[發(fā)明專利]一種基于剪切膨脹效應(yīng)的高效超精密拋光方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010169135.6
• 申請(qǐng)日: 2020-03-12
• 公開（公告）號(hào): CN111515874A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳泓諭;袁巨龍;呂冰海;許良;杭偉;王金虎;王旭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B24D3/28
• 分類號(hào): B24D3/28;B24D3/34;B24B29/02;B24B41/06;C09G1/02
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務(wù)所有限公司 33241
• 代理人: 王利強(qiáng)

1.一種基于剪切膨脹效應(yīng)的高效超精密拋光方法，其特征在于，以具有非牛頓流體特性的粘彈性材料作為膠狀基體，加入磨粒、分散劑和活性劑后制備得到柔性固著磨具，其中，粘彈性膠基占磨具質(zhì)量分?jǐn)?shù)的50％～85％，磨粒占磨具質(zhì)量分?jǐn)?shù)的10％～45％，磨粒的粒徑范圍為0.05～50μm，分散劑占磨具質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1～5％，活性劑占磨具質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1～5％；

拋光過(guò)程中，磨具與工件接觸區(qū)域受剪切力作用產(chǎn)生剪切膨脹效應(yīng)，分子間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變并形成“粒子簇”，呈現(xiàn)膨脹頂出現(xiàn)象和類似“固體”的特性，磨具接觸區(qū)域的粘度、硬度和內(nèi)部阻力增大，增強(qiáng)對(duì)磨粒的把持作用的同時(shí)提高了工件表面的受力均勻性，磨具中具有拋光作用的磨粒對(duì)工件表面產(chǎn)生微切削作用實(shí)現(xiàn)工件材料去除并達(dá)到拋光的效果。

2.如權(quán)利要求1所述的基于剪切膨脹效應(yīng)的高效超精密拋光方法，其特征在于：所述的具有非牛頓流體特性的粘彈性材料為以下之一：(1)聚異戊二烯、三萜和甾醇構(gòu)成的粘彈性材料；(2)聚醋酸乙烯酯和醋酸乙烯酯構(gòu)成的粘彈性材料；(3)硅膠、聚二甲基氧烷構(gòu)成的粘彈性材料。

3.如權(quán)利要求1或2所述的基于剪切膨脹效應(yīng)的高效超精密拋光方法，其特征在于：所述磨粒為以下一種或多種的混合物：金剛石、立方氮化硼、碳化硼、碳化硅、二氧化硅、氧化鋁或氧化鈰。

4.如權(quán)利要求1或2所述的基于剪切膨脹效應(yīng)的高效超精密拋光方法，其特征在于：所述分散劑為無(wú)機(jī)分散劑、有機(jī)分散劑或有機(jī)分散劑和無(wú)機(jī)分散劑的混合物。

5.如權(quán)利要求4所述的基于剪切膨脹效應(yīng)的高效超精密拋光方法，其特征在于：所述無(wú)機(jī)分散劑為碳酸鹽類和堿金屬磷酸鹽類。

6.如權(quán)利要求4所述的基于剪切膨脹效應(yīng)的高效超精密拋光方法，其特征在于：所述有機(jī)分散劑為聚乙烯醇及其衍生物、甲基戊醇或聚丙烯酰胺。

7.如權(quán)利要求1或2所述的基于剪切膨脹效應(yīng)的高效超精密拋光方法，其特征在于：所述活性劑為陽(yáng)離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑中的一種或多種的混合物。

8.如權(quán)利要求1或2所述的基于剪切膨脹效應(yīng)的高效超精密拋光方法，其特征在于：磨具與工件剪切相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，磨具中“粒子簇”的形成是不穩(wěn)定的，可隨著剪切應(yīng)力的減小重新分解直至消失；所述的剪切膨脹效應(yīng)是可逆的；拋光過(guò)程中，可通過(guò)改變拋光壓力和拋光線速度調(diào)整剪切膨脹效應(yīng)的強(qiáng)弱，提高或降低磨具剪切區(qū)域材料的韌性和硬度，從而實(shí)現(xiàn)拋光工藝的多階可控。