CN108237441B - 3d曲面陶瓷薄片的加工方法及其获得的3d曲面陶瓷薄片 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种3D曲面陶瓷薄片的加工方法，包括以下步骤：第一步：粗磨，将陶瓷胚料进行粗磨，清洗后得第一工件；第二步：修外形，加工第一工件的外形，清洗后得第二工件；第三步：修凹面和修凸面；经过修凹面和修凸面后得第三工件；第四步：光凹面，对第三工件的内凹面进行抛光；清洗后得第四工件；第五步：3D抛光，对第四工件的外观面进行抛光；清洗后得第五工件；第六步：回火，对第五工件进行高温回火即得3D曲面陶瓷薄片。应用本发明的技术方案，工艺步骤精简，工艺参数容易控制；本发明方法加工干压及注塑的陶瓷胚料能够批量加工出0.35‑0.45mm的3D曲面陶瓷薄片，实用性强。本发明还公开一种所述加工方法所得3D曲面陶瓷薄片，结构精简，满足现实需求。

Description

3D曲面陶瓷薄片的加工方法及其获得的3D曲面陶瓷薄片

技术领域

本发明涉及陶瓷加工技术领域，具体涉及一种3D曲面陶瓷薄片的加工方法及其获得的3D曲面陶瓷薄片。

背景技术

随着社会的进步，3C产品的消费已成为人们物质生活不可缺少的一部份，市场上所出现的塑胶、金属类外壳，因其表面硬度低、不耐磨以及跌落变形等问题慢慢将得不到消费者的青睐。而高光、高亮、多样化的材料外壳产品普遍得到高端消费者的青睐，陶瓷制品就是其中之一。

现有技术中采用的工艺，无法将干压法、注塑法治成的胚料加工至超薄状态，采用流延法(适合于加工薄片)的加工方式无法加工出所需的3D胚料，因此，现有技术的加工方法不能加工出满足现实要求的3D曲面陶瓷薄片。

综上所述，急需一种加工3D曲面陶瓷薄片的方法以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种工艺步骤精简、工艺参数容易控制且能获得厚度为0.35-0.45mm的陶瓷薄片，具体技术方案如下：

一种3D曲面陶瓷薄片的加工方法，包括以下步骤：

第一步：粗磨，将陶瓷胚料进行粗磨，清洗后得第一工件；

第二步：修外形，加工第一工件的外形，清洗后得第二工件；

第三步：修凹面和修凸面，具体是：修凹面过程包括修工件的凹面后进行清洗；修凸面过程包括修工件的凸面后进行清洗；经过修凹面和修凸面后得第三工件；

第四步：光凹面，对第三工件的内凹面进行抛光；清洗后得第四工件；

第五步：3D抛光，对第四工件的外观面进行抛光；清洗后得第五工件；

第六步：回火，对第五工件进行高温回火即得3D曲面陶瓷薄片。

以上技术方案中优选的，所述第一步中采用粗磨机、牙板、研磨垫和研磨液的组合进行加工；陶瓷胚料的肉厚为1.0mm-1.5mm，第一工件的肉厚为0.85mm-0.95mm。

以上技术方案中优选的，所述第二步中采用立式CNC机台、第一砂轮棒、切削液和底座加工夹具的结合进行加工，所述第一砂轮棒为200#的砂轮棒；所述第二工件的肉厚与所述第一工件的肉厚相同。

以上技术方案中优选的，所述第三步中：先进行修凹面处理再进行修凸面处理，或者是先进行修凸面处理再进行修凹面处理；采用卧式CNC机台或立式CNC机台、第二砂轮棒、切削液和底座加工夹具的结合进行加工，所述第二砂轮棒为300#的砂轮棒；所述第三工件的肉厚为0.65-0.75mm。

以上技术方案中优选的，所述第四步中采用第一抛光机、牙板、毛刷盘和抛光液的组合进行抛光；所述第四工件的厚度和所述第三工件的厚度相同。

以上技术方案中优选的，所述第五步中采用第二抛光机、牙板、3D磨皮和抛光液的组合进行抛光，所述第二抛光机为4头抛光机；所述第五工件的厚度为0.35-0.45mm。

以上技术方案中优选的，所述第六步中的回火具体是：将第五工件放入温度为1100℃ -1500℃的治具中保温40-50小时；降至室温，即得3D曲面陶瓷薄片。

以上技术方案中优选的，所述第一步至第五步中均采用5槽清洗机进行清洗，其中：第一槽为第一次超声清洗，第二槽为喷淋清洗，第三槽为第二次超声清洗，第四槽为漂洗，第五槽为烘干操作。

以上技术方案中优选的，所述第一次超声清洗具体是：在温度为60℃-70℃和清洗剂用量为10L的条件下清洗240秒；所述喷淋清洗具体是：在常温下采用纯水喷淋清洗120秒；所述第二次超声清洗具体是：在温度为60℃-70℃和清洗剂用量为5L的条件下清洗240秒；所述漂洗具体是：在温度为60℃-70℃条件下，采用纯水漂洗60秒；所述烘干操作具体是：在温度为90℃-110℃条件下烘240秒。

应用本发明的3D曲面陶瓷薄片的加工方法，具体包括粗磨、修外形、修凹面、修凸面、光凹面、3D抛光以及回火步骤，工艺步骤精简，工艺参数容易控制；本发明方法加工干压及注塑的陶瓷胚料能够批量加工出0.35-0.45mm的3D曲面陶瓷薄片，3D曲面陶瓷薄片的量好(平面度好、强度高)，满足现实的需求。

本发明还公开一种3D曲面陶瓷薄片，包括凸面和凹面，通过上述加工方法获得。本发明3D曲面陶瓷薄片结构精简，满足现实的需求。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例1的3D曲面陶瓷薄片的凹面结构示意图；

图2是图1的F放大图；

图3是图1的凸面结构示意图；

图4是图3的截面图；

图5是实施例1中回火步骤中多片3D曲面陶瓷薄片放置在治具中的示意图；

其中，1、3D曲面陶瓷薄片，1.1、凹面，1.2、凸面，2、治具。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1：

一种3D曲面陶瓷薄片1，结构详见图1-图4，包括凹面1.1和凸面1.2。

上述3D曲面陶瓷薄片1的加工方法具体包括以下步骤：

第一步：粗磨，将陶瓷胚料进行粗磨，清洗后得第一工件；

第二步：修外形，加工第一工件的外形，清洗后得第二工件；

第三步：修凹面和修凸面，具体是：修凹面过程包括修工件的凹面后进行清洗；修凸面过程包括修工件的凸面后进行清洗；经过修凹面和修凸面后得第三工件；

第四步：光凹面，对第三工件的内凹面进行抛光；清洗后得第四工件；

第五步：3D抛光，对第四工件的外观面进行抛光；清洗后得第五工件；

第六步：回火，对第五工件进行高温回火即得3D曲面陶瓷薄片(详见图1-图4)。

上述粗磨采用粗磨机、牙板、研磨垫和研磨液的组合进行加工，所述陶瓷胚料的肉厚为1.0mm-1.5mm(保证强度和平面度的需求)，所述第一工件的肉厚为0.85mm-0.95mm。粗磨步骤解决了3D产品初步加工时基准不平的问题。

上述第二步中：采用立式CNC机台、第一砂轮棒、切削液和底座加工夹具的结合进行加工，所述第一砂轮棒为200#的砂轮棒；所述第二工件的肉厚与所述第一工件的肉厚相同。修外形主要目的是确保3D产品达到指定的外形装配尺寸。

上述第三步中：先进行修凹面处理再进行修凸面处理；采用卧式CNC机台、第二砂轮棒、切削液和底座加工夹具的结合进行加工，所述第二砂轮棒为300#的砂轮棒；所述第三工件的肉厚为0.65-0.75mm。修凹面是因为产品在陶瓷烧成后因应力左右造成内凹不平顺，影响产品装配。修凸面使用底面作为定位基准，卧式CNC机台按产品轮廓加工产品凸面，达到指定厚度。此处采用其他设备，耗时长，无法加工出合格的产品；采用传统立式CNC机台，加工时间非常长(大约60分钟左右)，弧面凌线明显；采用卧式CNC机台，加工时间是18分钟左右，弧面凌线不明显。

上述第四步中：采用第一抛光机、牙板、毛刷盘和抛光液的组合进行抛光；所述第四工件的厚度和所述第三工件的厚度相同。此步骤无去除量，厚度无变化，能改善产品平面度问题，加工时间约5分钟。因为产品在CNC加工后会有砂轮痕迹，产品较薄，砂轮痕迹会直接影响产品强度，所以需要使用此工序对凹面砂轮痕迹的去除。

上述第五步中：采用第二抛光机、牙板、3D磨皮和抛光液的组合进行抛光，所述第二抛光机为4头抛光机；所述第五工件的厚度为0.35-0.45mm。3D抛光使用3D磨皮对产品整个外观面进行抛光，因3D磨皮较柔软，可以对产品的凸面进行全方位加工。

上述第六步中的回火具体是：将第五工件放入温度为1100℃-1500℃的治具(详见图5)中保温40-50小时；降至室温，即得3D曲面陶瓷薄片。经过回火步骤，可以改变产品内部氧化锆分子晶向结构，释放产品内应力，达到弧面度符合产品图纸要求。

本发明第一步至第五步中均采用5槽清洗机进行清洗，其中：第一槽为第一次超声清洗，第二槽为喷淋清洗，第三槽为第二次超声清洗，第四槽为漂洗，第五槽为烘干操作，具体是：所述第一次超声清洗具体是：在温度为60℃-70℃和清洗剂用量为10L的条件下清洗240秒；所述喷淋清洗具体是：在常温下采用纯水喷淋清洗120秒；所述第二次超声清洗具体是：在温度为60℃-70℃和清洗剂用量为5L的条件下清洗240秒；所述漂洗具体是：在温度为60℃-70℃条件下，采用纯水漂洗60秒；所述烘干操作具体是：在温度为90℃ -110℃条件下烘240秒。清洗步骤主要是清洗掉工件上的研磨液、切削液、抛光液等，在后工序中避免对产品造成影响(如划伤等)。

本实施例所得3D曲面陶瓷薄片的性能详见表1。

实施例2：

实施例2与实施例1不同之处在于：第三步中先进行修凸面处理再进行修凹面处理。

其他步骤、参数等均同实施例1，本实施例所得3D曲面陶瓷薄片的性能详见表1。

对比实施例1：

与实施例1不同之处在于，无第四步光凹面过程，其所得3D曲面陶瓷薄片，其性能详见表1。

对比实施例2：

与实施例1不同之处在于，无第六步回火过程，其所得3D曲面陶瓷薄片，其性能详见表1。

表1实施例1-2以及对比实施例1-3的3D曲面陶瓷薄片(100片)的性能比较表

从表1可知：

结合实施例1与实施例2，本发明工艺中修凹面和修凸面的先后顺序可以改变，产品的性能(弯曲应力、外观、破碎载荷、平面度)相当。

结合实施例1和对比实施例1，本发明方法获得的3D曲面陶瓷薄片的弯曲应力、外观、破碎载荷、平面度明显优于现有技术，本发明具有突出的实质性特点和显著的进步。

结合实施例1和对比实施例2，本发明方法中光凹面和回火两个步骤均非常重要，其直接影响到3D曲面陶瓷薄片的弯曲应力、外观、破碎载荷和平面度，本发明所得3D曲面陶瓷薄片的弯曲应力、外观、破碎载荷和平面度明显优于对比实施例2所得产品。

不使用卧式CNC加工的情况下，大多数产品加工至0.4左右都会破碎(60％左右)。使用磨机减薄工艺，平面度无法达到要求(大多数超过0.6mm)。

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，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种3D曲面陶瓷薄片的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：粗磨，将陶瓷胚料进行粗磨，清洗后得第一工件；

第二步：修外形，加工第一工件的外形，清洗后得第二工件；

第三步：修凹面和修凸面，具体是：修凹面过程包括修工件的凹面后进行清洗；修凸面过程包括修工件的凸面后进行清洗；经过修凹面和修凸面后得第三工件；

第四步：光凹面，对第三工件的内凹面进行抛光；清洗后得第四工件；

第五步：3D抛光，对第四工件的外观面进行抛光；清洗后得第五工件；

第六步：回火，对第五工件进行回火即得3D曲面陶瓷薄片。

2.根据权利要求1所述的3D曲面陶瓷薄片的加工方法，其特征在于，所述第一步中采用粗磨机、牙板、研磨垫和研磨液的组合进行加工；陶瓷胚料的肉厚为1.0mm-1.5mm，第一工件的肉厚为0.85mm-0.95mm。

3.根据权利要求1所述的3D曲面陶瓷薄片的加工方法，其特征在于，所述第二步中采用立式CNC机台、第一砂轮棒、切削液和底座加工夹具的结合进行加工，所述第一砂轮棒为200#的砂轮棒；所述第二工件的肉厚与所述第一工件的肉厚相同。

4.根据权利要求1所述的3D曲面陶瓷薄片的加工方法，其特征在于，所述第三步中：先进行修凹面处理再进行修凸面处理，或者是先进行修凸面处理再进行修凹面处理；采用卧式CNC机台或立式CNC机台、第二砂轮棒、切削液和底座加工夹具的结合进行加工，所述第二砂轮棒为300#的砂轮棒；所述第三工件的肉厚为0.65-0.75mm。

5.根据权利要求1所述的3D曲面陶瓷薄片的加工方法，其特征在于，所述第四步中采用第一抛光机、牙板、毛刷盘和抛光液的组合进行抛光；所述第四工件的厚度和所述第三工件的厚度相同。

6.根据权利要求1所述的3D曲面陶瓷薄片的加工方法，其特征在于，所述第五步中采用第二抛光机、牙板、3D磨皮和抛光液的组合进行抛光，所述第二抛光机为4头抛光机；所述第五工件的厚度为0.35-0.45mm。

7.根据权利要求1所述的3D曲面陶瓷薄片的加工方法，其特征在于，所述第六步中的回火具体是：将第五工件放入温度为1100℃-1500℃的治具中保温40-50小时；降至室温，即得3D曲面陶瓷薄片。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的3D曲面陶瓷薄片的加工方法，其特征在于，所述第一步至第五步中均采用5槽清洗机进行清洗，其中：第一槽为第一次超声清洗，第二槽为喷淋清洗，第三槽为第二次超声清洗，第四槽为漂洗，第五槽为烘干操作。

9.根据权利要求8所述的3D曲面陶瓷薄片的加工方法，其特征在于，所述第一次超声清洗具体是：在温度为60℃-70℃和清洗剂用量为10L的条件下清洗240秒；所述喷淋清洗具体是：在常温下采用纯水喷淋清洗120秒；所述第二次超声清洗具体是：在温度为60℃-70℃和清洗剂用量为5L的条件下清洗240秒；所述漂洗具体是：在温度为60℃-70℃条件下，采用纯水漂洗60秒；所述烘干操作具体是：在温度为90℃-110℃条件下烘240秒。

10.一种3D曲面陶瓷薄片，其特征在于：3D曲面陶瓷薄片通过如权利要求1-9任意一项所述的加工方法获得，其包括凹面(1.1)和凸面(1.2)。

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