I. Différences de base entre le polissage et le broyage fin
Polissage de surface et broyage fin boules de cuivre rouge sont à la fois des processus pour améliorer leur qualité de surface, mais il existe des différences significatives dans les chemins techniques, les objectifs et les scénarios applicables:
Principes et objectifs de traitement
Polissage: élimination des micro-protrusions de surface par action mécanique ou chimique, en s'appuyant principalement sur la frottement et la dissolution des roues de polissage doux ou des liquides de polissage (tels que les liquides de polissage chimique en cuivre), l'objectif est de réduire la rugosité de la surface à RA≤0,1 μm, formant un effet de miroir).
Fine broyage: utilisez des abrasifs durs (comme le diamant ou le carbure de silicium) pour couper la surface de manière directionnelle, et grâce au broyage étape par étape des abrasifs à plusieurs niveaux (tels que les grades G100-G1000), l'objectif est de contrôler la rugosité de la surface dans RA 0,2 ~ 0,4 μm, et d'atteindre une correspondance géométrique (comme le degré de spherical ± 0,001mm).
Mécanisme d'élimination des matériaux
Le polissage est principalement basé sur le "micro-flux plastique", qui adoucit le métal de surface et remplit la zone concave pour former une surface continue et lisse; Le broyage est principalement basé sur la «micro-coupe», et le matériau est uniformément éliminé par le grattage mécanique des particules abrasives.
Influence des performances de surface
Le film d'oxyde de surface de la boule de cuivre poli est plus dense et la résistance à la corrosion est améliorée (comme 72 heures sans rouille dans un environnement de pulvérisation saline neutre), mais la dureté peut diminuer en raison d'un ramollissement excessif (HV 80 → 70).
La surface après broyage conserve une certaine micro-texture, qui peut améliorer l'adaptabilité de la friction avec le matériau d'étanchéité, mais elle doit être appariée à un traitement de passivation (comme le liquide de passivation en cuivre T401) pour prévenir l'oxydation.
2. Exigences spéciales pour le traitement de surface des boules de cuivre pour les vannes à haute pression
Les vannes à haute pression (telles que les soupapes de billes de pipeline de pétrole et de gaz) doivent fonctionner de manière stable pendant longtemps dans des conditions de travail (pression> 10 MPa, milieu contenant du soufre ou des impuretés acides), et les exigences de base suivantes sont présentées pour les performances de surface des boules de cuivre:
Scellant: La rugosité de surface doit être ≤ 0,2 μm pour réduire le risque de fuite moyenne.
Résistance à l'usure: il doit résister à la friction à haute fréquence entre le siège de la valve et la balle, et la dureté de surface est recommandée comme ≥ 90 hV.
Résistance à la corrosion: Dans les milieux pétroliers et gaziers contenant des H₂s ou du CO₂, le film de passivation de surface doit avoir la capacité de résister à la pénétration chimique.
Stabilité dimensionnelle: La tolérance de précision au niveau du G1000 doit être contrôlée à ± 0,001 mm pour éviter la déformation à haute température et à haute pression.
Iii. Suggestions d'optimisation du processus
Points de contrôle de broyage:
Utilisez des abrasifs avec différentes tailles de particules (comme G200 → G1000) pour éviter une intégration abrasive causée par une ductilité élevée de cuivre rouge (des lubrifiants tels que l'eau savonneuse ou la pâte de polissage sont nécessaires).
Effectuer un traitement de passivation immédiatement après le broyage pour empêcher l'épaississement de la couche d'oxyde d'affectation de la précision dimensionnelle.
Mise à niveau du processus de polissage:
Pour la technologie du cuivre rouge à haute pureté (Cu≥99,9%), la technologie de polissage mécanique chimique (CMP) est utilisée en combinaison avec le liquide de polissage du dioxyde de cérium pour atteindre la finition nano-niveau de Ra≤0,05 μm tout en évitant la déformation du réseau causée par le stress mécanique
