طريقة التلميع والطحن

طريقة التلميع والطحن:

الطحن هو عملية تُدمج فيها مواد كاشطة على سطح أداة الطحن (المشار إليها لاحقًا باسم «الأداة»)، أو تُطبَّق عليها طبقة من المواد الكاشطة مع إضافة مادة تشحيم، ثم تحت ضغط معين، تتلامس الأداة والأداة ويحدث بينهما حركة نسبية. وبفضل تأثير المواد الكاشطة، يتم قطع طبقة رقيقة جدًا من سطح الشغل، مما يمنحه أبعادًا دقيقة وشكلًا هندسيًا دقيقًا وخشونة سطح عالية. والجوهر الحقيقي لهذه العملية هو استخدام الحبيبات الكاشطة الحرة، عبر الأداة، لإجراء قطع دقيق للغاية على سطح الشغل، يتضمن تأثيرات فيزيائية وكيميائية مجتمعة.
الميزات: (1) في الطحن الميكانيكي، يكون نظام الماكينة - الأداة - الشغل في حالة تعويم مرن.
(2) لا تُؤثِر أي قوى إجبارية على القطعة المشغولة، وبالتالي فهي في حالة حرية.
(3) عادةً ما تبلغ سرعة حركة الطحن أقل من 30 م/دقيقة، وهذا القيمة تُعادل حوالي واحد في المئة من سرعة التجريف.
(4) عند الطحن، لا يمكن إزالة سوى طبقة رقيقة جدًا من المادة، وبالتالي تنتج حرارة قليلة، وتقلّ التشوهات الناتجة عن المعالجة، كما تكون الطبقة المتضررة على السطح رقيقة جدًا.
(5) وجود إجهاد ضغطي متبقٍ في الطبقة السطحية للطحن يُساهم في تحسين مقاومة التعب لسطح القطعة.
(6) التشغيل بسيط، ولا يتطلب عادةً معدات معقدة أو باهظة الثمن.
(7) قابلية التكيف جيدة.
(8) يمكن الحصول على خشونة سطح منخفضة جدًا بالطحن.

1. التلميع بالسوائل

التلميع بالسوائل يعتمد على تدفق سائل بسرعة عالية وجزيئات صلبة محمولة معه لغسل سطح القطعة المعدنية بهدف التلميع.

من الطرق الشائعة: معالجة الرمْي بالمواد الكاشطة، ومعالجة الرمْي بالسوائل، والطحن الهيدروديناميكي، وغيرها. ويُحرَّك الطحن الهيدروديناميكي بواسطة نظام هيدروليكي،

جعل الوسط السائل الحامل للجزيئات الكاشطة يتدفق بسرعة عالية ذهابًا وإيابًا على سطح القطعة المشغولة. يعتمد الوسط بشكل رئيسي على مركبات خاصة تتمتع بانسيابية جيدة عند ضغوط منخفضة.

مصنوع من مادة ذات طبيعة بوليمرية مع إضافة مواد كاشطة، ويمكن استخدام مسحوق كربيد السيليكون كمادة كاشطة.

2. التلميع الميكانيكي

الصقل الميكانيكي هو طريقة للصقل تُستخدم لإزالة النتوءات من سطح المادة عن طريق القطع والتشوه اللدن للسطح، مما ينتج عنه سطح أملس.

تُستخدم عادةً أشرطة حجرية زيتية وعجلات من الصوف وورق صنفرة، مع التركيز على العمل اليدوي، خاصة الأجزاء الخاصة مثل سطوح الأجسام الدوارة.

يمكن استخدام أدوات مساعدة مثل الأقراص الدوارة، وللأسطح ذات الجودة العالية يمكن اعتماد طريقة التلميع والتشطيب الفائق. ويتم التلميع والتشطيب الفائق باستخدام أداة تلميع خاصة.

في سائل التلميع الذي يحتوي على مواد كاشطة، يتم الضغط بشدة على السطح المُعالَج للقطعة المشغولة وتحريكه بحركة دوّارة عالية السرعة.

باستخدام هذه التقنية، يمكن تحقيق خشونة سطح تبلغ Ra0.008 ميكرومتر، وهي الأعلى بين طرق التلميع المختلفة.

غالبًا ما تُستخدم هذه الطريقة في قوالب العدسات البصرية.

3. التلميع بالموجات فوق الصوتية

تُوضع القطعة المشغولة في سائل معلق من المواد الكاشطة وتُوضع معًا في حقل بالموجات فوق الصوتية، وتعتمد على تأثير اهتزاز الموجات فوق الصوتية،

يُستخدم الماس في تلميع وصقل سطح القطعة المشغولة. تتميز معالجة بالموجات فوق الصوتية بقوة ميكروسكوبية صغيرة، ولا تؤدي إلى تشوه القطعة، لكن صنع وتركيب الأدوات اللازمة للعملية أكثر صعوبة.

يمكن دمج معالجة الموجات فوق الصوتية مع طرق كيميائية أو كهروكيميائية. فبعد التآكل في المحلول والتحليل الكهربائي، يتم تطبيق اهتزازات بالموجات فوق الصوتية لتقليب المحلول.

إزالة المنتجات المذابة من سطح القطعة، وتحقيق تآكل أو إلكتروليت متجانس بالقرب من السطح؛

كما أن التكهف بالموجات فوق الصوتية في السوائل يمكنه أيضًا تثبيط عملية التآكل، مما يسهم في تحسين لمعان السطح.

4. التلميع الكهروlyتي
تتشابه مبادئ التلميع الكهروlyتي مع التلميع الكيميائي من حيث أنّها تعتمد على الذوبان الانتقائي لأجزاء السطح المحدبة الصغيرة.

جعل السطح أملسًا. مقارنةً بالصقل الكيميائي، يمكن التخلص من تأثير تفاعل الكاثود، ويكون الأثر أفضل. تنقسم عملية الصقل الكهروكيميائي إلى خطوتين:

(1) التسوية الكلية: تنتشر المنتجات المذابة في الإلكتروليت، وتقلّ خشونة السطح الهندسي للمواد، بحيث يصبح Ra > 1 ميكرومتر.

(2) تسطيح خفيف مع تحليل أنودي، يزيد لمعان السطح، Ra < 1 ميكرومتر.

5. التلميع بالسوائل

التلميع بالسوائل يعتمد على تدفق سائل بسرعة عالية وجزيئات صلبة محمولة معه لغسل سطح القطعة المعدنية بهدف التلميع.

من الطرق الشائعة: معالجة الرمْي بالمواد الكاشطة، ومعالجة الرمْي بالسوائل، والطحن الهيدروديناميكي، وغيرها. ويُحرَّك الطحن الهيدروديناميكي بواسطة نظام هيدروليكي،

جعل الوسط السائل الحامل للحبيبات الكاشطة يتدفق ذهابًا وإيابًا بسرعة عالية على سطح القطعة.

تُصنَع الوسائط بشكل رئيسي من مركبات خاصة (مواد بوليمرية) تتمتع بانسيابية جيدة عند ضغوط منخفضة، مع إضافة مواد كاشطة إليها.

يمكن استخدام مسحوق كربيد السيليكون كمادة كاشطة.

6. التلميع الكيميائي

التشطيب الكيميائي هو عملية تجعل الأجزاء المحدبة الدقيقة على سطح المادة تذوب بشكل أسرع من الأجزاء المقعرة في الوسط الكيميائي.

وبالتالي يتم الحصول على سطح أملس. الميزة الرئيسية لهذه الطريقة هي أنها لا تتطلب معدات معقدة، ويمكنها تلميع قطع ذات أشكال معقدة.

يمكن تلميع العديد من القطع في وقت واحد، مما يحقق كفاءة عالية. المشكلة الأساسية في التلميع الكيميائي هي تركيب سائل التلميع. الخشونة السطحية الناتجة عن التلميع الكيميائي

بشكل عام، يبلغ حجمها حوالي 10 ميكرومتر.

7. التلميع بالطحن المغناطيسي

الصقل بالطحن المغناطيسي هو استخدام حبيبات طحن مغناطيسية تشكل فرشاة طحن تحت تأثير مجال مغناطيسي لمعالجة الأجزاء المعدنية. تتميز هذه الطريقة بكفاءة عالية في المعالجة.

جودة عالية، وظروف المعالجة سهلة التحكم، وظروف العمل مريحة. وباستخدام مواد جلخ مناسبة، يمكن تحقيق خشونة سطح تصل إلى Ra0.1 ميكرومتر.

التشطيب الذي يُشار إليه في معالجة القوالب البلاستيكية يختلف كثيرًا عن التشطيب السطحي المطلوب في الصناعات الأخرى.

بصورة صارمة، ينبغي تسمية تلميع القوالب باسم المعالجة بالسطح المرآتي. فهو لا يقتصر على متطلبات عالية بالنسبة للتلميع نفسه فحسب، بل يشمل أيضًا مستوى استواء السطح،

تتمتع درجة النعومة والدقة الهندسية بمعايير عالية أيضًا. عادةً ما يُطلب فقط الحصول على سطح لامع عند تلميع الأسطح.

تنقسم معايير معالجة الأسطح العاكسة إلى أربع درجات: AO = Ra0.008 ميكرومتر، A1 = Ra0.016 ميكرومتر، A3 = Ra0.032 ميكرومتر،

A4 = Ra0.063 ميكرومتر، ونظرًا لصعوبة التحكم الدقيق في الدقة الهندسية للقطع باستخدام طرق مثل التلميع الكهروlyتي والتلميع بالسوائل،

كما أن جودة السطح الناتجة عن طرق مثل التلميع الكيميائي والتلميع بالموجات فوق الصوتية والتلميع بالطحن المغناطيسي لا تلبّي المتطلبات، لذلك فإن معالجة القوالب الدقيقة إلى مرآة يتطلب تقنيات متقدمة.

لا يزال التلميع الميكانيكي هو الأساسي.