10.3.4. Шлифование и полирование

Шлифование проводят для придания поверхности шероховатости и, следовательно, для увеличения межслойной адгезии, а также для выравнивания отдельных слоев покрытий (снятие неровностей, и наслоений шпатлевки, устранение шагрени и других дефектов с очищенных покрытий). Таким образом, шлифование возможно как при нанесении отдельных слоев, особенно шпатлевочных, (межслойное шлифование), так и на заключительной стадии процесса получения покрытий (шлифование верхних покрытий).

Полирование – операция по наведению блеска покрытия путем сглаживания мельчайших неровностей на пленке. После выравнивания поверхности шлифованием остаются неровности размером 1–2 мкм. Зеркальное же отражение света возможно, если неровности поверхности не превышают половины длины волны видимого света, т.е. менее 0.2 мкм. Оно достигается полированием покрытий.

Операцию по шлифованию и полированию верхних покрытий нередко называют облагораживанием. Для ее проведения применяют абразивные материалы – порошки, шкурки, пасты. Наиболее распространенные абразивы – корунд, карборунд, наждак, пемза, стекло, крокус, молотые кремнекварцевые и известковые породы. Твердость абразивов оценивается по шкале Мооса относительно твердости алмаза, равной 10:

Алмаз 10 Наждак 7

Карборунд 9,5 Пемза 6  5

Корунд 9 – 8 Стекло 6  5

Гранит 8 – 7 Кварц 6 – 4

По степени зернистости абразивные материалы подразделяют на шлифовальные зерна (более 150 мкм), шлифовальные порошки (20–150 мкм) и микропорошки (менее 20 мкм).

Шлифовальные шкурки (абразив, укрепленный на тканевой или бумажной основе) особенно широко применяются в технологии покрытий. Они бывают водостойкие и неводостойкие и различаются по номерам в соответствии с зернистостью абразива. Для шлифования шпатлевок применяют грубые шкурки с абразивами № 16–4, верхних покрытий – более тонкие с абразивами №4–3; окончательную доводку покрытий перед полированием проводят самыми тонкими (микронными) шкурками с абразивом М–14.

Абразивные пасты подразделяются на шлифовочные и полировочные. Они содержат микропорошки – отмученные абразивы (глинозем, алунд, крокус и др.) и жидкую связку (раствор или эмульсию масел и восков в растворителях или воде). Распространение в промышленности получили пасты и составы для шлифования № 4, 13, 289, для полирования – ВАЗ-2, ВАЗ-3, № 291, «Автополироль» (абразивосодержащие), «Автополироль-П», «Автобальзам НП» и полировочная вода (безабразивные). Ниже приведен состав некоторых паст для шлифования и полирования, %:

Паста для шлифования Паста для полирования

Оксид алюминия 55 Глинозем 57,5

Вазелиновое масло 17 Пемза 65

Касторовое масло 8 Стекло 65

Сольвент–нафта 5 Кварц 64

Вода 15 Уайт-спирит 12,0

Шлифованию и полированию подвергают высушенные и хорошо отвержденные покрытия. Предусматривают сухое и мокрое шлифование с применением охлаждающих примесей – воды и неактивных растворителей (Уайт-спирит и др.).

Обработку покрытий проводят вручную, с использованием механизированного инструмента и на ленточных, плоскополировальных и барабанных станках. Большое распространение в машиностроении получили пневматические и электрические машинки вращательного и возвратно-поступательного действия (УПМ1, УПМ2, ОПМ4, ППМ2, РД1, ЗИЛ и др.). При шлифовании на диск или подвижную платформу машинки надевают шлифовальный материал, например шкурку (рис. 9.4, а); при полировании же диск обертывают цигейкой, фетром или другим мягким материалом. В барабанных станках (рис. 9.4, б) рабочим инструментом служат собранные в пакет и зажатые между двумя дисками круги из тканей (тика и др.), окружная скорость вращения барабана 10–16 м/с. Ленточные станки (ШлНС2, ШлПС5М) и плоскополировальные станки (ПП3, ППА2, ППС) применяют для обработки покрытий на плоских изделиях.

Следует иметь в виду, что не все покрытия шлифуются, а тем более полируются. Образующаяся при шлифовании пыль огне- и взрывоопасна, поэтому участки шлифования должны хорошо вентилироваться. Сухое шлифование целесообразно заменять мокрым.

Шлифовочно-полировочные работы даже при использовании станков и ручного инструмента трудоемки и малопроизводительны. Нередко они являются узким местом производства покрытий. Так, производительность обработки поверхности шлифованием с применением ручного инструмента не > 4 м²/ч. Поэтому сокращение объема шлифовочно-полировочных работ – одна из важных задач в производстве покрытий. Решить ее можно путем усовершенствования рецептур лакокрасочных материалов, устранения или сведения к минимуму числа операций шпатлевания, повышения требований к чистоте поверхности изделий. Например, замена нитратцеллюлозных эмалей на меламиноалкидные в автомобилестроении привела к значительному снижению трудоемкости окрашивания вследствие устранения операций шлифования и полирования верхних покрытий.