изделие приобретает идеальную гладкость. Данный способ отлично подойдет тем, кто ищет ответ на вопрос, как отполировать металл до зеркального блеска.
Недостатком данного метода являются большие затраты электроэнергии и необходимость регулярной замены химического раствора.
Полировка при помощи плазмы
Полировка металла при помощи плазмы схожа с электрохимическим способом чистки: изделие также погружается в химический раствор с последующим проведением через него электрического разряда.
Однако электролитно-плазменный способ подразумевает использование не смеси химических реагентов и кислот, а безвредного раствора, получаемого из солей аммония.
Результатом электроплазменной полировки будут не только зеркальный блеск и идеальная гладкость, но и дополнительная защита от образования коррозии.
Лазерная полировка металла
Процесс полировки металла посредством лазерной установки исключает необходимость применения различных полиролей, растворителей и абразивных частиц.
Лазерное устройство воздействует на поверхность металлических изделий путем подачи импульсов света. Энергия, соприкасаясь с металлом, преобразуется в плазму, ее частицы распадаются, что приводит к появлению ударной волны.
Импульс света не имеет достаточной длины, чтобы повредить изделие, однако расщепляет поврежденные частицы металла.
Ввиду этой особенности лазерного луча, если изделие требует глубокой чистки, на один и тот же участок поверхности металла придется воздействовать несколько раз.
Лазерная установка, выполненная из стали, имеет такую особенность, как самоограничение. Устройство само снижает интенсивность воздействия и мощность луча, как только лазер доберется до слоя металла который не нуждается в полировке.
Ультразвуковая полировка металла
Полировка металла ультразвуком является одним из видов обработки различных поверхностей путем дробления, то есть разрушение дефектного слоя поверхности осуществляется после оказания нагрузки на материал.
Колебания ультразвуковой волны образуют сколы и трещины, в результате чего верхний слой металла отходит сам собой, как яичная скорлупа.
Данный способ выручает в том случае, если материал не является проводником электрического тока и не может выступить в качестве анода при электрохимической чистке. Он также отлично подходит для шлифовки тонких и хрупких изделий, включая драгоценные камни и металлы.
Технология ультразвуковой обработки металла выглядит следующим образом:
- В специальный рабочий сектор устройства помещается состав из абразивных элементов.
- Аппарат располагается в непосредственной близости от обрабатываемой поверхности.
- Вибрирующее устройство заставляет абразивные элементы колебаться, затрагивая при этом верхний слой изделия.
- Дефектный слой под воздействием колебаний трескается и разрушается.
В качестве абразивных элементов могут выступать кремниевые или боровые частицы на карбидной основе, а вибрирующим фактором – подача пресной воды.
Если у вас есть опыт полировки металла с помощью промышленных и подручных способов, поделитесь им в комментариях.
