Помоги проекту - поделись книгой:
Схема включения для электрогравирования переменным током дана на рис. 34,
Способы отделки изделий
Для повышения художественной ценности, выразительности, антикоррозийной стойкости и износостойкости изделий, а также для придания им законченного вида применяют целый комплекс различных отделочных операций. Существует три вида отделки: механическая, химическая и электрохимическая (гальваническая).
Механическая отделка изделий
Шлифование – это чистовая обработка поверхностей деталей абразивными инструментами. Шлифование металлических деталей осуществляют на шлифовальных станках вращающимися абразивными кругами, сегментами или брусками.
Механический процесс шлифования можно проследить на примере работы шлифовального круга, который состоит из абразивного и связующего материалов (рис. 35). На войлочные или фетровые круги наклеивают абразивный порошок из корунда, наждака, жженой извести и др. Круг устанавливают на шлифовальный станок. Изделие прижимают к вращающемуся шлифовальному кругу, и остроугольные абразивные кристаллы действуют на его поверхность как зубья фрезы – снимают тонкий слой металла, устраняют неровности, бугорки, царапины. В процессе шлифования абразивные зерна по мере их затупления скалываются и выпадают из связующего вещества, обнажая новый слой незатупившихся. Таким образом происходит как бы самозатачивание круга. При очень прочном удержании связующим веществом абразивного материала круг быстро «засаливается» (забивается стружками пространство между зернами абразива) и его режущая способность резко снижается. Поэтому необходимо следить, чтобы зерна абразивного материала, затупившись, своевременно выпадали из круга и высвобождали новые зерна.
Глубина захвата резания и качество обработки зависят от величины кристаллов (зерен) абразивного материала, твердости и пластичности обрабатываемых изделий. Мягкие, пластичные металлы (медь, алюминий) быстро «засаливают» круг, поэтому его следует периодически очищать, а хрупкие и твердые вызывают преждевременное скалывание кристаллов, что ускоряет изнашивание круга.
Полирование является продолжением процесса шлифования, когда гладкую матовую поверхность изделия с помощью полировников или мелкозернистых полировочных абразивных паст доводят до зеркального блеска, т. е. достигается высокий класс чистоты. Это не всегда последний процесс отделки изделий. Иногда ювелирные изделия (кольца, серьги, кулоны) подвергаются дальнейшей отделке (золочение, серебрение), а полирование служит лишь подготовительной операцией, подобно шлифованию. Но при отделке оксидированных художественных изделий, выполненных техникой чеканки, художественной ковки, литьем, полировка является завершающей стадией отделки, когда надо подчеркнуть отдельные выпуклые формы, усилить их значимость, выразительность всей композиции.
В процессе полирования с поверхности обрабатываемых изделий не снимается стружка, как при шлифовании, а в результате обработки полировником под давлением сглаживаются микронеровности, что придает металлу глянцевый вид.
Под действием очень тонких зерен полировочных паст на жировой основе при полировании на полировочном круге в месте касания поверхности обрабатываемой детали с кругом металл сильно нагревается, его тягучесть и пластичность увеличиваются. Силы трения сдавливают мельчайшие неровности, заполняют ими микроуглубления без отделения стружки, сминают и разглаживают бугорки, в результате чего поверхность изделия получает зеркальный блеск.
Различают три вида полирования: ручное, механическое и электрохимическое.
Ручное полирование применяют при отделке изделий из драгоценных металлов с помощью специальных полировальников (см. рис. 24). Механическое производят на тех же станках, что и шлифование; отличие состоит лишь в более мягких кругах из шерстяной или хлопчатобумажной ткани, на которые наносят специальные полировочные пасты. Электрохимическое полирование – это анодное травление изделий в среде электролита под действием электрического тока. Последний способ имеет ряд преимуществ перед другими видами полирования: возможность обработки труднодоступных мест, сокращение потерь драгоценных металлов, равномерное сглаживание металла по всей поверхности, полное сохранение конфигурации изделия.
Крацевание – обработка изделий с помощью металлических щеток. Применяется как самостоятельный вид отделки художественного литья или как подготовительная операция перед химической либо гальванической отделкой. Крацевание производят вручную (ручными щетками) и на полировальных станках (стальными или латунными круглыми вращающимися щетками). Щетки изготавливают из стальной, латунной, нейзильберовой проволоки диаметром 0,15–0,25 мм. Изделия из твердых металлов (сталь, чугун) крацуют стальными жесткими щетками; из мягких (цинк, медь, алюминий и др.) – мягкими латунными щетками; из драгоценных металлов – тонкими нейзильберовыми щетками.
При крацевании изделие смачивают 3 %-м раствором поташа или специальным мыльным препаратом, что облегчает скольжение проволочек и предотвращает засаливание щетки. Чтобы избежать образования полос на поверхности изделия, направление движения щетки нужно многократно изменять.
Шабровкой называется срезание (соскабливание) тонких частиц металла с поверхности обрабатываемой детали с помощью шабера. Этот процесс можно сравнить с фугованием досок в столярной практике. Шабровка осуществляется ручными или механизированными инструментами – шаберами, которые представляют собой металлические стержни с режущей кромкой на концах. По форме режущей части различают шаберы плоские, трехгранные и фасонные; по конструкции – цельные и со вставными режущими пластинами. Применяют данный вид обработки для получения гладких, ровных и чистых поверхностей литых и ювелирных изделий; при гравировании на металле для удаления заусенцев (барб), а также для выравнивания зернистой поверхности металлической доски при гравировании в технике меццо-тинто и др.
При шабровке в одном направлении возникает волнистость, поэтому шабруют попеременно в двух взаимно перпендикулярных направлениях, что позволяет получать наиболее ровные поверхности. Толщина стружки при черновой шабровке – 0,02–0,05 мм, при чистовой – не более 0,01–0,02 миллиметра.
Галтование – это полирование давлением мелких изделий во вращающихся барабанах с мыльным раствором с помощью стальных шариков, конусов, цилиндриков.
Этот вид отделки возник при дальнейшем развитии метода полирования стальными полировниками. Изделия укладывают в барабан, наполненный стальными шариками и мыльным раствором. При вращении барабана мелкие шарики и изделия непрерывно перемешиваются, шарики, перекатываясь по поверхности, сглаживают неровности и шероховатости. Шарики диаметром 1–5 мм изготавливают из хромистой стали и закаляют. Продолжительность обработки латунных штампованных изделий – 2–8 ч; бронзовых литых – 10–15 ч; изделий из ковкого чугуна – 24–48 ч; из серого чугуна – 70–80 часов.
Галтование значительно дешевле ручного полирования гладильником, но имеет ряд недостатков: применяется только в массовом производстве, когда в барабан одновременно можно заложить много однотипных предметов. Для полых и очень нежных изделий этот метод вообще непригоден, так как шарики могут повредить их. В этом случае вместо шариков в барабан иногда кладут обрезки замши, деревянные опилки, песок.
Пескоструйная отделка – обработка в пескоструйных аппаратах поверхности изделий сухим песком, который подается под давлением по резиновому шлангу с помощью сжатого воздуха. В результате отделки изделия приобретают мелкозернистую равномерно-матовую поверхность.
Пескоструйный аппарат представляет собой цилиндрический сосуд конусообразной формы с насадкой для гибкого шланга, к которому подключается сильный центробежный вентилятор. На цилиндре имеется смотровое окошко, которое позволяет следить за ходом рабочего процесса.
Нижняя часть сосуда заполняется мелким кварцевым песком, изделия загружаются через два боковых облицованных тканью отверстия. При включении вентилятора крупинки песка под действием сжатого воздуха с огромной скоростью подбрасываются вверх, обстреливают поверхность изделий, оставляя на ней крохотные вмятинки, тем самым создавая матовую бархатистость.
От размера крупинок зависит фактура изделия: для чеканных и штампованных из тонкого листового металла изделий – 0,05–0,15 мм; для поделочной стали и литья – 0,2–0,5; для крупных деталей экстерьерного декора из чугуна, бронзы, алюминия – 0,5–1,5 миллиметра.
Виброобработка – схожий с галтовкой процесс полирования в среде наполнителя, но не во вращающемся барабане, а в вибрирующем контейнере. Поверхность изделий сглаживается в результате взаимного трения. Процесс происходит в закрытом контейнере виброустановки, куда вместе с изделиями помещают наполнитель (стальные и стеклянные шарики, древесная мука) и моющий раствор (г/л): нашатырный спирт – 25–15; мыльная стружка – 15; моющее средство – 10; хлорная известь – 8; двууглекислый натрий – 7; хлористый натрий – 2. В контейнер вначале загружают стальные и стеклянные шарики, а после включения виброустановки – химические компоненты, древесную муку (10 г/л) и воду. После тщательного перемешивания наполнителя и моющего состава загружают изделия. Преимущество этого способа в том, что на полирование виброобработкой затрачивается значительно меньше времени, чем на галтование.
Шлифующие и полирующие материалы
Шлифование и полировка поверхности готовых изделий до зеркального блеска производится с помощью различных абразивных материалов, изготовленных из природных минералов, пород вулканического происхождения или окисей металлов с примесью специальных добавок.
Наждак – минерал темно-серого или черного цвета, состоящий из корунда (Al2О3), смешанного с магнетитом, гематитом, пиритом и кварцем. Глыбы минерала размалывают и полученный абразивный материал прессуют в шлифовальные круги или наклеивают на бумажную и тканевую основу (шлифовальные шкурки). Наждаком шлифуют металлы, драгоценные камни, стекло и другие материалы. Мелкозернистый мягкий наждак используют для полирования.
Карборунд (карбид кремния SiC) – бесцветный кристалл с алмазным блеском. Применяется как абразив, который получают нагреванием кокса и кварцевого песка с добавлением опилок и поваренной соли в электропечи при температуре 2000–4000 °С. Кристаллы соединяются керамическим раствором. Карборундом шлифуют стальные инструменты, драгоценные камни и другие твердые и хрупкие материалы.
Кварц (диоксид кремния SiO2) – минерал, составляющий до 12 % земной коры. Применяется в виде кварцевой муки или песка при изготовлении наждачной бумаги и в пескоструйных аппаратах; в виде порошка и паст – для чистки предметов домашнего обихода.
Трепел – легкая пористая осадочная порода желто-коричневого цвета. Смешивается с маслом и используется для полировки металлов драгоценных камней, стекла.
Пемза – пористая вулканическая порода (лава). Применяется для шлифовки. Кусковой или порошковой пемзой шлифуют предварительно смоченные водой мягкие металлы, камни, кость; кусковой нешлифованной пемзой очищают пробирный камень от штрихов металлических сплавов; порошковой пемзой протирают чеканные изделия, покрытые патиной.
Венская известь (жженая известь) изготавливается из минерала доломита. Неустойчива на воздухе, поэтому должна храниться в закрытых сосудах. Применяется для полировки мягких металлов, органического стекла и других материалов.
Магнезия (оксид магния MgO) – белый легкий порошок. Наиболее мягкое полировочное средство. Применяется в смеси с оксидом алюминия, венской известью и другими добавками в виде белой политуры.
Известь (углекислый кальций СаСО3) – отмученный натуральный мел. Используется как основа для различных полировочных паст и порошков.
Крокус (красная политура) – натуральный оксид железа с примесью глины или кремния. Полировальный порошок изготавливается из размолотого и промытого красного железняка или путем искусственного окисления железных опилок.
Оксид хрома (Cr2О3) – порошок серо-стального цвета. Образует зеленую политуру, которая используется для обработки твердых металлов.
Диоксид олова (SnО2) – серый, очень мягкий порошок мелкозернистого строения, получаемый при сжигании олова. Применяется как очень тонкое полировочное средство для изящных изделий.
Оксид цинка (ZnO) – получают при сжигании металла на воздухе. Применяется как тонкое полировочное средство для изящных изделий.
Корунд (оксид алюминия Al2О3) – минерал, природный безводный глинозем. Применяется для шлифования и полирования твердых металлов.
Гематит (оксид железа Fe2O3) – минерал серо-стального цвета. Используют для ручного полирования, подобно стальному полировальнику.
Мыльный корень (мыльник) служит для очистки изделий после протравливания, обезжиривания и покрытия металлами в гальванических ваннах. Отваром мыльного корня смачивают крацовочную щетку.
Шлифовальные и полировальные пасты содержат тонкие абразивные порошки, жировые связки и специальные добавки. Абразивными материалами являются оксиды хрома и кремния, крокус. Оксид хрома придает пастам зеленый цвет, оксид железа – красный, технический мел – белый. В качестве связок в пастах используют стеарин, парафин, техническое сало, церезин, воск. Специальными добавками служат двууглекислая сода и олеиновая кислота (вводятся для активизации процесса полирования), скипидар и керосин (для изменения вязкости).
При ручном и механическом полировании полируемые части промывают в растительном или техническом масле.
Оборудование и инструменты
Шлифование и полирование производят на станках быстровращающимися кругами из различных материалов и вручную – кательниками, брусками, полировниками из металла и другими приспособлениями.
Различают два основных типа приводных станков для шлифования и полирования: шлифовально-полировальный станок и электрическая бормашина с гибким валом.
Шлифовально-полировальный станок снабжен двигателем переменного тока с короткозамкнутым ротором. Мощность не менее 184 Вт; скорость вращения при полировании – 2800–3000 об/мин, при крацевании – 700–750 об/мин. Для того чтобы снизить скорость вращения и сохранить полную мощность двигателя, применяют редуктор с передаточным отношением 4:1. Шлифовально-полировальные инструменты крепятся на удлиненном с обеих сторон валу.
Бормашина с гибким валом применяется для тонких работ, где требуются более мелкие шлифовально-полировальные инструменты. Последние крепятся в зажимном патроне гибкого вала.
Абразивный инструмент изготавливается из абразивных материалов и предназначен для механической обработки металла и других материалов. Его можно разделить на два основных типа: жесткий (шлифовальные круги, головки, сегменты и бруски) и гибкий (шлифовальная шкурка и изделия из нее – ленты, диски и др.).
Для изготовления шлифовальных кругов и другого инструмента применяют электрокорунд, карбид кремния, карбид бора, синтетические и природные алмазы. Абразивный инструмент выпускается на керамической, бакелитовой, вулканитовой, силикатовой, глифталевой и магнезиальной связках, скрепляющих отдельные абразивные зерна.
Электрокорунд нормальный получил наибольшее применение; он выпускается трех марок: Э2, Э4, Э5. Цифры после буквы означают содержание окиси алюминия Аl2О3 соответственно 92, 94 и 95 %.
Электрокорунд белый марок Э8, Э9 содержит 98–99 % окиси алюминия и на 30–40 % превосходит по качеству электрокорунд нормальный, так как включает в себя меньше примесей. В последнее время промышленностью выпускается электрокорунд белый повышенного качества марки Э9А.
Монокорунд марок М7, М8 отличается высокой прочностью и более высокими режущими свойствами. Он содержит 97–98 % окиси алюминия. Применяется такой абразив для обработки весьма прочных сталей.
Карбид кремния – абразив, используемый для чистовой заточки твердосплавного инструмента.
Карбид бора используется в виде порошка для доводки и притирки.
Синтетические алмазы, применяемые для заточки инструментов, выпускаются нескольких марок:
• АСО (зерно № 4–25) – алмаз синтетический обычной прочности;
• АСР (зерно № 5–32) – алмаз синтетический повышенной прочности;
• АСВ – алмаз синтетический высокой прочности;
• АСК – алмаз синтетический кристаллический;
• АСС – алмаз синтетический кристаллический сортированный.
Шлифовальные круги из электрокорунда и карбида кремния изготавливают диаметром 3–1100 мм, толщиной 0,5–200 мм, диаметр посадочных отверстий – 1–305 мм; из алмазных зерен – диаметром 6–300 мм, толщиной рабочего кольца 1,5–5 мм, шириной 3–20 миллиметров.
Шлифовальная шкурка и изделия из нее выпускаются на основаниях из ткани и бумаги, с режущими зернами из электрокорунда, карбида кремния, стекла и кремния. Применяется для ручных и механизированных шлифовальных работ. В зависимости от требуемой прочности изготавливается на основаниях из бязи, саржи, полудвунитки или бумаги. Наиболее прочной основой является саржа. Связующим средством для наклеивания абразивного материала обычно служит клей из кожи и костей, но в последнее время его место занимают синтетические клеи. Величина зерен абразива определяет тонкость шлифовальной шкурки.
Эластичный полировальный круг, фетровый круг применяются для полирования гладких, ровных и выпуклых поверхностей. Размеры кругов определяются внешним диаметром. В центре круга имеется отверстие для крепления (с помощью фланцев и гайки) на вал станка.
На вращающийся круг наносят полировочную пасту, которая прочно удерживается частицами фетра. Круги из фетра являются высококачественным, стойким в эксплуатации полировальным инструментом.
Войлочный круг применяется для шлифования и полирования изделий. В первом случае используются круги из волос и шерсти животных, во втором – мягкие из чистой шерсти.
Волосяной круг (дисковые щетки) имеет деревянную основу, на которой по всей окружности укреплены торчащие волосяные кисти. Применяется для полирования изделий сложной конструкции. Эластичность дисковых щеток зависит от толщины и длины волоса. Крепится на станке так же, как войлочный и фетровый.
Матерчатый круг служит для заключительного полирования. Представляет собой выкроенные из материала (бязь, полотно, фланель) диски, сшитые концентрическими швами между собой. Чем чаще строчки швов, тем жестче круг. Матерчатые круги хорошо удерживают пасту и полируют поверхность любого вида. Долговечны в работе.
Нитяной круг (пушок) применяется для наведения блеска на поверхность изделия. Похож на волосяной круг, но вместо волосяного имеет нитяной покров. Является мягким и тонким полирующим инструментом.
Поделиться книгой: