在工業(yè)產(chǎn)品向多樣化、高檔化發(fā)展的過程中，如何提高直接影響產(chǎn)品質(zhì)量的壓鑄模具質(zhì)量是一項(xiàng)重要的任務(wù)。在壓鑄模具制造過程中，形狀加工后的平滑加工與鏡面加工稱為零件表面研磨與拋光加工，它是提高壓鑄模具質(zhì)量的重要工序。掌握合理的拋光方法，可提高壓鑄模具質(zhì)量和使用壽命，進(jìn)而提高產(chǎn)品質(zhì)量。

常用的拋光方法及工作原理

1.機(jī)械拋光

機(jī)械拋光是靠切削或使材料表面發(fā)生塑性變形而去掉工件表面凸出部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，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)可達(dá)到ra0.008μm的表面粗糙度，是各種拋光方法中表面粗糙度最好的。光學(xué)鏡片模具常采用這種方法。機(jī)械拋光是模具拋光的主要方法。

2.化學(xué)拋光

化學(xué)拋光是材料在化學(xué)介質(zhì)中讓表面微觀凸出的部分較凹部分優(yōu)先溶解，從而得到平滑面。該方法可以拋光形狀復(fù)雜的工件，可以同時(shí)拋光很多工件，效率高。化學(xué)拋光得到的表面粗糙度一般為ra10μm。

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，它可消除陰極反應(yīng)的影響，效果較好。

4.超聲波拋光

超聲拋光是利用工具斷面作超聲波振動(dòng)，通過磨料懸浮液拋光脆硬材料的一種加工方法。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。

5.流體拋光

流體拋光是依靠流動(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。流體動(dòng)力研磨是由液壓驅(qū)動(dòng)，介質(zhì)主要采用在較低壓力下流過性好的特殊化合物（聚合物狀物質(zhì)）并摻入磨料制成，磨料可采用碳化硅粉末。

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。這種方法加工效率高，質(zhì)量好，加工條件容易控制。采用合適的磨料，加工的表面粗糙度可達(dá)到ra0.1μm。

7.電火花超聲復(fù)合拋光

為了提高表面粗糙度ra為1.6μm以上工件的拋光速度，采用超聲波與專用的高頻窄脈沖高峰值電流的脈沖電源進(jìn)行復(fù)合拋光，由超聲振動(dòng)和電脈沖的腐蝕同時(shí)作用于工件表面，迅速降低其表面粗糙度，這對(duì)經(jīng)車、銑、電火花及線切割等工藝加工后的模具粗糙表面拋光效果明顯，十分有效。

三拋光的工藝過程

1.粗拋

精銑、電火花加工、磨削等工藝后的表面可以選擇轉(zhuǎn)速在35000～40000r/min的旋轉(zhuǎn)表面拋光機(jī)進(jìn)行拋光。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。使用順序?yàn)?80#→240#→320#→400#→600#→800#→1000#。

2.半精拋

半精拋主要使用砂紙和煤油。砂紙的號(hào)數(shù)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(yù)硬鋼，因?yàn)檫@樣可能會(huì)導(dǎo)致預(yù)硬鋼件表面損傷，無法達(dá)到預(yù)期拋光效果。

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，則通常的研磨順序是9μm（1800#）→6μm（3000#）→3μm（8000#）。9μm的鉆石研磨膏和拋光布輪可用來去除1200#和1500#號(hào)砂紙留下的發(fā)狀磨痕。接著用粘氈和鉆石研磨膏進(jìn)行拋光，順序?yàn)?μm（14000#）→1/2μm（60000#）→1/4μm（100000#）。

拋光的工作環(huán)境

拋光過程應(yīng)分開在兩個(gè)工作地點(diǎn)完成，即粗磨加工地點(diǎn)和精拋加工地點(diǎn)分開，而且要注意清洗干凈上一道工序殘留在工件表面的砂粒。

一般從用油石到1200#砂紙完成后粗拋光后，工件需轉(zhuǎn)到無塵間進(jìn)行拋光，確保空氣中無灰塵微粒粘在模具表面。精度要求在1μm以上（包括1μm）的拋光工藝在清潔的拋光室內(nèi)即可進(jìn)行。若進(jìn)行更加精密的拋光則必需在絕對(duì)潔凈的空間，因?yàn)榛覊m、煙霧，頭皮屑和口水沫都有可能報(bào)廢高精密拋光表面。

拋光工藝完成后工件表面要做好防塵保護(hù)工作。當(dāng)拋光過程停止時(shí)，應(yīng)仔細(xì)去除所有研磨劑和潤滑劑，保證工件表面潔凈，隨后應(yīng)在工件表面噴淋一層模具防銹涂層。

影響表面拋光性的因素

1.工件表面狀況

材料在機(jī)械加工過程中，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)采用電火花精修整，否則表面會(huì)形成硬化薄層。如電火花精修規(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，為拋光加工提供一個(gè)良好基礎(chǔ)。

2.鋼材的品質(zhì)

優(yōu)質(zhì)的鋼材是獲得良好拋光質(zhì)量的前提條件，鋼材中的各種夾雜物和氣孔都會(huì)影響拋光效果。要達(dá)到良好的拋光效果，工件必須在開始機(jī)械加工時(shí)要注明拋光的表面粗糙度，當(dāng)一件工件確定需要鏡面拋光時(shí)，必須要選拋光性能好的鋼材并且都經(jīng)過熱處理否則達(dá)不到預(yù)期的效果。

3.熱處理工藝

如果熱處理不當(dāng)，鋼材表面硬度不均或特性上有差異，會(huì)給拋光造成困難。

4.拋光的技術(shù)

由于拋光主要是靠人工完成，所以人的技能目前還是影響拋光質(zhì)量的主要原因。

一般認(rèn)為拋光技術(shù)影響表面粗糙度，其實(shí)好的拋光技術(shù)還要配合優(yōu)質(zhì)的鋼材以及正確的熱處理工藝，才能得到滿意的拋光效果；反之，拋光技術(shù)不好，就算鋼材再好也做不到鏡面效果。

不同類型拋光應(yīng)注意的事項(xiàng)

1.模具砂紙打磨和油石研磨應(yīng)注意的事項(xiàng)

(1）對(duì)于硬度較高的模具表面只能用清潔和軟的油石打磨工具。

(2）在打磨中轉(zhuǎn)換砂號(hào)級(jí)別時(shí)，工件和操作者的雙手必須清洗干凈，避免將粗砂粒帶到下一級(jí)較細(xì)的打磨操作中。

(3）在進(jìn)行每一道打磨工序時(shí)，砂紙應(yīng)從不同的45°方向去打磨，直至消除上一級(jí)的砂紋，當(dāng)上一級(jí)的砂紋清除后，必須再延長(zhǎng)25%的打磨時(shí)間，然后才可轉(zhuǎn)換下一道更細(xì)的砂號(hào)。

(4）打磨時(shí)變換不同的方向可避免工件產(chǎn)生波浪等高低不平。

2.鉆石研磨拋光應(yīng)注意的事項(xiàng)

鉆石研磨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100～200g/cm2，但要保持此載荷的精準(zhǔn)度很難做到。為了方便做到這一點(diǎn)，可以在木條上做一個(gè)薄且窄的手柄，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)過高。當(dāng)使用鉆石研磨拋光時(shí)，不僅工作表面要求潔凈，工作者的雙手也必須十分清潔。

如何解決拋光中出現(xiàn)的常見問題

1.拋光過度

在日常拋光過程中遇到的最大問題就是“拋光過度”，就是指拋光的時(shí)間越長(zhǎng)，模具表面的質(zhì)量就越差。發(fā)生拋光過度有二種現(xiàn)象：即是“橘皮”和“點(diǎn)蝕”。拋光過度多發(fā)生于機(jī)械拋光。

2.工件出現(xiàn)“橘皮”的原因

不規(guī)則粗糙的表面被稱為“橘皮”，產(chǎn)生“橘皮”有許多的原因，最常見的原因是由于模具表面過熱或滲碳過度而引起，拋光壓力過大及拋光時(shí)間過長(zhǎng)是產(chǎn)生“橘皮”的主要原因。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”。較硬的鋼材能承受的拋光壓力會(huì)大一些，相對(duì)較軟的鋼材容易發(fā)生拋光過度，研究證明產(chǎn)生拋光過度的時(shí)間會(huì)因鋼材的硬度不同而有所不同。

3.消除工件“橘皮”的措施

當(dāng)發(fā)現(xiàn)表面質(zhì)量拋得不好時(shí)，許多人就會(huì)增加拋光的壓力和延長(zhǎng)拋光的時(shí)間，這種作法往往會(huì)使表面的質(zhì)量變得更差。

可采用以下的方法去補(bǔ)救：

(1)把有缺陷的表面去除，研磨的粒度比先前使用砂號(hào)略粗一級(jí)，然后進(jìn)行研磨，拋光的力度要比先前的低一些。

(2)以低于回火溫度25℃的溫度進(jìn)行應(yīng)力消除，在拋光前使用最細(xì)的砂號(hào)進(jìn)行研磨，直到達(dá)到滿意的效果，最后以較輕的力度進(jìn)行拋光。

4.工件表面“點(diǎn)蝕”形成的原因

由于在鋼材中有些非金屬的雜質(zhì)，通常是硬而脆的氧化物，在拋光過程中從鋼材表面被拉出，形成微坑或點(diǎn)蝕，產(chǎn)生“點(diǎn)蝕”的主要因素有以下幾點(diǎn)：

(1)拋光的壓力過大，拋光時(shí)間過長(zhǎng)。

(2)鋼材的純凈度不夠，硬性雜質(zhì)的含量高。

(3)模具表面生銹。

(4)黑皮料未清除。

5.消除工件點(diǎn)蝕的措施

(1)小心地將表面重新研磨，砂粒粒度比先前所使用的粒度略粗一級(jí)，采用軟質(zhì)及削銳的油石進(jìn)行最后步驟的研磨才再進(jìn)行拋光程序。

(2)當(dāng)砂粒尺寸小于1mm應(yīng)避免采用最軟的拋光工具。

(3)盡可能采用最短的拋光時(shí)間和最小的拋光力度。

模具制造過程中型腔的拋光是非常重要的一道工序，它關(guān)系到壓鑄模具的質(zhì)量和壽命，也決定制品質(zhì)量的好壞。掌握拋光的工作原理和工藝過程，選擇合理的拋光方法，可以提高壓鑄模具質(zhì)量和壽命，進(jìn)而提高制品的質(zhì)量。