铝合金模具如何抛光?
铝是日常生活中常见的金属之一,一般在航空,汽车,通讯产品领域应用极为广泛。但是在应用过程中,纯铝材比较少,一般都是铝合金比较多,在抛光加工应用领域,铝合金抛光加工是一个非常重要的部分,也是最常见的加工工件之一。炜安达公司积累多年抛光加工的经验,对铝合金抛光加工有相当深入的研究,以下是最常用的两种抛光铝合金的方法。
分别是:酸性抛光和碱性抛光。
首先来介绍一下酸性抛光:酸性抛光又分为两种(一)三酸化学抛光,(二)电解抛光。
(一) 三酸化学抛光
φ(磷酸) ∶φ(硫酸)
∶φ(硝酸) = 70 % ∶20 % ∶10 % ,温度115~120 ℃,时间1~5 min
。三酸化学抛光工艺较成熟,在生产中大量使用,适用于较纯的铝及铝--镁合金。
优点:光泽性好,腐蚀损耗少。缺点:黄烟多,污染重。
(二) 电解抛光
w (磷酸) ∶w (铬酸) ∶w (水) = 80 % ∶12 % ∶8 % ,温度70~90 ℃,电压7~12 V ,电流密度20~40 A/
dm2 ,时间1~3 min 。
优点:不用硝酸,操作环境好,抛光质量好,精度高,可达镜面光泽。
缺点:工艺复杂,需要整流电源、阳极移动装置、夹具,导电要求高,有六价铬污染。
其次,碱性抛光分为碱性化学抛光和电化学抛光两种。
(一) 碱性化学抛光
抛光粉800 g/ L ,温度110~130 ℃,时间5~15 s。
铝材镜面抛光、铝合金抛光的优点:适用于各种铝及铝合金,对铸造铝、压铸铝(杂质含量不太高,经喷砂处理)
也能获得较满意的效果(铝基色,且有光泽) 。不用硝酸,无黄龙污染。
缺点:对铝的溶解量大,光泽性一般,不适合精密零件和有镜面光泽要求的零件。对一般铝及合金,用1 ∶1
硝酸去膜出光对含硅及杂质多的铸铝合金,用硝酸∶氢氟酸= 3 ∶1 去膜出光。
(二) 电化学抛光
无水碳酸钠250~300 g/ L
,磷酸三钠20~80g/ L ,电压12~15 V ,电流密度4~8 A/ dm2 ,温度80 ℃,时间5 min 。
优点:无六价铬污染,成本低,可获得镜面光泽。
缺点:工艺复杂,需整流电源、夹具及阳极移动装置。
综上所述,每种抛光方法都有它的优势和缺陷,所以在铝合金抛光加工的过程中要根据具体的工件情况进行方法的合理选择,这样才能达到最佳的抛光效果。
先用比较粗的砂纸或者油石对模具进行打磨,等粗的纹路打磨掉后再换细一些的砂纸或者油石进行打磨,把粗砂纸或者油石的抛光痕迹打磨掉后,最后再用号数高的抛光砂纸进行打磨,这样就不会出现粗的纹路了。打磨时,每换一种细的砂纸打磨前,都要把前一次打磨的痕迹打磨掉后再换更细的砂纸进行打磨。粗砂纸的打磨效率要比细的砂纸的打磨效率要高得多,如果直接用细的砂纸打磨,最后模具表面的纹路很难打磨掉。打磨时,最好能用平的木块垫着砂纸进行打磨,这样打磨出的效果要好得多。
2、喷砂:铝表面处理的目的是用来克服和掩盖铝合金在机械加工过程中产生的一些缺陷以及满足客户对产品外观的一些特殊要求。有玻璃砂、钨砂等,呈现不同感觉,类似毛玻璃的粗燥质感,细的砂型同样可以表现出高档的产品。
3、金属电镀方法:比较常见,同时有打磨后电镀的处理工艺。
4、车纹:铝表面处理是模具成型后再次加工的处理方式,使用车床加工出纹路,成体表现为非常规则的纹理特征。
5、擦纹:有叫做拉丝,表现相似于车纹,都是表面形成流畅的连续纹路,不同的是,车纹表现为环状纹路,擦纹表现为直线批花。
6、氧化(上色):铝表面处理氧化的用途分两方面,增强物理特性,可以达到上色目的。
以上是铝表面处理一些比较常见的方式方法,希望对您有所帮助!(答案来自网络)
YB-66环保型铝和铝合金电解抛光添加剂新工艺
一、特点
1、抛光液不含铬酸,符合当今环保要求,节省环保设备投资及废水处理费用。
2、抛光电流密度较传统工艺要小,因此不仅电耗低,抛光液使用寿命长,而且更适合大型铝和铝合金件的表面抛光。
3、适用范围广,适用于纯铝及除硅含量大于2%的各种型号的铝合金。
二、抛光液组成和操作条件
浓磷酸(比重 1.74) 70%(重量)
YB-66添加剂 30%(重量)
温度 55–65℃ 最佳60℃
阳极电流密度,DA 2–8 A/dm2 (无搅拌)
12–20 A/dm2 (搅拌)
电压 10–15 伏
抛光时间 3–5 分钟
阴极材料 铅或不锈钢
阴极面积∶阳极面积 2–3∶1
三、开槽步骤
1、该抛光液在使用前的比重在1.50–1.52的范围内。根据所欲配制的抛光液容积、抛光液比重及抛光液中磷酸所占的重量比,计算出所要加入的磷酸量并加入之。
2、同样计算出所需YB-66添加剂的重量并加入之。
3、加热至操作温度。
四、操作指导
1、抛光时是否采用搅拌(阴极移动、空气搅拌)主要取决于抛光件的形状:若抛光件形状简单,横向宽度较窄,则不采用搅拌;反之,若抛光件形状不规则或横向宽度较大,尤其当抛光件某些部位阻碍气体逸出形成“气袋”而影响表面抛光的情况下则必须采用搅拌方式。在采用搅拌的状况下,必须相应提高阳极电流密度,否则抛光表面难以达到高光亮。
2、抛光时大部分杂质沉积于阴极表面,但仍有部分因抛光生成的固体污泥留在抛光液内,因此需定期过滤抛光液把杂质除去。
3、在抛光过程中,由于磷酸盐的产生,水的电解及挥发以及抛光液的夹带损失,故需不断补充磷酸和YB-66添加剂。
4、磷酸与YB-66添加剂的添加比例一般仍按70%∶30%添加,但在每次添加后应测定抛光液比重,根据测定结果再予以适当调整。
5、该抛光液在配制后未经使用前的原始比重在1.50–1.52的范围内,在抛光槽运转过程中,抛光液的比重应控制在1.50–1.65的范围内。抛光液比重过高说明抛光液含水量不足;反之,抛光液比重过低,表明抛光液水含量过高,磷酸含量偏低。经常用比重计测定抛光液比重是控制抛光液组分浓度及抛光质量的有效手段。
6、在较高阳极电流密度下长时期抛光有可能造成抛光液中铝含量过高(抛光液顶部出现半融状物质就是铝含量过高的标志),此时必须用新抛光液部分更换之,以降低抛光液中的铝含量。
五、镀前处理与镀后处理
1、镀前处理
铝或铝合金件在抛光前须先经除油处理。根据抛光件表面油泥沾污程度,一般可选择以下两种除油工艺中的一种进行处理。
第一种工艺:铝件表面油泥沾污轻微且分布较均匀,通常采用弱浸蚀碱性除油液,其成分与操作条件如下:
无水碳酸钠 25 g/L
磷酸三钠 25 g/L
温度 60–70℃
浸渍时间 1–3 分钟
第二种工艺:铝件表面油泥沾污较重,常用无浸蚀碱性除油液,其成分与操作条件如下:
无水碳酸钠 40–60 g/L
磷酸三钠 40–60 g/L
硅酸钠 20–30 g/L
温度 50–70℃
浸渍时间 15–30 分钟
硅酸钠是缓蚀剂,它可抑制铝的浸蚀,但使用这种缓蚀剂时铝件表面会生成一层硅酸铝膜,因此,在除油及清洗后必须接着在含有氟离子的溶液内进行去污泥处理(常称出光)。铝及铝合金去污泥处理液的成分及操作条件如下:
硝酸(含量65 %) 500–700 ml/L
氟化氢铵 50–120 g/L
温度 20–25℃
浸渍时间 30秒
2、后处理
多数铝及铝合金在电解抛光及清洗后即可施加各种镀涂层,如阳极氧化、电泳涂漆及各种金属镀层。但某些铝合金,如高铜含量的铝合金在电解抛光及清洗后尚需进行去污泥处理以提高其表面光亮性。
铝型材表面要想做到没有丝毫挤压痕,这在铝挤工艺上面是可以通过不断改进而解决的,笔者从事铝挤压行业有10余年,以下一些经验分享一下:
一、像有些表面要求高的产品,可以采用慢走丝线割工艺来改善挤压痕,慢走丝出来的模具公差更小,也更加精确。
慢走丝
二、在模具后期的抛光也是一道考验,抛光处理得好,也左右着型材挤压出来的表面效果。一个好的模具抛光师傅月薪能达到上万以上,足以证明模具抛光的重要性。
抛光作业
三、挤压过程中对温度的把控与速度也是决定挤压型材表面挤压纹的重要因素。速度慢相应挤压纹就会得到改善,但同时效率不高、出产低;温度太低容易堵模头而且挤压纹明显;温度太高也容易变形和断裂。
挤压型材
写在后面,挤压型材要想质量好,当然也离不开先进的设备,一台上千万的机器与一台几十万的机器,本身就说明了问题。“工欲善其事,必先利其器”,这不是没有道理的。
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。
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,Ra4、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。
5、流体抛光流体抛光是依*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并掺上磨料制成,磨料可采用碳化硅粉末。
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。
审图—备料—加工—模架加工—模芯加工—电极加工—模具零件加工—检验—装配—飞模—试模—生产
A:模架加工:1打编号,2
A/B板加工,3面板加工,4顶针固定板加工,5底板加工
B:模芯加工:1飞边,2粗磨,3铣床加工,4钳工加工,5CNC粗加工,6热处理,7精磨,8CNC精加工,9电火花加工,10省模
C:模具零件加工:1滑块加工,2压紧块加工,3分流锥浇口套加工,4镶件加工
模架加工细节
1,
打编号要统一,模芯也要打上编号,应与模架上编号一致并且方向一致,装配时对准即可不易出错。
2,
A/B板加工(即动定模框加工),a:A/B板加工应保证模框的平行度和垂直度为0.02mm,b
:铣床加工:螺丝孔,运水孔,顶针孔,机咀孔,倒角c:钳工加工:攻牙,修毛边。
3,
面板加工:铣床加工镗机咀孔或加工料嘴孔。
4,
顶针固定板加工:铣床加工:顶针板与B板用回针连结,B板面向上,由上而下钻顶针孔,顶针沉头需把顶针板反过来底部向上,校正,先用钻头粗加工,再用铣刀精加工到位,倒角。
5,
底板加工
:铣床加工:划线,校正,镗孔,倒角。
(注:有些模具需强拉强顶的要加做强拉强顶机构,如在顶针板上加钻螺丝孔)
模芯加工细节
1)
粗加工飞六边:在铣床上加工,保证垂直度和平行度,留磨余量1.2mm
2)
粗磨:大水磨加工,先磨大面,用批司夹紧磨小面,保证垂直度和平行度在0.05mm,留余量双边0.6-0.8mm
3)
铣床加工:先将铣床机头校正,保证在0.02mm之内,校正压紧工件,先加工螺丝孔,顶针孔,穿丝孔,镶针沉头开粗,机咀或料咀孔,分流锥孔倒角再做运水孔,铣R角。
4)
钳工加工:攻牙,打字码
5)
CNC粗加工
6)
发外热处理HRC48-52
7)
精磨;大水磨加工至比模框负0.04mm,保证平行度和垂直度在0.02mm之内
8)
CNC精加工
9)
电火花加工
10)
省模,保证光洁度,控制好型腔尺寸。
11)
加工进浇口,排气,锌合金一般情况下浇口开0.3-0.5mm,排气开0.06-0.1mm,铝合金浇口开0.5-1.2mm排气开0.1-0.2,塑胶排气开0.01-0.02,尽量宽一点,薄一点。
滑块加工工艺
1,
首先铣床粗加工六面
2精磨六面到尺寸要求
3铣床粗加工挂台
4挂台精磨到尺寸要求并与模架行位滑配
5铣床加工斜面,保证斜度与压紧块一致,留余量飞模
6钻运水和斜导住孔,斜导柱孔比导柱大1毫米,并倒角,斜导柱孔斜度应比滑块斜面斜度小2度。斜导柱孔也可以在飞好模合上模后与模架一起再加工,根据不同的情况而定。
铝化学性质活泼,尤其是铝粉,高温下很容易被空气氧化,剧烈反应,并放出大量的热量,很容易发生安全事故。铝粉的冶炼,应该采用密封的冶炼炉,冶炼炉事先用氩气等惰性气体置换,铝粉放置在料仓中,料仓也要接惰性气体排出空气。将料仓中的铝粉,慢慢放入冶炼炉中,熔化后,将液体铝放入模具中,使其冷却成铝锭即可。