模具制造中模具表面精加工技術分析

賈瑞興，蔣湘東

（臨沂市科學技術合作與應用研究院，臨沂 276000）

表面精加工在模具制造中屬于一項較為復雜且難度較大的工作，對做這項工作的人員有較高的要求，需要有豐富的加工經(jīng)驗，才能做好精加工這項工。現(xiàn)如今的模具表面精加工技術主要有兩種——傳統(tǒng)模具表面精加工技術和非傳統(tǒng)模具表面精加工技術。前者主要是手工研磨拋光技術，使用人工進行精加工和數(shù)字化模具拋光技術；而后者是利用現(xiàn)在科技而進行精加工的一項技術，包括噴丸強化技術、電化學與電化學機械光整加工技術磁流變拋光技術、CVD 技術、激光拋光技術等。

1 傳統(tǒng)模具表面精加工技術

（1）手工研磨拋光技術。該技術在傳統(tǒng)模具表面精加工技術中屬于最常用的一種技術，這種技術較為簡單，不需要使用一些加工設備，只是人工打磨，然而這項技術需要有超高的專業(yè)技能，需要經(jīng)驗豐富且技藝高超的師傅完成，手工研磨拋光過程中一些問題不可避免，這也對工作人員的體力是一種考驗。同時也不能只以經(jīng)驗為惟一評價，經(jīng)驗并不是惟一的標準，這很容易出現(xiàn)質量問題，使得模具表面的精度較低。

（2）數(shù)字化模具拋光技術。現(xiàn)如今科學技術的發(fā)展越來越快，在模具制造方面也出現(xiàn)了新型的模具表面精加工的機械，這種拋光器械是將數(shù)字化技術與傳統(tǒng)模具加工技術相結合而產(chǎn)生，實現(xiàn)自動化的模具表面精加工，其中的電子顯示屏可以顯示其中加工中產(chǎn)生的參數(shù)，這些參數(shù)可以根據(jù)環(huán)境的變化而變化，有全自動加工和半自動加工兩種方式。這項技術對工作人員的技術沒有太高的要求，只需要熟練使用機械，理解其中的參數(shù)含義。這種使用拋光機械制造的模具質量相對人工手磨技術制造的模具質量要高，而且精確度也較高，適用于各種材料，比如鑄鋼、鍛鋼、鋁合金等材料。

2 非傳統(tǒng)精加工新技術

（1）噴丸強化技術。在該技術中，彈丸是噴丸強化工藝中使用的形狀為球形或無棱角的圓柱形且均為實心的介質材料。噴丸強化使用的彈丸包括玻璃丸、鑄鋼丸、不銹鋼丸、切制鋼絲、陶瓷丸、塑料丸等。噴丸強化是高速運動的彈丸噴射材料表面并使其表層發(fā)生塑性變形的過程，噴丸過程中，彈丸反復打擊材料的表面，最終在材料表面附近形成一塑性變形層即強化層的深度，其深度為0.1～0.8mm。噴丸處理除了產(chǎn)生應力強化和組織強化外，還可以有效消除加工時產(chǎn)生的刀痕。這種技術較為簡單易操作，還能有效的節(jié)約能源，適用于一些以疲勞失效形式為主的磨具，可以改善這些材料疲勞及應力腐蝕抗力。

（2）電化學與電化學機械光整加工技術。電化學加工技術是一項利用電化學去除金屬離子的加工方式，這種加工方式屬于一種非接觸加工，可以避免在加工過程中出現(xiàn)變形問題，在去除材料的時并不是使用的外力，因此可以減少負面影響。同時這種精加工技術可以有效的保證研磨的質量和效果，保證模具表面的粗糙度能夠符合標準。除此之外，這種電化學與電化學機械光整加工技術相比普通加工技術來說使得模具表面的粗糙度增加5倍以上。

（3）磁流變拋光技術。該光技術中的磁流是由磁性顆粒組成的流體，可以使各個工件之間產(chǎn)生相對運動，磁流變拋光技術是利用磁流變拋光液在磁場中流變性進行拋光的一種超精密加工方法。磁流變液主要由離散的微米級磁性顆粒、載液和表長面活性劑組成。這項技術具有磁特性、流變性和穩(wěn)定性等特點。首先是利用拋光磁流變流所產(chǎn)生的磁場梯度形成一種粘塑行為，這種行為中柔性“小磨頭”與工件之間快速相對移動，讓工件表面承受巨大的剪切力，進而去除工件表面的材料。另外，磁流變液還是一種較為奇特的材料，他可以實現(xiàn)在固體與液體之間的流動轉變。

（4）CVD 技術。它也稱化學氣相沉淀技術，指的是化學氣體或蒸汽在材料表面反應合成涂層或納米材料的方法，簡單來說就是一種熱化學反應技術，而且這種化學反應需要依靠超高的溫度來對材料進行處理，使之表面發(fā)生氣相化學反應，在反應過程中出現(xiàn)的反應物沉淀會引起表面光滑。這項技術如今在模具表面精加工中非常常見，在切模方面具有顯著的效果。另外，CVD技術可適用于各種材料，包括大范圍的絕緣材料，而且利用這種模具表面精加工技術能夠使打磨的工件具有較強的耐磨性和抗腐蝕性，同時這種技術還可以適用于沖頭等器件的加工和處理過程中，并且又取得了良好的效果。

（5）激光拋光技術。該技術是利用激光與材料表面相互作用而對材料表面進行處理的一種技術，分為熱拋光和冷拋光。其中熱拋光是利用激光的熱效應，通過熔化或蒸發(fā)等過程使材料表面熔化或變得光滑。冷拋光是利用材料吸收光子之后，再利用光化表層材料的化學鍵被打斷或晶格結構被破壞，從而達到去除材料的目的。激光拋光技術是一種可以實現(xiàn)自動處理的技術，不僅能夠對平面進行拋光，還可以在各種曲面進行拋光。同時這種技術對環(huán)境所產(chǎn)生的污染較小，可以實現(xiàn)局部拋光，尤其是超硬材料和脆性材料的表面精加工，具有良好的發(fā)展趨勢。然而，目前所使用的激光拋光技術還處于發(fā)展中階段，還存在加工成本和設備成本較高，以及加工過程中的檢測技術和控制技術要求復雜等問題。除此之外，激光拋光技術中最常用的是涂層技術，這種技術利用高溫使材料降低硬度和與韌性。

3 結束語

總之，現(xiàn)如今科技水平的發(fā)展促進模具制造技術的發(fā)展，各種高新科技應用于模具表面精加工技術中，進而形成各種工作效率更高、使用更便捷的表面精加工技術，大大提高模具制造的質量，提高模具表面材料的精度，推動模具制造的發(fā)展。