¿Alguna vez se ha preguntado cómo se consigue el acabado brillante del acero inoxidable? Este artículo se adentra en el meticuloso proceso del pulido mecánico, explicando las técnicas, herramientas y mejores prácticas. Desde el pulido basto con herramientas rotativas hasta el pulido fino con pasta de diamante, aprenderá los pasos y precauciones esenciales para garantizar un acabado impecable. Descubra el impacto de los distintos materiales y métodos, y cómo contribuyen al producto pulido final. Obtenga información para mejorar sus habilidades de pulido y lograr resultados de calidad profesional.
Mediante inspección visual, el brillo de la superficie de una pieza pulida se divide en 5 niveles:
Nivel 1: La superficie tiene una película de óxido blanco, sin brillo.
Nivel 2: Ligeramente brillante, no se ve claramente el contorno.
Nivel 3: Buena luminosidad, se distingue el contorno.
Nivel 4: La superficie es brillante, puede verse claramente el contorno (equivalente a la calidad superficial del pulido electroquímico).
Nivel 5: Brillo de espejo.
El lijado con papel de lija o bandas de lijado durante la operación entra esencialmente en la categoría de pulido y corte, dejando líneas muy finas en el chapa de acero superficie.
Se han encontrado problemas al utilizar óxido de aluminio como abrasivo, en parte debido a problemas de presión.
Los componentes de lijado del equipo, como las bandas de lijado y las muelas abrasivas, no deben utilizarse antes en otros materiales que no sean de acero inoxidable, ya que ello contaminaría la superficie de acero inoxidable.
Para garantizar la consistencia del tratamiento de la superficie, las muelas o bandas de lija nuevas deben probarse primero en materiales de desecho de la misma composición para compararlas con artículos similares.
Para lograr resultados de pulido de alta calidad, es fundamental disponer de piedras de afilar, papel de lija, pasta de amolar diamantada y otras herramientas y accesorios de pulido de alta calidad.
La elección del procedimiento de pulido depende del estado de la superficie tras el tratamiento previo, como el tratamiento mecánico, el mecanizado por descarga eléctrica, el esmerilado, etc.
El proceso general de pulido mecánico es el siguiente:
(1) Pulido basto:
Tras el fresado, la descarga eléctrica, el esmerilado y otros procesos, puede elegirse una pulidora de superficies rotativa o una amoladora ultrasónica con una velocidad de 35.000 - 40.000 rpm para el pulido. Los métodos habituales incluyen el uso de una muela WA # 400 de Φ 3 mm de diámetro para eliminar la capa blanca de descarga eléctrica. A continuación se realiza el afilado manual con piedras de afilar en forma de barra con queroseno como lubricante o refrigerante. El orden general de uso es #180 ~ #240 ~ #320 ~ #400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000. Muchos fabricantes de moldes optan por empezar por #400 para ahorrar tiempo.
(2) Pulido semifino:
En el pulido semifino se utiliza principalmente papel de lija y queroseno. Los números de papel de lija en orden son: #400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000 ~ #1200 ~ #1500.
En realidad, la lija #1500 sólo es adecuada para acero de molde endurecido (por encima de 52HRC) y no para acero preendurecido, ya que podría provocar quemaduras superficiales en las piezas de acero preendurecido.
(3) Pulido fino:
Para el pulido fino se utiliza principalmente pasta de esmerilado de diamante. Si para el pulido se utilizan muelas de tela de pulido mezcladas con polvo o pasta de pulido de diamante, el orden de pulido habitual es de 9 μm (#1800) ~ 6 μm (#3000) ~3 μm (#8000).
La pasta de esmerilado de diamante de 9 μm y la rueda de tela de pulido pueden utilizarse para eliminar las marcas de esmerilado en forma de pelo dejadas por las lijas #1200 y #1500. A continuación, el fieltro y la pasta de esmerilado de diamante se utilizan para pulir, en el orden de 1 μm (#14000) ~ 1/2 μm (#60000) ~1/4 μm (#100000).
Los procesos de pulido que requieren una precisión de 1 μm o superior (incluido 1 μm) pueden llevarse a cabo en una sala de pulido limpia del taller de procesamiento de moldes.
Para un pulido más preciso, es necesario un espacio absolutamente limpio. El polvo, el humo, la caspa y la saliva podrían arruinar la superficie pulida de alta precisión obtenida tras horas de trabajo.
Al utilizar papel de lija para pulir, deben tenerse en cuenta los siguientes puntos:
(1) El pulido con papel de lija requiere el uso de palos de madera blanda o bambú. Cuando se pulen superficies cilíndricas o esféricas, los palos de madera blanda se adaptan mejor a la curvatura de la superficie. La madera más dura, como la de cerezo, es más adecuada para pulir superficies planas.
Los extremos de los palos deben recortarse para que se ajusten a la forma de la pieza de acero, a fin de evitar arañazos profundos causados por los ángulos afilados del palo.
(2) Al cambiar de papel de lija, la dirección de pulido debe modificarse entre 45° y 90°. Esto permite identificar las sombras de rayas dejadas por el papel de lija anterior.
Antes de cambiar a otro tipo de lija, la superficie pulida debe limpiarse cuidadosamente con una solución limpiadora, como alcohol, utilizando una bola de algodón puro 100%. Incluso un pequeño grano de arena que quede en la superficie puede arruinar el trabajo de pulido posterior.
Este proceso de limpieza es igualmente importante cuando se pasa del papel de lija a la pasta de pulir diamantada. Todas las partículas y el queroseno deben limpiarse completamente antes de continuar con el pulido.
(3) Para evitar rayar y quemar la superficie de la pieza de trabajo, se requiere un cuidado especial al utilizar el papel de lija #1200 y #1500.
Por lo tanto, es necesario aplicar una carga ligera y utilizar un método de pulido en dos pasos. Cada tipo de lija debe utilizarse para pulir dos veces en dos direcciones distintas, girando entre 45° y 90° entre cada dirección.
Durante el esmerilado y pulido con diamante, debe tenerse en cuenta lo siguiente:
(1) Este tipo de pulido debe realizarse con poca presión, especialmente cuando se pulen piezas de acero preendurecidas y se utiliza pasta de esmerilado fina. La carga común para la pasta de esmerilado #8000 es de 100~200g/cm2, pero mantener esta carga es difícil.
Para facilitar esta tarea, se puede hacer un mango fino y estrecho en la vara de madera, por ejemplo, añadiendo una lámina de cobre; o se puede cortar parte de la vara de bambú para hacerla más blanda. Esto puede ayudar a controlar la presión de pulido para garantizar que la presión de la superficie del molde no sea demasiado alta.
(2) Cuando se utilice esmeril diamantado para pulir, no sólo debe estar limpia la superficie de trabajo, sino que también deben limpiarse a fondo las manos del trabajador.
(3) Cada sesión de pulido no debe ser demasiado larga; cuanto más corta sea, mejor será el efecto. Si el proceso de pulido es demasiado largo, provocará "piel de naranja" y "picaduras".
(4) Para obtener resultados de pulido de alta calidad, deben evitarse los métodos y herramientas de pulido que generen calor fácilmente. Por ejemplo, el calor generado por una rueda de pulido puede provocar fácilmente "piel de naranja".
(5) Una vez finalizado el proceso de pulido, es muy importante asegurarse de que la superficie de la pieza está limpia y eliminar cuidadosamente todos los abrasivos y lubricantes. Después, se debe pulverizar una capa de antioxidante de moho sobre la superficie.
Dado que el pulido mecánico se realiza principalmente de forma manual, la técnica de pulido es actualmente el principal factor que afecta a la calidad del pulido.
Otros factores son el material del molde, el estado de la superficie antes del pulido y el proceso de tratamiento térmico.
Un acero de alta calidad es un requisito previo para una buena calidad de pulido. Si la superficie del acero presenta una dureza desigual o diferencias en sus características, el pulido será a menudo difícil. Las diversas impurezas y poros del acero tampoco favorecen el pulido.
Un aumento de la dureza dificulta el rectificado, pero reduce la rugosidad tras el pulido. Debido al aumento de la dureza, el tiempo necesario para el pulido a fin de lograr una menor rugosidad aumenta proporcionalmente.
Al mismo tiempo, un aumento de la dureza reduce la probabilidad de pulido excesivo.
La capa superficial del acero puede resultar dañada por el calor, tensión internao de otros factores durante el proceso de corte y mecanizado, y unos parámetros de corte inadecuados pueden afectar al efecto de pulido.
La superficie después del mecanizado por descarga eléctrica (EDM) es más difícil de rectificar que la superficie después del mecanizado ordinario o del tratamiento térmico, por lo que el recorte preciso por EDM debe realizarse antes de finalizar el EDM, de lo contrario, se formará una fina capa endurecida en la superficie.
Si la elección para el recorte de precisión por electroerosión es incorrecta, la profundidad de la capa afectada por el calor puede alcanzar hasta 0,4 mm. La dureza de la capa fina endurecida es superior a la dureza base y debe eliminarse.
Por lo tanto, lo mejor es añadir un proceso de rectificado grueso para eliminar por completo la capa superficial dañada, crear una superficie metálica uniformemente rugosa y proporcionar una buena base para el pulido.
Disparo granallado consiste en lanzar pequeñas bolas de acero o hierro a gran velocidad para golpear la superficie de la pieza, lo que puede eliminar la capa de óxido de la superficie de la pieza.
Simultáneamente, el impacto a alta velocidad de la acero o hierro Las bolas provocan una distorsión reticular en la superficie de la pieza, aumentando la dureza de la superficie. Se trata de un método de limpieza de la superficie de la pieza y suele utilizarse para limpiar piezas fundidas o reforzar la superficie de la pieza.
El shot peening se utiliza generalmente para formas regulares, donde varias boquillas trabajan juntas desde todas las direcciones para lograr una alta eficiencia y menos contaminación.
En la industria de la construcción y reparación naval, el granallado y el chorreado de arena se utilizan habitualmente.
Sin embargo, tanto el shot peening como el chorro de arena utilizan aire comprimido. Por supuesto, el shot peening no se realiza necesariamente con un impulsor giratorio de alta velocidad.
En la construcción y reparación naval, el granallado (con pequeñas bolas de acero) se utiliza principalmente para el pretratamiento de la chapa de acero (eliminación del óxido antes de pintar); el arenado (con arena mineral en la construcción y reparación naval) se utiliza principalmente en buques o secciones conformados para eliminar la pintura vieja y el óxido de la chapa de acero, para volver a pintar.
El principal objetivo del granallado y chorreado en la construcción y reparación naval es aumentar la adherencia de la pintura a la chapa de acero.
De hecho, no sólo se utiliza el shot peening para limpiar piezas de fundición. En el caso de piezas grandes, se suele realizar primero la limpieza con arena de tambor, en la que la pieza fundida se coloca en un tambor para ser laminada después de cortar las bandas. Las piezas chocan entre sí dentro del tambor, eliminando la mayor parte de la arena de la superficie antes del granallado o arenado.
El tamaño de la bola de granallado es de 1,5 mm.
Los estudios han demostrado que, en términos de daños, los materiales metálicos son mucho más fáciles de romper cuando hay tensión de tracción en la superficie que cuando hay tensión de compresión. Cuando la superficie está sometida a tensión de compresión, la vida a fatiga del material aumenta significativamente.
Por lo tanto, para piezas como los ejes que son propensos a fractura por fatigaEl granallado con arena se utiliza a menudo para crear tensión de compresión en la superficie y prolongar la vida útil del producto.
Además, los materiales metálicos son muy sensibles a la tensión, por lo que la tracción resistencia de los materiales es mucho menor que la resistencia a la compresión. Esta es también la razón por la que la resistencia a la tracción (límite elástico, resistencia a la tracción) se utiliza generalmente para representar el rendimiento de los materiales metálicos.
La superficie de trabajo de las planchas de acero utilizadas en los coches que conducimos a diario se refuerza mediante granallado, lo que puede mejorar significativamente la resistencia a la fatiga del material.
El granallado se realiza utilizando un motor para hacer girar el impulsor y, por acción de la fuerza centrífuga, se lanzan sobre la superficie de la pieza granalla con diámetros de 0,2 a 3,0 (como granalla fundida, granalla cortada, granalla de acero inoxidable, etc.).
Esto crea una cierta rugosidad en la superficie de la pieza, lo que le da un aspecto más atractivo. También cambia la tensión de tracción de la soldadura de la pieza por una tensión de compresión, mejorando así la vida útil de la pieza.
Se utiliza ampliamente en la mayoría de los ámbitos de la maquinaria, como la construcción naval, las piezas de automóviles, las piezas de aviones, las superficies de cañones y tanques, los puentes, las estructuras de acero, el vidrio, las planchas de acero, las tuberías, etc.
El chorro de arena (granallado) utiliza aire comprimido como fuerza para pulverizar arena con diámetros entre 40 y 120, o gránulos de alrededor de 0,1 a 2,0 sobre la superficie de la pieza, consiguiendo el mismo efecto.
El tamaño de los perdigones determinará el efecto del tratamiento. Es importante señalar que el granallado también puede tener un efecto de refuerzo.
En la actualidad, el equipo nacional ha entrado en un malentendido, creyendo que sólo el granallado puede lograr el propósito de fortalecimiento.
Sin embargo, las empresas estadounidenses y japonesas utilizan tanto el granallado como el chorro de arena para el refuerzo.
Ambos tienen sus ventajas. Por ejemplo, para una pieza como un engranaje, el ángulo de la granalla del granallado no puede modificarse, y sólo puede alterarse la velocidad inicial mediante la conversión de frecuencia.
Tiene un volumen de tratamiento y una velocidad elevados, mientras que el chorro de arena es justo lo contrario. El efecto del granallado no es tan bueno como el del arenado.
El chorro de arena es un método que consiste en utilizar aire comprimido para soplar arena de cuarzo a gran velocidad con el fin de limpiar la superficie de las piezas. Este método, también conocido como chorro de arena en las fábricas, no solo elimina el óxido, sino que también puede eliminar el aceite como efecto secundario, lo que resulta muy útil para pintar.
Se utiliza habitualmente para eliminar el óxido de la superficie de las piezas; para decorar la superficie de las piezas (para ello se emplean las pequeñas máquinas de chorro de arena húmedo que se venden en el mercado, que suelen utilizar corindón como grano y agua como medio); en estructuras de acero, el uso de pernos de alta resistencia para la conexión es un método avanzado.
Dado que las conexiones de alta resistencia dependen de la fricción entre las superficies de unión para transmitir la fuerza, los requisitos de calidad de la superficie de unión son muy elevados. En este momento, debe utilizarse chorro de arena para tratar la superficie de la junta.
El chorro de arena se utiliza para formas complejas que son fáciles de desoxidar manualmente pero no son muy eficaces, el entorno del emplazamiento no es bueno y la eliminación del óxido es desigual.
Las máquinas de chorro de arena generales tienen varias especificaciones de pistolas de chorro de arena. Siempre que la caja no sea especialmente pequeña, se puede introducir la pistola para limpiarla.
El producto de soporte del recipiente a presión - el cabezal utiliza chorro de arena para eliminar la cascarilla de óxido de la superficie de la pieza. El diámetro de la arena de cuarzo es de 1,5 mm a 3,5 mm.
Hay un tipo de procesamiento que utiliza agua como portador para impulsar la arena de diamante para procesar las piezas, que es una especie de chorro de arena.
Tanto el granallado como el chorreado pueden limpiar y eliminar la suciedad de las piezas, preparándolas para el siguiente paso. Esto es para garantizar los requisitos de rugosidad del siguiente proceso, y algunos son para la consistencia de la superficie.
El granallado tiene un efecto de refuerzo en las piezas, que no es evidente en el arenado.
Por lo general, en el granallado se utilizan pequeñas bolas de acero, y en el arenado, arena de cuarzo. Se dividen en función de los distintos requisitos.
La fundición de precisión utiliza el chorro de arena y el granallado casi a diario.
1. Tanto el granallado como el arenado son tratamientos superficialespero no sólo las piezas de fundición se someten a granallado.
2. La función principal del chorro de arena es óxido superficial la eliminación de óxido y la desoxidación, por ejemplo, de piezas después del tratamiento térmico, mientras que el granallado tiene múltiples funciones: no sólo la eliminación de óxido y la desoxidación de la superficie, sino también la mejora de la rugosidad de la superficie, la eliminación de rebabas de mecanizado de las piezas, la eliminación de tensiones internas en las piezas, la reducción de la deformación de las piezas después del tratamiento térmico, la mejora de la resistencia al desgaste de la superficie y la capacidad de compresión de las piezas, etc.
3. Existen muchos procesos para el granallado, como las piezas de fundición, las piezas forjadas, la superficie de las piezas después del mecanizado, la superficie de las piezas después del tratamiento térmico, etc.
4. El chorreado con arena se realiza principalmente de forma manual, mientras que el granallado suele ser automatizado o semiautomatizado.
5. Las granallas de acero y de hierro utilizadas para el granallado no son realmente granallas en el sentido estricto de la palabra, sino pequeños alambres o varillas de acero, que sólo parecen granallas después de haber sido utilizadas durante cierto tiempo.
La llamada arena para chorro de arena no es más que arena de río, idéntica a la arena de construcción, salvo que la arena para chorro de arena pasa por tamizado, contiene menos barro y tiene un tamaño de partícula específico.
Por supuesto, algunas industrias son diferentes, como la de la construcción naval, en la que se utilizan granalla de acero real para el granallado y arena de mineral metálico (no arena de río, sino arena de cuarzo) para el chorro de arena.
Suplemento adicional (algunos repetitivos, otros contradictorios):
1. Disparos vs. arena: Los disparos son generalmente partículas esféricas sin bordes ni esquinas, como los disparos de alambre cortado; La arena se refiere a granos con bordes y esquinas, como el corindón marrón, el corindón blanco, la arena de río, etc.
2. Pulverización frente a proyección: La pulverización utiliza aire comprimido como fuerza para pulverizar arena o granalla sobre la superficie del material para lograr la limpieza y un cierto nivel de rugosidad; el lanzamiento utiliza la fuerza centrífuga generada durante la rotación a alta velocidad para impactar sobre la superficie del material y lograr la limpieza y un cierto nivel de rugosidad.
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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