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03.06
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【QA大問答】鋁管拋光起火問題

鋁材本身輕取得容易、耐蝕、無磁性、合金強度、導電能力、重量及散熱能力等優異特性而被做為加工材料使用,而研磨鋁管時會產生一些問題,此篇文章會針對鋁管在拋光時起火的問題進行探討。




鋁材本身輕取得容易、耐蝕、無磁性、合金強度、導電能力、重量及散熱能力等優異特性而被做為加工材料使用,而研磨鋁管時會產生一些問題,此篇文章會針對鋁管在拋光時起火的問題進行探討。

 

■研磨問題:

◆陽極前拋光出現色差狀況

◆陽極前拋光時出現起火狀況

 

■問題深入探討:

一般鋁合金非常容易氧化,而氧化層能夠有效提升鋁合金的壽命。但是自然氧化層長時間暴露的話,氧化層容易剝落,保護效果低。

所以會進行氧化層的人為處理,此工法稱為陽極處理,藉由化學條件變化執行人為氧化,使其穩定產生,提升氧化層壽命,進而提升鋁合金壽命。

但是陽極處理後鋁合金就無法進行重工,所以在此步驟前會加一道拋光的程序,除了能有效提升表粗度,也更容易發現是否有傷痕,以確保陽極處理後的工件品質,而陽極處理前後的拋光製程卻會有起火、色差、面粗度的問題,以下將針對這些問題作探討。

 

 

◆陽極前易產生色差的問題,主要是因為砂輪在研磨過程中溫度過高,鋁材質的熱膨脹係數大,會發生熱膨脹,出現過度進刀,造成研磨不均,研磨面就會有色差出現,而色差的產生除了會讓尺寸精度不準以外,後續也無法再做陽極或其他表面處理,是很常出現的問題之一。

 

 

◆起火狀況主要是因為鋁合金裡含有鋅、錳、矽、鎂等合金元素,而鎂本身的元素性質很不穩定,一般鎂在空氣中會有氧化層薄膜防止鎂與空氣反應,但若是因為研磨使其變成粉塵狀,失去氧化膜保護後,溫度高就容易與空氣產生劇烈反應,因而起火,因此在研磨溫度高的情況下就容易出現起火的狀況。

 

■常見辦法:

◆通常會使用麻輪或布輪來做拋光,因為這兩種砂輪切削力較差,所以會加大進刀量以完成拋光,但壓力大的狀況下會使研磨溫度提高,從而產生色差,為了降低研磨溫度,理論上就要降低轉速,減少進刀量,砂輪對工件的壓力減少,自然也會降低研磨發熱,但這樣會衍生出加工效率變差的問題,並不是最佳的解決方法。

 

◆與上述兩種方式相同,在切削力不足的情況下會用加大壓力去做彌補,一旦加大壓力,溫度提高,就會促使粉末狀的鎂與空氣產生起火,好一點是工件燒傷,嚴重有可能對操作人員造成危害,是非常危險的,而減少壓力就是效率差,拋光時間長,非常令人頭痛。

 

■解決方案:

 

 

◆可以使用有特殊散熱的彈性拋光輪,市面上有許多針對材料去做調整的砂輪,如果不想降低工作效率就必須更換砂輪,砂輪本身散熱好就能減少燒傷產生色差的機率,或是採用全合成的水性切削液,這種切削液強調冷卻性能,對於高溫的精加工有不錯的成效。

 

 

◆可以使用較細粒度的彈性拋光砂輪,因為彈性砂輪本身富有彈性,在高精度拋光時較害怕發生震動,彈性砂輪可以吸收震動,減少研磨誤差,且切削力也會比麻布輪更強,但強度會需要調整,依據機台剛性強弱調整強度,一般來說很多拋光輪都是採乾式研磨,所以除了強度以外,在挑選拋光輪時也須注意是否可以乾濕兩用,以免用到不合適的拋光輪。

 

■結論:

鋁雖然屬於硬度軟的材料,但因為材質的韌性高,容易產生研磨熱,所以拋光難度相對高,不過只要搭配適合的砂輪,還是能達到良好的成果,但是影響精度的,除了砂輪及拋光輪以外,切削油、過濾系統、加工環境等等的對於加工效率、特別是良率上的影響都是牽一髮動全身的存在,所有細節都要仔細拿捏以達到最佳的加工效率。

 

※以上是SEYA生堯砥研的分享,若對砂輪、調整輪的選擇與搭配,或研磨相關技術有任何問題,歡迎與我們聯絡與諮詢!

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