Металлообработка: обточка, шлифовка и полировка

ОбработкаМеханическая обработка поверхности металлов такая как обточка, шлифовка и полировка очищает поверхности для подготовки их к покраске, сварке и т.д. Очищаемые поверхности могут быть покрыты краской, ржавчиной или быть окислены. Также, они могут быть покрыты другими металлами, формовочным песком, органическим или биологическим материалом. Механическая обработка может включать в себя пескоструйную обработку, обработку абразивными кругами, наждачной бумагой/наждачными лентами, шлифовальными кругами или абразивными частицами.
Для захвата тяжёлых частиц, образующихся в процессе очистки зачастую требуются большие скорости, во избежание осаживания частиц в элементах очистной системы. Практика показывает, что как только осуществлен захват материала, минимальная скорость в трубопроводах должна начинается от 3500 футов в минуту, а зачастую требуется от 4000 до 5000 футов в минуту. Желательно использовать кожух покрывающий наибольшее пространство рабочей зоны. В случае когда удаляемый материал токсичен, полноценный кожух попросту необходим, иначе вдобавок к местной вентиляции рабочим придется носить респираторы.

ОБТОЧКА

В операциях обточки используют абразивные зерна в различных формах для удаления материала из металла для производства различных типов поверхности. Абразивные зерна связываются воедино при помощи связывающего материала и формируются абразивные круги, камни и стержни. Абразивы, также могут быть нанесены на волокнистые материалы, бумагу или ткань (такие материалы, как оксид алюминия или карбид кремния). Обломки алмаза, также называемые алмазной крошкой, также применяются в качестве абразивного материала.

ОБЩИЕ ПРИМЕНЕНИЯ

Пескоструйная обработка, галтование, ременная шлифовка, центральная шлифовка, двойная горизонтальная шпиндельная шлифовка, вертикальная шпиндельная шлифовка, портативная шлифовка, небольшие радиальные шлифовки, поверхностная шлифовка, шлифовальные столы, шлифовальные станки.

ИСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

• Частицы от черных и цветных металлов, таких как, алюминий, чугун, сталь, титан, а также неметаллов, таких как, тормозная колодка, композиты, резина.

• Шлифование абразивами. Шлифовальный круг состоит из абразивных зерен и связывающего их материала. Его структура обеспечивает удаление стружки и при контакте выбрасывает ее за пределы круга. Крупная структура зерна используется при больших площадях контакта. Мелкая структура зерна, как правило, применяется при тонкой обработке с малой площадью контакта.

• Шлифовальное колесо содержит материал, который скрепляет вместе абразивные зерна. Количество этого материала определяет «жесткость» или «мягкость» круга. Шлифовальные круги имеют шесть основных типов:

1) Керамические: 75% шлифовальных кругов изготовлены таким образом. Эти колеса простые и не реагируют на воздействие воды, кислот, тепла и холода.

2) Силикатные: эти круги относительно мягкие и легко выбрасывают абразивные зерна. Используются там, где должна быть низкая температура, такие как шлифовка инструментов.

3) Шлаковые: валки способны проводить конечную финишную обработку валов и прокатных валков. Так же используются для тонкой огранки колес.

Не подходят для тяжелых условий шлифования.

4) Резиновые: резиновые круги используются на бесцентрово шлифовальных станках. Используются для производства высококачественной отделки, где важны минимальные заусеницы, а так же предусмотрены колеса, где высокое качество отделки не требуется, например нержавеющая сталь, пули, сварные швы. Резиновые круги можно сделать толщиной 1/32 дюйма и меньше.

5) Резиноидные: резиноидные колеса используются в литейных цехах, для высокоскоростного грубого помола. Производительность на прямую зависит от скорости вращения колес. Эти колеса могут работать на скорости выше чем 9500 об/мин.

6) Магнезит (оксихлорид магния): используется для определенного типа шлифования.

Характеристики пыли

В пыли сочетается материал покрытия, металлических частиц и частиц абразивного шлифовального колеса. Пыль будет содержать абразивные частицы, будет агломерационной и может представлять потенциальный риск возгорания и взрыва.

Примечания

В связи с использованием разнообразных станков, вытяжки необходимо разрабатывать адаптивно под каждую установку, вытяжки и аспирация должны быть расположены как можно ближе к точке пыления. Не советуется удалять черные и цветные металлы одной вытяжкой. Проконсультируйтесь с нашими специалистами по применениям международных норм NFPA.

Полировка и шлифовка

Полировка. Целью полировки является сглаживание шероховатой поверхности. Полировку можно разделить на три категории. Сатинирование, предварительная полировка и полировка для гладкости и блеска.

Сатинирование. Производится атласом или щеткой. Атласная обработка как предварительный этап перед полировкой заготовки, для придачи заготовке более мягкого матового вида. При данной отделке применяются абразивные и клейкие смеси.

Полировка цвета. Улучшает поверхность и дает максимальный блеск. Заготовка перемещается в направлении от колеса, используя среднее и малое давление.

Полировка (удаление царапин). Делает поверхность гладкой, удаляя царапины и другие следы, оставленные предыдущими операциями. Заготовка должна перемещаться в направлении против колеса используя среднее и сильное давление.

Шлифовка. Полировка не является точной обработкой. Она используется для удаления металлических и произвольных мелкомасштабных частиц. Трение создает высокие температуры, которые могут размягчить поверхность обрабатываемой детали. Шлифовка обычно делается в несколько этапов.

Области применения

Шлифовка, полировка, шлифовка на токарном станке, шлифовальные машины, автоматическая полировка, круговая полировка.

Исходные материалы

фильтры DonaldsonПолировочные колеса изготавливаются из хлопка, серна. Полировочные колеса имеют разную конструкцию и вращаются со скоростью 5000 – 6000 оборотов в минуту. Они имеют безопасные и опасные зоны эксплуатации. Несколько типов описано ниже.

- Свободные баффы из нескольких слоев материала. Эти круги чаще всего используются для окончательной полировки до операции покрытия. То, что круги сшиты не плотно, позволяет хлопку легко попадать в труднодоступные места. Лучший бафф из 100% хлопка.

- Сшитые баффы, ткань сшивается в виде полумесяца, которая идет от центра к краю. Эти круги, как правило, используются для полировки цветных металлов.

- Бафф диагонального типа, вероятно наиболее часто используемый в промышленности. Ткань разрезают под углом 45°, оборачивают вокруг барабана и сжимают в клин кольцо. Они сочетают гибкость и мощность резания. Расстояние между секциями обеспечивает естественную вентиляцию и может быть легко настроено для работы с любыми размерами частиц.

- Сложенные дисковые баффы, с образованием карманов, которые содержат смеси.

- Сизалевый бафф наиболее агрессивный для полировки и наиболее часто используется для черных металлов. Сизаль во время полировки от тепла становится мягкой и гибкой.

- Струнный бафф мягкий и гибкий и используется для пластика или для драгоценных металлов, что бы не оставлять марок. Они могут иметь до 100 слоев ткани и иметь мягкую, среднюю или жесткую плотность.

- Полировочные соединения. Применяются для полировочных работ. Используются для лучшего соединения баффа, для увеличения скорости полировки. Соединения образованные тонкими абразивными материалами, такие как, оксид алюминия, наждака, карбид кремния, алмаз, карбид бора, цирконий. Эти соединения вместе с маслом или различными типами восков называются «Триполи».

- Хром используется для полировки нержавеющей стали. Изготавливается из мягкого масла и смазки из абразивов оксида алюминия.

- Ювелирные. Используется для полировки золота, серебра, стерлинга, платины, меди. При отделке, дает блеск нержавеющей стали, латуни и алюминию. Также используются для тонкой полировки цвета на всех типах метала.

- Жидкие полировочные соединения используются в больших объемах на производствах. Распыляющие пистолеты позволяют применять жидкие соединения перекачивая их из барабана. Такие же абразивные порошки используются в аэрозольных соединениях. Связующие вещества используемые в масляных растворах или эмульсии являются жидкими при комнатной температуре.

Полировочные колеса, изготовленные из муслина, холста, шерсти или кожи. Наиболее распространенны из склеенных хлопчатобумажных материалов. Большинство операций полирования проводят в диапазоне 5000 – 7500 оборотов в минуту. Полировальные круги, являются более гибкими и лучше подходят для полировки неровных поверхностей.

Характеристики пыли
Пыль из этих операций может представлять собой волокнистые материалы из хлопка или волокна, смешанных с воском, маслами и абразивами. Частицы могут быть горючими и взрывоопасными, поэтому следует применять меры предосторожности.

Законодательство (Местным законодательством может взиматься плата)
Охрана окружающей среды
Твердые частицы (ТЧ)
ТЧ 2,5 = 15 мкг/м3 (ежегодно), и 35 мкг/м3 (24 – часа)
ТЧ 10 = 150 мкг/м3 (24 – часа)
40 CFR часть 63 – национальные нормы выбросов для опасных загрязнителей воздуха, делится на пять основных категорий: 1) сухая абразивная очистка, 2) сухое измельчение и сухая полировка, 3) обработка, 4) окраска распылением и 5) сварка.

Правила OSHA
- Директива CPL 03-00-013: Национальная программа – Первичная металлическая обработка 19 мая 2011.
- Директива CPL 02-02-076: Национальная программа – Шестивалентный хром 23 февраля 2010.
- Директива CPL 03-00-008: Национальная программа – Горючие пыли (Переиздание) 11 марта 2008.
- 29 CFR 1910.1000 - веществ, загрязняющих воздух
ПРИМЕЧАНИЕ: Двадцать пять государств, Пуэрто-Рико и Виргинских островов имеют утвержденные OSHA планы государства и приняли свои собственные стандарты и правоприменительную политику. По большей части эти государства приняли стандарты, которые идентичны федерации OSHA. Тем не менее, некоторые государства приняли различные стандарты, применяемые к этой отрасли или имеют разную внутреннюю политику.
29 CFR 1910,1025: Свинец PEL=50 мг/м3 8-часов TWA
29 CFR 1910,1026: хром (VI): PEL=5 мг/м3 (действие уровень = 2,5 мг/м3) 8-часовой TWA

Ссылки
Промышленная вентиляция руководство
NIOSH публикации № 76-179
WAC 296-818-500
AP-42, 11.31 металообработка