[发明专利]蓝宝石方孔成型的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在硬脆材料产品上加工方形孔的方法，特别涉及一种蓝宝石方孔成型的方法。

背景技术

由于人造蓝宝石具有硬度高，耐磨损，线膨胀系数小，耐酸碱腐蚀等特点，且具有良好的光学性能及生物相容性，因此，广泛应用各种医疗检测设备。运用蓝宝石时，往往需要在蓝宝石上穿孔，由于人造蓝宝石具有硬度高(莫氏9级，仅次于天然钻石)、脆性大，晶体各向异性等特性，其穿孔难度也相当大，特别是蓝宝石方形孔的成形及纳米级抛光。目前蓝宝石方形孔的加工的方法采用激光打孔，然后用方形的锥度钢丝扩孔到要求的尺寸。但是目前这种方法存在以下缺点：

1、激光打孔使得蓝宝石上存在破坏层，在加工孔时，破坏层更大，如果产品厚度大于12.00mm，尺寸小于0.25mm的孔无法加工。

2、采用方形的锥度钢丝扩孔存在以下几方面的问题：首先，按GB/T342-1997标准，冷拉方形钢丝最小尺寸为0.25mm，最小偏差为0.018mm，因此，采用冷拉方形钢丝加工的最小孔径为0.25mm，尺寸偏差也大于0.02mm；而且，由于扩孔加工需用锥度钢丝，将原有标准冷拉方形钢丝加工成带锥度的方形钢丝非常困难；最后，采用方形的锥度钢丝扩孔抛光，方孔表面无法实现纳米级抛光。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提供一种蓝宝石方孔成型的方法，此加工方法简单，在蓝宝石上加工方孔时不会产生破坏层，并且不需要利用锥度钢丝进行扩孔，而且便于对蓝宝石上的方孔进行磨制和纳米级抛光。

为解决上面的技术问题，本发明的技术方案是：

一种蓝宝石方孔成型的方法，其特征在于包括以下加工步骤：

(1)、切割原料：切割出四块长方体形的原料蓝宝石，每块原料蓝宝石的长度相等；

(2)、磨制抛光：首先采用粒度为280#的碳化硼磨料对每块原料蓝宝石的侧面和底面进行粗磨，获得坯料蓝宝石，经过粗磨后的坯料蓝宝石为四棱柱体；然后依次采用粒度分别为W40、W5、W1的碳化硼磨料对每块原料蓝宝石的侧面和底面进行精磨，最后采用化学机械抛光方法对每块原料蓝宝石的侧面和底面进行抛光；

(3)、粘接成型：四块坯料蓝宝石之间通过侧面相互粘接在一起，组合成一块成品蓝宝石，粘接时四块坯料蓝宝石的下底面之间以及上底面之间分别相互平齐；粘接后，在成品蓝宝石中间形成一条由四块坯料蓝宝石共同围成的方孔；

(4)、成品蓝宝石外表面抛光：利用四轴透镜研磨机，先把成品蓝宝石粘结在玻璃上，然后把成品蓝宝石放在抛光盘上，抛光盘带动成品蓝宝石做相对运动和摩擦，同时在抛光盘上加抛光液对成品蓝宝石各外表面进行抛光；

(5)、清洗、检验，获得由本发明制成的产品。

进一步，经过磨制抛光后的四块坯料蓝宝石的形状、尺寸相同，其底面为等腰梯形，等腰梯形的上底比下底长，等腰梯形的下底角α＝45°，将四块坯料蓝宝石梯形底面的腰所在的侧面相互粘接，四块坯料蓝宝石底面的上底所在的侧面共同围成成品蓝宝石的方孔。

进一步，经过磨制抛光后的四块坯料蓝宝石的形状、尺寸相同，其底面为长方形，将每块坯料蓝宝石底面长边所在的侧面与相邻坯料蓝宝石的底面短边所在的侧面相互粘接。

进一步，将两块坯料蓝宝石磨制抛光成两块相同的大坯料蓝宝石，将另两块坯料蓝宝石磨制抛光成两块相同的小坯料蓝宝石，大坯料蓝宝石和小坯料蓝宝石的底面均为长方形，其中大坯料蓝宝石的底面长度大于小坯料蓝宝石的两倍底面长度；将两块小坯料蓝宝石的底面长边所在侧面分别与两块大坯料蓝宝石的底面长边所在侧面粘接，两块小坯料蓝宝石位于两块大坯料蓝宝石之间，两块小坯料蓝宝石之间留有间歇。

进一步，所述大坯料蓝宝石的底面长度等于小坯料蓝宝石的两倍底面长度与小坯料蓝宝石的底面宽度之和。

进一步，磨制抛光后的四块坯料蓝宝石包括一块第一坯料蓝宝石、二块相同的第二坯料蓝宝石、一块第三坯料蓝宝石，所述第一坯料蓝宝石、第二坯料蓝宝石、第三坯料蓝宝石的底面均为长方形；其中，第一坯料蓝宝石的底面长度大于第二坯料蓝宝石的两倍底面宽度，第二坯料蓝宝石的底面长度大于第三料蓝宝石的底面长度；首先将第三坯料蓝宝石粘接在两块第二坯料蓝宝石中间，两块第二坯料蓝宝石的一个底面短边所在侧面均与第三坯料蓝宝石的底面短边所在侧面平齐，然后将两块第二坯料蓝宝石的另一个底面短边所在侧面均粘接在第一坯料蓝宝石的底面长边侧面。

进一步，所述第一坯料蓝宝石的底面长度等于所述第二坯料蓝宝石的两倍底面宽度与所述第三坯料蓝宝石的底面宽度之和。