CN102267105A

CN102267105A - 含铁固结磨料研磨抛光垫

Info

Publication number: CN102267105A
Application number: CN2011102231346A
Authority: CN
Inventors: 朱永伟; 李军; 左敦稳; 唐晓潇; 叶剑锋; 李标; 孙玉利
Original assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Current assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date: 2011-08-05
Filing date: 2011-08-05
Publication date: 2011-12-07

Abstract

一种含铁固结磨料研磨抛光垫，其特征是它主要由磨料、铁粉和树脂均匀混合固化而成，所述的磨料、铁粉和树脂的质量百分比为磨料：铁粉：树脂=5%-50%：0.1%-30%：20%-90%。本发明不仅能提高研磨抛光垫的刚度，改善工件面形精度，而且通过与研磨抛光液配合，能提高研磨抛光垫的自修整能力，有利于加工过程长时间连续进行，提高加工效率和工件的表面质量。

Description

含铁固结磨料研磨抛光垫

技术领域

本发明涉及一种精加工工具，尤其是一种研磨抛光加工用的研磨抛光垫，具体地说是一种含铁固结磨料研磨抛光垫。

背景技术

据预测，全球LED照明市场规模2012年将高达120亿美元，手持式家用电器需求增长强劲，因而，蓝宝石衬底材料和玻璃显示屏市场看好。美国、中国等国家先后启动了核聚变发电计划，其中仅美国“国家点火计划”中，光学元件用量达到4万多件，光学元件还广泛应用于武器精确制导系统、空间遥感系统、全固态激光显示和医疗系统等。上述产品中，大量采用超精密研磨抛光作为其加工手段。研磨抛光加工技术水平制约着我国硬盘、光学、半导体等与我国国民经济运行安全和国防安全密切相关的技术发展。研磨抛光垫是研磨抛光加工最重要的工具之一，其决定器件最终的加工质量、加工效率及加工成本。

目前研磨抛光加工中使用的抛光垫主要有沥青盘、聚氨酯和绒布研磨抛光垫。沥青盘较软，加工过程易变形，要不断的修整以保证被抛光工件的面形，没有自修整能力；聚氨酯研磨抛光垫有一定的硬度，但被抛光工件在压力的作用下易陷入抛光垫，工件易塌边、影响工件的面形精度，同时，磨料颗粒易陷入抛光垫的孔中，影响加工的继续进行，所以，每隔一段时间抛光垫需要修整；绒布抛光垫较软，一般用于提高工件的表面粗糙度，不易改变工件的面形精度。目前使用的研磨抛光垫刚度不够，易变形、难以保证工件的面形精度，同时要不断的修整以维持加工的继续进行，加工效率低。

目前加工中使用的树脂铁盘主要用于研磨，加工过程中需要添加含磨料的抛光液，加工后清洗困难，树脂铁盘容易磨钝，需定时修整、加工效率低，表面质量差、研磨后还需要抛光等工序提高表面质量。

发明内容

本发明的目的是针对现有加工过程中研磨抛光垫的刚度不够、需要不断修整，影响加工的面形精度、降低加工效率的问题，发明一种刚度高具有自修整功能的树脂含铁的固结磨料研磨抛光垫。

本发明的技术方案是：

一种含铁固结磨料研磨抛光垫，其特征是它主要由磨料、铁粉和树脂均匀混合固化而成，所述的磨料、铁粉和树脂的质量百分比为磨料：铁粉：树脂=5%-50%：0.1%-30%：20%-90%。

所述的磨料为金刚石、氧化硅、氧化铈、氧化铝、碳化硅、碳化硼、氧化锆中的一种或几种组合。

所述的磨料粒度为50纳米-100微米。

所述的铁粉为还原铁粉、电解铁粉、焊条铁粉、铁粉，铁纤维，羟基铁粉，雾化铁粉中的一种或几种组合。

所述的铁粉粒度为50纳米-50微米。

本发明的有益效果：

本发明的研磨抛光垫可广泛应用于半导体、玻璃、光学晶体、陶瓷等材料的研磨抛光加工，加工过程提高工件的面形精度、避免停工修整研磨抛光垫，加工效率高、表面质量优。

本发明的研磨抛光垫，在固结磨料研磨抛光垫中添加铁粉，提高研磨抛光垫的刚度，加工过程中不易变形，改善工件的面形；同时，加工过程中与研磨抛光液配合，提高研磨抛光垫的自修整能力，避免停工修整研磨抛光垫，有利于加工过程长时间连续进行，提高加工效率；在树脂铁盘中添加磨料，提高加工效率和工件的表面质量。

本发明结构简单，易于实现，具有成本低、产出高的优点。

本发明不仅能提高研磨抛光垫的刚度，改善工件面形精度，而且通过与研磨抛光液配合，能提高研磨抛光垫的自修整能力，有利于加工过程长时间连续进行，提高加工效率和工件的表面质量。

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1：一种含铁固结磨料研磨抛光垫，它由磨料、铁粉和树脂均匀混合固化后形成，其制备方法与现有的抛光垫相同，其中碳化硅磨料400g, 雾化铁粉150g, 树脂450g（可采用与现有抛光垫使用的完全相同的树脂，如亲水树脂，也可采用申请人在先申请的申请号为2007100248219、2008102440960、2008100227414、2009102135958、201010145260X中所使用的树脂配方加以实现，下同）。本发明的关键点是在抛光垫中增加了铁粉，其余组份除配比关系外与现有技术基本相同。碳化硅的粒度为50微米，雾化铁粉的粒度为20微米。制成研磨抛光垫加工K9玻璃面形提高50%，材料去除率提高250%，自修整能力提高35倍。研磨抛光单晶硅片，面形提高40%，材料去除率提高300%，自修整能力提高25倍。

实施例2：一种含铁固结磨料研磨抛光垫，它由磨料、铁粉和树脂均匀混合固化后形成，其制备方法与现有的抛光垫相同，其中氧化铈磨料200g, 电解铁粉250g,树脂550g。本发明的关键点是在抛光垫中增加了铁粉，其余组份除配比关系外与现有技术基本相同。所述的氧化铈的粒度为10微米，电解铁粉的粒度为10微米。制成研磨抛光垫加工K9玻璃面形提高180%，材料去除率提高230%，自修整能力提高55倍。研磨抛光单晶硅片，面形提高50%，材料去除率提高150%，自修整能力提高35倍。

实施例3：一种含铁固结磨料研磨抛光垫，它由磨料、铁粉和树脂均匀混合固化后形成，其制备方法与现有的抛光垫相同，具体组成为金刚石磨料350g,羟基铁粉150g, 树脂500g。本发明的关键点是在抛光垫中增加了铁粉，其余组份除配比关系外与现有技术基本相同。所述的金刚石的粒度为40微米，羟基铁粉的粒度为20微米。制成研磨抛光垫加工K9玻璃面形提高140%，材料去除率提高28%，自修整能力提高50倍。研磨抛光单晶硅片，面形提高80%，材料去除率提高350%，自修整能力提高30倍。

实施例4：一种含铁固结磨料研磨抛光垫，它由磨料、铁粉和树脂均匀混合固化后形成，其制备方法与现有的抛光垫相同，其中碳化硅磨料50g, 雾化铁粉1g, 树脂20g。本发明的关键点是在抛光垫中增加了铁粉，其余组份除配比关系外与现有技术基本相同。碳化硅的粒度为50纳米，雾化铁粉的粒度为50纳米。制成研磨抛光垫加工K9玻璃面形提高60%，材料去除率提高200%，自修整能力提高30倍。研磨抛光单晶硅片，面形提高30%，材料去除率提高250%，自修整能力提高20倍。

实施例5：一种含铁固结磨料研磨抛光垫，它由磨料、铁粉和树脂均匀混合固化后形成，其制备方法与现有的抛光垫相同，其中氧化铈磨料500g, 电解铁粉300g,树脂900g。本发明的关键点是在抛光垫中增加了铁粉，其余组份除配比关系外与现有技术基本相同。所述的氧化铈的粒度为100微米，电解铁粉的粒度为50微米。制成研磨抛光垫加工K9玻璃面形提高120%，材料去除率提高300%，自修整能力提高75倍。研磨抛光单晶硅片，面形提高30%，材料去除率提高250%，自修整能力提高45倍。

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

1.一种含铁固结磨料研磨抛光垫，其特征是它主要由磨料、铁粉和树脂均匀混合固化而成，所述的磨料、铁粉和树脂的质量百分比为磨料：铁粉：树脂=5%-50%：0.1%-30%：20%-90%。

2.根据权利要求1所述的含铁固结磨料研磨抛光垫，其特征是所述的磨料为金刚石、氧化硅、氧化铈、氧化铝、碳化硅、碳化硼、氧化锆中的一种或几种组合。

3.根据权利要求1或2所述的含铁固结磨料研磨抛光垫，其特征是所述的磨料粒度为50纳米-100微米。

4.根据权利要求1所述的含铁固结磨料研磨抛光垫，其特征是所述的铁粉为还原铁粉、电解铁粉、焊条铁粉、铁粉，铁纤维，羟基铁粉，雾化铁粉中的一种或几种组合。

5.根据权利要求1或4所述的含铁固结磨料研磨抛光垫，其特征是所述的铁粉粒度为50纳米-50微米。