CN102172859A - 基于固结磨料的超薄平面玻璃的加工方法 - Google Patents

基于固结磨料的超薄平面玻璃的加工方法 Download PDF

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一种基于固结磨料的超薄平面玻璃的加工方法，其特征是它包括以下步骤：首先，取经过研磨后厚度不超过0.5mm的平面玻璃作为原料；其次，采用粒度不超过28微米的金刚石固结磨料抛光垫，控制抛光温度在20～40oC，抛光压力在100～1000g/cm2，抛光液pH值为8～11、流速为100～500ml/min，抛光转速为10～500r/min，得到厚度为0.2～0.3mm中间玻璃产品；第三，采用粒度不超过10微米的金刚石固结磨料抛光垫进行抛光加工，控制抛光温度在20～40oC，抛光压力控制在100～500g/cm2，抛光液pH值为8～11、流速为100～500ml/min，抛光转速为10～300r/min，将所述的中间玻璃产品置于抛光机上抛光至厚度不超过0.15mm的超薄玻璃。本发明具有工艺简单，无污染，效率高成本低，可实现长或宽与厚度的比例较大的尺寸材料加工的优点。

Description

基于固结磨料的超薄平面玻璃的加工方法
技术领域
本发明涉及一种超薄材料的加工方法，尤其是一种厚度不超过0.15mm的超薄玻璃的加工方法，具体地说是一种基于固结磨料的超薄平面玻璃的加工方法。
背景技术
目前，超薄平面玻璃是相对于普通平面玻璃而言的，厚度在0.1~1.5mm之间均可称之为超薄玻璃。超薄玻璃具有厚度极薄、透光率高、光电性能好等优点，是一种新兴的高技术、高附加值的优质玻璃。超薄玻璃基板、超薄平面玻璃的应用非常广泛，涉及工业、科技等各个领域，如电子信息产业各种平板显示器件用基板玻璃，钟表蒙面玻璃、仪器及汽车仪表玻璃、工业相像全息制版玻璃、照相机盖板玻璃，复印机、传真机及各类编码器用玻璃，太阳能发电用基板玻璃、太阳能电池保护罩板玻璃，显微镜、医用玻璃。工业材料配合料用鳞片玻璃等。随着世界高科技产业和高科技尖端产品的不断发展，国际市场对超薄玻璃的需求正日益上升，尤其是平板显示器用超薄玻璃基板，所以超薄玻璃的加工成为人们关注的焦点。
超薄平面玻璃抛光加工中存在许多困难，主要在于加工过程中玻璃受温度和应力变化容易发生碎裂、变形、厚度不均匀、平行度难控制等问题。目前在抛光过程中把玻璃粘结在第一块玻璃基板上单面抛光，调慢转速、减轻压力、控制好温差，可以很好的避免加工过程中出现破碎、变形现象；然后，粘结第二块玻璃基板覆盖于玻璃的已抛光好的抛光面上，研磨去除掉第一块玻璃基板后，抛光玻璃的第二面，防止加工过程中发生塌边，抛光直到获得相应的精度要求。
中国专利101456668公开了一种高精度超薄玻璃基片制备工艺，该工艺包含精磨、抛光浆料筛选和配置、抛光设备工艺参数程序设置、基片的平面度检测和玻璃基片抛光后表面的质量检验。此发明针对厚度在1.5mm以上的玻璃进行表面加工，而无法实现厚度在0.5mm以下的超薄玻璃的精密加工。林烽、林申旺等人在《超薄形晶体零件加工新工艺》文章中介绍了偏硼酸钡超薄形晶体零件的加工新工艺，解决了零件在加工中易碎裂、变形及平行度难以控制等各种难题，这种新工艺只适用于小面积超薄零件进行抛光加工，且实现过程比较复杂。
发明内容
本发明的目的是针对目前超薄玻璃加工中存在易碎、易变性、厚度不均匀、平行度难控制且只能加工小面积超薄玻璃的问题，提供一种基于固结磨料的大面积超薄平面玻璃的加工方法，达到玻璃均匀减薄的目的，同时获得平面度好、表面损伤小的超光滑表面。
本发明的技术方案是：
一种基于固结磨料的超薄平面玻璃的加工方法，其特征是它包括以下步骤：
首先，取经过研磨后厚度不超过0.5mm的平面玻璃作为原料，并利用双面抛光机作为抛光设备；
其次，采用粒度不超过28微米的金刚石固结磨料抛光垫作为粗加工用抛光头，控制抛光温度在20～40oC，抛光压力控制在100～1000g/cm2，抛光液PH值为8～11、流速为100～500ml/min，抛光转速为10～500r/min，对将原料玻璃置于抛光机上抛光去除，得到厚度为0.2～0.3mm中间玻璃产品；
第三，采用粒度不超过10微米的金刚石固结磨料抛光垫作为精加工用抛光头，对上述厚度为0.2～0.3mm中间玻璃产品进行抛光加工，控制抛光温度在20～40oC，抛光压力控制在100～500g/cm2，抛光液PH值为8～11、流速为100～500ml/min，抛光转速为10～300r/min，将所述的中间玻璃产品置于抛光机上抛光至厚度不超过0.15mm的超薄玻璃。
所述的抛光机为双面抛光机。
所述的抛光液为去离子水，并用过氧化氢、氨水、羟基胺、四甲基氢氧化铵、乙二胺或三乙醇胺、柠檬酸、乙酸、乙酸钠、磷酸二氢钠或次氯酸钠中的一种或一种以上的组件物来调节PH值。
所述的固结磨料抛光垫为金刚石磨料和有机基体混合制备而成的。
本发明的有益效果：
本发明的超薄平面玻璃的加工工艺主要采用两步固结磨料抛光法：第一步粗抛光，在保证玻璃的表面质量的条件下，在短时间内快速去除玻璃表面的深划伤、凸起、腐蚀坑等严重缺陷，并降低表面粗糙度，提高表面质量；第二步精抛光，进一步提高表面质量，并使玻璃厚度为0.15mm，同时获得厚度均匀、平面度好、无表面损伤的超光滑表面。
抛光时采用的抛光垫是金刚石固结磨料抛光垫，固结磨料抛光垫只需较小的去除量就可以达到平坦化的目的，并且能达到减少浪费、减小环境污染的目的。粗抛时，采用W28的金刚石抛光垫，去除量，去除速率较快。精抛时，采用W10的金刚石抛光垫，去除缓慢防止玻璃破碎，且可以获得较好的表面效果。
采用双面抛光的方法解决了加工厚度不均匀问题，在双面等量去除的条件下，可得到厚度均匀的抛光玻璃，并使平行度好。
粗抛光和精抛光时使用的抛光液为去离子水，并用过氧化氢或氨水或羟基胺或四甲基氢氧化铵或乙二胺或三乙醇胺或柠檬酸或乙酸或乙酸钠或磷酸二氢钠或次氯酸钠调节PH值。此抛光液不含任何硬质磨料、流动性好，可以获得表面损伤小、平整度高、完整性好的超光滑表面。
本发明的超薄玻璃的长或宽与厚度的比例大于300，解决了传统加工方法难以加工超薄玻璃的难题，为大平面显示器的研发提供了原材料。
本发明的方法简单易行，操作难度小，加工效率高，具有很好的推广应用前景。
用本发明方法加工的玻璃具有厚度均匀、平面度好、无表面损伤的优点。
本发明工艺流程简单、易清洗、成本低、效率高，且加工精度高、表面质量高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1：一种基于固结磨料的超薄平面玻璃的加工方法，它包括以下步骤：1）粗抛光采用W28（即金刚石粒度在20到28微米之间、不大于28微米，下同）的金刚石固结磨料抛光垫，金刚石固结磨料抛光垫的制备方法和配料可采用专利号为2008100227414，2008102440960的方法和配方加以实现（下同），抛光温度控制在25oC，抛光压力控制在800g/cm2，抛光液PH值为8、流速为300ml/min，抛光转速为150r/min，将玻璃双面抛光去除至0.2~0.3mm。2）精抛光采用W10（即金刚石粒度在5到10微米之间、不大于10微米，下同）的金刚石固结磨料抛光垫，抛光温度控制在25 oC，抛光压力控制在300g/cm2，抛光液调节PH值为8、流速为300ml/min，抛光转速为150r/min，将玻璃双面抛光至0.15mm，表面精度达到要求。
实施例2：一种基于固结磨料的超薄平面玻璃的加工方法，它包括以下步骤：1）粗抛光采用W28的金刚石固结磨料抛光垫，抛光温度控制在30oC，抛光压力控制在800g/cm2，抛光液PH值为10、流速为300ml/min，抛光转速为200r/min，将玻璃双面抛光去除至0.2~0.3mm。2）精抛光采用W10的金刚石固结磨料抛光垫，抛光温度控制在30 oC，抛光压力控制在300g/cm2，抛光液调节PH值为9、流速为300ml/min，抛光转速为100r/min，将玻璃双面抛光至0.15mm，表面精度达到要求。
实施例3：一种基于固结磨料的超薄平面玻璃的加工方法，它包括以下步骤：1）粗抛光采用W28的金刚石固结磨料抛光垫，抛光温度控制在35oC，抛光压力控制在800g/cm2，抛光液PH值为11、流速为300ml/min，抛光转速为150r/min，将玻璃双面抛光去除至0.2~0.3mm。2）精抛光采用W10的金刚石固结磨料抛光垫，抛光温度控制在35 oC，抛光压力控制在300g/cm2，抛光液调节PH值为11、流速为300ml/min，抛光转速为150r/min，将玻璃双面抛光至0.15mm，表面精度达到要求。
实施例4：一种基于固结磨料的超薄平面玻璃的加工方法，它包括以下步骤：1）粗抛光采用W28的金刚石固结磨料抛光垫，抛光温度控制在25oC，抛光压力控制在800g/cm2，抛光液PH值为8、流速为500ml/min，抛光转速为150r/min，将玻璃双面抛光去除至0.2~0.3mm。2）精抛光采用W10的金刚石固结磨料抛光垫，抛光温度控制在25oC，抛光压力控制在300g/cm2，抛光液调节PH值为8、流速为500ml/min，抛光转速为150r/min，将玻璃双面抛光至0.15mm，表面精度达到要求。
实施例5：一种基于固结磨料的超薄平面玻璃的加工方法，它包括以下步骤：1）粗抛光采用W28的金刚石固结磨料抛光垫，抛光温度控制在20oC，抛光压力控制在100g/cm2，抛光液PH值为8、流速为100ml/min，抛光转速为10r/min，将玻璃双面抛光去除至0.3mm。2）精抛光采用W10的金刚石固结磨料抛光垫，抛光温度控制在20 oC，抛光压力控制在100g/cm2，抛光液调节PH值为8、流速为100ml/min，抛光转速为10r/min，将玻璃双面抛光至0.15mm，表面精度达到要求。
实施例6：一种基于固结磨料的超薄平面玻璃的加工方法，它包括以下步骤：1）粗抛光采用W28的金刚石固结磨料抛光垫，抛光温度控制在40oC，抛光压力控制在1000g/cm2，抛光液PH值为11、流速为500ml/min，抛光转速为500r/min，将玻璃双面抛光去除至0.2mm。2）精抛光采用W10的金刚石固结磨料抛光垫，抛光温度控制在40 oC，抛光压力控制在500g/cm2，抛光液调节PH值为11、流速为500ml/min，抛光转速为300r/min，将玻璃双面抛光至0.15mm，表面精度达到要求。
本发明绝非仅限于实施例，本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (3)

1.一种基于固结磨料的超薄平面玻璃的加工方法，其特征是它包括以下步骤：
    首先，取经过研磨后厚度不超过0.5mm的平面玻璃作为原料，并利用双面抛光机作为抛光设备；
其次，采用粒度不超过28微米的金刚石固结磨料抛光垫作为粗加工用抛光头，控制抛光温度在20～40oC，抛光压力控制在100～1000g/cm2，抛光液PH值为8～11、流速为100～500ml/min，抛光转速为10～500r/min，对将原料玻璃置于抛光机上抛光去除，得到厚度为0.2～0.3mm中间玻璃产品；
第三，采用粒度不超过10微米的金刚石固结磨料抛光垫作为精加工用抛光头，对上述厚度为0.2～0.3mm中间玻璃产品进行抛光加工，控制抛光温度在20～40oC，抛光压力控制在100～500g/cm2，抛光液PH值为8～11、流速为100～500ml/min，抛光转速为10～300r/min，将所述的中间玻璃产品置于抛光机上抛光至厚度不超过0.15mm的超薄玻璃。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的抛光机为双面抛光机。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的抛光液为去离子水，并用过氧化氢、氨水、羟基胺、四甲基氢氧化铵、乙二胺或三乙醇胺、柠檬酸、乙酸、乙酸钠、磷酸二氢钠或次氯酸钠中的一种或几种调节PH值。
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