專利名稱：一種鎂合金零件的表面加工方法
技術領域：
本發明涉及鎂合金零件的表面加工方法，更具體地，涉及一種對鎂合金 零件的表面進行磨削加工的方法。
背景技術：
金屬鎂為可在空氣中長期存在并具有實用價值的最輕的金屬，具有較高 的機械性能，還具有較好的加工性能(鑄造性能)。而且鎂還具有比強度、 比剛度較高，導熱導電性能較好的優點。因而，在同等條件下，與其他金屬 材料制成的零件相比，使用鎂或鎂合金金屬材料制成的零件具有良好的散熱 能力和同等強度下最輕的重量，制造過程簡單，成本較低等優點。隨著大量便攜式設備的廣泛應用，而且對這類便攜式設備越來越多地要 求具有小型化、輕型化，同時滿足散熱以及屏蔽電磁輻射的功能。因而，此 類設備的外殼以及內部構件的制造越來越多地使用鎂合金材料，從而滿足上 述要求，例如手機外殼、筆記本電腦的殼體零件等。由于鎂金屬與水接觸時間較長會發生反應，生成氫氧化鎂，附著在鎂合 金的表面，影響鎂合金零件的質量。而普通金屬材料的磨削加工中必然需要 用到含水的研磨液，因而不能用一般金屬材料(如，鋼、合金鋼)的磨削方 法進行表面加工。所以，傳統鎂合金零件的表面加工工藝一般為根據零件 的尺寸壓鑄成形該零件，基本上使用手動工具(如砂紙、刮刀、銼刀等)以 及較少的電動工具(如刻磨機等)進行零件的打磨、拋光等表面加工。傳統 工藝方法由于自動化程度很低，因而操作人員勞動強度很大，效率也較低， 而且，不能保證鎂合金零件的質量穩定性。發明內容本發明的目的在于克服傳統的鎂合金零件的表面加工方法自動化程度 較低的缺陷，而提供一種自動化程度較高的鎂合金零件的表面加工方法。本發明提供了一種鎂合金零件的表面加工方法，該方法包括先對鎂合金 零件毛坯進行粗磨，然后對該毛坯再進行精磨，其中，所述粗磨和精磨包括 分別在粗磨和精磨的條件下，將鎂合金零件毛坯、磨料和含水研磨液放入研磨機的研磨容器中進行研磨，并且粗磨和精磨后，在20分鐘內，除去粗磨 和精磨后所述毛坯表面的水。按照本發明提供的鎂合金零件的表面加工方法，由于使用自動研磨機或 磁力研磨機進行粗磨或精磨，而替代了傳統的工藝方法中較多地使用手工操 作的方式，因而，較大地提高了加工效率，而且能保證加工后的零件表面具 有穩定而較好的表面質量。此外，在完成粗磨和精磨后，在短時間內除去鎂 合金零件毛坯上的水，從而不會出現鎂與水發生反應導致鎂合金零件的表面 質量變差的問題。


圖1為表示本發明提供的工藝方法的流程示意圖。
具體實施方式
下面參考附圖對本發明的實施方式進行詳細地說明。如圖1所示，本發明提供的鎂合金零件的表面加工方法包括先對鎂合金 零件毛坯進行粗磨，然后對該毛坯再進行精磨，其中，所述粗磨和精磨包括 分別在粗磨和精磨的條件下，將鎂合金零件毛坯、磨料和含水研磨液放入研 磨機的研磨容器中進行研磨，并且粗磨和精磨后，在20分鐘內，優選3-15 分鐘，除去粗磨和精磨后所述毛坯表面的水。在鎂合金的加工工藝中，首先使用壓鑄工藝使鎂合金材料具有基本的形狀，然后在需要進行機械加工的部位進行機械切削(如通過CNC的銑、刨)， 以制成用于本發明提供的工藝方法中使用的鎂合金零件的毛坯。本發明提供的鎂合金零件的表面加工工藝方法的作用在于 一方面使鎂 合金毛坯具有正確的尺寸，另一方面使該零件具有合格的表面質量，最終滿 足合格要求而進入后面的工序(如涂漆)。一般來說，鎂合金毛坯的尺寸比最終零件的正確尺寸稍大，以便于留出 足夠的加工余量。而且，由于毛坯上存有較多的機械加工痕跡，因而表面質 量較差。因而，需要對毛坯進行表面加工，以使毛坯的表面質量達到合格要 求。在傳統的鎂合金零件的表明加工中， 一般為人工使用各種工具進行打 磨，如砂紙、砂輪等。工作強度大，而且鎂合金毛坯的表面質量主要依靠于 工人的熟練程度，因而難以保證大批量生產中的加工質量。而在本發明中， 使用研磨機對鎂合金毛坯進行研磨，從而克服了上述缺陷。在本發明中，使用震動研磨機或磁力研磨機對鎂合金毛坯進行研磨加工。震動研磨機常用于其他材料零件(如，銅合金、鋁合金)的表面加工， 而磁力研磨機一般用于珠寶首飾的高精研磨。正是因為在本發明的技術方案 中，通過除去粗磨和精磨后毛坯表面上的水而克服了鎂與水容易發生反應的 缺陷，因而，上述震動研磨機與磁力研磨機完全適用于鎂合金零件的表面加工上來。震動研磨機與磁力研磨機均可用于鎂合金零件的粗磨工序與精磨工序， 可以根據具體的加工要求而定。由于磁力研磨機的加工精度與震動研磨機的 加工精度相比較高，因而，優選情況下，粗磨使用震動研磨機對毛坯進行研 磨，精磨使用磁力研磨機對毛坯進行研磨。在粗磨過程中，將毛坯的大部分加工余量去除，從而使毛坯的尺寸接近于零件的正確尺寸。同時，也將比較堅硬的毛邊、毛刺、CNC刀痕、氧化 層、積碳層等嚴重影響表面質量的各種因素去除，很大程度上提高了毛坯的 表面質量。優選情況下，粗磨包括使用震動研磨機對所述毛坯進行研磨，所述震動 研磨機的磨料為樹脂材料或不銹鋼的一種，所述震動研磨機的研磨頻率為 25-50赫茲，所述震動研磨機的震動時間為3-15分鐘。一般來說，震動研磨機包括電機、震動臂、彈簧、基座和研磨容器。震動研磨機的工作原理為將待研磨件與磨料放入研磨容器內，通過固 定于基座上的電機帶動震動臂按照設定的速度旋轉，這樣震動臂會產生規則 的震動，由連接于基座和研磨容器之間的彈簧將該震動傳遞給研磨容器以產 生規則的震動。因而，研磨容器內的磨料和待研磨件一同震動，使得磨料和待 研磨件之間產生相對磨擦運動，從而實現對待研磨件的研磨。使用震動研磨機進行粗磨的過程如下設定研磨頻率和研磨時間；將鎂 合金毛坯放入已經裝有磨料的研磨容器內；加入適量含水研磨液；啟動震動 研磨機，打開供水閥門，不斷注入小流量純水，將磨屑沖刷帶走；取出經過 粗磨的鎂合金毛坯。震動研磨機可以商購購得，如東莞市勇盛五金機械制造廠的震動研磨機 YOZJ100-300，震動研磨機的型號可以根據具體的使用場合來確定。震動研磨機的磨料可以由多種材料制成，如不銹鋼、合金鋼、鋁合金、 樹脂材料。可以根據粗磨的要求來選擇，如果需要對毛坯進行較大程度的磨 削，可以選擇比鎂合金毛坯的材料硬度更高的材料，反之則可以選擇硬度相 對較小的材料。但，制成磨料的材料的硬度必定大于鎂合金毛坯材料的硬度， 否則不會起到研磨的作用。由于研磨過程中需要使用含水研磨液，因而，優選情況下，磨料由不銹 鋼或樹脂材料制成。從而不會出現磨料銹蝕的情況，而影響磨削加工的效果。所述磨料可以具有多種形狀，如圓錐形、圓柱性、長方形或球形，可以 根據具體的應用場合來選擇。如果毛坯零件的表面具有孔、凹臺之類的結構，優選選用圓錐形的磨料， 由于圓錐形的磨料具有棱邊和圓錐的錐面，從而便于對孔或凹臺的內表面以 及內表面之間的交界部分也能有效地進行磨削。圓錐形磨料的尺寸可以根據具體的應用場合來確定，優選地，圓錐形磨料的底面直徑為5-30毫米，圓 錐形磨料的高度為5-20毫米。若磨料為圓柱形，則該圓柱形的直徑為5-15毫米，高度為10-30毫米。 其他形狀的磨料的體積與圓錐形或圓柱形磨料的體積相當即可，具體的大小 可以根據實際應用加以確定。鑒于鎂合金材料的機械性能，震動研磨的研磨頻率不能太大，太大則容 易對鎂合金零件過度磨削，太小則起不到磨削的作用，因而，優選情況下， 研磨頻率為25-50赫茲。具體的研磨頻率可以根據實際應用來確定。震動研磨的研磨時間與研磨頻率類似，時間太長則容易對鎂合金零件過 度磨削，太短則起不到磨削的作用，因而，優選情況下，研磨時間為3-15 分鐘，具體的研磨時間可以根據實際應用來確定。在震動研磨機中進行粗磨過程中，鎂合金毛坯、磨料以及含水研磨液需 要有較為合理的比例關系，從而可以獲得較好的磨削效果。優選情況下，毛 坯、磨料與含水研磨液的重量比為h (15-25): (2-8)。經過粗磨加工后，毛坯的表面質量得到較大改善，而且尺寸與零件的正 確尺寸也較為接近。在完成粗磨后，再對毛坯進行精磨。精磨的作用在于 一方面去除了毛坯經過粗磨后剩余的加工余量，使毛坯的尺寸達到正確尺 寸，另一方面，使毛坯的具有合格的表面質量，以便于進入隨后的制程中(如進行噴漆等)。優選情況下，所述精磨包括使用磁力研磨機對經過粗磨后的毛坯進行研 磨，所述磁力研磨機的磨料為磁性不銹鋼針，所述磁力研磨機的研磨時間為3-10分鐘，研磨頻率為30-50赫茲。一般來說，磁力研磨機包括電機、永久磁鐵盤、研磨容器和磁化不銹鋼針。磁力研磨機的工作原理為將待研磨件放入事先裝有磁化不銹鋼針的研磨容器內，通過電機帶動永久磁鐵盤轉動，永久磁鐵盤置于研磨容器的正下 放，距離很近，這樣可以帶動研磨容器內的不銹鋼針高速旋轉，由于研磨容 器內的待研磨件重量較重，因而待研磨件的轉動相對于不銹鋼針很慢，因此 不銹鋼針可以對待研磨件的表面進行研磨。使用磁力研磨機對粗磨后的毛坯進行精磨的過程如下設定研磨頻率和研磨時間；將粗磨后的毛坯放入已經裝有磁化不銹鋼針的研磨容器內；加入適量含水研磨液并啟動磁力研磨機；取出精磨后的毛坯。磁力研磨機可以通過商購購得，如東澤研磨有限公司的磁力研磨機TT830，具體的型號可以根據實際的使用場合來確定。之所以選擇不銹鋼針用作磨料，是為了盡量防止磨料由于與含水研磨液接觸容易銹蝕而影響精磨的效果，由于精磨的精度較高，因而選擇不生銹的不銹鋼材料。精磨中使用的磨料為針狀，因而該磨料具有較尖的端部，從而有較好的磨削效果，如果為球形或柱形都會影響良好磨削效果的獲得。 優選情況下，磁性不銹鋼針的直徑為0.3-1.0毫米，長度為5-15毫米。 磁化不銹鋼針可以商購獲得，如豪昱電子有限公司的不銹鋼針SUS304。 進行精磨時，粗磨后的毛坯、磁性不銹鋼針以及含水研磨液的重量比為1: (2-4): (12-18)。在粗磨與精磨中，都需要使用含水研磨液，該研磨液的作用有降低研磨溫度，沖刷研磨磨屑，同時將鎂與水發生反應的程度盡量減小。因而，優 選情況下，磁力研磨機的含水研磨液還包括有拋光劑和防氧化劑和水，拋光 劑和防氧化劑可以商購買到，如，拋光劑可以是丹陽市衛星機械有限公司生產的LC-68;防氧化劑可以是丹陽市衛星機械有限公司生產的LC-13。在該含水研磨液中，拋光劑、防氧化劑和水的重量比例為2: (0.8-1.2):(120-180)，優選為2: 1: 150，以達到較佳的使用效果。在上述實施方式中，粗磨使用震動研磨機，而精磨使用磁力研磨機。但 本發明不限于此，粗磨工藝也可以使用磁力研磨機，而精磨工藝也可以使用 震動研磨機，以滿足粗磨工藝的磨削精度低于精磨的磨削精度即可。在磨削工藝過程中，不可避免地用到含水研磨液，換句話說，鎂合金材 料的毛坯必然會與該研磨液接觸。然而，由于鎂在空氣和水中的活性很強， 極易氧化，因此，當分別完成粗磨和精磨后，需要將粗磨和精磨后的毛坯表 面的水除去，以防止鎂合金材料的毛坯氧化，從而使表面質量下降。將毛坯 表面的水除去的目的在于清除附在或滲入毛坯表面的水，從而防止鎂與水的反應。將水除去具有多種形式，如烘干、吹風機高溫吹干等。考慮到烘干的效 果更好，因而在優選情況下，除去粗磨和精磨后毛坯表面的水的方法為烘干。所述烘干工序包括設定烘干的時間以及溫度，將毛坯置入烤箱內，經過設定的時間后取出毛坯。在烘干工序中，烘干的溫度以及時間為烘干工序 效果的決定性因素。由于鎂合金熔點較低，僅為70(TC左右，因而烘干的溫度不能過高，時 間不能太長。因此，優選地，烘干溫度范圍為100-120°C，烘干時間為3-15分鐘。對于表面形狀比較復雜的零件來說，如螺桿，由于存在有自動研磨(使 用震動研磨機和磁力研磨機)不容易達到的區域，而如果不對這些部分做研磨處理的話，依然會影響零件的表面質量。因而，在優選情況下，在粗磨前、精磨后，本發明的方法還包括使用手 動工具對使用震動研磨機和磁力研磨機不容易達到的區域進行手工打磨。利 用手工打磨，可以完全覆蓋使用上述研磨機進行自動研磨所不能覆蓋的部 分。之所以將手工研磨放在粗磨后、精磨前，是為了防止手工研磨對精磨后 的較高表面質量產生不利影響。使用手工研磨可采用多種工具，包括氣動矬刀、散打機、手動銼刀、 砂紙、刻磨機等。按照本發明提供的用于鎂合金零件的表面加工工藝方法，替代了傳統工 藝方法中大量使用人工手動的加工方式，而是使用震動研磨機與磁力研磨機 進行磨削加工，從而有效地提高了生產效率，并能有效地保證加工后的零件 表面具有較高的表面質量。
權利要求
1. 一種鎂合金零件的表面加工方法，該方法包括先對鎂合金零件毛坯進行粗磨，然后對該毛坯再進行精磨，其特征在于，所述粗磨和精磨包括分別在粗磨和精磨的條件下，將鎂合金零件毛坯、磨料和含水研磨液放入研磨機的研磨容器中進行研磨，并且粗磨和精磨后，在20分鐘內，除去粗磨和精磨后所述毛坯表面的水。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述研磨機為震動研磨機或磁 力研磨機。
3. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述粗磨包括使用震動研磨機 對所述毛坯進行研磨，所述震動研磨機的磨料為樹脂材料或不銹鋼，所述震 動研磨機的研磨頻率為25-50赫茲，震動時間為3-15分鐘。
4. 根據權利要求3所述的方法，其中，所述磨料為圓錐形，該圓錐形 磨料的底面直徑為5-30毫米，高為5-20毫米。
5. 根據權利要求3所述的方法，其中，所述毛坯、磨料、含水研磨液 的重量比為1: (15-25): (2-8)。
6. 根據權利要求2所述的方法，其中，所述精磨包括使用磁力研磨機 對經過粗磨后的毛坯進行研磨，所述磁力研磨機的磨料為磁性不銹鋼針，所 述磁力研磨機的研磨時間為3-10分鐘，研磨頻率為30-50赫茲。
7. 根據權利要求6所述的方法，其中，所述磁性不銹鋼針的直徑為0.3-1 毫米，長度為5-15毫米。
8. 根據權利要求6所述的方法，其中，所述粗磨后的毛坯、磁性不銹 鋼針以及含水研磨液的重量比為1: (2-4): (12-18)。
9. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述含水研磨液含有拋光劑、防氧化劑和水，拋光劑、防氧化劑和水的重量比例為2: (0.8-1.2): (120-180)。
10. 根據權利要求1所述的方法，其中，除去粗磨和精磨后毛坯表面的 水的方法為烘干。
11. 根據權利要求10所述的方法，其中，烘干的溫度為100-120°C，時 間為3-15分鐘。
12. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述方法還包括使用手動工具 對所述毛坯進行粗磨后的毛坯進行手工打磨。
13. 根據權利要求12所述的方法，其中，所述手動工具包括氣動銼刀、 散打機、手動銼刀、砂紙、刻磨機。
全文摘要
本發明提供了一種鎂合金零件的表面加工方法，該方法包括先對鎂合金零件毛坯進行粗磨，然后對該毛坯再進行精磨，其中，所述粗磨和精磨包括分別在粗磨和精磨的條件下，將鎂合金零件毛坯、磨料和含水研磨液放入研磨機的研磨容器中進行研磨，并且粗磨和精磨后，在20分鐘內，除去粗磨和精磨后所述毛坯表面的水。本發明提供的鎂合金零件的表面加工方法較大地提高了加工效率，而且不會出現鎂與水接觸而發生反應導致鎂合金零件的表面質量變差的問題。
文檔編號B24B37/00GK101244524SQ200710080180
公開日2008年8月20日 申請日期2007年2月14日 優先權日2007年2月14日
發明者楊冬生 申請人:比亞迪股份有限公司