江苏五金精密磨平面加工

    浅谈平面超精研磨工艺煤直接液化装置上用的金属密封球阀,其严苛工况对密封面粗糙度和平面度提出更高的要求，采用传统的研磨工艺，加工后的零件表面粗糙度只达到，无法满足超精密封技术要求，超精研磨工艺研究已然成为阀门行业的一个重要课题。下面对平面密封面技术要求进行简要分析以规格为6"，2500LB煤化工样机平面密封面技术要求为例，其阀体和阀座零件密封面材质分别为STL21和NI-WC，硬度均≥45HRC，光洁度要求，平面度要求。尤其阀体平面密封面处于内孔底面，具体如图1所以，技术要求难点主要体现在如下两方面：(1)平面度要求较高。采用车削加工方式，在切削条件理想状态下精度可保持在(因密封面所处位置原因，无法采用磨削方式加工)。(2)粗糙度要求较高。常规切削方式粗糙度保持在，无法达到。超精研磨加工在结合传统的研磨工艺基础上超精研磨各个工艺环节的影响因素进行分析，形成图2所示超精研磨工艺的输入树形结构图。研磨剂(1)磨料碳化硼(B4C)是已知坚硬的三种材料之一，具有高硬度、高耐磨性和易碎性较低等特性，并且在研磨过程中破碎后仍保持一定的锋刃，可作为硬质合金材料(尤其对于NI-WC密封面，其硬度≥63HRC)研磨磨料优先。

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    1操作前的准备工作，导轮处于良好的转动状态，挡圈与导轮完好配合。并启动搅拌器，同时观察研磨液是否充分搅拌均匀，清理磨盘表面物体并将表面清洗干净。须检查直线导轨是否运行良好并处于可控状态。2修面操作，如果需要更好的修面效果，须把主轴调到最高转速,同时减小修面机的运行速度。然后启动修面机前进，此时修面机刀架往研磨盘中间移动，当刀架移至研磨盘边缘正上方时，按下修面机停止按钮，此时修面机刀架停止移动。研磨盘的旋转方向为逆时针方向旋转，所以修面刀的刃口应与研磨盘的旋转方向相反。左手持修面刀，刀头朝下，刃口朝右手边，然后轻轻放入刀夹槽内，靠修面刀自身的重力让刀尖与研磨盘面接触，(我们通常把接触到的这一点叫作零点)。然后固定修面刀(锁紧刀槽侧面的固定螺钉)，修面刀安装完成，由于修面刀的刀头为金刚石材质，所以比较脆，在安装修面刀的时候一定要小心谨慎。刀架上的千分尺是用来调节切削量的，与常规千分尺的读数方法相同，只要用手逆时钟方向旋动千分尺，修面刀就会往上移动，称之为退刀，相反顺时钟方向旋动千分尺，修面刀就会往下移动，称之为进刀。(注意：粗修的比较大进刀量不能超过150um。精修的进刀量推荐20um。

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    高精密平面研磨机可以实现镜面效果,光洁度可以比较高达到，加工范围很广，可以对蓝宝石衬底，水晶，硅片，光电材料，光学玻璃，手机玻璃，手机触摸屏，陶瓷片，石英片，石墨密封环，硅晶圆等非金属材质进行双面研磨，还能对铜材，铁，铝材，不锈钢，模具钢，塑料，铝合金，锌合金，钛合金，镍合金，锡合金，硬质合金，碳钢，钨钢等各种金属材质进行双面研磨加工。高精密平面研磨机采用独特的安全锁紧机构,防止意外断气、断电而“掉盘”伤人的意外发生,主要用于各类型的铝材面抛光，有平面、斜面、圆面、圆弧面以及凹槽面及其他。根据所加工的要求可以选用适合要求的抛光轮来满足工件所需要的高速有效的去除掉挤压痕、自然氧化膜，同时具备抛光的功能,该系列抛光机已被广的用于各类如LED蓝宝石衬底、光学玻璃晶片、石英晶片、硅片、不锈钢等等各类材料的单面的研磨。海德平面研磨抛光机HD-610属高精密平面研磨机，研磨机的精密度为平面度可达，粗糙度可达。广用于蓝宝石钟表玻璃、手机玻璃、光学玻璃晶片、LED蓝宝石衬底、陶瓷板、活塞环、阀片、铝铁硼、铁氧体、铌酸锂、钽酸锂、PTC热敏电阻、光盘基片、陶瓷密封环、硬质合金密封环、钨钢片、等各种材料的单双面研磨抛光。

    平面研磨机上选用金刚石微粉应该注意哪些关键性问题?金刚石微粉是人造金刚石单晶经过特殊工艺处理加工而形成的一种新型超硬超细磨料，是研磨抛光硬质合金、陶瓷、宝石、光学玻璃等高硬度材料的理想原料，金刚石制品是利用金刚石材料加工制成的工具和构件，应用十分广。在平面研磨机上进行一些较硬较脆的材料进行研磨时，会用到金刚石微粉。哪些材料需要呢?例如：氧化锆陶瓷，玻璃等晶体类。那么金刚石微粉是怎么运用于平面研磨机的呢?一般来说，在平面研磨机上不可能直接用金刚石微粉作业，研磨工程师通常会将金刚石微粉做成金刚石磨盘放置于设备上进行作业。那么在选用金刚石微粉应该注意哪些问题呢，是不是随意一种金刚石微粉都可以在平面研磨设备上运用呢?答案肯定是否定的。平面研磨对微粉来说要求比较严格，对做法和粒度，形状都有较高的要求。具体来说，运用于平面研磨机上的微粉，一定是要精细的，一般达到um级别，所以一定要做法比较精细的工艺才可以。通常来说，粒度一般是2-200um。其次，金刚石微粉的形状是多样的，适用于平面研磨的形状一般是接近圆形，棱角较小的比较好。所以大家在选择时应该注意：首先，要选择粒度为2-50um之间的，其次，要选择形状接近圆形。 粗研时在规定工艺参数内，选用较粗的研磨剂、较高速度和研磨压力下进行研磨。

    国内可以生产多晶钻石微粉的厂家有北京国瑞升和四川久远，而国瑞升同时可以自己生产钻石液，因此在品质与成本上具有较大优势。美国的DiamondInnovation近推出了“类多晶钻石”，实际是对普通单晶钻石的一种改良，虽然比较坚固的结构能提供较高的切削力，但是同时也更容易造成较深的刮伤。抛光：多晶钻石虽然造成的刮伤明显小于单晶钻石，但是仍然会在蓝宝石表面留下明显的刮伤，因此还会经过一道CMP抛光，去除所有的刮伤，留下完美的表面。CMP工艺原本是针对矽基板进行平坦化加工的一种工艺，现在对蓝宝石基板同样适用。经过CMP抛光工艺的蓝宝石基板在经过层层检测，达到合格准的产品就可以交给外延厂进行磊晶了。芯片的背部减薄制程磊晶之后的蓝宝石基板就成为了外延片，外延片在经过蚀刻、蒸镀、电极制作、保护层制作等一系列复杂的半导体制程之后，还需要切割成一粒粒的芯片，根据芯片的大小，一片2英寸的外延片可以切割成为数千至上万个CHIP。前文讲到此时外延片的厚度在430um附近，由于蓝宝石的硬度以及脆性，普通切割工艺难以对其进行加工。目前普遍的工艺是将外延片从430um减薄至100um附近，然后再使用镭射进行切割。

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随着研磨时间延长，磨粒钝化，微切削作用下降，不仅加工精度不能提高，反而因热量增加造成表面质量下降。江苏五金精密磨平面加工

    研磨速度研磨速度是控制余量去除速度和研磨表面质量的重要工艺参数。图5为工件余量去除、研磨便面粗糙度与研磨速度的关系曲线。为了获得规定的表面粗糙度而必须耗费的研磨时间大于去除余量所需的时间，就应适当降低研磨速度，反之一样，而平面研磨时速度可参照表2选取研磨速度。研磨速度对余量去除和表面粗糙度的影响对研具的磨损影响很大。研磨速度过快时，研具急剧磨损，可能引起工件的热变形，直接影响加工精度。因此，为了避免研磨磨损过快，可根据实际情况，在表2基础上选取1/3~1/2范围进行研磨。研磨时间通常密封面在研磨前，通过其他加工方式获得预加工精度，研磨开始阶段，因研磨剂磨粒锋利，微切削作用强，零件研磨表面的几何形状误差和粗糙度较快得以纠正。随着研磨时间延长，磨粒钝化，微切削作用下降，不仅加工精度不能提高，反而因热量增加造成表面质量下降。所以，粗研时在规定工艺参数内，选用较粗的研磨剂、较高速度和研磨压力下进行研磨，以较快地消除几何形状误差和切去较大的加工余量，通常即可完成粗磨，以密封面全部研磨出为准。一般精研时间约为5min~10min，超过10min研磨效果不明显。抛光完成研磨后的密封面，便面采用酒精或清洗器密封面。

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