Superfinition et polissage

De fines pierres ou des disques de polissage enlèvent les derniers pics microscopiques

Le superfinissage et le polissage sont les étapes abrasives les plus douces : elles prennent une surface déjà rectifiée et en rasent les derniers pics microscopiques. Le superfinissage fait tourner plus doucement et durer plus longtemps les rouleaux de roulements et les tourillons de vilebrequins ; le polissage donne leur brillant miroir aux robinets, aux boîtiers de montres et aux implants médicaux. Les deux n'enlèvent que quelques micromètres ou moins.

Photo : Mgeurts, CC BY 3.0, via Wikimedia Commons

superfinissage et polissage · outils et profils de surface grossisLes numéros cerclés correspondent aux étapes ci-dessous ; la rangée du bas grossit la surface pour voir ce que chaque étape enlève.

Comment ça marche

Partir d'une surface rectifiée. La pièce arrive déjà rectifiée à la cote. Au microscope, sa surface reste un champ de minuscules pics et de rayures.
Appuyer légèrement une pierre fine. En superfinissage, une pierre ou un film abrasif à grain très fin (de minuscules particules abrasives) est appuyé doucement contre la pièce en rotation.
Osciller vite. La pierre oscille d'avant en arrière par courses courtes et rapides : ses grains croisent les anciennes traces de rectification et tranchent les pics.
La laisser s'arrêter d'elle-même. À mesure que les pics disparaissent, la pierre se met à glisser sur un film d'huile et la coupe s'arrête presque. Les creux restent, et ils retiendront ensuite le lubrifiant.
Polir pour le brillant. Pour l'aspect, une roue en tissu en rotation (un disque de polissage) chargée de pâte (un abrasif fin dans une barre de cire) est appuyée sur la pièce, avec des grades de plus en plus fins, jusqu'à refléter comme un miroir.

Chiffres clés

Matériaux: Aciers trempés, acier inoxydable, laiton, aluminium, pièces chromées, métaux précieux
Pièces typiques: Superfinissage : chemins de roulements et rouleaux, tourillons de vilebrequins et d'arbres à cames, tiges de pistons. Polissage : presque toutes les formes, planes ou courbes
Taille de pièce: Des pièces d'horlogerie à des cylindres et des tiges de plusieurs mètres de long
Précision: Le superfinissage enlève environ un micromètre et change à peine la cote ; le polissage vise l'aspect, pas les dimensions
État de surface: Le superfinissage peut atteindre une rugosité d'environ Ra 0,01–0,1 µm ; le polissage donne une finition miroir
Taille de série adaptée: Superfinissage : lignes de production de masse. Polissage : de la pièce unique à la main aux lignes automatisées ou robotisées
Coût d'outillage et de machine: Pierres, films, disques et pâtes sont des consommables peu chers ; les machines automatisées sont un investissement important
Vitesse: Superfinissage : de quelques secondes à moins d'une minute par surface. Polissage : de quelques secondes à la machine à des heures à la main

Atouts et limites

Atouts

Des surfaces très lisses qui réduisent le frottement, l'usure et le bruit dans les roulements et les arbres
Le superfinissage conserve les creux, qui retiennent l'huile
Peu de chaleur : la surface trempée n'est pas endommagée
Le polissage rend les pièces plus belles et plus faciles à nettoyer

Limites

Ne peut pas corriger les erreurs de cote ou de forme ; la pièce doit déjà être rectifiée avec précision
Le superfinissage exige des têtes ou des machines dédiées à chaque type de pièce
Le polissage à la main est un travail lent et qualifié, et peut arrondir les arêtes vives
La poussière de polissage et la pâte usagée doivent être aspirées et traitées

Où on l'utilise

RoulementsChemins de billes et de rouleaux, rouleaux
AutomobileTourillons de vilebrequins et d'arbres à cames, tiges d'amortisseurs
MédicalImplants de hanche et de genou, instruments chirurgicaux
Biens de consommationBoîtiers de montres, bijoux, robinets, ustensiles de cuisine
HydrauliqueTiges de pistons et surfaces d'étanchéité

Comment le reconnaître

Un tourillon superfini est brillant mais légèrement satiné, sans trace de rectification visible.
Une pièce polie reflète votre visage comme un miroir, souvent avec de légères traces de tourbillons en lumière rasante.
Des arêtes arrondies et adoucies sur les pièces métalliques décoratives trahissent un polissage.
Sur les roulements, la piste de roulement est nettement plus brillante que les faces rectifiées autour.

À comparer avec

Rectification5.7fixe d'abord la cote et la forme ; le superfinissage et le polissage ne font qu'affiner la surface.Rodage5.8un frottement lent semblable avec des pierres, mais à l'intérieur des alésages et en enlevant plus de matière.Dépôt électrolytique11.5donne aussi une finition brillante, mais en ajoutant une couche de métal au lieu d'enlever des pics.

À regarder

Supfina · Une explication claire du principe par un fabricant

Cutting Tool Engineering · Superfinissage de pièces de roulements en production

Balu Forge Industries Ltd · Finition abrasive de tourillons de vilebrequins dans une usine

Avid Welder · Polissage à la main avec des grains de plus en plus fins jusqu'au miroir

Voir de vraies photos

Wikipédia : Superfinishing — le principe et ses variantes en passage et en plongée, panorama avec photos
Wikipédia : Polishing (metalworking) — grains, disques de polissage et pâtes, avec des photos
Recherche de photos sur Wikimedia Commons

À retenir

Ces étapes n'enlèvent que les derniers pics microscopiques d'une surface déjà rectifiée.
Le superfinissage améliore la fonction : fonctionnement plus doux, vie plus longue, huile conservée dans les creux.
Le polissage améliore l'aspect : une finition miroir obtenue avec des abrasifs de plus en plus fins.