非传统机器表面抛光技术

化学抛光(Chemical Polishing，CP)是在合适的化学试剂作用下使得试样表面选择性溶解凹凸不平区域的不规则表面、浸蚀整平的一种方法。粗糙表面凸起部位优先溶解，在溶解过程中氧化膜生成和溶解同时存在，但溶解速率有差异。

△化学抛光过程中不同类型表面缺陷溶解顺序

化学抛光有时会造成抛光后零件表面质量更差的现象，因为零件近表面的内部缺陷在抛光后都出现在表面导致表面粗糙度变大。对于这种情况在化学抛光前引入热处理、热等静压可以有效去除内部缺陷。

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电化学抛光（也称电解抛光）是指在一定电解液中被抛光工件连接阳极，发生有选择性溶解，同时在金属表面会发生氧化膜的生成和溶解，从而降低其表面粗糙度、提高光亮度的表面抛光技术。电解抛光后的表面粗糙度与电解液成分、温度、抛光时间、阳极电流密度等密切相关。

△电化学抛光原理

磨粒流抛光(Abrasive Flow Machining，AFM)最早由美国Extrude Home公司为航空航天领域合金零件的表面处理开发的精准可控的超精密流体抛光技术，是以具有一定粘性的流体作为载体，携带硬质颗粒，形成流体磨料，利用其流动性在一定压力下流过被加工表面，从而对零件表面进行加工的一种方法。其原理如图所示。

△磨粒流抛光原理图

在一定压力下黏弹性磨粒作为可随形变化的加工刀具不断往复流经被加工表面，从而完成对零件待加工表面的抛光加工。磨粒流抛光技术对于“阶梯效应”产生的粗糙表面的抛光效果很好，磨粒粒径和浓度、加工循环次数、增材制造方向等都是影响抛光过程中材料去除率的重要因素。

△复杂结构零件的磨料流抛光效果

激光抛光(Laser Polishing，LP)原理如图所示，通过控制激光光束直径、照射在表面上的时间、激光功率等工艺参数控制能量密度的输入，使零件表面材料重新融化并在重力和熔池表面张力的作用下快速冷凝成光滑的表面。激光抛光是微观层面上的快速熔化和凝固的过程，激光束能量必须足以融化粗糙表面的波峰，但不能超过波谷的深度。一旦参数设置的不合理，能量密度过高造成更深层材料的熔化会导致粗糙度的增加。