Материалы для шлифовки металла

Обновлено: 04.07.2024

Абразивы своей твердостью превосходят другие материалы, поэтому используются для обработки различных поверхностей, широко применяются в промышленности и быту для разных видов обработки. По происхождению эти вещества бывают природными и искусственными.

Что такое абразивные материалы

Абразивы — это материалы для обработки поверхностей, отличающиеся твердостью, превосходящей прочие типы материалов (даже металлы). Это твердые мелкие частицы, применяемые в свободном либо связанном виде (например, в виде какой-либо формы, зафиксированные на поверхности и пр.).

Абразивы предназначены для механической обработки различных материалов, снимания с них тончайшего слоя острыми выступами своих частиц. По сути, абразивными свойствами располагает любая твердая структура по отношению к менее твердой. Однако в промышленных масштабах используются лишь конкретные виды абразивных материалов.

Абразивная обработка материалов

Из абразивов изготавливаются специальные абразивные инструменты. У них, в отличие от лезвийных (металлических), нет сплошной кромки реза. Данную функцию выполняет цельная зернистая структура, резцом в ней является каждое из зерен. Эти абразивные частицы скреплены друг с другом связующим веществом или же объединены в какое-то изделие (это может быть круг, камень, шлифовальная шкурка, щетка), совокупно воздействуют на рабочую поверхность своими режущими краями, снимая ими тончайшую стружку (данный слой может составлять всего несколько микрон), так выполняется абразивная обработка.

Абразивные материалы и инструменты это востребованные для разных типов обработки материалов. Виды абразивной обработки:

шлифование – бывает круглое, плоское, кругами, лентой, а также бывает предварительное и чистовое;
притирка;
гидроабразивная обработка;
ультразвуковая;
пескоструйная;
полирование (бывает предварительное, зеркальное);
хонингование (это отделочная обработка внутренних цилиндрических деталей, например автомобильных цилиндров);
суперфиниширование (предполагает минимальный съем материала);
галтовка (это очистка мелких деталей от окалины, коррозии, заусенцев и пр.);
прорезка, отрезка;
заточка.

Виды абразивных материалов

Классифицируются абразивные материалы по твердости (бывают мягкие, твердые, сверхтвердые), своему химическому составу, размеру зерна (могут быть крупные, средние, тонкие, особо тонкие).

По своему происхождению выделяют абразивы трех типов.

1. Природного (или естественного) происхождения. Это песок, гранат, цирконий и пр.

2. Искусственного (или синтетического, производственного) происхождения. Данные материалы изготавливаются специально для абразивной обработки. Наиболее распространенными являются искусственный алмаз, карбид кремния, бора, электрокорунд, кубический нитрит бора.

3. Абразивы из побочных продуктов производства: с/х остатки, шлаки от выплавки металлов (например, никельшлак), от работы электростанционных котельных. Данные материалы доступны, имеют разнообразные размеры частиц, низкую стоимость.

Естественные абразивные материалы

Рассмотрим некоторые из природных абразивов, точнее основные виды абразивных материалов.

Алмаз является наиболее твердым из природных материалов, состоящим из чистого углерода. В природе он встречается, как правило, в виде россыпи кристаллов. Алмазы бывают ювелирные и технические (именно они применяются в качестве абразивов).

Гранат — это минерал, состоящий из алюмосиликатов извести, магнезии и других примесей. Он может быть окрашен в разные цвета, за исключением синего. Используется в измельченном виде: частицы наносятся на шкурки для шлифования.

Корунд состоит из кристаллической окиси алюминия с примесями, отличается окраской от синеватой до коричневой. При этом твердость материала снижается с повышением содержания в нем окиси железа.

Наждак — смесь корундовых зерен с магнезитом и прочими минералами.

Кварц представляет собой оксид кремния кристаллической формы. Разновидностью кварца является кремень: он состоит их кремнезема, в природе встречается в виде массивных горных пород.

Пемза — это пористая структура вулканического происхождения, состоит из кремнезема и глинозема.

Мел — карбонат кальция, с помощью которого возможны тонкие виды обработки (полирование, притирка).

Искусственные абразивы

Впервые искусственный абразив карборунд синтезировал в 1891 г. ученый-изобретатель Эдвард Ачесон (США). Сегодня же абразивов производственного происхождения очень много, они применяются шире, чем природные. Рассмотрим особенности самых распространенных из них.

Электрокорунд получают посредством восстановительной плавки из боксита в электропечах. Цвет абразива варьируется от серого до красно-бурого. Из материала производят жесткий абразивный инструмент.

Карбид кремния получается с помощью восстановления кремниевой кислоты углеродом. Материал обладает повышенной хрупкостью, применяется в порошковом виде либо как инструмент для обработки стекла, фарфора и прочих хрупких структур.

Карбид бора — наиболее твердый синтетический абразив, используется как паста для шлифовки очень твердых поверхностей.

Абразивные жидкости

Процент содержания твердых частиц в разных абразивных продуктах может значительно различаться. Иногда они включаются в жидкую среду — в этом случае речь идет об абразивной жидкости. Примерами являются чистящие жидкие средства (средства бытовой химии), краски с содержанием кварцевого песка, песочные суспензии, каустизационный шлам, продукты пищевого производства (сахарные суспензии, шоколадные пасты с кусочками орехов), косметологии (скрабы, абразивные зубные пасты) и пр. Конечно, не все они применяются для обработки поверхностей. Тем не менее данные абразивные среды обладают соответствующими свойствами, что нужно учитывать при подборе оборудования, которое с ними работает.

Свойства абразивных материалов

Абразивы имеют ряд важных характеристик, или свойств. Так, важным их параметром является твердость. Ее определяют сопротивлением материала, поверхность которого подвергается шлифованию. Так, самым твердым абразивным материалом по шкале Мооса (она названа в честь немецкого ученого-минеролога) в является алмаз (10 баллов), карбид бора имеет соответственно 9,5 балла, корунд, карбид кремния и электрокорунд — 9, кварц — 8, гипс — 2, тальк — 1 балл.

Другие свойства абразивов — это прочность, хрупкость, зернистость (это размер и форма шлифовального зерна). Так, форма зерен может быть изометрической (у них высота, ширина, толщина примерно одинаковы), мечевидной, пластинчатой — этот показатель зависит от природы абразивного материала и степени измельчения изначального зерна.

Абразивная способность данных веществ (то есть их эксплуатационные качества) определяется массой удаляемого при шлифовании слоя материала.

Абразивы имеют свойство самозатачиваемости: они сохраняют работоспособность благодаря образованию новых выступов, режущих кромок у зерен в ходе обработки.

Применение абразивов

Люди издревле использовали абразивы. Например, индейцы майя в IX в. до н. э. украшали зубы драгоценными камнями, отверстия в них они просверливали трубочками, на которые был нанесен истолченный кварц.

Сегодня же сфера применения абразивных материалов очень широка. Например, они незаменимы в металло- и деревообработке, строительстве. Абразив для метала применяется очень часто во многих работах. Используются абразивы и в быту. Так, в каждом доме есть наждачная бумага, пемза, пилки для ногтей (они также покрыты очень мелкими полирующими частицами).

Виды работ по шлифовке металлических изделий

Шлифование металла является одним из важнейших этапов конечной обработки поверхности металлических изделий. Благодаря шлифовке удаётся значительно снизить шероховатость поверхности и довести необходимые отверстия до заданного размера.

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.

Методы шлифования металла

В настоящее время разработано большое количество методов финишной доводки металла, которые реализуются с помощью специальных станков и оборудования. Шлифовка металла классифицируется по следующим признакам:

выбранному методу;
используемому оборудованию (специальных или унифицированных станков);
применяемых абразивных материалов;
глубине обработки;
требуемой точности;
механической или ручной шлифовки.

К основным методам относятся:

шлифование поверхностей, имеющих плоскую форму (этим методом обрабатывают внешние поверхности, имеющие заданную кривизну);
круглое шлифование;
бесцентровая обработка;
зубошлифование;
шлифовка внутренних поверхностей.

ленточно-шлифовальные, кругло и плоскошлифовальные, внутришлифовальные, бесцентрово-шлифовальные станки;
аппараты общего назначения (токарные, фрезерные, сверлильные);
специальное оборудование.

Каждый из типов станков применяется для выполнения целого перечня подобных операций. Например, особенности процесса шлифовки металла круглошлифовальным станком заключаются в выполнении операции у деталей цилиндрической формы. Внутришлифовальный аппарат применяется для доводки внутренних поверхностей металла. Все станки делятся на две большие категории: с применением средств электронного управления (выполняющие операцию с ЧПУ) и без такого оборудования. Первый тип позволяет решать широкий круг задач. Они оснащаются целым набором инструментов и приспособлений. Последовательность и способы обработки металлов задаются специальным программным обеспечением.

Станки, предназначенные для выполнения других операций (токарный, фрезерный), используются совместно с инструментом, способным оснащаться абразивным материалом (лентой или кругами). Качество шлифовки металла зависит от скорости вращения и величины абразивной крошки, расположенной на применяемом круге.

Специальное шлифовальное оборудование предполагает выполнение узкоспециальных операций. Оно способно решать конкретные задачи на этапе предварительной или окончательной подготовки деталей.

Круглое наружное шлифование

Данный метод предполагает применение специальных круглошлифовальных станков. Работа таких станков основана на принципе последовательного прижима детали к поверхности абразивного инструмента. В зависимости от степени прижима и величины абразивного элемента добиваются необходимой точности.

Круглошлифовальная обработка обладает рядом преимуществ, которые позволяют получить высокое качество, снизить шероховатость поверхности:

детали могут иметь достаточно большие габариты;
станки обладают возможностями по точной настройке технических параметров, от которых зависит качество шлифовки;
широкий ассортимент выпускаемых станков (от настольных до крупногабаритных) позволяет выбрать необходимый экземпляр и решать задачу на основании соотношения эффективности и стоимости.

Круговое шлифование металла применяется практически во всех отраслях станкостроения, автомобильного и авиастроения, металлообработки.

Внутреннее шлифование

Для решения таких задач применяются внутришлифовальные станки. Главная их особенность заключается в способе взаимодействия заготовки и шлифовального инструмента. В зависимости от конструкции применяются следующие виды взаимодействия:

вращение заготовки и прямая подача шлифовального инструмента;
подача детали к вращающемуся шлифовальному устройству;
комбинированная подача (она бывает параллельного и поперечного типа).

Внутренне шлифование применяется при изготовлении следующих изделий:

различных подшипников (шариковых и роликовых);
изделий трансмиссии автомобиля (амортизаторов);
гидравлических и пневматических устройств.

Внутреннее бесцентровое шлифование позволяет решать следующие задачи:

улучшить качество внутренней поверхности металла;
устранить осевое смещение готового отверстия;
придать ему правильную округлую форму заданного диаметра.

Зубошлифование

В соответствии с названием это процесс шлифовки зубьев различных зубчатых колес, зубчатых и червячных передач с заданным шагом, размером и формой зубьев. Шлифовка проводится тремя способами:

методом обката при непрерывном шлифовании;
таким же методом с периодическим делением;
профильным шлифованием.

Первый метод заключается в одновременной шлифовке обеих поверхностей каждого зуба. Благодаря этому удается получить высокую производительность процесса. При такой обработке достаточно сложно учитывать погрешности обработки, которые зависят от величины шага зубьев. Применение второго метода позволяет устранить этот недостаток. В этом случае снижается скорость шлифовки всего зубчатого колеса.

Профильное зубошлифование позволяет проводить шлифовку металла за один проход. При правильном задании параметров положения инструмента удается получить поверхность с высокой степенью.

Для повышения качества получаемых деталей применяют операцию зубохонингования. В этом случае вместо стандартного абразивного материала используют специальную смесь белого электрокорунда, хромотитана и нитрида бора. Она обладает уникальными абразивными свойствами. С ее помощью удается получить наивысшую степень шлифования.

Бесцентровое шлифование

Данный вид шлифовки применяется для обработки внутренних и наружных поверхностей металла. Шлифовка внешней части выполняется двумя способами:

Первый способ предполагает обработку заготовок, имеющих большую длину. Обязательным условием является сохранение постоянства диаметра вдоль всей протяженности детали.
Вторым способом обрабатывают поверхности, на которых имеются технологические углубления, проточки, различные вырезы. С его помощью производится шлифовка фасонных и ступенчатых деталей.

В первом случае производится продольная подача инструмента при одновременном вращении детали вокруг своей оси. Для получения наилучшего эффекта ось ведущего вала во время вращения расположена под определенным углом по отношению к оси шлифовального. Данный угол определяется диаметром и длиной заготовок.

Второй способ предполагает изменение подачи шлифовального инструмента в зависимости от конфигурации изделия из металла. Он позволяет получить высокую точность и качество обработанной поверхности.

Метод бесцентрового шлифования применяется на многих предприятиях, которые производят продукцию в больших количествах. Он обладает высокой производительностью. Благодаря своим преимуществам позволяет получить хорошее качество шлифовки промышленной продукции из металла.

Такой метод применяется для обработки внутренних элементов деталей из металла. Подход к реализации данного метода аналогичен обработке внешних поверхностей. Подача шлифовального круга осуществляется во внутреннее отверстие детали.

Шлифование плоских поверхностей

Очень часто возникает необходимость обработки плоских поверхностей. Плоская шлифовка деталей из металла предполагает три разновидности операций: обдирную, черновую, чистовую обработку. Первый тип операции производится, когда необходимо удалить твердый поверхностный слой металла, а строгание или фрезерование металла провести затруднительно. Таким способом обрабатывают детали из чугуна, стыки сварных конструкций и отдельные типы стальных заготовок.

Черновая и чистовая плоская шлифовка металла применяется последовательно. Это позволяет добиться высокой точности и получить идеально ровную поверхность металла с минимальным показателем шероховатости. Плоскошлифовальные работы выполняются на специальных станках с применением абразивных кругов различной точности. В зависимости от поставленной задачи применяют однопроходный или многопроходный метод шлифовки металла. Второй выполняется с применением мелкого абразива, что снижает значение воздействующих сил на обрабатываемую поверхность, приводит к улучшению температурного режима, уменьшает возможную деформацию в процессе обработки.

Технологически плоская шлифовка металла реализуется следующим образом. Деталь закрепляется на неподвижном столе станка. Фиксация может быть механической или магнитной. Обработка металла производится шлифовальным кругом. Во время работы он совершает вращательные и поступательные движения.

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).

Используемые абразивные материалы

Основу любого инструмента для шлифовки металла составляет абразивный материал. Он представляет определенного размера зерна, скрепленные специальным клеящим составом. В зависимости от размера крошки применяется абразивный инструмент для обработки с заданной точностью. Абразивные инструменты изготавливаются в форме:

круга (номенклатура диаметров достаточно широкая);
вала (для внутренней обработки);
ленты или круговой ленты;
листов (в качестве подложки может применяться бумага или специальная ткань).

В качестве абразивной крошки используют естественный (природный) и искусственный камень. На промышленных предприятиях, в обрабатывающих цехах применяется абразивный инструмент с искусственным материалом. Он обладает повышенными физико-механическими характеристиками.

Понравилась статья? Обязательно поделитесь своим мнением в блоке комментариев!

Технологии и средства для полировки металла до блеска

Полировка металла: особенности подготовительного и основного процессов. Классы полировки металла по ГОСТ. Различные способы, средства и станки для полировки и шлифовки металла до зеркального 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.

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.

Какую пасту стоит применять для полировки металла

Полировальной пастой для металла, выпускаемой в виде доводочных и финишных смесей, проводят обработку деталей в виде шлифовки и полировки до гладкой поверности.

Стальные детали узлов машин различных двигателей и механизмов подвергают нескольким этапам обработки. После шлифования самым последним действием будет обработка полировальной пастой для металла. Суть процесса полировки состоит в том, чтобы убрать с ответственных поверхностей все мельчайшие неровности и царапины, ведь при точной подгонке элементов механики все эти незначительные на взгляд обывателя подробности могут стать причиной неисправности агрегата, быстрого износа его составляющих.

Но полировка применима не только внутри техники: обработанные видимые металлические части выглядят очень красиво. Поэтому корпуса изделий, кузова автомобилей тоже полируют. Наносят полироль для металла и обрабатывают им, применяя определенную технологию.

Виды полировальных паст для металла

Паста для полировки – это многокомпонентный материал, в состав которого входит вещество для связки и абразивный порошок, натуральный или искусственный. Ее виды можно разделить на такие категории:

По целевому назначению – для предварительной полировки (грубой) и финишной. Это свойство пасты определяется величиной фракции абразива, из которого она состоит.
По области применения – полироль для стали, других металлов, универсальный материал, чтобы обрабатывать разные типы твердых поверхностей.
Легко удаляемые при помощи воды, стойкие к смыванию – первые имеют водорастворимую структуру, вторые выполнены на основе жиров.
По консистенции бывают твердыми и жидкими.
По виду абразивного порошка, входящего в структуру пасты, например, алмазные пасты для полировки металла.

Для удобства ориентировки! Производитель обычно указывает номер мастики, по которому можно понять степень ее грубости, либо выполняет ее в разном цветовом исполнении (цветовая кодировка).

Абразивные пасты

Правильней будет сказать, что все полировальные мастики являются абразивными, но в народном использовании под этим термином подразумеваются шлифовальные пасты для металла или грубые смеси. Основные их свойства:

способность удалять с поверхности металла глубокие риски и шероховатости;
высокая степень агрессивности – быстро съедают слой материала;
после шлифования абразивным материалом обработанная поверхность получается гладкой на ощупь, с характерным матовым оттенком.

Среди алмазных полировочных к грубым относятся те, которые имеют величину зерна в пределах 40 мкм. Эльборовые крупнозернистые пасты для обработки металла до чернового состояния могут содержать зерно с фракцией от 125х100 до 40х28 мкм.

Верным будет отнести к шлифовальным мастикам и средние по грубости материалы. Они позволяют делать предварительную доводку металла до состояния гладкости и блеска при удалении шероховатостей.

Для грубой обработки металла могут применяться твердые полировальные пасты и жидкие.

Финишные полировальные пасты

Полировальные пасты финишного назначения рекомендовано применять только после обработки более грубыми абразивными. Финишная масса не обязательно должна содержать абразивную пыль, лучше, когда ее наполнителем являются композиты из эпоксида или воск с тефлоном. Кроме своего прямого назначения, финишные могут выполнять еще и защитную функцию, заполняя все микропоры поверхности металлического изделия.

Как правило, паста полировочная финишной доводки бывает двух номеров.

позволяет избавляться от микрорисок, оставленных шлифовальным материалом при предварительной обработке;
придает поверхности характерный металлический блеск.

Более тонкая финишка:

позволяет добиваться глянцевого блеска деталей;
является самой экономичной из всех полировочных.

Структура и свойства паст для металла

Для проведения операций полировки и шлифовки металлических поверхностей разработаны три основных вида мастик:

на основе алмазного порошка;
эльборовые полировочные мастики;
пасты ГОИ.

Алмазные используют для доводочных и полировочных целей. В их составе могут быть использованы натуральные и штучные алмазные зерна размером от 1 до 40 мкм. В некоторых случаях смеси с синтетическим порошком внутри более эффективны в работе, чем с натуральным наполнителем. Это обусловлено тем, что первые более однородны по структуре.

АМ – указывает на применение в составе алмазных микропорошков.
А – порошков.
АС или АСМ – алмазная фракция представлена синтетическим материалом.

Число после букв указывает на размер зерна.

Какое соотношение лучше? Практическим путем выявлено, что алмазная паста с процентным соотношением наполнителя и связующего вещества (оливковое либо касторовое масло) 40 к 60% является наиболее эффективной рабочей массой.

Кубанитовые, или эльборовые, мастики для полировки изготовлены на основе нитрида бора, выступающего в качестве абразивного наполнителя. Такой мастикой можно проводить доводку металлических заготовок, заточку инструмента металлорежущего назначения, полировку поверхностей из стекла.

Кроме абразива, в составе пасты эльборовой присутствует связующий компонент с активными веществами. За счет этих активных веществ повышается эффективность работы абразива во время снятия отработанной стружки, шлака и легко воспламеняемых материалов с поверхности заготовки. Отличительной чертой является высокая точность процесса доводки.

Инструкция по применению полировальных паст

Допускается работать мастиками как вручную, так и используя шлифовальную машинку универсального типа. Дополнительной оснасткой являются специальные войлочные круги или салфетки. Процесс полировки машинкой (УШМ) заключается в следующем:

Круг полировочный устанавливают на УШМ. Он должен быть чистым, без пыли и мусора.
Рабочую поверхность металла очищают от загрязнений.
Включают электроинструмент на самое низкое вращение вала и прислоняют брусок пасты к поверхности войлока на пару секунд.
В случае жидкой консистенции ее наносят на войлок резиновым шпателем так, чтобы не было излишков и разбрызгивания полироля во время работы.
Вращающийся войлочный диск прислоняют к поверхности и круговыми движениями проводят обработку.
В процессе контролируют состояние металла визуально, добавляют по необходимости пасту при ее выработке.
После того как процесс закончен, удаляют остатки полировочного материала средством, предусмотренным для этих целей инструкцией на упаковке мастики.

Особенности и преимущества пасты ГОИ

Самым большим преимуществом продукта на основе оксида хрома является то, что эта полировальная паста универсальная. Кроме цветных металлов, ГОИ может применяться для полировки многих твердых поверхностей. Продукт выпускают в виде брусков зеленого цвета, которые бывают светлых и темных оттенков. Кроме абразивных крупиц оксида хрома, здесь присутствуют керосин, силикагель, стеарин и другие компоненты.

Удобно, что производители выпускают четыре номера паст ГОИ для грубой, средней и финишной полировки. Чем светлее по цвету брусок, тем более грубой будет структура мастики.

Категории полироля ГОИ:

Под номером 1 – самая тонкая структура для финишной чистовой полировки металла. Можно получить эффект зеркальной поверхности.
Под номером 2 – для предварительной финишной полировки, дает глянцевый блеск.
Под номером 3 – средней грубости для шлифовки металла. После обработки поверхность получает равномерный блеск, штрихов не наблюдается.
Под номером 4 – для грубой шлифовки с получением матовой поверхности.

Применение пасты ГОИ при полировке металла

От бруска отрезают необходимый по размеру кусок.
Материал наносят на ткань мягкой структуры (можно использовать нетканую основу) или круг из войлока.
Полируют изделие до получения блеска.
Окончив работу, очищают поверхность, применяя мыльный раствор или растворитель для краски.

Для облегчения труда! Чтобы паста ГОИ была более податливой и лучше наносилась на ткань, ее можно размягчить несколькими каплями масла машинного.

Если вы имеете опыт полировки металлических изделий, поделитесь им в комментариях. Такая информация для нас очень ценная!

Полировка металла

Для придания лучших потребительских качеств и привлекательного внешнего вида металлическим изделиям проводят процедуру финишного шлифования. Полировка металла придает изделию декоративный блеск, также выполнение подобной процедуры позволяет подготовить поверхность для нанесения различных материалов.

Виды работ

Полировка металла может проводиться следующими методами:

механическая или абразивная полировка изделий;
химическая обработка при помощи специальных веществ, к примеру, пасты;
электрохимический способ;
электролитно-плазменный способ.

Некоторые виды финишного шлифования простые, не требуют наличия специальных материалов или оборудования. К примеру, механический метод может использоваться в домашних условиях. Однако добиться существенного результата при их применении практически не возможно.

Недостатки традиционных способов

Полировка металла при помощи традиционных методов, абразивного и химического воздействия на поверхности, имеет определенное количество ограничений в применении. К ним можно отнести:

отсутствие возможности автоматизации процесса. При проведении работы по получению блеска многие предприятия внедряют технологию автоматической обработки, что позволяет значительно сократить время получения целой партии. Химическая, механическая, электрохимическая полировка имеют особенности, которые затрудняют автоматизацию технологического процесса;
затруднение получения зеркальной поверхности при использовании рассматриваемых типов воздействия на металл касается технологических и электрических причин. Экономические причины, прежде всего, связаны с большой стоимостью производственных роботов и станков, которые работают на системе числового программного управления. Технологические определяют невозможность включения традиционных методов полировки изделий из металла для получения зеркальной поверхности.

Полировка нержавейки войлочным полировочным диском

Зачастую вышеприведенные проблемы приводят к тому, что рассматриваемая работа выполняется руками при помощи специальной пасты при механическом воздействии. Этот момент определяет значительное снижение показателя производительности, так как обработка на автоматизированной линии невозможна. Из-за использования устаревших методов зачастую производственная линия представляет сбой конвейер, а это отрицательно отражается на стоимости получения изделия, снижает конкурентоспособность предприятия.

Механический метод полировки

На протяжении многих лет использовался механический метод обработки поверхности металлического изделия. Специальные наборы абразивных кругов и лент при сочетании полировочными пастами ГОИ позволяют получить материал с показателем шероховатости Rа = 0,05–0,12 мкм.

К особенностям данного метода паролирования можно отнести:

для автоматизации процесса используются специальные станки, которые оснащают матерчатыми или войлочными кругами;
на абразив наносится определенное количество пасты ГОИ;
рассматриваемая паста гои представляет собой специальный порошок, состоящий из активного вещества, которое оказывает активизирующее воздействие на поверхность изделия;
типичная паста состоит примерно из 60% абразивного компонента и 40% связующего вещества. содержание активизирующей добавки 2%.

Финишное шлифование можно достигнуть только при использовании пасты ГОИ. При этом используется мягкий круг и паста ГОИ с тонким абразивом. При подобной работе расход материала довольно большой: на 1 квадратный метр поверхности приходится 0,3 войлочного круга и абразивного вещества типа ГОИ, примерно, 100 грамм. При обработке сложной поверхности используется ленточный тип материала и тот же абразив ГОИ.

Отдельное внимание следует уделить пасте ГОИ. Она представляет собой специальное вещество, которое создано на основе оксида хрома. Вещество из категории ГОИ выпускается в виде бруска зеленого цвета. Специальные наборы ГОИ содержат бруски с различными показателями зернистости абразива.

Химическое полирование

При химической полировке на поверхность оказывается сочетание воздействия определенного вещества и гальванических паров. Этот процесс определяет образование пассивирующей оксидной пленки, которая приводит к выравниванию микронеровности поверхности.

Качество полирования зависит от соотношения скорости образования пленки и ее растворения в жидкости. Наибольший показатель блеска можно добиться при образовании пленки малой толщины. При химическом полировании металла можно добиться пленки меньшей толщины, чем при электрохимической, что определяет возможность достижения лучшего блеска, но большие неровности детали не могут быть выровнены.

Электромеханический метод

Механическая и химическая полировка металла зачастую не приводит к необходимому результату. Это связано с тем, что изделие может обладать повышенной устойчивостью к изменениям структуры. Электрохимический метод – процедура воздействия, которая предусматривает погружение деталей в электролит. Провести подобную работу своими руками зачастую достаточно сложно, так как электролит представлен раствором кислоты. Воздействие происходит при подключении резервуара к источнику питания с напряжение около 20 В.

Этот вид обработки определяет появление пассивирующей пленки, которая приводит к уменьшению показателя шероховатости. Степень изменения качества поверхностной структуры зависит от подаваемого напряжения. Достигаемое качество зависит от типа металла, показателя остаточной деформации, толщины обрабатываемой детали и других моментов.

Электролитно-плазменный способ

Последние годы все большей популярностью стал пользоваться электролитно-плазменный метод обработки.

Специальные наборы приспособлений, которые создать своими руками достаточно сложно, обеспечивают воздействие заряда на деталь. К особенностям конструкции можно отнести:

обрабатываемое изделие становится анодом;
к детали подводится положительный потенциал от мощного источника питания;
в качестве катода выступает рабочая ванна.

Для воздействия на нержавеющую сталь и медных сплавов используют специальный раствор, состоящий из сульфата аммония и хлористого аммония. Их концентрация составляет примерно 5%. При условии, что изделие изготовлено из другого металла или сплава используется раствор с концентрацией приведенных веществ 10%. Полировка металла при использовании подобного набора и метода выполняется в течение 2-5 минут, заусенце можно снять примерно за 20 секунд. Подобные показатели определяют высокую производительность этого способа полировки металла.

Читайте также: