CN109571273B - 降低光模块锌合金表面平面度和粗糙度的喷砂工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种降低光模块锌合金表面平面度和粗糙度的喷砂工艺，包括以下步骤：在喷砂设备中放入磨料后启动喷砂设备，对光模块的锌合金表面进行喷砂操作，所述磨料为圆角钢砂，所述喷砂操作中的气压为2‑3kg，喷枪的枪口直径为0.8‑1.2cm，所述喷枪的枪口距离所述光模块的锌合金表面的距离为120‑280mm，喷砂时间为30s‑10min。本发明的降低光模块锌合金表面平面度和粗糙度的喷砂工艺，通过采用密度≥7.45g/cm3以及粒径为0.08‑0.10mm的圆角钢砂，配合本发明中的喷砂工艺，使得最终光模块锌合金表面经喷砂工艺后的表面粗糙度Ra≤0.8μm，平面度≤0.05mm，且波动小，适用于大规模的生产中。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料表面处理技术领域，具体涉及一种适用于降低光模块锌合金表面平面度和粗糙度的喷砂处理工艺。
背景技术
光模块在使用的时候会散发大量的热，现有技术中会在卡笼上设置有与光模块上壳表面紧密贴合的散热机构，光模块上壳表面的粗糙度和平面度越低，其与散热机构的贴合越紧密，散热效果越好。但是现有的对光模块上壳表面进行处理的工艺方法无法得到较低的粗糙度和较优的平面度。
发明内容
有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种降低光模块锌合金表面平面度和粗糙度的喷砂工艺，该方法成本低、效果好，制备得到的光模块锌合金表面的平面度好。
为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：
一种降低光模块锌合金表面平面度和粗糙度的喷砂工艺，包括以下步骤：在喷砂设备中放入磨料后启动喷砂设备，对光模块的锌合金表面进行喷砂操作，所述磨料为圆角钢砂，所述喷砂操作中的气压为2-3kg，喷枪的枪口直径为0.8-1.2cm，所述喷枪的枪口距离所述光模块的锌合金表面的距离为120-280mm，喷砂时间为30s-10min。传统的提高表面平面度的喷砂工艺中采用的磨料均为有棱有角的棕刚玉、白刚玉等，其对金属表面产生切削，最终得到的产品的粗糙度和平整度无法达到要求，采用圆角钢砂，其对金属表面产生撞击，配合上述喷砂工艺，最终的产品的粗糙度和平面度可以达到要求。
优选地，所述圆角钢砂的密度≥7.45g/cm3。采用比重大的圆角钢砂，其在喷砂的时候的惯性更大，对金属表面的撞击更加明显，一方面使得最终金属表面的粗糙度和平面度效果好，另一方面，圆角钢砂自身的惯性大也能降低设备的能耗，更重要的，采用比重大的圆角钢砂，最终的损耗很低，可以使成本进一步降低。
优选地，所述圆角钢砂中的缺陷总量≤40％，杂质≤1％，含水量≤0.2％。
优选地，所述圆角钢砂的粒径为0.08-0.10mm。所述圆角钢砂的粒径为180目，粒径约为80-100μm。
更加优选地，所述圆角钢砂的粒径为0.08mm。采用粒径较小的圆角钢砂可以进一步降低最终产品表面的粗糙度和平面度。
优选地，所述喷砂操作中的气压为3kg，频率为35Hz，喷枪的枪口直径为0.8cm，所述喷枪的枪口距离光模块锌合金表面的距离为120-150mm，喷砂时间为10min。
优选地，所述喷砂设备为滚筒式喷砂机、皮带式喷砂机或环带式喷砂机。在一些实施例中，优选为滚筒式喷砂机。
优选地，所述光模块锌合金表面经喷砂工艺后的表面粗糙度Ra≤0.8μm，平面度≤0.05mm。目前的制备工艺均无法同时达到这样的表面粗糙度和平面度。
由于采用了以上的技术方案，相较于现有技术，本发明的有益之处在于：本发明的降低光模块锌合金表面平面度和粗糙度的喷砂工艺，通过采用密度≥7.45g/cm3以及粒径为0.08-0.10mm的圆角钢砂，配合本发明中的喷砂工艺，使得最终光模块锌合金表面经喷砂工艺后的表面粗糙度Ra≤0.8μm，平面度≤0.05mm，且波动小，适用于大规模的生产中。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
附图1为本发明优选实施例1中的喷砂工艺制备后的光模块锌合金表面粗糙度的X-bar管制图；
附图2为本发明优选实施例1中的喷砂工艺制备后的光模块锌合金表面粗糙度的R-bar管制图；
附图3为本发明优选实施例1中的喷砂工艺制备后的光模块锌合金表面平面度的X-bar管制图；
附图4为本发明优选实施例1中的喷砂工艺制备后的光模块锌合金表面平面度的R-bar管制图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，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的实施例，而不是全部的实施例。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，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例中的一种降低光模块锌合金表面平面度和粗糙度的喷砂工艺，具体包括以下步骤：在喷砂设备中放入磨料后启动喷砂设备，对光模块的锌合金表面进行喷砂操作。
本实施例中喷砂操作中的具体参数为：气压为3kg，频率为35Hz，喷枪的枪口直径为0.8cm，喷枪的枪口距离光模块锌合金表面的距离为120-150mm，喷砂时间为10min。在其他的一些实施例中喷砂操作中的气压为2-3kg，喷枪的枪口直径为0.8-1.2cm，喷枪的枪口距离光模块的锌合金表面的距离为120-280mm，喷砂时间为30s-10min。
磨料为圆角钢砂，圆角钢砂的密度≥7.45g/cm3，圆角钢砂中的缺陷总量≤40％，杂质≤1％，含水量≤0.2％，圆角钢砂的粒径为0.08mm，圆角钢砂的粒径选择180目约为80μm。采用粒径较小的圆角钢砂可以进一步降低最终产品表面的粗糙度和平面度。在其他的一些实施例中，圆角钢砂的粒径可选择为0.08-0.10mm。
采用比重大的圆角钢砂，其在喷砂的时候的惯性更大，对金属表面的撞击更加明显，一方面使得最终金属表面的粗糙度和平面度效果好，另一方面，圆角钢砂自身的惯性大也能降低设备的能耗，更重要的，采用比重大的圆角钢砂，最终的损耗很低，可以使成本进一步降低。
传统的提高表面平面度的喷砂工艺中采用的磨料均为有棱有角的棕刚玉、白刚玉等，其对金属表面产生切削，最终得到的产品的粗糙度和平整度无法达到要求，采用圆角钢砂，其对金属表面产生撞击，配合上述喷砂工艺，最终的产品的粗糙度和平面度可以同时达到要求。
喷砂设备为滚筒式喷砂机、皮带式喷砂机或环带式喷砂机。本实施例中，优选为滚筒式喷砂机。
本实施例中的光模块锌合金表面经喷砂工艺后的表面粗糙度Ra≤0.8μm，平面度≤0.05mm。
对比例1
对比例中喷砂工艺和实施例1相同，磨料采用不同目数的棕钢玉或圆角钢砂进行喷砂，具体的参见表3和表4。
实施例2
1)对实施例1中的喷砂工艺制备后的光模块锌合金表面的粗糙度和平面度进行测试，其中粗糙度测试结果见表1和图1-2，平面度的测试结果见表2和图3-4。
表1粗糙度的测试结果
| 序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 粗糙度(μm) | 0.679 | 0.701 | 0.753 | 0.634 | 0.654 | 0.654 | 0.678 | 0.741 |
| 序号 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
| 粗糙度(μm) | 0.705 | 0.678 | 0.734 | 0.724 | 0.698 | 0.671 | 0.721 | 0.75 |
| 序号 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 |
| 粗糙度(μm) | 0.697 | 0.621 | 0.638 | 0.751 | 0.685 | 0.637 | 0.684 | 0.657 |
| 序号 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 |
| 粗糙度(μm) | 0.681 | 0.682 | 0.746 | 0.719 | 0.724 | 0.692 | 0.638 | 0.752 |
表2平面度的测试结果
| 序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 平面度(mm) | 0.014 | 0.011 | 0.012 | 0.011 | 0.013 | 0.014 | 0.007 | 0.009 |
| 序号 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
| 平面度(mm) | 0.015 | 0.017 | 0.008 | 0.05 | 0.08 | 0.011 | 0.009 | 0.019 |
| 序号 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 |
| 平面度(mm) | 0.005 | 0.004 | 0.011 | 0.018 | 0.016 | 0.008 | 0.007 | 0.017 |
| 序号 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 |
| 平面度(mm) | 0.018 | 0.008 | 0.014 | 0.018 | 0.016 | 0.018 | 0.013 | 0.008 |
从表1和表2以及图1-4中的结果可以看出，采用实施例1中的喷砂工艺制备后的光模块锌合金表面的粗糙度保持在0.8μm以下，平面度保持在0.02mm以下。且通过表1的数据得到的CPK(制程能力指数，Capability index of process)值为1.17，表2的数据得到的CPK值为1.24，表明粗糙度和平面度的波动幅度很小，制程工艺很稳定，能够适应大批量生产。
2)对实施例1中以及对比例1中的喷砂工艺制备后的光模块锌合金表面的粗糙度进行测试，测试结果见表3。
表3采用不同粒径的棕钢玉和圆角钢砂喷砂后的粗糙度的结果
表3可以看出，采用150目的棕钢玉虽然能够将粗糙度保持在0.5-0.8μm，但是一是波动范围太大，二是采用棕刚玉不仅成本高，而且在粗糙度达到标准的情况下，平面度无法达到要求。采用粒径较大的圆角钢砂也无法同时达到粗糙度和平面度的要求。
3)采用棕钢玉和圆角钢砂进行喷砂操作的损耗和成本对比，结果见下表：
表4采用棕钢玉和圆角钢砂喷砂的损耗和成本对比结果
表中RMB代表人民币，换表示需要换入的砂型质量，加表示需要添加的砂型质量。表4中表明，虽然棕刚玉的单价比圆角钢砂的单价高，但是无论使用哪种喷砂设备，采用圆角钢砂的成本比棕刚玉的损耗和成本都低。
本发明的降低光模块锌合金表面平面度和粗糙度的喷砂工艺，通过采用密度≥7.45g/cm3以及粒径为0.08-0.10mm的圆角钢砂，配合本发明中的喷砂工艺，使得最终光模块锌合金表面经喷砂工艺后的表面粗糙度Ra≤0.8μm，平面度≤0.05mm，且波动小，适用于大规模的生产中。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种降低光模块锌合金表面平面度和粗糙度的喷砂工艺，其特征在于，包括以下步骤：在喷砂设备中放入磨料后启动喷砂设备，对光模块的锌合金表面进行喷砂操作，所述磨料为圆角钢砂，所述喷砂操作中的气压为2-3kg，喷枪的枪口直径为0.8-1.2cm，所述喷枪的枪口距离所述光模块的锌合金表面的距离为120-280mm，喷砂时间为30s-10min；
所述圆角钢砂的密度≥7.45g/cm3；所述圆角钢砂中的缺陷总量≤40%，杂质≤1%，含水量≤0.2%；所述圆角钢砂的粒径为0.08-0.10mm；所述喷砂设备为滚筒式喷砂机；所述光模块锌合金表面经喷砂工艺后的表面粗糙度Ra≤0.8μm，平面度≤0.05mm。
2.根据权利要求1所述的降低光模块锌合金表面平面度和粗糙度的喷砂工艺，其特征在于，所述圆角钢砂的粒径为0.08mm。
3.根据权利要求1所述的降低光模块锌合金表面平面度和粗糙度的喷砂工艺，其特征在于，所述喷砂操作中的气压为3kg，频率为35Hz，喷枪的枪口直径为0.8cm，所述喷枪的枪口距离光模块锌合金表面的距离为120-150mm，喷砂时间为10min。
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