Обработка металлов

Как отшлифовать алюминиевую поверхность. Зачем нужна шлифовка алюминия

В настоящее время изделия из алюминия пользуются заслуженным спросом. Для улучшения их свойств и качеств применяются различные способы его обработки.

Известно, что алюминий в естественной среде окисляется. В результате происходящих химических процессов на поверхности металла образуется защитный слой, составляющий примерно 10 микрон. Однако он не обладает столь мощным защитным действием, чтобы противостоять многочисленным агрессивным средам, которые постепенно разрушают его, провоцируя при этом возникновение разнообразных, порой, опасных химических соединений. Подобное воздействие агрессивных средств может привести к образованию трудновыводимых пятен, разводов, а также способствовать более серьезным повреждениям. Справедливости ради стоит заметить, что окисленная поверхность является хорошей основой для нанесения надежного защитного покрытия.

Чтобы защитить и улучшить внешний вид алюминиевых поверхностей были разработаны различные технологии. Наиболее часто используются:

  • шлифовка или полировка;
  • электрохимическое или химическое окисление;
  • эмалирование или окрашивание специальной краской.

Шлифовка или полировка алюминия может быть как химической, так и электрохимической. Оба способа не защищают поверхность металла от агрессивного воздействия, но существенным образом улучшают внешний вид металлического покрытия, делая его гладким, ровным и блестящим. Кроме того, отполированная поверхность приобретает более серьезную устойчивость к коррозии. Защитить же алюминиевую поверхность призваны более серьезные методы, как например, химическое и анодное окисление.

Химическая полировка

С помощью химической полировки можно избавить поверхность изделий от видимых повреждений, не увеличивая при этом ее отражающую способность.

Процесс химической полировки заключается в погружении деталей или изделий в некоторую емкость со специально подготовленным составом для обработки поверхности.

В такой состав может входить: смесь кислот различной концентрации, а также нитрат меди. Перед погружением детали или изделия предварительно очищают от жира специальными средствами. Изделия держат в растворе несколько минут, затем тщательно промывают в большом количестве воды: сначала горячей, потом холодной.

Электрохимическая шлифовка

Данный вид обработки дает возможность вернуть изделиям идеальные контуры, устранить имеющиеся шероховатости и неровности. Электрохимическая шлифовка основывается на применении метода анодного распада.

Сначала предварительно обезжиренные и чистые изделия погружаются в специальный раствор, который призван удалить естественный слой окисленного алюминия. Обычно этот этап длится всего 20-30 секунд. Затем проводят электрический разряд между специально подбираемым катодом и анодом, которым является сама деталь. Возникает явление поляризации, ток снижает свое значение. В результате анод, т.е. обрабатываемая деталь, покрывается тонким окисленным слоем. После просушивания становится очевидным, что при помощи данного процесса можно значительно улучшить светоотражающие свойства поверхности. Однако стоит отметить, что отшлифованная поверхность не обладает серьезными защитными свойствами и требует проведения последующих защитных мероприятий, к примеру, анодирования.

Внизу отполированная в этом году, вверху то что стало с крышкой за год



Правая крышка уже покрыта лаком
В этом году я учел ошибки, скурил энное количество мануалов, провел эксперимент. Нам понадобится:
1 Шкурка зернистостью 2500 (35р)
2 Шкурка зернистостью 1000 (25р)
3 Шкурка зернистостью 250-500 (зависит от чистоты поверхности)
4 Полировальный круг
5 Паста ГОИ (30рублей)
6 Лак автомобильный (сколько стоит я не знаю, подарили друзья когда узнали чем я занялся)
7 Лимонная кислота х4 (рублей 30 пакетик, мне кажется).
Итак, приступим. Пару слов именно о двигателе 638 явы. Греются они не сильно, рука терпит в любую жару после любого пробега. Именно поэтому лак у меня обычный. В то же время они подвержены воздействию грязи, воды, пыли, масла и прочей вредной для блеска алюминия фигни. За год крышки потускнели и вернулись к своему первоначальному состоянию. Так же у меня на них были довольно глубокие царапины, сколы. Поэтому мне пришлось убирать их грубой шкуркой, а затем доводить все мелкими. Демонтировать не трудно, но есть одно но. Нужно тщательно отмыть крышки от масла со всех сторон. Иначе, когда вы будете, а вы будете, касаться обратной стороны, а затем грязной рукой за чистую поверхность.
Сняли, помыли (или не итак чистая деталь была) Берем самую грубую шкурку и убираем глубокие царапины. Работать с алюминием нужно нежно и в то же время уверенно. Шкурить нужно только в одном направлении вперед назад, влево вправо, вверх вниз. Иначе ничего не выйдет, опытным путем выяснил… В общем, тут как в сексе, вперед назад вперед назад.



Чтобы, не было так, нужно шкурить в одном направлении
Убрали крупные коцки? Теперь надо убрать алюминиевую пыль. Убрали? Отлично, берем шкурку с зернистостью 1000 и в том же самом направлении проходим всю деталь. Добиваемся равномерного блеска. На этом этапе вы должны увидеть некий ореол в отражении. Зашкурили? Должно получиться примерно так:



Снова убираем пыль со всей детали, а затем переходим к шкурке зернистостью 2500. И снова в том же самом направлении шкурим. На данном этапе вы увидите себя во всей красе. Все зависит от усердия и необходимого результата. Я пытался получить блеск примерно такой же, как у хромированных глушителей. Ну вот мы равномерно пошкурили детальку, но она уже минут через 5-10 будет не такая блестящая. Нам нафиг не надо, поэтому мы берем тару, чтобы деталь полностью можно было погрузить в лимонную кислоту. Я разводил 4 пакета на 8 литров. В принципе можно и меньше, просто подождать нужно чуть дольше. Очищает на ура. Для сравнения я засунул картер на половину в воду после первого этапа и пошел обедать. После получаса результат был вот такой.



А оцинкование ведро за ночь стало вот таким блестящим.



Но мы что-то отвлеклись. Настало время для самого важного участка – полировки. Берем дрель (или шлифмашинку, все зависит от того, какая у вас насадка), одеваем на нее валенок (ну ребят, мы ж в России, как же без валенка-то) и мажем пастой ГОИ этот самый валенок. Не деталь, это важно. И методично, с умеренным нажимом начинаем полировать деталь. Сам процесс полировки легко определить по повышенному нагреву детали и работе шлифмашинки (в нашем случае дрели). Если обороты начинают немного падать, уменьшаем нажим и полируем. Когда паста начнет стираться либо добавляем еще, либо убираем остатки. Я убирал излишки обратной стороной шлифовальной насадки.






Сама по себе паста ГОИ должна легко наноситься на насадку, особенно если чуть надавить. Паста делается на основе парафина, который легко растворяется в бензине и плавится при нагревании. Следует заметить, что все руки у вас будут в отработанной пасте вперемешку с алюминием. Тут либо одеваем медицинские перчатки, либо потом моем бензином и теплой водой. Проходим всю деталь, протираем от остатков пасты, проверяем равномерность, присутствуют ли разводы, оставшиеся от пасты. При необходимости проходимся второй раз.
Ну что вроде и все, на этом можно закончить наш рассказ, но нет. Мы же хотим сохранить блеск. Поэтому, берем деталь, в нашем случае крышку и опускаем ее в лимонную кислоту.



Я опускал на час, а затем оставил на ночь. Особой разницы не заметил. Опустили? Отлично, сейчас идем подметать и мыть гараж. Ну как мыть, пол нужно смочить, после того как подмели, а если в гараже очень грязно, то смочить и до и после. Мы же не хотим, чтоб на наших крышках осела пыль. Достаем деталь из лимонной кислоты. Блестит так, как надо? Если нет, дорабатывает пастой ГОИ и снова.
Если вас все устраивает, протираем, сушим, обезжириваем, лакируем, сушим, собираем двигатель.






PS не забудьте защитить от летящей грязи все декоративные поверхности в месте полировки. Так же стоит учесть, что деревянный верстак приобретает характерный серый цвет от алюминиевой пыли. Отмыть его можно щеткой и теплой мыльной водой.
PPS теперь перешел к следующей фазе – поиск черных дуг.

Вопрос, как отполировать алюминий своими руками, довольно злободневен, поскольку этот металл давно стал бытовым спутником человека и за ним, волей не волей, приходится ухаживать. Одно дело, если это какая либо штампованная кастрюля, где мы больше заботимся о чистоте, чем о блеске, и другое, если по каким либо причинам приходится возвращать зеркальность, например, подошве утюга или восстанавливать блеск металлическим частям кухонных помощников. Вот в таких ситуациях и приходится ломать голову, предполагая выполнение работы, с одной стороны, не требующей высококвалифицированной подготовки, а с другой, которую не выполнял никогда и имеешь лишь представление. Как отполировать алюминий в домашних условиях - тема этой публикации.

Алюминий является обычным цветным металлом, правда, несколько более активным, чем черные металлы, поэтому основными способами его полировки будут химическая, механическая полировки, электрополирование и декоративное травление. Даже если все реактивы и кислоты можно свободно купить, дома химической полировкой лучше не заниматься, все кислоты опасны и ядовиты, а мы живем в окружении и случайности все же лучше исключить. Поэтому рассмотрим только механическую полировку, безопасную и быструю, с применением электрофицированных инструментов.

Сущностью полировки является создание такой поверхности, что бы лучи света не поглощались неровностями материала, а отражались от нее. Для выравнивания поверхности используется обычная наждачная бумага, причем зачищается поверхность до равномерного матового блеска, уменьшая при этом величину зерна абразива. Алюминий мягкий метал, сравним его даже с деревом, поэтому если вы возьмете грубую наждачку, например, 40 или 20, то полученные глубокие царапины потом придется долго отполировывать. Начните с нулевки. Чувствуете, что процесс затягивается, а наждачная бумага быстро забивается, можно и прибавить величину зерна, алюминий тоже разной твердости бывает.

Зачистив до матовости всю поверхность, приступают к ее полировке войлочными и матерчатыми кругами с применением полировочных паст. Суть такой полировки заключается так же в срезании микронных выступов с поверхности частичками абразивов, входящих в состав паст, и удерживаемых порами войлока, фетра, кожи или тканевых насадок. Выбор абразивных полировальных паст огромен и они, как весь шлифовальный инструмент, так же различаются друг от друга величиной твердых частиц. Не надо уповать только на пасту ГОИ, запасы которой по нашим «норам» нас переживут, в продаже есть даже специальные, разработанные под полировку алюминия пасты, не требующие грубой механической силы машин, а придающие зеркальный блеск при обычном втирании руками. Вспомните, как раньше чистилось столовое серебро? Может мел и столовый уксус быстрее дадут нужный результат, чем грубая работа дрели или дремеля, хотя есть сложные поверхности, где только бормашиной и достанешь.

Одной из сложностей полировки алюминия является свойство этого металла быстро окисляться на воздухе, причем процесс окисления идет вместе с процессом полировки. Тут для получения «зеркала» нужно отполировать поверхность под масляной пленкой, ограничивающей доступ воздуха. Капаем на металл каплю машинного масла и полируем вручную или техникой прямо по этой капле, сразу наблюдая появляющийся зеркальный блеск. Пропитать маслом можно и саму ткань, полируя алюминий уже только вручную, т.к. при вращении масло разлетается по сторонам.

Протираем окончательно поверхность сухой мягкой тряпочкой и наслаждаемся результатом.

Полировка алюминия менее трудоёмкий процесс, чем, например, нержавейки, однако это более капризный материал. Проблема заключается в том, что многие металлы можно отполировать до зеркального блеска даже в домашних условиях, важно лишь запастись терпением, абразивными пастами и войлочными кругами. Полировка алюминия по такой технологии непродуктивна – сколько не обрабатывай поверхность, она выглядит так, словно на неё смотрят через полиэтиленовый пакет.

Вызвано это тем, что на поверхности Al под действием кислорода воздуха очень быстро образуется оксидная плёнка. Зеркальное сверкание возникает буквально на несколько минут и исчезает, а металл, даже безупречно гладкий, приобретает матовый оттенок. Настолько же трудно алюминий поддаётся окраске традиционными методами, без использования технологии порошкового распыления с последующей термообработкой.

Чему служит полировка алюминия

Полировка алюминия требуется для придания эстетичного вида декоративным элементам мотоциклов, автомобилей, охотничьей посуды, дизайнерского интерьера помещений, корпусам классической фототехники . Следует признать, что никакими обычными абразивами придать этому металлу зеркальный блеск не удастся. Для достижения нужного эффекта необходима химическая или электрохимическая полировка с последующим анодированием . Выполнить подобные операции можно только в гальваническом цехе , так как требуется большая сила тока и соблюдение температурного режима электролита. Полипропиленовая гальваническая ванна при выполнении таких работ нагревается весьма ощутимо, причем процесс гальванизации нужно постоянно контролировать, иначе на поверхности начнут образовываться окислы. При анодировании Al обретает ровный светло-серый цвет, после чего имеется два способа получения зеркального блеска.

Это не полировка алюминия в смысле придания ему нужных свойств механическим воздействием, здесь результат достигается с помощью бесцветного лака или порошковой покраски. Сверкающее светоотражающее покрытие получается в результате спекания частиц защитного слоя. Определённый интерес представляет также подвид электрохимической полировки алюминия – декоративное травление в фосфорно-хромовом электролите . При этом на металле появляется рисунок в виде изморози, розеток, снежинок. В начале гальванизации напряжение тока составляет 25-30В, затем начинает произвольно повышаться до 40В, что означает окончание процедуры. Для придания особого эффекта «искрения» или «снежка» сырьё перед анодным травлением нагревают по специальной схеме .

Но если полировка изначально гладких деталей (как выхлопной коллектор, глушитель, крышки картера, рама и маятник) сводятся к максимум проходу мелкозернистой шкуркой и последующей полировкой шлифмашинкой (или дрелью с насадкой, кто что купил.. :-)) то в случае с грубой поверхностью, необработанной после отливки, как правило приходится попотеть. Но результат того стоит!

Итак, приступим. На фото - как раз пресловутая деталь с необработанной поверхностью корпуса, по замыслу конструкторов спрятанная от посторонних глаз

Чтобы сделать это гладким и блестящим нужно, как вы наверное уже догадались, убрать всю шероховатость отливки. Так как алюминий метал мягкий, то добиться этого можно 80й шкуркой да парой напильников в некоторых местах. Вот такой:

Рекомендуется к использованию небольшой брусок пробки, который слегка прогибается под нажимом. Если брусок будет деревянный или пластиковый, твердый, то работать им будет заметно сложнее в силу того что деталь наша - гнутая, и площадь прилегания шкурки будет минимальна..

Начинаем шкурить, и тут-же сталкиваемся с проблемой:

Верхняя часть имеет непонятный выступ.. Можно конечно оставить как есть, но вообще эта стадия предварительного грубого вышкуривания задает окончательный внешний вид детали. И глупо вкладывать время в последующую тонкую обработку оставив подобные дефекты наяву. Поэтому вооружаемся большим напильником и придаем детальке правильную округлую форму. И вот результат:

И "бордюр" тоже подправляем чтобы выглядел как надо:

Остальная поверхность оказалась без изъянов, получилось обойтись обычным вышкуриванием. Постарайтесь как можно чаще пользоваться бруском, с ним получается сильнее прижать шкурку что заметно облегчает работу. Ну и конечно, без бруска больше риска создать волнистую поверхность вместо ровной, что потом будет сильно заметно на зеркальной поверхности. Тут всё точно также как и с автомобильной шпаклевкой - вышкуриваем от руки, получаем "волны", шкурим с бруском - всё ОК!

Еще немного вышкуривания..


Нижний фланец тоже подправляем напильником, добиваясь четкого перехода поверхностей. Чего не стоит делать если это место нагружено, острый угол - концентратор напряжения..

Напильник оставляет довольно глубокие царапины. А 80я шкурка их подчищает:

Постепенно спускаемся всё ниже и ниже.. И упираемся в цифру "2", отлитую на корпусе:

Продолжаем выравнивать поверхности. В этом нам помогает большой напильник:

Вы можете оценить количество снятого металла, сравнив текущую степень обработки с фотографией детали в самом начале.. В таком темпе и была вычищена и вышкурена остальная поверхность детальки. Первый этап можно считать законченным.

Самый нудный и долгий этап "Имени 80й Шкурки" закончен.

В среднем на подобную операцию уйдет часов 5-6, поэтому терпение.. Дальше будет и быстрее, и легче.

На сцене появляется 120я шкурка!

На следующей фотографии верхняя часть детали вышкурена 120кой, а остальное - нет. Видна разница в шероховатости. И смысл здесь заключается в том, чтобы убрать 120й шкуркой все следы работы 80й. Если этого не сделать, то царапины останутся видны и после финальной стадии полировки, что сильно обломает результат..

Вот, полностью прошлись 120кой:

Время, необходимое на вышкуривание 120кой - полтора часа.

Следующий этап - вышкуривание 220м номером. Идея остаётся неизменной - убрать все следы работы 120й шкуркой. На фото - уже вышкуренная деталь:

Потраченное на вышкуривание 220м номером время - 1 час.

Следующий этап (низачто не догадаетесь!) - вышкуривание 400й шкуркой. И вот тут уже начинаются трудности другого характера. Это одна из самых мелких шкурок, которыми еще можно работать всухую. Обтряхивайте шкурку почаще, так как она очень быстро забивается пылью и перестает работать.

А деталька-то становится всё красивее и красивее! :-)

Потраченное на 400й номер время - 1 час.

Переходим к водным процедурам! Пригодовьте тазик или кювету с теплой водой и бросьте туда отмокать несколько листов 1000-1200й шкурки. Еще не помешает найти какую-нибудь тряпку или старое полотенце, сложить в несколько раз, и пристроить на колене (на котором будет стоять деталь при вышкуривании). Убережет колено от экстремального намокания и фильтрации воды от аллюминиевой пыли.. :-)

Заметим, что на данном этапе уже можно шкурить просто рукой, не подкладывая ни губку ни мягкие бруски. С такой мелкой шкуркой мы уже не можем повлиять на форму детали, зато так будет проще вышкурить все труднодоступные места. Что впрочем не исключает использования мягких брусков для работы над большими площадями.

Время, потраченное на 1200й номер - 45 минут.

И заключительный "шкурный" этап - вышкуривание 2500м номером. Который, в ряде случаев, можно опустить при наличии крупнозернистой полировочной пасты. Решение о пропускании данного этапа стоит принимать или основываясь на опыте или уже попробовав отполировать подобную деталь. Если это ваша первая полировка - то лучше потратить время и на данный этап тоже, чтобы не разочароваться в результате.

Шкурим исключительно от руки.. На фото - результат.

Время, потраченное на 2400й номер - 45 минут.

Ну а теперь переходим к самой короткой и самой приятной процедуре - доведении поверхности до зеркального состояния!

Если вы пропустили 2400й этап, то стоит взять грубый полировочный круг (похож на сделаный из грубой веревки) и грубый-же полировальный брусок, и для начала пройтись им (и то и другое есть в Луисе, дешево).

После "грубой" обработки, когда деталь уже сияет как зеркало (но не останавливаемся на достигнутом, будет еще лучше!), надеваем тканевый, мягкий полировочный круг, вместе с которым желательно использовать жидкую полировочную пасту. Как вот эта на картинке:

Так как паста жидкая, то вначале запускаем дрель на очень малых оборотах, чтобы паста хорошо распределилась по полировальной насадке, одновременно распределяем пасту по всей детали (если небольшая) или на намеченном участке, после чего выходим на полные обороты и не сильно прижимая методически проходимся по всей намазанной поверхности. Тут есть тонкость - пока паста текучая (а высыхает она довольно быстро) то деталь полируется до состояния идеального зеркала. Как только паста высыхает и возрастает усилие на дрели - поверхность получается более грубой но зато и мелкие царапинки убираются лучше. Чем можно пользоваться если под рукой нет "грубой" полировальной пасты. Намазываем жидкой, ждем пока подсохнет, и вперед!

Моем деталь от остатков полироли и радуемся полученному сантехническому эффекту! :-)