[发明专利]一种蓝玻璃红外截止滤光片切割砂轮的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于超硬材料技术领域，具体涉及一种蓝玻璃红外截止滤光片切割砂轮的制备方法。

背景技术

随着智能手机、可拍照平板电脑、数码相机等电子产品对摄影质量要求的不断提升，镜头像素越来越高，目前800M像素、甚至1500M像素以上高端镜头已成为市场的主流。据估计，到2016年，800万以上像素智能手机出货量将达到7.5亿只，占智能手机整体出货量的比例将上升到70%以上。

蓝玻璃红外截止滤光片作为800M以上像素高端镜头模组的核心部件，位于摄像头中光学棱镜之后、CMOS传感器之前，能够通过“吸收”的方式，有效将入射光中的红外线滤除掉，避免红外光引起的靶面虚像和颜色失真，从而获得更好的成像效果。

蓝玻璃红外截止滤光片制备工艺复杂，玻璃因添加氧化钴等大量夹杂而呈现蓝色，同时使得玻璃具有吸收红外线的功能，但大量夹杂的存在也导致蓝玻璃红外截止滤光片非常脆，切割时极容易破碎，加之蓝玻璃红外截止滤光片厚度极薄，一般为0.21~0.3mm，精密切割难度非常大。上游厂商提供的蓝玻璃红外截止滤光片尺寸通常为35mm×50mm、75mm×75mm等较大规格，而镜头模组中应用的滤光片尺寸多为3mm×3mm、5mm×5mm等较小规格，因此应用时需要对蓝玻璃红外截止滤光片进行切割。蓝玻璃红外截止滤光片属精密光学元器件，对切割质量的要求非常苛刻：切割崩口≤25μm，玻璃不能出现掉角、裂纹等问题，同时为提高效率，要求切割速度较快。目前，国内外蓝玻璃切割用金属结合剂金刚石砂轮存在着切割崩口大、切割速度慢（≤4mm/s）、切割不稳定（易导致玻璃大崩口、掉角等）、砂轮质量稳定性差的问题，严重制约了蓝玻璃滤光片切割质量的提升。

目前，蓝玻璃切割用金属结合剂金刚石砂轮结合剂原材料粉末的粒度通常为50μm左右，粒度较粗，烧结后结合剂对超细金刚石（M5/10及更细）的把持能力弱，金刚石易脱落，大大降低了砂轮的切割能力及切割速度；砂轮制备过程中的混料工序多采用三维混料机混料，该工艺仅适合粒度较粗的原材料（各结合剂粉末、金刚石等）混合，对于细粒度粉料，由于颗粒间极易团聚、粉料流动性差，采用以上混料工艺难以混合均匀，进而导致砂轮组织不均匀、性能不稳定，砂轮切割时易产生大切割崩口，此外砂轮批次间质量也难以控制；金属结合剂金刚石砂轮具有寿命长的优点，但砂轮自锐性较差，加之蓝玻璃滤光片切割过程中，磨屑对结合剂的“磨蚀”能力低，因此砂轮更加不易自锐，砂轮使用过程中必须频繁修刀，既降低了切割效率，同时也增加了工人工作强度。为提高砂轮的自锐性，常用的方法为添加石墨等润滑性材料，如“金属结合剂金刚石超薄砂轮切割钕铁硼的可行性研究”（张元松等，《矿冶工程》，2013年1月，第33卷，19~21页），其研究表明：添加石墨可以起到疏松胎体的作用，在切割过程中，易于金刚石的出刃，排屑。但由于石墨为片状，不易均匀分散、易团聚，导致砂轮组织均匀性差、切割时存在块状脱落及断裂风险，此外石墨本身不具磨削能力，无法提高细粒度金刚石砂轮磨削性能，因此，不适合应用到金属结合剂蓝玻璃红外截止滤光片切割砂轮中。

发明内容

为克服现有技术不足，本发明的目的是提供一种蓝玻璃红外截止滤光片切割砂轮的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种蓝玻璃红外截止滤光片切割砂轮的制备方法，包括以下步骤：

（1）按比例称取金属结合剂和金刚石，放入三维混料机中，进行预混料，预混料时间为0.5~1小时；随后将预混料取出，加入乙醇，之后置于超声波机中进行超声湿混，超声湿混时间为2~3小时，超声湿混后的混料置于真空烘箱内烘干；

（2）将步骤（1）得到的混合物投入模具型腔中，均匀摊料后，置于液压机工作台上，在压力为600MPa~700MPa下保压1~2s压制成型，得到砂轮生坯；

（3）将步骤（2）得到的砂轮生坯，置于石墨模具中，在热压烧结机中进行烧制，压力为42~46MPa，先将砂轮生坯预热至560~610℃，560~610℃下保温3~5min，然后冷却到室温，得到砂轮毛坯；

（4）将步骤（3）得到的砂轮毛坯置于液压机工作台上，在300MPa~400MPa、240℃~300℃下保持10~20s，之后取下砂轮毛坯，冷却到室温，得到复压后的砂轮毛坯；

（5）将步骤（4）得到的复压后的砂轮毛坯进行内外圆加工、研磨加工后，得到蓝玻璃红外截止滤光片切割砂轮成品。

优选的，所述金属结合剂和金刚石的重量比为92~96: 4~8。