CN106625034A - 一种氧化锆陶瓷板的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种氧化锆陶瓷板的加工方法。该方法包括多线切割、双面研磨、退火、边缘倒角、2.5D扫光和表面抛光六个步骤，采用该方法加工平板状氧化锆陶瓷，加工效率高、加工成本低、加工成品率高。

Description

一种氧化锆陶瓷板的加工方法
（一）技术领域
本发明涉及一种氧化锆陶瓷平板的方法，具体涉及一种平板状2.5D氧化锆陶瓷的加工方法。
（二）背景技术
与金属、玻璃、塑料相比，氧化锆陶瓷在外在呈现和内在属性上具有显著的优点，具体体现在：1）外在呈现。质地高贵，与蓝宝石（单晶氧化铝）同为宝石级材料；氧化锆陶瓷色泽圆润，具有较高的折光率和较强的色散，看上去“白如玉、明如镜”，拥有良好的即视效果。2）内在属性。氧化锆陶瓷的莫氏硬度为8.5与蓝宝石相仿，耐磨、防刮痕；氧化锆陶瓷热导率低，触感温润如玉，与金属、塑料相比更亲肤，适合在穿戴设备上使用；氧化锆陶瓷为非导电材料，不会屏蔽信号，不会影响天线布局，可方便一体成型；氧化锆陶瓷的介电常数是蓝宝石的3倍，用于指纹传感器可获得更为清晰锐利的图像，是理想的指纹识别盖板；生物相容性好，人体排异性低，可广泛应用于人造牙、人造骨关节等生物医学领域。
正是由于氧化锆陶瓷具备上述优点，未来在智能手机、可穿戴设备上具有广阔的应用前景。从具体的产品形态上来看，氧化锆陶瓷将率先以指纹识别盖板、外观结构件、手机后盖为三大突破口，逐步切入移动终端产业链。目前由于氧化锆陶瓷制备、生长能力严重不足，陶瓷的加工技术相对落后、加工成品率低、加工效率低、加工成本高，严重制约着氧化锆陶瓷在消费类电子市场上的大范围应用，因此氧化锆部件市场占有率较低。随着人们对氧化锆陶瓷认知度不断提高，氧化锆陶瓷的制备、加工能力不断完善，氧化锆陶瓷在消费类电子市场上的应用，尤其在大尺寸手机后盖上的应用，将产生爆发式的增长。
（三）发明内容
本发明的目的在于提供一种平板氧化锆陶瓷的快速、高效、高稳定性、低成本的氧化锆陶瓷板的加工方法。
本发明的目的是这样实现的：首先利用多线切割机将氧化锆陶瓷块切割成一定厚度的氧化锆陶瓷平板，平板状氧化锆陶瓷经双面研磨和退火处理后，利用倒角砂轮将平板状氧化锆陶瓷边缘加工成2.5D形状，接着用扫光机对陶瓷片边缘进行扫光，最后采用金刚石砂轮在自制单抛机上进行抛光。具体过程如下：
（1）多线切割：利用多线切割机将氧化锆陶瓷块切割成厚度为0.6~1.0mm的氧化锆陶瓷平板；
（2）双面研磨：在双面研磨机上，以碳化硼为磨料，将氧化锆陶瓷平板磨至厚度为0.5~0.6 mm、两表面平行度小于20µm的氧化锆陶瓷薄片；
（3）退火：将双面研磨后的氧化锆陶瓷片置于退火炉中，在空气条件下以1~5℃/min的速度将退火炉的温度升至800~1200℃，并在最高温度处恒温4~8h，最后以3~6℃/min的速度将退火炉的温度降至室温；
（4）边缘倒角：退火后的氧化锆陶瓷片，利用300~800目倒角成型砂轮进行边缘粗、精加工；
（5）2.5D扫光：陶瓷片经边缘倒角后，在上盘为全猪毛/羊毛刷的扫光机上，利用含有D50=0.1~3μm金刚石颗粒的研磨膏进行边缘扫光；
（6）表面抛光：用自制的单面抛光机进行氧化锆陶瓷板的精加工，单抛机的上盘为金刚石砂轮，下盘为铸铁或高铝99瓷材质的载物台。将氧化锆陶瓷片以吸附方式固定到载物台上，用6000~20000目金刚石砂轮对氧化锆陶瓷片表面进行精加工。
本发明的有益效果在于：
（1） 通过退火，可有效去除在粗加工过程中在陶瓷片表面形成的残余应力，提高后续加工成品率。
（2）利用金刚石砂轮抛光陶瓷表面，可显著提高抛光效率，提高磨料的利用率，降低陶瓷表面精加工成本。
（四）附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
（五）具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
结合图1，本实施例具体工艺过程如下：
（1）S1多线切割，利用多线切割机将氧化锆陶瓷块切割成厚度为0.6mm的氧化锆陶瓷平板；
（2）S2双面研磨，利用碳化硼为磨料在双面研磨机上将氧化锆陶瓷平板研磨到厚度为0.5mm；
（3）S3退火，在空气环境下，按3℃/min的升温速度将退火炉的温度从室温升高到1050℃，在1050℃下保持6h，然后以5℃/min的降温速度将退火炉的温度从1050℃降至室温；
（4）S4边缘倒角，退火后的陶瓷片用300目和800目倒角成型砂轮进行边缘加工；
（5）S5 2.5D扫光，边缘倒角后的陶瓷片，用含有D50=1.2μm金刚石颗粒的研磨膏，在以上盘为猪毛刷的扫光机上进行边缘扫光；
（6）S6表面抛光，将边缘扫光后的氧化锆陶瓷片通过真空吸附方式固定到自制单抛机下盘材质为高铝99瓷的载物台上，用15000目金刚石砂轮对陶瓷片表面进行精加工。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只限于这些说明。对于具有本发明所属领域基础知识的人员来讲，可以很容易对本发明进行变更和修改，这些变更和修改都应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (2)

1.一种氧化锆陶瓷板的加工方法，其特征在于该方法包括多线切割、双面研磨、退火、边缘倒角、2.5D扫光和表面抛光六个步骤，首先利用多线切割机将氧化锆陶瓷块切割成一定厚度的氧化锆陶瓷平板，平板状氧化锆陶瓷经双面研磨和退火处理后，利用倒角砂轮将平板状氧化锆陶瓷边缘加工成2.5D形状，接着用扫光机对陶瓷片边缘进行扫光，最后采用金刚石砂轮在自制单抛机上进行抛光。
2.根据权利要求1所述的一种氧化锆陶瓷板的加工方法，其特征在于具体过程如下：
（1）多线切割：利用多线切割机将氧化锆陶瓷块切割成厚度为0.6~1.0mm的氧化锆陶瓷平板；
（2）双面研磨：在双面研磨机上，以碳化硼为磨料，将氧化锆陶瓷平板磨至厚度为0.5~0.6 mm、两表面平行度小于20µm的氧化锆陶瓷薄片；
（3）退火：将双面研磨后的氧化锆陶瓷片置于退火炉中，在空气条件下以1~5℃/min的速度将退火炉的温度升至800~1200℃，并在最高温度处恒温4~8h，最后以3~6℃/min的速度将退火炉的温度降至室温；
（4）边缘倒角：退火后的氧化锆陶瓷片，利用300~800目倒角成型砂轮进行边缘粗、精加工；
（5）2.5D扫光：陶瓷片经边缘倒角后，在上盘为全猪毛/羊毛刷的扫光机上，利用含有D50=0.1~3μm金刚石颗粒的研磨膏进行边缘扫光；
（6）表面抛光：用自制的单面抛光机进行氧化锆陶瓷板的精加工，单抛机的上盘为金刚石砂轮，下盘为铸铁或高铝99瓷材质的载物台；将氧化锆陶瓷片以吸附方式固定到载物台上，用6000~20000目金刚石砂轮对氧化锆陶瓷片表面进行精加工。
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