塑料模具钢的抛光

研磨油功能图示
不 用 研 磨 油
使 用 研 磨 油
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研磨残屑
抛光工艺
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抛光程序
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抛光程序
Grinding：快速去除表面影响层（如电火花白层，机加工 变形层），同时修整型腔表面达到期望形状。
80KG重量
75X50mm2
在抛光最后几道工序阶段，由于抛光磨砺已非常细 小，花费的时间应更短，抛光的力量应更轻。抛光压 力一般控制在100~200g/cm2。此压力往往仅为抛光工 具自身的重量，所以抛光作业只是引导工具于工件表 面移动而不需施以任何压力。
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抛光的技巧-力量控制
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抛光磨具-木棒
木棒的选择： 硬木适合对较软模具材
料的抛光 软木适合对高硬度模具
材料的抛光； 对于球形，建议使用软
木； 而对于直边和尖角，建
议使用硬木，如樱桃木。
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抛光磨具-研磨膏
优质的研磨膏砂粒硬度要有8000HV以上。含砂量 高，并且砂粒分布要严格细致均匀。
抛光的工艺
第2步：油石配合研磨油进行研磨(Grinding)： 常用的研磨工序是#180 ~ #240 ~ #320 ~
#400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000。
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抛光的步骤
第3步：砂纸配合研磨油进行研磨 (Grinding+Lapping) #600 ~ #800 ~ #1000 ~ #1200 ~ #1500。
抛光磨具-油石
油石与研磨油相配合可进行有效的切削整形。 一般的油石或砂纸不能应用于精密抛光。
– 质量不稳定，粒度大小不均匀导致钢材表层有深而长的 切削痕；
– 抛光效率低而需要用上大的加工压力，导致钢材表层有 深而长的切削痕。
针对不同的加工表面（电加工、铣加工、磨加工） 选择不同的油石
针对不同的材料（整体硬化钢、预硬钢）选择不同 的油石
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抛光的步骤
第4步：研磨棒（软）配合钻石膏进行研磨 (Lapping) 推荐工序是9µm (#1800) ~ 6µm (#3000) ~ 3µm (#8000)。
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抛光的步骤
第5步：羊毛毡配合抛光膏进行抛光 (Polishing)。 采用羊毛毡加不同粗细的钻石膏继续进行 抛光：1µm (#14000) ~ ½μm (#60000) ~ ¼µm (#100000)。
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抛光磨具-油石
电火花油石（适合去除电火花痕迹）
红宝油石（适合加工尖角、直边）
蓝宝油石（适合加工半硬态钢材）
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硫磺油石（适合加工整体硬化钢材）
抛光磨具—砂纸
砂粒比油石更加细腻且均质 主要用于研光（Lapping)阶段，砂粒在 纸与抛光表面相对运动，确保实现有效 整形并提高抛光表面光洁度。
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放电加工
Eroded surface (on TiAl 6 V4) Test conditions: 1 Ra = 4.3 µm, We = 40 mJ, El = Cu+ 2 Ra = 2.04 µm, We = 5 mJ, El = Cu+ Edit by annie-kang
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8407参照高级H13评级标准
夹杂物等级
夹杂物形式 A 硫化物 B 氧化铝夹杂
细
粗
1.0
0.5
1.5
1.0
C 硅酸盐类夹杂
1.0
1.0
D 球状氧化物
2.0
1.0
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北美压铸协会高级H13验收标准
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PREM H13 420 MOD. 420 MOD. 420 MOD.
1.2344 (1.2083) (1.2083) (1.2083)
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钢材成分对抛光的影响
XW-42
S-136
8407
碳化物
磷、硫、氧含量
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钢材质量
夹杂物含量（如低硫和氧含量）的控制 夹杂物类型： A类：硫化物 B类：氧化铝 C类：硅酸盐 D类： 球状氧化物
铣加工表面光洁度的获得
普通半精铣刀 片 修光精铣刀片
PC China-STC-03
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普通刀片的bs1刃口为R100的 圆弧线；修光刀片的bs2刃口 为R500的圆弧线， 他们是实 现高表面光洁度的关键
只要每齿走刀量乘以齿数小于 0.8的bs1, 就可以稳定获得镜 面铣削效果，也可以安装一片 修光精铣刀片获得铸铁铣削的 超高光洁度。
为了更好地控制力度，可以采取以下组合形式：
磷青铜
棒
胶着的硬木
用刀刻成曲线 使木棒能够有弹性
这种棒所具有的柔韧灵活性有助于控制压力而确保在模具表 面不会产生过大的抛光压力。
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抛光的技巧-方向选择
当改变砂纸粒度时，抛光的方向必须有45º~ 90º 的改 变，以除去先前粒度工序所留下的抛光划痕，这必 须用肉眼或者放大镜仔细的检查。
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抛光技巧
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抛光技巧
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抛光的技巧-力量控制
举例说明
小磨砺 45 = 0.45(kg / mm2) 10×10
大磨砺 80 = 0.021(kg / mm2) 75× 50
45KG重量
10X10mm2
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抛光的环境
抛光的工作环境应保持清洁： 抛光应在无风的环境中； 抛光应远离磨削和恶劣的工作区域 抛光工具不要交叉使用，每一粒度的抛光应使用独立的抛
光工具； 单独存放每一粒度的抛光工具。 在进行下一步抛光步骤时，应仔细清洗手和模具表面。 灰尘、烟雾，头皮屑和口水沫都有可能报废数个小时工作
各向同性 材质S,P等有害成
分降低，更加纯净
钢材质量控制—电渣重熔（ESR)
夹杂物含量
合金元素分布状况
ESR 前 ESR 后
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Cr
ESR前
Mo EБайду номын сангаасR后
优质抛光所需要的模具的表面加工状况
表面加工状况：
1. 粗放电加工 × 2. 精放电加工 √ 3. 铣削加工 √ 4. 磨削加工 √
塑料模具钢的抛光
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抛光
随着塑料制品日益广泛的应用，如日用品和饮料包 装容器等，外观的需要往往要求塑料模具型腔的表 面达到镜面抛光的程度。而生产光学镜片、镭射唱 片等模具对表面粗糙度要求极高，因而对抛光性的 要求也极高。提高模具表面光洁度还可以拥有其他 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 因而抛光在塑料模具制作过程中是很重要的一道工 序。
Lapping：在确保整形效果的前提下，同时降低模具表面 粗糙度。
Polishing：进一步降低粗糙度，提高表面光洁度。
磨具
磨具
磨具
工件
Grinding 研磨
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工件
Lapping 研光
工件
Polishing 抛光
抛光的工艺
抛光基本五步曲： 1. 旋转表面精光机进行粗磨； 2. 油石配合研磨油进行研磨； 3. 砂纸配合研磨油进行研磨； 4. 研磨棒（软）配合钻石膏进行研磨； 5. 羊毛毡配合钻石膏进行抛光。
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模具钢材
抛光工艺
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磨具质量、技巧
好的抛光效果
模具钢材
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ASSAB
预 618 硬 718HH 钢 RAMAX 2
整 8407 体 S-136 ESR 硬 S-136 SUP
POLMAX
化 635 钢 ELMAX
真空脱气是人们熟悉的处理方法。其主要目 的在于严格限制钢中氧含量，降低夹杂物的 含量和减少夹杂物的尺寸。
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钢材质量控制—电渣重熔（ESR)
电渣重熔（ESR)
出水孔 进水孔
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电极
模具 渣 钢熔 池
渣层 铸锭
进一步改善钢材凝 固态显微组织
VANADIS 4 VANADIS 10 ASP 23
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塑胶模具钢
UDDEHOLM IMPAX RAMAX 2
AISI (P20) (P20) (420F)
W-STOFF NO 1.2738 1.2738 (1.2085)
ORVAR SUPREME STAVAX ESR STAVAX SUPREME POLMAX CALMAX ELMAX VANADIS 4 VANADIS 10 ASP 23
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抛光的步骤
第1步：旋转表面精光机进行粗磨 （Grinding)：
用转速为35,000~40,000转/分、型号为 “Ruter”的旋转表面精光机或采用超声波研光 机进行表面精加工。通常去除电火花白层是 选用直径3mm的WA#400砂轮。
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热处理不当对抛光的影响—过烧
原因：硬度测得HRC56-HRC58不均匀分布，基体组织中 存在过烧组织，这会造成组织中晶粒间的结合力大大下 降。可以看到裂纹也是沿晶界扩展。是热处理不当所造 成的。
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钢材质量控制
Electrid arc furnace Stock
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抛光等级之衡量——平均粗糙度Ra
表面粗糙度是指零件的加工表面上具有的较 小间距和峰谷所形成的微观几何形状误差。
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模具光洁度板
Ra 0.325µ Ra 0.125µ A3 #3
Ra 0.185µ Ra 0.063µ
Ra 0.048µ A2 #2
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抛光磨具-毛毡
使用的毡纤维长短、弹性和密 度对抛光效果、型腔的几何平 整度都有不同的影响。
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研磨油
优质研磨油的基本功 能：
1. 调和稀释钻石膏 2. 分解渣屑结块 3. 排出渣屑 4. 降低摩擦系数
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热处理不当对抛光的影响—表面脱碳
原因：表面脱碳 解决方法： 使用真空热处理炉
良好的气氛保护
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热处理不当对抛光的影响—过烧
微裂纹
模具材料：ASSAB S-136 ESR 模具用途：注塑模型芯 失效形式：抛光时发现裂纹
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45˚ - 90˚
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抛光技巧-时间的控制
每一道抛光过程时间都不能太长，时间越短，抛光效果就越 好。当新的磨痕完全盖过前次的磨纹后再加多25%的时间继 续研磨。如果抛光时间过长，过度的抛光会引起“桔皮纹”和 “针孔”。
不同硬度需要不同的抛光时间，“桔皮”经常发生在较软的模 具钢种上。
例如 使用R24512T3MPM
刀片，刀具安装6片刀片， fz=0.24mm/z,
则0.24*6=1.44mm<0.8bs
在正确的铣削速度下铣削 HB260的合金钢会获得Ra0.8 以上的表面质量，而无论切深 是0.5还是5mm.
磨加工
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磨具质量
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A1 #1
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Ra 0.016µ A0
Ra 0.032µ Ra 0.008µ
镜面抛光的等级
抛光镜面的等级
Ra=0.01μm --- 人肉眼观察极限
ISO标准：
– ISO#1 Ra=0.008μm为镜面 1μm钻石膏
– ISO#2 Ra=0.016μm
3μm钻石膏
Ladle furnace Machining
Vacuum degassing
Uphill casting
ESR (Remelting)
Forging plant
Heat treatment
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Inspection and testing
钢材质量控制—真空除气（VD）