在这里读懂中国制造:如何从环保、使用、效率、效果方面挑选最优的抛光方式

2017-01-01 11:23:58 admin 10

       抛光是利用柔性抛光工具和磨料颗粒或其他抛光介质对工件表面进行的修饰加工,以得到光亮而无磨痕的镜面为目的一种手段。很久以来,抛光方法采用传统的机械抛光、电解抛光、化学抛光,这几种方法在使用过程中存在着不同的缺点。

1 机械抛光

        机械抛光在专用抛光机上进行。抛光机主要由一个电动机和被带动的一个或两个抛光盘组成,转速为200~600r/min。抛光盘上辅以不同材料的抛光布。粗抛时常用帆布或粗呢,精抛时常用绒布、细呢或丝绸,抛光时在抛光盘上不断滴注抛光液,抛光液一般采用Al2O3、MgO 或Cr2O3 等粉末(粒度约为0.3-1μm)在水中的悬浮液(每升水中加入5-10gAl2O3),或在抛光盘上涂以由极细钻石粉制成的膏状抛光剂。抛光时应将试样磨面均匀、平正地压在旋转的抛光盘上。压力不宜过大,并沿盘的边缘到中心不断作径向往复移动。通过极细的抛光粉(液)和磨面间产生的相对磨削和滚压作用来消除磨痕而得到光亮的镜面。

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2 电解抛光

        利用金属表面微观凸点在特定电解液中和适当电流密度下,阳极首先发生溶解的原理进行抛光的一种电解加工,又称电抛光。

        图1 为电解抛光示意图。工件作为阳极接直流电源的正极,用铅、不锈钢等耐电解液腐蚀的导电材料作为阴极,接直流电源的负极。两者相距一定距离浸入电解液。

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图1    电解抛光示意图

       电解液通常有3种成分组成:(1)氧化性酸,是电解液的主要成分,如过氯酸、铬酸和正磷酸等;(2)溶媒,用以冲淡酸液,并能溶解在抛光过程中磨面所产生的薄膜中,如酒精、醋酸酐和冰醋酸等;(3)水。

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3 化学抛光

      化学抛光的实质与电解抛光相类似,也是一个表层溶解过程,化学试剂对样品表面凹凸不平区域的选择性溶解作用消除磨痕、浸蚀整平的一种方法。化学抛光兼有化学浸蚀的作用,能显示金相组织。因此试样经化学抛光后可直接在显微镜下观察。普通钢铁材料采用的抛光液通常为草酸、过氧化氢(双氧水)、氢氟酸、蒸馏水以一定的比例配合而成。

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4 纳米抛光

        纳米抛光被称为等离子纳米抛光,在专门的自动化控制设备中进行。等离子也称为物质的第四态,是一种电磁气态放电现象,使气态粒子部分电离,这种被电离的气体包括原子、分子、原子团、离子和电子。等离子就是在高温高压下,抛光剂水溶,但是在高温高压下,电子会脱离原子核而跑出来,原子核就形成了一个带正电的离子,当这些离子达到一定数量的时候可以成为等离子态,等离子态能量很大,当这些等离子和要抛光的物体摩擦时,顷刻间会使物体达到表面光亮的效果。

纳米抛光所采用的抛光液的氧化物粒径小,硬度强,故抛光时不产生划痕,抛光效果好。加工出来的工件表面光亮美观,色泽鲜艳,光亮夺目,还可以防止工件的锈蚀,保持与提高工件表面的光泽,起到清洁工件与磨具的作用。同时能去除油污,软化工件表面以加速磨削,减少磨具对工件的冲击,改善了工件条件。由于抛光溶液不参加反应,故可以长时间使用,并且不易变质,与传统的电解抛光、化学抛光相比,成本非常低。

        等离子纳米抛光是一种全新的金属表面处理工艺,仅在工件表面的分子层与等离子反应,分子中原子一般间距为0.1~0.3nm,处理深度为0.3~4.5nm,抛光物的表面粗糙度在1μm 范围内,因此等离子纳米化学活化工件表面去除表面分子污染层,交叉链接表面化学物质。

5 纳米抛光工艺的优势

        与传统抛光工艺相比,等离子纳米抛光工艺的优势主要表现在:

1
减轻环保压力。纳米抛光液非常环保,其废液可以直接排放而不会造成污染,也可以稍作处理回收利用。纳米抛光加工费用低,有利于推广,并且对加工环境无污染,适应绿色制造的发展方向。

2
简单、易行。等离子纳米抛光采用专门的自动化控制设备,操作简单,维护方便,可减少作业人员,降低人工成本。同时也可为客户节省因人工机械抛光、电解抛光、化学抛光等传统抛光方法而造成的许多材料消耗。
3
效率高。自动化控制设备通过专用药剂可在十几秒到两分钟内达到电镀镜面效果,大大提高了生产效率。
4
效果好,提高成品质量。自动化控制设备抛光出的产品具有高品质,而且可以对一些人工不可能抛光的精密工件加以抛光,其精度控制极高,尺寸影响小,通常可控制在0.1μm/min,抛光均匀,使整个工件表面和死角部位都可以达到一致的镜面效果;增强抛光面的抗腐蚀性能,抛光过程中使工件表面产生一层钝化膜,使其保持耐久光亮,有效防止氧化;高纯度,有效减小对电子类产品的沾污。抛光后产品的特性主要表现在:粗糙度降低,光洁度、精密度提高、坚硬耐用、缺口敏感性降低、变得光滑整齐、摩擦系数下降、磨损减少等。
5
适用面广。等离子纳米抛光可以适用的行业有手机电子、集成电路制造、运动器材(高尔夫球具)、眼镜制造、不锈钢洁具、餐具、医疗器械、手表饰品、汽车配件、LED 制程、数码配件、精密模具、航空航天等离子抛光和电解抛光的及五金制品等行业。

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(来源深圳机械展)