68第八节研磨技术
第八节研磨技术
研磨是精密和超精密零件精加工的主要方法之一，是在精加工，如精车、精磨或精洗加工后的超精加工。研磨加工可使零件获得极高的尺寸精度、几何形状和位置精度，最高的表面粗糙度等级以及提高配合精度。零件的内、外圆表面、平面、圆锥面、斜面、螺纹面、齿轮的齿面及其他特殊形状的表面均可以采用此种方法进行加工。船舶主、副柴油机燃油系统中的三对精密偶件：柱塞—套筒偶件、针阀—针阀体偶件、出油阀—出油阀座偶件的内、外圆表面、圆锥面、平面在制造时都需要采用研磨进行精加工。在针阀—针阀体配合锥面磨损和柴油机的进排气阀配合锥面磨损后均需采用研磨技术进行修复，使配合面恢复密封性能。
进行研磨的零件材料可以是经淬火或未经淬火的碳钢、合金钢、硬质合金，也可以是铸铁、铜及其合金等有色金属材料，或玻璃、水晶和塑料等非金属材料。
灵活的研磨技术是进行精密零件修理的有效方法，尤其是在备件缺乏、时间紧迫的情况下此法尤为重要。例如，主、副柴油机的喷油器故障大多是针阀—针阀体偶件的锥面配合不良引起的，轮机人员须经常进行针阀偶件的研配工作。所以，研磨技术在船上轮机工作中是克服精密设备短缺、延长零件寿命、节省修理费用和保证船舶正常航行的有效工艺，轮机人员应该掌握研磨技术。
一、概述
1．研磨原理
研磨是使零件与研磨工具在无强制的相对滑动或滚动的情况下，通过加入其间的研磨剂的微切削和研磨液的化学作用，在零件表面生成易被磨削的氧化膜，从而加速研磨过程。所以研磨加工是机械、化学联合作用完成的精密加工。
1）零件与研磨工具的相对运动
零件与研磨工具不受外力的强制引导，以免引起偏差和缺陷；运动方向周期变换，以使研磨剂均匀分布在零件表面上并加工出纵横交叉的切削痕，均匀研磨零件表面；研磨表面上各点相对于研磨工具表面的滑动路程相等，以达到均匀切削。
2）研磨压力
在实际应用的压力范围内，研磨效率随压力增加而提高。研磨压力取决于零件材料、研磨工具材料和外界压力等因索，一般通过实验确定。常用的压力范围为0.05～0.3MPa，粗研宜用0.l～0.2MPa，精研宜用0.0l～0.1MPa。研磨压力过大，研磨剂磨粒被压碎，切削作用减小，表面划痕加深，研磨质量降低；压力过小则研磨效率大大降低。
3）研磨速度
研磨速度影响研磨效率，一定条件下，研磨速度增加将使研磨效率提高。研磨速度取决于零件加工精度、材质、重量、硬度、研磨面积等。一般研磨速度在10～150m/min。速度过高，产生的热量较多，引起零件变形、表面加工痕迹明显等质量问题，所以精密零件研磨速度不应超过30～60次/min。一般手工粗研往复次数为30～60次/min，精研为20～40次/min。
4）研磨时间
研磨初期，因研磨剂磨粒锋利，微切削作用强，零件研磨表面的几何形状误差和粗糙度得以较快地纠正。随着研磨时间的延长，磨粒钝化，微切削作用下降，不仅零件精度不能提高，反而由于热量增加使之下降。粗研时间取决于研磨剂的切削性能，为提高研磨效率，当研磨剂磨粒钝化，研磨效果差时应立即更换研磨剂。精研时间一般约为1～3min，超过3min 研磨效果不显著。
所以，粗研时选用较粗的研磨剂，较高的压力和较低的速度进行研磨，以期较快地消除
几何形状误差和切去较多的加工余量；精研时选用较细的研磨剂、较小的压力和较高的速度进行研磨，以获得精确的形状、尺寸和最高的表面粗糙度。
2．研磨膏
研磨膏或称研磨剂，是在研磨粉中加入油溶性或水溶性辅助材料制成的一种混合剂。使用时，需用研磨液稀释后才能进行研磨。研磨粉是具有一定粒度的磨料。油溶性辅助材料有分散剂(煤油、机油)、载体(柏子油、凡士林油等)及着色剂、防腐剂等；水溶性辅助材料有分散剂(丙三醇等)、载体(十六醇、硬脂酸等)及着色剂、防腐剂等。
1)磨料
常用的磨料有以Al2O3，为主要成分的各种刚玉(棕刚玉、白刚玉和铬刚玉)、以SiC为主要成分的各种碳化硅(黑碳化硅、绿碳化硅、立方碳化硅)、碳化硼和Cr2O3，等。磨料的种类和用途见表6-6。
定。按磨粒的颗粒尺寸范围和粒度号分为磨粒、磨粉、微粉和超微粉四种，如表6-7所示。研磨加工仅使用粒度号为100以上的磨料，称为研磨粉。研磨加工常用的磨粒粒度号及其所能达到的表面粗糙度分别如表6-8、表6-9所示。
磨料的研磨性能与其粒度、硬度和强度有关。磨料的硬度是指磨料表面抵抗局部塑性变形的能力。研磨加工就是利用磨粒与零件材料的硬度差来实现的，所以磨粒硬度越高，切削能力越强，研磨性能越好；磨料的强度是磨粒承受外力不被压碎的能力。磨粒强度越高，切削力越强，寿命越高，研磨性也越好。以金刚石的研磨能力为准，设为l ，其他磨料的研磨能力分别为：
金刚石 1.0 碳化硼0.5 绿刚玉0.28
黑碳化硅0.26 白刚玉0.12 棕刚玉0.10
2)研磨膏
研磨膏分为油溶性和水溶性两大类。油溶性研磨膏使用时需用航空汽油、煤油或机油等研磨液稀释。油溶性研磨膏可使加工表面获得极高的粗糙度等级和精确尺寸。水溶性研磨膏使用时需用水、甘油等研磨液稀释。研磨液需具有一定的粘度和稀释能力，以粘吸磨料和使之均匀；具有较好的润滑和冷却能力，及具有化学活性和无腐蚀性，以加速研磨的化学作用。
研磨膏是一种重要的表面光整加工材料，除船用外，广泛用于仪表、仪器、光学玻璃镜头、量具、金相试片和精密零件的精研磨和抛光。常用氧化铬、氧化铝、碳化硼、碳化硅、氧化铁等研磨膏。常用研磨膏的品种、规格和应用范围见表6-10所示。
表6-10 普通研磨膏的品种、规格及应用范围
注：除磨粒、磨粉60～280为软膏外，微粉和超微粉均为硬膏。
研磨分为粗研、半精研、精研三种。精密零件的粗研可选用W14～Wl0的级化铝研磨膏；半精研选用W7～W5的氧化铬研磨膏；精研和偶件互研时选用W5以下的氧化铬研磨膏。
3．研磨工具
研磨是精密和超精密加工方法，是精密零件加工制造的最后工序，也是精密零件的修复方法。研磨时，零件与研具表面接触并作相对运动，研具的几何形状精度直接影响零件表面的加工精度。因此，对研具要求较高，不仅要制造精度高，而且耐磨。
研具有手工研具和机械研具。按研具工作表面形状分为研磨平板、研磨尺、研磨盘、研磨棒、研磨套和研磨环等；按研具的用途分为平面、外圆、内孔、锥面、球面、螺纹、齿轮等研具。研具的材料一般常用灰铸铁、低碳钢、铜、铝、铅、木材、丝绸和皮革等。
零件外圆或内孔研磨时，分别用机床夹持零件或研磨棒，使之按一定转速回转，然后用手握住研磨套或零件，涂上研磨膏使磨粒随研磨具作往复和回转运动进行研磨切削。
配合件配合面磨损、腐蚀用研磨进行修复时，则采用配合面上涂研磨膏使之相对运动相互研磨，即互研。
二、船机零件的研磨修复
在船上柴油机的进、排气阀和阀座、燃油系统精密偶件等的配合面磨损失效后，是由轮机人员进行研磨，自修恢复其使用功能。
1．平面研磨修复
船机零件工作表面或其它配合面为平面的配合件，当平面发生磨损或腐蚀时，如果零件尺寸较小和研磨要求不太高，可以在高精度的研磨平板上手工研磨修复。
研磨前，先将零件加工表面和平板清洗干净，将研磨剂均匀涂于零件待修表面上，并放于研磨板上；研磨时，用手按住零件，沿8字形轨迹运动，使磨痕交叉以提高表面粗糙度等级；研磨一段时间后，将零件转动一定角度再继续研磨。一般圆形零件转120°，方形零件转90°，矩形零件转180°，目的是研磨均匀。研磨平板是带有交叉沟槽(深度为1.5～2mm)的铸铁板。
针阀体端面发生腐蚀，套筒端面密封不良均可以在平板上研磨修复，如图6-20所示。研磨时根据腐蚀、磨损情况，即研磨量的大小确定研磨工序和选用研磨膏。如研磨量大，就需要先进行粗研，再精研。一般选用氧化铝研磨膏粗研，氧化铬研磨膏精研。按8字形轨迹在研磨平板上滑动，直至零件端面呈均匀暗灰色为止。清洗后，再与相对应的配合平面互研，使之吻合。互研时，只需加润滑油进行研磨。
2．锥面研磨修复
喷油器针阀偶件的锥面配合面和进、排气阀的阀面磨损、腐蚀后，在船上条件下采用互研方法进行修复。
针阀偶件锥面磨损后锥面上环形密封带(正常宽度为0.3～0.5mm)变宽或中断、模糊不清时，采用互研修复。一般选用极细的氧化铬研磨膏或润滑油进行手工互研。先在针阀锥面上放少量(一点点)研磨膏，准确迅速插入到针阀体座面，严防研磨膏粘到内圆表面上破坏内孔精度。一手握针阀体，另一手拿针阀，适当施力使二者相对左右转动，相互研磨，直到针阀锥面上出现细窄光亮的环形密封带为止。研磨中，依针阀锥面磨损情况可先用研磨膏互研，再用润滑油互研，或只用油互研。最后进行雾化试验以检验针阀密封性。
研磨是一项精细的工作，研磨中的清洁尤为重要，并应细心、耐心地研磨，操之过急，效果不良。
复习思考题
1、金属扣合修复法有哪几种？各适用于哪些场合？
2、对波浪键的材料有什么要求？常用的有哪些材料？
3、试述波浪键扣合法的修复工艺及其要点？
4、波浪键---螺钉扣合密封法中，对密封螺钉材料有什么要求？
5、有机粘结剂有哪些主要成分？它们有什么作用？
6、无机粘结剂的粘结工艺及使用场合是什么？
7、试述各种常用镀层的性能及用途。
8、镀铬电解液的成分有哪些？比例及其对镀铬层性能的影响是什么？
9、镀铬的特点、镀铬层的性质及用途是什么？
10、采取松孔镀铬的目的及其形成方法是什么？
11、镀铁工艺的特点是什么？
12、电刷镀有哪些特点？
13、试述氧—乙炔焰喷涂和喷焊的原理及特点？
14、试述氧—乙炔焰喷涂和喷焊的工艺过程。
15、一对摩擦副能否同时镀铬？为什么？
16、零件镀铬后为什么要进行除氢处理？
抛光方法
抛光方法 目前常用的抛光方法有以下几种： 1.1机械抛光 机械抛光是靠切削、材料表面塑性变形去掉被抛光后的凸部而得到平滑面的抛光方法，一般使用油石条、羊毛轮、砂纸等，以手工操作为主，特殊零件如回转体表面，可使用转台等辅助工具，表面质量要求高的可采用超精研抛的方法。超精研抛是采用特制的磨具，在含有磨料的研抛液中，紧压在工件被加工表面上，作高速旋转运动。利用该技术可以达到Ra0.008μm的表面粗糙度，是各种抛光方法中最高的。光学镜片模具常采用这种方法。1.2化学抛光 化学抛光是让材料在化学介质中表面微观凸出的部分较凹部分优先溶解，从而得到平滑面。这种方法的主要优点是不需复杂设备，可以抛光形状复杂的工件，可以同时抛光很多工件，效率高。化学抛光的核心问题是抛光液的配制。化学抛光得到的表面粗糙度一般为数10μm。 1.3电解抛光 电解抛光基本原理与化学抛光相同，即靠选择性的溶解材料表面微小凸出部分，使表面光滑。与化学抛光相比，可以消除阴极反应的影响，效果较好。电化学抛光过程分为两步：（1）宏观整平溶解产物向电解液中扩散，材料表面几何粗糙下降，Ra＞1μm。 （2）微光平整阳极极化，表面光亮度提高，Ra＜1μm。 1.4超声波抛光 将工件放入磨料悬浮液中并一起置于超声波场中，依靠超声波的振荡作用，使磨料在工件表面磨削抛光。超声波加工宏观力小，不会引起工件变形，但工装制作和安装较困难。超声波加工可以与化学或电化学方法结合。在溶液腐蚀、电解的基础上，再施加超声波振动搅拌溶液，使工件表面溶解产物脱离，表面附近的腐蚀或电解质均匀；超声波在液体中的空化作用还能够抑制腐蚀过程，利于表面光亮化。 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刷工件表面达到抛光的目的。常用方法有：磨料喷射加工、液体喷射加工、流体动力研磨等。流体动力研磨是由液压驱动，使携带磨粒的液体介质高速往复流过工件表面。介质主要采用在较低压力下流过性好的特殊化合物（聚合物状物质）并掺上磨料制成，磨料可采用碳化硅粉末。 1.6磁研磨抛光 磁研磨抛光是利用磁性磨料在磁场作用下形成磨料刷，对工件磨削加工。这种方法加工效率高，质量好，加工条件容易控制，工作条件好。采用合适的磨料，表面粗糙度可以达到Ra0.1μm。 在塑料模具加工中所说的抛光与其他行业中所要求的表面抛光有很大的不同，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并且对表面平整度、光滑度以及几何精确度也有很高的标准。表面抛光一般只要求获得光亮的表面即可。镜面加工的标准分为四级：AO=Ra0.008μm，A1=Ra0.016μm，A3=Ra0.032μm，A4=Ra0.063μm，由于电解抛光、流体抛光等方法很难精确控制零件的几何精确度，而化学抛光、超声波抛光、磁研磨抛光等方法的表面质量又达不到要求，所以精密模具的镜面加工还是以机械抛光为主。
研磨与抛光技术报告书
可以插入相关图标 《表面工程学》课题报告书 课题名称：研磨与抛光技术 班级： 姓名： 学号：
目录 第一部分概述 (1) 1.1 研磨的概念 (1) 1.1.1 研磨的基本原理 (1) 1.1.2 研磨的作用 (2) 1.1.3 研磨余量 (3) 1.2 抛光的概念 (3) 1.2.1 抛光技术 (3) 1.2.2 抛光工序 (4) 第二部分研磨分析 (4) 2.1 研磨技术 (4) 2.1.1 研磨的目的 (4) 2.1.2 常见研磨产品的分类 (5) 2.2 研磨产品细化解析 (6) 2.2.1 涂附类研磨产品的结构 (6) 2.2.2 涂附研磨产品四大要素(7542) (6) 2.2.3 研磨产品的粒度 (7) 2.3 砂纸在研磨中的应用 (8) 2.3.1 砂纸的选用 (8) 2.3.2 砂纸的对比分析 (9) 2.4 研磨分类 (11) 2.5 研磨方法 (12) 2.5.1 研磨外圆 (12) 2.5.2 研磨内圆 (12) 2.5.3 研磨平面 (12) 2.6 工艺特点及应用 (12) 2.7 研磨机的介绍 (13) 第三部分抛光分析 (14) 3.1 “3M”抛光系统 (14)
3.2 抛光原料 (14) 3.3 尼龙抛光轮的应用 (15) 3.4 纳米磁性液体 (16) 3.5 研磨抛光机 (16) 3.6 抛光的类别 (17) 3.6.1 化学抛光 (17) 3.6.2 工艺流程 (17) 第四部分结束语 (18) 4.1 研磨的机理 (18) 4.2 抛光的机理 (18)
第一部分概述 1.1 研磨的概念 研磨是使用研具和研磨剂从工件表面上去除一层极薄的金属，使工件达到精确的尺寸、准确的几何形状和很小的表面粗糙度。这种加工方法称为研磨。 1.1.1 研磨的基本原理 研磨是一种微量的金属切削运动，它的基本原理包含着物理和化学的综合作用。 一、物理作用： 即磨料对工件的切削作用。研磨时，要求研具的材料比工件的材料软。当受到一定压力后，研磨剂中的微小颗粒(磨料)被压嵌在研具的表面，成为无数个刀刃，由于研具和工件的相对运动，使磨料对工件产生微量的切削与挤压，工件表面被均匀地削去一层极薄的金属，借助于研具的精确型面，从而使工件逐渐得到准确的尺寸精度及表面粗糙度。 二、化学作用： 当采用氧化铬、硬脂酸或其他化学研磨剂对工件进行研磨时，与空气接触的金属表面很快形成一种氧化膜，而且氧化膜又很容易被研磨掉，这就是研磨的化学作用。 在研磨过程中，氧化膜迅速形成(化学作用)，又不断地被磨掉(物理作用)，经过这样多次反复，工件表面就很快地达到预定要求。由此可见，研磨加工实际体现了物理和化学的综合作用。如图1-1与图1-2所示。 图 1-1 图 1-2
68第八节研磨技术
第八节研磨技术 研磨是精密和超精密零件精加工的主要方法之一，是在精加工，如精车、精磨或精洗加工后的超精加工。研磨加工可使零件获得极高的尺寸精度、几何形状和位置精度，最高的表面粗糙度等级以及提高配合精度。零件的内、外圆表面、平面、圆锥面、斜面、螺纹面、齿轮的齿面及其他特殊形状的表面均可以采用此种方法进行加工。船舶主、副柴油机燃油系统中的三对精密偶件：柱塞—套筒偶件、针阀—针阀体偶件、出油阀—出油阀座偶件的内、外圆表面、圆锥面、平面在制造时都需要采用研磨进行精加工。在针阀—针阀体配合锥面磨损和柴油机的进排气阀配合锥面磨损后均需采用研磨技术进行修复，使配合面恢复密封性能。 进行研磨的零件材料可以是经淬火或未经淬火的碳钢、合金钢、硬质合金，也可以是铸铁、铜及其合金等有色金属材料，或玻璃、水晶和塑料等非金属材料。 灵活的研磨技术是进行精密零件修理的有效方法，尤其是在备件缺乏、时间紧迫的情况下此法尤为重要。例如，主、副柴油机的喷油器故障大多是针阀—针阀体偶件的锥面配合不良引起的，轮机人员须经常进行针阀偶件的研配工作。所以，研磨技术在船上轮机工作中是克服精密设备短缺、延长零件寿命、节省修理费用和保证船舶正常航行的有效工艺，轮机人员应该掌握研磨技术。 一、概述 1．研磨原理 研磨是使零件与研磨工具在无强制的相对滑动或滚动的情况下，通过加入其间的研磨剂的微切削和研磨液的化学作用，在零件表面生成易被磨削的氧化膜，从而加速研磨过程。所以研磨加工是机械、化学联合作用完成的精密加工。 1）零件与研磨工具的相对运动 零件与研磨工具不受外力的强制引导，以免引起偏差和缺陷；运动方向周期变换，以使研磨剂均匀分布在零件表面上并加工出纵横交叉的切削痕，均匀研磨零件表面；研磨表面上各点相对于研磨工具表面的滑动路程相等，以达到均匀切削。 2）研磨压力 在实际应用的压力范围内，研磨效率随压力增加而提高。研磨压力取决于零件材料、研磨工具材料和外界压力等因索，一般通过实验确定。常用的压力范围为0.05～0.3MPa，粗研宜用0.l～0.2MPa，精研宜用0.0l～0.1MPa。研磨压力过大，研磨剂磨粒被压碎，切削作用减小，表面划痕加深，研磨质量降低；压力过小则研磨效率大大降低。 3）研磨速度 研磨速度影响研磨效率，一定条件下，研磨速度增加将使研磨效率提高。研磨速度取决于零件加工精度、材质、重量、硬度、研磨面积等。一般研磨速度在10～150m/min。速度过高，产生的热量较多，引起零件变形、表面加工痕迹明显等质量问题，所以精密零件研磨速度不应超过30～60次/min。一般手工粗研往复次数为30～60次/min，精研为20～40次/min。 4）研磨时间 研磨初期，因研磨剂磨粒锋利，微切削作用强，零件研磨表面的几何形状误差和粗糙度得以较快地纠正。随着研磨时间的延长，磨粒钝化，微切削作用下降，不仅零件精度不能提高，反而由于热量增加使之下降。粗研时间取决于研磨剂的切削性能，为提高研磨效率，当研磨剂磨粒钝化，研磨效果差时应立即更换研磨剂。精研时间一般约为1～3min，超过3min 研磨效果不显著。 所以，粗研时选用较粗的研磨剂，较高的压力和较低的速度进行研磨，以期较快地消除
超精密研磨抛光的主要新技术
超精密研磨抛光的主要新技术 液中研磨 将超精密抛光的研具工作面和工件浸泡在含磨粒的研磨剂中进行，在充足的加工液中，借助水波效果，利用游离的微细磨粒进行研磨加工，并对磨粒作用部分所产生的热还有极好的冷却效果，对研磨时的微小冲击也有缓冲效果。 机械化学研磨 机械化学研磨加工是利用化学反应进行机械研磨，有湿式和干式两种。 湿式条件下的机械化学研磨，用于硅片的最终精加工，研磨剂含有0.01μm大小的SiO2磨粒的弱碱性胶状水溶液，而与它相配合的研具是表层由微细结构的软质发泡聚氨基申酸涂敷的人造革。 干式条件下的机械化学研磨，是利用工件与磨粒之间生成化学反应的研磨方法。干式条件下的微小范围的化学反应有利于加工的进行，由于0.01～0.02粒径的SiO2磨粒有较强的化学活性，研磨量较大。 磁流体精密研磨 磁性流体为强磁粉末在液相中分散为胶态尺寸（<0.015μm）的胶态溶液，由磁感应可产生流动性，特性是：每一个粒子的磁力
矩较大，不会因重力而沉降，磁化强度随磁场增加而增加。当将非磁性材料的磨料混入磁流体，置于磁场中，则磨粒在磁流体浮力作用下压向旋转的工件而进行研磨。磁流体精研的方法又有磨粒悬浮式加工、磨料控制式加工及磁流体封闭式加工。 磨粒悬浮式加工是利用悬浮在液体中的磨粒进行可控制的精密研磨加工。研磨装置由研磨加工部分、驱动部分和电磁部分组成。磨粒控制式加工是在研磨具的孔洞内预先放磨粒，通过磁流体的作用，将磨料逐渐输送到研磨盘上。磁流体封闭式加工是通过橡胶板将磨粒与磁流体分隔放置进行加工。 磁力研磨 利用磁场作用，使磁极间的磁性磨料形成如刷子一样的研磨剂，被吸附在磁极的工作表面上，在磨料与工件的相对运动下，实现对工件表面的研磨作用。这种加工方法不仅能对圆周表面、平面和棱边等进行研磨，而且还可以对凸凹不平的复杂曲面进行研磨。 软质磨粒机械抛光（弹性发射加工） 最小切除可以达到原子级，直至切去一层原子，而且被加工表面的晶格不致变形，能够获得极小表面粗糙度和材质极纯的表面。加工原理实质是磨粒原子的扩散作用和加速的微小粒子弹性射
超精密研磨与抛光技术
超精密研磨与抛光技术 超精密研磨与抛光技术是超精密加工技术的一种。超精密加工技术指的是超过或达到本时代精度界限的高精度加工。超精密加工其实是个相对概念，而且随着工艺技术水平的普遍提高，不同年代有着不同的划分界限，但并严格统一的标准。从现在机械加工的工艺水平来看，通常把加工误差小于0.01μm、表面粗糙度Ra小于0.025μm的加工称为超精密加工。超精密加工技术起源于20世纪60年代初期——美国于1962年首先研制成功了超精密加工车床。这一技术是为了适应现代高科技发展需要而兴起的，它综合运用了新发展的机械研究成果及现代电子、计算机和测量等新技术，是一种现代化的机械加工工艺。超精密加工拥有广阔的市场需求。例如，在国防工业中，陀螺仪的加工涉及多项超精密加工技术，因为导弹系统的陀螺仪质量直接影响其命中率——据有关数据，Ikg的陀螺转子，其质量中心偏离其对称轴0.0005μm就会引起100m的射程误差和50m的轨道误差；在信息产业中，计算机上的芯片、磁盘和磁头，录像机的磁鼓、复印机的感光鼓、光盘和激光头，激光打印机的多面体，喷墨打印机的喷墨头等都要靠超精密加工才能达到产品性能要求：在民用产品中，现代小型、超小型的成像设备，如微型摄像机、针孔照相机等同样依赖于超精密加工技术。 我们所说的超精密加工技术，除了超精密研磨和抛光技术外，还包括超精密磨削、超微细加工、光整加工和精整加工等。这几种超精密加工方法能加工岀普通精密加工所无法达到的尺寸精度、形状精度及表面粗糙度。 但是，超精密切削、超精密磨削等的实现在很大程度上依赖于加工设备、加工工具，同时还受加工原理及环境因素的影响和限制，所以，现在如果想从这些方面提高加工精度，那是十分困难的。而超精密研磨和抛光技术由于具有独特加工原理，可以实现纳米级甚至原子级的加工，已成为超精密加工技术中的一个重要部分。所以，超精密研磨与抛光技术如今备受关注。 研磨、抛光是历史最悠久的传统工艺。古代石器、玉器及古铜镜等就是通过研磨、抛光制造出来的。自古至今，研磨抛光一直是精密的加工手段，但很多年来其发展是很缓慢的。直到上世纪五十年代，飞速发展的电子工业才为古老的研磨抛光技术带来新的曙光。 超精密研磨和抛光技术，一般特指选用粒径只有几纳米的研磨微粉作为研磨磨料，将其注入研具，用以去除微量的工件材料，以达到一定的几何精度（一般误差在0.1μm以下)及表面粗糙度(一般Ra≤0.01μm)的方法。
抛光方法
油石一般有六种：绿碳化硅的、白刚玉的、棕刚玉的、碳化硼的、红宝石的（又名烧结刚玉）和天然玉的。碳化硼油石：粒度在400至1000之间，粒度越小越粗糙，磨削量越大，用于半成刀具的磨削，而其本身硬度强，特别耐磨，油石不易出划痕天然玉油石：是油石中粒度最细的一种，只是用于抛光，几乎没有磨削量；在油石上涂上W0.5的金刚石研磨膏后，能把刀的表面磨成镜面红宝石油石：介于碳化硼和天然玉之间，粒度在1000至2000之间，主要用于开刃，刃口锋利，加上W0.5的金刚石研磨膏也能达到镜面的效果另外，关于金刚石研磨膏，粒度从W40到W0.5,W40最粗，磨削量大，W0.50最细，用于抛光，而且不退火，再硬的刀也能研磨。使用方法：把粗的W40的研磨膏涂在碳化硼油石上，可以加快加大磨削量，不退火。然后，要把刀上的粗的研磨膏清洗干净后，再使用W0.5的研磨膏，涂再红宝石或者天然玉上，用于抛光，抛出来的效果就是镜面了。绿碳化硅的、白刚玉的、棕刚玉的这三种油石硬度不够，再加上粒度有点粗，容易把刀磨出划横，而且另外三种油石在抛光、磨削时不会退火。粒度大于１０００的就没有什么区别了，主要决定于用的研磨膏了，把W１．５的研磨高涂再１０００目的红宝石上，它的研磨效果就是W１．５的研磨高的效果，即２５００粒度的油石效果。研磨膏的型号与粒度对应如下： W５－－１２００目 W３．５－－１５００目 W２．５－－２０００目 W１．５－－２５００目 W１－－８０００目 W０．５－－最细，国家标准中未标明具体数值而碳化硼、红宝石、天然玉是说得三种材质，材质不同，其效果就有出入：碳化硼－主要磨削红宝石－主要开刃，加上细粒度的研磨膏，也可以抛光，出镜面天然玉－只是抛光 金刚石研磨抛光膏 金刚石研磨抛光膏采用的金刚石微粉均是经过特 别严格分级的、特殊的高质量多晶微粉，其颗粒形状呈 等积形，其粒度组成远高于国家标准GB6966的粒度范 围要求，从而使颗粒尺寸与名义尺寸高度一致。 ??? 金刚石研磨抛光膏采用的金刚石粒度有：W0.5 W1 W1.5 W2.5 W3.5 W5 W7 W10 W14 W20 W28 W40 金相专用砂纸 金相专用砂纸专门用于金相制样时的粗磨和精磨。 适用于国内、外各种型号、规格的金相预磨机，尤其适 用于各种半自动或全自动金相磨抛机。金相专用砂纸 以精选的、粒度均匀的、磨削效果极佳的碳化硅磨粒为 磨料，采用静电植砂工艺制造出的金相专用耐水砂纸， 具有磨粒分布均匀、磨削锋利、经久耐用的特点。从而 使样品的磨除速度快、变形层浅，对高硬或较硬的材料 效果尤为明显。所有粗磨和精磨工序均可实现水磨化， 彻底根除了用普通金相砂纸时样品被磨糊、灰尘大等弊 端。
抛光工艺及技巧
模具抛光的工艺流程及技巧 抛光在模具制作过程中是很重要的一道工序，随着塑料制品的日溢广泛应用，对塑料制品的外观品质要求也越来越高，所以塑料模具型腔的表面抛光质量也要相应提高，特别是镜面和高光高亮表面的模具对模具表面粗糙度要求更高，因而对抛光的要求也更高。抛光不仅增加工件的美观，而且能够改善材料表面的耐腐蚀性、耐磨性，还可以方便于后续的注塑加工，如使塑料制品易于脱模，减少生产注塑周期等。目前常用的抛光方法有以下几种： ㈠机械抛光 机械抛光是靠切削、材料表面塑性变形去掉被抛光后的凸部而得到平滑面的抛光方法，一般使用油石条、羊毛轮、砂纸等，以手工操作为主，特殊零件如回转体表面，可使用转台等辅助工具，表面质量要求高的可采用超精研抛的方法。超精研抛是采用特制的磨具，在含有磨料的研抛液中，紧压在工件被加工表面上，作高速旋转运动。利用该技术可以达到Ra0.008μm 的表面粗糙度，是各种抛光方法中最高的。光学镜片模具常采用这种方法。 ⑴机械抛光基本程序 要想获得高质量的抛光效果，最重要的是要具备有高质量的油石、砂纸和钻石研磨膏等抛光工具和辅助品。而抛光程序的选择取决于前期加工后的表面状况，如机械加工、电火花加工，磨加工等等。机械抛光的一般过程如下： ①粗抛经铣、电火花、磨等工艺后的表面可以选择转速在35 000—40 000 rpm的旋转表面抛光机或超声波研磨机进行抛光。常用的方法有利用直径Φ3mm、WA # 400的轮子去除白色电火花层。然后是手工油石研磨，条状油石加煤油作为润滑剂或冷却剂。一般的使用顺序为#180 ~ #240 ~ #320 ~ #400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000。油石抛光方法，这个作业是最重要的高难度作业，根据加工品的不同规格，分别约70度的角位均衡的进行交叉研磨。最理想的往返范围约为40毫米～70毫米。油石作业也会根据加工品的材质而变化。许多模具制造商为了节约时间而选择从#400开始。 ②半精抛半精抛主要使用砂纸和煤油。油石作业结束后是砂纸作业，砂纸作业时，要注意模仁的圆边、圆角和桔皮的产生。所以油石流程尽量做到最细加工。砂纸抛光的重点。砂纸配合较硬的木棒像油石作业一样约70度角交叉地进行研磨，一面砂纸研磨次数约10次～15次。如果研磨时间过长，砂纸的研磨力会减低，这样就会导致加工面出现不均匀现象（这也是产生橘皮的原因之一）。 砂纸作业时一般都采用竹片进行研磨，实际使用材质弹力小的木棒或硬度低的铝棒约45度角进行研磨是最为理想的。研磨面不能使用橡胶或者弹性高的材料，不能用45度角研磨的形状可以用锐角。砂纸的号数依次为：#220 ~ #320 ~ #400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000 ~ #1200 ~ #1500。实际上#1500砂纸只用适于淬硬的模具钢(52HRC以上)，而不适用于预硬钢，因为这样可能会导致预硬钢件表面烧伤。 ③精抛精抛主要使用钻石研磨膏。若用抛光布轮混合钻石研磨粉或研磨膏进行研磨的话，则通常的研磨顺序是9μm(#1800)~ 6μm(#3000)~3μm(#8000)。9μm的钻石研磨膏和抛光布轮可用来去除#1200和#1500号砂纸留下的发状磨痕。接着用粘毡和钻石研磨膏进行抛光，顺序为1μm(#14000)~ 1/2μm(#60000)~1/4μm(#100000)。 精度要求在1μm以上(包括1μm)的抛光工艺在模具加工车间中一个清洁的抛光室内即可进行。若进行更加精密的抛光则必需一个绝对洁净的空间。灰尘、烟雾，头皮屑和口水沫都有可能报废数个小时工作后得到的高精密抛光表面。 ⑵机械抛光中的技巧 Ⅰ用砂纸抛光应注意以下几点： ①用砂纸抛光需要利用软的木棒或竹棒。在抛光圆面或球面时，使用软木棒可更好的配合圆面和球面的弧度。而较硬的木条像樱桃木，则更适用于平整表面的抛光。修整木条的末
研磨抛光常识
研磨抛光常识 机械制备 对于微观检验来说，机械制备是材料微观结构分析试样的最常用的制备方法，它采用粒径连续变细的磨料将材料从试样表面去除，直到获得要求的制备结果。 如司特尔制备原理所述，试样既可制备至完美表面和真实结构，也可在试样表面满足特定检验目的时停止制备。 分析或检验的类型决定了制备表面的具体要求。不管我们的目标是什么，制备作业必须以一种系统、可再现的方式进行，以最低成本保证最佳制备结果。 过程定义 机械制备可分为两个操作过程：研磨与抛光。更多关于这两个过程的理论解释，请见“Metalog 专家”。司特尔开发的机械制备系列设备在业内首屈一指。我们可提供大量研磨和抛光设备，满足用户在制备能力、制备质量及再现性等方面的各种需求。 “Metalog 指南”中介绍的各种方法是基于自动设备开发的，经验证明，自动化是实现制备再现性和高质量制备的先决条件。另外，自动化还可控制易耗品消耗量，帮助您节省大量财力。司特尔机械制备设备与易耗品的组合，是以平均每个试样的最低成本获得最优质制备结果的最佳保障。
研磨 机械式材料去除的第一步被称为研磨。适当研磨可去除受损或变形的表面材料，并将新变形的数量控制在有限范围内。研磨的目的是：获得平整的表面，将损伤降到最低程度，并可在抛光过程中以最短的时间轻松去除这些损伤。研磨可划分为两个独立的过程。 1. 粗磨，PG 2. 精磨，FG 司特尔新型 MD-System 研磨盘将碳化硅研磨纸的典型研磨过程减少到两个步骤，从而缩短了总制备时间，且制备质量相比碳化硅研磨纸得到了大幅提升。因此，MD-System 新型研磨盘在价格和性能上均优于碳化硅研磨纸。 第一步研磨通常被称为粗磨（PG）。 粗磨可保证所有试样均获得类似的表面，不管其初始状况及前期处理如何。另外，当试样座中有若干个试样需要处理时，它们必须处于同一水准或“平面”，以利于试样的进一步制备。 第一步研磨采用了 MD-Piano 或 MD-Primo。MD-Piano 是一款金刚石磨盘，专为 150 至2000 HV 硬度范围内材料的粗磨而设计开发。MD-Piano采用金刚石作为磨料，可提高去除率并缩短研磨时间。 MD-Primo 是一款碳化硅磨盘，专为 40 至 150 HV 硬度范围内软质材料的粗磨而设计开发。MD-Piano 可在短时间内始终获得较高的材料去除量。这些研磨盘对硬质和软质材料或位相均具有等效切削作
超精磨抛光技术
超精磨抛光技术介绍 超精磨抛光技术： 超精磨抛光是一种微米级的近乎艺术形式的表面处理技术。 超精磨抛光工艺: 15年前，磨石研磨抛光是用于精密表面处理的主要工艺方法。而如今，抛光带精磨抛光工艺，也称为"超精抛光"或是"微精抛光"，成为了这方面的新的工艺方法。 超精磨抛光技术作为磨石研磨抛光的有力补充，在减少研磨抛光时间的基础上极大地优化了表面处理的精度。从而能够以更低的成本完成表面的预处理工艺。 目的 这种精磨抛光工艺可以到达更高的质量要求，并可在实际应用重复实现，而且事实上这种工艺几乎可以用在所有材质的可旋转的对称工件上。通过这种工艺处理的表面可以达到0.004 um Ra的微米级表面光洁度。 这种工艺的主要优点表现为能够连续抛光整个工件表面。该工艺能够极大改进轴承的表面光洁度从而直接增强其耐磨损能力 超精磨工艺可以去除材料表面的非结构物质或称为"软质皮"，这层结构通常有 0.002 至 0.008 mm厚，是由于研磨轮的高温而在材料表面形成的。 事实上，超级精磨工艺能够完成任何材质表面的处理要求，因为这种工艺只能去除材质表面的刺点而不会影响和改变工件本身的形状。 工艺 这种表面抛光工艺使用15或50米长的超精抛光带，这种抛光带的表面研磨剂为0.1至100um的铝合金氧化物颗粒。当工件旋转时，超精抛光带也同时在速度控制的电机下缓慢进给，该进给率是可以进行精调的。抛光带通过振动橡胶接触辊在压力控制下接触工件表面，抛光带的连续进给和回收保证了整个抛光进程的一次性完成。 工件的轴向旋转结合抛光带的横向高频振动将在工件表面产生随机的正弦抛光花纹，同时配合研磨液或是冷却液进行湿研磨。整个抛光单元可以被安装在标准车床的刀具架上。
超精密研磨与抛光技术
少年易学老难成，一寸光阴不可轻- 百度文库 1 超精密研磨与抛光技术 超精密研磨与抛光技术是超精密加工技术的一种。 超精密加工技术指的是超过或达到本时代精度界限的高精度加工。超精密加工其实是一 个相对概念，而且随着工艺技术水平的普遍提高，不同年代有着不同的划分界限，但并无严格统一的标准。从现在机械加工的工艺水平来看，通常把加工误差小于0.01μm、表面粗糙度Ra 小于0.025μm 的加工称为超精密加工。 超精密加工技术起源于20 世纪60 年代初期——美国于1962 年首先研制成功了超精密加工车床。这一技术是为了适应现代高科技发展需要而兴起的，它综合运用了新发展的机械研究成果及现代电子、计算机和测量等新技术，是一种现代化的机械加工工艺。 超精密加工拥有广阔的市场需求。例如，在国防工业中，陀螺仪的加工涉及多项超精密加工技术，因为导弹系统的陀螺仪质量直接影响其命中率——据有关数据，1kg 的陀螺转子，其质量中心偏离其对称轴0.0005μm 就会引起100m 的射程误差和50m 的轨道误差；在信息产业中，计算机上的芯片、磁盘和磁头，录像机的磁鼓、复印机的感光鼓、光盘和激光头，激光打印机的多面体，喷墨打印机的喷墨头等都要靠超精密加工才能达到产品性能要求；在民用产品中，现代小型、超小型的成像设备，如微型摄像机、针孔照相机等同样依赖于超精密加工技术。 我们所说的超精密加工技术，除了超精密研磨和抛光技术外，还包括超精密切削、超精密磨削、超微细加工、光整加工和精整加工等。这几种超精密加工方法能加工出普通精密加工所无法达到的尺寸精度、形状精度及表面粗糙度。 但是，超精密切削、超精密磨削等的实现在很大程度上依赖于加工设备、加工工具，同时还受加工原理及环境因素的影响和限制，所以，现在如果想从这些方面提高加工精度，那是十分困难的。而超精密研磨和抛光技术由于具有独特加工原理，可以实现纳米级甚至原子级的加工，已成为超精密加工技术中的一个重要部分。所以，超精密研磨与抛光技术如今备受关注。 研磨、抛光是历史最悠久的传统工艺。古代石器、玉器及古铜镜等就是通过研磨、抛光制造出来的。自古至今，研磨抛光一直是精密的加工手段，但很多年来其发展是很缓慢的。直到上世纪五十年代，飞速发展的电子工业才为古老的研磨抛光技术带来新的曙光。 超精密研磨和抛光技术，一般特指选用粒径只有几纳米的研磨微粉作为研磨磨料，将其
抛光技术
抛光建议 模具表面为什么要力求光洁 如何判断模具的表面质量 影响表面抛光性的因素 模具的研磨和油石打磨 模具的抛光 典型的抛光程序 抛光前的各种表面状态 热处理后的表面粗糙度 如何解决抛光的问题 模具表面为什么要力求光洁 随着塑胶制品日益广泛的应用，对塑胶磨具的表面往往要求达到镜面抛光程度。生产光学镜片的模具对表面光洁度要求极高，因而对抛光性的要求也极高。提高表面光洁度还可以使磨具拥有其他优点，这些优点包括：·使塑料制品易于脱模 ·减小局部腐蚀的危险 ·减少由于骤然高温或疲劳而产生断裂和开裂的危险 本文总结了影响磨具抛光性的各种因素，针对常使用的钢材如何以经济的方式获得所需的光洁度提出了加工方面的建议。在采纳这些建议以求达到所需光洁度时，抛光者的技巧、经验和技术起着很重要的作用。 如何判断模具的表面质量 判断模具表面质量时要注意两点：首先，模具表面必须具有准确的几何形状，并没有起伏不平的长形波浪纹。这种现象是由于早前用砂轮或油石研磨时留下的缺陷。 其次，经镜面处理的模具表面必须没有刮痕、小孔、橙皮纹（橘皮）及微抗（针孔）等缺陷。通常采用肉眼来判断模具的表面质量，但有时会有些困难，因为用肉眼判断会产生偏差，看上去很光洁的平面在几何学尚并非完全的平坦。 在较复杂的情况下，模具的表面质量需要用仪器来检测，如采用光学干涉技术。 影响表面抛光性的因素 采用研磨的方法可使模具表面光洁，光洁的程度与下列因素有关： ·工具钢的品质 ·热处理工艺 ·抛光技术 通常认为抛光技术是最重要的影响因素。恰当的抛光技术配合品质优良的工具钢材及正确的热处理工艺才能得到满意的光洁度。反之，如果技术不当，即使采用最优质的钢材也不会达到高度镜面的效果。
模具常用的抛光方法简介
1.1 机械抛光 机械抛光是靠切削、材料表面塑性变形去掉被抛光后的凸部而得到平滑面的抛光方法，一般使用油石条、羊毛轮、砂纸等，以手工操作为主，特殊零件如回转体表面，可使用转台等辅助工具，表面质量要求高的可采用超精研抛的方法。超精研抛是采用特制的磨具，在含有磨料的研抛液中，紧压在工件被加工表面上，作高速旋转运动。利用该技术可以达到Ra0.008 μ m 的表面粗糙度，是各种抛光方法中最高的。光学镜片模具常采用这种方法。 1.2 化学抛光 化学抛光是让材料在化学介质中表面微观凸出的部分较凹部分优先溶解，从而得到平滑面。这种方法的主要优点是不需复杂设备，可以抛光形状复杂的工件，可以同时抛光很多工件，效率高。化学抛光的核心问题是抛光液的配制。化学抛光得到的表面粗糙度一般为数10 μ m 。 1.3 电解抛光 电解抛光基本原理与化学抛光相同，即靠选择性的溶解材料表面微小凸出部分，使表面光滑。与化学抛光相比，可以消除阴极反应的影响，效果较好。电化学抛光过程分为两步：（1）宏观整平溶解产物向电解液中扩散，材料表面几何粗糙下降，Ra ＞ 1 μ m 。 （2）微光平整阳极极化，表面光亮度提高，Ra ＜ 1 μ m 。 1.4 超声波抛光 将工件放入磨料悬浮液中并一起置于超声波场中，依靠超声波的振荡作用，使磨料在工件表面磨削抛光。超声波加工宏观力小，不会引起工件变形，但工装制作和安装较困难。超声波加工可以与化学或电化学方法结合。在溶液腐蚀、电解的基础上，再施加超声波振动搅拌溶液，使工件表面溶解产物脱离，表面附近的腐蚀或电解质均匀；超声波在液体中的空化作用还能够抑制腐蚀过程，利于表面光亮化。 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刷工件表面达到抛光的目的。常用方法有：磨料喷射加工、液体喷射加工、流体动力研磨等。流体动力研磨是由液压驱动，使携带磨粒的液体介质高速往复流过工件表面。介质主要采用在较低压力下流过性好的特殊化合物（聚合物状物质）并掺上磨料制成，磨料可采用碳化硅粉末。 1.6 磁研磨抛光 磁研磨抛光是利用磁性磨料在磁场作用下形成磨料刷，对工件磨削加工。这种方法加工效率高，质量好，加工条件容易控制，工作条件好。采用合适的磨料，表面粗糙度可以达到Ra0.1 μ m 。 在塑料模具加工中所说的抛光与其他行业中所要求的表面抛光有很大的不同，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并且对表面平整度、光滑度以及几何精确度也有很高的标准。表面抛光一般只要求获得光亮的表面即可。镜面加工的标准分为四级：AO=Ra0.008 μ m ，A1=Ra0.016 μ m ，A3=Ra0.032 μ m ，A4=Ra0.063 μ m ，由于电解抛光、流体抛光等方法很难精确控制零件的几何精确度，而化学抛光、超声波抛光、磁研磨抛光等方法的表面质量又达不到要求，所以精密模具的镜面加工还是以机械抛光为主。 2.1 机械抛光基本程序 要想获得高质量的抛光效果，最重要的是要具备有高质量的油石、砂纸和钻石研磨膏等抛光工具和辅助品。而抛光程序的选择取决于前期加工后的表面状况，如机械加工、电火花加工，磨加工等等。机械抛光的一般过程如下： （1 ）粗抛经铣、电火花、磨等工艺后的表面可以选择转速在35 000 ～40 000 rpm 的旋转表面抛光机或超声波研磨机进行抛光。常用的方法有利用直径Φ 3mm 、WA # 400 的