金屬加工:打磨、研磨和抛光

  


金屬加工:打磨、研磨和抛光

 
一般在准备喷涂、 焊接或其它操作前,都需要预先对金属机械表面进行清理例如研磨、 抛光, 以清除表面可能覆盖的油漆、 铁锈或氧化层,或电镀的其他金属,以及覆盖有铸砂、有机物或生物材料。
 
一般机械清理可能用到喷砂、丝轮打磨、 砂纸或砂带打磨、 砂輪或转筒磨打磨。为捕集这些颗粒大及重的粉尘,吸捕风速通常非常高,同时收集罩应放置在扬尘点的正前方。捕获之后,最低管速需保持至少18 m/s (3500 fpm),甚至20-25.5 m/s (4000 – 5000 fpm)。 在实际應用中,通常希望使用一个吸风罩来含盖最大的操作范围,但如处理的材料含有毒性的话,就可能需要一个全部密封的罩子,而操作员也需要带上呼吸器,再配合使用局部抽风。
 
 
1、打磨
打磨是以坚硬的物质将金属表面去除。一般磨轮和磨石是以坚硬磨性物料粘压而成。 常用的物料如氧化铝和碳化硅都可粘压在纤维板、纸张或布上作手工打磨。 就如钻石粉粒也可用作磨料。
 
典型應用
砂纸打磨、滚筒打磨、皮带打磨、 磨床、卧式双轴盘磨床、 垂直主轴盘磨床、 杰克磨床、 便携式研磨机、 小径向磨床、 表面磨床,摆动磨床、打磨凳,打磨桌。
 
進料
  • 工件的表面材料,包括多種鐵和非鐵金屬,如鋁、鑄鐵、鋼、钛以及非金屬,例如閘瓦、複合材料和橡膠。

  • 砂輪的构造及磨料。砂輪的结构是在磨轮的表面平均粘上磨粒,按磨粒种类及需要而预留一定的间隙。 此预留的间隙有利于把切屑从车轮的面排掉。而当砂輪的接触面积大、金属材质较软、或需要快速打磨,则需要更阔的间隙。相反来说,细小的晶粒适合于打磨精细的表面、较小的接触面或较硬的金属材质。  

  • 砂輪粘结是指将磨粒粘在一起的物料。它的使用量,就是决定磨轮的“硬度”或“柔软性”的关键。磨粒的粘结层越坚实, 磨轮就可处理更硬的物料。 砂輪粘结剂可大致分为六种基本类型:

  • 透明結合劑:75%的砂輪属于这种类型。这轮子间隙阔,易于切削,并且不受水、酸、油、热或冷影响。

  • 矽酸鹽:这轮子的磨粒相对温和, 加工时产生的热量相对比较少,最适合磨削工具边缘。

  • 蟲膠:這輪子適合于高光潔度的加工,如凸輪軸和鋼軋輥。它們也可用于磨削刀具和用于薄切的輪子。但不適合用于重型研磨。

  • 橡膠:这轮子常用于无心磨床上,用于高光洁度、光滑、毛刺小的加工,如球轴承座圈、不锈钢珠、高光洁度的车轮等。一般轮子的厚度不超过0.8 mm (1/32 英寸)。

  • 樹脂:这轮子常用于铸造、焊接车间和备料车间的快速粗磨使用。其转速可高达 9500 转,而去除率也会比正常高。

  • 鎂砂(氯氧鎂):這輪子適合用于某些類型的磨盤、磨片的加工。

 
粉塵特性
在研磨加工的粉尘包含了涂层材料、金属微粒、砂輪磨料和车轮粘结剂等。粉尘带有磨损性、凝聚性,并且可能是易燃和带爆炸性的。

備注
不論是哪種研磨機或加工類型,都需要適用的吸風罩,並盡可能接近到操作點。不要混合黑色及有色金屬在同一個除塵系統。請參考NFPA的相關指引。
 
2、研磨和抛光
抛光的目的是使粗糙的表面变光滑。但可能每一个部分有不同光洁度的要求,而要分别加工。抛光研磨可分成三类: 砂光处理、初步抛光和带出物料光泽的最终抛光。
 
  • 砂光處理:生産緞面、磨砂或高度抛光的金屬表面。砂光處理首先抛光工件表面,然後使它的外觀更柔和及帶磨砂的暗啞。其中包含了研磨、混合膠或油脂的化合物。

  • 初步抛光:去除之前的加工過程留下的痕迹,使表面更加平滑。工件以中度至強度的壓力向著研磨輪子的方向移動。

  • 最終抛光:精細調整表面,並帶出最大的光澤。工件以輕度至中度的壓力向著研磨輪子的方向移動。

 
抛光:並非一個精密的加工。它只是用于去除金屬表面細物,令表面光亮。而摩擦會産生高溫,可以軟化工件的表面。抛光通常分幾個階段,再進行抛光研磨。
 
典型應用
手工打磨和抛光、抛光車床、背立托輥抛光機、直線自動抛光、圓弧自動抛光和金屬抛光帶。
 
進料
  • 抛光研磨輪是由棉布、白纺布、牛仔布、彩色杂布、麻布、麻绳等布料制成的。他们可能是扣布輪、风轮式或袋形布輪设计, 一般运行转速为5000-6000转。一般分有安全和不安全的操作区, 在周围工作时,应格外小心。以下为几种抛光类型的简介:

  • 扣布輪有數層一排縫圍繞中心孔的材料。這些輪子是最經常使用于電鍍前的最後抛光操作上。因爲抛光輪子是松散的,使棉布更容易陷入較難接觸的地方。最理想的抛光輪子是100%純棉。

  • 布輪类的布料部分都以新月形式缝在轮子上。通常用于抛光有色金属,也可以用来作为着色轮子。 轮子较为坚硬,使用时可施加压力。也常用于切割金属上。

  • 斜紋麻輪是在娇妻俱乐部内最经常使用的。布料切成45°,绕在一个鼓形接环。这些轮子结合灵活性和切削能力。中间的间距形成自然通风,并且可以很容易地定制以配合各种尺寸的部件。

  • 褶皺式麻輪有圓盤的材料折疊成袋形,可以裝載抛光複合物。安裝在一個方向上進行切割或進行著色。

  • 麻輪类是最具磨损性的抛光及切削用的轮子,最常在铁类金属應用中使用。抛光操作中产生的热量会使麻輪软化,并变得更灵活。

  • 麻繩輪类都是柔软而有弹性的, 可避免留下抛光輪子的痕迹,特别适合用在塑料、贵重金属加工或着色。 可以有多达100层的布輪,有软、中、硬不同的密度选择。

  • 抛光劑在抛光过程中是不可缺少的,并缩短了抛光的时间。抛光劑由幼细的研磨材料组成,如氧化铝、金刚砂、碳化硅、金刚石、碳化硼或锆等,加上油脂、油或各种类型的蜡粘合在一起,称为“硅藻土类”的化合物。

  • 鉻紅用于抛光鉻和不鏽鋼。這抛光用的紅丹是由輕度的油和油脂及氧化鋁磨料組成。

  • 珠寶用紅丹。紅色的紅丹可以帶出金、銀、純銀、鉑、銅等的色澤。白色的紅丹可以對鉻、不鏽鋼、鋼、銅、鋁等産生一個燦爛的光潔表面。綠色的紅丹可用于所有類型的金屬的精細抛光上。

  • 液体抛光劑通常使用在大量娇妻俱乐部的自动机器上。液体抛光劑经泵压由喷枪喷在應用点。一般为油溶液或水乳液,在室温下仍然处于液态。相同的研磨粉也有用在喷雾式抛光劑,但其中的介质是不同的。

  • 抛光輪是由细布、帆布、羊毛或皮革制成。最常见的是以棉布粘合而成,抛光速度为5000-7500 转。 抛光輪可灵活地用在不规则表面上的抛光。 

 
粉塵特性
此應用产生的粉尘为长纤维纵梁状、 混有蜡油或油的聚结性棉或纤维,以及磨削性粉。 磨削粉在加工时从磨轮脱落。粉尘或许是易燃或爆炸性,应该谨慎处理这些粉尘。

備注
捕捉、 输送和存放粉尘颗粒都是过滤治理中最简单的部分,袋式除尘器或濾筒式除塵器都适合使用。 不论是哪一种浙江除塵器都面对同样的问题,就是搭桥。 纤维性粉尘可能会驻留在滤芯之间、 截面或任何开口上、 法兰和法兰之间形成搭桥。 而粉尘的疏松性,会从顶到底堵塞除尘器。同样,螺旋输送机及卸灰阀也会堵塞。 因此设备维护保养就非常关键,必须定时清理灰桶、抽屉、 集尘箱等。