CN102284916A

CN102284916A - 具有复合排屑结构的研磨抛光垫

Info

Publication number: CN102284916A
Application number: CN2011101852378A
Authority: CN
Inventors: 朱永伟; 李军; 左敦稳; 叶剑锋; 樊吉龙; 唐晓潇
Original assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Current assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date: 2011-07-04
Filing date: 2011-07-04
Publication date: 2011-12-21

Abstract

一种具有复合排屑结构的研磨抛光垫，它包括加工层（1）、排屑层（2）、刚性层（3）和/或弹性层（4），其特征是所述的加工层（1）加工时遇水形成有供抛光废屑落入的通孔（5），以使加工的废屑落入排屑层（2），所述的排屑层（2）位于刚性层（3）或弹性层（4）上，所述的排屑层（2）上设有排屑槽（6）；刚性层（3）和弹性层（4）同时存在时，刚性层（3）位于弹性层（4）上，所述的刚性层（3）为有机玻璃板、聚氯乙烯板、聚碳酸脂板或聚对苯二甲酸二乙酯板中的一种；所述的弹性层（4）为具有弹性的聚氨酯、聚烯烃、苯乙烯、聚酯、聚酰胺或黑阻尼布中的一种。本发明有利于研磨抛光加工过程长时间的连续进行，避免碎屑损伤被加工材料表面，性能稳定，有利于提高研磨抛光的加工效率和表面质量，为高速高效加工奠定了基础。

Description

具有复合排屑结构的研磨抛光垫

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，具体地说是一种具有复合排屑结构的研磨抛光垫。

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和发泡的聚氨酯研磨抛光垫，沥青盘较软，加工碎屑容易陷入盘表面，不易排走划伤被加工材料表面；发泡的聚氨酯研磨抛光垫表面具有微孔，可以存储一定的碎屑，但存储量有限、易堵塞，若碎屑较大，易划伤被加工材料表面。沥青盘和发泡的聚氨酯研磨抛光垫在加工过程中排屑困难，需要不断的修整保证排屑，降低了加工效率；同时增加了加工成本。细小的加工废屑没有及时被排走，粘接在被加工材料的表面，通过后清洗过程很难去除，降低器件的性能。

研磨抛光加工的发展方向是高速高效，在高速加工的过程，更需要加工碎屑及时的排走。中国专利200810022741公布了抛光垫表面有不同的图案，既有利于材料去除又有利于废屑的排走，但只适合低速、中速加工。高速加工需要废屑及时离开加工区域。

发明内容

本发明的目的是针对现有的研磨抛光加工过程中废屑很难及时排走、阻碍加工的继续进行、划伤被加工材料表面、影响加工性能的问题，发明一种具有自溶形成排屑孔的具有复合排屑结构的研磨抛光垫。

本发明的技术方案是：

一种具有复合排屑结构的研磨抛光垫，它包括加工层1、排屑层2、刚性层3和/或弹性层4，其特征是所述的加工层1加工时遇水会形成便于抛光废屑落入的通孔5，从而使加工的废屑落入下层的排屑层2中收纳或直接在离心力的作用下甩出抛光垫外，所述的排屑层2位于刚性层3或弹性层4上，所述的排屑层2上设有排屑槽6；刚性层3和弹性层4同时存在时，刚性层3位于弹性层4上，所述的刚性层3为有机玻璃板、聚氯乙烯板、聚碳酸脂板或聚对苯二甲酸二乙酯板中的一种；所述的弹性层4为具有弹性的聚氨酯、聚烯烃、苯乙烯、聚酯、聚酰胺或黑阻尼布中的一种。

所述的加工层1可以含有磨料也可以不含磨料。

所述的加工层1上的通孔的制备方法是，首先将易溶于水的溶水化合物粉制成球状或柱状，并使球状溶水化合物的球径不小于加工层1的厚度，柱状溶水化合物高度不小于加工层1的厚度，其次，将球状或柱状溶水化合物混入制备加工层1的混合物中，溶水化合物的添加比例为整个加工层1质量的10-30%，加工过程中固结在加工层1中的球状或柱状溶水化合物遇到研磨抛光液中的水而溶解并最终形成通孔5。

所述的易溶于水的溶水化合物为氯化铵、硫酸铵、碳酸氢铵、氯化钾、硫酸钾、碳酸钾、氯化镁、硫酸镁、碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、乙酸钠中的一种或几种组合。

所述的排屑层2上的排屑槽6为放射线槽、螺旋线槽和十字交叉线槽中的一种或几种组合。

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、陶瓷等硬脆材料的研磨抛光加工，使加工过程中彻底避免了传统抛光垫存在的碎屑划伤的问题，加工效率高、表面质量优。

本发明的研磨抛光垫，加工层具有通孔结构，在加工过程中脱落的废屑很容易落入孔中，并通过通孔落入排屑层，排屑层具有沟槽，在研磨抛光垫的转动下，废屑很容易被甩出。废屑及时排走，使研磨抛光加工过程可以长时间的连续进行，同时避免了碎屑损伤被加工材料表面，提高了研磨抛光的加工效率和表面质量。

本发明结构简单，易于实现，具有成本低，产出高的优点。

附图说明

图1是本发明的一个最佳结构示意图。

图2是本发明的排屑层的排屑槽的结构示意图之一。

图3是本发明的排屑层的排屑槽的结构示意图之二。

图4是本发明的排屑层的排屑槽的结构示意图之三。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例一。

如图1-2所示。

一种具有复合排屑结构的研磨抛光垫，它包括加工层1、排屑层2、刚性层3和弹性层4，如图1所示，具体实施时，刚性层3和弹性层4可同时具备，也可二者取其一。根据被加工对象的不同，加工层1可以含有磨料也可以不含磨料。所述的加工层1加工时遇水会形成便于抛光废屑落入的通孔5，从而使加工的废屑落入下层的排屑层2中收纳或直接在离心力的作用下甩出抛光垫外，排屑层2呈放射线结构，形成放射线槽，如图2所示。所述的排屑层2位于刚性层或弹性层4上，所述的排屑层2上设有排屑槽6；刚性层3和弹性层4同时存在时，刚性层3位于弹性层4上，所述的刚性层3为有机玻璃板、聚氯乙烯板、聚碳酸脂板或聚对苯二甲酸二乙酯板中的一种；所述的弹性层4为具有弹性的聚氨酯、聚烯烃、苯乙烯、聚酯、聚酰胺或黑阻尼布中的一种。本实施例的用于排屑的通孔5是充分利用化合物特性形成的，该通孔5的形成由二个步骤形成，一个是先将易溶于水的溶水化合物混入加工层1的混合物中，由于制备加工层1的混合物不含水，因引溶水化合物不会溶解，它呈颗粒状散布在加工层1中，第二步是自动溶解形成通孔，加工时为了降温必须加水进行冷却和清洗，此时，固结在加工层（即实际抛光层）1中的溶水化合物遇水溶解，使加工层1上形成通孔5，研磨抛光过程中形成的废屑即可通过该通孔5落入下层的排屑层中收纳或在离心力的作用下被甩离抛光垫，因此本发明的抛不面上不会有废屑存在，从而防止了废屑对加工表面的二次损伤，同时由于废屑能及时排出，无需像传统抛光垫那样需定期对抛光面进行修整，可连续加工，省去大量的修整和装夹时间，大大提高了加工效率。为了使形成的通孔具有较好的排屑能力，必须将溶水化合物先加工成球径或高度大于加工层1厚度的球状或柱状颗粒，以便固结在加工层听其言观其行溶水化合物能与加工层表面的水接触并形成通孔。

具体来说加工层1上的通孔的制备方法是：首先将易溶于水的溶水化合物粉制成球状或柱状，并使球状溶水化合物的球径不小于加工层1的厚度，柱状溶水化合物高度不小于加工层1的厚度，其次，将球状或柱状溶水化合物混入制备加工层1的混合物中，溶水化合物的添加比例为整个加工层1质量的10-30%，加工过程中固结在加工层1中的球状或柱状溶水化合物遇到抛光冷却用水而溶解并最终形成通孔5。所述的易溶于水的溶水化合物为氯化铵、硫酸铵、碳酸氢铵、氯化钾、硫酸钾、碳酸钾、氯化镁、硫酸镁、碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、乙酸钠中的一种或几种组合。

实施例二。

如图1、3所示。

本实施例与实施例一的区别在于排屑层2上的排屑槽6的形态为螺旋线状结构，如图3。

实施例三。

如图1、4所示。

本实施例与实施例一的区别在于排屑层2上的排屑槽6的形态为十字交叉结构，如图4。

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

1.一种具有复合排屑结构的研磨抛光垫，它包括加工层（1）、排屑层（2）、刚性层（3）和/或弹性层（4），其特征是所述的加工层（1）加工时遇水形成有供抛光废屑落入的通孔（5），以使加工的废屑落入排屑层（2），所述的排屑层（2）位于刚性层（3）或弹性层（4）上，所述的排屑层（2）上设有排屑槽（6）；刚性层（3）和弹性层（4）同时存在时，刚性层（3）位于弹性层（4）上，所述的刚性层（3）为有机玻璃板、聚氯乙烯板、聚碳酸脂板或聚对苯二甲酸二乙酯板中的一种；所述的弹性层（4）为具有弹性的聚氨酯、聚烯烃、苯乙烯、聚酯、聚酰胺或黑阻尼布中的一种。

2.根据权利要求1所述的具有复合排屑结构的研磨抛光垫，其特征是所述的加工层（1）可以含有磨料也可以不含磨料。

3.根据权利要求1所述的具有复合排屑结构的研磨抛光垫，其特征是所述的加工层（1）上的通孔的制备方法是，首先将易溶于水的溶水化合物粉制成球状或柱状，并使球状溶水化合物的球径不小于加工层（1）的厚度，柱状溶水化合物高度不小于加工层（1）的厚度，其次，将球状或柱状溶水化合物混入制备加工层（1）的混合物中，溶水化合物的添加比例为整个加工层（1）质量的10-30%，加工过程中固结在加工层（1）中的球状或柱状溶水化合物遇到研磨抛光液中的水而溶解并最终形成通孔（5）。

4.根据权利要求3所述的具有复合排屑结构的研磨抛光垫，其特征是所述的易溶于水的溶水化合物为氯化铵、硫酸铵、碳酸氢铵、氯化钾、硫酸钾、碳酸钾、氯化镁、硫酸镁、碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、乙酸钠中的一种或几种组合。

5.根据权利要求1所述的具有复合排屑结构的研磨抛光垫，其特征是所述的排屑层（2）上的排屑槽（6）为放射线槽、螺旋线槽和十字交叉线槽中的一种或几种组合。