Алюминиевые сплавы широко используются в бытовой электронике, автомобильных деталях, медицинских приборах, аэрокосмической промышленности и других областях благодаря своему малому весу, высокой прочности и простоте обработки. Однако поверхность алюминиевых сплавов после литья под давлением или механической обработки часто имеет такие проблемы, как остатки разделительного агента, слой окисления и микроскопические неровности, что напрямую влияет на качество внешнего вида изделия и эффект последующей обработки (например, анодное окисление, гальваническое покрытие, напыление).

Полировка - это не только косметическая процедура, придающая поверхности зеркальный блеск, но и ключевой предварительный процесс для функциональной обработки поверхности. Удаление поверхностных дефектных слоев с помощью полировки позволяет значительно повысить коррозионную и износостойкость алюминиевых сплавов и обеспечить однородную адгезионную основу для последующих покрытий. В зависимости от формы заготовки, требований к точности и объема производства процесс полировки в основном делится на три основные категории: механическая полировка, химическая полировка и электролитическая полировка. В этой статье будет проведен глубокий анализ деталей, распространенных дефектов и решений каждого процесса, чтобы помочь вам полностью освоить основные знания о полировке алюминиевых сплавов.

1: Три основных детали процесса полировки алюминиевого сплава

1. Механическая полировка: базовый, но очень важный процесс

Механическая полировка - наиболее традиционный и широко используемый метод полировки, при котором шероховатость поверхности постепенно уменьшается путем резки и галтовки поверхности заготовки с помощью высокоскоростного вращающегося полировального круга с абразивами (полировальной пастой/воском).

Процессы:

• Грубое шлифование: Используйте жесткий сизалевый круг с крупнозернистым полировочным воском, чтобы удалить заусенцы, линии раздела и грубые следы от токарного инструмента.
• Тонкое измельчение: Замените мягкий матерчатый круг на полировальный воск средней и мелкой зернистости, чтобы улучшить текстуру поверхности для подготовки к тонкой полировке.
• Полировка: Для придания блеска используйте мягкий хлопковый или шерстяной круг с тонким полировочным воском.
• Бросать яркий свет: Легкое давление на высокой скорости без абразива, с использованием термопластичности для расплавления и обтекания поверхности с образованием зеркальной поверхности.

Выбор оборудования и расходных материалов:

• Сизалевый круг: используется для грубой шлифовки, сильная режущая сила; матерчатый круг: используется для средней и тонкой полировки, хорошая эластичность, может прилегать к поверхности.
• Принципы выбора полировального воска (полировального мыла): в зависимости от материала заготовки и стадии полировки выбирается воск из оксида алюминия, оксида хрома или оксида железа, цвет обычно указывает на размер частиц (например, белый воск для грубой полировки, зеленый воск для тонкой полировки, красный воск для полировки без света).

Технические трудности:
Алюминиевый сплав - более мягкий материал с низкой температурой плавления, и механическая полировка подвержена двум основным проблемам:

• Глубокие царапины: Крупные частицы от предыдущего процесса, которые не были тщательно удалены, могут попасть в следующий процесс и вызвать глубокие царапины, которые трудно устранить. Необходимо строго соблюдать принцип “чистого перехода” и очищать заготовку при смене полировального круга.
• Термическая деформация и риск возгорания: Алюминиевый сплав содержит магний (особенно в сплавах 5-й и 7-й серий), высокая температура, возникающая при высокоскоростной шлифовке, приводит к окислению и возгоранию магниевого порошка, а в серьезных случаях - к пожару. Решения включают: использование полировального круга с хорошей эластичностью для уменьшения нагрева от трения; контроль давления и скорости для предотвращения локального перегрева; лучше всего использоватьВлажная полировка(с использованием полировочного раствора) или оснащен системой охлаждения, удаляющей пыль.

Тенденции автоматизации:
В настоящее время механическая полировка с ЧПУ и роботизированная полировка постепенно вытесняют ручную полировку. Новый типГибкий полировальный круг(например, полировка подушек безопасности, полировка ремней) обеспечивает лучшее прилегание к сложным поверхностям и имеет встроенные каналы охлаждения, что значительно снижает риск возникновения вибраций и царапин.

2. Химическая полировка: первый выбор для заготовок сложной формы

Химическая полировка - это метод выравнивания и осветления заготовок путем погружения их в специальный химический раствор, который подходит для пакетной обработки заготовок сложной формы, труднодоступных для механического воздействия (например, точное литье под давлением, внутренние полости).

Краткое описание принципа:
При селективном растворении кислот (или оснований) на поверхности алюминиевых сплавов микроскопические неровности растворяются преимущественно за счет высокой химической активности, а впадины растворяются медленнее, постепенно выравнивая поверхность.

Классическая тройная кислотная система:
В промышленности обычно используется фосфорная кислота (H?PO?), серная кислота (H?SO?), азотная кислота (HNO?) смешанный раствор, в котором фосфорная кислота играет главную роль в растворении азотной кислоты для подавления питтинга и получения яркого эффекта. Типичное соотношение фосфорная кислота:серная кислота:азотная кислота=70:20:10 (v/v), температура 90-115°C, время от десятков секунд до нескольких минут.

Контроль состояния процесса:

• Температура: Ниже 90 ° C реакция идет медленно, плохой эффект выравнивания; выше 115 ° C реакция идет бурно, легко вызвать чрезмерную коррозию, а разложение азотной кислоты ускоряется, необходимо своевременно дополнять.
• Время: Его необходимо точно контролировать в соответствии с составом сплава и исходным состоянием поверхности, и если он будет слишком долгим, возникнет точечная коррозия.
• Размешивание: Легкое перемешивание или колебание заготовки предотвращает локальный перегрев и захват газа (газовые ловушки имеют тенденцию образовывать пятна).

Распространенная проблема: как образуются “следы потеков” или “полосы зебры”?
Это самый распространенный дефект после химической полировки, проявляющийся в виде белых или темных разводов на поверхности заготовки, серьезно влияющих на выход продукции.

• Причина: После извлечения заготовки из высокотемпературного полировальника и переноса ее в емкость для промывки водой жидкая пленка, прилипшая к поверхности, продолжает реагировать, а вода испаряется, что приводит к отложению на поверхности солей, таких как сульфат алюминия. Эти отложения трудно очистить после высыхания, и они образуют следы потеков.
• Решение:
  1. Сокращение времени передачи данных: Время от выхода из резервуара до входа в мойку контролируется на уровне менее 3 секунд.
  2. Добавьте ингибитор коррозии/запотевания: Добавление специальных добавок в полировальный раствор может препятствовать быстрому разложению азотной кислоты и одновременно увеличивать допустимое время пребывания жидкой пленки.
  3. Оптимизация соотношения жидкостей в резервуаре: Соответствующее увеличение доли фосфорной кислоты и уменьшение доли серной кислоты может уменьшить тенденцию к образованию сульфата алюминия.

3. Электролитическая полировка: гарантия зеркальных эффектов высокого класса

Электролитическая полировка (также известная как электрохимическая полировка) - это процесс выравнивания и осветления поверхности путем использования заготовки в качестве анода, подачи на нее напряжения в специальном электролите и использования анодного растворения для преимущественного растворения микроскопических неровностей поверхности. Это идеальное средство для получения ненапряженных, сверхгладких поверхностей, которое широко используется в таких областях, как медицинские приборы, оптические компоненты и пресс-формы.

Принцип:
В процессе электролиза на поверхности заготовки образуется вязкая пленка высокого сопротивления (состоящая из продуктов растворения и электролита). На микроскопических неровностях пленка тонкая, плотность тока высокая и быстро растворяется, на впадинах пленка толстая, плотность тока низкая и растворяется медленно, таким образом достигается селективное выравнивание.

Сравнение эффектов:
Электролитическая полировка имеет следующие преимущества перед механической полировкой:

• Отсутствие механических царапин и деформационного слоя, высокая чистота поверхности, отражающая способность до зеркального уровня.
• Остаточные напряжения не возникают, что позволяет использовать ее для деталей с высокими требованиями к усталостному ресурсу.
• Может работать с тонкостенной, тонкой проволокой и другими легко деформируемыми заготовками.

2: Полировка распространенных дефектов и контроль качества

Потоки“ или ”пятна“ на поверхности после полировки?

Глубокий анализ причин:
В дополнение к вопросу о времени переноса, стабильность ванны имеет решающее значение. При длительном использовании химического полировального раствора ионы алюминия будут продолжать накапливаться (обычно контролируется на уровне 15-35 г/л), превышение допустимого диапазона приведет к снижению яркости полировки и появлению следов потеков. Кроме того, если заготовка имеет глухие отверстия и глубокие канавки, выведенный раствор трудно быстро смыть, и он также сильнее всего страдает от следов потеков.

Решение:

• Регулярно проверяйте и корректируйте состав жидкости в баке, доливайте новую кислоту или частично заменяйте старую жидкость.
• Для сложных заготовок после химической полировки можно добавить ультразвуковую очистку, чтобы обеспечить тщательное вытеснение раствора из глухих отверстий.
• Используйте специальные химические полировальные добавки, которые повышают скорость выравнивания и увеличивают устойчивость к образованию потеков.

Безопасность при полировке: как избежать пожара?

Причина: При механической полировке алюминиевых сплавов (особенно сплавов серий 5 и 6, содержащих магний) образуется высокотемпературная микроскопическая стружка, которая имеет чрезвычайно высокую удельную поверхность и при контакте с воздухом является легко воспламеняемой. Если в пылепроводе скапливается большое количество алюминиевой и магниевой пыли, то при попадании искры она вызывает дефлаграцию.

Ответ:

• Мокрый полировщик используется для удаления тепла и пыли с помощью струи воды.
• Сухая полировка должна быть оснащена высокоэффективной взрывобезопасной системой пылеудаления, а трубопроводы должны регулярно очищаться.
• Скорость вращения полировального круга не должна быть слишком высокой, а давление должно быть равномерным, чтобы избежать локального перегрева.
• На рабочей площадке строго запрещен открытый огонь, предусмотрены средства пожаротушения (огнетушители класса D, для возгорания металла).

Меры предосторожности при полировке перед анодированием

Многие заготовки из алюминиевых сплавов нуждаются в анодировании после полировки для получения цветной или защитной оксидной пленки. При этом качество полировки напрямую влияет на эффект оксидирования:

• Если механическая полировка оставляет глубокие царапины, они будут более заметны после оксидирования.
• Если не смыть остатки солей, оставшихся после химической полировки, на оксидной пленке появятся белые пятна, мелки или цветовые различия.
• Если температура полировки слишком высока, что приводит к изменениям в кристаллической фазе поверхности материала, после оксидирования может появиться апельсиновая корка или неравномерное отражение.

Поэтому рекомендуется добавлять после полировкиУдаление золы/обработка светом(например, замачивание в разбавленном растворе азотной кислоты), тщательно удалите поверхностные остатки, а затем перейдите к процессу анодного оксидирования.

Свяжитесь с нами】Профессиональные решения по литью и полировке алюминиевых сплавов

Узнав много нового о механической и химической полировке, вы ищете партнера, способного точно контролировать детали этих процессов? Качественная полировка - это не только осветление поверхности, но и обеспечение безупречного выполнения последующих процессов, таких как анодирование. Как специализированный производитель в этой отраслиЗавод литья под давлением Нинбо ХексиньМы обладаем богатым опытом в области литья под давлением алюминиевых сплавов и обработки поверхности. Мы понимаем все этапы - от литья под давлением до полировки и обработки поверхности - и можем предложить индивидуальные решения по полировке с учетом характеристик вашей продукции, эффективно избегая таких распространенных проблем, как следы потеков и цветовые различия, и обеспечивая превосходную текстуру поверхности и конкурентоспособность вашей продукции на рынке.

3: Руководство по выбору процессов полировки

Выбор процесса в соответствии с требованиями к продукту

Тип требования	Рекомендуемые процессы	режущая кромка	ограничения
Стремясь к высокой эффективности, низкой стоимости и большому объему	химическая полировка	Сложные формы обрабатываются с высокой эффективностью	Давление окружающей среды, немного меньше яркости, чем при электролитической полировке
В поисках максимального зеркального эффекта	Механическая полировка + электролитическая полировка	Ненапряженные поверхности с очень высокой отражательной способностью	Высокая стоимость, не подходит для крупных деталей
Автоматизированное массовое производство	Автоматическая механическая полировка (с охлаждением)	Хорошая консистенция, без риска появления царапин	Большие инвестиции в оборудование, необходимость решения проблемы рассеивания тепла

Различия в полировке различных алюминиевых сплавов

• Чистый алюминий (серия 1) и низколегированный алюминий (серии 3, 5): Химическая полировка является наиболее эффективной и позволяет добиться высокой яркости.
• Кремнийсодержащие алюминиевые сплавы (литой алюминий, например, 4-й серии, ADC12 и т.д.): Поскольку кремний нерастворим в кислотах, после полировки поверхность может быть серой, и обычно требуется механическая полировка для удаления богатой кремнием фазы из поверхностного слоя, или использование специального химического полировочного раствора (содержащего фтор).
• Алюминиевые сплавы с высоким содержанием магния (5083 и др.)При высоком содержании магния механическая полировка требует особой бдительности в отношении риска возгорания; химическая полировка склонна к образованию неравномерной оксидной пленки, поэтому необходимо регулировать соотношение раствора кислоты.

FAQ (часто задаваемые вопросы)

В: Полировка алюминия и чистка щеткой - это один и тот же процесс?

Ответ: Нет.полировкаЭто необходимо для получения гладкой, зеркальной поверхности и уменьшения шероховатости; иволочение проволокиДля того чтобы сформировать определенный рисунок на поверхности (например, прямые зерна, беспорядочные зерна), представляющий собой сатиновую текстуру, две погони за визуальным эффектом совершенно разные, принцип обработки также отличается (браширование с помощью абразивных лент / щеточных роликов направленного шлифования).

Вопрос: Как появляются “следы потеков” на поверхности после химической полировки?

Ответ: Обычно это связано с тем, что деталь вынимается из полировального раствора и попадает в резервуар для промывки водой.Чрезмерное время передачи данныхРезультат. Жидкая пленка, прилипшая к поверхности, продолжает реагировать, вода испаряется, что приводит к осаждению сульфата алюминия на поверхности с образованием разводов. Сокращение времени перекачки, оптимизация рецептуры бака и использование присадок - вот основные меры профилактики.

В: Можно ли анодировать алюминиевые сплавы непосредственно после полировки?

Ответ: Да, но при этом необходимо убедиться, что поверхность чистая и не содержит слоев термического искажения. После полировки заготовку необходимо тщательно очистить, чтобы удалить остатки полировочного раствора или воска, и при необходимости вытравить щелочью или промыть кислотой. Если температура полировки не контролируется должным образом, что приводит к изменениям в кристаллической фазе, после анодирования могут возникнуть цветовые различия.

В: Почему мой алюминиевый сплав чернеет или загорается при механической полировке?

Ответ: Основная причина этого заключается в том, чтоЛокальные высокие температурыМагний в алюминиевых сплавах находится в виде порошка и легко вступает в реакцию с воздухом. Магниевый элемент в алюминиевых сплавах очень легко реагирует с воздухом в виде порошка при высоких температурах. Рекомендуется уменьшить давление шлифования, увеличить скорость или использовать специализированные полировальные круги с большей теплоотдачей, а также обеспечить эффективную работу системы пылеудаления.

Вопрос: В каких отраслях промышленности используется полировка алюминиевых сплавов?

Ответ: Области применения очень разнообразны и включают: бытовую электронику (корпуса мобильных телефонов, корпуса ноутбуков), автомобильные детали (накладки, ступицы колес), медицинские приборы (хирургические инструменты, требующие легкой очистки), бытовую технику (холодильники, внешние детали стиральных машин), сантехнику, отражатели для ламп и некоторые оптические компоненты в аэрокосмической промышленности.

вынести вердикт

Полировка алюминия - это технологически сложный процесс обработки поверхности, от которого зависит как первое впечатление от продукта (эстетический вид), так и последующее покрытие и потребительские свойства. Каждый метод - от традиционной механической полировки до высокоэффективной химической и элитной электролитической - имеет свои уникальные преимущества и применимые сценарии. При возникновении таких распространенных проблем, как потеки, разница в цвете, возгорание и т. д., только благодаря глубокому пониманию механизма процесса и строгому контролю параметров мы можем стабильно получить идеальный зеркальный эффект.

Если вы испытываете трудности с качеством полировки изделий из алюминиевых сплавов или нуждаетесь в профессиональной поддержке в области полировки после литья под давлением и предварительной обработки анодного окисления, пожалуйста, обращайтесь к нам. Завод литья под давлением Нинбо Хексинь Благодаря нашему обширному опыту мы предоставим вам комплексные решения от литья под давлением до обработки поверхности, чтобы помочь вашей продукции выделиться на рынке.