[發明專利]一種干冰射流拋光硬脆性材料的方法

在審

• 申請號: 201811275912.4
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109262469A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 譚援強;鄭宇斌;陳寶明
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: B24C1/00
• 分類號: B24C1/00;B24C3/04;B24C7/00;B24C9/00
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;張迪

1.一種干冰射流拋光硬脆性材料的方法，其特征在于包括噴射裝置；所述噴射裝置包括液態二氧化碳儲存瓶、液體輸送管、調壓調速系統、低溫高壓截止閥、噴嘴、噴嘴連接器、噴嘴角度調節器、旋轉工作臺、位置調節裝置，所述噴嘴連接器通過噴嘴角度調節器連接位置調節裝置，所述位置調節裝置帶動噴嘴連接器沿X軸方向、Y軸方向、Z軸方向移動；

所述液態二氧化碳儲存瓶通過液體輸送管連接所述調壓調速系統，所述調壓調速系統通過所述液體輸送管連接所述噴嘴連接器，所述噴嘴連接器與噴嘴可拆卸連接；所述調壓調速系統與噴嘴連接器之間的液體輸送管上設置有所述低溫高壓截止閥；所述噴嘴連接器與所述噴嘴角度調節器連接，用于調整所述噴嘴連接器的設置角度；所述調壓調速系統對液態二氧化碳進行多級調壓，使自調壓調速系統噴射而出的干冰射流具有不同出射壓力；所述待拋光材料設置于所述旋轉工作臺上；還包括以下步驟：

步驟一：將待拋光的硬脆性材料裝夾于旋轉工作臺上，并換裝適用于待拋光的硬脆性材料的噴嘴；

步驟二：將噴嘴對準待拋光的硬脆性材料表面，調整噴嘴的出口中間點處相對于待拋光的硬脆性材料表面之間的高度，再調整噴嘴角度連接器以調整噴嘴的中軸線相對于待拋光的硬脆性材料表面之間的噴射角，以及調整一定的射流拋光加工時間；根據待拋光硬脆性材料的力學特性調節相應的射流壓力；

步驟三：開啟低溫高壓截止閥，形成干冰微粒射流，使得待拋光材料表面尖峰層急劇冷凍脆化，通過高速射流產生沖擊力及干冰升華產生的微爆炸產生的橫向剪切力來實現尖峰層的去除，獲得拋光表面。

2.根據權利要求1所述的干冰射流拋光硬脆性材料的方法，其特征在于：所述位置調節裝置包括橫桿、縱桿及豎桿；所述噴嘴連接器固定于第一連接塊上；所述連接塊設置有第一連接孔，通過沿X軸方向設置的橫桿穿過所述第一連接孔實現所述第一連接塊與橫桿的滑動連接，實現所述第一連接塊在X軸方向的位置調整；所述橫桿的兩端分別連接有第二連接塊，所述第二連接塊均設置有第二連接孔，通過沿Y軸方向設置的縱桿穿過所述第二連接孔實現所述第二連接塊與縱桿的滑動連接，實現所述第二連接塊在Y軸方向的位置調整；所述縱桿的一端均連接有第三連接塊，所述第三連接塊均設置有第三連接孔，通過沿Z軸方向設置的豎桿穿過所述第三連接孔實現所述第三連接塊與豎桿的滑動連接，實現所述第三連接塊在Z軸方向的位置調整。

3.根據權利要求1所述的干冰射流拋光硬脆性材料的方法，其特征在于：所述噴嘴的出口即靠近待拋光材料的一端為圓柱形噴孔；所述噴嘴的入口即靠近噴嘴連接器的一端為一圓臺，自噴嘴連接器至待拋光材料方向圓臺截面逐漸增大。

4.根據權利要求1所述的干冰射流拋光硬脆性材料的方法，其特征在于：所述待拋光的硬脆性材料為經過初步拋光后具有一定光整度的石材、陶瓷、玻璃、半導體材料、光電材料中的任意一種。

5.根據權利要求1所述的干冰射流拋光硬脆性材料的方法，其特征在于：所述噴嘴根據待拋光的硬脆性材料種類的不同，更換不同的型號規格及材質的噴嘴。

6.根據權利要求1所述的干冰射流拋光硬脆性材料的方法，其特征在于：通過測得的待拋光硬脆性材料在低溫下的尖峰層去除所需的力，來確定所述射流壓力的大小。

7.根據權利要求1所述的干冰射流拋光硬脆性材料的方法，其特征在于：液態二氧化碳經過所述調壓調速系統讓二氧化碳氣體高速通過噴嘴，采用節流膨脹原理在絕熱且不對外做功的條件下產生的所述干冰微粒，所述干冰微粒大小為1μm至100μm，出射速度大于340m/s。