|
3#
發(fā)表于 2007-9-6 18:58:16
|
只看該作者
Re: 熱處理問題
塑料模具的拋光處理技術(shù)
& _( t! G0 o9 x' o
+ x6 n/ w0 j5 T. \+ Lhc360慧聰網(wǎng)五金行業(yè)頻道 2004-07-09 09:00:42% _6 J- b: F L+ E
" ]6 {8 I5 ~) \
: l4 S8 T( l& y7 D! K
5 n1 j- ~" r5 B 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,。
) K2 C% i8 B" a# `: G$ w
+ R; v; _1 ^$ Z& x 目前常用的拋光方法有以下幾種:
/ h$ `5 r5 ~5 y: R' [; s& }/ a0 _
+ n9 y$ ~; m0 U4 y8 W 1.1 機(jī)械拋光
1 F& j! T7 c, T) k" b
' `. B1 ^: d, Y1 c& o+ z2 `- P 機(jī)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(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。 . K5 i4 _; d o* P# V ]: s
3 q z6 P& g$ g1 N
1.2 化學(xué)拋光 . p i1 f% V, L1 p# v* n
3 _/ [* [3 E$ w) P Y$ F
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)拋光的核心問題是拋光液的配制,�,;瘜W(xué)拋光得到的表面粗糙度一般為數(shù)10μm。
3 Y( ^5 s: L9 x8 S) ]
9 v9 _' w) M7 Z! } 1.3 電解拋光 - c/ B1 m# E9 O! z
! r8 W: v J: X8 V$ R% j
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:
0 N+ X9 P% Y; o- j" |, u, L- d) n1 s! S' I
(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。
- O# K1 g$ f9 |" k( A, j6 H# K
- S# Q7 ?' C4 |5 N9 e( } (2)微光平整 陽(yáng)極極化,,表面光亮度提高,,Ra<1μm。
3 ^: v7 Q V* o9 _0 z f/ v* M3 g: q0 D% B5 ]& L5 b
1.4 超聲波拋光 # t# f/ q3 s; Q* A' o* s
3 m" E9 y5 |% D2 C6 W 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 t: q6 x4 [$ n* S7 r' E: D7 r& d4 r( t
1.5 流體拋光
. G2 x' o2 ^6 a, }$ |% C( Q# M
1 g% o, ~0 S8 o! ^ O, w 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。
( W7 E* b. e' M# Z
) Q; h+ ]3 r3 f( ~ 1.6 磁研磨拋光
* N1 S1 s6 h( E) i! P$ _+ e$ p6 I+ g- S9 p3 W4 y* a
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,,工作條件好。采用合適的磨料,,表面粗糙度可以達(dá)到Ra0.1μm,。
& b) `* \/ N4 E8 X$ \& x# ?, B2 E1 c- y4 T( y) }9 \$ d* Y
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(yán)格來(lái)說(shuō),,模具的拋光應(yīng)該稱為鏡面加工,。它不僅對(duì)拋光本身有很高的要求并且對(duì)表面平整度、光滑度以及幾何精確度也有很高的標(biāo)準(zhǔn),。表面拋光一般只要求獲得光亮的表面即可,。鏡面加工的標(biāo)準(zhǔn)分為四級(jí):AO=Ra0.008μm,A1=Ra0.016μm,,A3=Ra0.032μm,,A4=Ra0.063μm,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(dá)不到要求,所以精密模具的鏡面加工還是以機(jī)械拋光為主,。
5 w* T* O, z% X3 U$ A- d' D/ \
1 i* x3 U, X ^. K 2.1 機(jī)械拋光基本程序 $ N( G m% ~+ ]! ]7 ~* G
3 p: ?- d0 P( ]7 K5 q3 o0 e
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(jī)械加工、電火花加工,,磨加工等等,。機(jī)械拋光的一般過(guò)程如下:
# [9 e! U! U: o' R0 @# S. H. }% H, M8 `& R! K2 s5 {
(1)粗拋 經(jīng)銑、電火花,、磨等工藝后的表面可以選擇轉(zhuǎn)速在35 000?40 000 rpm的旋轉(zhuǎn)表面拋光機(jī)或超聲波研磨機(jī)進(jìn)行拋光,。常用的方法有利用直徑Φ3mm、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(rùn)滑劑或冷卻劑,。一般的使用順序?yàn)?180 ~ #240 ~ #320 ~ #400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000。許多模具制造商為了節(jié)約時(shí)間而選擇從#400開始,。
( q! p9 X) [6 R! T7 P9 N+ Y- a: A* X" H. x
(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)硬鋼件表面燒傷。
, N" ~. ]1 {" s% g
" y+ A2 H* z" }7 q" v (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,,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(lái)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)。
& W$ L0 Z. V9 \- C( K* }5 r. `3 I3 \8 _
精度要求在1μm以上(包括1μm)的拋光工藝在模具加工車間中一個(gè)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一個(gè)絕對(duì)潔凈的空間,。灰塵,、煙霧,,頭皮屑和口水沫都有可能報(bào)廢數(shù)個(gè)小時(shí)工作后得到的高精密拋光表面。 ( A1 z0 V4 K1 v& @3 U
! T4 y5 [; g' S2 U5 e! n- q 2.2 機(jī)械拋光中要注意的問題
8 y( z( O5 C% U! T. _* P
0 ]3 b: Z6 F8 s 用砂紙拋光應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
6 B* o# u/ U9 T
m* G! I" Y+ \% I (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,。
6 {) Z1 S0 @. p5 O
" k3 c- \% B x! M+ i" m (2)當(dāng)換用不同型號(hào)的砂紙時(shí),,拋光方向應(yīng)變換45°~ 90°,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,。
4 j, Z- F0 y" Q5 A! L+ n u9 m* L
/ E+ [0 C8 V8 Y2 } (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(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°。
" g' ]8 U+ N" G7 Z2 z* ^. J0 S( n
鉆石研磨拋光應(yīng)注意以下幾點(diǎn): % T3 J5 D) Q$ U: G$ I3 J9 Q$ J0 ]% P
& ^) F) m- p4 D, Z( j (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100~200g/cm2,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,以確保模具表面壓力不會(huì)過(guò)高,。
' B5 X( {* h8 t4 Z; r/ S1 p% O
# P- H& l) ?+ j9 F (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,。
. `+ T% P* T% O$ x- R- \
# Q$ u5 v/ S( C u- [$ m# F (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”,。
$ V& e Z: @. h1 g: z7 ~' D* w
(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”。 # N( y/ k8 ]' _' H- w( q6 F
( g1 P* }4 H) f7 ~ (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。5 ?5 U, {( ~7 C! h. ~
$ p& ~" Y- F, `" y
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 W, C0 _5 c: d! ~: s+ Y C
* Z$ x* ]- f2 ^
3.1 不同硬度對(duì)拋光工藝的影響
1 S+ ?8 i d3 j8 w3 {" `8 N7 N3 L7 B/ ~* Q3 i6 b' z
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,拋光過(guò)度的可能性相應(yīng)減少,。
1 D% Q( C$ N9 e, D
- B8 |7 N. T2 t& m/ C c 3.2 工件表面狀況對(duì)拋光工藝的影響
& S5 H( Q& U) W, @! ]7 l8 b: V+ V) P0 I
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)成一片平均粗糙的金屬面,為拋光加工提供一個(gè)良好基礎(chǔ),。 |
|