Polissage de pièces en aluminium: techniques, applications et normes de précision
Le polissage des pièces en aluminium est un processus de finition essentiel qui améliore à la fois les propriétés esthétiques et fonctionnelles des composants en aluminium.Des composants aérospatiaux nécessitant des finitions miroir à des pièces automobiles nécessitant une résistance à la corrosion, la bonne technique de polissage peut transformer l'aluminium brut en actifs de haute performance.et les normes de précision qui définissent les résultats de qualité.
Principales techniques de polissage des pièces en aluminium
Les propriétés uniques de l'aluminium, légères, malléables et sujettes à l'oxydation, nécessitent des approches de polissage spécialisées.:
Technique de polissage
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Roughness de surface (Ra, μm)
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Coût (par kg de pièces)
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Temps de traitement
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Le meilleur pour
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Polissage mécanique
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0.02'01
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(1.50 ¢) 3.00
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10 à 30 minutes.
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Décoration automobile à volume élevé, biens de consommation
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Polissage chimique
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0.05 à 0.2
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(2.00 ¥) 4.50
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5 ¢ 15 minutes
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Géométries complexes (par exemple, dissipateurs de chaleur)
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L'électropolissage
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0.01 à 0.08
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(3.50 ¢) 7.00
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8 ¢ 25 minutes
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Produits médicaux, composants aérospatiaux
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Polissage au laser
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0.005 ¢0.05
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(8.00 ¥) 15.00
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Deux à dix minutes.
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Parties de micro-précision (par exemple, boîtiers de capteurs)
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Tableau 1: Analyse comparative des techniques de polissage de l'aluminium
1. Polissage mécanique
Le polissage mécanique utilise des outils abrasifs (roues de polissage, papier de verre ou composés abrasifs) pour enlever physiquement les imperfections de la surface.C'est la méthode la plus utilisée pour la production à grande échelle en raison de son équilibre entre coûts et efficacité..
- Sélection des abrasifs: grains de carbure de silicium (SiC) (80 ‰ 2000) pour le broyage initial; oxyde d'aluminium (Al2O3) ou pâte de diamants (1 ‰ 0,1 μm) pour la finition finale.
- Paramètre clé: vitesse de la roue de polissage (1500 ‰ 3000 RPM) pour éviter une surchauffe, qui peut provoquer une décoloration.
- Avantages: Convient pour les surfaces plates ou légèrement courbes; génération minimale de déchets.
2. Polissage chimique
Le polissage chimique immerge les pièces d'aluminium dans une solution (généralement l'acide phosphorique, l'acide nitrique et l'acide sulfurique) qui dissout les irrégularités de surface.Il est idéal pour les formes complexes où les outils mécaniques ne peuvent pas atteindre.
- Composition de la solution: 60 à 70% d'acide phosphorique, 10 à 20% d'acide nitrique, 5 à 10% d'acide sulfurique (en volume).
- Conditions du processus: température 80-120°C; temps d'immersion 3 à 10 minutes.
- Note de précision: Obtient des résultats uniformes mais peut réduire la précision dimensionnelle de 0,01 ∼ 0,05 mm.
3. électropolissage
L'électropolissage est un procédé électrochimique qui utilise un courant continu (CC) pour éliminer les ions d'aluminium de la surface de la pièce, laissant une couche lisse et passive.
- Électrolyte: Acide sulfurique (20 ∼30%) + solution d'acide phosphorique (60 ∼70%).
- Paramètres de fonctionnement: Voltage 1020 V; densité de courant 1050 A/dm2; température 4060°C.
- Avantages: améliore la résistance à la corrosion en formant une couche d'oxyde d'une épaisseur de 2 ‰ 5 μm; répond aux normes ASTM B912 pour l'aérospatiale.
4. Polissage au laser
Le polissage au laser utilise un faisceau laser à haute énergie (1064 nm laser à fibre) pour faire fondre et refluer la surface en aluminium, éliminant la micro-roughness.
- Paramètres du laser: puissance 50 ‰ 200 W; vitesse de balayage 500 ‰ 2000 mm/s; taille du point 50 ‰ 100 μm.
- Résultat de surface: atteint des valeurs de Ra aussi basses que 0,005 μm, adaptées aux composants optiques.
- Limite: coût élevé de l'équipement (plus de 100 000 $), ce qui le rend viable uniquement pour les pièces de grande valeur.
Applications industrielles par secteur
Le polissage de l'aluminium est utilisé dans diverses industries, chacune ayant des exigences uniques:
- Aérospatiale: alliages d'aluminium électropolissés (par exemple, 7075-T6) pour les châssis d'avions, nécessitant un Ra < 0,05 μm pour réduire la résistance.
- Automobiles: Polissage mécanique des roues en aluminium (Ra 0,08 ‰ 0,1 μm) et polissage chimique des composants du moteur.
- Dispositifs médicaux: Outils chirurgicaux en aluminium 6061 poli au laser, répondant aux normes ISO 13485 de biocompatibilité.
- Électronique: Polissage chimique des dissipateurs de chaleur (par exemple, 6063 aluminium) pour améliorer la conductivité thermique de 10 à 15%.
Flux de travail de polissage étape par étape
- Pré-nettoyage: Retirer les huiles et les débris par nettoyage par ultrasons (30 kHz, 5 ‰ 10 minutes) avec un détergent alcalin (pH 10 ‰ 11).
- Préparation de la surface: Utiliser du papier de verre à grains de 120 ‰ 400 pour le prépolissage mécanique; ou graver avec de l'hydroxyde de sodium (NaOH) à 10% pour les procédés chimiques.
- Polissage: sélectionner une technique basée sur la géométrie des pièces (voir tableau 1).
- Après traitement:
- Rincez soigneusement avec de l'eau désionisée (18 MΩ·cm).
- Passiver avec de l'acide chromique (solution à 5 à 10%) pour prévenir l'oxydation.
- Inspection de la qualité: Utiliser un profilomètre (par exemple, Mitutoyo SJ-210) pour vérifier les valeurs de Ra; effectuer des essais de résistance à la corrosion par pulvérisation saline (ASTM B117).
Comment résoudre les problèmes courants
Émission
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Cause de décès
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Solution
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Finition inégale
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Pression abrasive incohérente
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Utiliser des systèmes de polissage automatisés
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Perçage de surface
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Solution chimique contaminée
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Remplacer l'électrolyte; filtrer à 5 μm
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Décoloration
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Surchauffe lors du polissage mécanique
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Réduire la vitesse des roues; utiliser un liquide de refroidissement (à base d'eau)
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Faible résistance à la corrosion
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Post-traitement inadéquat
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Prolonger le temps de passivation à 15 à 20 minutes
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Tableau 2: Troubleshooting des défauts de polissage de l'aluminium
Conclusion
Le polissage des pièces en aluminium est un mélange d'art et de science, qui nécessite une sélection minutieuse des techniques basées sur la conception des pièces, le matériau et les besoins en matière de performance.Qu'il s'agisse de méthodes mécaniques rentables ou de polissage laser de précision, le respect des paramètres du procédé et des normes de qualité garantit des résultats optimaux.le partenariat avec des services de polissage certifiés ISO 9001 garantit le respect des exigences spécifiques au secteur, de l'aérospatiale aux appareils médicaux.
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