摘要：抛光是任何模具制造过程中的一个重要环节。本文介绍较先进的电化学抛光、常规的机械抛光、结合电化学打标功能。
关键词：抛光技术；型腔模具；表面质量；电解液组织
前 言
随着橡塑工业的迅速发展，人们对橡塑制品的表面质量要求越来越高，常要求模具的表面达到镜面的程度。如注射模型腔表面粗糙度值要求达到Ra0.1-0.25μm的水平。
抛光的方法比较多。有手工抛光、化学抛光、电解抛光、超声抛光、挤压珩磨抛光、机械旋转、往复或震动抛光等。但对于形状比较复杂的型腔模具来说，仍只可用设备与手工相配合的方法来解决。
1 电化学预抛光
这里介绍一种较为先进的而人们还未深入了解的电化学抛光。电化学抛光是对复杂形状的金属零件、模具等表面进行电化学阳极溶解去除一定量的金属表面层，以达到修磨或抛光目的一种复合加工新技术。电修磨抛光不受金属材料硬度和韧性等的限制。对各种淬硬钢材、合金钢、不锈钢和耐热合金、硬质合金等均可进行修磨抛光。
近年来，电修磨抛光技术已应用于各类型腔模具。特别是塑料注射模、金属压铸模、锻模、硬质合金拉深模以及异型零件。例如叶片的型面、叶根抛光，并用来去除电火花加工后存在的表面变质硬化层，各异形孔和异形件的去毛刺和倒圆等多种方面，现已取得了良好的加工效果。
1.1 电化学修磨抛光的原理
电化学修磨抛光的原理与电解磨削类似，它以金属的电化学阳极溶解作用为主，轻微的机械刮削作用为辅，并伴随有微弱的火花放电作用。
所谓金属的电化学阳极溶解作用，通俗地讲可比喻电镀的相反过程。就是将被修磨或抛光的工件表面定向地溶解掉一层，这一溶解过程的尺寸是可以控制的。
电化学阳极溶解过程中，金属表面生成大量电解产物(如氧化膜和氢氧化物絮装物等)，覆盖在工件表面，影响进一步的电化学反应。此外在靠近工件电极表面处溶液的离子浓度和溶液内部的离子浓度有明显差别，使进一步的电化学阳极溶解产生困难，表面质量严重恶化。所以电修磨抛光时使用图1所示的工具作为阴极，工具电极表面含有磨料。这样在操作时工具与工件轻微接触移动时也不致产生短路。
图1
对工件进行抛光时，将专用直流电源的阳极接工件，导电工具接电源的阴极。从导电工具磨头流出适量新鲜电解液。当导电磨具与工件轻微接触并作相对运动时，工件表面的金属发生电化学阳极溶解，电解产物和疏松的阳极膜不断地被导电磨具的磨料(金刚石镀层)刮掉，电解产物和电解反应产生的热量被电解液流带走。随着电解反应的不断进行，金属表面的突出部位，首先被电化学溶解掉，从而达到整平、直至获得要求的尺寸和粗糙度。这种设备对目前线切割、电火花加工出来的任何模具进行预抛光十分优越。图形和型腔抛光可用导电石墨和异形导电锉进行抛光(见图2、图3)。
1.2 电化学抛光的特点
(1)导电模具仅与工件轻微接触、操作时不要象手工机械锉磨那样用力，所以电修磨抛光是一种非常轻微的劳动，可以减轻模具工的抛光劳动强度。
(2)导电工具使用时仅与工件轻轻接触，磨损少，使用寿命长；金刚石导电锉只要不被火花烧伤或接反电源，基本上无损耗。导电石墨油石则有低损耗。
(3)电修磨抛光电火花加工后表面存在的变质硬化层，抛光复杂形状零件的型面。特别是模具的角、根部、沟槽、窄缝等特别有效。可以节省于手工抛光时间的70％左右。
(4)电修磨抛光各种淬硬的材料，并不受硬度限制。也就是说抛光各种淬硬的CrR、T8、5CrMnMo、Cr-WMn等钢材甚至硬质合金也可象抛光普通软钢一样容易。
(5)经电修磨抛光后金属表面无任何划痕，可直接用1000目金相砂纸或油石进一步抛光。
(6)电修磨抛光不存在切削力。抛光后不会使薄壁工件产生变形，不会产生毛刺和热变形层等。经电修磨抛光的工件表面是金属材料的“真实”表面。
(7)电化学抛光如材质好，加上熟练的操作技术和丰富的抛光经验一般即可抛至粗糙度RaO.1μm左右。
2 机械精抛光
要想使模具达到镜面甚至更高的要求，还必须配合机械进行精抛。
常用的机械是转速可调的台式或吊式砂轮软轴抛光机。它可以夹上适当的砂轮、毡轮、硬木轮、树脂轮、竹针等进行精抛。要想达到镜面或满意的效果。抛光的工艺过程应注意两个方面：(1)抛光的每一个步骤必须保持清洁；(2)注意抛光工具、次序的选择。具体如下：
①抛光必须在清洁无尘的室内进行。硬尘粒会污染研磨材料，损害已接近完成的模具表面。
②每个抛光工具只使用一个级别的抛光钻石膏，切记不能混用。尤其到抛光结束时，否则会前功尽弃。
③当要转换更细一级的砂号时，必须清洗双手和工件。用肥皂清洗双手，用除脂溶剂(干净煤油，专用清洗剂等)清洗工件。
④手动(人工)抛光时，钻石膏要涂在抛光工具上；机械抛光时研磨膏要涂在工件上。
⑤抛光时所用的压力与抛光工具的硬度和研磨膏的等级应互相调整和适应。进行最细一级的抛光时，压力要调整到与抛光工具的重量相当。使用油石抛光时，由于油石没有弹性，全凭手的感觉。如果压力太大，不但不能把刀痕去除，反而留下更深更密的油石痕。
⑥要获得更大的钢材去除率，必须使用较硬的抛光工具和较粗砂粒的钻石膏。
⑦塑胶模具的最终抛光应沿着工件脱模的方向进行。
⑧开始抛光是要先处理角落、边角、圆角和窄缝等较难抛的地方。
⑨处理类角及边角应特别小心，注意不要形成圆角或塌边，应尽量采用较硬的抛光工具。
⑩如需要用擦布或擦纸进行揩擦污迹现象时，必须把每个步骤的擦布、擦纸分开使用，切勿混用乱擦，以免把更好的工件表面划伤。
3 蚀刻打标
同样利用电化学阳极溶解原理，可以在任何光滑的金属表面进行打印标识、图案、文字等。如不锈钢、碳钢、各种合金钢、工具钢、硬质合金、铝合金、各种镀铬、镀线、镀锌材料、各种磨削、抛光金属表面等。可用于打印标徽、产品名称、技术指标、厂商名称、安全事故以及制作高档不锈钢标牌、外壳打标等。
3.1 应用方法
把要打印的内容制在膜版上(大批量制丝网版，小批量打印在蜡纸膜版上。用普通打字机就可打印制作)。为便利操作和固定，可取较硬而平整的透明尼龙薄纸，中间划挖一个比内容稍大的方孔，然后用透明薄胶带纸跟膜版边缘粘牢固定就可。使用把膜版放在要打印的工件上(图4表示)。将电源正极接住工件，负极接住打标工作头。打标工作头可用石墨或金属，端面包上白布，便于沾取电解液。电压一般调为10-18V为宜。将包有布的电极工作头蘸取电解液轻压在膜版上面，电解液即渗透膜版的标识或文字等，进入工件表面进行阳极溶解，2-3秒即可。移开电极、模版。一件精美的标识即打印出来了，永不脱落。
图4 打标示意图
3.2 应用范围
①五金工具、刀、剪、钳、量具刃具硬质合金工具等。
②不锈钢制品、不锈钢外壳产品。杯、缸、壶、餐橱具、食品工具等。
③仪表元件、电子器件、医疗器件，钟表眼镜等。
④机床附件、齿轮轴承、阀门、机器零件、车辆配件等。
3.3有独特无比的优点
①其标识、字绩正规、清晰、耐久、不变色、不脱落、耐高温、不怕有机溶剂擦洗。
②不论产品大小、平面、弧面、薄片都能打印，打印精细。深度5-100μm。
③操作简便，只需几秒即可完成，无需烘干固化。
④可打出数种颜色。一般金属都可黑色和白色。如铁、不锈钢、铜等常规可打出黑色。铝、铬、线等常规可打出白色。经试验根据材料的性质不同，和电解液的成份配比不同可打出彩色和混合色。这是任何刻制工具不可比拟的。
4 结论
由于当前市场竞争激烈，产品更新换代快，质量要求也不断提高，因而对模具的精度和抛光要求也越来越高。为了达到降低模具表面的粗糙度，缩短模具加工周期和降低加工成本的目的。人们已改变了许多加工办法。先进高科技的设备也不断出现。但对模具抛光来讲，仍然是国际上研究的一个难题，这是因模具形状复杂的特点决定的，还没有一种自动化程度高、抛光速度快、精度又好、粗糙度满意的一种设备，因此目前仍然以手工抛光为主。
电化学预抛，机械精抛，蚀刻打标三合一体抛光设备，目前国内已有厂家生产。为国家专利产品，已小批量投放市场，受到一致好评。随着电化学机械修磨抛光技术的不断推广应用，一定会创造和积累更多更宝贵的经验，并提供更加广泛的应用实例，为众多的模具抛光行家服务。
