Le guide ultime du polissage de l'aluminium : du polissage mécanique au polissage chimique pour une finition miroir

aluminium En raison de sa légèreté, de sa résistance élevée, de sa facilité de traitement et d'autres caractéristiques, il a été largement utilisé dans l'électronique grand public, les pièces automobiles, les appareils médicaux, l'aérospatiale et d'autres domaines. Cependant, le moulage sous pression ou usinage La surface de l'alliage d'aluminium après le résidu d'agent de démoulage, la couche d'oxydation, les inégalités microscopiques et d'autres problèmes, affectent directement la qualité de l'apparence du produit et l'effet du traitement ultérieur (tel que l'anodisation, le placage, la pulvérisation).

Le polissage n'est pas seulement une procédure cosmétique visant à donner à la surface un éclat miroir, c'est aussi un processus préalable essentiel pour le traitement de surface fonctionnel. L'élimination des couches superficielles défectueuses par le polissage peut améliorer de manière significative la résistance à la corrosion et à l'usure des alliages d'aluminium et fournir une base d'adhérence uniforme pour les revêtements ultérieurs. En fonction de la forme de la pièce, des exigences de précision et du volume de production, le processus de polissage est principalement divisé en trois catégories : le polissage mécanique, le polissage chimique et le polissage électrolytique. Cet article propose une analyse approfondie des détails, des défauts courants et des solutions de chaque processus afin de vous aider à acquérir les connaissances de base sur le polissage des alliages d'aluminium.

1 : Détails du processus de polissage des alliages d'aluminium à trois courants

1. le polissage mécanique : un processus basique mais critique

Le polissage mécanique est la méthode de polissage la plus traditionnelle et la plus répandue, dans laquelle la rugosité de la surface est progressivement réduite en coupant et en retournant la surface de la pièce à l'aide d'une roue de polissage tournant à grande vitesse et contenant des abrasifs (pâte de polissage/cire).

Procédures :

• Meulage grossier : Utilisez un disque en sisal dur avec de la cire à polir à gros grains pour éliminer les bavures, les lignes de séparation et les marques d'outils de tournage grossières.
• Broyage fin : Remplacez le disque en tissu plus doux par une cire de polissage à grain moyen ou fin pour affiner la texture de la surface en vue d'un polissage fin.
• Polissage : Utiliser un disque de coton ou de laine doux avec une cire de polissage fine pour obtenir un brillant.
• Lancez la lumière (hors de la lumière) : Légère pression à grande vitesse sans abrasif, utilisant la thermoplasticité pour faire fondre et couler la surface afin d'obtenir une finition miroir.

Sélection des équipements et des consommables :

• Roue en sisal : utilisée pour le meulage grossier, force de coupe élevée ; roue en tissu : utilisée pour le polissage moyen et fin, bonne élasticité, peut s'adapter à la surface.
• Principes de sélection de la cire de polissage (savon de polissage) : en fonction du matériau de la pièce et de l'étape de polissage, la cire d'oxyde d'aluminium, d'oxyde de chrome ou d'oxyde de fer est sélectionnée ; la couleur indique généralement la taille des particules (par exemple, la cire blanche pour le polissage grossier, la cire verte pour le polissage fin, la cire rouge pour le polissage à l'abri de la lumière).

Difficultés techniques :
L'alliage d'aluminium est un matériau plus tendre avec un point de fusion bas, et le polissage mécanique est très sensible à deux problèmes majeurs :

• Rayures profondes : Les grosses particules du processus précédent qui ne sont pas complètement éliminées peuvent être transférées au processus suivant et causer des rayures profondes difficiles à réparer. Une “transition propre” doit être strictement appliquée et la pièce doit être nettoyée lors du changement de disque de polissage.
• Déformation thermique et risque d'incendie : L'alliage d'aluminium contient du magnésium (en particulier dans les alliages des séries 5 et 7), la température élevée générée par le meulage à grande vitesse provoquera l'oxydation et la combustion de la poudre de magnésium et, dans les cas les plus graves, un incendie. Les solutions comprennent : l'utilisation d'une bonne élasticité de la roue de polissage pour réduire la chaleur de friction ; le contrôle de la pression et de la vitesse pour éviter une surchauffe locale ; il est préférable d'utiliser la roue de polissage à haute vitesse.Polissage humide(à l'aide d'une solution de polissage) ou équipé d'un système de refroidissement pour le dépoussiérage.

Tendances en matière d'automatisation :
Actuellement, le polissage mécanique CNC et le polissage robotisé remplacent progressivement le polissage manuel. Nouveau typeRoue de polissage flexible(par exemple, polissage des airbags, polissage des ceintures) permet de mieux s'adapter aux surfaces complexes et comporte des canaux de refroidissement intégrés qui réduisent considérablement le risque de vibrations et de rayures.

2. le polissage chimique : le premier choix pour les pièces de forme complexe

Le polissage chimique est une méthode permettant de niveler et d'éclaircir des pièces en les immergeant dans une solution chimique spécifique. Cette méthode convient au traitement par lots de pièces aux formes complexes difficiles à atteindre mécaniquement (par exemple, pièces moulées sous pression de précision, cavités internes).

Brève description du principe :
Grâce à la dissolution sélective d'acides (ou de bases) à la surface des alliages d'aluminium, les bosses microscopiques sont dissoutes de préférence en raison de leur forte activité chimique, tandis que les dépressions sont dissoutes plus lentement, ce qui permet d'aplanir progressivement la surface.

Système classique à trois acides :
L'industrie utilise couramment une solution mixte d'acide phosphorique (H₃PO₄), d'acide sulfurique (H₂SO₄) et d'acide nitrique (HNO₃), dans laquelle l'acide phosphorique joue un rôle majeur dans la dissolution de l'acide nitrique pour empêcher la formation de piqûres et produire un effet brillant. Les rapports typiques sont les suivants : acide phosphorique:acide sulfurique:acide nitrique=70:20:10 (v/v), température 90-115°C, durée de quelques dizaines de secondes à plusieurs minutes.

Contrôle des conditions du processus :

• Température : En dessous de 90°C, la réaction est lente, l'effet de nivellement est médiocre ; au-dessus de 115°C, la réaction est violente, elle produit facilement une corrosion excessive, et la décomposition de l'acide nitrique est accélérée ; il faut donc apporter un complément à temps.
• Le temps : Elle doit être contrôlée avec précision en fonction de la composition de l'alliage et de l'état initial de la surface, et des piqûres apparaîtront si elle est trop longue.
• Remuer : Un léger brassage ou une oscillation de la pièce permet d'éviter une surchauffe localisée et l'emprisonnement de gaz (les pièges à gaz ont tendance à former des taches).

Problème courant : comment se forment les “marques d'écoulement” ou les “bandes zébrées” ?
Il s'agit du défaut le plus courant après le polissage chimique, qui se manifeste par des traînées blanches ou sombres à la surface de la pièce, affectant sérieusement le rendement.

• Raison : Après avoir retiré la pièce du bac de polissage à haute température et l'avoir transférée dans le bac de lavage à l'eau, le film liquide adhérant à la surface continue de réagir et l'eau s'évapore, ce qui entraîne le dépôt de sels tels que le sulfate d'aluminium sur la surface. Ces dépôts sont difficiles à nettoyer une fois secs et forment des marques d'écoulement.
• Solution :
  1. Réduction du temps de transfert : Le temps écoulé entre la sortie du réservoir et l'entrée dans le bassin de lavage est contrôlé à moins de 3 secondes.
  2. Ajouter un inhibiteur de corrosion/de brouillard : L'ajout d'additifs spéciaux à la solution de polissage peut inhiber la décomposition rapide de l'acide nitrique et prolonger en même temps le temps de séjour admissible du film liquide.
  3. Optimisation des rapports entre les fluides des réservoirs : Une augmentation appropriée de la proportion d'acide phosphorique et une diminution de la proportion d'acide sulfurique peuvent réduire la tendance à la production de sulfate d'aluminium.

3. le polissage électrolytique : la garantie d'un effet miroir haut de gamme

Le polissage électrolytique (également connu sous le nom de polissage électrochimique) est le processus de nivellement et d'éclaircissement d'une surface en utilisant la pièce comme anode, en l'alimentant dans un électrolyte spécifique et en utilisant la dissolution anodique pour dissoudre préférentiellement les bosses microscopiques de la surface. C'est le moyen ultime d'obtenir des surfaces sans contrainte et ultra-lisse, et il est couramment utilisé dans des domaines haut de gamme tels que les dispositifs médicaux, les composants optiques et les moules.

Principe :
Pendant le processus d'électrolyse, un film visqueux de haute résistance (composé de produits de dissolution et d'électrolyte) se forme à la surface de la pièce. Le film est mince et la densité de courant est élevée au niveau des bosses microscopiques et se dissout rapidement ; le film est épais et la densité de courant est faible au niveau des dépressions et se dissout lentement, ce qui permet d'obtenir un nivellement sélectif.

Comparaison des effets :
Le polissage électrolytique présente les avantages suivants par rapport au polissage mécanique :

• Absence de rayures mécaniques et de couche de déformation, grande propreté de la surface, réflectivité de qualité miroir.
• Aucune contrainte résiduelle n'est générée, ce qui le rend approprié pour les pièces ayant des exigences élevées en matière de durée de vie en fatigue.
• Peut manipuler des fils fins à parois minces et d'autres pièces facilement déformables.

2 : Polissage des défauts courants et contrôle de la qualité

Des “coulures” ou des “taches” sur la surface après le polissage ?

Analyse approfondie des causes :
Outre la question du temps de transfert, la stabilité du bain est essentielle. En cas d'utilisation à long terme d'une solution de polissage chimique, les ions d'aluminium continueront à s'accumuler (généralement contrôlés entre 15 et 35 g/l), un dépassement de la plage admissible réduira la brillance du polissage et induira des marques d'écoulement. En outre, si la pièce est conçue avec des trous borgnes et des rainures profondes, il est difficile de laver rapidement la solution qui en sort, et elle est également la plus touchée par les marques d'écoulement.

Solution :

• Testez et ajustez régulièrement la composition du liquide du réservoir, faites le plein d'acide neuf ou remplacez partiellement le liquide usagé.
• Pour les pièces complexes, le nettoyage par ultrasons peut être ajouté après le polissage chimique afin de s'assurer que la solution dans les trous borgnes est bien déplacée.
• Utiliser des additifs de polissage chimiques spécialisés, qui améliorent la vitesse de nivellement et augmentent la résistance aux marques d'écoulement.

Sécurité lors du polissage : comment éviter les incendies ?

Raison : Les alliages d'aluminium (en particulier les alliages des séries 5 et 6 contenant du magnésium) produisent des copeaux microscopiques à haute température lors du polissage mécanique, qui ont une surface spécifique extrêmement élevée et sont hautement combustibles lorsqu'ils sont exposés à l'air. Si une grande quantité de poussière d'aluminium et de magnésium s'accumule dans le tuyau d'évacuation des poussières, elle provoquera une déflagration lorsqu'elle rencontrera une étincelle.

Réponse :

• Une polisseuse humide est utilisée pour évacuer la chaleur et la poussière à l'aide d'un jet d'eau.
• Le polissage à sec doit être équipé d'un système de dépoussiérage antidéflagrant très efficace et la tuyauterie doit être nettoyée régulièrement.
• La vitesse du disque de polissage ne doit pas être trop élevée et la pression doit être uniforme pour éviter toute surchauffe locale.
• Les flammes nues sont strictement interdites sur le site d'exploitation et des équipements d'extinction d'incendie sont fournis (extincteurs de classe D pour les feux de métaux).

Précautions pour le polissage avant anodisation

De nombreuses pièces en alliage d'aluminium doivent être anodisées après le polissage pour obtenir un film d'oxyde coloré ou protecteur. À ce stade, la qualité du polissage influe directement sur l'effet d'oxydation :

• Si le polissage mécanique laisse des rayures profondes, celles-ci seront plus visibles après l'oxydation.
• Si les sels résiduels du polissage chimique ne sont pas éliminés, le film d'oxyde présente des taches blanches, des craquelures ou des différences de couleur.
• Si la température de polissage est trop élevée, ce qui entraîne des changements dans la phase cristalline de la surface du matériau, une peau d'orange ou une réflexion inégale peut se produire après l'oxydation.

C'est pourquoi il est recommandé d'ajouter une couche de post-polissage.Enlèvement des cendres/traitement de la lumière(par exemple, trempage dans une solution d'acide nitrique dilué), éliminer soigneusement les résidus de surface, puis passer au processus d'oxydation anodique.

Contact】Solutions professionnelles de moulage sous pression et de polissage d'alliages d'aluminium

Après avoir appris les détails du polissage mécanique et chimique, vous recherchez un partenaire capable de maîtriser avec précision les détails de ces processus ? Un polissage de qualité ne consiste pas seulement à faire briller la surface, mais aussi à garantir que les processus ultérieurs, tels que l'anodisation, se déroulent parfaitement. En tant que fabricant spécialisé dans l'industrieNingbo Hexin Die Casting FactoryNous possédons une riche expérience dans le domaine du moulage sous pression et du traitement de surface des alliages d'aluminium. Nous comprenons toutes les étapes, du moulage sous pression au traitement de surface en passant par le polissage, et nous pouvons fournir des solutions de polissage personnalisées en fonction des caractéristiques de vos produits, en évitant efficacement les problèmes courants tels que les marques d'écoulement et les différences de couleur, et en veillant à ce que vos produits aient une excellente texture de surface et soient compétitifs sur le marché.

3 : Lignes directrices pour la sélection des procédés de polissage

Sélection du processus en fonction des exigences du produit

Type d'exigence	Procédures recommandées	tranchant	limitations
Recherche d'une grande efficacité, d'un faible coût et d'un volume élevé	poli chimiquement	Les formes complexes peuvent être traitées avec une grande efficacité	Pression environnementale, luminosité légèrement inférieure à celle du polissage électrolytique
À la recherche de l'effet miroir ultime	Polissage mécanique + polissage électrolytique	Surfaces sans contraintes à très haute réflectivité	Coût élevé, ne convient pas pour les grandes pièces
Production de masse automatisée	Polissage mécanique automatique (avec refroidissement)	Bonne consistance, pas de risque de rayures	Investissement important dans l'équipement, nécessité de prendre en compte la dissipation de la chaleur

Différences dans le polissage de différents alliages d'aluminium

• Aluminium pur (série 1) et aluminium faiblement allié (séries 3, 5)Polissage chimique : Le polissage chimique est le plus efficace et permet d'obtenir facilement une grande brillance.
• Alliages d'aluminium contenant du silicium (aluminium moulé sous pression tel que série 4, ADC12, etc.)Il est généralement nécessaire de procéder à un polissage mécanique pour éliminer la phase riche en silicium de la couche superficielle, ou d'utiliser une solution de polissage chimique spéciale (contenant du fluorure).
• Alliages d'aluminium à haute teneur en magnésium (5083, etc.)En raison de sa forte teneur en magnésium, le polissage mécanique doit être particulièrement vigilant quant au risque d'incendie ; le polissage chimique est sujet à une pellicule d'oxyde inégale, ce qui nécessite d'ajuster le ratio de la solution acide.

FAQ (Foire aux questions)

Q : Le polissage et le brossage de l'aluminium relèvent-ils du même processus ?

Réponse : Non.brunirIl s'agit d'obtenir une surface lisse, semblable à un miroir, et de réduire la rugosité ; ettréfilageAfin de former un motif spécifique sur la surface (tel que le grain droit, le grain désordonné), présentant une texture satinée, les deux poursuites de l'effet visuel est complètement différent, le principe de traitement est également différent (brossage à l'aide de bandes abrasives / rouleaux à brosses ponçage directionnel).

Q : Comment les “marques d'écoulement” apparaissent-elles sur la surface après le polissage chimique ?

Réponse : Cela est généralement dû au fait que la pièce est retirée de la solution de polissage pour entrer dans le réservoir de rinçage de l'eau de l'unité de polissage.Temps de transfert excessifRésultat. Le film liquide adhérant à la surface continue de réagir et l'eau s'évapore, ce qui entraîne le dépôt de sulfate d'aluminium sur la surface pour former des stries. La réduction du temps de transfert, l'optimisation de la formulation du réservoir et l'utilisation d'additifs sont les principales mesures préventives.

Q : Les alliages d'aluminium peuvent-ils être anodisés directement après le polissage ?

Réponse : Oui, mais il faut s'assurer que la surface est propre et exempte de couches de distorsion thermique. Après le polissage, la pièce doit être soigneusement nettoyée pour éliminer toute solution de polissage ou cire résiduelle et, si nécessaire, décapée à l'alcaline ou lavée à l'acide. Si la température de polissage n'est pas correctement contrôlée, ce qui entraîne des changements dans la phase cristalline, des différences de couleur peuvent apparaître après l'anodisation.

Q : Pourquoi mon alliage d'aluminium noircit-il ou prend-il feu lorsqu'il est poli mécaniquement ?

Réponse : La raison principale en est queTempératures élevées localisées. L'élément magnésium des alliages d'aluminium réagit très facilement avec l'air sous forme de poudre à des températures élevées. Il est recommandé de réduire la pression de meulage, d'augmenter la vitesse ou d'utiliser des meules de polissage spécialisées ayant une plus grande capacité de dissipation de la chaleur et de s'assurer que le système d'extraction des poussières fonctionne efficacement.

Q : Quelles sont les industries qui utilisent le polissage des alliages d'aluminium ?

Réponse : Les applications sont très diverses et comprennent : l'électronique grand public (étuis de téléphones mobiles, boîtiers d'ordinateurs portables), les pièces automobiles (baguettes décoratives, moyeux de roue), les appareils médicaux (outils chirurgicaux nécessitant un nettoyage facile), les appareils ménagers (réfrigérateurs, pièces extérieures de lave-linge), la quincaillerie de salle de bains, les réflecteurs de lampes et certains composants optiques dans l'industrie aérospatiale.

rendre un verdict

Le polissage de l'aluminium est un processus de traitement de surface à forte intensité technologique, qui concerne autant la première impression du produit (aspect esthétique) que le revêtement ultérieur et les propriétés d'utilisation finale. Du polissage mécanique traditionnel au polissage chimique hautement efficace en passant par le polissage électrolytique haut de gamme, chaque méthode a ses avantages uniques et ses scénarios d'application. Face aux problèmes courants tels que les marques d'écoulement, les différences de couleur, les incendies, etc., seule une compréhension approfondie du mécanisme du processus et un contrôle strict des paramètres permettent d'obtenir l'effet miroir idéal de manière stable.

Si vous avez des difficultés avec la qualité du polissage de vos produits en alliage d'aluminium ou si vous avez besoin d'une assistance professionnelle pour le polissage après coulée sous pression et le prétraitement par oxydation anodique, n'hésitez pas à nous contacter. Ningbo Hexin Die Casting Factory Grâce à notre vaste expérience, nous vous fournirons des solutions complètes, du moulage sous pression au traitement de surface, pour aider vos produits à se démarquer sur le marché.