模具电化学预抛光机械精抛光技术

1引言
    随着塑料工业的迅速发展，人们对塑料制品的表面质量要求越来越高，常常要求模具的表面达到镜面，注射模型腔表面粗糙度值要求达到Rao.1一0.25 pni}抛光的方法有手工抛光、化学抛光、电解抛光、超声抛光、挤压珩磨抛光、机械旋转、往复或振动抛光等。但对于形状比较复杂的型腔模来说，适合采用设备与手工相结合的方法。现介绍一种电化学预抛光机械精抛光技术。

2电化学预抛光
    电化学抛光是对复杂形状的金属零件、模具等表面进行电化学阳极溶解，去除一定量的金属表面层，以达到修磨或抛光目的一种复合加工新技术。

电修磨抛光不受金属材料硬度和韧度等的限制，对各种淬硬钢材、合金钢、不锈钢和耐热合金、硬质合金等均可进行修磨抛光。
    近年来，电修磨抛光技术已应用于各类型腔模具，特别是塑料注射模、金属压铸模、锻模、硬质合金拉深模以及异型零件，例如叶片的型面、叶根抛光，并用来去除电火花加工后存在的表面变质硬化层，各种异形孔和异形件的去毛刺和倒圆等，现已取得了良好的加工效果。

2.1电化学修磨抛光原理
    电化学修磨抛光的原理与电解磨削类似.它以金属的电化学阳极溶解作用为主，轻微的机械刮削作用为辅，并伴随有微弱的火花放电作用。
    金属电化学阳极溶解作用可理解为电镀的相反过程，就是将被修磨或抛光的工件表面定向地溶解掉一层，这一溶解过程的尺寸是可以控制的。
    在电化学阳极溶解过程中.金属表面生成大量电解产物(如氧化膜和氢氧化物絮状物等)，T盖在工件表面，影响进一步的电化学反应。此外在靠近工件电极表面处溶液的离子浓度和溶液内部的离子浓度有明显差别.使进一步电化学阳极溶解产生困难，表面质量严重恶化。所以电修磨抛光时使用图1(图暂不提供)所示的工具作为阴极，工具电极表面含有磨料并突出在表面。这样，在操作时工具与工件轻微接触，移动时不致产生短路。

    对工件进行抛光时，将专用直流电源的阳极连接工件，导电工具连接电源的阴极。从导电工具磨头流出适量的新鲜电解液，当导电磨具与工件轻微接触并作相对运动时，工件表面的金属发生电化学阳极溶解，电解产物和疏松的阳极膜不断地被导电磨具的磨料(金刚石镀层)刮掉，电解产物和电解反应产生的热量被电解液流带走。随着电解反应的不断进行，金属表面的突出部位首先被电化学作用溶解掉，从而达到整平，直至获得要求的尺寸和表面粗糙度值。这种设备对目前的线切割、电火花加工出来的任何模具进行预抛光都十分有用。圆形和型腔抛光可用导电石墨和异形导电锉进行抛光(见图2)(图片暂不提供)

2.2电化学抛光的特点
    (1)导电工模具仅与工件轻徽接触，操作时不用像手工一机械锉磨那祥用力，所以电修磨抛光是一种非常轻微的劳动，可以减轻模具工的劳动强度。
    (2)导电工具使用时仅与工件轻轻接触，磨损小，使用寿命长;金刚石导电锉只要不被火花烧伤或接反电源，基本上无损耗.导电石墨油石则有低损耗。
    (3)电修磨抛光可用于去除电火花加工后表面存在的变质硬化层，这在抛光复杂形状零件的型面(特别是模具的角、根部、沟槽窄缝部位等)时特别有效，与手工抛光相比，可以减轻70%左右的劳动量。
    (4)电修磨抛光各种淬硬的材料时.不受硬度限制，也就是说，抛光各种淬硬的Cx12,T8, 5Cnmnmo,Crwmn等钢材甚至硬质合金也可像抛光普通纲一样容易。
    (5)经电修磨抛光后，金属表面无任何划痕，可直接用1000目金相砂纸或油石进一步抛光。
    (6)电修磨抛光不存在切削力，抛光后不会使薄壁工件产生变形，不会产生毛刺和热变形层等。经电修磨抛光的工件表面是金属材料的真实表面。
    (7)电化学抛光时如工件材质好，加上熟练的操作技术，一般即可抛光至粗糙度值Ra0.15m左右。

3机械精抛光
    要想使模具达到镜面甚至更高的要求，还必须进行机械精抛。常用的机械是转速可调的台式或吊式砂轮软轴抛光机，它可以夹上适当的砂轮、毡轮、硬木轮、树脂轮、竹针等进行精抛。要想达到镜面或满意的效果，抛光的过程必须精细，抛光时应注意2个方面:抛光的每一个步骤必须保持清洁;注意抛光工具、次序的选择。具体要求如下:
    (1)抛光必须在清洁无尘的室内进行。硬尘粒会污染研磨材料，损坏已接近完成的模具表面。
    (2)每个抛光工具只使用一个级别的抛光钻石膏，切记不能混用，在抛光接近结束时，尤其要掌握好，否则会前功尽弃。
    (3)当要转换更细一级的砂号时，必须用肥皂清洗双手，并用除脂溶剂(干净煤油、专用清洗剂等)清洗工件。
    (4)手动(人工)抛光时，钻石膏要涂在抛光工具上;机械抛光时，研磨膏要涂在工件上。
    (5)抛光时所用的压力与抛光工具的硬度和研磨膏的等级应互相协调。进行最细一级的抛光时，压力要调整到与抛光工具的重量相当。使用油石抛光时，由于油石没有弹性，全凭手的感觉，如果压力太大，不但不能去除刀痕，反而会留下更深更密的油石痕。
    (6)要获得更大的钢材去除率，必须使用较硬的抛光工具和较粗砂粒的钻石膏。
    (7)塑料模具的最终抛光应沿着工件脱模的方向进行。
    (8)开始抛光时要先处理尖角、边角、圆角和窄缝等较难抛的地方。
    (9)处理尖角及边角时应特别小心，注意不要形成圆角或塌边，应尽量采用较硬的抛光工具。
    (10)如需要用擦布或擦纸擦拭污迹进行观察，必须把每个步骤的擦布、擦纸分开使用，切勿混用，以免划伤已达到较高精度的工件表面。

4结束语
    当前市场竞争激烈，产品更新换代快，质量要求也不断提高，因而对模具的精度和抛光要求也越来越高。为了达到降低模具表面的粗糙度值，缩短模具加工周期和降低加工成本的目的，人们已改变了许多加工办法，先进的高科技设备也不断出现。目前，国内生产的电化学预抛、机械精抛光设备已小批量投放市场，受到一致好评。随着电化学机械修磨抛光技术的不断推广应用.模具抛光行业将会更上一层楼。