3.3 机械精细镜面抛光——乳化液抛光

3.3.1 常规机械抛光

常规机械抛光是不锈钢抛光的三种抛光(即机械抛光,化学抛光和电化学抛光)的第一道工序。有时两者相结合,如机械抛光-化学抛光或机械抛光-电化学抛光。机械抛光用于初级抛光,将表面的凹凸不平度加工到一定的粗糙度,然后再进行化学抛光或电化学抛光。化学抛光和电化学抛光可以除去表面微观不平度,从而提高到镜面光亮。对于毛坯表面由于存在宏观不平度,要先用机械抛光的方法达到Ra≤0.8μm的粗糙度,再用化学抛光或电化学抛光的方法提升到Ra≤0.05μm以上的粗糙度,才能获取最后的光亮度——镜面光泽。只有轧制的光洁度较高的板材制件或机械精加工制件,才可不经机械抛光而直接进行化学抛光或电化学抛光。

3.3.2 乳化液机械抛光

杭州木板总厂林勇等人对压制大型塑料贴面板(2700mm×1480mm×4mm)自用的SUS321模板用机械精细抛光的方法获得满意的最后的镜面,即不再用化学抛光或电化学抛光[2]。他们采用BQL-32型三盘式抛光机进行机械抛光。原采用氧化铬(Cr2O3)悬浮液对SUS304不锈钢需8h可以抛出镜面,后改用价廉的SUS321不锈钢板,即使抛光24h以上,也得不到镜面光泽。经过对抛光工艺的研究,研制了一种新型的ZH-1抛光乳化液,可以在很快的抛光速率下达到良好的效果。磨料采用M2型抛光用白刚玉(氧化铝Al2O3)微粉,其磨削力比氧化铬强,抛光速率快,出光时间只需后者的1/5,抛光后的光洁度也高。用羊毛毡贴衬抛光盘,具有组织松软、均匀、弹性好、浸含量大的优点。它能吸收一部分机械振动能,有较高的刃口等高性能,因此,具有很好的抛光作用。用ZH-1抛光乳化液出光快,只要抛光时间超过1h,所有测试点的表面粗糙度(Ra)值均小于0.04μm,光洁度大于12,光泽可鉴,呈精密镜面。

3.3.3 ZH-1抛光乳化液[18,19]

LN          7%  石油磺酸皂          6.8%

三乙醇胺       适量  20#机油           72.4%

P1(P2)        3.4%

使用方法:将已混溶的上列各物添加3%~4%的水配成乳化油。待使用时再加水和磨料,乳化油的用量为2%~5%,磨料的用量为乳化液:磨料=11:1。

ZH-1抛光乳化液中的基础油和石油磺酸皂等有机添加剂具有润滑性能,添加极压添加剂LN更具有良好的极压性能,因此,在重荷和速度相对较低的操作条件下更能发挥其优越性。抛光盘的转速为56r/min。通过MS-800四球试验机按GB 308标准进行测试,ZH-1抛光乳化液最大无卡咬负荷PB值为88kg,而原先采用氧化铬悬浮液介质的PB值却在10kg以下。可见,ZH-1乳化液具有良好的极压润滑性。抛光液与抛光机和抛光液循环系统接触,要求抛光液具有防锈性能,在ZH-1乳化液中含有石油磺酸皂、三乙醇胺等多种有效的防锈添加剂。奥氏体不锈钢的导热性很差。对不锈钢抛光时散发的摩擦热要求抛光液有良好的冷却效果。ZH-1抛光乳化液是水包油型乳化液,其冷却性能大于磨削油而接近于水,因此,在快速抛光过程中不会发生过烧伤现象。

3.3.4 精细镜面机械抛光工艺过程

清洁表面(用水洗擦拭,再用汽油或丙酮擦洗,以除去表面的油污及灰尘)→去除表面氧化层[在开始抛光的20min内用较大的抛光压力(3~4)×104Pa,磨料和抛光乳化液的供应量大些,12mL/(cm2·s)除尽氧化层]→镜面抛光[显露金属基体后,磨削量和磨削压力应减少,当出现镜面光泽时不再加压,靠磨头自重修饰抛光,抛光液流量减少到8mL/(cm2·s),继续抛光40min即可得到镜面光亮]。