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.
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 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 |
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:
Все эти способы чаще всего применяются в условиях промышленного производства. Дома для подготовки изделия из металла к полировке достаточно обработать поверхность различной жесткости.
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:
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:
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 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 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 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 будут не только зеркальный блеск и идеальная гладкость, но и дополнительная защита от образования коррозии.
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.
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 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.
Полировкой называется окончательный процесс изготовления детали, осуществляемый с использованием различных способов с целью удалить минимальный слой металла для достижения зеркального блеска поверхностей. Это взаимосвязанные физические, химические, электрические воздействия, выбор которых зависит от вида материала, используемого инструмента и характеристик внешней среды. Требуемое качество достигается при замене абразивов и способов воздействия. Время полирования зависит от исходного качества металла.
Требования к качеству металла и покрытий определены в ГОСТ 9.301-86. На поверхностях не должно быть раковин, пор, ржавчины, трещин после шлифования, окалины, заусенцев. К степени блеска нормативных требований нет.
На предприятиях, занимающихся обработкой металлов, осуществляется входной контроль поверхностей. При необходимости проводится:
В домашних условиях поверхности протираются растворителем, обрабатываются напильником или болгаркой с диском с соответствующей зернистостью.
Класс полировки определяется по шероховатости поверхностей (высоте неровности в микронах) конкретной детали. Шероховатость соответствует области использования. Всего существует 14 классов чистоты, которые в чертежах обозначаются равносторонним треугольником. Числовые значения шероховатости после полировки металла указаны в ГОСТ 2789-59.
Внешний вид поверхности | Высота неровностей (до мкр) | Класс | Вид обработки |
Следы обработки хорошо видны | Точение, фрезерование, строгание |
||
Следы обработки почти не видны | четвертый | Получистовая обработка |
|
Следы обработки не видны | Тонкое точение, шлифование |
||
Поверхность с зеркальным блеском | Доводочное полирование |
||
одиннадцатый |
|||
двенадцатый |
|||
тринадцатый |
|||
четырнадцатый |
В промышленности для измерения высоты неровностей используются специальные приборы: профилографы и микроскопы. В домашних условиях шероховатость определяется «на глаз».
Самые распространенные способы полировки металла:
Механическая полировка металла может быть сухая или мокрая.
Процесс может осуществляться:
Важно! При ручной обработке можно следить за процессом и влиять на результат. Достичь высокого качества и производительности невозможно.
Полуавтомат – это специальное оборудование и квалифицированный специалист. Обработка осуществляется на станках для полировки металла, технологические параметры меняются вручную. При автоматической обработке на серийном производстве участие человека не требуется. Работа осуществляется очень быстро и с высокой точностью. Объем брака минимизирован.
Вручную полируют мелкие детали в домашних условиях. Пасту наносят на тряпку и натирают поверхность круговыми движениями. Для поверхностей больших размеров чаше всего используют шлифовальные машины (болгарки) или дрели, оснащенные насадками различной зернистости.
На диск можно установить различные насадки. Если насадка из войлока или ткани, ее смачивают пастой. Профессиональный инструмент используют в автомастерских, так как он позволяет обработать поверхности достаточно больших размеров. На небольших предприятиях, обрабатывающих металл, используются станки, оснащенные полировочными лентами или войлочными (матерчатыми) кругами.
К механическим способам относится так же абразивная технология полировки металла в вибрационных барабанах, наполненных сухим абразивом или раствором. Вращение и вибрация позволяют быстро снизить шероховатость. Если способ сухой, то раствор заменяется опилками дуба или ясеня, кусочками фетра или замша. Если используется раствор, то кроме полировочных стальных шариков в него можно добавить щелочь (например, раствор хозяйственного мыла), ускоряющую процесс.
Но механическое полирование обладает рядом недостатков:
Важно! Более высокий потенциал у химической полировки, особенно, если речь идет об элементах декоративной отделки помещений из различных сплавов или дорогих металлов.
При использовании этого способа металлические изделия погружаются в растворы определенной температуры. При прохождении химических реакций шероховатости плавятся в течение нескольких минут. Ручного труда почти нет, электроинструмент и приспособления для полировки металла не требуются. Поверхность обрабатывается равномерно, конфигурация детали значения не имеет.
Но есть и недостатки. Зеркальный блеск не достигается (поверхность скорее матовая), раствор нужно часто менять, он достаточно агрессивный (чаще всего это кислота). Работы можно проводить только в спецодежде, помещение должно быть оснащено качественной системой вентиляции.
При электрохимической полировке детали тоже погружаются в раствор, но через него пропускается электрический ток. Так как поверхность неровная, оксидная пленка толще в микровпадинах. Раствор быстрее обрабатывает ровные части поверхности с тонким слоем оксида. По окончании процесса поверхность получается идеально гладкая. Небольшие временные затраты дают возможность повысить производительность.
Недостаток – большой расход электроэнергии. Если поверхность шероховатая, требуется механическая шлифовка. Нужно тщательно следить за качеством и температурой раствора, плотностью тока. Растворы создаются из кислот, поэтому обязательно соблюдение правил техники безопасности. Чтобы сократить расходы, желательно предварительно материал обрабатывается механическими способами.
На крупных предприятиях полирование стараются автоматизировать и роботизировать. Сделать это позволяет использование ультразвука, повышающего производительность в 30 раз и позволяющего не приобретать круги и пасты. Расход электроэнергии ниже, чем при использовании химического или электрохимического способа.
Технология ручной полировки металла требует покупки оборудования (дрели, болгарки) и различных насадок.
Основные средства для полировки металлов механическим способом – различные пасты, содержащие карбид кремния, циркония или титана, алмазную крошку, оксид хрома. Твердые пасты необходимо разбавлять маслом. Затраты получаются большие, так как процесс состоит из нескольких этапов, для каждого из которых требуются различные насадки.
Если используется химический или электрохимический способ, нужны большие емкости и кислоты для приготовления растворов, спецодежда. Используется азотная, соляная, серная, фосфорная кислота, глицерин, бензиловый спирт. Для домашнего хозяйства это достаточно затратные покупки, поэтому химическими препаратами пользуются только на предприятиях.
Все полировочные станки делятся на 2 группы: с кругами и лентами. Ленты и круги состоят из абразивов, при выборе учитываются требования к шероховатости поверхностей после обработки. Оборудование полуавтоматическое или автоматическое. Автоматические станки могут становиться частью линий, используемых в серийном производстве.
Любой станок оснащен станиной (платформой), не меняющей положение во время работы. На платформу монтируется электродвигатель, приводящий в движение вал. Работать можно с точильными абразивами и кругами. Угол заточки регулируется вручную или автоматически. Некоторые конструкции оснащаются емкостью для воды, необходимой для охлаждения.
Доступны станки для обработки сырья (листов стали, алюминия, латуни, профилей) и готовых изделий:
Мощность промышленных моделей 700-950 Вт, подключаются они к сети 220 В. Частота вращений 90-150 оборотов в минуту. Регулировка производится в зависимости от характеристик обрабатываемого материала и формата круга. На первых этапах обработки используются большие круги, маленькие – для доработки. В комплектацию включается кабель и удлинитель. Во время работы могут потребоваться инструменты для измерения углов, стабилизаторы, пасты.
Существует множество вариантов, как отполировать нож до зеркального блеска. Некоторые из них агрессивные, другие - более мягкие и аккуратные. Полировка может проводиться при помощи обычной натуральных камней, влажной и сухой бумаги. Максимально бережно работа осуществляется с помощью специальных паст отечественного и зарубежного производства.
Мастера со всего мира в прошлом не имели специализированного оборудования, однако работу свою выполняли качественно. Но как отполировать нож без специальной техники? После термической обработки мастера пользовались натуральными абразивными материалами (такими как камень или приспособление из металла).
Полировка ручным способом помогает добиться идеально ровной поверхности. Таким способом можно получить правильную форму клинка. Даже используя специальное полировочное и шлифовальное устройство, не всегда можно добиться подобного эффекта. Считается, что ручная полировка - это финальная обработка ножа.
Как отполировать нож в домашних условиях правильно, используя ручной метод? Прежде, чем перейти к ручной обработке, необходимо провести полировку ножа на ленте, зернистость которой не должна быть меньше 320. С помощью наждачной бумаги в первую очередь удаляют царапины. Они могут появиться на поверхности изделия после машинной обработки.
Как отполировать нож до блеска с помощью наждачной бумаги? Первым шагом необходимо провести полировку под углом в 90 градусов. При этом на поверхности ножа могут появиться неровности. Это может произойти из-за скопления зернистости на Иногда неровность невозможно удалить бумагой с небольшой абразивностью. В этом случае нужно снова переходить к более грубому материалу.
Чтобы провести работы максимально качественно и осторожно, необходимо обеспечить качественное освещение, а весь процесс должен осуществляться под увеличительным стеклом. Когда все недостатки устранены, можно снова переходить к стандартной обработке.
В процессе полировки можно применять наждачную бумагу разных типов. Главное, чтобы переход между зернистостью был незначительным. Сначала проводят обработку материалом зернистостью 600, затем ее увеличивают до 800. Можно остановиться, а можно продолжать полировку материалом с показателем 2000.
Как отполировать лезвие ножа с помощью камня? Абразивные материалы данного типа имеют разную зернистость. Самые популярные показатели - 320, 400 и 600. Чтобы качественно выровнять нож, специалисты рекомендуют использовать индийские верстачные камни.
Такое простое приспособление используется и по сей день, хотя впервые его начали применять еще в каменном веке, для удаления лишнего материала с оружия. В то время в ход шли не только камни, но и песок, грунт.
Для полировки применяли только те камни, которые по своей структуре тверже ножа. Некоторые мастера предпочитают квадратную форму, другим же нравится круглая. Самым популярным камнем для полировки является песчаник.
При полировке используют грубые и тонкие камни. Грубый материал имеет зернистость 80, а тонкий - 15. Рассмотреть структуру камня детально можно под микроскопом. Как отполировать нож таким способом? Грубый камень применяется для того, чтобы удалить царапины, которые чаще всего появляются на ноже после напильника. Другой тип камня обычно применяется до термической обработки. Чтобы поверхность камня не забивалась, периодически его нужно смачивать водой.
Чтобы понять, как отполировать нож до зеркального блеска, необходимо обратить внимание на арканзасские камни. Их зернистость может достигать 1000. Данный материал идеально подходит для финишной обработки. Если полировка только начинается, такие камни лучше не использовать, так как работают они медленно. Добиться зеркального блеска можно с помощью японских влажных камней. Кроме этого, в продаже можно встретить не только натуральные, но и достаточно качественные искусственные камни.
Отполировать нож качественно можно и вручную. Движения нужно делать вдоль клинка. Именно эта тактика помогает выполнить работу максимально быстро. Часто для этих целей применяется двухсторонний
Отполировать клинок ножа получается благодаря скорому трению. Такой способ имеет множество недостатков. Поверхность ножа получается несовершенной, на ней можно заметить грубые волнистости и царапины.
Подобные недостатки можно устранить, но для этого все царапины должны иметь одно направление. После грубой обработки необходимо подготовить небольшой кусочек кожи и специальный полировочный состав, с помощью которых и осуществляется финишная обработка.
Полировочные работы проводятся как сухой, так и влажной бумагой. Материал должен быть слегка влажным, чтобы в процессе полировки он не портился и не засаливался. Для определенного типа работ нужно применять только сухую бумагу.
Как отполировать нож в домашних условиях с помощью бумаги? Для этого рекомендуют приобрести целый набор, который обычно состоит из пятидесяти листов. Этот вариант считается самым экономичным. При этом нужно учитывать, что водостойкий материал более прочный, нежели неводостойкий. Для полировки металлических изделий прекрасно подходит бумага, обработанная щебнем карбида кремния.
Чтобы работать с материалом было удобно, необходимо действовать следующим образом:
Предварительно специалисты рекомендуют делать небольшие шаблоны и заготовки. Если мастеру нужно обработать зону вблизи рукояти, небольшие полоски не складывают, а применяют их по всей ширине. Чтобы лента в процессе полировки не рвалась, с тыльной стороны материал оклеивают маскировочной лентой.
Ножи любого типа выглядят потрясающе, когда имеют идеальную зеркальную поверхность. Но как отполировать лезвие ножа в домашних условиях, чтобы оно имело такую превосходную поверхность? Каждый мастер использует свои методы полировки. Какой бы способ не применялся, идеальная поверхность ножа говорит о высоком уровне мастерства.
Часто для достижения идеальной поверхности сначала изделие полируют ручным способом до зернистости 800, а потом применяют специальное шлифовальное колесо. Подобная обработка необходима для того, чтобы удалить все неровности и подготовить нож к финальной зеркальной полировке.
Работать со шлифовальными кругами нужно осторожно. Слишком большая скорость может испортить изделие. Шлифовальный круг в большинстве случаев должен иметь мягкую поверхность. Для некоторых типов работ используют твердую. Опасно работать и с ненапряженными полировочными кругами. У них есть одна неприятная особенность - они часто захватывают клинки и некоторые другие части изделия.
Многие задумываются над тем, как отполировать нож в домашних условиях безопасно. Самое главное условие - не устанавливать станок для полировки непосредственно на рабочий стол. Дело в том, что в процессе работы полировочный круг часто захватывает клинок, который может отскочить и нанести вред мастеру.
Опытные мастера, которые часто занимаются полировкой и шлифовкой ножей, дополнительно устанавливают специальные защиты на полировочные круги. В этом случае остаточный материал в виде полировального состава и пыли будет лететь на пол, а не на мастера.
Данный способ хорошо знаком мастерам, которые занимаются изготовлением ножей. Как отполировать нож пастой ГОИ? Для этого необходимо выбрать подходящий тип полировочного материала, который зависит от разновидности металла. Кроме этого, необходимо помнить о нескольких правилах полировки.
Паста ГОИ применяется уже более ста лет. С ее помощью полируют металлические, пластмассовые, керамические и даже стеклянные изделия. Раньше паста была представлена в зеленом цвете и производилась из оксида хрома. Однако данное вещество было признано ядовитым, и на данный момент пасту изготавливают из оксида алюминия. Паста представлена в красном и белом цвете.
Раньше в продаже имелся всего один вид. Но сейчас у специалистов есть значительно больше выбора. Паста производится с разной абразивностью:
Зеленая паста иногда все-таки встречается в продаже, но найти ее сложно. Раньше такая полироль производилась как в жидком виде, и в виде брусков. По эффективности два вида пасты идентичны. Зеленая имеет одно преимущество - низкая стоимость.
Прежде чем понять, как отполировать нож, необходимо ознакомиться с подготовкой к этому процессу. Нужно помнить, что паста имеет множество частиц, благодаря которым и проводится полировка. Иногда они могут скапливаться и портить изделие. Чтобы этого не произошло, нужно взять небольшое количество вещества и потереть об старый кусок металла. Таким образом можно разбить крупные куски зернистости, иначе поверхность ножа не отполируется, а поцарапается.
Предварительно нужно взять мягкую ткань и слегка смочить ее в бензине. При этом ткань должна быть максимально мягкой. Для этих целей отлично подходит фланель. Часто паста наносится непосредственно на полировочный круг. На само изделие наносить ее нельзя. Нож нужно слегка смазать специальным маслом.
Так как отполировать нож с помощью ГОИ? Когда ткань и паста готовы, можно переходить к основным действиям. Нужно просто натирать изделие данным составом. Не следует сильно давить на поверхность ножа. В противном случае на нем появятся небольшие царапины.
По тем же причинам не рекомендуют делать очень резкие движения. Работу заканчивают, когда поверхность изделия будет идеально гладкой. Во время работы время от времени нужно останавливаться и наносить на нож немного индустриального масла.
Если поверхность ножа имеет множество изъянов, в этом случае понадобится приобрести несколько видов пасты. Сначала обработка проводится пастой № 4, благодаря которой удаляют глубокие царапины. После этого переходят к номеру 3, а затем к пасте № 2 и 1. Последний тип пасты помогает провести финишную шлифовку и добиться зеркальной поверхности.
По окончанию работы нужно ополоснуть нож в проточной воде. Специалисты рекомендуют использовать для этого не воду, а керосин, который можно приобрести в аптеке. Нож обязательно нужно хорошо просушить. Некоторые мастера дополнительно покрывают поверхность ножа цапонлаком. Это вещество помогает предотвратить окисление материала. Последний этап - полировка изделия натуральной кожей.
Если с лезвием все понятно, то как отполировать ручку ножа? В данном случае действовать нужно предельно осторожно. Для этих целей используют наждачную бумагу самой мелкой зернистости. Действовать нужно аккуратно для того, чтобы не повредить рукоятку. Это довольно хрупкий элемент.
Теперь о материале. Какой лучше выбрать для выполнения данной операции? Паста ГОИ станет отличным средством для полировки. Но какой тип именно выбрать для обработки рукоятки ножа? В этом случае нужно использовать пасту под номерами 1 и 2. Чтобы рукоятка была блестящей, ее нужно отполировать небольшим куском кожи.
Если рукоятка выполнена из дерева, необходимо дополнительно выполнить пропитку. Это поможет надолго сохранить ее первозданный вид. Обычно пропитка осуществляется с помощью обычного или специального масла, которое продается в магазине для художников. Кроме этого, можно просто покрыть рукоять защитным лаком.
Итак, мы выяснили, как правильно отполировать нож. Как видите, существует масса способов данной операции. Главное - правильно подготовиться к процедуре и следовать рекомендациям специалистов. Только так можно прийти к нужному результату.
Детали и изделия, подлежащие полированию, не должны иметь царапин и глубоких рисок, так как вывести их полированием чрезвычайно трудно, а иногда практически невозможно. Изделия из цветных и драгоценных металлов, не обладающих, как правило, высокой твердостью, во избежание дефектов от ударов рекомендуется транспортировать в специальной таре с индивидуальными ячейками.
При выборе удельного давления нужно учитывать и свойства обрабатываемого металла. Чем мягче металл, тем легче снять с него слой, но тем труднее достичь однородности поверхности. Полирование твердых металлов по сравнению с мягкими при одних и тех же условиях обработки (одинаковые исходная шероховатость, точность, подлежащий съему припуск: и т. д.) ведут с большими удельными давлениями полировальника на обрабатываемую поверхность.
Полирование абразивной лентой (рис.1) является разновидностью шлифования. Рабочая поверхность ленты, на которую нанесена полировальная паста, характеризуется размерами абразивных зерен пасты и числом их на единице поверхности. Применяется для обработки крупных деталей со сложным профилем.
Полирование кругами осуществляется на полировальных станках с помощью полировальной смеси (пасты) или суспензий, полировальных кругов из войлока или круглых щеток.
Для механического полирования с использованием смесей или суспензий существует большое число разнообразных кругов-шлифовальников. Если изделия простой формы - плоские или квадратные, их можно обрабатывать на универсальном станке с полировальным кругом прямого профиля. Для грубой обработки используют жесткие и твердые круги, для тонкой обработки - мягкие. Твердый круг интенсивно полирует, но быстро засаливается, особенно при обработке мягких цветных и драгоценных металлов и сплавов. Мягкий эластичный круг малоэффективен на предварительных операциях и, кроме того, при сильном прижатии к обрабатываемым деталям деформируется и расплющивается.
Механическое полирование изделий кругом, покрытым смесями или суспензиями, выполняют следующим образом: сначала полируют от середины правую и левую поверхности изделия, а затем в том же порядке поверхность с противоположного конца. Направления полирования следует чередовать - сначала надо полировать наклонно под углом 30, 45 и 60 градусов вправо и влево, а затем в продольном направлении.
Детали и изделия, имеющие форму тел вращения или другой сложный профиль, полируют главным образом наклонно - вправо и влево.
По окончании предварительной полировки изделия подвергают отделочной полировке в продольном направлении (сначала с одного конца, а затем - с другого).
При полировании рабочую поверхность эластичных кругов нужно периодически смазывать полировальной смесью, причем в определенных дозах: при избытке смеси круг будет «салить» изделия, а при недостатке-поверхность металла не приобретает желаемого блеска и полировальный круг быстро износится. При смазывании полировального круга рекомендуется оставлять свободной от полировальной смеси примерно 1/4 часть рабочей поверхности.
Эластичный круг должен вращаться и прижиматься к изделиям с определенным усилием, само же полируемое изделие должно свободно передвигаться по отношению к кругу. Полирование с применением смесей может осуществляться периферией или торцом круга. Полировальный круг имеет только вращательное движение, перемещение изделий производится непосредственно рукой или особым приспособлением.
Для получения полированной поверхности высокого качества необходимо вначале произвести грубую обработку (предварительное полирование), а затем тонкую (окончательное или тонкое полирование). Частота вращения круга на полировальных станках 2000-2800 об/мин. Станки с большой частотой вращения круга применяют в тех случаях, когда требуется высокое качество, обработки. Если необходимо достичь зеркального блеска, то полирование осуществляется при более низких: частотах вращения круга.
Вначале полировку производят грубыми войлочными кругами с небольшим количеством полирующего вещества, а затем переходят на круги из мягкого войлока. Для получения зеркального глянца используют наборные полировальные круги из хлопчатобумажной ткани или мягких кожаных шайб. Заканчивают процесс полированием изделий на кольцевой щетке, содержащей вместо щетины пучки хлопчатобумажных или шерстяных ниток. В этом случае пользуются наиболее тонкими полировальными пастами, которые наносят на поверхность инструмента в очень небольшом количестве.
Для окончательной доводки поверхности ювелирных изделий применяют также щетки из ниток - пуховки .
На качество поверхности существенное влияние оказывает также удельное давление круга (полировальника) на обрабатываемую поверхность. С увеличением удельного давления интенсивность процесса повышается до некоторых пределов, однако его дальнейшее повышение снижает не только качество обработки, но и производительность (преждевременно изнашивается круг, наблюдается заметный нагрев обрабатываемых, изделий). Для повышения качества поверхности изделий полирование необходимо производить с небольшим удельным давлением, в результате на поверхности меньше заметны риски и соответственно больше отражательная способность металла. В табл. 1 приведены режимы механического полирования эластичным кругом, покрытым пастой.
Для полирования вручную используют полировальные палочки и деревянные бруски, на которые наносят полировальные пасты из оксидов хрома или железа. Иногда полирование производят на натянутых нитях, покрытых полировальными пастами.
На ровных металлических плоскостях блеска можно достичь при помощи полировального напильника - бруска, обтянутого мягкой кожей, на которую наносят полировальные пасты.
Для полирования изделий из металлов используют абразивные материалы в виде паст: тонкие порошки абразива, диспергированные в композиции из парафина, стеарина, технического сала, олеиновой кислоты и т. д.
При полировании изделий из сталей различных марок в состав паст и суспензий вводят природные и искусственные абразивные материалы, применяемые при шлифовании; при полировании цветных и драгоценных металлов - пасты, основными компонентами которых являются оксиды хрома или железа. Иногда применяют также технический мел, оксид кальция с добавками оксидов магния и железа или тальк. Состав паст на основе оксида хрома для полирования изделий из драгоценных металлов приведены в табл. 2.
| Компонент пасты | Массовая доля компонента, %, при обработке | ||
| грубой | средней | тонкой | |
| Состав 1 | |||
| Оксид хрома | 81 | 76 | 74 |
| Стеарин | 10 | 10 | 10 |
| Расщепленный жир | 5 | 10 | 10 |
| Керосин | 2 | 2 | 2 |
| Силикагель | 2 | 2 | 1,8 |
| Олеиновая кислота | 2 | ||
| Сода | 0,2 | ||
| Состав 2 | |||
| Оксид хрома | 78 | 72 | 49 |
| Стеарин | 10,7 | 14 | 18 |
| Олеиновая кислота | 1,3 | 25 | |
| Техническое сало | 8 | ||
| Скипидар | 2 | ||
| Петролатум окисленный | 14 | ||
| Парафин | 8 | ||
Абразивы
могут быть естественного и искусственного происхождения. К первым относятся крокус
, мел
, венская известь
, тальк
, диатомит
и трепел
. Крокус
представляет собой молотый природный оксид железа и является одним из основных абразивов, применяемых при полировании драгоценных металлов. Мел
, только размолотый и отмученный, применяют для полирования не только драгоценных металлов, но и меди и ее сплавов. Венская известь
, изготовляемая из прокаленного доломита, представляет собой смесь окислов кальция и магния. Оксиды кальция и магния активно поглощают из воздуха углекислый газ, поэтому хранить венскую известь и пасты на ее основе следует в герметически закрытых сосудах. Тальк
является очень мягким абразивом используется для полирования гальванических покрытий. Диатомит
и трепел
представляют собой мелкозернистую смесь различных видов кремниевого ангидрида, обезвоженную кремниевой кислотой, кристаллического кварца и т. д.
К искусственным абразивным материалам относятся многие оксиды металлов.
Оксид железа (крокус ) готовят окислением металлического железа или прокаливанием гидрооксида железа. В отличие от природного крокуса оксид железа может иметь высокую чистоту и любую степень дисперсности, что позволяет на его основе изготовлять высококачественные полировальные пасты.
Оксид хрома представляет собой тонкий порошок темно-зеленого (иногда почти черного) цвета. На его основе готовят универсальные полировальные пасты, к которым относится, в частности, широко используемая в промышленности паста ГОИ.
Диоксид олова - беловато-серый порошок, чрезвычайно мелкие и равномерные зерна которого обладают невысокой твердостью, что определяет его применение для окончательной доводки (глянцевания) ювелирных изделий.
В качестве искусственных полирующих материалов находят также применение оксиды циркония, цинка, магния, алюминия.
Для приготовления доводочных и полировальных паст используют различные композиции, в которые входят олеиновая к теариновая кислоты, парафин, церезин, техническое и натуральное сало, канифоль, масла костяное и вазелиновое, скипидар и т. д. Связку для паст выбирают в зависимости от ее назначения: она состоит из активных добавок (олеиновой и стеариновой кислот) и жировой основы. Олеиновая и стеариновая кислоты химически активизируют процесс полирования, повышают его производительность. Для этого же добавляют в полировальные пасты для драгоценных металлов поверхностно-активные вещества, а в последнее время и специальные комплексообразующие вещества, в частности сложные органические соединения, содержащие серу. Подобные добавки ускоряют процесс полирования и заметно улучшают шероховатость поверхности.
Пасту на основе оксида хрома готовят следующим образом. В фарфоровой или эмалированной металлической посуде расплавляют 15 ч. (по массе) стеарина и 12 ч. парафина. Когда расплавленные жиры разогреваются, к ним при непрерывном помешивании добавляют 73 ч. предварительно просеянного и высушенного оксида хрома. Смесь тщательно перемешивают и греют до получения достаточно жидкой массы, которую разливают в формы. После остывания пасту вынимают из форм и хранят завернутой в бумагу.
Существуют и другие рецептуры паст на основе оксида хрома. Например, предлагается активная паста, состоящая из 73 ч. оксида хрома, 23 ч. стеариновой кислоты и 4 ч. олеиновой кислоты.
В ювелирной промышленности широко применяют также пасты на основе крокуса (оксида железа). Для изготовления этой пасты в фарфоровой или эмалированной металлической посуде расплавляют 18,5 ч. стеариновой кислоты, 2,0 ч. церезина, 0,5 ч. олеиновой кислоты. В расплав при помешивании вводят 70 ч. крокуса. После тщательного перемешивания в расплавленную массу добавляют 9 ч. парафина, все вновь тщательно перемешивают и разливают в формы. Остывшую пасту вынимают из форм и укладывают в тару.
В настоящее время при доводочных и полировальных работах применяют алмазные пасты , которые обеспечивают высокие параметры шероховатости обрабатываемой поверхности.
Для шлифовально-полировальных работ кроме бормашин с гибким шлангом с цанговым зажимом широко применяют специальные шлифовально-полировальные станки с валом электромотора, удлиненным с обеих сторон для закрепления на нем полировальных инструментов. Такие станки имеют регулятор, позволяющий в значительных пределах изменять частоту вращения полировальных кругов и щеток. В качестве полировальных кругов используют войлочные диски, диски из хлопчатобумажных тканей, шерсти, кожи и т. д. Для механического полирования применяют также щетки, изготовленные из латуни, щетины и других материалов.
Для очистки изделий после полировки в настоящее время все более широко применяют растворители на основе хлорированных углеводородов - трихлорэтилен и перхлорэтилен. Эти вещества негорючи, их способность удалять пасты и жировые загрязнения с изделий значительно выше, чем у бензина и этилового спирта. Изделия загружают в ванны и обрабатывают мягкими волосяными щетками, после чего перегружают в сосуд с горячим нашатырным спиртом, где удаляются остатки паст и жира.
В качестве щелочных моющих средств применяют щелочи (едкий натр, едкое кали), нашатырный спирт, соду и поташ.. В последние годы все чаще пользуются моющими составами на основе поверхностно-активных веществ.
Кроме ручной очистки изделий щетками успешно используют ванны, в которых очистка ведется в поле ульразвука, что значительно повышает качество очистки поверхности и производительность.
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.
Полировка металла может проводиться следующими методами:
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.
Полировка металла при помощи традиционных методов, абразивного и химического воздействия на поверхности, имеет определенное количество ограничений в применении. К ним можно отнести:
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.
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:
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.
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.
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.
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:
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.
