[實用新型]一種用于單晶金剛石精密拋光的裝置

有效

• 申請號: 201820302073.X
• 申請日: 2018-03-05
• 公開（公告）號: CN207997223U
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 武迪;鄭大平;朱瑞;楊明;徐元成
• 申請（專利權）人: 湖北碳六科技有限公司
• 主分類號: B24B29/02
• 分類號: B24B29/02;B24B41/06;B24B55/02
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 楊采良

本實用新型公開了一種用于單晶金剛石精密拋光的裝置，包括金屬夾具、單晶金剛石、耐高溫固化膠、方形槽和循環冷卻水；所述單晶金剛石位于金屬夾具前端平面的中間位置；所述金屬夾具前端平面上單晶金剛石外側設有一個方形槽；所述方形槽內填充有耐高溫固化膠；所述耐高溫固化膠用于固定單晶金剛石；所述循環冷卻水位于金屬夾具的后端，用于散熱。該裝置通過改良單晶金剛石裝夾方式和固化膠導熱性能，從而提高了單晶金剛石的拋光穩定性。

技術領域

本實用新型屬于機械加工技術領域，涉及到金剛石加工技術，具體涉及一種用于單晶金剛石精密拋光的裝置。

背景技術

單晶金剛石具有硬度高、耐磨性好、強度高、導熱性好、與有色金屬摩擦系數低、抗黏結性好以及優良的抗腐蝕性和化學穩定性，可以磨出極其鋒利的刀刃，被認為是最理想的超精密切削用刀具材料，在機械加工領域尤其是超精密加工領域有著重要地位并得到廣泛應用。市面上常見的單晶金剛石有三種，分別為天然單晶金剛石、高溫高壓單晶金剛石和化學氣相沉積單晶金剛石。無論何種單晶金剛石，不進行任何加工處理之前其形狀和表面質量都無法滿足使用要求，必須首先使用激光切割成特定的形狀，然后進行表面拋光處理達到一定標準。

適用于單晶金剛石拋光的裝置有很多種，但是考慮到拋光效率和經濟成本，工業上大批量采用的是機械拋光裝置。機械拋光利用的是微破碎去除原理，采用表面涂覆有金剛石微粉的鑄鐵拋光盤，鑄鐵拋光盤轉速保持在每分鐘2800-3200轉，將單晶金剛石裝夾在特定的夾具上然后按在鑄鐵拋光盤表面，通過鑄鐵拋光盤表面的金剛石微粉與待拋光單晶金剛石之間的相互碰撞磨損、粉碎、脫落，從而達到研磨拋光的目的。

單晶金剛石的裝夾方法比較常用的有三種。

第一種方法是在使用夾具前端的金屬多爪夾頭直接夾緊單晶金剛石。這種裝夾方式對單晶金剛石的形狀以及裝夾力度有很高的要求。裝夾力度不夠就會造成單晶金剛石松動掉落，裝夾力度過大或者單晶金剛石位置與夾頭不匹配就會造成單晶金剛石的碎裂。

第二種方法是夾具前端平面中心加工一個長寬尺寸略大于單晶金剛石長寬尺寸、深度略小于單晶金剛石厚度的小槽，將單晶金剛石放置在小槽內部，然后使用耐高溫固化膠固定單晶金剛石。在鑄鐵拋光盤的高速轉動的摩擦力作用下，單晶金剛石的單邊會和小槽內壁單邊直接面與面貼合，小槽內壁單邊會受到來自單晶金剛石的擠壓并對單晶金剛石起到支撐位置的作用。由于表面涂覆有金剛石微粉的鑄鐵拋光盤表面平整度不夠高，存在一定的凹凸不平，在高速轉動條件下，來自鑄鐵拋光盤的間斷性的強烈碰撞沖擊很容易使單晶金剛石與小槽內壁單邊接觸的單邊出現微裂紋，微裂紋出現后如果繼續受到碰撞沖擊，這些微裂紋會繼續往內部擴散從而導致整個單晶金剛石發生斷裂。硬度越高，脆性越大，單晶金剛石的脆性很高，很容易在沖擊作用下產生裂紋。這種裝夾方法存在容易造成單晶金剛石產生微裂紋甚至斷裂的風險。

第三種方法是將單晶金剛石直接放置在金屬夾具前端平面上，然后使用耐高溫固化膠將單晶金剛石固定在夾具前端平面上。單晶金剛石與鑄鐵拋光盤表面的金剛石微粉快速摩擦碰撞磨損的過程中會產生大量的熱量，熱量會通過單晶金剛石傳遞給耐高溫固化膠和夾具。這種裝夾方法對固化膠的耐熱性和夾具的導熱性有一定的要求。其中，單晶金剛石與鑄鐵拋光盤高速摩擦會產生大量的熱量，部分熱量會通過熱傳遞的方式由單晶金剛石傳遞給固化膠，固化膠耐熱性差就會被碳化從而失去任何粘性，導致無法固定單晶金剛石，單晶金剛石就會直接從金屬夾具前端脫落。常見的耐高溫固化膠可以在300℃以內的溫度條件下保持良好的固化效果，但是超過300℃固化膠就會軟化從而導致單晶金剛石掉落。

實用新型內容

針對現有技術中存在的上述問題，本實用新型提供了一種用于單晶金剛石精密拋光的裝置，該裝置通過改良單晶金剛石裝夾方式和固化膠導熱性能，從而提高了單晶金剛石的拋光穩定性。

為此，本實用新型采用了以下技術方案：