Виды шлифовки металлов

Шлифовка металла – финишная обработка материала. Главной целью операции является придание поверхности заготовки конкретных характеристик, устранение шероховатостей и неровностей. В некоторых случаях требуется доведение заготовки до зеркального состояния. Процесс может осуществляться несколькими методами с использованием разных инструментов или оборудования. 

В каких случаях требуется шлифование металла

При производстве трубного, листового и сортового проката поверхность имеет шероховатости, обусловленные технологическим процессом. На изделии может оставаться оксидная пленка и термическая деформация. Для удаления дефектов применяется дополнительная обработка с помощью абразивных материалов. Этот процесс называется шлифовкой, которая делится на несколько этапов:

• Грубое выравнивание. Убираются крупные неровности и заусенцы.
• Среднее выравнивание. Поверхность доводится до матового однородного состояния без крупных рисок. 
• Финишное шлифование. Изделие доводится до требуемой степени гладкости. 

Промышленность выпускает ряд станков, настроенных на проведение шлифовки разных поверхностей из металлов и сплавов. Ровные плоские листы, цилиндрические заготовки, внутренние ниши и отверстия требуют разных технологических подходов и специфичного оборудования. 

Все приемы можно разделить на два основных вида:

• Контактный. На движущийся инструмент наносится или постоянно подается абразивный материал. За счет трения удаляются неровности. 
• Бесконтактный. Создается поток быстродвижущихся абразивных элементов, которые за счет кинетической энергии устраняют дефекты. На таком принципе работает пескоструйный аппарат. 

Режимы обработки и характеристики абразива выбираются в зависимости от обрабатываемого материала и заданных свойств поверхности. Рассмотрим особенности видов шлифовки разных типов металлических поверхностей. 

Контактная шлифовка плоских изделий

Когда нужна: 
При металлообработке листов, плит из разных металлов и сплавов.

Как проходит: 
Рабочий вращающийся инструмент последовательно проходит поверхность заготовки. При необходимости производится смена абразива для доведения верхнего слоя до нужного качества. Такая технология применяется для металлообработки самых разнообразных сплавов. В каждом конкретном случае подбирается зернистость и твердость абразива, скорость движения инструмента и режимы охлаждения. 

Контактная шлифовка круглых и конических изделий

Когда нужна: 
Таким способом шлифуются нержавеющие, титановые и алюминиевые трубы. Метод широко распространен для обработки внешних поверхностей круглых деталей.

Как проходит:
Деталь зажимается в держатель и вращается. Шлифовальный инструмент проходит всю длину заготовки. Равномерность обработки достигается за счет плавной подачи обрабатывающей головки с заданной скоростью. 

Шлифовка длинномерных профилей

Когда нужна: 
Таким способом шлифуются профильные трубы, уголки, тавры и швеллеры. 

Как проходит:
Станок имеет автоматическую подачу и жестко установленные рабочие элементы. За счет плавной подачи профиля происходит равномерная обработка материала. Процесс может осуществляться контактным методом, где удаление неровностей происходит за счет взаимодействия с вращающимися полировальными валами. Или за счет бомбардировки поверхности быстро движущимися в потоке абразивными частицами.  

Шлифовка изделий со сложной геометрией

Когда нужна: 
Таким способом обрабатываются детали с отверстиями в недоступных местах и с бракованными неровностями в направлении выталкивания.

Как проходит: 
Формируется поток абразивных элементов. В эту среду помещается заготовка. За счет кинетической энергии движущихся частиц производится удаление шероховатостей и заусенец. Среда может быть сухой или жидкостной. Так как частицы не прикреплены к рабочей поверхности, происходит сглаживание внутренних полостей. 

Шлифовка ручным инструментом 

В быту и мелкосерийном производстве доводка металлических изделий осуществляется при помощи электроинструментов. 

Шлифовка металла болгаркой

Углошлифовальная машина применяется как для раскроя материала, так и для удаления шероховатостей после процесса обработки. В продаже имеются сменные диски с разной степенью зернистости абразива: для первичной обработки – 40-80, для нивелирования – 100-120, для завершающей шлифовки – 180-240. Для финишной доводки материала до зеркального состояния применяются мягкие войлочные круги и специальные пасты. 

Высокая скорость вращения диска может привести к экстремальному нагреву заготовки. На металле могут возникнуть цвета побежалости. Поэтому целесообразно использование инструмента с изменяющимися оборотами. В среднем, рекомендуется использовать скорость от 4000 до 8000 об/мин. 

Шлифовка металла дрелью

Инструмент необходим, когда нужно отполировать сложные места деталей, например, ниши и отверстия. В патрон зажимается насадка, соразмерная обрабатываемой детали. Добавляется абразивный состав. За счет вращения производится доводка всех труднодоступных мест. 

Шлифовка металла шуруповертом

Инструмент необходим в случае, когда требуется ювелирная обработка. Низкая, регулируемая скорость вращения позволяет производить действия с особой осторожностью. 

Особенности обработки поверхностей по разным металлам и сплавам

Металлы отличаются друг от друга прочностью, вязкостью и температурой плавления. Поэтому приемы шлифовки имеют свои нюансы.

Шлифовка алюминия

Металл мягкий и имеет очень твердую оксидную пленку. Это осложняет процесс придания поверхности заданной ровности. При работе используются невысокие скорости движения рабочего инструмента. Зернистость абразива выбирается в пределах 100, 160, 240 мкм.

В зависимости от целей используются круги на основе стекла, смолы и резины. Благодаря своей пластичности, алюминиевая пыль склонна «забивать» поверхность инструмента. Это приводит к резкому снижению эффективности обработки и повышенному нагреву зоны воздействия. Требуется очистка инструмента с целью восстановления его свойств. Алюминиевый прокат подвергается такому технологическому процессу, если его необходимо использовать в декоративных целях. 

Шлифовка меди и ее сплавов

Свойства металла позволяют достигнуть зеркального уровня обработки. Для этого используются абразивные материалы и пасты с разным уровнем зернистости. Большой проблемой при обработке является то, что со временем поверхность покрывается оксидной пленкой и приобретает зеленоватый цвет. Чтобы цвет остался первоначальным, необходимо покрыть изделие бесцветным лаком.

Для устранения шероховатостей на меди применяют химический и электрохимический методы. Специальным составом из разных кислот производится травление поверхностей. Мелкие заусенцы и выступы быстрее растворяются, и получается более ровная поверхность медного проката.

Шлифовка бронзового и латунного проката

Эти материалы часто применяются в декоративных целях. Металлы легко шлифуются и долго сохраняют первоначальный внешний вид. Так как сплавов большое количество и каждый имеет свои особенности, то и методы обработки могут отличаться. Например, шлифовка вязкого латунного проката и твердого бронзового проката требуют разных подходов. 

Полировка изделий из латуни проводится на ленточном или барабанном станке за 6-7 этапов с применением абразива от 320 до 1500 зерна. Поэтапно снимается верхний слой металла, на котором могут быть трещины и неровности. Операция трудоемкая, от рабочего требуется высокая квалификация. 

Шлифовка изделий из бронзы производится на станках, где в виде абразива присутствуют лепестковые шлифовальные круги зернистостью до Р320. Процесс медленный, скорость вращающегося вала не более 800 об/мин. Тем самым обеспечивается однородность поверхности. 

Шлифовка нержавеющей стали

Финишная обработка нержавейки не отличается от приемов работы с черным металлом. Особенностью шлифовки изделий из нержавеющей стали является недопустимость перегрева поверхности, так как от этого сильно меняется цвет. Это происходит из-за того, что при высоких температурах поверхность окисляется. Этого можно избежать, если применять щадящие темпы шлифовки или принудительное охлаждение. Для шлифовки на УШМ оптимальный диапазон вращения — от 2 000 до 7 000 об/мин. Полировка производится фетровым кругом с полировальной пастой типа ГОИ или окисью хрома.

Шлифовка титанового проката

Доводка поверхности титанового листа до зеркального состояния необходима в редких случаях. Титановый прокат поставляется в нешлифованном виде. 

Процесс шлифования отличается высоким износом шлифовальных кругов, большой температурой от трения и налипанием титана на абразивную поверхность..

При механическом шлифовании используются круги из карбида кремния, алмаза и эльбора. Для титановых сплавов подходят круги с зернистостью 160 мкм. 

Каждый материал имеет свои особенности. Поэтому требуется подборка режимов и инструментов для шлифовки. Обработку металла необходимо сделать правильно, так как от качества изделий зависит внешний вид, соответствие стандарта, прочность и надежность конструкций, созданных из шлифованных деталей. Операцию лучше доверить компаниям, где работают профессионалы и используется современное автоматизированное оборудование.