什么是镜面抛光技术及其应用?

什么是镜面抛光技术及其应用?
  • 镜面抛光工艺的发展与现状
  • 抛光原理
  • 影响抛光效率的因素
  • 镜面抛光加工工艺的作用
  • 镜面抛光工艺的优缺点
  • 抛光工艺有哪些类型?

镜面抛光工艺的发展与现状:

近年来,随着国内机械设备制造领域技术的不断发展,对具有高表面质量和超镜面外观的工件的需求不断增加。

在传统的机械抛光工艺中,砂轮会对工件表面造成大量磨损,无法保证表面精度。磨具的强烈挤压作用会使金属产生塑性流动,迫使其进入金属表面的微观凹坑,造成表面外观的变形。材料表面仍将容易因疲劳磨损而持续脱落。表面可能看起来有光亮的外观,但不会出现明显的镜面效果,无法保证工件的精度。

机器抛光适用于某些类型的产品,自动抛光的优势是不可否认的。生产效率高,大批量生产,可节省大量劳动力,改善生产环境,减少粉尘危害。抛光自动化已成为抛光机行业的趋势。

抛光原理:

可以使用柔性抛光工具和磨粒或其他抛光介质对工件进行表面抛光。抛光不是为了提高工件的尺寸精度或几何精度,而是为了获得光滑的表面或镜面光泽。通常使用由多层帆布、毛毡或皮革制成的抛光轮。抛光时,高速旋转的抛光轮(圆周速度20m/s以上)压在工件上,使磨料滚动,对工件表面进行微切。表面材料去除量很小,因此加工效率低,但可以获得光亮的加工表面。表面粗糙度一般可达Ra0.63~0.01微米的Roughness Average;当使用不油腻的消光抛光剂时。

影响抛光效率的因素:

抛光将以等于 R=kpvt 的速率去除表面材料,其中 p 是抛光压力,v 是抛光速度,t 是处理时间,k 是比例常数。为了保持加工效率,压力、速度、浆料的浓度、温度和抛光机的状态是需要管理以稳定抛光的重要因素。

镜面抛光加工工艺的作用:

  • 去除表面粗糙度并消除划痕、污垢夹杂物和微裂纹等缺陷。
  • 减少表面摩擦,提高耐磨性。
  • 改善零件表面的物理机械性能,改善零件表面的应力分布。
  • 提高零件的精度,保证装配的可制造性。
  • 提高制件表面的光泽度和亮度,满足清洁生产要求。
  • 提高零部件和整机的使用寿命。
  • 提高涂层与基材的结合力,满足外观装饰要求。

镜面抛光工艺的优缺点:

抛光技术可分为机械法、化学和电化学法、热能法三大类。根据加工时所用磨料的状态,机械方法可分为自由磨料抛光和非自由磨料抛光两种形式。

抛光工艺有哪些类型?

  1. 干法砂轮抛光:
    在辊轴零件的抛光过程中,一般采用非自由磨料机械抛光技术。应用最广的是干砂轮抛光法。生产效率高,投入成本低,适合批量生产加工。干抛时,砂轮表面涂有抛光蜡,沿切线方向高速旋转,与工件表面接触。由于强大的挤压切削力,抛光表面产生高温,使金属表面产生塑性变形。金属开始产生塑性流动并被迫进入微观皮塔,凹陷区域被填充。在金属表面迅速形成一层很薄的氧化膜或其他化合物膜。
  2. 金属镜面加工技术:
    超声波、高频振动系统产生的超声波振动能量作用于金属工件表面,使工件表面金属产生塑性变形。冷硬化可改善表面质量,增加硬度并降低表面粗糙度。微观裂纹的桥接提高了工件的疲劳强度、耐磨性和耐腐蚀性。
  3. 湿砂带抛光:
    湿式砂带抛光时,砂带通过接触轮接触工件表面。接触轮的材质一般为橡胶或塑料,砂带基材为布、纸或聚酯薄膜,均具有一定的弹性。磨削时,由于磨粒的挤压,被加工表面也会产生塑性变形。但由于弹性变形区面积大,磨粒所受载荷小,受力更均匀。湿法砂带抛光采用细化磨粒、载体砂带、加工液的多种组合方式进行研磨抛光。表面进行超精密振动打磨,达到超镜面装饰效果。
  4. 电化学抛光:
    一般采用磷酸的电解抛光液。具有微观粗糙度的零件被溶解,表面粗糙度降低。可获得镜面光亮和流平,该工艺可作为装饰电镀的前处理。电化学抛光具有良好的亮度和流平性,溶液的使用寿命长,抛光速度快,抛光效率高。

研磨过程变质层:

加工变质层会导致工件材料的结构和成分损坏或变形。变质层的硬度、表面强度等机械性能和耐蚀性等化学性能也因基材不同而不同。

磨削金属材料时,虽然不会发生碎裂,但当磨粒旋转刮削时,由于材料的塑性变形,通常会形成劣化层。相反,在多晶金属材料中,晶粒越细,最外层的位错越多,发展为非晶态。在某些情况下,金属会与大气中的氧气发生反应。在某些情况下,磨粒会由于塑性变形而嵌入金属中。

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