[發(fā)明專利]基于激光裂紋預(yù)修復(fù)的石英玻璃延性域磨削方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410738040.6
• 申請日: 2014-12-05
• 公開（公告）號: CN104385065A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚鵬;王偉;黃傳真;王軍;朱洪濤;劉含蓮;鄒斌;劉增文
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00;B24B13/01;C03C23/00
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 趙妍

1.基于激光裂紋預(yù)修復(fù)的石英玻璃延性域磨削方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1對石英玻璃進(jìn)行粗磨和精磨，獲得表面粗糙度Ra<100nm，裂紋深度SSD<5um的工件表面；

步驟2不要改變工件位置，利用CO₂激光器對石英玻璃進(jìn)行原位掃描修復(fù)裂紋；使粗磨精磨階段造成的微觀裂紋被完全修復(fù)；掃描后，石英玻璃表面微觀裂紋被完全修復(fù)，獲得表面粗糙度Ra<20nm；

步驟3不改變工件位置，利用磨粒粒徑小于5um的超細(xì)磨粒樹脂結(jié)合劑金剛石砂輪對激光修復(fù)后的石英玻璃進(jìn)行原位延性域超精密磨削，采用工作臺雙側(cè)進(jìn)給方式，最終可以獲得表面粗糙度Ra<5nm的超光滑無損傷表面。

2.如權(quán)利要求1所述的基于激光裂紋預(yù)修復(fù)的石英玻璃延性域磨削方法，其特征在于，所述的步驟3的磨削參數(shù)如下：

砂輪轉(zhuǎn)速：砂輪旋轉(zhuǎn)時外圓的線速度，為10～40m/s；

磨削深度：砂輪徑向單次進(jìn)給量，為0.1～0.5um；

工作臺進(jìn)給速度：與砂輪線速度平行方向工作臺進(jìn)給運動的線速度，為100～1200mm/min；

工作臺橫向進(jìn)給量：工作臺相對砂輪軸向單次進(jìn)給量，為1～8mm。

3.如權(quán)利要求1所述的基于激光裂紋預(yù)修復(fù)的石英玻璃延性域磨削方法，其特征在于，所述的步驟2的掃描修復(fù)方法如下：

掃描路徑為單向平行掃描，即每次按照一個方向掃描，單次掃描完成后激光停止發(fā)射，光斑位置沿原方向返回后，再沿垂直掃描方向移動一個步距，然后開始下一次掃描，如此往復(fù)。

4.如權(quán)利要求1所述的基于激光裂紋預(yù)修復(fù)的石英玻璃延性域磨削方法，其特征在于，所述的步驟2中激光能量密度：單位面積激光輻射的平均能量，為100～1000J/um²；掃描步距：兩次掃描軌跡中心點之間的垂直距離，為(0.1～0.5)d，其中d表示激光光斑直徑。

5.如權(quán)利要求1所述的基于激光裂紋預(yù)修復(fù)的石英玻璃延性域磨削方法，其特征在于，所述的步驟2中石英玻璃吸收CO₂激光器發(fā)出的激光能量后，溫度升高，被加熱到1600℃以上，石英玻璃逐漸軟化，利用材料自身的熔融、流動填補(bǔ)內(nèi)部缺陷裂紋。

6.如權(quán)利要求1所述的基于激光裂紋預(yù)修復(fù)的石英玻璃延性域磨削方法，其特征在于，所述的樹脂結(jié)合劑金剛石砂輪在徑向相對精磨后的位置移動小于臨界磨削深度的進(jìn)給量，繼續(xù)進(jìn)行超精密磨削，即可實現(xiàn)延性域磨削，獲得超光滑無損傷的石英玻璃表面。