Оптовая химико-механическая полировка

Часто под оптовой ХМП подразумевают просто массовую закупку абразивов, но на деле это комплексная логистика реагентов, контроль влажности в цехах и адаптация методик под партии от 500 деталей. В ООО Далянь Синьцзиян Индустрия через это прошли – в 2015-м чуть не угробили партию крыльчаток из-за экономии на pH-метрах.

Технологические тонкости при работе с крупными партиями

Наш сборочный цех в 2000 м2 изначально не был заточен под химико-механическую полировку – пришлось переделывать вентиляцию, потому что пары коллоидного кремнезема конденсировались на конвейере. Заметили, что при температуре ниже 23°C на алюминиевых заготовках появляется белёсый налёт, особенно в угловых зонах.

Трёхкоординатные измерительные машины выдают погрешность до 0,8 мкм после 10 часов непрерывной работы – для титановых имплантов это критично. Пришлось разбивать проверку на циклы по 200 штук с калибровкой между подходами. Кстати, именно тогда отказались от универсальных суспензий – теперь для каждой марки сплава готовим отдельные составы.

Самое неприятное – когда реагенты из разных партий дают разную скорость съёма материала. В 2018-м поставили 1200 литров суспензии от нового поставщика, а она за 2 недели хранения расслоилась. Пришлось экстренно заказывать у старого партнёра, хотя по цене вышло на 15% дороже.

Оборудование и его адаптация

Из 102 единиц оборудования под оптовую химико-механическую полировку сразу подошли только 37 станков с ЧПУ. Остальные модернизировали – например, добавили системы рециркуляции суспензии с фильтрами 5 мкм. Без этого расходы на оксид церия съедали бы всю маржу.

Цех с постоянной температурой (эти 1000 м2) изначально планировали под прецизионную механику, но оказалось, что для медных шин нужна стабильность ±1.5°C. Пришлось докупать климатические установки – сейчас там обрабатываем компоненты для медицинских томографов.

Обрабатывающие центры HAAS иногда 'не дружат' с вязкими суспензиями – пришлось разрабатывать крепления с антивибрационными прокладками. Мелочь, а без неё на кромках появляются микротрещины, особенно на закалённых сталях.

Типичные ошибки при масштабировании

Самая распространённая иллюзия – что можно просто увеличить концентрацию абразива для ускорения процесса. На партии корпусных деталей для судостроения пробовали – получили неравномерный глянец и повышенный износ полировальных кругов. Восстанавливали 3 недели, снижая концентрацию ступенчато.

Ещё один момент – логистика готовых изделий. После химико-механической полировки нельзя сразу упаковывать в плёнку, нужна выдержка 12-24 часа для стабилизации поверхности. Как-то отгрузили партию клапанов без выдержки – через месяц пришёл рекламационный акт с пятнами окисления.

Экономия на подготовке персонала – отдельная история. В 2020-м взяли партию новых операторов, которые не отслеживали уровень шума вибростендов. Результат – 80% брака на кремниевых подложках из-за резонансных явлений.

Кейсы из практики ООО Далянь Синьцзиян Индустрия

В 2021-м для немецкого завода делали полировку шестерён – казалось бы, типовая задача. Но выяснилось, что у них допуски по шероховатости не Ra, а Rz. Пришлось экстренно перенастраивать программу под другой алгоритм измерений, благо трёхкоординатные машины позволяют.

Работа с нержавеющей сталью марки 316L для фармацевтики – там вообще отдельная история. После стандартной химико-механической полировки поверхность не проходила тест на чистоту (остатки оксида церия в порах). Разработали многоступенчатую промывку в ультразвуковых ваннах с деминерализованной водой.

Самый сложный проект – полировка внутренних каналов турбинных лопаток. Использовали специальные эластичные полимерные абразивы, но первый прототип вышел с дефектами – не учли кривизну каналов. Помогло сотрудничество с технологами из авиационного КБ, которые подсказали методику с изменяемым давлением подачи суспензии.

Перспективы и ограничения метода

Сейчас тестируем гибридный подход – предварительную механическую обработку на ЧПУ с последующей химико-механической полировкой в одной операции. Пока стабильность оставляет желать лучшего – разброс по шероховатости достигает 15%, но для некритичных деталей уже внедряем.

Основное ограничение – материалы с разнородной структурой. Например, биметаллические заготовки (сталь-бронза) практически не поддаются равномерной полировке. Пробовали разные протравки – либо перетравливается один компонент, либо не обрабатывается другой.

Из перспективного – автоматический контроль мутности суспензий. Разрабатываем с инженерами систему на основе оптических датчиков, чтобы отслеживать распад абразивных частиц в реальном времени. Если получится, сократим расход реагентов на 20-25%.

Выводы для промышленного применения

Главный урок – не существует универсальных рецептов для оптовой химико-механической полировки. Даже для одной марки стали из разных плавок приходится корректировать режимы. Ведём журнал корректировок с 2016 года – уже набралось 47 типовых протоколов.

Стоит учитывать сезонность – зимой из-за отопления влажность в цехах падает до 30%, что влияет на вязкость суспензий. Пришлось устанавливать системы климат-контроля не только в чистовых зонах, но и в складах реагентов.

Самое важное – не гнаться за скоростью. Лучше сделать 5 контрольных промывок после полировки, чем потом разбираться с рекламациями. На сайте https://www.xinjiyangongye.ru есть технические отчёты по разным материалам – выложили после того, как сами набили достаточно шишек.