CN106363528A - 一种针对蓝宝石的固结磨料及研磨工艺 - Google Patents

一种针对蓝宝石的固结磨料及研磨工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种针对蓝宝石的固结磨料及研磨工艺,所述针对蓝宝石的固结磨料的配比如下:按质量份量计,W14的碳化硼粉粒55‑60份、W50的二氧化硅粉粒25‑28份、W28的镀铬氧化铝粉粒18‑20份、W28的铜粉粒5‑8份。本发明以碳化硼作为主要的研磨垫成分,避免了采用高硬度的金刚石而造成研磨损伤,同时不会降低研磨效率,且设计的较软硬度的W28的铜粉粒和W50的二氧化硅粉粒合理配合W14的碳化硼粉粒一起研磨不仅可以充当研磨,并增加固化剂的连接性,且可以在碳化硼颗粒脱落时起到清洁作用,将脱落的颗粒推送到设置的预留槽口内,不会在蓝宝石上留下刮伤。

Description

一种针对蓝宝石的固结磨料及研磨工艺
技术领域
本发明属于蓝宝石加工技术领域,更具体地说,尤其涉及一种针对蓝宝石的固结磨料。同时,本发明还涉及一种针对蓝宝石的固结磨料的研磨工艺。
背景技术
蓝宝石具有硬度高、透光性好、耐磨性好、化学稳定性好、热传导性、电磁绝缘性、力学特性优良等特点,被广泛应用于工业、国防、和科研等多个领域,其中在LED行业中,由于蓝宝石的特性,使得蓝宝石作为最佳的衬底而被大量使用。
蓝宝石在加工中需要对其表面进行研磨,近年,比之液体研磨更高效、更节约、更高质量的固结磨料研磨技术也日渐完善,在现有的固结磨料中,大多采用的是金刚石磨料,然而金刚石的莫氏硬度10远大于蓝宝石9的莫氏硬度,在研磨过程中,很容易造成晶片表面的划伤,且金刚石成本高昂,而二氧化硅充当磨料进行研磨时,由于二氧化硅的硬度低而费时费工,影响工作效率。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种针对蓝宝石的固结磨料及研磨工艺。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种针对蓝宝石的固结磨料,所述针对蓝宝石的固结磨料的配比如下:按质量份量计,W14的碳化硼粉粒55-60份、W50的二氧化硅粉粒25-28份、W28的镀铬氧化铝粉粒18-20份、W28的铜粉粒5-8份。
优选的,所述W14的碳化硼粉粒、W50的二氧化硅粉粒、W28的镀铬氧化铝粉粒和W28的铜粉粒分别经过干燥后进行混合均匀。
优选的,所述针对蓝宝石的固结磨料由混合均匀的W14的碳化硼粉粒、W50的二氧化硅粉粒、W28的镀铬氧化铝粉粒和W28的铜粉粒配合固化剂在1700℃-2100℃范围内烧结固化形成的。
本发明还提供了一种针对蓝宝石的固结磨料的研磨工艺,包括如下步骤:
S1、准备研磨垫,将烧制好的固结磨料制成研磨垫,并在研磨垫的一侧开设预留槽口;
S2、研磨设备,将完成S1的研磨垫的非槽口的一面粘结微弹性塑料层并固定在研磨机设备上;
S3、修整,使用修整石对研磨垫的槽口面进行锋利度修整;
S4、研磨液,准备好连续流动的含量为2-3%的二乙醇溶液充当研磨液;
S5、一步研磨,准备好粗磨后的蓝宝石并进行固定,打开研磨机设备缓慢调动,设置研磨压力在0.05-0.75Mpa,开始研磨,研磨时间保持15-17Min;
S6、二步研磨,将完成S5中研磨结束后停止,加大研磨液流量对研磨垫及蓝宝石进行清洗并降温,2-3分钟后,设置研磨压力在0.75-0.1Mpa之间,开始研磨,研磨时间保持5-8分钟;
S7、抛光,将完成S6的蓝宝石放置更为精细W5抛光垫设备中进行抛光,抛光完成后,研磨完成。
优选的,所述S4中提到的连续流动的含量为2-3%的二乙醇溶液的流量速度为40-55mL/min,所述S6中提到的加大研磨液流量的流量速度为65-85mL/min。
优选的,所述S5一步研磨中的研磨设备研磨盘的转速设置为30-45rmp,所述S6二步研磨中的研磨设备研磨盘的转速设置为45-55rmp。
优选的,所述S7中提到的W5的抛光垫由W5的金刚石粉粒配合固化剂经过烧结固化形成的。
本发明的技术效果和优点:本发明提供的一种针对蓝宝石的固结磨料,与传统的固结磨料相比,本发明以碳化硼作为主要的研磨垫成分,避免了采用高硬度的金刚石而造成研磨损伤,同时不会降低研磨效率,且设计的较软硬度的W28的铜粉粒和W50的二氧化硅粉粒合理配合W14的碳化硼粉粒一起研磨不仅可以充当研磨,并增加固化剂的连接性,且可以在碳化硼颗粒脱落时起到清洁作用,将脱落的颗粒推送到设置的预留槽口内,不会在蓝宝石上留下刮伤;本发明提供的一种针对蓝宝石的固结磨料的研磨工艺,通过一步研磨和二步研磨的两步研磨方式起到缓冲作用,细化了研磨步骤,使得研磨平面更趋于稳定,有利于后续的精细抛光工艺。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种针对蓝宝石的固结磨料,所述针对蓝宝石的固结磨料的配比如下:按质量份量计,W14的碳化硼粉粒55份、W50的二氧化硅粉粒25份、W28的镀铬氧化铝粉粒18份、W28的铜粉粒5份。
所述W14的碳化硼粉粒、W50的二氧化硅粉粒、W28的镀铬氧化铝粉粒和W28的铜粉粒分别经过干燥后进行混合均匀,所述针对蓝宝石的固结磨料由混合均匀的W14的碳化硼粉粒、W50的二氧化硅粉粒、W28的镀铬氧化铝粉粒和W28的铜粉粒配合固化剂在1700℃℃条件下烧结固化形成的。
一种针对蓝宝石的固结磨料的研磨工艺,包括如下步骤:
S1、准备研磨垫,将烧制好的固结磨料制成研磨垫,并在研磨垫的一侧开设预留槽口;
S2、研磨设备,将完成S1的研磨垫的非槽口的一面粘结微弹性塑料层并固定在研磨机设备上;
S3、修整,使用修整石对研磨垫的槽口面进行锋利度修整;
S4、研磨液,准备好连续流动的含量为2%的二乙醇溶液充当研磨液;
S5、一步研磨,准备好粗磨后的蓝宝石并进行固定,打开研磨机设备缓慢调动,设置研磨压力为0.05Mpa,开始研磨,研磨时间保持15分钟;
S6、二步研磨,将完成S5中研磨结束后停止,加大研磨液流量对研磨垫及蓝宝石进行清洗并降温,2分钟后,设置研磨压力为0.75Mpa之间,开始研磨,研磨时间保持5分钟;
S7、抛光,将完成S6的蓝宝石放置更为精细W5抛光垫设备中进行抛光,抛光完成后,研磨完成。
所述S4中提到的连续流动的含量为2%的二乙醇溶液的流量速度为40mL/min,所述S6中提到的加大研磨液流量的流量速度为65mL/min,所述S5一步研磨中的研磨设备研磨盘的转速设置为30rmp,所述S6二步研磨中的研磨设备研磨盘的转速设置为45rmp,所述S7中提到的W5的抛光垫由W5的金刚石粉粒配合固化剂经过烧结固化形成的。
实施例2
一种针对蓝宝石的固结磨料,所述针对蓝宝石的固结磨料的配比如下:按质量份量计,W14的碳化硼粉粒57.5份、W50的二氧化硅粉粒26.5份、W28的镀铬氧化铝粉粒19份、W28的铜粉粒6.5份。
所述W14的碳化硼粉粒、W50的二氧化硅粉粒、W28的镀铬氧化铝粉粒和W28的铜粉粒分别经过干燥后进行混合均匀,所述针对蓝宝石的固结磨料由混合均匀的W14的碳化硼粉粒、W50的二氧化硅粉粒、W28的镀铬氧化铝粉粒和W28的铜粉粒配合固化剂在1850℃条件下烧结固化形成的。
一种针对蓝宝石的固结磨料的研磨工艺,包括如下步骤:
S1、准备研磨垫,将烧制好的固结磨料制成研磨垫,并在研磨垫的一侧开设预留槽口;
S2、研磨设备,将完成S1的研磨垫的非槽口的一面粘结微弹性塑料层并固定在研磨机设备上;
S3、修整,使用修整石对研磨垫的槽口面进行锋利度修整;
S4、研磨液,准备好连续流动的含量为2.5%的二乙醇溶液充当研磨液;
S5、一步研磨,准备好粗磨后的蓝宝石并进行固定,打开研磨机设备缓慢调动,设置研磨压力为0.65Mpa,开始研磨,研磨时间保持16分钟;
S6、二步研磨,将完成S5中研磨结束后停止,加大研磨液流量对研磨垫及蓝宝石进行清洗并降温,2.5分钟后,设置研磨压力为0.9Mpa,开始研磨,研磨时间保持6.5分钟;
S7、抛光,将完成S6的蓝宝石放置更为精细W5抛光垫设备中进行抛光,抛光完成后,研磨完成。
所述S4中提到的连续流动的含量为2.5%的二乙醇溶液的流量速度为48mL/min,所述S6中提到的加大研磨液流量的流量速度为75mL/min,所述S5一步研磨中的研磨设备研磨盘的转速设置为38rmp,所述S6二步研磨中的研磨设备研磨盘的转速设置为50rmp,所述S7中提到的W5的抛光垫由W5的金刚石粉粒配合固化剂经过烧结固化形成的。
实施例3
一种针对蓝宝石的固结磨料,所述针对蓝宝石的固结磨料的配比如下:按质量份量计,W14的碳化硼粉粒60份、W50的二氧化硅粉粒28份、W28的镀铬氧化铝粉粒20份、W28的铜粉粒8份。
所述W14的碳化硼粉粒、W50的二氧化硅粉粒、W28的镀铬氧化铝粉粒和W28的铜粉粒分别经过干燥后进行混合均匀,所述针对蓝宝石的固结磨料由混合均匀的W14的碳化硼粉粒、W50的二氧化硅粉粒、W28的镀铬氧化铝粉粒和W28的铜粉粒配合固化剂在2100℃条件下烧结固化形成的。
一种针对蓝宝石的固结磨料的研磨工艺,包括如下步骤:
S1、准备研磨垫,将烧制好的固结磨料制成研磨垫,并在研磨垫的一侧开设预留槽口;
S2、研磨设备,将完成S1的研磨垫的非槽口的一面粘结微弹性塑料层并固定在研磨机设备上;
S3、修整,使用修整石对研磨垫的槽口面进行锋利度修整;
S4、研磨液,准备好连续流动的含量为3%的二乙醇溶液充当研磨液;
S5、一步研磨,准备好粗磨后的蓝宝石并进行固定,打开研磨机设备缓慢调动,设置研磨压力为0.75Mpa,开始研磨,研磨时间保持17分钟;
S6、二步研磨,将完成S5中研磨结束后停止,加大研磨液流量对研磨垫及蓝宝石进行清洗并降温,3分钟后,设置研磨压力在0.1Mpa,开始研磨,研磨时间保持8分钟;
S7、抛光,将完成S6的蓝宝石放置更为精细W5抛光垫设备中进行抛光,抛光完成后,研磨完成。
所述S4中提到的连续流动的含量为3%的二乙醇溶液的流量速度为55mL/min,所述S6中提到的加大研磨液流量的流量速度为85mL/min,所述S5一步研磨中的研磨设备研磨盘的转速设置为45rmp,所述S6二步研磨中的研磨设备研磨盘的转速设置为55rmp,所述S7中提到的W5的抛光垫由W5的金刚石粉粒配合固化剂经过烧结固化形成的。
本发明以碳化硼作为主要的研磨垫成分,避免了采用高硬度的金刚石而造成研磨损伤,同时不会降低研磨效率,且设计的较软硬度的W28的铜粉粒和W50的二氧化硅粉粒合理配合W14的碳化硼粉粒一起研磨不仅可以充当研磨,并增加固化剂的连接性,且可以在碳化硼颗粒脱落时起到清洁作用,将脱落的颗粒推送到设置的预留槽口内,不会再蓝宝石上留下刮伤;本发明提供的一种针对蓝宝石的固结磨料的研磨工艺,通过一步研磨和二步研磨的两步研磨方式起到缓冲作用,细化了研磨步骤,使得研磨平面更趋于稳定,有利于后续的精细抛光工艺。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种针对蓝宝石的固结磨料,其特征在于:所述针对蓝宝石的固结磨料的配比如下:按质量份量计,W14的碳化硼粉粒55-60份、W50的二氧化硅粉粒25-28份、W28的镀铬氧化铝粉粒18-20份、W28的铜粉粒5-8份。
2.根据权利要求1所述的一种针对蓝宝石的固结磨料,其特征在于:所述W14的碳化硼粉粒、W50的二氧化硅粉粒、W28的镀铬氧化铝粉粒和W28的铜粉粒分别经过干燥后进行混合均匀。
3.根据权利要求1所述的一种针对蓝宝石的固结磨料,其特征在于:所述针对蓝宝石的固结磨料由混合均匀的W14的碳化硼粉粒、W50的二氧化硅粉粒、W28的镀铬氧化铝粉粒和W28的铜粉粒配合固化剂在1700℃-2100℃范围内烧结固化形成的。
4.一种权利要求1所述的针对蓝宝石的固结磨料的研磨工艺,其特征在于:包括如下步骤:
S1、准备研磨垫,将烧制好的固结磨料制成研磨垫,并在研磨垫的一侧开设预留槽口;
S2、研磨设备,将完成S1的研磨垫的非槽口的一面粘结微弹性塑料层并固定在研磨机设备上;
S3、修整,使用修整石对研磨垫的槽口面进行锋利度修整;
S4、研磨液,准备好连续流动的含量为2-3%的二乙醇溶液充当研磨液;
S5、一步研磨,准备好粗磨后的蓝宝石并进行固定,打开研磨机设备缓慢调动,设置研磨压力在0.05-0.75Mpa,开始研磨,研磨时间保持15-17Min;
S6、二步研磨,将完成S5中研磨结束后停止,加大研磨液流量对研磨垫及蓝宝石进行清洗并降温,2-3分钟后,设置研磨压力在0.75-0.1Mpa之间,开始研磨,研磨时间保持5-8分钟;
S7、抛光,将完成S6的蓝宝石放置更为精细W5抛光垫设备中进行抛光,抛光完成后,研磨完成。
5.根据权利要求4所述的一种针对蓝宝石的固结磨料的研磨工艺,其特征在于:所述S4中提到的连续流动的含量为2-3%的二乙醇溶液的流量速度为40-55mL/min,所述S6中提到的加大研磨液流量的流量速度为65-85mL/min。
6.根据权利要求4所述的一种针对蓝宝石的固结磨料的研磨工艺,其特征在于:所述S5一步研磨中的研磨设备研磨盘的转速设置为30-45rmp,所述S6二步研磨中的研磨设备研磨盘的转速设置为45-55rmp。
7.根据权利要求4所述的一种针对蓝宝石的固结磨料的研磨工艺,其特征在于:所述S7中提到的W5的抛光垫由W5的金刚石粉粒配合固化剂经过烧结固化形成的。
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