sales@mirrorglabrous.com

+86 021 54419140

金属表面处理
完整解决方案提供商
您现在的位置:首页 > 资讯中心 > 行业动态 > 正文

超精密抛光技术

发布时间:2023.03.27

   2018年,《科技日报》梳理出我国当前被“卡脖子”的35项关键技术,包括了光刻机、芯片、操作系统、核心算法、高压柱塞泵等众所周知的世界难题,也涵盖了重型燃气轮机、高端轴承钢、铣刀、掘进机主轴承、超精密抛光工艺等鲜为人知的高端领域。其中,对于超精密抛光工艺,科技日报指出,它是现代制造业的“技术灵魂”,直接影响到集成电路制造、医疗器械、精密模具、航空航天等高精尖领域。



 何谓超精密抛光技术? 超精密抛光技术,一般特指选用粒径只有几纳米的研磨微粉作为研磨磨料,将其注入研具,用以去除微量的工件材料,以达到一定的几何精度一般误差在0.1µm 以下)及表面粗糙度(一般Ra≦0.01µm)的方法。其技术目标主要有两类,一是为追求降低表面粗糙度或提高尺寸精度为目标,二是为实现功能材料元件的功能为目标,要求解决与高精度相匹配的表面粗糙度和极小的变质层问题。另外,对于单晶材料的加工,同时还要求平面度、厚度和晶的定向精度等。对于电子材料的加工,除了要求高形状精度外,还必须达到物理或结晶学的无损伤理想镜面。

超精密研磨抛光的主要技术有以下几种:

1.液中研磨。将超精密抛光的研具工作面和工件浸泡在含磨粒的研磨剂中进行,在充足的加工液中,借助水波效果,利用游离的微细磨粒进行研磨加工,并对磨粒作用部分所产生的热还有极好的冷却效果,对研磨时的微小冲击也有缓冲效果。

2.机械化学研磨。机械化学研磨加工是利用化学反应进行机械研磨,有湿式和干式两种。

3.磁流体精密研磨。磁性流体为强磁粉末在液相中分散为胶态尺寸(<0.015um)的胶态溶液,由磁感应可产生流动性,特性是:每一个粒子的磁力矩较大,不会因重力而沉降,磁化强度随磁场增加而增加。当将非磁性材料的磨料混入磁流体,置于磁场中,则磨粒在磁流体浮力作用下压向旋转的工件而进行研磨。

4.磁力研磨。利用磁场作用,使磁极间的磁性磨料形成如刷子一样的研磨剂,被吸附在磁极的工作表面上,在磨料与工件的相对运动下,实现对工件表面的研磨作用。这种加工方法不仅能对圆周表面、平面和棱边等进行研磨,而且还可以对凸凹不平的复杂曲面进行研磨。

5.软质磨粒机械抛光(弹性发射加工)。加工原理实质是磨粒原子的扩散作用和加速的微小粒子弹性射击的机械作用的综合效果。

6.化学机械抛光。化学机械抛光是一种利用研磨液的腐蚀作用和磨粒的机械作用双重作用的研磨方法。腐蚀研磨液如氧化铁和硫酸或盐酸的水溶液,Mn-Zn铁氧体磨粒和盐酸水溶液等。

7.水合抛光。是一种利用在工件界面上生成水合化学反应的研磨方法,其主要特点是不使用磨粒和加工液,而加工装置又与当前使用的研磨盘或抛光机相似,只是在水蒸气环境中进行加工。其作用机制是在抛光过程中,两个物体产生相对摩擦,在接触区产生高温高压,故工件表面上原子或分子呈活性化。利用水蒸汽分子或过热的水作用其界面,使之在界面上形成水合化学反应层,然后借助过热水蒸汽或在一个大气压的水蒸汽环境条件下利用外来的摩擦力,从工件表面上将这层水合层分离、去除,从而实现镜面加工。

超精密抛光技术

  我们经常会把研磨和抛光放在一起讲实际上,研磨与抛光还是有些区别。

  研磨是利用涂敷或压嵌在研具上的磨料颗粒,通过研具与工件在一定压力下的相对运动对加工表面进行的精整加工。研磨可用于加工各种金属和非金属材料,加工的表面形状有平面,内、外圆柱面和圆锥面,凸、凹球面,螺纹,齿面及其他型面。加工精度可达 IT5IT1,表面粗糙度可达 Ra0.630.01 微米。抛光是利用机械、化学或电化学的作用,使工件表面粗糙度降低,以获得光亮、平整表面的加工方法。

  两者的主要区别在于:抛光达到的表面光洁度要比研磨更高,并且可以采用化学或者电化学的方法,而研磨基本只采用机械的方法,所使用的磨料粒度要比抛光用的更粗,即粒度大。

  研磨、抛光是历史最悠久的传统工艺。古代石器、玉器及古铜镜等就是通过研磨、抛光制造出来的。中世纪欧洲制造玻璃镜时,采用了粗磨、细磨和抛光,我国乾隆时期玻璃的抛光质量已很高。自古至今,研磨抛光一直是精密的加工手段,但很多年来其发展是很缓慢的。直到上世纪五十年代,飞速发展的电子工业才为古老的研磨抛光技术带来新的曙光。

  超精密抛光工艺在现代制造业中有多重要,其应用的领域能够直接说明问题:集成电路制造、医疗器械、汽车配件、数码配件、精密模具、航空航天。目前,美国日本等国际顶级的抛光工艺已经可以满足60英寸基片原材料的精密抛光要求(属超大尺寸),他们据此掌控着超精密抛光工艺的核心技术,牢牢把握了全球市场的主动权。而事实上,把握住这项技术,也就在很大程度上掌控了电子制造业的发展。

  我国的相关科研团队对于当前的超精密抛光技术是有着清醒的认识的,顶级的抛光材料仅仅是基础,还要解决磨盘问题,其次要解决抛光面积扩大问题。而这样的核心技术,永远不能指望从别人手中获得,除了依靠自己,我们别无选择。多年从事抛光工艺研发的专业人士做了一个比喻:“如果把抛光工艺比作做煎饼,卡我们脖子的就是锅,别人的锅不粘锅底,而我们做不到。”

  退一步讲,即使我们掌握了超精密抛光技术,我们并没有达到机械加工的最终点。因为,超精密加工技术还包括超精密车削、镜面磨削、超精密研磨、机械化学抛光、电子束曝射、激光束加工、离子溅射和离子注入、金属蒸镀及分子束外延等。

  所以,还是回归到我们的文章的开头,只有原点,没有终点,我们距离超精密制造技术的最前沿还有一定的距离,我们处于落后的地位,落后就要挨打,所以更需要想尽一些办法去赶超。



【下一篇】牙科种植体热讯
资讯中心
产品中心
联系我们
  • 售前咨询热线:
    郑女士:19916799140
    (微信同号)
    设备销售热线:
    王经理:15921887786
    李经理:18017268222
    加工服务业务热线:
    张小姐:18001952488
    许先生:19921860084
    周先生:19370589141

  • 企业地址:
    上海市金山区朱泾镇朱泾工业园区新顺路8号

  • 企业邮箱:
    sales@mirrorglabrous.com