Полировка черного металла: оборудование и химикаты, пропорции

Детали из черного металла

Черными металлами называют сталь различных марок, чугун и ферросплавы. Полировка черного металла является окончательным этапом производства и проводится с целью придать поверхностям максимально малую шероховатость. Это процесс, требующий расчета времени, давления на поверхность, вида абразива и ткани. Во время полирования устраняются все дефекты и неровности, поверхности приобретают товарный вид.

Описание процесса

Суть процесса – снятие верхнего слоя определенной толщины.

Важно! Полирование можно проводить только после шлифования материалами различной шероховатости.

В результате поверхность должна стать гладкой на ощупь. На вид она скорее матовая из-за микротрещин. Цель полирования – удалить их при помощи абразивных веществ, чтобы поверхность блестела.

Существует множество способов полирования:

  • механический (ручной и машинный);
  • химический;
  • электрохимический;
  • ультразвуковой.

Важно! Иногда используются 2-3 метода одновременно, например, механический и химический для твердых сплавов. Порядок полировки металла и окончательный эффект не должны зависеть от способа обработки.

к содержанию ↑

Требуемое оборудование и химикаты

Механическое полирование может быть сухое и мокрое. Для сухого процесса используется ручной труд или шлифовальные машины (бормашины, точила). Абразивными материалами служат тряпки для полировки металла:

  • тканые – для твердых сплавов;
  • нетканые – для очень твердых сплавов;
  • с ворсом – для конечной супер-полировки в течение минимального периода времени.

Эластичный круг для полировки

к содержанию ↑

Эластичный круг для полировки

В промышленности используются так же абразивные ленты, щетки и эластичные круги, оснащенные тканью или кожей. Работая вручную, пользуются деревянными брусками и палочками, на которых нанесена полировочная паста, содержащая оксид железа или хрома.

Мокрая механическая полировка проводится при помощи струи воды с абразивом или помещением в барабан или виброконтейнер.

В качестве абразивного вещества может быть использован:

  • оксид хрома (чаще всего в составе пасты);
  • карбид титана (для разных марок стали);
  • карбид циркония (для нержавеющей стали);
  • алмаз (для очень твердых сплавов);
  • корунд;
  • сурик.

Для охлаждения, ускорения процесса разрушения верхнего слоя обрабатываемого материала, удержания зерен используются вспомогательные материалы:

  • Масла, стеарин или церезин в пастах;
  • Вода или керосин (при мокрой обработке).

При использовании химического метода изделие из черного металла погружается в раствор химиката или покрывается пастой, растворяющей верхний слой. Паста выбирается, исходя их твердости и требуемого уровня обработки:

  • Грубая – удаляет следы шлифовки;
  • средняя – удаляет штрихи, видные глазу;
  • тонкая – придает зеркальный блеск;
  • алмазная – для очень твердых сплавов.

Полирование в растворе химиката

При использовании электрохимического метода на металл воздействует электролит (минеральная соль или кислота), в который помещен медный анод. Для повышения эффективности методы могут совмещаться.

Например, последовательно проводится:

  • обработка шкуркой;
  • шлифование щеткой;
  • полировка в электролите;
  • травление в кислоте.

Самым современным методом можно считать полирование ультразвуком. Этот способ применяют на предприятиях средних размеров, занимающихся производством деталей из твердых сплавов.

к содержанию ↑

Пропорции создания

На тряпку для полировки металла чаще всего наносится паста. В большинстве паст 60% абразива, 40% связывающего вещества и 2% добавки, активирующей процесс.

Паста для полировки для нанесения на тряпки и насадки

При химической обработке используются различные составы:

  • 2/3 соляной кислоты, 1/3 серной кислоты и краситель;
  • 30 частей фосфорной кислоты, по 5 частей соляной и азотной кислоты, по 0,5 частей двунатриевой соли уксусной кислоты и сульфосалициловой кислоты, 1 часть глицерина, 0,1 часть бензилового спирта;
  • 20-30% ортофосфорной кислоты, 4% соляной и 4-5% азотной кислоты, 1,5% метилоранжа, все остальное – вода.

Первый раствор нагревается до 70оС, для обработки достаточно трех минут. Температура второй смеси – 80оС, время обработки – 3 минуты. Третий раствор греется до 25оС, деталь в нем держится 5-10 минут.

Растворы для электрохимической полировки:

  • 730 г фосфорной и 700 г серной кислоты, 4-6 г триэтаноламина, 1 г катапина;
  • ортофосфорная и серная кислота в соотношении 65% на 15%, 12% глицерина, 5% ангидрида хромового, вода.

Температура первого раствора 60-80оС, плотность тока – 20-50 А/дм2. Температура второго раствора 45-70оС, плотность тока — 7 А/дм2. Для обработки достаточно 10-и минут.

к содержанию ↑

Область применения

Мокрая механическая полировка более эффективна, чем сухая, но требует больших временных и финансовых затрат. Сухие способы используются для обработки элементов интерьера и фасадов, мокрые – в кораблестроении, машиностроении, производстве узлов для химической, фармацевтической и пищевой промышленности.

Машинная механическая обработка используется для крупных деталей, имеющих сложный профиль. Круги применяются для полирования тел вращения. На предприятиях устанавливаются станки с регуляторами, позволяющими менять частоты вращения.

Химическая полировка позволяет получить детали, покрытые блестящей пленкой, которая сохраняется на протяжении всего срока эксплуатации. Электрохимической обработке подвергаются точные инструменты и детали для них, фары, рефлекторы и другие мелкие детали, которые невозможно обработать механически.

к содержанию ↑

Преимущества и недостатки

Механическая, химическая полирование не подходит для больших предприятий, так как процесс невозможно автоматизировать. Станки стоят дорого, зеркальную поверхность получить сложно. Но есть и преимущества. Использование химикатов дает возможность обработать материал за несколько минут, ручного труда немного. Качество поверхности не зависит от конфигурации детали. Но необходимо учесть, что большинство растворов токсичны и недолговечны.

Электрохимическая полировка более эффективна, в результате получается поверхность с гальваническим покрытием, более прочным, чем основной материал. К недостаткам можно отнести большие затраты электроэнергии, зависимость результата от качества состава и его температуры.

Установка для электромеханической полировки

Самый эффективный и экологически безопасный способ полирования – ультразвуковой. Не нужны токсичные растворы, процесс совершенно бесшумный, подходит для особо твердых сплавов, для которых другие методы неэффективны. Это значительно упрощает технологический процесс.

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *