常用抛光方法


1.1
機械抛光


機械抛光是靠切削、材料表面塑性變形去掉被抛光後的凸部而得到平滑面的抛光方法，一般使用油石條、羊毛輪、砂紙等，以手工操作爲主，特殊零件如回轉體表面，可使用轉台等輔助工具，表面質量
要求高的可采用超精研抛的方法。超精研抛是采用特制的磨具，在含有磨料的研抛液中，緊壓在工件被加工表面上，作高速旋轉運動。利用該技術可以達到
Ra0.008
μ
m
的表面粗糙度，是各種抛光方法中最高的。光學鏡片模具常采用這種方法。
1.2
化學抛光
　　化學抛光是讓材料在化學介質中表面微觀凸出的部分較凹部分優先溶解，從而得到平滑面。這種方法的主要優點是不需複雜設備，可以抛光形狀複雜的工件，可以同時抛光很多工件，效率高。化學抛光的核心問題是抛光液的配制。化學抛光得到的表面粗糙度一般爲數
10
μ
m
。


1.3
電解抛光
　　電解抛光基本原理與化學抛光相同，即靠選擇性的溶解材料表面微小凸出部分，使表面光滑。與化學抛光相比，可以消除陰極反應的影響，效果較好。電化學抛光過程分爲兩步：
　　（
1
）宏觀整平
溶解産物向電解液中擴散，材料表面幾何粗糙下降，
Ra
＞
1
μ
m
。
　　（
2
）微光平整
陽極極化，表面光亮度提高，
Ra
＜
1
μ
m
。


1.4
超聲波抛光
　　將工件放入磨料懸浮液中並一起置于超聲波場中，依靠超聲波的振蕩作用，使磨料在工件表面磨削抛光。超聲波加工宏觀力小，不會引起工件變形，但工裝制作和安裝較困難。超聲波加工可以與化學或電化學方法結合。在溶液腐蝕、電解的基礎上，再施加超聲波振動攪拌溶液，使工件表面溶解産物脫離，表面附近的腐蝕或電解質均勻；超聲波在液體中的空化作用還能夠抑制腐蝕過程，利于表面光亮化。
1.5
流體抛光
　　流體抛光是依靠高速流動的液體及其攜帶的磨粒沖刷工件表面達到抛光的目的。常用方法有：磨料噴射加工、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，使攜帶磨粒的液體介質高速往複流過工件表面。介質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）並摻上磨料制成，磨料可采用碳化硅粉末。
1.6
磁研磨抛光
　　磁研磨抛光是利用磁性磨料在磁場作用下形成磨料刷，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的抛光與其他行業中所要求的表面抛光有很大的不同，嚴格來說，模具的抛光應該稱爲鏡面加工。它不僅對抛光本身有很高的要求並且對表面平整度、光滑度以及幾何精確度也有很高的標准。表面抛光一般只要求獲得光亮的表面即可。鏡面加工的標准分爲四級：
AO=Ra0.008
μ
m
，
A1=Ra0.016
μ
m
，
A3=Ra0.032
μ
m
，
A4=Ra0.063
μ
m
，由于電解抛光、流體抛光等方法很難精確控制零件的幾何精確度，而化學抛光、超聲波抛光、磁研磨抛光等方法的表面質量又達不到要求，所以精密模具的鏡面加工還是以機械抛光爲主。
2.1
機械抛光基本程序
　　要想獲得高質量的抛光效果，最重要的是要具備有高質量的油石、砂紙和鑽石研磨膏等抛光工具和輔助品。而抛光程序的選擇取決于前期加工後的表面狀況，如機械加工、電火花加工，磨加工等等。機械抛光的一般過程如下：
　　（1
）粗抛
經銑、電火花、磨等工藝後的表面可以選擇轉速在
35
000
～
40
000
rpm
的旋轉表面抛光機或超聲波研磨機進行抛光。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。然後是手工油石研磨，條狀油石加煤油作爲潤滑劑或冷卻劑。一般的使用順序爲
#180
～
#240
～
#320
～
#400
～
#600
～
#800
～
#1000
。許多模具制造商爲了節約時間而選擇從
#400
開始。
　　（2
）半精抛
半精抛主要使用砂紙和煤油。砂紙的號數依次爲：
#400
～
#600
～
#800
～
#1000
～
#1200
～
#1500
。實際上
#1500
砂紙只用適于淬硬的模具鋼（
52HRC
以上），而不適用于預硬鋼，因爲這樣可能會導致預硬鋼件表面燒傷。
　　（3
）精抛
精抛主要使用鑽石研磨膏。若用抛光布輪混合鑽石研磨粉或研磨膏進行研磨的話，則通常的研磨順序是
9
μ
m
（#1800
）
～
6
μ
m
（#3000
）
～3
μ
m
（#8000
）。
9
μ
m
的鑽石研磨膏和抛光布輪可用來去除
#1200
和
#1500
號砂紙留下的發狀磨痕。接著用粘氈和鑽石研磨膏進行抛光，順序爲
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
）的抛光工藝在模具加工車間中一個清潔的抛光室內即可進行。若進行更加精密的抛光則必需一個絕對潔淨的空間。灰塵、煙霧，頭皮屑和口水沫都有可能報廢數個小時工作後得到的高精密抛光表面。
2.2
機械抛光中要注意的問題
　　用砂紙抛光應注意以下幾點：
　　（1
）用砂紙抛光需要利用軟的木棒或竹棒。在抛光圓面或球面時，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抛光。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，抛光方向應變換
45
°
～
90
°，這樣前一種型號砂紙抛光後留下的條紋陰影即可分辨出來。在換不同型號砂紙之前，必須用
100
％純棉花沾取酒精之類的清潔液對抛光表面進行仔細的擦拭，因爲一顆很小的沙礫留在表面都會毀壞接下去的整個抛光工作。從砂紙抛光換成鑽石研磨膏抛光時，這個清潔過程同樣重要。在抛光繼續進行之前，所有顆粒和煤油都必須被完全清潔幹淨。
　　（3
）爲了避免擦傷和燒傷工件表面，在用
#1200
和
#1500
砂紙進行抛光時必須特別小心。因而有必要加載一個輕載荷以及采用兩步抛光法對表面進行抛光。用每一種型號的砂紙進行抛光時都應沿兩個不同方向進行兩次抛光，兩個方向之間每次轉動
45
°
～
90
°。


鑽石研磨抛光注意事項


（1
）這種抛光必須盡量在較輕的壓力下進行特別是抛光預硬鋼件和用細研磨膏抛光時。在用
#8000
研磨膏抛光時，常用載荷爲
100～200g/cm2
，但要保持此載荷的精准度很難做到。爲了更容易做到這一點，可以在木條上做一個薄且窄的手柄，比如加一銅片；或者在竹條上切去一部分而使其更加柔軟。這樣可以幫助控制抛光壓力，以確保模具表面壓力不會過高。
　　（2
）當使用鑽石研磨抛光時，不僅是工作表面要求潔淨，工作者的雙手也必須仔細清潔。
　　（3
）每次抛光時間不應過長，時間越短，效果越好。如果抛光過程進行得過長將會造成“橘皮”和“點蝕”。
　　（4
）爲獲得高質量的抛光效果，容易發熱的抛光方法和工具都應避免。比如：抛光輪抛光，抛光輪産生的熱量會很容易造成“橘皮”。
　　（5
）當抛光過程停止時，保證工件表面潔淨和仔細去除所有研磨劑和潤滑劑非常重要，隨後應在表面噴淋一層模具防鏽塗層。
　　由于機械抛光主要還是靠人工完成，所以抛光技術目前還是影響抛光質量的主要原因。除此之外，還與模具材料、抛光前的表面狀況、熱處理工藝等有關。優質的鋼材是獲得良好抛光質量的前提條件，如果鋼材表面硬度不均或特性上有差異，往往會産生抛光困難。鋼材中的各種夾雜物和氣孔都不利于抛光。
3.1
不同硬度對抛光工藝的影響
　　硬度增高使研磨的困難增大，但抛光後的粗糙度減小。由于硬度的增高，要達到較低的粗糙度所需的抛光時間相應增長。同時硬度增高，抛光過度的可能性相應減少。
3.2
工件表面狀況對抛光工藝的影響
　　鋼材在切削機械加工的破碎過程中，表層會因熱量、內應力或其他因素而損壞，切削參數不當會影響抛光效果。電火花加工後的表面比普通機械加工或熱處理後的表面更難研磨，因此電火花加工結束前應采用精規准電火花修整，否則表面會形成硬化薄層。如果電火花精修規准選擇不當，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，爲抛光加工提供一個良好基礎。


抛丸與噴砂的區別



抛丸是利用高速旋轉的葉輪把小鋼丸或者小鐵丸抛擲出去高速撞擊零件表面，故可以除去零件表面的氧化層。同時鋼丸或鐵丸高速撞擊零件表面，造成零件表面的晶格扭曲變形，使表面硬度增高，是對零件表面進行清理的一種方法，抛丸常用來鑄件表面的清理或者對零件表面進行強化處理。
　　一般抛丸用于規則形狀等，幾個抛頭上下左右一起，效率高，汙染小。
　　修、造船業，抛丸、噴砂是普遍使用的。但是無論是抛丸還是噴砂，都是使用壓縮空氣的形式。當然並不是抛丸就非用高速旋轉的葉輪不可。在修、造船業一般來說，抛丸（小鋼丸）多用在鋼板預處理（塗裝前除鏽）；噴砂（修、造船業用的是礦砂）多用在成型的船舶或者分段，作用是把鋼板上的舊油漆和鏽除掉，重新塗裝。在修、造船業，抛丸、噴砂的主要作用是增加鋼板塗裝油漆的附著力。
　　其實鑄造件清理不只是用抛丸，對于大件一般先進行滾筒清砂，就是把鑄造件的冒口切除後放在滾筒內滾，由零件在滾筒內互相碰撞，把表面的砂大部分先清掉再進行抛丸或噴丸的。
　　抛丸丸子大小是1.5mm。
　　研究表明，就破壞而言，金屬材料表面存在拉應力時比壓應力要容易的多，表面呈壓應力時，材料的疲勞壽命大大提高，因此，對于軸類等容易疲勞斷裂的部件通常采用噴丸形成表面壓應力，提高産品壽命，此外，金屬金屬材料對拉伸很敏感，這就是材料的拉伸強度比壓縮強度低的多的原因，這也是金屬材料一般用拉伸強度（屈服，抗拉）表示材料性能的原因。

我們日常乘坐的汽車的鋼板的工作面就是用噴丸來強化的，可以顯著的提高材料的抗疲勞強度。
　　抛丸是用電機帶動葉輪體旋轉，靠離心力的作用，將直徑在0.2～3.0的丸子（有鑄丸切丸不鏽鋼丸等）抛向工件的表面，使工件的表面達到一定的粗造度，使工件變的美觀，或著改變工件的焊接拉應力爲壓應力，提高工件的使用壽命。幾乎用于機械的大多數領域，修造船汽車零部件飛機部件槍炮坦克表面橋梁鋼結構玻璃鋼板管道等等。噴砂（丸）是用壓縮空氣作爲動力將直徑在40～120目的砂或0.1～2.0左右的丸噴向工件的表面，使工件達到同樣的效果。丸粒的大小不同，達到的處理效果就不一樣。重點提出：噴丸同樣能起到強化的作用。現在國內的設備走進了一個誤區，認爲只有抛丸才能達到強化的目的。美國日本的企業用于強化的是抛噴丸並用的！各有各的優勢。比如象齒輪這樣的工件，抛丸的出丸角度無法改變，只能用變頻改變初速度。但它處理的量大，速度快，而噴丸則正好于之相反，抛丸的效果就沒有噴丸的效果好。
　　噴砂是利用壓縮空氣把石英砂高速吹出去對零件表面進行清理的一種方法。工廠裏也叫吹砂，不僅去鏽，還可以順帶除油，對塗裝來說非常有用。常用于零件表面除鏽；對零件表面修飾（市場賣的小型的濕式噴砂機就是這個用途，砂粒通常是剛玉，介質是水）；在鋼結構中，應用高強螺栓進行聯接是一種比較先進的方法，由于高強聯接是利用結合面之間的摩擦來傳力的，所以對結合表面的質量要求很高，這時必須用噴砂對結合表面進行處理。
　　噴沙用于形狀複雜，易于用手工除鏽，效率不高，現場環境不好，除鏽不均勻。
　　一般的噴砂機都有各種規格的噴砂槍，只要不是特別小的箱體，都可以把槍放進去打幹淨。
　　壓力容器的配套産品—封頭采用噴砂方式清除工件表面的氧化皮，石英砂的直徑爲1.5mm～3.5mm.
　　有一種加工就是利用水作載體，帶動金剛砂來加工零件的，就是一種噴砂。
　　抛丸與噴砂都能對工件起到清整去汙的目的，目的爲下序作准備，即要保證下道工序的粗糙度要求，也有的爲了要表面的一致性，噴丸對工件有強化作用，噴砂就不明顯了。一般噴丸爲小鋼球，噴砂爲石英砂。按不同要求，分目數。
　　精密鑄造幾乎天天都在用噴砂、抛丸。


補充


1.抛丸和噴砂都是表面處理，但不是說只有鑄件才抛丸。
　　2.噴砂主要功能是表面除鏽，除氧化皮等，比如熱處理後的零件，而抛丸的作用和功能就較多：不但除鏽，除表面氧化皮，還提高表面粗糙度，去除零件機加工毛刺，消除零件內應力，減少熱處理後零件變形，提高零件表面耐磨，受壓能力等。
　　3.用于噴丸的工藝有很多，例如：鑄件，鍛件，機加工後零件表處，零件熱處理後表處等。
　　4.噴砂主要是人工操作，而抛丸自動化和半自動化的多。
　　5.抛丸所用的鋼丸和鐵丸其實並不是真正意義上的丸，准確的說它是小鋼絲或小鋼棍，只是使用了一段時間後才看起來象丸子的，所謂噴砂的砂說穿了，也就是河砂而已，和建築用的沒有什麽兩樣，只是噴砂用的經過篩制，含泥少，顆粒大小規格而已。當然有的行業也有不同，如船舶行業的抛丸用的是真正的鋼丸、噴砂用的是金屬礦砂（不是河砂　石英砂）。丸一般是球形一類沒有棱角的顆粒。如鋼絲切丸等；砂是指有棱角的砂粒，如棕剛玉、白剛玉、河砂等。
　　6.噴與抛
　　噴是以壓縮空氣作爲動力將砂料或丸料噴到材料表面，達到清除和一定的粗糙度。
　　抛是將丸料以高速旋轉時産生的離心力的方法，沖擊材料表面，達到清除和一定的粗糙度。