Полировка алюминиевых сплавов

Если браться за полировку алюминия без понимания структуры сплава — получится либо матовое пятно, либо волны по всей поверхности. Вот с чего стоит начать, и почему 90% брака возникает на этапе подготовки.

Ошибки при выборе абразива

Часто берут универсальные пасты для нержавейки — и тут же губят поверхность. Алюминий мягче, а оксидная пленка образуется мгновенно. Для сплавов серии 6ххх, например, нужны пасты с минимальным содержанием серы. Как-то раз на полировка алюминиевых сплавов для лицевых панелей аппаратуры применили стандартный состав — через сутки появились микротрещины в зонах контакта с крепежом.

Меловые составы показывают себя неплохо, но только если работать в сухом помещении. На площадке у ООО 'Сучжоу Ляньсинь Новые материалы и технологии' сталкивались с проблемой: при влажности выше 70% мел комкуется, оставляет царапины, которые уже не убрать.

Еще тонкость — скорость вращения круга. Для алюминия с высоким содержанием магния (типа 5083) больше 1200 об/мин — гарантированный перегрев. А перегрев ведет к деформации кромок, особенно на тонкостенных профилях.

Подготовка поверхности: что часто упускают

Многие думают, что достаточно обезжирить. Но если перед полировка алюминиевых сплавов не протравить поверхность щелочным раствором — адгезия полимерного покрытия будет слабой. Проверяли на сплаве 6061: без травления покрытие отслаивалось через 200 циклов термоудара, с травлением — выдерживало больше 800.

Шлифовка вручную против машинной — вечный спор. Для декоративных элементов с сложным рельефом, как те, что мы делаем для архитектурных проектов, только ручная даёт равномерный глянец. Машина оставляет 'проплешины' на стыках плоскостей.

Вакуумные присосы для фиксации — казалось бы, мелочь. Но если деталь толщиной менее 1 мм, стандартные присоы деформируют кромку. Пришлось разрабатывать кастомные держатели с мягкими контактными площадками.

Особенности работы с литыми заготовками

Литой алюминий — отдельная история. Пористость мешает добиться зеркала. Приходится сначала заполнять поры спецсоставами, например, на основе эпоксидных смол. Но здесь важно не переборщить: если слой заполнителя толще 0.1 мм — при полировке он выкрашивается, образуя раковины.

Сплав А356 — кошмар для новичков. При перегреве всего до 150°C начинается расслоение по границам зерен. Как-то испортили партию корпусов для морской электроники — пришлось пускать в переплавку.

Интересный случай был с заказом от производителя светильников. Требовалось отполировать внутренние полости литого корпуса. Пришлось конструировать гибкие валы с миниатюрными головками — обычный инструмент не подходил из-за сложной геометрии.

Влияние легирующих добавок на технологию

Медь в сплавах (типа 2024) ускоряет окисление. После полировки такие детали нужно пассивировать в течение часа, иначе появляются пятна. Кстати, медно-алюминиевые композитные материалы, которые выпускает Ляньсинь, требуют особого подхода — медь и алюминий полируются с разной скоростью, нужен компромиссный режим.

Кремний (сплавы 4ххх) создаёт проблемы с однородностью блеска. Твёрдые включения кремния выходят на поверхность, оставляют 'дорожки'. Бороться можно только правильным подбором последовательности абразивов — начинать с более крупного зерна, чем для чистого алюминия.

Магний повышает пластичность, но делает сплав чувствительным к перегреву. Для деталей из 5ххх серии нельзя использовать составы с хлором — начинается межкристаллитная коррозия. Проверено на собственном опыте, когда пришлось переделывать партию морских люков.

Проблемы с крупногабаритными изделиями

Полировка алюминиевых панелей длиной более 3 метров — всегда лотерея. Даже при идеальной подготовке возможна 'провисшая' середина. Решение — подвижные опоры с регулируемым усилием поддержки. Но настройка занимает иногда больше времени, чем сама полировка.

Трубы большого диаметра — отдельная головная боль. Вращение создаёт вибрацию, которая передаётся на полировальную головку. Приходится снижать обороты и увеличивать время обработки. Для заказа по изготовлению нестандартных металлических профилей разработали систему противовесов — снизили биение на 40%.

Тонкостенные конструкции (менее 0.8 мм) склонны к резонансу. Стандартные частоты вращения вызывают 'дребезг', который портит поверхность. Пришлось создавать базу данных оптимальных режимов для разных типов геометрии — сейчас используем её для всех новых проектов.

Контроль качества: субъективное и объективное

Глаз опытного мастера — пока лучший инструмент. Но для серийных заказов вводим фотокontrol: снимки под разными углами, сравнение с эталоном. Обнаружили, что 70% дефектов — не царапины, а микронеровности, которые видны только при боковом освещении.

Толкомер — must have. Часто при полировке снимают неравномерный слой, особенно на углах. Для ответственных деталей (например, в авиакомпонентах) допустимое отклонение — не более 0.05 мм по толщине стенки.

Адгезионные тесты покрытий — то, без чего нельзя сдавать изделие. Используем крестовые надрезы и специализированную ленту. Если хоть один фрагмент отслоился — вся партия в переработку. Дорого, но дешевле, чем рекламации от клиентов.

Экономика процесса: где можно сэкономить, а где — нет

Дешёвые полировальные круги — ложная экономия. Их основа быстро деформируется, начинает 'бить' по кромкам. За год экспериментов пришли к кругам на полиуретановой основе — дороже в 3 раза, но служат в 5 раз дольше.

Автоматизация оправдана только для больших серий. Для штучных заказов, как многие у полировка алюминиевых сплавов для реставрации, робот не окупается — слишком много времени на переналадку.

Переработка отходов — неочевидный источник дохода. Отработанную пасту сдаём на предприятия, которые извлекают из неё абразивные порошки. Алюминиевая пыль идет на производство краски — замкнутый цикл, который окупает около 15% затрат на материалы.