什么是镜面抛光技术及其应用?

镜面抛光工艺的发展与现状:

近年来，随着国内机械装备制造领域技术的不断发展，对表面质量高、具有超镜面外观的工件的需求越来越大。

在传统的机械抛光工艺中，砂轮会从工件表面产生大量的磨损，表面精度无法保证。磨具的强烈挤压作用会产生金属的塑性流动，迫使其进入金属表面的微观凹坑中，造成表面外观的扭曲。材料的表面容易因疲劳磨损而持续脱落。表面可能看起来有一个明亮的外观，但没有明显的镜面效应将是明显的，并不能保证工件的精度。

机器抛光适用于某些类型的产品，自动抛光的优点是不可否认的。生产效率高，批量生产，可以节省大量劳动力，改善生产环境，减少粉尘危害。抛光自动化已成为抛光机行业的一种趋势。

抛光的原理:

工件可以使用灵活的抛光工具和研磨颗粒或其他抛光介质进行表面抛光。抛光不是为了提高工件的尺寸精度或几何精度，而是为了获得光滑的表面或镜面光泽。通常使用由多层帆布、毛毡或皮革制成的抛光轮。在抛光过程中，高速旋转的抛光轮(周向速度在20米/秒以上)挤压工件，使磨料滚动，对工件表面进行微切割。表面材料的去除非常小，因此加工效率低，但有可能获得光亮的加工表面。表面粗糙度一般可达到粗糙度平均值Ra0.63 ~ 0.01微米;当使用不油腻的磨砂抛光剂时。

影响抛光效率的因素:

抛光去除表面材料的速度等于R=k.p.v。T，其中p为抛光压力，v为抛光速度，T为加工时间，k为比例常数。为了保持加工效率，压力、速度、浆液浓度、温度和抛光机的状态都是需要管理的重要因素，以稳定抛光。

镜面抛光加工技术的作用:

• 去除表面粗糙度和消除缺陷，如划痕、污垢夹杂和微裂纹。
• 减少表面摩擦，提高耐磨性。
• 改善了零件表面的物理力学性能，改善了零件表面的应力分布。
• 提高零件的精度，确保装配的可制造性。
• 提高了零件表面的光泽度和亮度，满足清洁生产的要求。
• 提高零件和整机的使用寿命。
• 提高涂覆层与基材之间的结合力，满足外观和装饰要求。

镜面抛光工艺的优缺点:

抛光技术可分为三大类:机械方法、化学和电化学方法和热能方法。根据加工过程中所用磨料的状态，机械方法可分为游离磨料抛光和非游离磨料抛光两种形式。

抛光过程有哪些类型?

1. 干式砂轮抛光:
   在滚子轴类零件的抛光过程中，一般采用非游离磨料机械抛光技术。使用最广泛的是干式砂轮抛光法。生产效率高，投入成本低，适合批量生产加工。干式抛光时，砂轮表面涂有抛光蜡，沿切向高速旋转，并与工件表面接触。由于挤压切削力强，在抛光表面产生高温，使金属表面产生塑性变形。金属开始产生塑性流动，并被迫进入微观皮塔，凹区被填满。一种非常薄的氧化膜或其他复合膜在金属表面迅速形成。薄膜经过反复抛光后，表面形貌得到改善，最终形成光滑的镜面状装饰表面。
2. 金属镜加工工艺:
   超声波、高频振动系统产生的超声波振动能作用于金属工件表面，引起工件表面金属的塑性变形。冷硬化然后改善表面质量，增加硬度，减少表面粗糙度。微观裂纹的桥接提高了工件的疲劳强度、耐磨性和耐腐蚀性。
3. 湿式砂带抛光:
   湿式砂带抛光时，砂带通过接触轮与工件表面接触。接触轮的材质一般为橡胶或塑料，砂带的基材为布、纸或聚酯膜，都具有一定的弹性。在磨削过程中，由于磨粒的挤压，被加工表面也会产生塑性变形。但由于弹性变形区面积大，磨粒受到的载荷较小，受力较为均匀。湿式砂带抛光采用精制砂粒、载体砂带、加工液等多种组合进行研磨抛光。表面进行超精密振动磨削，达到超镜面装饰效果。
4. 电化学抛光:
   一般采用磷酸电解抛光液。具有微观粗糙度的零件被溶解，表面粗糙度降低。该工艺可作为装饰电镀的前处理。电化学抛光具有良好的亮度和整平性能，溶液使用寿命长，抛光速度快，抛光效率高。

磨削过程变质层:

加工变质层导致工件材料的结构和成分被损坏或变形。变质层的力学性能，如硬度和表面强度，以及化学性能，如耐腐蚀性，也因基材的不同而不同。

在研磨金属材料时，虽然没有发生碎裂，但当磨粒旋转和刮擦时，由于材料的塑性变形，通常会形成劣化层。相反，在多晶金属材料中，由于晶粒较细，在最外层积累了更多的位错，从而形成非晶态。在某些情况下，金属会与大气中的氧气发生反应。在某些情况下，由于塑性变形，磨料颗粒嵌入金属中。