[发明专利]一种金刚石丸片及其应用方法、研磨工具

说明书

技术领域

本发明涉及研磨技术，尤其涉及一种金刚石丸片及其应用方法、研磨工具。

背景技术

随着现代科学技术的发展，软脆材料在现代高技术行业的诸多领域得到广泛应用，例如：用于高性能红外焦平面器衬底材料的碲锌镉(CZT)晶体，用于惯性约束核聚变的非线性光学材料磷酸二氢钾(KDP)晶体，宽禁带半导体电子材料砷化镓(GaAs)和磷化铟(InP)，光学玻璃材料等软脆材料在各自的应用领域中均具有优异的性能；因此，这些性能优异软脆材料的应用也成为了国际上高新技术领域的研究热点。所述软脆材料属于脆性材料，它的“软”只是一个相对的概念，是相较于通常的硬脆材料而言，例如：典型硬脆材料硅的莫氏硬度为7，但CZT晶体的莫氏硬度仅为2.3，KDP晶体的莫氏硬度为2.5，GaAs的莫氏硬度为4.5。

在软脆材料的应用过程中，需要对所述软脆材料进行超精密加工，传统的超精密加工方法包括研磨加工和抛光加工；其中，所述研磨加工的目的是使软脆材料工件的尺寸符合要求，提高所述软脆材料工件的面形精度，降低所述软脆材料工件的表面粗糙度，以及减少所述软脆材料工件表面损伤层；所述抛光加工的目的是去除所述软脆材料工件在上道工序中生成的损伤层，降低所述软脆材料工件的表面粗糙度，以使所述软脆材料工件符合要求。

这里，所述研磨加工又包括粗研加工和精研加工；所述粗研加工和精研加工的区别在于研磨过程中所采用的研磨工具的磨粒的粒度不同，因此，所述粗研加工侧重于加工余量和面形精度，而所述精研侧重于面形、尺寸精度以及表面粗糙度和损伤层；但是，采用所述传统的超精密加工方法中的所述精研加工方法对所述软脆材料进行加工时，虽然能改善面形精度，但是不能抑制在所述软脆材料工件上产生的深划痕和凹坑，这些深划痕和凹坑需要在后续抛光工序中增加时间才能去除，或者无法完全去除导致良品率降低。因此，亟需一种新型精研加工方法，既能抑制在所述软脆材料工件上产生的深划痕和凹坑，也能改善软脆材料工件的面形精度，提高所述软脆材料工件的良品率以及减少后续抛光时间。

发明内容

为解决现有存在的技术问题，本发明实施例提供一种金刚石丸片及其应用方法、研磨工具，能抑制在所述软脆材料工件上产生的深划痕和凹坑，且能改善软脆材料工件的面形精度。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种金刚石丸片，所述金刚石丸片为包含有复合结合剂和金刚石磨粒的复合结合剂金刚石丸片。

上述方案中，所述复合结合剂金刚石丸片的形状为圆柱形、月牙形或六棱柱型。

上述方案中，所述复合结合剂包括金属结合剂和树脂结合剂。

本发明实施例还提供了一种研磨工具，包括研磨盘；其中，所述研磨盘中粘附有若干个权利要求1至3任一项所述的复合结合剂金刚石丸片。

上述方案中，所述研磨盘中粘附的若干个复合结合剂金刚石丸片的排列方式为：纵横平行式、同心圆等距式、同心圆径向式、多头螺旋线式、单头螺旋线式以及射线式中的任意一种。

上述方案中，所述研磨盘中粘附的各个复合结合剂金刚石丸片的排列间距为1至20mm。

本发明实施例还提供了一种金刚石丸片的应用方法，所述方法包括：

采用设置有金刚石丸片的研磨工具对软脆材料进行研磨；

其中，所述金刚石丸片为包含有复合结合剂和金刚石磨粒的复合结合剂金刚石丸片；

所述研磨工具的研磨盘中粘附有若干个复合结合剂金刚石丸片。

上述方案中，所述方法还包括：

根据所述软脆材料的软硬度确定所述复合结合剂金刚石丸片在所述研磨盘中的粘附方式；

其中，所述粘附方式包括：纵横平行式、同心圆等距式、同心圆径向式、多头螺旋线式、单头螺旋线式以及射线式中的任意一种。

上述方案中，所述研磨盘中粘附的各个复合结合剂金刚石丸片的排列间距为1至20mm。

上述方案中，所述复合结合剂金刚石丸片的形状为圆柱形、月牙形或六棱柱型。

上述方案中，采用设置有金刚石丸片的研磨工具对软脆材料进行研磨后，得到的软脆材料的表面粗糙度为：轮廓算术平均偏差R_a是4至10nm，轮廓最大高度R_z是50至65nm，评定长度内最大的峰谷垂直距离R_t是60至90nm。