浅谈塑料模具的抛光

摘 要:塑料模具的抛光是决定制品外观质量的关键,也影响着脱模速度和生产周期,进而影响塑料制品企业的经济效益。阐述塑料模具的抛光方法和影响因素。

关键词:塑料模具;抛光方法;影响因素

塑料模具的抛光不仅增加工件的美观,而且能够改善材料表面的耐腐蚀性、耐磨性,还可以使模具拥有其它优点,同时可以使塑料制品易于脱模,减少生产注塑周期。因而抛光在塑料模具制作过程中是很重要的一道工序。

一、常用的抛光方法

(一)机械抛光

机械抛光是靠切削、材料表面塑性变形去掉被抛光后的凸部而得到平滑面的抛光方法,一般使用油石条、羊毛轮、砂纸等,以手工操作为主,特殊零件如回转体表面,可使用转台等辅助工具,表面质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,紧压在工件被加工表面上,作高速旋转运动。利用该技术可以达到Ra0.008μm的表面粗糙度,是各种抛光方法中最高的。

(二)化学抛光

化学抛光是让材料在化学介质中表面微观凸出的部分较凹部分优先溶解,从而得到平滑面。这种方法的主要优点是不需复杂设备,可以抛光形状复杂的工件,可以同时抛光很多工件,效率高。化学抛光的核心问题是抛光液的配制。化学抛光得到的表面粗糙度一般为数10μm。

(三)电解抛光

电解抛光基本原理与化学抛光相同,即靠选择性的溶解材料表面微小凸出部分,使表面光滑。与化学抛光相比,可以消除阴极反应的影响,效果较好。电化学抛光过程分为两步

1.宏观整平 溶解产物向电解液中扩散,材料表面几何粗糙下降,Ra>1μm。

2.微光平整 阳极极化,表面光亮度提高,Ra

(四)超声波抛光

将工件放入磨料悬浮液中并一起置于超声波场中,依靠超声波的振荡作用,使磨料在工件表面磨削抛光。超声波加工宏观力小,不会引起工件变形,但工装制作和安装较困难。超声波加工可以与化学或电化学方法结合。在溶液腐蚀、电解的基础上,再施加超声波振动搅拌溶液,使工件表面溶解产物脱离,表面附近的腐蚀或电解质均匀;超声波在液体中的空化作用还能够抑制腐蚀过程,利于表面光亮化。

(五)流体抛光

流体抛光是依靠高速流动的液体及其携带的磨粒冲刷工件表面达到抛光的目的。常用方法有:磨料喷射加工、液体喷射加工、流体动力研磨等。流体动力研磨是由液压驱动,使携带磨粒的液体介质高速往复流过工件表面。介质主要采用在较低压力下流过性好的特殊化合物(聚合物状物质)并掺上磨料制成,磨料可采用碳化硅粉末。

(六)磁研磨抛光

磁研磨抛光是利用磁性磨料在磁场作用下形成磨料刷,对工件磨削加工。这种方法加工效率高,质量好,加工条件容易控制,工作条件好。采用合适的磨料,表面粗糙度可以达到Ra0.1μm。

在塑料模具加工中所说的抛光与其他行业中所要求的表面抛光有很大的不同,严格来说,模具的抛光应该称为镜面加工。它不仅对抛光本身有很高的要求并且对表面平整度、光滑度以及几何精确度也有很高的标准。表面抛光一般只要求获得光亮的表面即可。镜面加工的标准分为四级:AO=Ra0.008μm,A1=Ra0.016μm,A3=Ra0.032μm,A4=Ra0.063μm,由于电解抛光、流体抛光等方法很难精确控制零件的几何精确度,而化学抛光、超声波抛光、磁研磨抛光等方法的表面质量又达不到要求,所以精密模具的镜面加工还是以机械抛光为主。

二、机械抛光中应注意的问题

(一)用砂纸抛光应注意以下几点

1.用砂纸抛光需要利用软的木棒或竹棒。在抛光圆面或球面时,使用软木棒可更好的配合圆面和球面的弧度。而较硬的木条像樱桃木,则更适用于平整表面的抛光。修整木条的末端使其能与钢件表面形状保持吻合,这样可以避免木条(或竹条)的锐角接触钢件表面而造成较深的划痕。

2.当换用不同型号的砂纸时,抛光方向应变换45~90,这样前一种型号砂纸抛光后留下的条纹阴影即可分辨出来。在换不同型号砂纸之前,必须用100%纯棉花沾取酒精之类的清洁液对抛光表面进行仔细的擦拭,因为一颗很小的沙砾留在表面都会毁坏接下去的整个抛光工作。从砂纸抛光换成钻石研磨膏抛光时,这个清洁过程同样重要。在抛光继续进行之前,所有颗粒和煤油都必须被完全清洁干净。

3.为了避免擦伤和烧伤工件表面,在用#1200和#1500砂纸进行抛光时必须特别小心。因而有必要加载一个轻载荷以及采用两步抛光法对表面进行抛光。用每一种型号的砂纸进行抛光时都应沿两个不同方向进行两次抛光,两个方向之间每次转动45~90。

(二)钻石研磨抛光应注意以下几点

1.这种抛光必须尽量在较轻的压力下进行特别是抛光预硬钢件和用细研磨膏抛光时。在用#8000研磨膏抛光时,常用载荷为100~200g/cm2。

2.当使用钻石研磨抛光时,不仅是工作表面要求洁净,工作者的双手也必须仔细清洁。

3.每次抛光时间不应过长,时间越短,效果越好。如果抛光过程进行得过长将会造成“橘皮”和“点蚀”。

4.为获得高质量的抛光效果,容易发热的抛光方法和工具都应避免。比如:抛光轮抛光,抛光轮产生的热量会很容易造成“橘皮”。

5.当抛光过程停止时,保证工件表面洁净和仔细去除所有研磨剂和剂非常重要,随后应在表面喷淋一层模具防锈涂层。

三、抛光工艺的影响因素

(一)不同硬度对抛光工艺的影响

硬度增高使研磨的困难增大,但抛光后的粗糙度减小。由于硬度的增高,要达到较低的粗糙度所需的抛光时间相应增长。同时硬度增高,抛光过度的可能性相应减少。

(二)工件表面状况对抛光工艺的影响

如果电火花精修规准选择不当,热影响层的深度最大可达0.4mm。硬化薄层的硬度比基体硬度高,必须去除。因此最好增加一道粗磨加工,彻底清除损坏表面层,构成一片平均粗糙的金属面,为抛光加工提供一个良好基础。

(作者 身份证号:332621197302181391)