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老張的模具加工廠最近接了個大單,給一家知名汽車企業(yè)做內(nèi)飾件的注塑模具。樣品打出來,功能沒問題,就是表面光潔度總差那么點(diǎn)意思,客戶來驗(yàn)廠時指著模具表面說:“這里還有細(xì)微的紋路,會影響最終產(chǎn)品的質(zhì)感?!崩蠌?jiān)嚵藥追N拋光方法,效果都不理想。后來在同行建議下?lián)Q了白剛玉微粉,問題迎刃而解。上周一起吃飯時,他拍著大腿說:“真是沒想到,這白剛玉微粉用對了,比請個高級拋光師傅還管用!”
模具拋光的痛點(diǎn)
在模具行業(yè)干了十幾年的人都知道,拋光這道工序看著簡單,實(shí)則門道很深。很多模具廠最頭疼的就是拋光環(huán)節(jié)——耗時長、效果不穩(wěn)定、對技師經(jīng)驗(yàn)依賴大。特別是現(xiàn)在很多模具材料越來越多樣,從傳統(tǒng)的P20鋼到高硬度的S136.再到硬質(zhì)合金甚至陶瓷材料,傳統(tǒng)的拋光材料和工藝常常力不從心。深圳一家精密模具廠的拋光車間主管跟我聊過:“以前我們用碳化硼、金剛石粉,效果是不錯,但成本太高,一些小廠根本用不起。普通剛玉粉又容易有劃痕,有時候拋光完在特定光線下看,還有霧狀痕跡?!?/span>
白剛玉微粉的“過人之處”
白剛玉微粉之所以在模具拋光中表現(xiàn)突出,是由它的“基因”決定的。它的主要成分是α-氧化鋁,純度能達(dá)到99%以上。這個純度意味著什么?意味著雜質(zhì)少,在拋光過程中不容易產(chǎn)生意外劃痕。好比用細(xì)砂紙打磨木器,如果砂紙里混進(jìn)了幾粒粗砂,那表面肯定慘不忍睹。純度高的另一個好處是硬度均勻。白剛玉的莫氏硬度達(dá)到9.0.僅次于金剛石和碳化硅,但它的優(yōu)勢在于硬度的一致性。做拋光的人都明白,如果磨料顆粒硬度不一致,軟的先被消耗掉,硬的顆粒凸出來,就容易造成劃傷。白剛玉微粉在這個問題上表現(xiàn)得相當(dāng)“團(tuán)結(jié)”。
顆粒形貌的巧妙之處
去年參觀江蘇一家白剛玉微粉生產(chǎn)廠,技術(shù)經(jīng)理給我看了電子顯微鏡下的對比圖:“你看,這是我們生產(chǎn)的白剛玉微粉,顆粒多呈六角形或近球形,棱角經(jīng)過特殊處理變得圓潤。而普通的棕剛玉微粉,形狀不規(guī)則,棱角分明?!边@個區(qū)別在模具拋光中至關(guān)重要。尖銳的棱角雖然切削力強(qiáng),但容易產(chǎn)生劃痕;而圓潤的顆粒更像是“滾磨”而非“切削”,特別適合對表面光潔度要求極高的模具拋光。尤其在拋光曲面、內(nèi)角這些難處理的位置,圓潤的顆粒優(yōu)勢更加明顯。
粒徑控制的藝術(shù)
白剛玉微粉在粒徑控制上做到了相當(dāng)精細(xì)的程度。傳統(tǒng)拋光磨料常說“2000目”、“3000目”,實(shí)際上粒度分布可能從1500目到3500目都有。而優(yōu)質(zhì)白剛玉微粉可以實(shí)現(xiàn)窄粒度分布,比如標(biāo)稱W7(相當(dāng)于2500目)的產(chǎn)品,95%以上的顆粒都在W6.5-W7.5之間。
窄粒度分布對模具拋光有多重要?打個比方,就像用篩子篩米,如果米粒大小均勻,篩起來就順暢;如果大小不一,小顆粒會堵塞篩孔。拋光也是這個道理,粒度均勻的微粉在拋光過程中切削量一致,不會出現(xiàn)有的地方拋過了、有的地方?jīng)]拋到的情況。
實(shí)際應(yīng)用中的表現(xiàn)
廣州一家做化妝品包裝模具的企業(yè),原來拋光一套高端口紅管模具需要35個小時,改用白剛玉微粉后縮短到22個小時。他們的拋光師傅告訴我:“以前拋光到最后階段要特別小心,稍微不注意就會出現(xiàn)‘過拋’或劃痕。現(xiàn)在用白剛玉微粉,拋光過程更容易控制,特別是最后幾個工序,輕輕帶幾遍就能達(dá)到鏡面效果?!?/span>
在手機(jī)模具拋光領(lǐng)域,白剛玉微粉的優(yōu)勢更加明顯。手機(jī)外殼對表面光潔度要求極高,有時甚至要求達(dá)到Ra0.01微米以下。東莞一家專門做手機(jī)金屬外殼模具的工廠做過對比測試:同樣拋光鋁合金模具,用白剛玉微粉比用傳統(tǒng)拋光材料,表面粗糙度降低20%,而拋光時間還減少了15%。
特殊模具材料的拋光應(yīng)用
隨著模具材料的進(jìn)步,一些高硬度、高耐磨材料越來越普遍,這對拋光提出了新挑戰(zhàn)。比如粉末高速鋼、硬質(zhì)合金等材料,傳統(tǒng)拋光材料往往效率低下。上海一家模具廠加工硬質(zhì)合金沖壓模具時遇到難題,模具硬度達(dá)到HRC70以上,普通拋光材料幾乎“啃不動”。后來嘗試用白剛玉微粉配合專用拋光膏,效果出奇地好。他們的技術(shù)總監(jiān)說:“白剛玉微粉的硬度足夠,又有適當(dāng)?shù)淖凿J性,在拋光過程中能不斷露出新的切削刃,保持拋光效率不下降?!?/span>
經(jīng)濟(jì)效益賬
不少模具廠老板最初擔(dān)心白剛玉微粉成本高,但細(xì)算下來會發(fā)現(xiàn)總體效益更優(yōu)。浙江臺州一位模具廠老板給我算了筆賬:原來拋光一套中型塑料模具,人工加材料成本約800元,耗時8小時;用白剛玉微粉后,雖然材料成本增加100元,但時間縮短到5小時,人工成本降了200多元,總成本反而低了100多元。而且表面質(zhì)量更穩(wěn)定,客戶投訴少了。
更重要的是模具壽命的延長。合理的拋光工藝能消除模具表面的微觀裂紋,減少應(yīng)力集中。有數(shù)據(jù)表明,經(jīng)過白剛玉微粉精心拋光的模具,使用壽命平均能延長15%-20%。這對動輒幾萬甚至幾十萬的模具來說,價值巨大。
使用技巧和注意事項(xiàng)
雖然白剛玉微粉性能優(yōu)異,但使用方法也有講究。青島一家專業(yè)拋光服務(wù)公司的老師傅分享了幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn):
分級使用是關(guān)鍵。不能從粗拋到精拋都用同一種粒度,應(yīng)該按照“粗-中-細(xì)”的順序,循序漸進(jìn)。比如可以先從W40開始,逐步過渡到W10.最后用W3.5或更細(xì)的微粉做精拋。載體選擇很重要。白剛玉微粉需要配合適當(dāng)?shù)膾伖飧嗷蛞后w載體使用。油性載體適合鋼材拋光,水性載體更適合有色金屬。載體不僅起到懸浮、潤滑作用,還能帶走切削下來的碎屑。
壓力和速度要匹配。拋光壓力不是越大越好,過大的壓力會導(dǎo)致微粉嵌入工件表面。一般原則是粒度越細(xì),壓力越小,速度可以適當(dāng)提高。清潔環(huán)節(jié)不可忽視。每更換一次粒度,都必須徹底清潔模具表面和拋光工具,防止粗顆?;烊胂乱坏拦ば颉S薪?jīng)驗(yàn)的師傅會在每道工序后用放大鏡檢查清潔情況。
行業(yè)發(fā)展趨勢
從這幾年展會和技術(shù)交流的情況看,白剛玉微粉在模具拋光中的應(yīng)用呈現(xiàn)出幾個趨勢:定制化越來越普遍。不少微粉生產(chǎn)商開始提供“量身定制”服務(wù),根據(jù)模具材料、拋光設(shè)備、光潔度要求等因素,提供特定粒度配比的白剛玉微粉。有的甚至開發(fā)了針對不同鋼材的專用配方。
復(fù)合化產(chǎn)品受到歡迎。白剛玉與其他材料復(fù)合的拋光產(chǎn)品開始出現(xiàn),比如白剛玉與氧化鈰復(fù)合,兼顧切削力和光潔度;與金剛石微粉復(fù)合,用于超硬材料的粗拋工序。環(huán)保型產(chǎn)品成為新熱點(diǎn)。隨著環(huán)保要求提高,無重金屬、低粉塵、易回收的白剛玉微粉產(chǎn)品越來越受重視。有的廠家開發(fā)了水溶性拋光體系,減少有機(jī)溶劑的使用。
給模具廠的建議
對于考慮使用白剛玉微粉的模具企業(yè),我有幾個建議:
首先,不要盲目追求高價位。不同廠家的白剛玉微粉質(zhì)量確有差異,但并非價格越高就一定越好。關(guān)鍵是選擇適合自己產(chǎn)品和工藝的產(chǎn)品??梢韵刃∨吭囉?,對比效果。其次,重視拋光工藝的規(guī)范化。再好的材料,如果使用不當(dāng)也發(fā)揮不出優(yōu)勢。建議建立標(biāo)準(zhǔn)拋光工藝流程,記錄不同材料、不同形狀模具的最佳拋光參數(shù)。
第三,培養(yǎng)專業(yè)拋光團(tuán)隊(duì)。白剛玉微粉雖然對技師經(jīng)驗(yàn)的依賴相對較低,但依然需要有經(jīng)驗(yàn)的人員操作。企業(yè)可以考慮定期組織培訓(xùn),或者與供應(yīng)商合作開展技術(shù)交流。最后,關(guān)注行業(yè)新技術(shù)。模具拋光技術(shù)也在不斷發(fā)展,除了材料進(jìn)步,新設(shè)備、新工藝也不斷涌現(xiàn)。保持開放學(xué)習(xí)的態(tài)度,才能持續(xù)提升拋光水平。
模具拋光看似是制造過程中的一個輔助環(huán)節(jié),實(shí)則直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)競爭力。白剛玉微粉在這個領(lǐng)域的卓越表現(xiàn),正是材料技術(shù)進(jìn)步推動制造業(yè)升級的一個縮影。老張的模具廠自從掌握了白剛玉微粉的正確使用方法后,不僅產(chǎn)品質(zhì)量上了一個臺階,還因?yàn)榻回浛?、質(zhì)量穩(wěn)定,接到了更多高端訂單。他說:“以前總覺得拋光是個苦活累活,現(xiàn)在發(fā)現(xiàn),用對了材料和方法,這活也能干出技術(shù)含量,干出經(jīng)濟(jì)效益?!笔前?,制造業(yè)的每個環(huán)節(jié)都有提升空間,有時候一個小小的改變,就能帶來意想不到的效果。白剛玉微粉在模具拋光中的應(yīng)用,就是這樣一個“小改變、大不同”的典型案例。