機械拋光

機械拋光是靠切削、材料表面塑性變形去掉被拋光后的凸部而得到平滑面的拋光方法，一般使用油石條、羊毛輪、砂紙等，以手工操作為主，特殊零件如回轉體表面，可使用轉臺等輔助工具，表面質(zhì)量要求高的可采用超精研拋的方法。超精研拋是采用特制的磨具，在含有磨料的研拋液中，緊壓在工件被加工表面上，作高速旋轉運動(dòng)。利用該技術(shù)可以達到 Ra0.008 μ m 的表面粗糙度，是各種拋光方法中最高的。光學(xué)鏡片模具常采用這種方法。

化學(xué)拋光

化學(xué)拋光是讓材料在化學(xué)介質(zhì)中表面微觀(guān)凸出的部分較凹部分優(yōu)先溶解，從而得到平滑面。這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是不需復雜設備，可以?huà)伖庑螤顝碗s的工件，可以同時(shí)拋光很多工件，效率高。化學(xué)拋光的核心問(wèn)題是拋光液的配制。化學(xué)拋光得到的表面粗糙度一般為數 10 μ m 。

電解拋光

電解拋光基本原理與化學(xué)拋光相同，即靠選擇性的溶解材料表面微小凸出部分，使表面光滑。與化學(xué)拋光相比，可以消除陰極反應的影響，效果較好。電化學(xué)拋光過(guò)程分為兩步：

1、宏觀(guān)整平溶解產(chǎn)物向電解液中擴散，材料表面幾何粗糙下降， Ra > 1 μ m 。

2、微光平整陽(yáng)極極化，表面光亮度提高， Ra < 1 μ m 。

超聲波拋光

將工件放入磨料懸浮液中并一起置于超聲波場(chǎng)中，依靠超聲波的振蕩作用，使磨料在工件表面磨削拋光。超聲波加工宏觀(guān)力小，不會(huì )引起工件變形，但工裝制作和安裝較困難。超聲波加工可以與化學(xué)或電化學(xué)方法結合。在溶液腐蝕、電解的基礎上，再施加超聲波振動(dòng)攪拌溶液，使工件表面溶解產(chǎn)物脫離，表面附近的腐蝕或電解質(zhì)均勻;超聲波在液體中的空化作用還能夠抑制腐蝕過(guò)程，利于表面光亮化。

流體拋光

流體拋光是依靠高速流動(dòng)的液體及其攜帶的磨粒沖刷工件表面達到拋光的目的。常用方法有：磨料噴射加工、液體噴射加工、流體動(dòng)力研磨等。流體動(dòng)力研磨是由液壓驅動(dòng)，使攜帶磨粒的液體介質(zhì)高速往復流過(guò)工件表面。介質(zhì)主要采用在較低壓力下流過(guò)性好的特殊化合物(聚合物狀物質(zhì))并摻上磨料制成，磨料可采用碳化硅粉末。

磁研磨拋光

磁研磨拋光是利用磁性磨料在磁場(chǎng)作用下形成磨料刷，對工件磨削加工。這種方法加工效率高，質(zhì)量好，加工條件容易控制，工作條件好。采用合適的磨料，表面粗糙度可以達到 Ra0.1 μ m 。

在塑料模具加工中所說(shuō)的拋光與其他行業(yè)中所要求的表面拋光有很大的不同，嚴格來(lái)說(shuō)，模具的拋光應該稱(chēng)為鏡面加工。它不僅對拋光本身有很高的要求并且對表面平整度、光滑度以及幾何精確度也有很高的標準。表面拋光一般只要求獲得光亮的表面即可。模具大師微信：1828765339 鏡面加工的標準分為四級： AO=Ra0.008 μ m ， A1=Ra0.016 μ m ， A3=Ra0.032 μ m ， A4=Ra0.063 μ m ，由于電解拋光、流體拋光等方法很難精確控制零件的幾何精確度，而化學(xué)拋光、超聲波拋光、磁研磨拋光等方法的表面質(zhì)量又達不到要求，所以精密模具的鏡面加工還是以機械拋光為主。

機械拋光基本程序

要想獲得高質(zhì)量的拋光效果，最重要的是要具備有高質(zhì)量的油石、砂紙和鉆石研磨膏等拋光工具和輔助品。而拋光程序的選擇取決于前期加工后的表面狀況，如機械加工、電火花加工，磨加工等等。機械拋光的一般過(guò)程如下：

1、粗拋

經(jīng)銑、電火花、磨等工藝后的表面可以選擇轉速在 35 000 — 40 000 rpm 的旋轉表面拋光機或超聲波研磨機進(jìn)行拋光。常用的方法有利用直徑Φ 3mm 、 WA # 400 的輪子去除白色電火花層。然后是手工油石研磨，條狀油石加煤油作為潤滑劑或冷卻劑。一般的使用順序為 #180 ~ #240 ~ #320 ~ #400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000 。許多模具制造商為了節約時(shí)間而選擇從 #400 開(kāi)始。

2、半精拋

半精拋主要使用砂紙和煤油。砂紙的號數依次為： #400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000 ~ #1200 ~ #1500 。實(shí)際上 #1500 砂紙只用適于淬硬的模具鋼(52HRC 以上)，而不適用于預硬鋼，因為這樣可能會(huì )導致預硬鋼件表面燒傷。

3、精拋

精拋主要使用鉆石研磨膏。若用拋光布輪混合鉆石研磨粉或研磨膏進(jìn)行研磨的話(huà)，則通常的研磨順序是 9 μ m (#1800 ) ~ 6 μ m (#3000 ) ~3 μ m (#8000 )。 9 μ m 的鉆石研磨膏和拋光布輪可用來(lái)去除 #1200 和 #1500 號砂紙留下的發(fā)狀磨痕。接著(zhù)用粘氈和鉆石研磨膏進(jìn)行拋光，順序為 1 μ m (#14000 ) ~ 1/2 μ m (#60000 ) ~1/4 μ m (#100000 )。

精度要求在 1 μ m 以上(包括 1 μ m )的拋光工藝在模具加工車(chē)間中一個(gè)清潔的拋光室內即可進(jìn)行。若進(jìn)行更加精密的拋光則必需一個(gè)絕對潔凈的空間。灰塵、煙霧，頭皮屑和口水沫都有可能報廢數個(gè)小時(shí)工作后得到的高精密拋光表面。

機械拋光中要注意的問(wèn)題

用砂紙拋光應注意以下幾點(diǎn)：

1、用砂紙拋光需要利用軟的木棒或竹棒。在拋光圓面或球面時(shí)，使用軟木棒可更好的配合圓面和球面的弧度。而較硬的木條像櫻桃木，則更適用于平整表面的拋光。修整木條的末端使其能與鋼件表面形狀保持吻合，這樣可以避免木條(或竹條)的銳角接觸鋼件表面而造成較深的劃痕。

2、當換用不同型號的砂紙時(shí)，拋光方向應變換 45 ° ~ 90 °，這樣前一種型號砂紙拋光后留下的條紋陰影即可分辨出來(lái)。在換不同型號砂紙之前，必須用 100 %純棉花沾取酒精之類(lèi)的清潔液對拋光表面進(jìn)行仔細的擦拭，因為一顆很小的沙礫留在表面都會(huì )毀壞接下去的整個(gè)拋光工作。從砂紙拋光換成鉆石研磨膏拋光時(shí)，這個(gè)清潔過(guò)程同樣重要。在拋光繼續進(jìn)行之前，所有顆粒和煤油都必須被完全清潔干凈。

3、為了避免擦傷和燒傷工件表面，在用 #1200 和 #1500 砂紙進(jìn)行拋光時(shí)必須特別小心。因而有必要加載一個(gè)輕載荷以及采用兩步拋光法對表面進(jìn)行拋光。用每一種型號的砂紙進(jìn)行拋光時(shí)都應沿兩個(gè)不同方向進(jìn)行兩次拋光，兩個(gè)方向之間每次轉動(dòng) 45 ° ~ 90 °。

鉆石研磨拋光應注意以下幾點(diǎn)：

1、這種拋光必須盡量在較輕的壓力下進(jìn)行特別是拋光預硬鋼件和用細研磨膏拋光時(shí)。在用 #8000 研磨膏拋光時(shí)，常用載荷為 100~200g/cm2 ，但要保持此載荷的精準度很難做到。為了更容易做到這一點(diǎn)，可以在木條上做一個(gè)薄且窄的手柄，比如加一銅片;或者在竹條上切去一部分而使其更加柔軟。這樣可以幫助控制拋光壓力，以確保模具表面壓力不會(huì )過(guò)高。

2、當使用鉆石研磨拋光時(shí)，不僅是工作表面要求潔凈，工作者的雙手也必須仔細清潔。

3、每次拋光時(shí)間不應過(guò)長(cháng)，時(shí)間越短，效果越好。如果拋光過(guò)程進(jìn)行得過(guò)長(cháng)將會(huì )造成“橘皮”和“點(diǎn)蝕”。

4、為獲得高質(zhì)量的拋光效果，容易發(fā)熱的拋光方法和工具都應避免。比如：拋光輪拋光，拋光輪產(chǎn)生的熱量會(huì )很容易造成“橘皮”。

5、當拋光過(guò)程停止時(shí)，保證工件表面潔凈和仔細去除所有研磨劑和潤滑劑非常重要，隨后應在表面噴淋一層模具防銹涂層。

由于機械拋光主要還是靠人工完成，所以?huà)伖饧夹g(shù)目前還是影響拋光質(zhì)量的主要原因。除此之外，還與模具材料、拋光前的表面狀況、熱處理工藝等有關(guān)。優(yōu)質(zhì)的鋼材是獲得良好拋光質(zhì)量的前提條件，如果鋼材表面硬度不均或特性上有差異，往往會(huì )產(chǎn)生拋光困難。鋼材中的各種夾雜物和氣孔都不利于拋光。

不同硬度對拋光工藝的影響

硬度增高使研磨的困難增大，但拋光后的粗糙度減小。由于硬度的增高，要達到較低的粗糙度所需的拋光時(shí)間相應增長(cháng)。同時(shí)硬度增高，拋光過(guò)度的可能性相應減少。

工件表面狀況對拋光工藝的影響

鋼材在切削機械加工的破碎過(guò)程中，表層會(huì )因熱量、內應力或其他因素而損壞，切削參數不當會(huì )影響拋光效果。電火花加工后的表面比普通機械加工或熱處理后的表面更難研磨，因此電火花加工結束前應采用精規準電火花修整，否則表面會(huì )形成硬化薄層。如果電火花精修規準選擇不當，熱影響層的深度最大可達 0.4mm 。硬化薄層的硬度比基體硬度高，必須去除。因此最好增加一道粗磨加工，徹底清除損壞表面層，構成一片平均粗糙的金屬面，為拋光加工提供一個(gè)良好基礎。

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