一种陶瓷产品的粗抛光工艺的制作方法

文档序号:17479568发布日期:2019-04-20 06:21阅读:367来源:国知局

本发明涉及陶瓷产品抛光技术领域,特别地,涉及一种陶瓷产品的粗抛光工艺。



背景技术:

氧化锆材料有多种优异性能,特别是具有增韧的作用,因而被作为韧性陶瓷广泛应用,它具有高韧性、高的抗强度、高的硬度和耐磨性等特点,更显示出应用的广泛性,它在机械、电子、石油、化工、航天、纺织、精密测量仪器、精密机床、生物工程和医疗器械等行业有着广泛的应用前景,用于智能手机后盖、手表外壳也日益普及,随着5g手机的即将到来及充电技术逐渐普及,金属机身因信号屏蔽问题正逐步被非金属机身代替。相比金属与玻璃材质,陶瓷材料具有外观出色、质感细腻、硬度高、耐磨抗刮性强、电瓷屏蔽性及散热性能优异等特点,陶瓷机壳的应用优势凸显,却未能大规模放量主因是成本高,产能不足。

目前对氧化锆陶瓷手机盖板粗抛光工艺均是采用双面铜盘粗抛的工艺,但采用双面铜盘抛光加工的产品有以下缺点:产品表面有很深的铜盘印、产品ttv相差在5um以上,精抛需抛120min才能抛掉;铜盘的去除速率是0.67um/min,加工一盘工件需1h;铜盘在使用3-5天后需修盘,需用专用车刀和专业修盘技术人员才能操作,且修一次盘,上盘需4小时,下盘需4小时,修盘后需清理铜粉和打磨盘面,花费的时间很长;铜盘在加工时热胀冷缩容易变形,做出的产品平整度不稳定,对粗抛的效率、成本和品质均不理想。

因此,为了满足陶瓷产品的发展要求,需要改善陶瓷产品的粗抛光工艺来获得高平整度、高亮度的表面,减少粗抛对产品大面产生的痕迹、厚薄不均等情况,使得抛光的产品平整度好、亮度高且抛光效率高、成本低。



技术实现要素:

本发明目的在于一种陶瓷产品的粗抛光工艺,以解决现有技术中采用陶盘粗抛对陶瓷产品表面产生痕迹、厚薄不均以及粗抛效率不高、成本高的技术问题。

为实现上述目的,本发明的一种陶瓷产品的粗抛光工艺,所述粗抛光工艺在双面抛光机上完成,至少包括以下步骤:

步骤a、将陶瓷产品装夹放置在双面抛光机的下抛光盘上,所述双面抛光机的上、下抛光盘的表面粘贴有研磨垫用于对陶瓷产品表面进行抛光,所述研磨垫采用含氧化铈的聚氨酯研磨垫;

步骤b、控制上抛光盘下移至与下抛光盘紧贴陶瓷产品的上、下表面;

步骤c、控制上、下抛光盘反向转动,同时注入多晶钻石液;通过聚氨酯研磨垫对陶瓷产品上、下表面同时抛光。

多晶钻石表面粗糙,研磨过程中与工件间存在大量接触点,有效提高研磨效率;多晶钻石具有自锐性,可保持高磨削速率;对比单晶钻石,多晶钻石能最大程度减少异常划伤。含氧化铈的聚氨酯研磨垫的硬度比较大,配合多晶钻石液可以大大提升研磨效率,同时还增加了多晶钻石液的耐磨性能。类多晶钻石属于多晶钻石中的一种,因此类多晶钻石液同样适用于本发明的工艺。

特别地,所述聚氨酯研磨垫的硬度不小于97a,且所述聚氨酯研磨垫中氧化铈的质量百分比不少于60%。

特别地,所述多晶钻石液中多晶钻石微粉的粒径不小于18um。

特别地,步骤c中对上盘加压的压力不小于200g/cm2,上盘的转速为大于0至15rpm,下盘转速为10rpm-45rpm,多晶钻石液的流速为10ml/min-55ml/min。

特别地,所述步骤c中上盘的压力具体为由30g/cm2以下逐步递增压至200g/cm2-300g/cm2,下盘转速由10rpm以下逐步递增。

特别地,在所述步骤a装夹待抛光陶瓷产品之前,还包括对研磨垫进行修整的过程,所述修整包括使用含青铜和金钢石的平盘状修正轮对研磨垫进行修整,修整时上下面均平整的修正轮放入上下抛光盘之间,修整时对上抛光盘加压至200g/cm2-600g/cm2,并控制上抛光盘的转速为15rpm-30rpm。

特别地,在步骤c之后也包括对研磨垫进行修整的步骤,使得研磨垫的表面平整度达到抛光的要求。

特别地,所述修正轮中金刚石的粒径为800-1000目,修盘时间为15min-30min。

特别地,所述抛光盘采用球墨铸铁盘。球墨铸铁盘在抛光过程中不易发热,不会影响研磨垫与抛光盘盘面之间的黏贴。

特别地,在所述步骤c中温度控制小于45℃。

本发明至少具有以下有益效果:

1、本发明工艺采用聚氨酯研磨垫进行粗抛,粗抛后的产品没有铜盘印,且ttv(厚度变化量)为2-3um,因此后续只需45分钟左右就可完成精抛。

2、由于聚氨酯研磨垫相比抛光盘不容易发热,在抛光的时候,上盘的压力采用聚氨酯研磨垫比采用抛光盘的压力要大些且可以选取更大粒径的多晶钻石液进行抛光,因此采用聚氨酯研磨垫粗抛加工去处速率可以达到2um/min,相对铜盘效率提升二倍。

3、采用本发明的工艺在修盘的时候只需用普通的修正轮直接放进去对聚氨酯研磨垫进行修整,该修盘工艺普通的工人就可操作,方便简单,且修盘时间只需要3-5分钟。

4、本发明工艺采用聚氨酯研磨垫进行粗抛,由于研磨垫对比抛光盘自身带有一定的缓冲性,因此,抛光时产品的变形量小,提高了产品抛光后的质量和精度。

5、本发明工艺中采用主要成分为氧化铈的聚氨酯研磨垫进行粗抛,由于氧化铈自身的特性,可以提高抛光速率,同时含氧化铈的聚氨酯研磨垫和多晶钻石液的配合使用,可以增加多晶钻石液的耐磨性能,从而可以在使用相同用量的钻石液时达到更大的去除量。

6、采用本发明工艺对陶瓷产品进行粗抛,克服了研磨垫不适用于陶瓷粗抛的技术偏见,使工艺简单化,节约了时间,提高了效率且成品质量高。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照实施例,对本发明作进一步详细的说明。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明的实施例进行详细说明,但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1

一种氧化锆陶瓷盖板的双面粗抛光工艺,采用型号为13bor16b的双面研磨机,其中抛光盘采用球墨铸铁盘,研磨垫采用高密度、硬度较大的聚氨酯研磨垫,其中该聚氨酯研磨垫中氧化铈的质量百分比不少于60%,硬度不小于97a,抛光液采用多晶钻石液,且多晶钻石液中多晶钻石微粉粒径为18um,包括如下步骤:

第一步:贴皮。

贴皮前的准备工作:使用丙酮或异丙醇清洗并用刀片刮出抛光盘上的残胶,最后使用无尘布擦拭干净。研磨机的盘面若过于粗糙则使用砂纸1000号研磨表面后再使用,否则影响背胶牢固度;确保盘面平面度,不能有破损,盘面及其边缘不能有毛刺和凹坑,否则会导致抛光液从边缘渗入胶背;盘面毛刺部位需要用油石磨平;盘面必须要彻底清洗干净,不能有残胶、水气、油渍和粉尘等杂质,否则会导致背胶黏贴不牢;且对于设备上有可能带入磨盘的灰尘、结晶物和液体等等,尽可能的事先清理干净,避免贴皮带入背胶内,在贴皮时一定要先将抛光液管取下,并将抛光液管吹干,否则液体会流入背胶内。

贴下盘:确认抛光盘盘面已经彻底清洁干净并保持干燥,将研磨垫背胶纸撕开揭纸一小块,研磨垫平铺于下盘并检查内圆是否已准确定位,确认没有气泡存在与盘面和背胶之间,然后一边揭开胶纸,一边用手抚平研磨垫黏贴到盘面上,同时用圆棒滚压研磨垫确保背胶初步与磨盘贴牢,并确认之间没有气泡,如果使用滚压的方法还是不能去除气泡,则需使用针将气泡刺破,然后同时使用滚压棒将气体赶出,粘贴完毕后再次仔细检查磨皮的每一处是否有气泡(突起点)。

贴上盘:将研磨垫背胶面向上铺于下盘并撕开全部背胶纸,检查内圆准确定位,降上盘使得研磨垫贴于上盘并施加机台最大压力保持120min,升起上盘用圆棒滚压研磨垫确保背胶与磨盘之间没有气泡(操作方法与贴下盘相同),确保背胶与磨盘之间没有气泡(操作方法与贴下盘相同)。

粘贴完聚氨酯研磨垫后,所述抛光盘的盘面平整度控制小于10um。

第二步:压皮。

将上下研磨垫都贴好后,检查完气泡,则可以开始用设备对磨皮进行重压。

为了避免圈内及沟槽的地方没有办法压倒,使用一张10mm厚的海绵作为中介物,夹在上下盘中间,可以起到传到压力的作用,使得内圈及抛光液孔也能充分压倒。

压皮的过程中,降上盘并施加机台最大压力保持120min。

第三步:上抛光盘开抛光液孔与修整研磨垫边缘。

使用电烙铁将抛光液孔烫开,并使用30度锐角美工刀沿着已经开孔的地方切去多余研磨垫,同时将盘面内外圆多余部分裁剪掉,上下抛光盘边缘的研磨垫裁切使用45度角美工刀。

抛光液孔处的磨皮必须使用30度锐角刀倒圆,避免有研磨垫残留,从而阻碍抛光液流出,同时防止由于钻石液的不断冲刷,钻石液进入背胶,最终导致脱胶的现象。待确认抛光液孔全部切割完成后,降下上盘并施加机台最大压力保持60min。

第四步:研磨垫修整。

使用油性记号笔分别在上下研磨垫作4条标记线,所述标记线平分研磨垫,使用含青铜和粒度为800目的金刚石烧结的修正轮,将上下面均平整的修正轮放入上下抛光盘之间,修盘时对上抛光盘加压至400g/cm2,并控制上抛光盘的转速为30rpm。

新的研磨垫由于不平的地方较多,因此首次修整20分钟,观察标记线的磨损情况以判断研磨垫是否修磨平整,标记线磨损均匀则代表研磨垫已经重复修磨平整,若有些地方没有磨损,则继续重复10min,直到修整完成。修整前后均需用毛刷把研磨垫清洁干净,避免抛光液结晶及其他杂质残留在研磨垫及抛光液管道内。

第五步:抛光。

基本步骤为:在聚氨酯研磨垫修整完成后,将陶瓷产品装夹放置在双面抛光机的下抛光盘上;控制上抛光盘下移至与下抛光盘紧贴陶瓷产品的上、下表面;控制上、下抛光盘反向转动,同时注入多晶钻石液;通过聚氨酯研磨垫对陶瓷产品上、下表面同时抛光。

在抛光时调整流量型蠕动泵的速度为25ml/min-45ml/min,即在抛光时注入的多晶钻石液的流速为25ml/min-45ml/min,抛光液瓶到导液槽的抛光液软管内径为2mm,外径为4mm,所述抛光液软管采用透明硅胶管。由于抛光液瓶到导液槽的距离是导液槽到抛光盘盘面上抛光液孔的距离的三倍,因此若抛光液软管尺寸太大,则不容易密封,会造成进入空气使抛光液断流,同时抛光液软管太粗也不易控制抛光液的流量。

并将导液槽的宽度和深度改小,改为槽上沿宽度为20mm,槽底部宽度为5mm,槽深度为10mm,导液槽到盘面上抛光液孔之间的输液管使用内径为4mm、外径为6mm的透明硅胶软管,导液槽到盘面上抛光液孔之间的输液管需要尺寸稍大的导液软管使抛光液快速注入磨盘。导液槽的两侧安装刮板防止抛光液沉定和方便抛光液快速流动,盘面抛光液孔与硅胶软管密封性要好,抛光液瓶里的搅拌器要打开,使得钻石液保持悬浮性,抛光液不会在导液槽沉淀,会迅速流入磨盘。

在抛光过程中对上盘加压的压力不小于200g/cm2,上盘的转速为大于0至15rpm,下盘转速为10rpm-45rpm。

具体实施中,将上盘的压力由30g/cm2以下逐步递增到200-300g/cm2,下盘转速也是由10rpm以下逐步递增,上盘转速也是由静止逐步递增,等抛光后压力、转速再按前面规律递减回去,这样对产品起到一个缓冲修复作用。

在抛光过程中,钻石液流量先使用低流量25ml/min,如果发现去除速率不够或晶片表面研磨痕比较重,则调大流量至45ml/min。

本发明工艺抛光盘温度必须控制在45℃以下,超过45℃会引起聚氨酯抛光垫热胀冷缩而影响产品的平整度。

在抛光的过程中,游星轮的齿数和模数要与机台中心齿和外齿圈齿合匹配,游新轮放入下盘后应留有一定的齿合空间不能有翘起形象应检查,齿合过紧抛光过程的高转速会使游星轮在盘中晃动,炒机的可能性大,工件孔位应该露出抛光盘内圆和外圆2mm,在不影响游星轮强度的前提下在适当位置开抛光液孔,以保证研磨时工件表面能有充分的抛光液接触。

在抛光4-5盘后,为了冷却降温和保持研磨垫平整度需对研磨垫进行清洗和修整,修盘参数同第四步。此时,由于研磨垫已经经过与陶瓷产品之间的研磨,研磨的切削量相对于新贴的研磨垫有减小,因此修盘时间只需3-5min。

本实施例中,抛光加工时间20min,抛光完成后产品的ttv为2-3um。

对比例1

一种氧化锆陶瓷产品的双面粗抛光工艺,采用型号为13bor16b的双面研磨机,其中抛光盘采用铜盘,包括如下步骤:

将产品放置在研磨机的游星轮行腔内,游星轮上的轮齿分别与双面研磨机的齿圈和太阳轮啮合,并在抛光过程中给陶瓷产品上下表面通入钻石液,所述钻石液的粒径为2-3um。

在抛光过程中对上盘加压的压力为150g/cm2-250g/cm2,上盘的转速为大于0至20rpm,下盘转速为20rpm-45rpm。

将上盘的压力由30g/cm2以下逐步递增到150g/cm2-250g/cm2,下盘转速也是由20rpm以下逐步递增到目标值,上盘转速也是由静止逐步递增到目标值,等抛光后压力、转速再按前面规律递减回去。

本对比例工艺抛光盘压力不能太大以防由于铜盘较硬而产生划痕或者破坏产品;本对比例工艺中钻石液的粒径也不能太大,若粒径太大易引起铜盘发热,从而影响抛光质量。

铜盘在使用3-5天后需修盘,铜盘的修复需用专用车刀和专业修盘技术人员,且修一次盘,上盘需4h,下盘需4h,修盘后需清理铜粉和打磨盘面。

本对比例中,抛光加工时间60min,抛光完成后产品的ttv为5um以上,且产品表面有很深的铜盘印。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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