[发明专利]超低温抛光机

说明书

技术领域

本发明提供一种超低温抛光机，属于抛光设备技术领域。

背景技术

机械去除法是传统的抛光方法，它是依靠抛光颗粒与加工表面的直接接触和摩擦来得到超光滑表面的。机械抛光法的去除率较大，也能够得到亚纳米量级的表面粗糙度，但由于是直接接触，容易使表面产生划伤及内应力等，也很难避免加工变质层和亚表层损伤。在此基础上发展出无磨料抛光方法。无磨料抛光方法是利用凝结的冰来抛光的，由于冰必须在0℃以下才会形成，所以无磨料抛光又叫低温抛光。无磨料抛光是一个极大的创新，它冲破了传统的抛光或研磨不能缺少磨料的束缚。无磨料低温抛光用的抛光机是普通的研磨机，抛光盘是用水冻结成的冰盘，由于抛光中无磨料的作用，降低了表面划痕、加工变质层等缺陷，但抛光盘必须提前在制冷箱中制备，并且抛光材料不处于低温环境下。而使抛光材料处于超低温环境，精确控温，简化冰盘的制备的一体机未见报道；同时由于抛光材料处在超低温环境下，原子震动变小，硬度提高，提高了材料表面抗划伤能力，有利于抛光面的抛光度进一步提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种能克服上述缺陷、操作安全、抛光度高的超低温抛光机。其技术方案为：

包括顶端敞口的金属壳体、电动机、带有锥套的抛光盘、抛光垫、试样固定器和设有保温层的顶盖，其中电动机固定在金属壳体内的底部，带有锥套的抛光盘位于工作区内、且固定安装在电动机的输出轴上，试样固定器设置在金属壳体的内壁、且位于抛光垫之上，顶盖扣合在金属壳体上，其特征在于：增设了风扇、电加热、温度传感器、液位传感器和设有保温层的液氮金属容器，其中液氮金属容器安装在金属壳体的一侧壁上，液氮金属容器远离金属壳体的其它外壁上均设有保护壳，金属壳体远离液氮金属容器的其它侧壁上从内向外依次设有保温层和保护壳，液氮金属容器内设有液位传感器，金属壳体位于工作区的侧壁上设有温度传感器和电加热，位于工作区的金属壳体在靠近液氮金属容器的侧壁上设有窗口，与其对应，液氮金属容器的保温层上也设有窗口，液氮金属容器外壁在两窗口构成的空间内设有风扇，风扇的四周设有网状的保护罩。

所述的超低温抛光机，抛光垫采用水、胶态氧化铝或胶态氧化锆制成。

所述的超低温抛光机，保温层设置在顶盖的夹层内。

其工作原理为：由于材料在低温环境下硬度提高，因此使用液氮作冷源，通过风扇的转速快慢，控制工作区的温度，使工作区处于-60℃～0℃左右的可控范围，能使材料抛光面光滑度进一步提高，同时提高材料表面抗划伤能力和减少亚表层损伤。抛光时，先把水或胶态氧化铝或胶态氧化锆倒入抛光盘，向液氮金属容器加入液氮，打开风扇，通过风扇的转速快慢，控制工作区的温度，使工作区处于-60℃～0℃左右的可控范围，使液态水或胶态氧化铝或胶态氧化锆形成冰或冰态氧化铝或冰态氧化锆的抛光垫，然后固定好抛光试样，盖上顶盖，通过电动机控制抛光速度，通过液位传感器测试液氮金属容器中液氮的量，通过温度传感器测试工作区的温度，抛光结束后，通过电加热升高工作区温度，使抛光垫与抛光盘分离。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1、材料在超低温环境下硬度较高，有利于抛光度的提高。

2、材料在超低温环境下硬度较高，提高了抛光时材料表面的抗划伤能力和减少亚表层损伤。

3、由于工作区可以控制在零度以下，在制备冰或冰态氧化铝或冰态胶态氧化锆的抛光垫时，可以直接把水或胶态氧化铝或胶态胶态氧化锆倒入抛光盘形成抛光垫，不用使用专用磨具在低温制冷箱中制备，简化了抛光工艺。

4、根据抛光要求，可以通过风扇的转速控制抛光区的温度在-60℃～0℃之间，提高工作效率，操作方便。

5、液氮与工作区分离，操作安全。

6、本发明环境污染小，适应绿色加工的发展方向。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图。

图中：1、金属壳体  2、电动机  3、抛光盘  4、抛光垫  5、试样固定器  6、保温层  7、顶盖  8、工作区  9、输出轴  10、风扇  11、电加热  12、温度传感器  13、液位传感器  14、液氮金属容器  15、保护壳  16、窗口  17、保护罩  18、抛光材料

具体实施方式

在图1所示的实施例中：包括顶端敞口的金属壳体1、电动机2、带有锥套的抛光盘3、抛光垫4、试样固定器5和设有保温层6的顶盖7，其中抛光垫4采用冰制成，电动机2固定在金属壳体内的底部，带有锥套的抛光盘3位于工作区8内、且固定安装在电动机2的输出轴9上，试样固定器5设置在金属壳体1的内壁、且位于抛光垫4之上，顶盖7扣合在金属壳体1上；增设了风扇10、电加热11、温度传感器12、液位传感器13和设有保温层6的液氮金属容器14，其中液氮金属容器14安装在金属壳体1的一侧壁上，液氮金属容器14远离金属壳体1的其它外壁上均设有保护壳15，金属壳体1远离液氮金属容器14的其它侧壁上从内向外依次设有保温层6和保护壳15，液氮金属容器14内设有液位传感器13，金属壳体1位于工作区8的侧壁上设有温度传感器12和电加热11，位于工作区8的金属壳体1在靠近液氮金属容器14的侧壁上设有窗口16，与其对应，液氮金属容器14的保温层6上也设有窗口16，液氮金属容器14外壁在两窗口16构成的空间内设有风扇10，风扇10的四周设有网状的保护罩17。