技術(shù)文章
關(guān)于石英礦薄片的研磨和拋光工藝
石英是一種物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)均十分穩(wěn)定的礦產(chǎn)資源,根據(jù)其所含有元素和元素百分比的不同,可以形成很多不同特性的品種。又根據(jù)各品種的特性分別應(yīng)用于光學(xué)、玻璃、電子、陶瓷、電瓷、釉面磚、細(xì)陶瓷、涂料、化學(xué)、橡膠填料及耐火材料等工業(yè)。因此,對(duì)石英礦石的分析研究顯得尤為重要。而部分分析研究中,都會(huì)采用經(jīng)過(guò)研磨和拋光的石英礦薄片進(jìn)行,所以石英礦薄片的研磨和拋光工藝也變得十分重要。
針對(duì)尺寸為15mm×18mm×0.15mm的石英礦薄片進(jìn)行研磨拋光的處理,可選擇UNIPOL-802型自動(dòng)精密研磨拋光機(jī)(見(jiàn)下圖1)進(jìn)行。此型號(hào)研磨拋光機(jī)是專門為加工制備晶體、陶瓷、玻璃、金屬、巖樣、礦樣、耐火材料、PCB板、復(fù)合材料的產(chǎn)品。它配備了203mm直徑的研磨拋光盤和兩個(gè)加工工位,可對(duì)研磨拋光盤擺動(dòng)頻率進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)整,使磨拋平面更加平整。
| 主要特點(diǎn) | 1、超平拋光盤(平面度為每25mm×25mm小于0.0025mm) 2、超精旋轉(zhuǎn)軸(托盤端跳小于0.010mm) 3、配備了203mm直徑的研磨拋光盤和兩個(gè)加工工位 4、可用于研磨拋光直徑≤80mm或矩形的平面 5、帶有數(shù)字式顯示的磨拋盤轉(zhuǎn)數(shù)無(wú)級(jí)調(diào)速 6、可自動(dòng)停止工作的定時(shí)器 7、可選配自動(dòng)送液的滴料器或循環(huán)泵采 8、選擇適當(dāng)?shù)母郊勺詣?dòng)批量生產(chǎn)高質(zhì)量的平面磨拋產(chǎn)品 |
技術(shù)參數(shù) | 1、研磨盤轉(zhuǎn)速:0—125(250)rpm 2、工位:2個(gè) 3、載料盤擺動(dòng)次數(shù):0-9次/分 4、研磨盤直徑:203mm 5、載料盤直徑:80mm 6、交流電源:110/220伏,功率:275瓦 7、托盤端跳:0.008/180mm,定時(shí):0-99.99H |
圖1 UNIPOL-802型自動(dòng)精密研磨拋光機(jī)及相關(guān)信息
首先,進(jìn)行粘樣。將載樣塊、石英礦薄片放到MTI-250型加熱平臺(tái)上進(jìn)行加熱。待載樣塊達(dá)到80℃時(shí),在其上面均勻地涂上石蠟,再將薄片等分的放在載樣塊上,輕輕擠壓,以便排除氣泡及多余的石蠟。取下載樣塊,在上面壓上稍有重力的物體進(jìn)行冷卻(避免薄片各部分或所有薄片不在同一平面),然后使用酒精將薄片邊緣多余的石蠟清理干凈,以避免與磨料發(fā)生交叉污染。
其次,調(diào)節(jié)研磨拋光機(jī)。將兩個(gè)支撐臂松開(kāi),移至機(jī)體的外側(cè),用鑄鐵花盤上的三個(gè)定位銷對(duì)準(zhǔn)機(jī)體托盤上的三個(gè)安裝孔,放實(shí)。移回兩個(gè)支撐臂,調(diào)節(jié)兩個(gè)支撐滾輪至合適角度(90°~150°間),使載物塊套上修盤環(huán)后可以在其中順暢運(yùn)轉(zhuǎn)。上下移動(dòng)支撐臂,使不可滑動(dòng)臂上的支撐滾輪位于修盤環(huán)高度二分之一附近。以修盤環(huán)位置為基準(zhǔn)調(diào)整支撐臂軸向位置,當(dāng)支撐臂移動(dòng)至zui外側(cè)時(shí),使修盤環(huán)能夠探出研磨盤;當(dāng)支撐臂移動(dòng)至zui內(nèi)側(cè)時(shí),使修盤環(huán)能夠經(jīng)過(guò)研磨盤中心,鎖緊固定螺絲即可。將裝有W14剛玉磨料的SKZD-2型滴料器,放置在研磨拋光機(jī)的后方平臺(tái)上,調(diào)整好滴料管位置。然后調(diào)節(jié)研磨拋光機(jī)定時(shí)器表盤右下角的定時(shí)單位螺絲旋鈕,選擇min,調(diào)節(jié)左下角的定時(shí)范圍螺絲旋鈕,選擇0~30的范圍,再轉(zhuǎn)動(dòng)紅色指針至20。打開(kāi)滴料器,在鑄鐵花盤上滴上適量磨料后,放上空的載物塊并套上修盤環(huán)。將研磨拋光機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)整旋鈕進(jìn)行歸零后(每次啟動(dòng)機(jī)器前都要進(jìn)行歸零操作,避免造成下一次開(kāi)機(jī)時(shí)誤操作)打開(kāi)機(jī)器,轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)為35rpm,打開(kāi)支撐臂開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)至zui大速度,即開(kāi)始對(duì)鑄鐵花盤進(jìn)行修盤(為了去除盤上附有其他粒度的磨料及雜物)。修盤結(jié)束后,用清水清洗鑄鐵花盤、載物塊、修盤環(huán),再將鑄鐵花盤安裝好。
然后,進(jìn)行薄片的研磨。將粘有石英礦薄片的載物塊倒置在鑄鐵花盤上,套上修盤環(huán)。轉(zhuǎn)動(dòng)定時(shí)器紅色指針至30 min(具體的研磨時(shí)間要根據(jù)薄片表面的平整度決定,表面線痕去掉即可)。歸零后開(kāi)機(jī),調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)數(shù)為35rpm,調(diào)節(jié)支撐臂速度,使載物塊橫向的往復(fù)移動(dòng),以保證薄片研磨的均勻性。待薄片研磨達(dá)到要求時(shí),取下載物塊、修盤環(huán)和鑄鐵花盤用清水清洗。再換用裝有W7剛玉磨料的SKZD-2型滴料器進(jìn)行再次修盤。修盤、清洗完成后,進(jìn)行第二次研磨,定時(shí)時(shí)間選擇為15min,轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)為35rpm。研磨結(jié)束后,用清水清洗粘有薄片的載物塊、修盤環(huán)、鑄鐵花盤(將其吹干后,進(jìn)行涂油保養(yǎng),以備后用),再使用酒精清洗薄片及其周圍。
zui后,進(jìn)行薄片拋光。將聚氨酯拋光墊粘貼在磨拋底片上,粘貼時(shí)要均勻的攤開(kāi)拋光墊,以便消除粘合面的氣泡,保證拋光面的平整度。再將磁力墊粘貼在鋁盤上,并按照安裝鑄鐵花盤的方法安裝鋁盤,然后將粘好拋光墊的磨拋底片安放在上面。將裝有W0.75氧化鈰拋光液的SKZD-3型滴料器放置在研磨拋光機(jī)的后方平臺(tái)上,調(diào)節(jié)好位置。然后使用修鑄鐵花盤的方法對(duì)拋光墊進(jìn)行修墊,定時(shí)器選擇5min,轉(zhuǎn)數(shù)選擇80 rpm。待修墊完成后,用清水清洗拋光墊、載物塊、修盤環(huán)。安裝好拋光墊后,再依次將粘有石英礦薄片的載樣塊、修盤環(huán)放在拋光墊上,定時(shí)時(shí)間選擇為25min,調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)數(shù)為110rpm,打開(kāi)支撐臂開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)至zui大速度,即開(kāi)始對(duì)薄片進(jìn)行拋光。
拋光完成后,用清水清洗載物塊,然后放到加熱平臺(tái)加熱,分離石英礦薄片和載物塊,用酒精清洗薄片即可。下圖2是完成研磨拋光工藝后的石英礦薄片。下表1是工藝中所涉及的部分相關(guān)參數(shù)。
圖2 完成研磨拋光工藝后的石英礦薄片
磨拋料 | W (μm) | 轉(zhuǎn)數(shù)(rpm) | 壓力 (kg) | 時(shí)間(min) | 平面度(μm) | 表面粗糙度(μm) | 配件 |
剛玉 | 14 | 35 | 1.69 | 30 | 2.5 | 1.2 | 鑄鐵花盤 |
剛玉 | 7 | 35 | 1.69 | 15 | 2.5 | 0.35 | 鑄鐵花盤 |
氧化鈰 | 0.75 | 110 | 1.69 | 25 | 2.5 | 0.15 | 聚氨酯拋光墊 |
備注 | 石英礦薄片尺寸為15mm×18mm×0.15mm |
表1 石英礦薄片研磨拋光工藝的相關(guān)參數(shù)
由此可見(jiàn),經(jīng)過(guò)此工藝磨拋的石英礦薄片,具有非常理想的研磨拋光效果,能夠滿足分析研究以及工業(yè)制造的需求。