模具拋光的工藝流程及技巧

拋光（guāng）在模具製作（zuò）過（guò）程（chéng）中是很重要的一道（dào）工序（xù），也（yě）是收官之作，隨（suí）著（zhe）塑料製品的日溢廣泛應用，對塑料製品（pǐn）的外觀品質要求也越來越高，所（suǒ）以塑料模具（jù）型腔的表麵拋光質量也要相應提高，特別是鏡（jìng）麵和高光高亮表麵的模具對模具表麵（miàn）粗糙度要求更高，因而對拋光的要求（qiú）也更高。拋光不僅增加工（gōng）件的美（měi）觀，而且能夠改善材料表麵的耐腐蝕性、耐磨性，還可以（yǐ）方便於後續的注塑（sù）加（jiā）工，如使塑料製品易於脫模，減少生產注塑（sù）周期等。

　　目前常用的拋光方法有以（yǐ）下幾種：

　　㈠機（jī）械拋光  機械拋光是靠切（qiē）削、材料表麵塑性變形去掉被拋光後的凸部而得（dé）到平滑麵的拋光方法，一般使用油石條、羊毛輪、砂紙（zhǐ）等，以手工操作為主，特殊零件如回轉體表麵，可使用轉台等輔助工（gōng）具，表麵（miàn）質（zhì）量要求高的可采用超精研拋的方法（fǎ）。超精研拋是采用特製的（de）磨具，在含有磨料的研拋液中，緊壓在工件被加工表麵上，作高速旋轉運動。利用該技術可以（yǐ）達到Ra0.008μm的表麵粗糙度，是各種拋光方法中最高的。光學鏡片模具常采用這種方法。

　　⑴機械拋光基（jī）本程序  要想獲得（dé）高質量的拋光效果，最重要的是要具備有高質量（liàng）的油石、砂紙和鑽石研磨膏等拋光工具和輔助品。而（ér）拋光（guāng）程序的（de）選擇取決於前期加工後的（de）表麵狀況，如機械加工、電（diàn）火花（huā）加工，磨加工等等。

　　機械拋光的一般過（guò）程如下：

       ①粗拋經銑、電火花、磨等工藝後的表麵可以選擇轉速在35 000—40 000 rpm的旋轉表麵（miàn）拋光機或超聲波研磨機進行拋光。常用的方法有利用直徑Φ3mm、WA # 400的（de）輪子去除白色電火花層。然後是手工油石研磨，條狀油石加煤油作為潤滑劑（jì）或冷卻劑。一般的使用順序為#180 ~ #240 ~ #320 ~ #400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000。許多模具製造商為（wéi）了節約時間而選擇（zé）從#400開始。

　　②半精（jīng）拋半精拋主要使用砂（shā）紙和煤油。砂紙的（de）號數依次為：#400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000 ~ #1200 ~ #1500。實際上#1500砂紙（zhǐ）隻用適於淬硬（yìng）的模具鋼(52HRC以上（shàng）)，而不適用於預硬鋼，因為這樣可能會導（dǎo）致預硬鋼件（jiàn）表麵燒傷。

　　③精拋精拋主（zhǔ）要使用（yòng）鑽石研磨膏。若用拋光布輪混（hún）合鑽石研（yán）磨粉或研磨膏（gāo）進行研磨的話，則通常的研磨順序（xù）是9μm(#1800)~ 6μm(#3000)~3μm(#8000)。9μm的鑽石研（yán）磨膏和拋光布輪可用來去除#1200和#1500號砂紙留下的（de）發狀磨痕。接著用粘氈和（hé）鑽石研磨膏進行（háng）拋光，順序為1μm(#14000)~ 1/2μm(#60000)~1/4μm(#100000)。  

　　精度要求在1μm以上(包括1μm)的拋光工藝在模具加工車間中（zhōng）一個清潔的拋光室內即可進行。若進行更加精密的拋光則必需一個絕對潔（jié）淨的（de）空間。灰（huī）塵、煙霧，頭皮屑和口水沫都有可能報廢數個小時工作後得到（dào）的高精密拋光表麵。⑵機械（xiè）拋光中的技巧
　　Ⅰ用砂紙拋光應注意以下幾點：
　　①用砂紙拋光需要（yào）利用（yòng）軟的木棒或竹棒。在拋光圓麵或球麵時（shí），使用軟木棒可更好的配合圓麵和球麵的弧度。而較硬的木條像櫻桃木，則更適用於平（píng）整表麵的拋光。修整木條的末（mò）端使其能與鋼件表麵形狀保持吻合，這樣可以避免木（mù）條(或竹條（tiáo）)的銳角接觸鋼件表麵而造成較深的劃痕。
　　②當換用不同型號的砂紙時，拋光方向應（yīng）變換45°~ 90°，這樣前一種型號砂紙拋光後留下的條紋陰影即可分辨出來。在換不同型號砂紙之（zhī）前，必須用100%純棉花沾取酒精（jīng）之類的清潔液對拋光（guāng）表麵進行仔（zǎi）細的擦拭，因為一顆很小的沙礫留（liú）在表（biǎo）麵都會毀壞接下去的整個拋光工作。從砂紙拋光換成鑽石研（yán）磨膏拋光時，這個清潔過程同樣重要。在拋光繼續進行之前，所有顆粒和煤油都必須被完全清潔幹淨。
　　③為了避免擦傷和燒傷工件表麵，在用#1200和#1500砂紙進行拋光（guāng）時必須特別小心。因（yīn）而有必要加載一個輕載荷以及采用兩步拋（pāo）光法（fǎ）對（duì）表麵（miàn）進行拋（pāo）光。用（yòng）每一種型號的砂（shā）紙進行拋光時都應沿兩個不同方向進行兩次拋光，兩個方向之間每次轉動45°~ 90°。
　　Ⅱ鑽石研磨拋光應注意以下幾點：
　　①這種拋光必須盡（jìn）量在較輕的壓力下進行特別是拋光預硬鋼件和用細研磨膏拋光時。在用#8000研磨膏拋光時，常用載荷為100~200g/cm2，但要保持此（cǐ）載荷的精準度很難做（zuò）到。為了更容易做到這一點，可以在木條上做一個薄且窄（zhǎi）的手柄，比如加一銅片；或者在竹條上切去一部分而使其更（gèng）加柔軟。這樣可（kě）以幫助（zhù）控製拋光壓力，以確保模具表麵壓力不會過（guò）高。
　　②當使用鑽石（shí）研磨拋光時，不僅是（shì）工作表麵要求潔淨，工作者的（de）雙手也必須仔細清潔。
　　③每次拋光時間不應過長，時間越短，效果越好。如果拋光（guāng）過程進行（háng）得過長將會造成“橘皮（pí）”和“點蝕”。
　　④為獲得高質量的拋光（guāng）效果，容易發熱的拋光方法和工具都應避免。比（bǐ）如：拋光輪拋光，拋光輪產生的熱量會很容易造成“橘皮（pí）”。
　　當拋光過程停止（zhǐ）時，保（bǎo）證工件表麵（miàn）潔淨和（hé）仔細去除所有研磨劑和潤滑劑非常重要，隨後（hòu）應在表麵噴淋一層模具防鏽塗（tú）層。  由於機械拋光主要還是靠人工完成，所以拋（pāo）光技術目前還是（shì）影（yǐng）響拋光質量的主要原因。除此之（zhī）外，還與模具材料、拋光前的表麵狀況、熱處理工藝等（děng）有關。優質的鋼材是獲得良好拋光質量的前提條件，如果鋼材表麵硬度不均或特性上有差異（yì），往（wǎng）往會產生拋光困難。鋼材中的（de）各種夾雜物和氣孔都不利於拋光。
　　⑶不同硬度（dù）對拋光工藝的影響硬度（dù）增高使研磨的困難增大，但拋光後的粗糙度減小。由於硬度（dù）的（de）增高，要達到較低的粗糙度（dù）所需的拋光時間相應增長。同時硬度（dù）增高，拋光過度的（de）可能（néng）性相應減少。
　　⑷工件表麵狀況對拋（pāo）光工藝（yì）的影響鋼材在切削機械加工的（de）破碎過程中，表層會因熱量、內應力或其他因素而損（sǔn）壞，切削參數不當會影響拋（pāo）光效果。電火（huǒ）花加工後的表麵比普通機（jī）械加（jiā）工或熱處（chù）理後的表麵更難研磨，因此電火花加工結束前應采（cǎi）用精（jīng）規準電火花修整，否（fǒu）則表麵會形成硬化薄層。如果電火花（huā）精修規準選擇不當，熱影響層（céng）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（zēng）加一道粗磨（mó）加工，徹底清除損壞（huài）表麵層，構成一片平均粗糙的金屬麵，為拋光加工提（tí）供一個良（liáng）好基礎。㈡化學拋光  化學拋（pāo）光是讓材料在化學介質中表麵微（wēi）觀凸出的部分較凹部分優先溶解，從而得（dé）到平滑麵。這種方法的主要優點是不需複雜設（shè）備，可以拋（pāo）光形狀（zhuàng）複雜的工件，可以同時拋光很多工件，效率高。化學拋（pāo）光的核心問題是拋光液（yè）的配製。化學拋光得到的表麵粗糙度一般為數10μm。

　　㈢電解拋光  電解拋（pāo）光基本原（yuán）理（lǐ）與化學拋光相同，即靠選擇性的溶解（jiě）材料表麵微小凸出部（bù）分（fèn），使（shǐ）表（biǎo）麵光滑。與化（huà）學拋光（guāng）相比，可以消除陰極反應（yīng）的影響，效（xiào）果較好。
　　電（diàn）化學拋光過程分為（wéi）兩步：
　　⑴宏觀整平溶解產（chǎn）物向電解液中擴散，材料表麵幾何粗糙下降，Ra＞1μm。
　　⑵微光平整陽極極化，表麵光亮度提高，Ra＜1μm。
　　
　　㈣超聲波拋光  將工件放入（rù）磨（mó）料懸浮液中並一起置於超聲波場中，依靠超（chāo）聲（shēng）波的振蕩作用（yòng），使（shǐ）磨料在工件表麵磨削拋光。超聲波加工宏觀力小，不會引起工件變形，但工裝製作（zuò）和安裝較困難。超聲波加工（gōng）可以與化學或電化（huà）學方法結合。在溶液腐蝕、電解的基礎上，再（zài）施加（jiā）超聲波振動攪拌（bàn）溶液，使工（gōng）件表麵溶解產物脫離，表麵附近的腐蝕（shí）或電解質均勻；超聲波在液體中的（de）空化作用還（hái）能夠抑製腐蝕過程（chéng），利於表麵（miàn）光亮化。
　　
　　
　　㈤流（liú）體拋光  流（liú）體拋（pāo）光是依靠高速流動的液體及其攜帶的磨粒衝刷工件表麵達到拋光的目的。常用方法有：磨料噴（pēn）射加工（gōng）、液體噴射加工、流體動力研磨等。流體動力研磨是由液壓驅動，使（shǐ）攜帶磨粒的液體介質高速往複流（liú）過工件表麵。介質主要采用在較低壓力下流過（guò）性好的特殊化合物（wù）(聚合物狀物質)並摻上磨料製成，磨（mó）料可采用碳化矽粉末。

　　㈥磁研磨拋光  磁（cí）研磨拋光是利用磁性磨料在磁場作（zuò）用下形成磨料刷，對工件磨（mó）削加工。這（zhè）種方法加工效率高，質量好，加工條件容易控製，工作條件好。采用合適的磨（mó）料，表麵粗（cū）糙度可以（yǐ）達到Ra0.1μm。  
　　
　　在塑料模具加工中所說的拋光與其他行業中所要求的表麵（miàn）拋（pāo）光有很大的不同（tóng），嚴格（gé）來說，模具的拋光應該稱為鏡麵加工。它不僅對拋光本身有很高的要求並且對表麵（miàn）平整度、光滑度以及（jí）幾何精確度也有（yǒu）很高的標準。表麵拋光（guāng）一般隻要求獲得光亮的表麵（miàn）即可。

　　鏡麵加工的（de）標準（zhǔn）分為四級：AO=Ra0.008μm，A1=Ra0.016μm，A3=Ra0.032μm，A4=Ra0.063μm，由於（yú）電解拋光、流體拋光等方法很難精確控製（zhì）零件的幾何（hé）精確度，而化學拋（pāo）光（guāng）、超聲波（bō）拋光、磁研磨拋光（guāng）等方法的表麵質量又達不到要求，所以（yǐ）精密模具（jù）的（de）鏡麵加工還是以機械拋光為主。