[发明专利]基于量块理念的梯度功能研抛盘的制备方法

说明书

本发明公开了一种基于量块理念的梯度功能研抛盘的制备方法，将传统的研磨盘分隔成多个一级环，并且将所有分割出的环分割成多个等级的二级环，所有的二级环形成具有多个梯度的等级库，根据加工工件的加工要求，从等级库中取出相应等级的环组合形成具有梯度分布的研抛盘。本发明实现了在一个研抛盘上可以同时完成研磨和抛光工序，提高了加工的效率；研抛盘的弹性模量在轴向和径向上都存在弹性模量的梯度式分布，工件更容易实现按需去除，提高加工表面的质量；基于量块的等级理念，创新的构建了一个研抛盘的等级库，可以实现研抛盘的实时组合，替换方便，且便于任意工件的加工，很容易便可以配组出与之适应的研抛盘。

技术领域

本发明涉及研抛盘的制备领域，更具体的说，尤其涉及一种基于量块理念的梯度功能研抛盘的制备方法。

背景技术

量块是在长度计量工作中经常使用的计量器具。通过量块可以进行长度的量值传递，量块又可以作为计量标准器对长度计量测试仪器、量具、量规等进行检定，还可以直接测量和调整精密机床的夹具、刀具在加工中的定位尺寸或对精密机械零件尺寸的测量。

量块的分级是以量块长度相对于标称长度的偏差(即量块的长度偏差)划分的。在我国量块检定规程JJG146-2003中，按《长度计量器具(量块部分)检定系统JJG2056-90》的规定分为00、0、K、1、2、3共六级。量块的等主要是根据量块长度的测量不确定度划分的。在我国量块检定规程JJG146-2003中，按《长度计量器具(量块部分)检定系统JJG2056-90》的规定分为1、2、3、4、5、6共六等。

由我国量块检定规程JJG146-2003可见:0、1(K)、2、3级量块的长度偏差分别与3、4、5、6等量块长度的测量不确定度相当，因此在量块的使用中，一定‘等’的量块可以用相应‘级’的量块来代替。

同时，在制造领域，研磨和抛光作为精密加工工序，能实现光学元件、非晶薄膜衬底等高精密工件的高精度表面质量，但是相对于目前研磨和抛光的磨具，绝大多数还是保持着单一梯度分布，存在着很大的缺陷。磨料分布不均和材料去除不均等因素，使研磨后的工件面型精度较差，增加了后续工序的去除量，生产耗时耗力，且难以控制，维护成本较高；同时，在研磨和抛光不断转换的工序中，所能达到的加工效率较低，且很多经过加工之后的工件由于表面划痕较重，批量加工的蓝宝石基片很大一部分表面有粗、深划痕，需重新研磨抛光，从而导致返工，效率难以提高。

安徽工业大学的研究团队在2014年发表的SiO₂/CeO₂复合磨料的制备及在蓝宝石晶片抛光中的应用中提出了一种采用均相沉淀法制备了SiO₂/CeO₂复合磨料，并用于蓝宝石晶片的化学机械抛光，研究结果表明，采用复合磨料抛光虽然材料去除速率略低于单一SiO₂磨料，但抛光后的蓝宝石晶片表面质量得到明显的改善，能满足蓝宝石作发光二极管衬底的工艺要求。中国兵器工业第五二研究所烟台分所研究团队在2014年发表的功能梯度材料的制备技术及其研发现状中提出了功能梯度材料的研究进展，重点总结了功能梯度材料的制备方法和性能评价，其中特别指出功能梯度材料的弹性模量、热导率、热膨胀系数及成分在厚度方向上呈连续变化，并具有可设计性，可针对性地改变各组分材料体积含量的空间分布规律，优化结构内部应力分布。西安理工大学的研究团队在2014年发表的增强铁基梯度复合材料的原位生成及其磨粒磨损特性中提出了采用原位反应法在HT300表面制备了碳化钽增强表面梯度复合材料，并对复合层的微观结构、物相组成、显微硬度以及磨粒磨损性能进行了表征，从表面致密层到基体，其组织、成分、硬度分布均呈梯度变化。同时，授权公告号CN103432948B的中国发明专利一种用于软固结磨粒群生产的封闭式搅拌装置提出了一种为更好的均匀搅拌高聚物、磨料、固化剂、引发剂等混合物，保证了制备具有梯度功能研磨盘的实现。