Viden

Præcisionspolering af keramisk materiale med et højt præcisionskrav på Ra 0.025 μm er en kompleks og meget delikat forarbejdningsteknologi, der kræver integration af mekaniske, kemiske og præcise kontrolteknikker.

 

1. De centrale trin i poleringsprocessen er som følger:

 

(1) Forbehandling

Grovslibning og finslibning

Gradvis slibning udføres med diamant- eller siliciumcarbidslibeskiver (f.eks. fra #800 til #3000 korn), hvilket reducerer overfladeruheden til Ra 0.1-0.2 μm for at lægge grundlaget for polering.

Ultralydsrensning

Resterende slibepartikler fjernes ved hjælp af isopropylalkohol eller deioniseret vand for at forhindre ridser under efterfølgende polering.

 

(2) Poleringsstadie

Mekanisk polering (grov polering)

Udstyr: Polermaskine med variabel hastighed (100 - 500 rpm)

Poleringsmiddel: Diamantsuspension (1-3 μm partikelstørrelse) eller poleringsvæske af aluminiumoxid

Parametre : Tryk 20 - 50 kPa, tid 30 - 60 minutter, målruhed Ra 0.05 - 0.1 μm

Kemisk mekanisk polering (CMP, finpolering)

Poleringsvæske: Kolloidopløsning af nano-silica (SiO₂ ) eller ceriumoxid (CeO₂ ) (pH 10-12, fremmer overfladehydrolyse)

Polerpude: Porøs polyurethanpude (Shore D hårdhed 50 - 60)

Parametre: Hastighed 50 - 150 rpm, tryk 5 - 15 kPa, tid 1 - 2 timer, opnåelse af sub-nanometer planhed gennem den kombinerede virkning af kemisk ætsning og mekanisk slibning.

 

(3) Efterbehandling

Ultra-præcisions rengøring

Megasonic rensning (950 kHz) kombineres med plasmarensning for at fjerne adsorberet organisk materiale og nanopartikler fra overfladen.

Overfladepassivering

Oxygenplasmabehandling (300 W, 10 minutter) påføres aktiv keramik som siliciumnitrid for at danne et tæt oxidlag og forhindre kontaminering.

 

2. Nøgleteknisk parameterkontrol

Temperaturregulering

Poleringsvæskens temperatur skal stabiliseres ved 25 ± 0.5 ℃ . En for stor temperaturforskel kan forårsage termisk udvidelse og føre til afvigelser i overfladens nøjagtighed.

Vibrationsundertrykkelse

Udstyret skal installeres på en aktiv vibrationsisoleringsplatform (vibrationsfrekvens < 2Hz, amplitude < 50nm) for at undgå påvirkning af miljøvibrationer.

Trykensartethed

Et pneumatisk feedback-styringssystem er anvendt for at sikre trykudsving < ± 1%. For uregelmæssigt formede dele skal der designes en konform fikstur.

 

3. Inspektion og kvalitetskontrol

Ruhedsinspektion

Fempunktsmåling udføres ved hjælp af et hvidt lysinterferometer (vertikal opløsning 0.1 nm) eller et atomkraftmikroskop (AFM) med et prøvetagningsområde på 50 × 50 μm².

Inspektion af underjordiske skader

Kemisk ætsning (HF-opløsning i 5 minutter) kombineret med SEM-observation bruges til at sikre, at den underjordiske revnedybde er mindre end 50 nm.

Inspektion af overfladeplanhed

Et laserinterferometer ( λ /100 nøjagtighed) bruges til at inspicere planheden, med et krav om at PV-værdien er mindre end 0.1 μm.

 

4. Almindelige problemløsninger

Problem Fænomen Årsag Analyse Løsning

Polerstriber Tilstopning af polerpudens riller Brug en diamantkommode til at klæbe polerpuden hvert 30. minut

Kantkollaps Koncentration af kantspænding Brug kantkompenserende polering (reducer trykket i kantområdet med 20 %)

Overfladedugning Ophobning af nanoridser Tilsæt 0.1 % natriumdodecylbenzensulfonat (SDBS) til polervæsken for at forbedre smøringen

 

5. Avanceret teknologisk udvikling

Magnetic Fluid Finishing (MRF)

Den bruger magnetisk væske (carbonyljernpulver + nanodiamant) til at danne en fleksibel "poleringsform" i et magnetfelt, der er egnet til kompleks overfladebehandling og kan opnå en overfladeruhed på Ra 0.01 μm.

Ion Beam Polering

Det opnår fjernelse af Ar+-ioner på atomniveau gennem Ar+-ionsputtering (energi 500 eV, strålestrømstæthed 1 mA/cm² ) og bruges til bearbejdning af keramiske spejle i lasergyroskoper.

 

6. Økonomiske overvejelser

De traditionelle CMP-omkostninger er cirka 150 yuan per kvadratmeter, mens omkostningerne ved ionstrålepolering kan være så høje som 5,000 yuan per kvadratmeter. Valget af proces bør være baseret på anvendelsen af ​​delene (såsom halvledere vs. optiske komponenter).

Vedtagelsen af ​​et diamantpoleringsvæskegenvindingssystem kan reducere omkostningerne til forbrugsstoffer med 30 %.

Gennem den ovennævnte præcise kontrol og teknologiske innovation kan moderne præcisionskeramisk polering stabilt opnå en superglat overflade med en Ra på 0.025 μm , hvilket opfylder kravene fra banebrydende områder som inertial navigation og fotolitografiske maskinlinser. I den faktiske produktion anbefales det at etablere en DOE (Design of Experiments) model for at optimere kombinationen af ​​forskellige parametre og implementere SPC (Statistical Process Control) for at sikre et udbytte på over 95%.

 

Vigor har mere end 18 års erfaring med støbegods, og vi ved, hvordan man undgår fejl i produktionen . Hvis du har spørgsmål eller ønsker til produktudvikling eller forbedring af din forsyningskæde, er du velkommen til at kontakte os på info@castings-forging.com