Quels sont les points clés du processus de polissage des raccords de tuyauterie en acier de précision industriels courants

Tout d'abord, quels sont les points clés du processus de prétraitement avant le polissage des raccords de tuyauterie en acier de précision?

Le prétraitement est la condition préalable pour garantir l’effet de polissage et éviter les dommages secondaires. L'objectif principal est d'éliminer complètement les impuretés de surface et de réparer les défauts fondamentaux, en posant une base de surface uniforme et propre pour les processus de polissage ultérieurs. La qualité de ce prétraitement affecte directement la précision du polissage final.

(I) Traitement de nettoyage de surface des raccords de tuyauterie en acier de précision.

Après l'usinage, les pièces de tuyaux en acier de précision sont sujettes à l'adhésion de résidus de liquide de coupe, de limaille de fer, de poussière, d'huile et de calamine d'oxyde. Si le nettoyage n'est pas approfondi, les impuretés peuvent facilement s'incruster dans la surface pendant le polissage, provoquant des rayures secondaires ou affectant l'uniformité du contact entre le produit de polissage et la surface de la pièce. La méthode préférée est une combinaison de « nettoyage neutre + renforcement par ultrasons » : en utilisant un agent de nettoyage neutre avec un pH de 7-8, combiné avec un équipement de nettoyage par ultrasons, en réglant la fréquence à 28-40 kHz, la température de nettoyage à 40-60℃ et le temps de nettoyage à 15-20 minutes. La force d'impact des microbulles générées par les vibrations ultrasoniques élimine en profondeur les impuretés des crevasses, des trous profonds et autres coins morts. Après le nettoyage, rincez immédiatement abondamment à l'eau déminéralisée, puis séchez à l'air chaud (80-100 ℃, 5-8 minutes) pour garantir l'absence d'accumulation d'eau ou de résidus d'agent de nettoyage sur la surface, empêchant ainsi l'oxydation de la surface causée par les résidus d'humidité.

(II) Inspection des défauts de surface et réparation des raccords de tuyauterie en acier de précision.

Le polissage ne peut éliminer que les défauts de surface peu profonds. Les défauts dépassant la norme doivent être inspectés et traités à l'avance pour éviter un grossissement après le polissage. Utilisez une loupe 10 à 20x pour inspecter minutieusement la surface des pièces, en vous concentrant sur les micro-rayures, les piqûres et les taches d'oxyde. Les rayures peu profondes d'une profondeur ≤ 0,005 mm peuvent être éliminées par un polissage fin ultérieur sans traitement supplémentaire. Pour les piqûres et rayures dépassant la profondeur standard ou ayant une grande surface, une réparation locale par meulage est nécessaire. Utilisez une pâte à poncer à grains fins (W10-W15) avec une tige de ponçage pour un ponçage léger. Après réparation, la rugosité de la surface doit être contrôlée à Ra≤0,8 μm pour assurer une transition douce entre la zone réparée et la surface environnante, sans aucune apparence de marche.

(III) Traitement de soulagement des contraintes pour les raccords de tuyauterie en acier de précision.

Les raccords de tuyauterie en acier de précision sont sujets à des contraintes résiduelles lors de l'usinage de trous profonds. Le polissage direct peut provoquer une déformation due à la libération des contraintes, affectant la précision dimensionnelle et l'uniformité du polissage. Un traitement de soulagement des contraintes à basse température est nécessaire avant le polissage : placez les pièces dans un four de traitement thermique, chauffez à 180-220 ℃, maintenez pendant 1 à 1,5 heures, puis refroidissez lentement à température ambiante avec le four. Cette méthode de chauffage douce libère progressivement les contraintes résiduelles internes tout en évitant les modifications des propriétés des matériaux causées par les températures élevées. Pour les tubes en acier de précision à paroi mince (épaisseur de paroi ≤ 2 mm), la température de maintien doit être réduite de manière appropriée (180-200 ℃) et le temps de maintien prolongé (1,5 à 2 heures) pour améliorer davantage le soulagement des contraintes et empêcher la déformation pendant le polissage.

Deuxièmement, quels sont les points clés pour sélectionner et adapter les processus de polissage des raccords de tuyauterie en acier de précision ?

Le processus de polissage des raccords de tuyauterie en acier de précision doit être sélectionné en fonction des différences de diamètre de trou, des exigences de qualité de surface, de la taille du lot et des caractéristiques des matériaux, en équilibrant l'effet de polissage, l'efficacité du traitement et le coût de production. Les principaux types de processus et points d’application sont les suivants.

(I) Honage et polissage : procédé préféré pour les pièces à trous moyennement profonds.

Le klaxonnage et le polissage conviennent aux pièces de tuyaux en acier de précision à trous moyennement profonds avec un rapport profondeur/diamètre (L/D) de 5 à 15. Ils sont particulièrement adaptés aux tubes en acier à résistance moyenne à élevée tels que l'acier 45# et 40Cr. L'affûtage et le polissage améliorent l'état de surface et corrigent simultanément les erreurs dimensionnelles telles que la rondeur et la cylindricité. La rugosité de surface peut être contrôlée entre Ra=0,2 et 0,8 μm, ce qui en fait la solution privilégiée pour le polissage de lots de pièces à trous moyennement profonds.

Points clés du processus :

(A) Sélection des outils et supports de rodage : utilisez des pierres de rodage à grains fins (granulométrie W10-W20) et un fluide de rodage extrême pression (viscosité cinématique 8-12 mm²/s à 20 ℃). Le liquide de rodage doit contenir des additifs extrême pression et des agents onctueux pour équilibrer les capacités de lubrification, de refroidissement et d'élimination des copeaux, évitant ainsi que la pierre à roder ne s'use trop rapidement ou que sa surface ne soit rayée.

(B) Contrôle précis des paramètres : contrôlez strictement l'expansion et la contraction de la tête d'affûtage dans une plage de 0,01 à 0,03 mm pour éviter une expansion et une contraction excessives. Pour les trous dont les diamètres sont hors tolérance, la vitesse linéaire est réglée sur 80-120 m/min et la vitesse d'avance est de 0,01-0,03 mm/r. Plusieurs passes de rodage sont utilisées pour réduire progressivement la rugosité de la surface. Après chaque passe de rodage, la paroi du trou et la pierre à roder sont nettoyées pour éviter que les résidus de meulage n'affectent le polissage ultérieur.

(C) Ajustements adaptatifs : lors de l'usinage de tuyaux en acier à haute résistance, la vitesse d'avance est réduite de manière appropriée et le débit du fluide de rodage est augmenté pour réduire l'usure de la pierre de rodage. Lors de l'usinage de pièces à paroi mince, la pression de rodage est contrôlée à ≤0,1 MPa pour éviter la déformation de la pièce.

(II) Meulage et polissage : un processus dédié aux pièces de très haute précision.

Pour les pièces à trous ultra profonds avec L/D > 15 et les scénarios d'ultra haute précision nécessitant une rugosité de surface Ra ≤ 0,2 μm, le meulage et le polissage permettent d'affiner la surface grâce à un enlèvement ultra-micro, réduisant la rugosité de surface à Ra ≤ 0,05 μm tout en maximisant la préservation de la précision dimensionnelle des pièces, en s'adaptant à l'usinage de pièces haut de gamme personnalisé.

Points clés du processus :

(A) Sélection des supports de broyage : Sélectionnez la pâte de broyage appropriée en fonction des caractéristiques du matériau. Utilisez une pâte abrasive à l'oxyde de chrome ou à l'oxyde d'aluminium (granulométrie W5-W10) pour l'acier au carbone et l'acier allié, ainsi qu'une pâte abrasive diamantée pour l'acier inoxydable pour garantir l'efficacité du meulage et la qualité de la surface.

(B) Optimisation de la méthode de meulage : pour les pièces à trous ultra-profonds, adoptez une stratégie de meulage segmentée, la longueur de chaque segment étant contrôlée entre 50 et 80 mm. Procéder progressivement et nettoyer rapidement les résidus de meulage pour éviter que les impuretés ne s'accumulent et ne rayent la surface usinée ; contrôler la pression de meulage à 0,1-0,3 MPa, en utilisant un mouvement uniforme alternatif pour garantir l'uniformité du meulage ;

(C) Nettoyage après broyage : Immédiatement après le broyage, utilisez de l'éthanol anhydre pour le nettoyage par ultrasons afin d'éliminer soigneusement les résidus de pâte de broyage et d'empêcher la pâte de durcir et d'affecter la finition de surface. (III) Polissage électrochimique : un processus de production de masse de pièces structurelles complexes.

Le polissage électrochimique repose sur des réactions électrolytiques pour dissoudre les parties saillantes à la surface des pièces, obtenant ainsi des finitions rapides semblables à celles d'un miroir avec une rugosité de surface de Ra = 0,1 à 0,4 μm. Il améliore également la résistance à la corrosion de la surface de la pièce et convient à la production en série de pièces de tubes en acier de précision dotées de structures internes complexes. Son efficacité de traitement est nettement supérieure à celle du polissage mécanique. Points clés du processus :

(A) Préparation et contrôle de l'électrolyte : utilisez un électrolyte composite acide phosphorique-acide sulfurique (acide phosphorique 60 %-70 %, acide sulfurique 20 %-30 %), contrôlez la température à 50-70 ℃, la densité de courant à 10-20 A/dm² et le temps de polissage à 3-5 minutes. Surveillez régulièrement la concentration d'électrolyte et reconstituez les composants si nécessaire pour éviter un polissage inégal dû à un déséquilibre de concentration.

(B) Renforcement avant traitement : avant le polissage, dégraissez soigneusement les pièces pour vous assurer que la surface est exempte d'huile ; une réaction électrolytique inégale peut se produire, entraînant des défauts tels qu'un assombrissement et des taches localisés.

(C) Protection post-traitement : immédiatement après le polissage, rincez abondamment à l'eau propre, puis plongez dans une solution d'acide nitrique à 5 % à 8 % pour un traitement de passivation pendant 5 à 10 minutes afin d'améliorer la résistance à l'oxydation de la surface. Enfin, séchez et scellez pour le stockage afin d’éviter une oxydation secondaire. Notez que ce processus doit être utilisé avec prudence pour les pièces de tuyaux de précision en acier inoxydable afin d'éviter la corrosion intergranulaire.

(iv) Polissage mécanique : un processus pour les pièces à surface externe et à trous peu profonds en petits lots.

Le polissage mécanique est pratique à utiliser et entraîne de faibles coûts de modification de l'équipement. Il convient à la production en petites séries de pièces de tubes en acier à trous peu profonds et de précision avec des surfaces externes. L'affinement de la surface est obtenu grâce à la friction entre l'outil de polissage et la pièce. La précision du polissage peut être ajustée de manière flexible en fonction des besoins, s'adaptant ainsi à des scénarios de traitement multi-variétés et en petits lots.

Points clés du processus :

(A) Sélection des outils et des supports : lors de l'étape de polissage grossier, utilisez de la cire jaune avec une meule en laine pour éliminer les marques de coupe de surface, réduisant ainsi la rugosité de la surface à Ra≤1,6 μm ; lors de l'étape de polissage fin, passez à la cire blanche avec un chiffon de polissage en microfibre pour améliorer encore la douceur jusqu'à ce que les exigences de conception soient satisfaites.

(B) Contrôle des paramètres : réglez la vitesse de polissage sur 1 500 à 2 500 tr/min et contrôlez uniformément la pression manuelle à 0,05 à 0,1 MPa pour éviter une pression locale excessive entraînant une surchauffe, une oxydation ou une déformation de la surface. Simultanément, gardez l'outil de polissage parallèle à la surface de la pièce pour éviter un polissage excessif dans certaines zones.

(C) Adaptation et réglage : lors du traitement de pièces à paroi mince, réduisez la vitesse de polissage (1 500-2 000 tr/min) et réduisez la pression de la main. Lors du traitement de tuyaux en acier à haute résistance, la vitesse peut être augmentée de manière appropriée pour raccourcir le temps de polissage.

Troisièmement, quels sont le contrôle qualité et les précautions à prendre pour le processus de polissage des tuyaux et raccords en acier de précision ?

Un système de contrôle qualité complet du processus doit être établi pour le processus de polissage afin de contrôler avec précision la précision dimensionnelle, l'état de surface et les paramètres du processus. Dans le même temps, les problèmes de compatibilité des matériaux doivent être évités pour garantir des résultats de polissage stables et fiables et éviter les défauts de qualité.

(I) Contrôle dimensionnel et de l’état de surface.

La tolérance de polissage est strictement contrôlée entre 0,01 et 0,03 mm. Un polissage excessif peut facilement entraîner des écarts dimensionnels tels qu'un diamètre de trou réduit et une épaisseur de paroi inégale. Pendant le traitement par lots, des échantillons sont prélevés toutes les 10 à 15 pièces pour inspection. Un testeur de rugosité est utilisé pour mesurer avec précision la rugosité de la surface, et une machine de mesure tridimensionnelle est utilisée pour vérifier les dimensions du noyau telles que le diamètre du trou et la rondeur afin de garantir la conformité aux exigences de conception. L'état des outils de polissage est vérifié régulièrement. Les pierres à aiguiser sont remplacées immédiatement lorsque l'usure dépasse 0,02 mm. Les chiffons de polissage et les meules en laine sont remplacés rapidement lorsqu'ils sont endommagés ou effilochés pour éviter que l'usure des outils ne provoque des rayures de surface et un polissage irrégulier.

(II) Contrôle de l'environnement et des médias.

La zone de polissage doit être maintenue propre, sèche et exempte de poussière pour éviter la contamination par la poussière et l'huile de la surface de la pièce et du support de polissage. La température de l'environnement de traitement est contrôlée à 20 ± 2 ℃ pour réduire la dilatation thermique et la contraction des pièces causées par les différences de température, ce qui peut affecter la précision du polissage. Changez régulièrement les supports de polissage. La pâte d'affûtage et la pâte à polir doivent être stockées dans des récipients scellés pour éviter l'humidité et la contamination. Le niveau de contamination de la pâte de rodage doit être maintenu en dessous du niveau NAS 8. La concentration et la valeur du pH de l'électrolyte doivent être testées toutes les 8 à 10 heures d'utilisation, puis reconstituées et ajustées rapidement pour garantir des performances stables du support.

(III) Compatibilité matérielle et restrictions opérationnelles.

Différents matériaux des tubes en acier de précision nécessitent différents processus de polissage : les tubes en acier à haute résistance (dureté > 260HB) nécessitent un traitement de trempe et de ramollissement avant le polissage pour réduire les difficultés de polissage et l'usure des outils ; éviter le polissage électrochimique des pièces en acier inoxydable et privilégier le meulage ou le polissage mécanique pour éviter la corrosion de surface ; les tuyaux en acier à paroi mince (épaisseur de paroi ≤ 2 mm) doivent donner la priorité au meulage ou au polissage mécanique doux, en contrôlant strictement la pression et la vitesse de polissage pour éviter les risques de déformation. Pendant le fonctionnement, évitez de maintenir les outils de polissage dans la même position pendant des périodes prolongées afin d'éviter une surchauffe localisée ainsi qu'une oxydation et une décoloration de la surface ; après le polissage, nettoyer, sécher et sceller rapidement pour éviter toute contamination secondaire et oxydation.

Quatrièmement, quelle est la valeur d'application et les orientations d'optimisation de la technologie de polissage pour les raccords de tuyauterie en acier de précision ?

Un traitement de polissage scientifique et raisonnable peut non seulement améliorer considérablement la finition de surface des pièces de tuyaux en acier de précision, mais également améliorer la résistance à l'usure de la surface, la résistance à la corrosion et les performances d'étanchéité, prolongeant ainsi efficacement la durée de vie des pièces et élargissant leurs scénarios d'application dans la fabrication haut de gamme. En optimisant le processus et les paramètres de polissage, le taux de défauts de surface des pièces peut être contrôlé à moins de 0,5 %, tout en améliorant l'efficacité du polissage de plus de 20 %, équilibrant ainsi qualité et économie.

À l'avenir, alors que la fabrication haut de gamme continue d'exiger une qualité de surface supérieure des pièces, les processus de polissage pourront être optimisés vers l'intelligence et la précision : en combinant une technologie de surveillance en ligne pour détecter la rugosité de la surface et les changements dimensionnels en temps réel pendant le polissage, permettant un ajustement automatique des paramètres de polissage ; développer des supports et des outils de polissage spécialisés et personnaliser des solutions de polissage pour les pièces de tuyaux en acier de précision avec des matériaux spéciaux et des structures complexes ; intégrer des concepts de fabrication écologiques, sélectionner des supports de polissage respectueux de l'environnement, réduire les émissions de déchets liquides et de résidus et parvenir à une mise à niveau précise, à haute efficacité et respectueuse de l'environnement du processus de polissage.