模具拋光技術(shù)

1、隨著塑料制品日溢廣泛的應(yīng)用，如日化用品和飲料包裝容器等，外觀的需要往往要求塑料模具型腔的表面達(dá)到鏡面拋光的程度。而生產(chǎn)光學(xué)鏡片、鐳射唱片等模具對(duì)表面粗糙度要求極高，因而對(duì)拋光性的要求也極高。拋光不僅增加工件的美觀，而且能夠改善材料表面的耐腐蝕性、耐磨性，還可以使模具擁有其它優(yōu)點(diǎn)，如使塑料制品易于脫模，減少生產(chǎn)注塑周期等。因而拋光在塑料模具制作過(guò)程中是很重要的一道工序。1拋光方法目前常用的拋光方法有以下幾種：1.1機(jī)械拋光機(jī)械拋光是靠切削

2、、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(zhuǎn)體表面，可使用轉(zhuǎn)臺(tái)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(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。利用該技術(shù)可以達(dá)到Ra0.008μm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。1.2化學(xué)拋光化學(xué)拋光是讓材料在化學(xué)介質(zhì)中表面微觀凸出的部分

3、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(fù)雜設(shè)備，可以拋光形狀復(fù)雜的工件，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(shù)10μm。1.3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(yīng)的影響，效果較好。電化學(xué)拋光過(guò)程分為兩步：（1）宏觀整平溶解產(chǎn)物向電解液中擴(kuò)散，材料表面幾何粗糙下降，Ra＞1μm

4、。（2）微光平整陽(yáng)極極化，表面光亮度提高，Ra＜1μm。1.4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(jié)合。在溶液腐蝕、電解的基礎(chǔ)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。1.5流體拋

5、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(dá)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(qū)動(dòng)，使攜帶磨粒的液體介質(zhì)高速往復(fù)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。1.6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(duì)工件磨削加工。這種方法加工效（2）當(dāng)換用不同型號(hào)的砂紙時(shí)，拋光方向應(yīng)變換45~9

6、0，這樣前一種型號(hào)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(hào)砂紙之前，必須用100％純棉花沾取酒精之類(lèi)的清潔液對(duì)拋光表面進(jìn)行仔細(xì)的擦拭，因?yàn)橐活w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(xù)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

7、對(duì)表面進(jìn)行拋光。用每一種型號(hào)的砂紙進(jìn)行拋光時(shí)都應(yīng)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(zhuǎn)動(dòng)45~90。鉆石研磨拋光應(yīng)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(yù)硬鋼件和用細(xì)研磨膏拋光時(shí)。在用#8000研磨膏拋光時(shí)，常用載荷為100~200gcm2，但要保持此載荷的精準(zhǔn)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，

8、以確保模具表面壓力不會(huì)過(guò)高。（2）當(dāng)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(xì)清潔。（3）每次拋光時(shí)間不應(yīng)過(guò)長(zhǎng)，時(shí)間越短，效果越好。如果拋光過(guò)程進(jìn)行得過(guò)長(zhǎng)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(yīng)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(dāng)拋光過(guò)程停止時(shí)，保證工件表面潔凈和仔細(xì)去除所有研磨劑和潤(rùn)滑劑非常重要，隨后應(yīng)在表面噴淋一層模具防銹涂層。3

9、影響模具拋光質(zhì)量的因素由于機(jī)械拋光主要還是靠人工完成，所以拋光技術(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。3.1不同硬度對(duì)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(dá)到較低的粗糙度所需的拋光時(shí)間相應(yīng)增長(zhǎng)。同時(shí)硬度增高

10、，拋光過(guò)度的可能性相應(yīng)減少。3.2工件表面狀況對(duì)拋光工藝的影響鋼材在切削機(jī)械加工的破碎過(guò)程中，表層會(huì)因熱量、內(nèi)應(yīng)力或其他因素而損壞，切削參數(shù)不當(dāng)會(huì)影響拋光效果。電火花加工后的表面比普通機(jī)械加工或熱處理后的表面更難研磨，因此電火花加工結(jié)束前應(yīng)采用精規(guī)準(zhǔn)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(guī)準(zhǔn)選擇不當(dāng)，熱影響層的深度最大可達(dá)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(gòu)成一片