模具钢的抛光:在抛光工开始之前决定光洁度的因素

镜面光洁度在很大程度上早在有人拿起油石之前就由钢的洁净度和硬度均匀性决定。本文介绍抛光性因素、SPI 光洁度等级以及橘皮的成因。

抛光性是材料特性

当型腔无法达到镜面光洁度时,问题通常出在钢上,而非抛光工。决定性因素按重要性大致排序如下:

  1. 洁净度——非金属夹杂物(硫化物、氧化物、硅酸盐)是主要限制因素。在抛光磨料下,夹杂物要么被撕出留下凹坑,要么凸出留下彗尾。为镜面加工设计的钢以高洁净度生产——ESR(电渣重熔)牌号如 1.2083 ESR 或高级 P20 变体正是为了缩小和分散夹杂物而存在。
  2. 硬度及其均匀性——较软的钢抛光慢且易涂抹;更重要的是,表面的硬度变化(软点、脱碳表层、混合组织)会以不同速率抛光,产生波状、不均匀的光泽。硬度均匀的透淬或优质预硬钢能获得最均匀的光洁度。
  3. 显微组织——细小、均匀的马氏体组织抛光效果最好。带状组织、粗大碳化物(如 D2 等高碳冷作钢中)和残余奥氏体在高光洁度下都会显现出来;D2 可以抛光得很好,但永远不如洁净的马氏体不锈钢容易。

SPI 光洁度等级

塑料行业按 SPI(Society of the Plastics Industry)等级对型腔光洁度进行分级:

等级 描述 典型路径
A 镜面 / 光学 金刚石抛光至 #3,000+ 目当量;透镜级(A-1)要求最洁净的钢
B 高抛光,接近镜面 细砂纸至约 #600–800
C 中等抛光 #320–600 范围的油石和砂纸
D 哑光 / 纹理 干喷(玻璃珠、氧化铝)

每个等级再细分(A-1、A-2、A-3……)。实际教训是:在选择钢材时就规定光洁度,而非在加工之后。在含硫易切削钢(1.2312)或带状严重的块料上要求 SPI A-1 是要求不可能实现的结果——无论投入多少人工,夹杂物都会限制结果上限。

橘皮:成因

橘皮——在抛光接近镜面时出现的卵石状、凹陷纹理——有几种不同的成因,需要不同的应对方法:

  • 对软钢或不均匀钢过度抛光:在具有硬、软微区的表面上长时间加工会以不同速率侵蚀它们。解决方法在上游(更好的钢),而非更多抛光。
  • 使用软抛光轮时压力或热量过大,会拖拽表面而非切削表面。
  • 对先前机加工/EDM 层未完全去除的表面进行抛光——受损表层反应不均匀。每个抛光步骤必须在进入更细步骤之前完全消除上一步的划痕;跳过粒度等级是最常见的人工错误。

实际顺序

按顺序使用油石和砂纸逐步推进,在步骤之间清洁,使粗颗粒永不污染精细阶段;交替方向抛光,使上一粒度的划痕在消失前可见;并在工作开始前商定光洁度标准——SPI 等级和对比样板——因为没有等级的“镜面”注定会引发争议。

最后更新 2026-11-03. Part of the Steel.Wiki guides — see all guides.