Im Zuge der Diversifizierung industrieller Produkte ist die Verbesserung der Qualität der Formen, die sich direkt auf die Produktqualität auswirkt, zu einer Schlüsselaufgabe geworden. Im Herstellungsprozess von Schraubenformen aus Titanlegierung sind eine reibungslose Bearbeitung und Hochglanzveredelung nach der Formbearbeitung, nämlich Oberflächenschleifen und Polieren von Teilen, wichtige Verfahren zur Verbesserung der Formqualität. Die Beherrschung der geeigneten Poliermethoden kann nicht nur die Qualität und Lebensdauer von Schraubenformen aus Titanlegierung verbessern, sondern auch die Produktqualität weiter sicherstellen. Als nächstes werden wir einige häufig verwendete Formenpoliermethoden und ihre Funktionsprinzipien im Detail vorstellen.
1. Mechanisches Polieren
Beim mechanischen Polieren werden die hervorstehenden Teile einer Werkstückoberfläche durch Schneiden oder plastische Verformung der Materialoberfläche entfernt, um eine glatte Oberfläche zu erhalten. Üblicherweise werden Werkzeuge wie Ölsteine, Wollräder und Schleifpapier verwendet, die hauptsächlich von Hand bedient werden. Für Werkstücke mit hohen Anforderungen an die Oberflächenqualität können hochpräzise Polierverfahren eingesetzt werden. Beim Ultrapräzisionspolieren werden speziell entwickelte Werkzeuge verwendet, die in einer Polierflüssigkeit mit Schleifmitteln fest gegen die bearbeitete Oberfläche des Werkstücks gedrückt werden und eine Rotationsbewegung mit hoher Geschwindigkeit ausführen. Mit dieser Technologie kann die Oberflächenrauheit des Werkstücks Ra0,008 μm erreichen, was die niedrigste Oberflächenrauheit unter vielen Poliermethoden darstellt; Optische Linsenformen verwenden häufig diese Methode. Beim Formenpolieren nimmt das mechanische Polieren einen hohen Stellenwert ein.
2. Chemisches Polieren
Durch chemisches Polieren kann das Material in einem chemischen Medium vorzugsweise die mikroskopischen Vorsprünge und nicht die vertieften Teile auflösen und so eine glatte Oberfläche erzielen. Mit dieser Methode können Werkstücke mit komplexen Formen und mehrere Werkstücke gleichzeitig mit relativ hoher Effizienz poliert werden. Die durch chemisches Polieren erzielte Oberflächenrauheit beträgt jedoch im Allgemeinen Ra10 μm.
3. Elektrolytisches Polieren
Das Grundprinzip des elektrolytischen Polierens ähnelt dem des chemischen Polierens. Beide beruhen auf der selektiven Auflösung kleiner Vorsprünge auf der Materialoberfläche, um die Oberfläche zu glätten. Im Vergleich zum chemischen Polieren kann das elektrolytische Polieren die Auswirkungen kathodischer Reaktionen eliminieren, was zu einer besseren Polierwirkung führt.
4. Ultraschallpolieren
Beim Ultraschallpolieren werden Ultraschallschwingungen des Werkzeugquerschnitts genutzt, um spröde Materialien mithilfe einer Schleifmittelsuspension zu bearbeiten. Konkret wird das Werkstück in eine Schleifmittelsuspension gelegt und gleichzeitig in einem Ultraschallfeld positioniert. Basierend auf der Schwingung des Ultraschalls führen die Schleifmittel Schleif- und Polierarbeiten auf der Oberfläche des Werkstücks durch. Die makroskopischen Kräfte bei der Ultraschallbearbeitung sind gering und verursachen keine Verformung des Werkstücks, die Vorbereitung und Installation der Werkzeuge ist jedoch relativ schwierig.
5. Flüssiges Polieren
Beim Flüssigkeitspolieren wird die Oberfläche des Werkstücks durch die Wirkung einer fließenden Flüssigkeit und der darin enthaltenen Schleifpartikel geschrubbt und so der Zweck des Polierens erreicht. Hydrodynamisches Polieren wird durch hydraulische Kraft angetrieben, und das Medium verwendet hauptsächlich eine spezielle Verbindung (polymere Substanz) mit guter Fließfähigkeit bei relativ niedrigem Druck, gemischt mit Schleifmitteln. Als Schleifmittel kann Siliziumkarbidpulver gewählt werden.
6. Magnetisches Polieren
Beim magnetischen Polieren werden magnetische Schleifmittel verwendet, um unter Einwirkung eines Magnetfelds eine Schleifbürste zu bilden und das Werkstück zu schleifen. Diese Methode zeichnet sich durch eine hohe Verarbeitungseffizienz, gute Qualität und leicht kontrollierbare Verarbeitungsbedingungen aus. Mit geeigneten Schleifmitteln kann die Oberflächenrauheit nach der Bearbeitung Ra 0,1 μm erreichen.
7. Polieren von Verbundwerkstoffen mit Elektroentladung und Ultraschall
Um die Poliergeschwindigkeit von Werkstücken mit einer Oberflächenrauheit Ra von 1,6 μm oder höher zu verbessern, können Ultraschallwellen in Kombination mit einer speziellen Hochfrequenz-Stromversorgung mit schmalen -Pulsen und hohem Spitzenstrom zum Polieren von Verbundwerkstoffen verwendet werden. Diese Verbundpoliermethode kombiniert die Vorteile des Ultraschall- und Elektroentladungspolierens und verbessert effektiv die Effizienz und Qualität des Polierens.
Verschiedene Poliermethoden haben ihre eigenen Eigenschaften und Anwendungsbereiche. Bei praktischen Polierprozessen für Schraubenformen aus Titanlegierungen sollte die geeignete Poliermethode oder eine Kombination mehrerer Methoden basierend auf den spezifischen Anforderungen der Form, der Komplexität ihrer Form und den Anforderungen an die Oberflächenrauheit ausgewählt werden, um den gewünschten Poliereffekt zu erzielen, die Qualität der Form zu verbessern und den Grundstein für die Herstellung hochwertiger Schraubenprodukte aus Titanlegierungen zu legen.
