金刚石制品在平板玻璃加工中的应用

金刚石制品在平板玻璃加工中的应用

古治勇

江门市中锐金刚石工具有限公司 广东江门 529095

摘要：金刚石制品具有最高等级的末世印度被广泛的运用于玻璃等光学制品的加工制作当中。本文对平板玻璃加工的发展状况和趋势进行分析，对金刚石制品在平板玻璃加工中的应用工艺和方法进行了讨论和分析，并结合实际情况，就当前金刚石制品在平板玻璃加工中存在的问题和相应的应对措施提出了一些个人看法和建议，以供参考。

关键字：金刚石；平板玻璃；工艺

引言：玻璃制品在我们的日常生活中被广泛的应用，其中平板玻璃是最为常见的一种玻璃制品，被广泛的应用于照相、显微镜、雷达、家电等等领域。随着科学技术的发展，平板玻璃加工的精度和质量要求也在不断的提高。金刚石制品在平板玻璃加工当中主要被运用于粗加工中铣磨平面和球面的铣磨砂轮( 平型和碟型砂 轮) , 磨边用的磨边砂轮( 平行或专用带角度的砂轮) , 精加工中的精磨片及面磨( 球面或平面) , 超精片及抛光片, 另外还有下料用的锯片等。

由于玻璃制品尤其是光学玻璃的加工精度的要求，在不断提高金刚石制品的结构和精度要求，也相应的需要进行提升。因此本文对金刚石制品在平板玻璃加工当中的应用情况和工艺参数对金刚石工具进行了分析和介绍，同时对如何完善和提高金刚石制品的精度和质量提出一些改进措施。

一、金刚石制品在平板玻璃加工当中的应用流程

由于金刚石具有超高的硬度，因此被视作最为理想的玻璃加工打磨工具。目前在平板玻璃制作加工当中，金刚石制品工具可以大致分为以下几类：

1.1 铣磨砂轮

铣磨流程是在整个平板玻璃加工当中的最初环节，也是玻璃加工的粗加工环节。在这一过程当中，金刚石制品被应用于铣磨砂轮当中。根据玻璃的平整度不同，又可以将铣磨砂轮分为平面铣磨砂轮和球面铣磨砂轮两种。在平板玻璃的加工制度当中采用的是直径大于100毫米的平面铣磨砂轮。这种砂轮的砂粒度范值范围为60# ～ 180#, 浓度一般为 50 %～ 100 %。利用青铜作为平面写磨砂轮的结合剂，平面铣磨砂轮的形状和结构如图一所示。

图1 平面铣磨砂轮结构示意图

1.2 金刚石磨边砂轮

平板玻璃经过铣磨之后，便需要进行磨边处理。这就需要利用金刚石磨边砂轮完成。金刚石磨边砂轮的主要作用是，对平面玻璃进行外圆的加工和打磨。目前的金刚石磨边砂轮当中采用的结合剂，常用的有两种，一种是电镀镍基结合剂，另外一种为烧结青铜剂。这两种结合剂具有不同的浓度和颗粒度，需要根据平板玻璃的光学特性进行选择。金刚石磨边砂轮的结构示意图，如图2所示。

图2 金刚石磨边砂轮结构示意图

1.3 精磨片、超精磨片

完成平板玻璃的粗加工之后，便需要进行精磨和超精磨。这两个环节一般应用于超精度光学玻璃器件当中。通过精磨和超精磨得到精磨片和超精磨玻璃片，来充分展现平板玻璃的光学性能，满足工业要求。由于筋膜片和超精磨片的平整度要求不同，所采用的结合剂也有一定的区别。其中筋膜片一般采用青铜、铁基、镍基或钴基等材料来作为结合剂, 而超精磨则一般选用树脂类的有机材料来作为结合剂。在筋膜片当中，金刚石的颗粒度一般为325400～10E5, 浓度为100 %～ 35 %。而筋膜变的金刚石颗粒度一般在14 E8～7 E5 范围之内, 浓度为 50 %～ 25%。精磨片形状如下图 3所示 。

图 3 精磨片形状图

注：其中d为直径、H为高度、T为磨料层高度、Rj 为金属基模半径 、Rm为磨盘表面半径 。

1.4 抛光片

抛光是为了提高平板玻璃表面的光洁度和平整度，保证平板玻璃具有一定的光圈，同时通过抛光可以去除平板玻璃表面的变质层,获得如同金膜片和超精磨片的类似效果。因此抛光片的主要结合剂为树脂, 磨料为氧化铈和少量的金刚石微粉。

二、 金刚石工具在平板玻璃加工过程中易出现的问题及对策

实际上金刚石工具在平板玻璃加工的上述4个环节当中，经常会出现许多的问题，进而导致加工效率和成品品质的下降。因此本文结合实际工作当中所面临的一些常见问题就如何应对和改善，提出了一些建议和应对措施。

2.1 铣磨过程

在粗加工铣磨过程当中，会经常遇到以下4个方面的问题:

(1) 打磨平整度低；

(2) 玻璃打磨易崩口；

(3) 型面不稳定；

(4) 效率低, 有深划伤。

造成铣磨过程当中出现的这些问题，主要是铣磨砂轮的质量存在着一定的缺陷，例如铣磨砂轮的粒度、同心度、浓度、结合剂的自锐性等不满足相应的要求和规范值。因此需要加强对线膜轮的质量检验提高金刚石和结合剂的研磨硬度。

2.2 精磨和超精磨及抛光过程

在精磨和超精磨以及抛光过程当中，也会经常出现许多质量问题。其中最为突出和显著的问题有以下几点:

(1) 平板玻璃表面容易出现麻点的质量缺陷；

(2) 平板玻璃出现不稳定和不规则的光圈；

(3) 精磨的精度达不到要求，表面粗糙；

(4) 平板玻璃加工件存在破边或崩口的问题；

(5) 玻璃表面存在规则划伤或不规则划伤；

(6) 磨盘易钝化；

(7) 切削效率低。

同样的造成精加工和超精加工以及抛光过程当中出现的这些问题，主要原因是由于所选取的金刚石工具质量较差，金刚石浓度较低，粘合剂的自锐性不够。因此针对这些问题，我们可以选择浓度较高的金刚石器具，提高结合剂的研磨硬度和均匀性，采用同种规格的金刚石科技，降低金刚石的研磨面积。

三、金刚石器具在平面玻璃加工过程当中的应用发展动态

根据相关协会统计资料显示，在目前平面玻璃加工行业当中，由于平面玻璃加工精度和材质要求越来越高，因此金刚石器具的要求和制造技术也在不断的提高。目前金刚石器具的发展动态主要表现为两个方面。第1个是原材料方面，对于金刚石器具而言，其原材料是指结合剂的粉料。结合剂颗粒细化研究是当前金刚石器具发展的主要方向。最新的金刚石器具最小直径可以达到10μm 以下，并且通过预合成的粉料技术来实现金刚石器具的结合，因此能够大大的提高平板玻璃的研磨效率和光学性能。

第2个方面是金刚石结合剂的造粒工艺的研究和发展。所谓的金刚石结合工艺是指金刚石和结合剂的结合混合方法。目前的实际应用当中，金刚石大多采用均匀混合的成型烧结法来进行结合。在成型烧结过程当中采用惰性气体来进行保护，这样烧结出来的原材料几乎没有气孔，同时也能够保证金刚石的强度和硬度没有下降。

结合目前金刚石的发展现状，未来金刚石加工器具在平板玻璃当中的应用应当主要朝着薄、型面复杂等方向发展。例如在平板玻璃的显模加工环节，金刚石选磨砂轮的外径应当越来越小，一般为6~1毫米。对于金刚石加工器具的材料发展方向，笔者认为应当主要朝着材料精细，组织均匀，气孔滴结合剂多元化等方向发展。

结束语：

金刚石加工而成的加工器具在平板玻璃制作加工当中，具有不可或缺的作用。通过金刚石制品，对玻璃原材料进行铣磨筋膜，超筋膜抛光等一系列流程的操作，使得平板玻璃制品能够满足光学性能要求。本文通过，对金刚石加工器具在平板玻璃加工制作当中的应用的常见问题和应对措施展开的分析，就未来金刚石加工制品在平板玻璃加工制作当中的发展现状和发展趋势提出了一些个人的看法和意见。

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