[发明专利]一种改善光学零件边缘面形的加工方法及复合磨粒抛光液

权利要求书

1.一种复合磨粒抛光液，其特征在于，由粒径范围为1um～60um，弹性模量在1～10GPa的有机聚合物微粒、粒径范围为0.3um～3um的抛光粉和水配制而成，其中，分散有机聚合物微粒的质量分数范围为0.1%～5%，抛光粉的质量分数范围为0.1%～5%。

2.根据权利要求1所述的复合磨粒抛光液，其特征在于，单分散有机聚合物微粒呈球状。

3.根据权利要求1所述的复合磨粒抛光液，其特征在于，分散有机聚合物微粒为聚苯乙烯。

4.根据权利要求1所述的复合磨粒抛光液，其特征在于，复合磨粒抛光液的分散有机聚合物微粒与磨粒形成静电吸附。

5.根据权利要求1所述的复合磨粒抛光液，其特征在于，复合磨粒抛光液的经PH值调节后带弱碱性。

6.一种改善光学零件边缘面形的加工方法，其特征在于，采用权利要求1至5任一项所述的复合磨粒抛光液在双面抛光机上对光学零件进行抛光试验，从而在不降低光学零件表面粗糙度的情况下，减小光学零件边缘塌边，改善光学零件边缘局部面形。

7.根据权利要求6所述的改善光学零件边缘面形的加工方法，其特征在于，具体过程如下：

第一步:配制复合磨粒抛光液

选用单分散大粒径PS微球，粒径范围为1um～60um，PS微球呈球状；CeO₂抛光粉，CeO₂磨粒呈不规则多面体，粒径范围为0.3um～3um；去离子水，取PS微球和CeO₂抛光粉，加入超纯水混合摇匀，配成具有特定质量浓度比的复合磨粒抛光液，PS微球质量分数范围为0.1%～5%，CeO₂磨粒的质量分数范围为0.1%～5%；

第二步：复合磨粒抛光液PH值的调定

PS微球表面经过电荷修饰，以与CeO₂形成静电吸附，采用PH=10的KOH溶液对复合磨粒抛光液的PH进行调节，调节后的抛光液PH范围为8～11，使得PS微球能够实现对CeO₂稳定吸附；

第三步：复合磨粒抛光液的测定

取复合磨粒抛光液滴于玻璃基片上，将均匀涂满抛光液的玻璃基片置于百级超净室内，干燥后放置在激光共聚焦显微镜下，观察PS微球和CeO₂在静电力作用下的吸附情况，以CeO₂磨粒能够完全包裹PS微球为最佳，并且形成的复合磨粒分散均匀，无明显团聚现象为最佳；

第四步：抛光前的预处理

工作环境温度25℃，湿度70%，选用W7～W14的研磨粉精磨后的光学零件，表面粗糙度范围3～10um，尺寸一致性2um以内，光学零件清洗干净；贴有聚氨酯抛光垫的抛光盘使用金刚石盘和不锈钢盘进行修整，保证抛光盘的面形；制备的复合磨粒抛光液经超声处理0.5h～1h；

第五步：抛光

将游星轮均匀放置于下抛光盘中，预处理后的光学零件均匀放入游星轮中，先滴加复合磨粒抛光液使上下抛光垫润湿，再将上抛光盘降下，

在抛光初始阶段，工艺参数：下抛光盘转速4～10r/min，上抛光盘转速-1～-3r/min，游星轮自传转速2～5r/min，游星轮公转转速2～5r/min，抛光液流量10～50mL/min，压强范围3～5KPa，抛光时间3～5min，低转速低压下让抛光液能够充分填充进聚氨酯抛光垫和光学零件之间的间隙，充分润滑，避免干摩擦产生划伤；

在抛光中间阶段，工艺参数：下抛光盘转速6～30r/min，上抛光盘转速-2～-6r/min，游星轮自传转速2～11r/min，游星轮公转转速2～11r/min，抛光液流量10～50mL/min，压强范围3～20KPa，抛光时间1～10h，复合磨粒嵌入聚氨酯抛光垫，在抛光盘的带动下，对光学表面进行机械化学作用的材料去除；

在抛光末尾阶段，工艺参数：下抛光盘转速4～10r/min，上抛光盘转速-1～-3r/min，游星轮自传转速2～5r/min，游星轮公转转速2～5r/min，去离子水流量10～50mL/min，压强范围3～5KPa，抛光时间3～5min，采用清水洗净光学零件，同时缓慢减压，释放光学零件因抛光产生的残余应力；

第六步：抛光后光学零件的清洗，将抛光后的光学零件放入超声波清洗机中进行清洗，去除表面残留的抛光粉；

第七步：抛光后光学零件的检测，如不符合要求，则重复步骤五进一步抛光，直至面形等各项指标满足工件设计要求。