CN104400567B - 一种金属板的超镜面抛光方法 - Google Patents

一种金属板的超镜面抛光方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种金属板的超镜面抛光方法，该方法包括如下步骤：(1)将金属板片经磨床磨削或精轧机冷轧获得平直的板面形状，上述冷轧的压下率为3～30％；(2)将水磨砂纸粘贴于金相磨抛机的转盘上，对经步骤(1)加工过的金属板片进行打磨；(3)将步骤(2)打磨过的金属板片的表面用带有海绵盘的抛光机在1500～2500r/min的速度下进行打磨抛光处理至粗糙度Ra小于10nm，该海绵盘上涂有粒度为W0.5～W5.0的研磨膏。本发明的方法流程短、效率高、操作灵活、适用范围广。

Description

一种金属板的超镜面抛光方法
技术领域
本发明属于金属加工领域，具体涉及一种金属板的超镜面抛光方法。
背景技术
随着机械加工技术的革新及新兴材料技术的发展，对金属表面的镜面抛光处理提出越来越高的需求，如何高效、优质、无污染的对金属表面进行抛光并获得超镜面抛光效果已成为一个研究重点方向。目前金属表面的抛光技术主要包括有化学抛光、电解抛光、机械抛光及其他们之间的复合抛光法。化学抛光是依靠化学浸蚀作用完成的抛光过程，其特点是不用直流电源和导电挂具，可抛光形状复杂及各种尺寸的工件，但溶液使用寿命短，溶液浓度保证较困难；电解抛光是将工件放入特定溶液中进行阳极电解，使工件表面平滑并产生金属光泽的过程，但其存在污染环境，无法除去工件表面的宏观划痕、麻点等瑕疵的缺陷；机械抛光是通过磨削加工而得到光洁表面的处理工艺，传统的金属材料表面处理方法包括刨削、铣削、电火花、线切割等，通常采用这些加工工艺获得的表面粗糙度Ra值大于10μm，采用高精度的磨床等电加工机床表面粗糙度Ra值为0.32～1.6μm，其他更先进的设备加工使Ra值优于0.1μm,但它的机床设备昂贵且加工时间也会延长；而特种抛光处理方法，例如：申请号为200520200625.9的一种用于不锈钢锅的液压抛光机，申请号为200920231300.5的高精度不锈钢抛光装置，它们均需要一定的设备支持，不适于对大型复杂零件表面的处理，而且还难以达到镜面效果；另外还有此几种技术的复合加工方法，例如：申请号为201210181335.9一种超精密复合抛光方法，综合了化学、电解、机械三种抛光工艺，但它存在工艺复杂、流程长、效率低、成本高等缺点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种金属板的超镜面抛光方法。
本发明的具体技术方案如下：
一种金属板的超镜面抛光方法，包括如下步骤：
(1)将金属板片经磨床磨削或精轧机冷轧获得平直的板面形状，上述冷轧的的压下率为3～30％；
(2)将水磨砂纸粘贴置于金相磨抛机的转盘上，并在转盘的侧面将砂纸粘贴固定，对经步骤(1)加工过的金属板片进行打磨：若金属板片的材质为铝、铁、铜、银、金或与上述金属的硬度级别相同的金属或合金，则每3000～4000mm2的面积使用2000#水磨砂纸打磨3～6min，至平面度误差小于10μm；若金属板片的材质为钢、镍、钼、钨或与上述金属的硬度级别相同的金属或合金，则每3000～4000mm2的面积依次使用1000#、1500#及2000#水磨砂纸分别打磨3～6min，至平面度误差小于10μm；
(3)将步骤(2)打磨过的金属板片的表面用带有海绵盘的抛光机在1500～2500r/min的速度下进行打磨抛光处理至粗糙度Ra小于10nm，上述打磨抛光处理过程中保持清水流过以冷却及润湿所处理的表面，该海绵盘上涂有粒度为W0.5～W5.0的研磨膏。
在本发明的一个优选实施方案中，所述金属板片的材质为铝、铁、铜、银、金或与上述金属的硬度级别相同的金属或合金，所用的研磨膏的粒度为W0.5～W2.5。
进一步优选的，所述步骤(2)中，每3500mm2的面积使用2000#水磨砂纸打磨3～6min，至平面度误差小于10μm。
在本发明的一个优选实施方案中，所述金属板片的材质为钢、镍、钼、钨或与上述金属的硬度级别相同的金属或合金，所用的研磨膏的粒度为W2.5～W5.0。
进一步优选的，所述步骤(2)中，每3500mm2的面积依次使用1000#、1500#及2000#水磨砂纸分别打磨3～6min，至平面度误差小于10μm。
在本发明的一个优选实施方案中，所述冷轧的的压下率为5％。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(3)中带有海绵盘的抛光机的速度为1500～2000r/min。
本发明的有益效果是：
1、本发明首先对各种金属材料采用常见的磨削、冷精轧等工艺获取较好的平直板形，后砂纸打磨再次优化金属表面环境，获得良好表面粗糙度，最后使用涂有研磨膏的抛光机，使表面更进一步的精细抛光处理，且在处理过程中保持有微量清水流过处理表面，此抛光过程主要由抛光机带动海绵盘高速转动，镶嵌于海绵盘内的研磨膏接触金属表面后，与工件产生研磨作用，去除表面的“凸起”，清水的流过可降低因两者相互作用而升高的表面温度，进而使被加工表面几乎不产生变质层，此法在微电子等功能材料的加工中就尤为重要，因研磨膏嵌于海绵内，使其工作过程中拥有了“弹性”，而能在金属的表面处理中优先去除凸起部分，最终便使金属表面高效的获得超镜面效果；
2、本发明的方法流程短、效率高、操作灵活、适用范围广。
附图说明
图1为本发明的实施例1中应用原子力显微镜检测超镜面抛光处理后钼片的表面粗糙度的结果图。
具体实施方式
以下通过具体实施方式结合附图本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。
实施例1：
选取一尺寸为1.0×50×70mm的纯钼板片，首先使用平面磨床磨削钼板表面，获得平面度误差约为5μm的平直板形；后依次选择1000#、1500#及2000#三种型号的水磨砂纸打磨材料表面，每种砂纸打磨时间为3～5min，获取无杂质且相对光亮表面；最后使用W3.0研磨膏涂置于抛光机的海绵盘上，对钼板表面进行精细抛光处理，且在处理过程中保持有微量清水流润湿处理表面；经过一段时间打磨后涂抹研磨膏的海绵被去除掉一定厚度，又在海绵上涂抹W3.0研磨膏进行继续进行抛光处理，抛光机打磨时间共3～5min，直至纯钼板呈现异常光亮效果。如图1所示，对于硬脆的金属材料——钼，应用原子力显微镜检测处理后表面，得粗糙度Ra为6.31nm，而实现了超镜面效果。
实施例2：
选取厚度为2.0mm的冷轧态紫铜板，剪裁出长宽尺寸为50×70mm的板片，直接选择2000#型号的水磨砂纸打磨材料表面，砂纸打磨时间为3～5min，获取无杂质且平直的表面；后使用W2.5研磨膏涂置于抛光机的海绵盘上，对紫铜板进行精细抛光处理，且在处理过程中保持有微量清水流润湿处理表面；经过一段时间打磨后海绵层磨损掉一定厚度，再使用W1.5研磨膏涂置于抛光机的海绵盘上继续进行抛光处理，抛光机打磨时间共3～5min，直至紫铜板呈现异常光亮效果。对金属材料中相对较软的铜，应用原子力显微镜检测处理后表面，得粗糙度Ra为3.39nm，而实现了超镜面效果。
实施例3：
选取厚度为2.0mm的纯铁板，剪裁出长宽尺寸为50×70mm的板片，首先选取光亮轧辊的两辊冷轧机5％压下率冷轧处理，使其表面平面度误差约为10μm，粗糙度达到Ra0.8，轧后表面采用酸碱除油除脂及去氧化物处理；选择2000#型的水磨砂纸打磨材料表面，砂纸打磨时间为3～5min，获取无杂质且相对光亮的表面；最后使用W2.5研磨膏涂置于抛光机的海绵盘上，对纯铁板进行精细抛光处理，且在处理过程中保持有微量清水流润湿处理表面；经过一段时间打磨后海绵层磨损掉一定厚度，再使用W1.5研磨膏涂置于抛光机的海绵盘上继续进行抛光处理，抛光机打磨时间共3～5min，直至纯铁板呈现异常光亮效果。对金属材料中较铜硬的铁，应用原子力显微镜检测处理后表面，得表面粗糙度Ra为4.88nm，也实现了超镜面效果。
实施例4：
(1)将金属板片经磨床磨削或精轧机冷轧获得平直的板面形状，上述冷轧的的压下率为3～30％(优选5％)；
(2)将水磨砂纸粘贴置于金相磨抛机的转盘上，并在转盘的侧面将砂纸粘贴固定(不对转盘的平面造成影响)，对经步骤(1)加工过的金属板片进行打磨：若金属板片的材质为铝、铁、铜、银、金或与上述金属的硬度级别相同的金属或合金，则每3000～4000mm2(优选3500mm2)的面积使用2000#水磨砂纸打磨至平面度误差小于10μm(优选打磨时间3～6min)；若金属板片的材质为钢、镍、钼、钨或与上述金属的硬度级别相同的金属或合金，则每3000～4000mm2(优选3500mm2)的面积依次使用1000#、1500#及2000#水磨砂纸分别打磨3～6min，至平面度误差小于10μm；
(3)将步骤(2)打磨过的金属板片的表面用带有海绵盘的抛光机在1500～2500r/min的速度(优选为1500～2000r/min)下进行打磨抛光处理至粗糙度Ra小于10nm，上述打磨抛光处理过程中保持清水流过并润湿所处理的表面，该海绵盘上涂有粒度为W0.5～W5.0的研磨膏：若所述金属板片的材质为铝、铁、铜、银、金或与上述金属的硬度级别相同的金属或合金，所用的研磨膏的粒度为W0.5～W2.5；若所述金属板片的材质为钢、镍、钼、钨或与上述金属的硬度级别相同的金属或合金，所用的研磨膏的粒度为W2.5～W5.0。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (6)

1.一种金属板的超镜面抛光方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将金属板片经磨床磨削或精轧机冷轧获得平直的板面形状，上述冷轧的压下率为3～30％；
(2)将水磨砂纸粘贴置于金相磨抛机的转盘上，并在转盘的侧面将砂纸粘贴固定，对经步骤(1)加工过的金属板片进行打磨：若金属板片的材质为铝、铁、铜、银、金或与上述金属的硬度级别相同的金属或合金，则每3000～4000mm2的面积使用2000#水磨砂纸打磨3～6min，至平面度误差小于10μm；若金属板片的材质为钢、镍、钼、钨或与上述金属的硬度级别相同的金属或合金，则每3000～4000mm2的面积依次使用1000#、1500#及2000#水磨砂纸分别打磨3～6min，至平面度误差小于10μm；
(3)将步骤(2)打磨过的金属板片的表面用带有海绵盘的抛光机在1500～2000r/min的速度下进行打磨抛光处理至粗糙度Ra小于10nm，上述打磨抛光处理过程中保持清水流过以冷却及润湿所处理的表面，该海绵盘上涂有粒度为W0.5～W5.0的研磨膏。
2.如权利要求1所述的一种金属板的超镜面抛光方法，其特征在于：所述金属板片的材质为铝、铁、铜、银、金或与上述金属的硬度级别相同的金属或合金，所用的研磨膏的粒度为W0.5～W2.5。
3.如权利要求2所述的一种金属板的超镜面抛光方法，其特征在于：所述步骤(2)中，每3500mm2的面积使用2000#水磨砂纸打磨3～6min，至平面度误差小于10μm。
4.如权利要求1所述的一种金属板的超镜面抛光方法，其特征在于：所述金属板片的材质为钢、镍、钼、钨或与上述金属的硬度级别相同的金属或合金，所用的研磨膏的粒度为W2.5～W5.0。
5.如权利要求4所述的一种金属板的超镜面抛光方法，其特征在于：所述步骤(2)中，每3500mm2的面积依次使用1000#、1500#及2000#水磨砂纸分别打磨3～6min，至平面度误差小于10μm。
6.如权利要求1所述的一种金属板的超镜面抛光方法，其特征在于：所述冷轧的压下率为5％。
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