电解抛光的基本原理与化学抛光方法有哪些？？

随着塑料制品的使用越来越多，如日化用品、饮料包装容器等，外观需要往往要求塑料模具型腔表面进行镜面抛光。 光学镜片、激光唱片等模具的生产对表面粗糙度有极高的要求，因此对抛光性也有极高的要求。

抛光不仅增加了工件的美观，而且提高了材料表面的耐腐蚀性和耐磨性。 它还可以赋予模具其他优点，例如使塑料制品更容易脱模，减少生产注塑周期。 因此，抛光是塑料模具制作过程中非常重要的一道工序。

1、抛光方法

目前，常用的抛光方法有以下几种：

1.1 机械抛光

机械抛光是依靠材料表面的切削和塑性变形去除抛光凸部以获得光滑表面的抛光方法。 一般采用油石条、羊毛轮、砂纸等，操作以手工为主。 特殊零件如回转体表面可采用转台等辅助工具，如果表面质量要求高，可采用超精密磨削和抛光方法。 超精密抛光是采用特殊磨料，在含有磨料的抛光液中压紧待加工工件表面，进行高速旋转。 该技术可以实现Ra0.008μm的表面粗糙度，是各种抛光方法中最高的。 这种方法常用于光学镜片模具。

1.2 化学抛光

化学抛光是使材料表面的微观凸部比凹部优先溶解在化学介质中，从而获得光滑的表面。 这种方法的主要优点是不需要复杂的设备，可以抛光形状复杂的工件，并且可以同时抛光许多工件，效率高。 化学抛光的核心问题是抛光液的配制。 通过化学抛光获得的表面粗糙度一般为几十μm。

1.3 电解抛光

电解抛光的基本原理与化学抛光相同，都是选择性地溶解材料表面的微小突起，使表面光滑。 与化学抛光相比，可以消除阴极反应的影响，效果更好。

电化学抛光过程分为两步：

(1)宏观流平溶解产物扩散到电解液中，材料表面几何粗糙度降低，Ra>1μm。

（2）低光泽平面阳极极化，提高表面亮度，Ra<1μm。

1.4 超声波抛光

将工件置于磨料悬浮液中并一起置于超声波场中。 磨料依靠超声波的振荡在工件表面进行研磨和抛光。 超声波加工的宏观力较小，不会引起工件变形，但工装制作和安装较困难。 超声波处理可以与化学或电化学方法相结合。 在溶液腐蚀和电解的基础上，施加超声波振动搅拌溶液，使溶解产物与工件表面分离，使表面附近的腐蚀或电解质均匀； 超声波在液体中的空化效应还可以抑制腐蚀过程并有利于表面光亮。

1.5 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走工件表面而达到抛光的目的。 常用的方法有：磨料喷射加工、液体喷射加工、流体动力磨削等。流体动力磨削是通过液压驱动，使携带磨粒的液体介质在工件表面上高速往复运动。 该介质主要由在较低压力下具有良好流动性能的特殊化合物（聚合物类物质）并与磨料混合制成。 磨料可以是碳化硅粉末。

1.6 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。 该方法加工效率高、质量好、加工条件容易控制、劳动条件好。 使用合适的磨料，表面粗糙度可达Ra0.1μm。

2、机械抛光的基本方法

塑料模具加工中提到的抛光与其他行业所需的表面抛光有很大不同。 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，而且对表面平整度、光洁度和几何精度也有很高的标准。 表面抛光一般只要求获得光亮的表面。

镜面加工标准分为四个等级：AO=Ra0.008μm、A1=Ra0.016μm、A3=Ra0.032μm、A4=Ra0.063μm。 由于电解抛光、流体抛光等方法难以精确控制零件的几何精度。 而化学抛光、超声波抛光、磁力研磨抛光等方法的表面质量无法满足要求，因此精密模具的镜面加工仍以机械抛光为主。

2.1 机械抛光的基本程序

为了获得高质量的抛光效果，最重要的是要有高质量的抛光工具和辅助用品，如油石、砂纸、金刚石研磨膏等。 抛光程序的选择取决于初步加工后的表面状况，如机械加工、电火花加工、磨削等。

机械抛光的一般流程如下：

(1)粗抛、铣削、电火花、磨削等工序后的表面可用旋转表面抛光机或超声波研磨机进行抛光，转速为35,000-40,000转/分。 常用的方法有使用直径Φ3mm、WA#400的砂轮去除白色火花层。 然后是手工油石打磨，条状油石上添加煤油作为润滑剂或冷却剂。 一般使用顺序为#180 ~ #240 ~ #320 ~ #400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000。 许多模具制造商选择从 #400 开始以节省时间。

(2)半精抛光和半精抛光主要使用砂纸和煤油。 砂纸号为：#400～#600～#800～#1000～#1200～#1500。 事实上，#1500砂纸仅适用于淬硬模具钢（52HRC以上），不适用于预硬钢，因为这可能会导致预硬钢件表面烧伤。

(3)精抛光主要采用金刚石研磨膏。 若将抛光布轮与金刚石磨料粉或研磨膏混合进行研磨，通常的研磨顺序为9μm(#1800)～6μm(#3000)～3μm(#8000)。 可用9μm金刚石研磨膏和抛光布轮去除#1200、#1500砂纸留下的毛发状磨痕。 然后用粘毛毡和金刚石研磨膏进行抛光，顺序为1μm（#14000）～1/2μm（#60000）～1/4μm（#100000）。 精度要求1μm以上（含1μm）的抛光工序可在模具加工车间洁净的抛光室内进行。 为了进行更精确的抛光，需要绝对洁净的空间。 灰尘、烟雾、头皮屑和口水可能会破坏您工作数小时后获得的高度抛光的表面。

2.2机械抛光时应注意的问题用砂纸抛光时应注意以下几点：

(1)用砂纸抛光需要使用软木棒或竹棒。 抛光圆形或球面时，使用软木棒可以更好地匹配圆形或球面的曲率。 较硬的木条（例如樱桃木）更适合抛光平坦的表面。 修剪木条的末端，使其与钢表面的形状相匹配。 这样可以防止木条（或竹条）的尖角接触钢材表面而造成较深的划痕。

(2)使用不同型号砂纸时，抛光方向应改变45°至90°，以便区分前一型号砂纸抛光后留下的条纹阴影。 在更换不同类型的砂纸之前，必须用100%纯棉蘸酒精等清洁液仔细擦拭抛光表面，因为表面留下的小碎石会破坏整个后续的抛光工作。 当从砂纸抛光转换为金刚石研磨膏抛光时，这种清洁过程同样重要。 在继续抛光之前，必须彻底清洁所有颗粒和煤油。

(3)为避免划伤、烧伤工件表面，用#1200、#1500砂纸抛光时必须特别小心。 因此需要施加轻载荷并采用两步抛光方法抛光表面。 用每种型号的砂纸抛光时，应在两个不同的方向上抛光两次，两个方向之间每次旋转45°~90°。

金刚石磨抛时应注意以下几点：

(1)这种抛光必须尽可能在较轻的压力下进行，特别是在抛光预硬钢件和用细研磨膏抛光时。 用#8000研磨膏抛光时，常见的载荷为100~200g/cm2，但很难保持这个载荷的精度。 为了更容易做到这一点，您可以在木条上制作一个细而窄的手柄，例如添加一块铜，或者从竹条上切掉一段以使其更柔软。 这可以帮助控制抛光压力，以确保模具表面的压力不会太高。

(2)使用金刚石磨抛时，不仅工作表面必须清洁，而且工人的双手也必须仔细清洁。

(3)每次抛光时间不宜过长。 时间越短，效果越好。 如果抛光过程进行的时间太长，就会产生“橘皮”和“麻点”。

(4)为了获得高质量的抛光效果，应避免使用易发热的抛光方法和工具。 例如：用抛光轮进行抛光。 抛光轮产生的热量很容易造成“橘皮”。

(5)当抛光过程停止时，确保工件表面清洁并仔细清除所有磨料和润滑剂非常重要。 然后在表面喷涂一层模具防锈涂层。

3、影响模具抛光质量的因素

由于机械抛光主要由手工完成，抛光技术仍然是影响抛光质量的主要因素。 此外，还与模具材料、抛光前的表面状况、热处理工艺等有关。优质钢材是获得良好抛光质量的前提。 如果钢材表面硬度不均匀或特性存在差异，往往会出现抛光困难的情况。 钢中的各种夹杂物和气孔不利于抛光。

3.1不同硬度对抛光工艺的影响。 硬度增加使磨削变得更加困难，但抛光后的粗糙度降低。 随着硬度的增加，达到较低粗糙度所需的抛光时间也相应增加。 同时，硬度增加，过度抛光的可能性也相应降低。

3.2工件表面状况对抛光过程的影响钢材切割机械在破碎过程中，表层会因受热、内应力或其他因素的影响而受到损伤，切削参数不当会影响抛光效果。 电火花加工后的表面比普通机械加工或热处理后的表面更难磨削。 因此，在电火花加工结束前应进行精密电火花修整，否则表面会形成薄薄的硬化层。 如果电火花精加工规格选择不当，热影响层深度可达0.4mm。

硬化的薄层比基体更硬，必须去除。 因此，最好加上粗磨工序，将受损的表层彻底去除，形成均匀粗糙的金属表面，为抛光提供良好的基础。