El pulido de tornillos de titanio es un proceso crítico de pos-procesamiento cuyo objetivo es mejorar el acabado superficial, la estética, la resistencia a la corrosión y las propiedades de fatiga. Debido a las características de la aleación de titanio con alta resistencia, buena resistencia a la corrosión, mala conductividad térmica y alta actividad química, su proceso de pulido es más complejo que el de los tornillos de acero ordinarios y se requiere un control fino para evitar daños al material. Los siguientes son los principales métodos de pulido de tornillos de titanio y sus descripciones detalladas.
1. MecánicoPolindoPproceso
En primer lugar, el pulido mecánico es el método más básico y más utilizado. Este método elimina las protuberancias microscópicas en la superficie del tornillo mediante fricción física, obteniendo gradualmente una superficie de espejo suave. Para los tornillos de titanio, normalmente se sigue un proceso gradual, de grueso a fino. El esmerilado grueso se puede realizar utilizando correas o muelas en la etapa inicial para eliminar las rebabas y los rayones más grandes que quedan durante el mecanizado. Posteriormente, se pasa a la etapa de pulido fino, a menudo utilizando una serie de papel de lija de grueso a fino o piedras de amolar para el pulido manual o mecánico. Para una producción de alto-volumen, el pulido con rodillo es una opción eficiente, donde el tornillo se coloca en el tambor con el medio de molienda (como un triángulo cerámico, una bola de porcelana con alto contenido de alúmina) y el líquido de pulido, y el tornillo y el medio producen una fricción aleatoria y uniforme a través de la rotación del tambor, para lograr el efecto de desbarbado y brillo preliminar. El principio del pulido por vibración es similar, a través del motor de vibración para producir un movimiento en espiral del medio y la pieza de trabajo en el contenedor, su eficiencia de procesamiento es alta, el daño al tornillo es pequeño, especialmente adecuado para piezas de precisión. Para lograr un acabado superior, en la etapa final del pulido mecánico, el pulido de la rueda se realiza utilizando una rueda de tela o nailon unida a una fina pasta de diamante o pulidor de alúmina, y la superficie del tornillo finalmente se pule con una rueda arrojadiza giratoria de alta-velocidad para lograr un brillo- similar al de un espejo. Sin embargo, el pulido mecánico debe tener en cuenta que una presión excesiva o abrasivos inadecuados pueden causar rayones microscópicos o "piel de naranja" en la superficie de la aleación de titanio, y es necesario evitar cambios en las propiedades del material causados por el sobrecalentamiento local.
2. electroquímicoPolindoPproceso
En segundo lugar, el electropulido, como tecnología de tratamiento de superficies sin-contacto, muestra ventajas únicas en el pulido de precisión de tornillos de aleación de titanio. El principio es utilizar tornillos de aleación de titanio como ánodo y colocarlos en una solución electrolítica específica (normalmente una mezcla que contiene ácido perclórico, ácido acético glacial, etanol u otros disolventes orgánicos, cuyo funcionamiento es extremadamente peligroso y requiere una protección estricta) y está conectado a corriente continua. Bajo la acción del campo eléctrico, la densidad de corriente en la protuberancia microscópica de la superficie del tornillo es mayor y los iones metálicos se disolverán preferentemente en el electrolito, mientras que la velocidad de disolución en la depresión microscópica es relativamente lenta. La importante ventaja del electropulido es que puede manejar tornillos con formas y roscas complejas, logrando un pulido uniforme de toda la superficie, sin estrés mecánico, sin introducir nuevos rayones ni abrasivos incrustados, y eliminando efectivamente la capa de tensión superficial generada por el mecanizado y mejorando la resistencia a la fatiga. Sin embargo, este método tiene requisitos extremadamente estrictos en cuanto a la fórmula del electrolito, la temperatura, la densidad de corriente y el tiempo y otros parámetros, y la mayoría de los electrolitos utilizados tienen fuertes características corrosivas, inflamables y explosivas, y deben ser operados por personal relevante bajo ventilación profesional e instalaciones a prueba de explosiones-.
Además, el pulido químico puede considerarse como una versión simplificada del electropulido, que no requiere electricidad, solo sumerge tornillos de titanio en una solución de pulido químico específica y logra la nivelación de la superficie mediante la acción corrosiva de reactivos químicos. Los fluidos de pulido químicos de uso común suelen contener una mezcla de ácido fluorhídrico (HF) y ácido nítrico (HNO3). El ácido fluorhídrico se utiliza para disolver el titanio y sus óxidos, mientras que el ácido nítrico actúa como oxidante, inhibiendo la velocidad de corrosión y haciendo que la reacción sea controlable. Al ajustar la concentración, proporción y temperatura del ácido, se puede controlar la velocidad de pulido y la calidad de la superficie. El pulido químico requiere una pequeña inversión en equipo, un funcionamiento relativamente sencillo y puede procesar una gran cantidad de tornillos pequeños a la vez, con una alta eficiencia de producción. Sin embargo, su desventaja es que la uniformidad del pulido puede no ser tan buena como la del electropulido, y los requisitos para el control del líquido del tanque son altos, y se producirán gases nocivos como los óxidos de nitrógeno durante el proceso de reacción, lo que requiere un buen sistema de tratamiento de gases de escape, y la eliminación del líquido residual del pulido también enfrenta presión ambiental.
3. MagnéticoPolindoPproceso
Además, existen algunos métodos avanzados de pulido de composites o como medio auxiliar para su posterior procesamiento. Por ejemplo, el pulido magnético utiliza un campo magnético para hacer girar la aguja magnética y rayar la superficie del tornillo y la rosca a alta velocidad para lograr un pulido fino sin callejones sin salida, lo que es particularmente adecuado para eliminar rebabas dentro de la rosca y mejorar el acabado general. Si bien el chorro de arena no se suele utilizar como método de pulido final, se puede utilizar como pre-tratamiento, utilizando perlas de vidrio extremadamente finas o arena de alúmina para impactar la superficie del tornillo bajo el impulso del aire comprimido, produciendo un acabado satinado mate uniforme y proporcionando una base más uniforme para la electrólisis o el pulido químico posterior.
Después de completar cualquiera de los principales procesos de pulido anteriores, generalmente también se realizan la limpieza y la pasivación. Especialmente para las aleaciones de titanio, su superficie es muy propensa a la formación de una película de óxido, y la pasivación por decapado (como el uso de ácido nítrico y soluciones de fluoruro) puede eliminar contaminantes como los iones de hierro libres en la superficie y promover la formación de una película de pasivación de dióxido de titanio densa y estable. Esta película de pasivación puede mejorar en gran medida la resistencia a la corrosión de los tornillos y puede mejorar aún más la estética de la superficie, lo que da como resultado un brillo pulido más-duradero.
En resumen, el pulido de tornillos de aleación de titanio es una ingeniería de sistema colaborativo multi-proceso. La elección del método depende de una combinación del acabado de la superficie del tornillo, la eficiencia de la producción, el control de costos y los requisitos ambientales. El pulido mecánico es muy versátil, el electropulido es muy preciso y libre de estrés-y la eficiencia del pulido químico es alta, pero los desafíos de protección ambiental son grandes. En la producción real, a menudo se utilizan varios métodos en combinación según los requisitos del grado del producto, como el esmerilado mecánico o el chorro de arena para obtener una planitud básica, luego el electropulido para una nivelación precisa y, finalmente, una limpieza exhaustiva y un tratamiento de pasivación para garantizar que los tornillos de aleación de titanio tengan una apariencia excelente, un rendimiento de servicio excelente y una larga vida útil.
