CN101508087A - 金刚石薄膜研磨方法及其触媒砂轮 - Google Patents

金刚石薄膜研磨方法及其触媒砂轮 Download PDF

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Abstract

金刚石薄膜研磨方法，包括：将催化磨粒和切削磨粒分别和粘结剂混合；制造同心圆的模具，将催化磨粒与切削磨粒相间的倒入混合好的磨粒；将磨具放入压缩机内挤压固化，脱模后制得触媒砂轮；触媒砂轮对工件进行加工时，在催化磨粒的摩擦及催化作用下，待催化磨粒磨损消耗后，由切削磨粒对石墨化产生的非金刚石碳进行去石墨化研磨和抛光，实现金刚石薄膜表面的精密研磨和抛光。适用于方法的触媒砂轮，由催化磨粒和切削磨粒所组成。本发明具有适用性强、结构紧凑、加工效率和加工精度高、成本低，负面影响小、使用便捷等优点。

Description

金刚石薄膜研磨方法及其触媒砂轮
技术领域
本发明主要涉及研磨、抛光等精密加工领域，尤其适用于CVD金刚石薄膜研磨和抛光的金刚石薄膜研磨方法及其触媒砂轮。
背景技术
CVD金刚石膜机械式研磨抛光利用游离磨料或金刚石砂轮与CVD金刚石膜表面接触产生较大的摩擦力，使金刚石表层发生变形甚至碳键断裂而形成碎屑，从而达到去除材料的目的。但是，传统的方法存在以下的弊端：加工效率较低，微观表面质量不佳，且容易造成膜的破裂、损伤。
发明内容
为了克服现有CVD金刚石薄膜机械式研磨抛光工艺的缺点，本发明提出了一种加工效率和加工精度高，表面质量好、破损少、使用便捷的金刚石薄膜研磨方法及其触媒砂轮。
金刚石薄膜研磨方法，包括以下步骤：
(1)将催化磨粒和切削磨粒分别和粘结剂混合，各自的体积百分比为：磨粒80％～90％，粘结剂10％～20％，搅拌均匀，其中催化磨粒占总磨粒体积60％～80％，切削磨粒占总磨粒体积40％～20％；
(2)制造同心圆的模具，按照催化磨粒与切削磨粒相间的方式倒入混合好的磨粒，催化磨粒位于最外层，浇注成型；
(3)将磨具放入压缩机内挤压固化，脱模后制得触媒砂轮。
(4)触媒砂轮对工件进行加工时，在催化磨粒的摩擦及催化作用下，降低了CVD金刚石膜石墨化所需的活化能，能够在较低的条件下形成易于研磨的非金刚石碳，待催化磨粒磨损消耗后，再由切削磨粒对石墨化产生的非金刚石碳进行去石墨化研磨和抛光，实现金刚石薄膜表面的精密研磨和抛光。
适用于所述的金刚石薄膜研磨方法的触媒砂轮，其特征在于：所述的砂轮由催化磨粒和切削磨粒所组成。
进一步，所述的催化磨粒和切削磨粒按照同心圆层状分布，所述的催化磨粒位于最外层。
进一步，所述的砂轮中磨粒之间以固着方式粘结，各自的体积百分比为：磨粒80％～90％，粘结剂10％～20％，各部分占磨粒总体积的百分比为：催化磨粒60％～80％，切削磨粒40％～20％。
进一步，所述的催化磨粒可以为：铁、锰，钛，铝之一或一种以上的混合物。
进一步，所述的催化磨粒粒径范围为0.5～10微米。
进一步，所述的切削磨粒可以为：单晶金刚石微粉。
进一步，所述的切削磨粒粒径范围为1.5～10微米。
本发明的技术构思为：将催化剂、切削磨粒进行有机组合，利用触媒作用，降低CVD金刚石膜石墨化所需的活化能，在较低的条件下，实现局部位置CVD金刚石的石墨化，切削磨粒进行去石磨化研磨。
本发明的优点是：适用性强、结构紧凑、加工效率和加工精度高、负面影响小、使用便捷等。
附图说明
图1为触媒砂轮结构图
具体实施方式
下面结合附图，进一步说明本发明：
实施例一
参照附图1：
金刚石薄膜研磨方法，包括以下步骤：
(1)将催化磨粒和切削磨粒分别和粘结剂混合，各自的体积百分比为：磨粒80％～90％，粘结剂10％～20％，搅拌均匀，其中催化磨粒占总磨粒体积60％～80％，切削磨粒占总磨粒体积40％～20％；
(2)制造同心圆的模具，按照催化磨粒与切削磨粒相间的方式倒入混合好的磨粒，催化磨粒位于最外层，浇注成型；
(3)将磨具放入压缩机内挤压固化，脱模后制得触媒砂轮。
(4)触媒砂轮对工件进行加工时，在催化磨粒的摩擦及催化作用下，降低了CVD金刚石膜石墨化所需的活化能，能够在较低的条件下形成易于研磨的非金刚石碳，待催化磨粒磨损消耗后，再由切削磨粒对石墨化产生的非金刚石碳进行去石墨化研磨和抛光，实现金刚石薄膜表面的精密研磨和抛光。
实施例二
参照附图1：
本实施例公开了一种适用于所述的金刚石薄膜研磨方法的触媒砂轮，所述的砂轮由催化磨粒1和切削磨粒2所组成。
所述的催化磨粒1和切削磨粒2按照同心圆层状分布，所述的催化磨粒1位于最外层。
所述的砂轮中催化磨粒1和切削磨粒2之间以固着方式粘结，各自的体积百分比为：磨粒80％～90％，粘结剂10％～20％，各部分占磨粒总体积的百分比为：催化磨粒60％～80％，切削磨粒40％～20％。
所述的催化磨粒1可以为：铁、锰，钛，铝之一或一种以上的混合物。
所述的催化磨粒1粒径范围为0.5～10微米。
所述的切削磨粒2可以为：单晶金刚石微粉。
所述的切削磨粒2粒径范围为1.5～10微米。
本发明的技术构思为：将催化剂、切削磨粒进行有机组合，利用触媒作用，降低CVD金刚石膜石墨化所需的活化能，在较低的条件下，实现局部位置CVD金刚石的石墨化，切削磨粒进行去石磨化研磨。
本发明的优点是：适用性强、结构紧凑、加工效率和加工精度高、负面影响小、使用便捷等。
结合实际情况，进一步说明本发明：
实施例三
本实施例提出了一种触媒砂轮的具体配方。本实施例的催化磨粒为1500#的铁粉，切削磨粒为1000#的单晶金刚石微粉，粘结剂为2400#的铁粉。各部分的体积百分比为：磨粒共占总体积的80％(其中催化磨粒与切削磨粒的体积比70％：30％)，粘结剂占总体积的20％。
实施例四
本实施例提出了又一种触媒砂轮的具体配方。本实施例的催化磨粒为1800#的铁粉，切削磨粒为1200#的单晶金刚石微粉，粘结剂为2400#的铁粉。各部分的体积百分比为：磨粒共占总体积的85％(其中催化磨粒与切削磨粒的体积比60％：40％)，粘结剂占总体积的15％。
实施例五
本实施例提出了又一种触媒砂轮的具体配方。本实施例的催化磨粒为1500#的铁粉和1500#的锰粉(体积之比为1：1)，切削磨粒为1000#的单晶金刚石微粉，粘结剂为2400#的铁粉。各部分的体积百分比为：磨粒共占总体积的80％(其中催化磨粒与切削磨粒的体积比60％：40％)，粘结剂占总体积的20％。
本说明书实施例所述内容仅仅是对发明构思所实现形式的列举，本发明的保护范围不应当仅局限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围及于本领域技术人员根据本发明的技术构思所能想到的等同技术手段。

Claims (8)

1.金刚石薄膜研磨方法，包括以下步骤：
(1)将催化磨粒和切削磨粒分别和粘结剂混合，各自的体积百分比为：磨粒80％～90％，粘结剂10％～20％，搅拌均匀，其中催化磨粒占总磨粒体积60％～80％，切削磨粒占总磨粒体积40％～20％；
(2)制造同心圆的模具，按照催化磨粒与切削磨粒相间的方式倒入混合好的磨粒，催化磨粒位于最外层，浇注成型；
(3)将磨具放入压缩机内挤压固化，脱模后制得触媒砂轮。
(4)触媒砂轮对工件进行加工时，在催化磨粒的摩擦及催化作用下，降低了CVD金刚石膜石墨化所需的活化能，能够在较低的条件下形成易于研磨的非金刚石碳，待催化磨粒磨损消耗后，再由切削磨粒对石墨化产生的非金刚石碳进行去石墨化研磨和抛光，实现金刚石薄膜表面的精密研磨和抛光。
2.一种适用于权利要求1所述的金刚石薄膜研磨方法的触媒砂轮，其特征在于该砂轮由催化磨粒和切削磨粒所组成。
3.如权利要求2所述的触媒砂轮，其特征在于：所述的催化磨粒和切削磨粒按照同心圆层状分布，所述的催化磨粒位于最外层。
4.根据权利要求3所述的触媒砂轮，其特征在于所述的砂轮中磨粒之间以固着方式粘结，各自的体积百分比为：磨粒80％～90％，粘结剂10％～20％，各部分占磨粒总体积的百分比为：催化磨粒60％～80％，切削磨粒40％～20％。
5.根据权利要求4所述的触媒砂轮，其特征在于所述的催化磨粒可以为：铁、锰，钛，铝之一或一种以上的混合物。
6.根据权利要求5所述的触媒砂轮，其特征在于所述的催化磨粒粒径范围为0.5～10微米。
7.根据权利要求6所述的触媒砂轮，其特征在于所述的切削磨粒可以为：单晶金刚石微粉。
8.根据权利要求7所述的触媒砂轮，其特征在于所述的切削磨粒粒径范围为1.5～10微米。
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