塑料模具钢的抛光操作极其困难且耗人耗时耗力,占整个模具总制造时间的20%以上,占产品总加工成本的30%。此外,手工抛光存在诸多缺陷,抛光精度差、效率低、产品质量缺乏一致性和稳定性,并且这一过程必须由高素质的工人进行。激光抛光作为一种新型的抛光技术,是使用激光辐射来熔化非常薄的材料层,通过材料自身的表面张力将熔化的材料均匀的分布在表面上,最终得到理想的抛光材料表面。激光抛光以其应用范围广、非接触式抛光、灵活性高、精密度高、加工方式简单等优点,正逐渐取代手工及其它传统方法。激光抛光金属过程中的作用机理是表面浅熔融(SSM,Surface Shallow Melting)和表面过熔融SOM(Surface Over Melting)。基于热传导基本方程对激光抛光中热力学过程进行理论分析,使用MATLAB软件建立激光抛光准静态模型,模拟激光抛光表面温度变化和随脉宽和起伏高度变化所需的熔化表面的最小激光能量密度,对激光抛光的工艺参数进行预测。使用COMSOL软件建立激光抛光二维轴对称瞬态模型,模拟激光抛光过程中,在一个激光脉冲作用后,材料表面的温度分布和熔池轮廓,模拟表明熔池直径为0.12mm,实验后发现熔池直径为0.14mm,模拟误差在14%,并对抛光前材料表面进行频谱分析和类似于低通滤波的激光抛光过程相结合,预测激光抛光后材料表面形貌。实验过程使用1080nm光纤激光器对塑料模具钢进行抛光,抛光过程中由氩气进行保护防止氧化,使用Wyko NT1100白光干涉仪测量材料表面粗糙度。进行单因素实验,分析了激光功率、离焦量、激光扫描速度、脉冲宽度、扫描间隔等参数对激光抛光效果的影响。实验后发现,能量密度和辐照时间是影响抛光效果的两个最重要的因素,激光功率和离焦量影响激光能量密度,扫描速度和脉冲宽度影响激光辐照时间,较高或较低的工艺参数都会对抛光效果产生影响,选择合适的工艺参数尤为重要。实验过程中最终选用最佳工艺参数:激光功率为140W,离焦量为2.5mm,扫描速度为70mm/s,脉冲宽度为140μs进行抛光,表面粗糙度由Ra=238.8nm降到Ra=96.3nm。分析抛光后表面形貌的显微特征,裂纹、孔隙、划痕等表面缺陷得到有效的抑制,表面硬度有显著的提升。