Les tubes de précision en acier inoxydable de petit diamètre sont largement utilisés en raison de leur haute résistance à la corrosion et de leur rapport coût-efficacité, notamment dans les domaines des équipements médicaux, des pièces mécaniques et des instruments de laboratoire. Ces tubes doivent être résistants à la corrosion, présenter un aspect brillant, être propres et hygiéniques, et leur surface ne doit pas être contaminée par des substances toxiques. Par conséquent, le traitement de surface des tubes de précision en acier inoxydable exige l'élimination complète des substances nocives. Le polissage, méthode de traitement de surface éprouvée, est largement utilisé. Il permet d'améliorer encore la résistance à la corrosion et l'aspect brillant de l'acier inoxydable.
Il existe actuellement sept méthodes de polissage couramment utilisées. Examinons le processus de polissage et de traitement de précision des tubes en acier inoxydable de petit diamètre.
1. Polissage mécanique. Le polissage mécanique est une méthode qui repose sur la déformation plastique de la surface du matériau usiné afin d'éliminer les aspérités et d'obtenir une surface lisse. On utilise généralement des bandes de pierre à huile, des disques de laine de verre, du papier de verre, etc., et l'opération est principalement manuelle. Pour des exigences de qualité de surface élevées, on peut recourir au polissage ultrafin. Cette technique utilise un outil de polissage spécial, pressé fermement contre la surface de la pièce dans un bain de polissage abrasif, et mis en rotation à grande vitesse. Elle permet d'atteindre une rugosité de surface Ra de 0,008 µm, la plus faible parmi les différentes méthodes de polissage.
2. Polissage chimique. Le polissage chimique consiste à dissoudre préférentiellement les aspérités microscopiques de la surface de tubes de précision en acier inoxydable de petit diamètre dans un milieu chimique, afin d'obtenir une surface lisse. Le principal avantage de cette méthode réside dans sa simplicité : elle ne nécessite pas d'équipement complexe, permet de polir des pièces de formes complexes, de traiter plusieurs pièces simultanément et offre une grande efficacité. La préparation du liquide de polissage est un point crucial. La rugosité de surface obtenue par polissage chimique est généralement de l'ordre de quelques dizaines de micromètres.
3. Polissage électrolytique. Le principe de base du polissage électrolytique est identique à celui du polissage chimique : il repose sur la dissolution sélective des minuscules aspérités présentes à la surface du matériau afin d’obtenir une surface lisse. Comparé au polissage chimique, il permet d’éliminer l’influence de la réaction cathodique et offre un meilleur résultat.
4. Polissage par ultrasons : Plongez le tube de précision en acier inoxydable de petit diamètre dans la suspension abrasive et placez l'ensemble dans le champ ultrasonique. Grâce à l'oscillation des ondes ultrasoniques, l'abrasif est poli sur la surface de la pièce. Le traitement par ultrasons applique une force macroscopique faible et ne provoque aucune déformation de la pièce. Il peut être combiné à des méthodes chimiques ou électrochimiques. Dans le cas de la corrosion en solution et de l'électrolyse, les vibrations ultrasoniques sont utilisées pour agiter la solution afin de séparer les produits dissous à la surface de la pièce et d'homogénéiser la corrosion ou l'électrolyte en surface. L'effet de cavitation des ondes ultrasoniques dans le liquide peut également inhiber le processus de corrosion et favoriser le polissage de la surface.
5. Polissage par fluide. Le polissage par fluide repose sur l'utilisation d'un liquide à grande vitesse transportant des particules abrasives pour polir la surface de la pièce. Parmi les méthodes courantes, on trouve le traitement par jet d'abrasif, le traitement par jet de liquide et le meulage hydrodynamique. Ce dernier est actionné par la pression hydraulique, ce qui provoque un mouvement de va-et-vient à grande vitesse du fluide contenant les particules abrasives sur la surface de la pièce. Ce fluide est principalement composé de composés spéciaux (substances de type polymère) présentant une bonne fluidité sous basse pression et mélangés à des abrasifs. L'abrasif peut être constitué de poudre de carbure de silicium.
6. Rectification et polissage magnétiques. La rectification et le polissage magnétiques utilisent des abrasifs magnétiques pour former des brosses abrasives sous l'action d'un champ magnétique, permettant ainsi la rectification de tubes en acier inoxydable de petit diamètre et de haute précision. Cette méthode offre une productivité élevée, une qualité optimale, un contrôle aisé des conditions de traitement et de bonnes conditions de travail. Avec des abrasifs adaptés, la rugosité de surface peut atteindre Ra 0,1 µm.
7. Polissage chimico-mécanique. Le polissage chimico-mécanique combine les avantages du polissage chimique et du polissage mécanique et constitue la méthode de polissage la plus couramment utilisée. Tout en garantissant une efficacité d'enlèvement de matière optimale, il permet d'obtenir une surface d'une perfection supérieure. La planéité obtenue est de un à deux ordres de grandeur supérieure à celle obtenue par la simple application de ces deux méthodes de polissage, et il est possible d'atteindre une rugosité de surface allant du niveau nanométrique au niveau atomique. De plus, le polissage confère à la surface un aspect miroir très brillant, sans défauts, et une excellente planéité.
Les sept méthodes de polissage décrites ci-dessus sont utilisées pour le traitement des tubes de précision en acier inoxydable de petit diamètre. Le polissage exige non seulement une grande précision intrinsèque, mais aussi des normes élevées en matière de planéité, de lissage et de précision géométrique. En général, le polissage de surface vise uniquement à obtenir un aspect brillant. Cependant, compte tenu de la difficulté à contrôler précisément la précision géométrique des tubes de précision en acier inoxydable de petit diamètre par des méthodes telles que le polissage électrolytique et le polissage par fluide, et du fait que la qualité de surface obtenue par le polissage chimique, le polissage ultrasonique, le polissage par rectification magnétique et d'autres méthodes ne répond pas aux exigences, le polissage mécanique reste le procédé de traitement le plus courant.
Date de publication : 18 juin 2024