O polimento de parafusos de titânio é um processo de pós-{0}}processamento crítico que visa melhorar o acabamento superficial, a estética, a resistência à corrosão e as propriedades de fadiga. Devido às características da liga de titânio com alta resistência, boa resistência à corrosão, baixa condutividade térmica e alta atividade química, seu processo de polimento é mais complexo do que o dos parafusos de aço comuns, e é necessário um controle preciso para evitar danos ao material. A seguir estão os principais métodos de polimento de parafusos de titânio e suas descrições detalhadas.
1. MecânicoPolindoPprocesso
Em primeiro lugar, o polimento mecânico é o método mais básico e amplamente utilizado. Este método remove as protuberâncias microscópicas da superfície do parafuso por meio de fricção física, obtendo gradativamente uma superfície espelhada lisa. Para parafusos de titânio, normalmente é seguido um processo gradual, do grosso ao fino. O desbaste grosso pode ser feito com cintas ou rebolos no estágio inicial para remover rebarbas e arranhões maiores deixados pela usinagem. Posteriormente, passa para a fase de moagem fina, muitas vezes usando uma série de lixas grossas a finas ou pedras de amolar para moagem manual ou mecânica. Para produção de alto-volume, o polimento a rolo é uma opção eficiente, onde o parafuso é colocado no tambor com o meio de moagem (como triângulo cerâmico, bola de porcelana com alto teor de alumina) e fluido de polimento, e o parafuso e o meio produzem fricção aleatória e uniforme através da rotação do tambor, de modo a obter o efeito de rebarbação e brilho preliminar. O princípio do polimento vibratório é semelhante, através do motor vibratório para produzir movimento espiral do meio e da peça no recipiente, sua eficiência de processamento é alta, o dano ao parafuso é pequeno, especialmente adequado para peças de precisão. Para obter um acabamento superior, na etapa final do polimento mecânico, o polimento do rebolo é realizado com um pano ou rebolo de náilon acoplado a uma pasta de diamante fina ou polidor de alumina, e a superfície do parafuso é finalmente polida por um rebolo giratório de alta-velocidade para obter um brilho-espelho. Porém, o polimento mecânico precisa estar ciente de que pressão excessiva ou abrasivos inadequados podem causar arranhões microscópicos ou "cascas de laranja" na superfície da liga de titânio, sendo necessário evitar alterações nas propriedades do material causadas por superaquecimento local.
2. EletroquímicaPolindoPprocesso
Em segundo lugar, o eletropolimento, como uma tecnologia de tratamento de superfície sem{0}}contato, apresenta vantagens exclusivas no polimento de precisão de parafusos de liga de titânio. O princípio é usar parafusos de liga de titânio como ânodo e colocá-los em uma solução eletrolítica específica (geralmente uma mistura contendo ácido perclórico, ácido acético glacial, etanol ou outros solventes orgânicos, que é extremamente perigoso de operar e requer proteção rigorosa), e está conectado à corrente contínua. Sob a ação do campo elétrico, a densidade de corrente na saliência microscópica na superfície do parafuso é maior, e os íons metálicos se dissolverão preferencialmente no eletrólito, enquanto a taxa de dissolução na depressão microscópica é relativamente lenta. A vantagem significativa do eletropolimento é que ele pode lidar com parafusos com formatos e roscas complexas, conseguindo um polimento uniforme de toda a superfície, sem esforços mecânicos, sem introduzir novos arranhões ou abrasivos embutidos, e removendo efetivamente a camada de tensão superficial gerada pela usinagem e melhorando a resistência à fadiga. No entanto, este método tem requisitos extremamente rigorosos para a fórmula do eletrólito, temperatura, densidade de corrente e tempo e outros parâmetros, e a maioria dos eletrólitos usados tem fortes características corrosivas, inflamáveis e explosivas, e devem ser operados por pessoal relevante sob ventilação profissional e instalações à prova de explosão-.
Além disso, o polimento químico pode ser considerado uma versão simplificada do eletropolimento, que não requer eletricidade, apenas mergulha os parafusos de titânio em uma solução específica de polimento químico e consegue o nivelamento da superfície através da ação corrosiva de reagentes químicos. Os fluidos de polimento químico comumente usados geralmente contêm uma mistura de ácido fluorídrico (HF) e ácido nítrico (HNO3). O ácido fluorídrico é usado para dissolver o titânio e seus óxidos, enquanto o ácido nítrico atua como oxidante, inibindo a taxa de corrosão e tornando a reação controlável. Ajustando a concentração, proporção e temperatura do ácido, a taxa de polimento e a qualidade da superfície podem ser controladas. O polimento químico tem um pequeno investimento em equipamentos, operação relativamente simples e pode processar um grande número de pequenos parafusos ao mesmo tempo, com alta eficiência de produção. No entanto, sua desvantagem é que a uniformidade do polimento pode não ser tão boa quanto o eletropolimento, e os requisitos para o controle do líquido do tanque são altos, e gases nocivos, como óxidos de nitrogênio, serão produzidos durante o processo de reação, o que requer um bom sistema de tratamento de gases de escape, e o descarte de resíduos de polimento também enfrenta pressão ambiental.
3. MagnéticoPolindoPprocesso
Além disso, existem alguns métodos avançados de polimento de compósitos ou como meio auxiliar para processamento posterior. Por exemplo, o polimento magnético usa um campo magnético para fazer com que a agulha magnética gire e arranhe a superfície do parafuso e a rosca em alta velocidade para obter um desbaste fino sem becos sem saída, o que é particularmente adequado para remover rebarbas dentro da rosca e melhorar o acabamento geral. Embora o jato de areia não seja geralmente usado como método de polimento final, ele pode ser usado como pré-tratamento, usando esferas de vidro extremamente finas ou areia de alumina para impactar a superfície do parafuso sob o acionamento do ar comprimido, produzindo um acabamento acetinado fosco uniforme e fornecendo uma base mais uniforme para eletrólise subsequente ou polimento químico.
Depois de concluir qualquer um dos principais processos de polimento acima, a limpeza e a passivação geralmente também são realizadas. Especialmente para ligas de titânio, sua superfície é muito propensa à formação de um filme de óxido, e a passivação de decapagem (como o uso de ácido nítrico e soluções de flúor) pode remover contaminantes como íons de ferro livres na superfície e promover a formação de um filme de passivação de dióxido de titânio denso e estável. Esta película de passivação pode aumentar significativamente a resistência à corrosão dos parafusos e melhorar ainda mais a estética da superfície, resultando em um brilho polido-mais duradouro.
Resumindo, o polimento de parafusos de liga de titânio é uma engenharia de sistema colaborativo de vários-processos. A escolha do método depende de uma combinação de acabamento superficial do parafuso, eficiência de produção, controle de custos e requisitos ambientais. O polimento mecânico é altamente versátil, o eletropolimento é altamente preciso e livre-de estresse, e a eficiência do polimento químico é alta, mas os desafios de proteção ambiental são grandes. Na produção real, vários métodos são frequentemente usados em combinação de acordo com os requisitos do tipo do produto, como retificação mecânica ou jato de areia para obter planicidade básica, depois eletropolimento para nivelamento preciso e, finalmente, limpeza completa e tratamento de passivação para garantir que os parafusos de liga de titânio tenham excelente aparência e excelente desempenho de serviço e longa vida útil.
