Процессы полировки: виды, преимущества, применение и отличия от шлифования

С развитием машиностроения процессы полировки становятся все более утонченными: механическая, химическая, электролитическая, ультразвуковая, гидравлическая, магнитно-абразивная, электроэрозионно-ультразвуковая комбинированная полировка и др. Качество поверхности — критичный фактор срока службы и производительности любого компонента. Ранние технологии обеспечивали точность в микрон/субмикрон диапазоне, шероховатость в нанометровом, практически без дефектов на оптических, механических и электронных деталях.

Распространены механическая, химическая и электрохимическая полировка. Разные отрасли имеют разные требования к полировке металлов разных материалов.

Что такое процесс полировки?

Полировка — использование механических, химических или электрохимических эффектов для снижения шероховатости поверхности заготовки до получения яркой и гладкой поверхности. Применяются полировальные инструменты и абразивные зерна или другие полировальные среды для модификации поверхности металлических деталей.

Полированные ЧПУ-детали имеют гладкую поверхность с хорошим отражением. После полировки толщина детали уменьшается, поверхность легко царапается. Поэтому её нужно чистить мягкой фланелевой, замшей, велюровой тканью и специальными средствами.

Виды процессов полировки

Механическая полировка

Метод, основанный на резании и пластической деформации поверхности материала для получения гладкой поверхности за счет удаления микровыступов. Используют шлифовальные стержни, войлочные круги, наждачную бумагу, преимущественно ручной труд. Для специальных деталей (тела вращения) — вспомогательные приспособления (вращающиеся столы). Для сверхвысоких требований к качеству — ультраточная полировка: специальный абразивный инструмент вращается с высокой скоростью на поверхности в полировальной жидкости с абразивами. Достигает шероховатости 0,008 мкм — лучший результат среди методов.

Преимущества механической полировки

• Высокий глянец
• Повышение чистоты поверхности
• Снижение адгезии продукта
• Лучшая чистота поверхности
• Выше эстетическая привлекательность

Недостатки механической полировки

• Высокая трудоемкость
• Процесс может быть вреден (пыль, шум)
• Не подходит для сложных деталей
• Глянец нестабилен и недолговечен
• Может быть подвержена коррозии
• Механическая прочность поверхности снижается

Химическая полировка

В химической полировке микровыступы на поверхности материала предпочтительно растворяются в химической среде по сравнению с впадинами, давая гладкую поверхность. В процессе влияние раствора и гальванческой пары на металлическую поверхность приводит к образованию пассивного слоя. Прямой результат — сглаживание микшероховатости и параллельное растворение верхнего слоя.

Метод позволяет полировать детали сложной формы, одновременно несколько деталей, высокая эффективность. Шероховатость при химической полировке обычно Ra 10 мкм.

Преимущества химической полировки

• Полировка деталей сложной формы
• Высокая эффективность
• Одновременная полировка множества деталей
• Низкие инвестиции в оборудование
• Хорошая коррозионная стойкость

Недостатки химической полировки

• Неровный глянец
• Трудности с нагревом
• Легкое выделение газов
• Возможное выделение вредных газов
• Сложно регенерировать и регулировать полировальный раствор

Электролитическая полировка

Также называется электрохимической полировкой или анодной полировкой. Принцип аналогичен химической: микровыступы растворяются раствором для получения гладкой поверхности. Но по сравнению с химической, влияние катодной реакции исключается, эффект полировки лучше. Электролитическая полировка удаляет материал с металлических деталей, снижает шероховатость и улучшает чистоту за счет выравнивания микропиков и впадин.

Преимущества электролитической полировки

• Долговечный глянец
• Один цвет внутри и снаружи
• Широкий спектр материалов
• Низкая стоимость и короткий цикл
• Низкое загрязнение
• Высокая коррозионная стойкость, не деформирует металлическую поверхность

Недостатки электролитической полировки

• Высокие инвестиции в оборудование
• Сложный предварительный процесс полировки
• Низкая универсальность электролита
• Сложные детали требуют приспособлений и вспомогательных электродов
• Массовое производство требует охлаждения

Какая главная цель процесса полировки?

Полировка создает блестящие и гладкие поверхности на индивидуально изготавливаемых деталях. Улучшает внешний вид, предотвращает коррозию (удаление оксидов), повышает чистоту и снижает адгезию деталей. Полированная поверхность дает значительные отражательные свойства чистого материала. Всё это для соответствия ожиданиям клиента.

Отличия механической шлифовки (buffing) и механической полировки

Механическая шлифовка и полировка: обе улучшают чистоту поверхности, но различаются в обработке металлов.

Шлифовка (buffing) — процесс резания поверхности металлических деталей вращением специального абразивного круга (или ленты). Удаляет заусенцы, ржавчину, царапины, сварочные швы, швы, оксидную шкалу и др. макродефекты, улучшая равномерность деталей.

Полировка — обработка поверхности деталей полировальным кругом на полировальном станке с полировальной пастой. Цель — дальнейшее снижение шероховатости и получение яркого внешнего вида. Полировка обычно на плоской поверхности без значимого абразивного износа основы.