什么是抛光?
抛光是指利用机械、化学或电化学作用,降低工件表面粗糙度,以获得光亮、平整表面的加工方法。
抛光工艺分为六种
机械抛光
机械批是仅靠切削、材料表面塑性变形来去除被打磨凸起和光滑表面的抛光方法,一般用白板石条、羊毛轮、砂纸等,以手工操作为主机特殊零件如回转体表面,可利用回转工作台等辅助工具
转动运动。机械抛光后的工件表面粗糙度可达Ra=0.3-3.0u。
空化抛光
化学抛光是使材料在化学介质中,表面微凸起部分比凹陷部分优先被溶解,从而获得光滑的表面;经化学抛光得到的工件表面粗糙度可达Ra=0.5-10umno。
电解泵送
电解抛光的基本原理与化学抛光相同,即选择性地溶解材料表面细小的凸起部分,使表面变得光滑。与化学抛光相比,消除阴极反应产物的效果更好。电化学抛光过程分为两个步骤:
- 宏观整平溶解产物扩散到电解液中,材料表面粗糙度下降,Ra>lum。
- 微观平面阳极极化,表面粗糙度改善,Ra
超声波抛光
将工件放入磨料悬浮液中,一起置于超声波场中,依靠超声波的振荡,将磨料在工件表面进行研磨抛光。常用的超声波频率为16-30kHz,所用的磨料有金刚砂、碳化硼、碳化硅、氧化铝等。超声波加工可以与化学方法或电化学方法相结合。在溶液腐蚀电解的基础上,施加超声波振动,对溶液进行搅拌,使工件表面溶解产物分离,使表面附近的腐蚀或电解质均匀。
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刷过工件表面来达到抛光的目的。常见的方法有磨料喷射加工、液体喷射加工、流体动力磨削等。
流体动力磨削是在液压驱动下,使带有磨粒的液体介质高速流过工件表面,介质主要由低压下流动性较好的特殊化合物(聚合物类物质)混合磨料制成,磨料可以是碳化硅粉末。
磁力研磨抛光
磁力研磨抛光是利用磁性磨料在磁场作用下形成磨料刷,对工件进行磨削加工。此方法加工效率高、质量好,磨削工件不影响其原有形状和尺寸精度,加工后成品不变形、不损伤表面,表面粗糙度可达Ra0.1um,且表面形态呈现亮丽的金属光泽。
六种抛光工艺的优缺点
机械抛光的优点
机械抛光设备结构比较简单,价格一般较低,加工件的光亮度较高。
机械抛光的缺点
- 机械抛光难以抛光形状复杂或表面有特殊花纹、图案的工件;
- 易产生金属粉尘,影响抛光工人的健康:
- 工人技术水平要求高,工件质量的一致性和稳定性难以控制:
化学抛光的缺点
化学抛光的优点
- 设备简单,加工后零件表面粗糙度均匀。
- 操作简便、节省能源、可同时抛光多个工件。
- 效率高,可抛光形状复杂的工件。
- 机械加工不可避免地会在工件表面留下肉眼难以看到的微裂纹和残余应力,影响工件的质量和使用寿命,并存在安全隐患。
电解
优点:
- 内外色泽一致,光泽持久,可加工硬质材料、软质材料及薄壁、形状复杂、细小零件及钱币;
- 抛光量极小,抛光后的尺寸精度、形状精度可控制在0.01mm以内
- 抛光速率高,抛光速度不受材料硬度影响
- 工艺简单,操作容易,设备简单,投资小。
缺点:
- 抛光前的处理比较复杂且电解液的通用性较差,使用寿命短,而且腐蚀性强,不易处理。
- 它不能消除工件原有表面的“毛糙波纹”,对工件表面的基体粗糙度有要求,一般应在Ra1.6以下。
磁力研磨抛光的优点
- 它可以达到很低的粗糙度,一般用于抛光精密光学镜片。
- 由于工件整体处于液体中,抛光热量易于分散,不会造成工件局部位置过热,有利于避免抛光产生橘皮现象。
- 工件的各个部分都与流体均匀接触,确保抛光效果均匀,且不受工件形状的限制。
超声波抛光
优点:
液体中的超声波空化作用可以抑制腐蚀过程,有利于表面光亮
优点:
超声波加工宏观力较小,不会造成工件变形,但工装制作和安装较困难。