[發明專利]一種改善光學零件邊緣面形的加工方法及復合磨粒拋光液

在審

• 申請號: 201310675688.9
• 申請日: 2013-12-11
• 公開（公告）號: CN104710939A
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發明（設計）人: 白滿社;張晉寬;陳靜;朱良健;李順增;向勇
• 申請（專利權）人: 中國航空工業第六一八研究所
• 主分類號: C09G1/02
• 分類號: C09G1/02;B24B13/00
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

1.一種復合磨粒拋光液，其特征在于，由粒徑范圍為1um～60um，彈性模量在1～10GPa的有機聚合物微粒、粒徑范圍為0.3um～3um的拋光粉和水配制而成，其中，分散有機聚合物微粒的質量分數范圍為0.1%～5%，拋光粉的質量分數范圍為0.1%～5%。

2.根據權利要求1所述的復合磨粒拋光液，其特征在于，單分散有機聚合物微粒呈球狀。

3.根據權利要求1所述的復合磨粒拋光液，其特征在于，分散有機聚合物微粒為聚苯乙烯。

4.根據權利要求1所述的復合磨粒拋光液，其特征在于，復合磨粒拋光液的分散有機聚合物微粒與磨粒形成靜電吸附。

5.根據權利要求1所述的復合磨粒拋光液，其特征在于，復合磨粒拋光液的經PH值調節后帶弱堿性。

6.一種改善光學零件邊緣面形的加工方法，其特征在于，采用權利要求1至5任一項所述的復合磨粒拋光液在雙面拋光機上對光學零件進行拋光試驗，從而在不降低光學零件表面粗糙度的情況下，減小光學零件邊緣塌邊，改善光學零件邊緣局部面形。

7.根據權利要求6所述的改善光學零件邊緣面形的加工方法，其特征在于，具體過程如下：

第一步:配制復合磨粒拋光液

選用單分散大粒徑PS微球，粒徑范圍為1um～60um，PS微球呈球狀；CeO₂拋光粉，CeO₂磨粒呈不規則多面體，粒徑范圍為0.3um～3um；去離子水，取PS微球和CeO₂拋光粉，加入超純水混合搖勻，配成具有特定質量濃度比的復合磨粒拋光液，PS微球質量分數范圍為0.1%～5%，CeO₂磨粒的質量分數范圍為0.1%～5%；

第二步：復合磨粒拋光液PH值的調定

PS微球表面經過電荷修飾，以與CeO₂形成靜電吸附，采用PH=10的KOH溶液對復合磨粒拋光液的PH進行調節，調節后的拋光液PH范圍為8～11，使得PS微球能夠實現對CeO₂穩定吸附；

第三步：復合磨粒拋光液的測定

取復合磨粒拋光液滴于玻璃基片上，將均勻涂滿拋光液的玻璃基片置于百級超凈室內，干燥后放置在激光共聚焦顯微鏡下，觀察PS微球和CeO₂在靜電力作用下的吸附情況，以CeO₂磨粒能夠完全包裹PS微球為最佳，并且形成的復合磨粒分散均勻，無明顯團聚現象為最佳；

第四步：拋光前的預處理

工作環境溫度25℃，濕度70%，選用W7～W14的研磨粉精磨后的光學零件，表面粗糙度范圍3～10um，尺寸一致性2um以內，光學零件清洗干凈；貼有聚氨酯拋光墊的拋光盤使用金剛石盤和不銹鋼盤進行修整，保證拋光盤的面形；制備的復合磨粒拋光液經超聲處理0.5h～1h；

第五步：拋光

將游星輪均勻放置于下拋光盤中，預處理后的光學零件均勻放入游星輪中，先滴加復合磨粒拋光液使上下拋光墊潤濕，再將上拋光盤降下，

在拋光初始階段，工藝參數：下拋光盤轉速4～10r/min，上拋光盤轉速-1～-3r/min，游星輪自傳轉速2～5r/min，游星輪公轉轉速2～5r/min，拋光液流量10～50mL/min，壓強范圍3～5KPa，拋光時間3～5min，低轉速低壓下讓拋光液能夠充分填充進聚氨酯拋光墊和光學零件之間的間隙，充分潤滑，避免干摩擦產生劃傷；

在拋光中間階段，工藝參數：下拋光盤轉速6～30r/min，上拋光盤轉速-2～-6r/min，游星輪自傳轉速2～11r/min，游星輪公轉轉速2～11r/min，拋光液流量10～50mL/min，壓強范圍3～20KPa，拋光時間1～10h，復合磨粒嵌入聚氨酯拋光墊，在拋光盤的帶動下，對光學表面進行機械化學作用的材料去除；

在拋光末尾階段，工藝參數：下拋光盤轉速4～10r/min，上拋光盤轉速-1～-3r/min，游星輪自傳轉速2～5r/min，游星輪公轉轉速2～5r/min，去離子水流量10～50mL/min，壓強范圍3～5KPa，拋光時間3～5min，采用清水洗凈光學零件，同時緩慢減壓，釋放光學零件因拋光產生的殘余應力；

第六步：拋光后光學零件的清洗，將拋光后的光學零件放入超聲波清洗機中進行清洗，去除表面殘留的拋光粉；

第七步：拋光后光學零件的檢測，如不符合要求，則重復步驟五進一步拋光，直至面形等各項指標滿足工件設計要求。