Шлифовка алюминия на шлифовальном станке

Круг шлифовальный для алюминия

Шлифовальный круг для алюминия представляет собой инструмент для обработки, шлифования и зачистки цветных металлов. Алюминий обладает мягкой структурой, поэтому при работе с ним необходимо использовать инструменты с определенными характеристиками твердости. Работа шлифовального круга осуществляется за счет расположенных по его краям абразивных зерен. Они воздействуют на металл, который удаляется в виде мягкой стружки. Сегодня в металлообработке применяется широкий спектр абразивов, поэтому необходимо ответственно подойти к их выбору, чтобы работа была эффективной и качественной.

Материалы изготовления абразивов

Шлифовальный материал должен оставаться острым при взаимодействии с металлом и не затупляться. От этого зависит качество выполняемой работы, длительность эксплуатации круга. При выборе шлифовальных кругов следует обращать внимание на такие характеристики продукта как твердость, сопротивляемость ударам, устойчивость к скалыванию, острота.

Существует несколько распространенных материалов, используемых при изготовлении абразивных кругов. Самым распространенным из них является оксид алюминия – соединение алюминия и кислорода, которое ценится за свою твердость, огнеупорность и антифрикционные свойства. Круги из этого материала активно применяются при обработке стали и ее сплавов, чугунных изделий, кованого железа, бронзы и других цветных металлов. При выборе такого шлифовального круга следует обращать внимание на вид работ, в которых его применение будет максимально эффективным. Каждое изделие маркируется специальным кодом из букв и цифр, которые указывают на вид обработки.

В кругах из циркониевого оксида алюминия используется некоторое количество оксида циркония. Поэтому такой инструмент применяется только при грубой обработке алюминиевых деталей широкого диапазона.

Карбид кремния в большей степени используется при шлифовке мягкого алюминия, серого чугуна, латуни, резиновых и каменных изделий.

Керамический алюминиевый оксид относится к числу новейших достижений в производстве шлифовальных кругов. Производство этого абразивного компонента осуществляется за счет гель-спекания. Это делает возможным его использование для высокоточной шлифовки мелких частиц, труднообрабатываемых металлических компонентов.

Размер шлифовального зерна

При работе с цветными металлами немаловажную роль играет такая характеристика как зернистость. Она обозначает размер единичных частиц, находящихся в круге. Малое количество линейно расположенных по поверхности круга отверстий означает, что такое изделие применяется исключительно для грубой обработки металла. Поэтому в металлообработке инструменты с размером зерна 10, 16 и 24 используется для быстрого съема большого количества алюминия в ситуациях, когда первоочередное значение имеет скорость, а не точность работы. Также мелкозернистые инструменты применяются для обработки закаленной стали и твердых сплавов, заточки инструментов, доведения до идеала профиля деталей, обеспечения шероховатости обрабатываемой поверхности на уровне 0,320—0,080 мкм.

Большеразмерные круги с показателем единичных частиц 70, 100, 180 показывают себя с лучшей стороны при тонкой обработке изделий малого объема, когда от ювелирных действий абразивного круга зависит итоговое качество изготавливаемого изделия – удаление заусениц, зачистка сварочных швов, обдирочные и предварительные операции с металлами, работа на станках с большой мощностью.

Форма шлифовального круга

Хоть шлифовальный круг, судя по названию, имеет форму окружности, но расположение шлифовальной поверхности, наличие на ней выемок и углублений, определяет вид работ, в которых инструмент покажет максимальную эффективность.

В изделиях с прямым кругом шлифовальная поверхность находится на его окраинной части. Также на кругах прямой формы могут находиться выемки, предназначенные для крепления фланца. Шлифовальные круги с боковым расположением поверхности для шлифовки служат для обработки алюминиевых материалов в труднодоступных местах либо применяются для заточки зубцов режущих инструментов.

В некоторых ситуациях возникает необходимость в смонтированных кругах – устройствах специальной формы (конусообразной, пробкообразной), смонтированных на оправке из стали. Область их применения – внутреннее прецизионное шлифование.

Вид связки

Связкой называют материал, за счет которого обеспечивается единство абразивных зерен, что напрямую влияет на режущую эффективность. Также связка должна быть износоустойчивой. Существует три популярных вида связок – стекловидная, резиновая и смолянистая.

При производстве стекловидных связок используют смесь глин, которые обрабатываются в печи при большой температуре. В итоге получается стеклянный сплав, который после охлаждения формирует крепкую связь, обеспечивающую целостность зерен во время шлифовки. Шлифовальные круги на такой основе характеризуются устойчивостью при взаимодействии с водой, кислотами и маслами, а также устойчивы к перепадам температур. Их отличает жесткость, прочность и пористость. Несмотря на свою твердость, стекловидные связки хрупки, поэтому постепенно разрушаются при чрезмерном давлении.

Смолянистые связки производятся из органических веществ, среди которых синтетическая смола. Такие круги подходят для выполнения манипуляций, связанных с быстрым удалением большого количества алюминия, хотя в тонкой работе их применение также целесообразно. Универсальность делает круги на смолянистых связках отличным решением для литейных мастерских.

Круги на резиновой основе предназначены для гладкой высокоточной шлифовки. Поэтому их используют для окончательной обработки мелких изделий, удаления заусениц.

Итоги

При выборе подходящего для определенного вида деятельности круга следует принимать во внимание множество факторов, среди которых не только характеристики самого шлифовального круга – материал, твердость, тип связки, зернистость, форма, но и тип обрабатываемого металла. Алюминий является мягким цветным металлом, поэтому при работе с ним лучше использовать круги с мягкой связкой, которые не повредят изделие.

Выбирайте устройства, учитывая количество материала, которое необходимо снять. Использование грубого зерна позволяет проникать глубоко и быстро удалять большие объемы металла. Мелкозернистые круги помогут шлифовать и вытачивать подшипники.

Необходимо обращать внимание на скорость работы круга в минуту и не превышать ее, так как превышение приведет быстрому износу связки. Некоторые шлифовальные круги производятся специально для работы в жестких условиях.

Консультация с экспертами, концентрация внимания на каждой из основных характеристик шлифовального круга позволит выбрать изделие, подходящее для решения конкретных задач – это может быть универсальный инструмент либо специализированное устройство для бытового или производственного применения.

Полировка алюминия

Полировка алюминия – не самая частая задача. Часто алюминий красят или не обрабатывают вовсе, потому что он используется в технических изделиях.

Но те, кто сталкивался с его полировкой знают, что это довольно капризный материал, который сложно полировать.

Как и в полировке любого другого материала, самое сложное – это полировка плоскостей – здесь видно все дефекты и недостатки обработки (круглая поверхность прощает многие огрехи).

Мы решили подробно описать технологию, которая позволит Вам отполировать большие плоскости из алюминия.

Первичный вид заготовки.

Перед нами уже обработанный профиль из алюминия, шириной 100 мм. Когда-то на нем были сварочные швы, и они были удалены с помощью круга Cibo RAF.

Теперь поверхность нужно выровнять (сделать совершенно плоской) и привести к одинаковой шероховатости, удалить все крупные дефекты и царапины.

Шлифовка крупных дефектов, выравнивание плоскости.

На первом шаге мы должны снять большой объем металла, для этого нам нужна производительная угловая шлифовальная машина.

Для выравнивания плоскости удобно использовать мягкую опорную тарелку арт. 50099 (она отлично “держит” плоскость) и самые экономичные круги на липучке с оксидом алюминия от компании Deerfos Р120.

Теперь наша поверхность ровная и имеет одинаковую шероховатость.

Далее мы должны уменьшить риски на поверхности профиля, чтобы нам было легче дальше обрабатывать деталь.

Для этого мы используем тот же инструмент и круги на липучке Deerfos P220.

Понижение шероховатости поверхности кругами на липучке Р220.

Теперь мы можем переходить к более деликатной обработке поверхности с помощью орбитальной шлифовальной машины.

Понижение шероховатости с помощью ОШМ

Обработка плоских поверхностей с помощью ОШМ имеет неоспоримые преимущества перед традиционной шлифовкой с помощью УШМ:

• Соблюдение геометрии поверхности, без искажений плоскости.
• Абсолютная равномерность обработки.
• Легкий контроль за обработкой, благодаря умеренной агрессивности.

Понижение шероховатости поверхности с помощью ОШМ Bosch и кругов Р220.

Так как такой способ обработки менее агрессивен, то мы начнем с той же зернистости, на которой закончили предыдущий этап – Р220.

Затем мы будем понижать шероховатость поверхности с помощью ОШМ и используя круги на липучке Deerfos:

Такое чередование шагов позволит нам довольно быстро и легко сделать поверхностью абсолютно равномерной и хорошо подготовить ее к полировке.

Вы можете использовать меньшее количество шагов, но тогда вы будете тратить больше времени на каждый их них и будет труднее контролировать качество шлифовки.

Изделие после шлифовки кругами Р800.

Теперь наше изделие подготовлено к последнему, самому ответственному этапу.

Полировка.

Чтобы получить максимально качественную поверхность, мы будем проводить полировку в два этапа: предварительная и финишная.

Предварительная полировка алюминия.

Такое сочетание войлока и пасты позволяет удалить все риски от предварительной шлифовки поверхности и подготовить ее к финишному полированию.

Финишная полировка будет выполняться тем же инструментом и самыми мягкими полировальными фланелевыми кругами, собранными на специальном переходнике (или используйте готовый набор).

Одна из лучших паст для финишного полирования любых металлов – Полировальная паста 3M Marine 09019.

Финишная полировка алюминия фланелевыми кругами (2500 об/мин)

Сочетание фланелевых кругов с финишной пастой удаляет с поверхности мельчайшие дефекты от предварительной полировки, делает ее равномерной и придает максимальный глянец.

Вот что у нас получается в итоге.

Подробное видео полировки алюминия:

Шлифование металла – секреты правильной шлифовки

В умелых руках шлифование металла превращается в целое искусство. Может показаться, что этот вид обработки совершенно не сложный – бери да шлифуй. Но это мнение пропадает у каждого, кто знакомится с огромным количеством различных инструментов и абразивов для обработки металла.

1 Абразивы и шлифование – что нужно знать?

Сам термин “шлифование”, по мнению некоторых знатоков истории, пришел в русский язык из польского. По сути же данный вид обработки является ничем иным, как резанием, только срезается материал абразивными кругами. Последние представляют из себя пористые тела, структура которых состоит из огромной массы мелких минеральных образований – зерен. Между собой зерна соединены так называемой связкой. При взаимодействии с поверхностью металла абразивный круг острыми гранями отдельных зерен снимает тонкий слой и за счет равномерного воздействия оставляет после себя гладкую и ровную поверхность.

Следует учитывать особенности шлифования и закономерности. Первая особенность – высокая скорость снятия стружки. При стандартной обработке шлифкругами скорость вращения круга достигает почти 2000 метров за минуту, при скоростной – все 3000 метров. При токарной обработке скорость ниже раз в 30. Зерна взаимодействуют с поверхностью со скоростью 0,0001 секунды или даже 0,00005!

На поверхности шлифовального круга множество зерен, которые размещены беспорядочно и имеют разную форму режущей кромки. Именно поэтому при взаимодействии стружка получается такой измельченной. На работу шлифовального станка уходит в пять раз больше электроэнергии, чем при работе фрезеровочного агрегата и в 10 раз больше, чем при обработке детали на токарном станке.

Важно помнить, что из-за произвольной формы зерен, их большого количества и сильного размельчения стружки в месте взаимодействия поверхности и шлифовочного круга возникает много тепловой энергии. Деталь может существенно нагреваться, например, шлифование металла сопровождает нагревом до 1000 °С в местах контакта. При такой температуре свойства металла могут существенно измениться, например, сталь может стать более хрупкой. Поэтому важно предусмотреть возможности охлаждения металла и самого круга, а также правильно рассчитать припуск на шлифование.

Во время взаимодействия с деталью часть зерен и стружки измельчается и попадает между оставшимися зернами, а другая часть притупляется и для работы необходимо все больше и больше мощности станка. Когда усилие превосходит прочность абразивного материала или связки, которая удерживает материал в целостности, зерно частично или полностью выкрашивается.

2 Режимы шлифования – как не прогадать со скоростью?

На выбор режима влияют несколько факторов: шероховатость поверхности после обработки, заданная точность, характеристики шлифовального круга (количество зерен, связка, глубина врезания) и мощность главного привода шлифмашины.

При обработке периферией шлифкруга учитывают следующие показатели режима резания: скорость круга, глубина резания, скорость перемещения самой детали, возможности поперечной подачи. Скорость круга – параметр, который зависит только от возможностей станка и диаметра самого круга, измеряется в метрах в секунду. При обработке скорость круга остается стабильной. Как правило, на станок устанавливают круг максимально возможного диаметра, допустимого для агрегата, а также задают наибольшее число оборотов шпинделя.

Малая прочность и жесткость станка или отдельных деталей приводит к ограничениям скорости, поскольку при высоких скоростях возникают сильные вибрации, вместе с этим уменьшается точность, увеличивается износ расходных материалов, падает производительность.

Черновую обработку выгодно выполнять на максимальной глубине резания, допускаемых параметрами зерна круга, детали и агрегата. При этом важно сохранить глубину резания не больше пяти сотых поперечного размера зерна. То есть с кругом зернистостью 100 она должна быть менее 0, 05 мм. Если превысить рекомендуемую глубину резания для такого круга, то его поры быстро заполнятся отходами и круг придет в негодность.

При работе с нежесткими деталями и материалами, а также при появлении прижогов следует уменьшать глубину шлифования. Если же речь идет об отделочной обработке (так называемое “тонкое шлифование”), выбираются небольшие значения глубины – в этом случае существенно повышается точность и класс обработки. Чем тверже и прочнее материалы, тем меньше задают глубину при их обработке, поскольку с увеличением этого параметра увеличивается и затрачиваемая мощность.

При продольной подаче для установления оптимального режима шлифования отталкиваются от долей ширины круга. Черновая обработка предполагает за один оборот детали контакт с 0,4–0,85 ширины круга. Больше, чем 0,9 при продольной подаче не используют, поскольку на поверхности в таком случае остается спиральная полоса непрошлифованного материала.

3 Методы шлифования – шлифование металла в подробностях

Методы шлифования во многом зависят от степени сложности поверхностей. К простым поверхностям относят внутреннюю и наружную плоскость цилиндрической формы, сложные поверхности могут иметь винтовую и эвольвентную форму. Для обработки этих форм чаще всего применяются такие виды шлифования, как плоское, круглое внутреннее и круглое наружное. Если углубится в детали, то круглое наружное шлифование имеет подвиды:

• Шлифование с продольной подачей – заключается в комбинации вращения абразива, вращения обрабатываемой поверхности (детали) вокруг своей оси, а также возвратно-поступательного прямолинейного движения детали (либо абразива) вдоль оси обрабатываемой детали. В конце каждого двойного хода детали происходит подача на глубину шлифования.

• Шлифование врезанием отличается от предыдущего варианта тем, что в работе применяется шлифкруг, высота которого равна длине шлифования или даже больше ее, так что необходимость в подаче на глубину отпадает. Поперечная же подача выполняется постоянно, до завершения обработки шлифованием.
• При бесцентровом шлифовании деталь закрепляется на опорном стержне между рабочим и подающим кругами. Для обработки осуществляется вращение кругов, а также круговая и продольная подача самой детали. Подающий круг задает детали вращение и продольную подачу. Шлифование валов – вот известный пример бесцентровой обработки.
• Круглое внутреннее шлифование также имеет несколько разновидностей: шлифование с продольной подачей, бесцентровое шлифование врезанием, бесцентровое с продольной подачей, и шлифование врезанием. Внутренняя круглая обработка с подачей продольно ничем не отличается от круглой наружной, как и шлифование врезанием. Бесцентровая внутренняя обработка также осуществляется за счет опорных роликов.
• Плоское шлифование – вид обработки, осуществляемый как периферией шлифкруга, так и его торцом. Для плоской обработки необходима комбинация следующих движений: движения резания, подача детали, поперечная подача детали на глубину шлифования и прямолинейное движение детали. Плоскошлифовальные станки оснащены столами, которые способны совершать вращательное или возвратно-поступательное движения, соответственно подача детали приобретает прямолинейный или вращательный характер.

Полировка алюминия своими руками: способы, средства, приспособления

Алюминий является довольно мягким металлом. Любое изделие из него со временем теряет свой первоначальный вид, на поверхности появляются потертости, окислы, изделие тускнеет. Если вы хотите придать старой вещи новый вид, то следует отполировать алюминий. Для этого можно использовать один из следующих способов:

• электрополирование;
• химическое полирование;
• декоративное травление.

Способы полировки алюминия: химический метод

Данная технология является экологичной, простой и довольно быстрой. Её можно реализовать, имея кислотоустойчивую сталь, которая ляжет в основу полировальной ванны. Если объемы работ сравнительно небольшие, можно использовать тигли из фарфора. В емкость наливается раствор кислот:

Изделия опускаются в горячий раствор, температура которого должна изменяться в пределах от 90 до 120 °С, конечное значение будет зависеть от сорта алюминия. Подвергать воздействию состава алюминий необходимо в течение 30 секунд или минуты, повторить действие следует около 6 раз. В промежутках детали промываются, при этом их нужно постоянно встряхивать.

Полировка алюминия химическим способом будет более качественной, если использовать вращающийся с некоторой скоростью барабан. После завершения таких манипуляций на поверхности останется пленка контактной меди. Ее следует снять, промыв изделия под проточной водой с низкой температурой. Делать это необходимо в уловителе. На следующем этапе изделия обрабатываются 30-процентной азотной кислотой.

Дополнительные рекомендации по работам

Полировка алюминия может осуществляться с помощью растворов щелочей:

• тринатрийфосфата;
• натриевой селитры;
• каустической соды;
• нитрата натрия.

Их температура должна оказаться выше по сравнению с кислотным методом, предел составляет 120-140 °С. Выдерживать изделия необходимо примерно 5-20 секунд. Когда используется такая методика, потери алюминия будут равны примерно 8 мкм от общей толщины слоя.

Использование электрополировки

Полировка алюминия может осуществляться и другим способом. При этом удается получить сверкающую и гладкую поверхность, а очистка характеризуется высоким качеством. Электролиты для таких работ в большинстве случаев обладают серной и ортофосфорной кислотой, остальные составляющие будут зависеть от материала.

Электролиты позволяют добиться блеска после завершения работ. Для процесса температура должна быть более низкой, чем в вышеописанном случае, температурный предел будет равен от 60 до 90 °С.

Полировку нужно осуществлять в течение 5 минут, тогда как плотность тока может быть равна 10-50 А/дм². Процесс проведения полировки предполагает применение катодов из свинца, однако существуют и другие сплавы, которые предусматривают использование нержавейки. Полировка требует использования дюралевых подвесок, а также электролитных ванн с полиэтиленовой, свинцовой или обработкой фторопластом. Нужно подготовить щелочные электролиты, они обойдутся дешевле.

На параметры процесса будет влиять состав электролита, температурный предел может изменяться от 40 до 95 °С, что касается выдержки, то она длится от 3 до 6 минут, тогда как плотность тока на аноде составляет предел от 3-20 А/дм². Выбирая катоды, следует предпочесть никелированные.

Особенности декоративного травления

Полировка алюминия может осуществляться декоративным способом. Эта методика выступает в качестве подвида электрополирования. Сплавы алюминия вытравливаются анодами по режиму в фосфорно-хромовом электролите. На поверхности изделий образуется кристаллический рисунок, который имеет вид розеток или изморози. На анодную штангу развешивают все детали, а после можно приступать к обработке. Осуществляться манипуляции должны при напряжении в 25-30 В. К концу напряжение поднимется до 35-40 В, анодная плотность тока будет равна пределу 8-12 А/дм², тогда как температура будет изменяться от 50 до 80 °С.

Примерно через 20 минут проявится рисунок. Если напряжение начнет подниматься произвольно, то можно считать процесс завершённым. После окончания манипуляций изделия промываются, хорошо просушиваются, над ними осуществляется анодное оксидирование. Алюминий после этого окрашивается органической краской.

Зеркальный блеск алюминия можно получить и другим методом анодного травления, которое называется искритом. Для этого изделия перед и после процесса подвергаются термической обработке по специальной схеме. Можно использовать анодное травление «снежок», которое позволяет создать матово-искристую поверхность.

Какой способ лучше использовать в домашних условиях

Паста для полировки является одним из самых часто используемых в домашних условиях средств для полировки алюминия. Это обусловлено тем, что химические составы отличаются ядовитостью, они опасны для здоровья человека. Для полировки можно применить:

• наждачную бумагу;
• жесткие щетки;
• лак;
• ветошь;
• чистящие средства по типу спирта.

При выборе наждачной бумаги важно не переборщить с зернистостью, ведь в противном случае придется выводить царапины. Для повышения износоустойчивости и придания блеска лучше использовать лак.

Особенности электрохимической полировки

Электрохимическая полировка алюминия предусматривает осуществление работ методом параллельного химического и электрического воздействий. По технологии такого способа деталь выступает в роли анодного электрода, к ней подсоединяют плюсовой источник подачи тока. Заготовка с подведенным к ней током должна погружаться в резервуар, который наполняется электролитом. В роли второго электрода выступают медные катоды.

Использование полировальной машинки

Машинка для полировки является очень удобным средством для придания алюминию первоначального блеска. Для этого можно использовать полировальный круг на 1000, который смачивается водой. Губкой или тряпкой следует нанести воду на обрабатываемый участок. Далее включается машинка для полировки на 1400 оборотов за минуту. При подобной скорости брызги будут разлетаться на 1 м вокруг.

Поверхность алюминия станет греться, жидкость будет испаряться. Вы должны быть готовы к тому, что круг будет забиваться алюминиевой «кашей». Поэтому каждую минуту машинку следует останавливать, чтобы промыть абразивный круг мокрой губкой под струей воды. Для этого некоторые умельцы используют обычную брызгалку.

«Кашу» следует убирать еще и с детали. Зеркальный блеск получится, если вы дополнительно будете использовать еще и войлок. Этот этап является одним из самых важных. Именно от него будет зависеть 80% конечного результата. Войлок должен выступать на 10 мм за основу, круг следует увлажнить, полив его брызгалкой. Деталь смачивается влажной губкой. Паста для полировки используется грубая, ее нанесение следует осуществлять на деталь, а не на круг.

Заключение

Полировка алюминия своими руками может осуществляться разными средствами, однако одной из самых эффективных является паста. Она не содержит аммиачных добавок и способна аккуратно очистить деталь от шероховатостей и царапин. С помощью данного состава можно добиться первоначального блеска. Защитный слой будет исключать появление окислений в течение долгого периода.