本發(fā)明涉及一種金屬部件的表面處理方法。
背景技術:
被安裝于硬盤裝置的磁盤之間的隔離部件通過沖壓或切削等而被加工成預定的形狀,然后,為了去除隔離部件的毛刺而實施滾筒研磨。在滾筒研磨時,由于從隔離部件或研磨材料上產(chǎn)生的微粉會因研磨時的按壓力而刺入隔離部件的表面,因此在研磨中或研磨后,實施通過超聲波清洗來去除微粉的工序。但是,由于通過研磨而會在隔離部件的表面上殘留有微米單位的凹部或槽,并且微粉會進入到該凹部或槽內(nèi),因此通過超聲波清洗來完全去除微粉是非常困難的。尤其是,氧化鋁(al2o3)磨料顆粒的微粉較硬從而難以完全去掉,因此在業(yè)界有時會被嫌惡,從而期望獲得一種通過所謂的“游離氧化鋁”的研磨材料來實施的工序管理。
作為其對策,在專利文獻1中公開了一種在隔離部件的表面上形成金屬制或陶瓷制的被膜并預先將附著于隔離部件的表面上的微粉封入被膜之中的表面處理方法。根據(jù)該方法,能夠防止微粉以露出于隔離部件的表面上的狀態(tài)而殘留的情況。
在先技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開平10-074350號公報
技術實現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的問題
然而,預先將附著于隔離部件的表面上的微粉封入被膜之中的表面處理方法存在成本較高的問題。
本發(fā)明是基于如上所述的情況而完成的發(fā)明,其目的在于,以低成本來切實地去除金屬部件的表面上的微粉。
用于解決問題的方法
第一發(fā)明具有如下特征,即,
執(zhí)行至少一次研磨工序,所述研磨工序為,通過在使由金屬部件和介質(zhì)構成的團塊在滾筒槽內(nèi)流動的同時對清洗液進行進排,從而對所述金屬部件的表面進行研磨的工序,
將在所述至少一次研磨工序中的最終精加工研磨工序中所使用的最終精加工用的所述介質(zhì)設為,不包含磨料顆粒的介質(zhì)。
第二發(fā)明具有如下的特征,即,
執(zhí)行至少一次研磨工序,所述研磨工序為,通過在使由金屬部件和介質(zhì)構成的團塊在滾筒槽內(nèi)流動的同時對清洗液進行進排,從而對所述金屬部件的表面進行研磨的工序,
將在所述至少一次研磨工序中的最終精加工研磨工序中所使用的最終精加工用的所述介質(zhì)設為,僅由不包含磨料顆粒的合成樹脂制的母材構成的介質(zhì)、或通過合成樹脂制的結合材料而對含有率在重量百分比10%以下的磨料顆粒進行結合且不含有氧化鋁的介質(zhì)。
并且,在本申請的發(fā)明中,“不含有氧化鋁的介質(zhì)”定義為,“并未有意地使結合材料及磨料顆粒中含有作為研磨材料的氧化鋁的介質(zhì)”。
發(fā)明效果
根據(jù)第一發(fā)明,由于在最終精加工研磨工序中最終精加工用的介質(zhì)不含有磨料顆粒,因此能夠將金屬部件的表面粗糙度加工得較小。另外,研磨時不容易由金屬部件或最終精加工用的介質(zhì)而產(chǎn)生微粉。即使產(chǎn)生了微粉,也會由于金屬部件的表面粗糙度在最終精加工研磨中變小而使微粉不容易附著于金屬部件的表面、以及由通過清洗液實現(xiàn)的清洗力,從而使微粉切實地從金屬部件的表面上被去除。
根據(jù)第二發(fā)明,由于在最終精加工研磨工序使用的最終精加工用的介質(zhì)為僅由不包含磨料顆粒的合成樹脂制的母材構成的介質(zhì)、或通過合成樹脂制的結合材料而對含有率在重量百分比10%以下的磨料顆粒進行結合且不含有氧化鋁的介質(zhì),因此氧化鋁不會殘留于金屬部件的表面上,從而能夠實現(xiàn)所謂的“游離氧化鋁”。
根據(jù)第一以及第二發(fā)明的研磨方法,由于不需要電鍍處理,因此能夠實現(xiàn)成本降低。
附圖說明
圖1為表示用于執(zhí)行實施例1的表面處理方法的裝置的配置的俯視圖。
圖2為粗糙精加工用渦流滾筒研磨機的剖視圖。
圖3為半精加工用渦流滾筒研磨機的剖視圖。
圖4為最終精加工用旋轉滾筒研磨機的剖視圖。
圖5為隔離部件(金屬部件)的立體圖。
圖6為粗糙精加工用介質(zhì)的立體圖。
圖7為半精加工用第一介質(zhì)的立體圖。
圖8為半精加工用第二介質(zhì)的立體圖。
圖9為最終精加工用介質(zhì)的立體圖。
圖10為半精加工用第一介質(zhì)的立體圖。
圖11為半精加工用第二介質(zhì)的立體圖。
圖12為最終精加工用介質(zhì)的立體圖。
具體實施方式
本發(fā)明也可以采用如下的方式,即,將所述最終精加工用的介質(zhì)設為,以二氧化硅為主要成分且不含有硬度高于二氧化硅的磨料顆粒的介質(zhì)。根據(jù)該結構,在最終精加工研磨工序中,由于作為介質(zhì)的主要成分的二氧化硅的研磨力較小,因此能夠將金屬部件的表面粗糙度加工得較小。另外,由于研磨時所產(chǎn)生的二氧化硅的微粉其形狀并不銳利,因此難以刺入金屬部件內(nèi)。
本發(fā)明也可以采用如下的方式,即,在所述最終精加工研磨工序中使用最終精加工用的所述滾筒槽,該最終精加工用的所述滾筒槽通過被配置為同軸狀的大致水平的一對中空支承軸而以可旋轉的方式被支承,并使所述團塊產(chǎn)生雪崩狀的流動,此外,將清洗液經(jīng)過一方的所述中空支承軸而向所述最終精加工用的滾筒槽內(nèi)供給,并且將所述最終精加工用的滾筒槽內(nèi)的清洗液經(jīng)過另一方的所述中空支承軸而排出。根據(jù)該結構,由于將用于對滾筒槽進行支承的中空支承軸作為清洗液的進排用路徑來利用,因此能夠簡化滾筒研磨機的結構。
本發(fā)明也可以采用如下的方式,即,在所述最終精加工研磨工序之前執(zhí)行半精加工研磨工序,并且在所述半精加工研磨工序中使用半精加工用的所述滾筒槽,該半精加工用的所述滾筒槽通過使以堵塞筒狀的半精加工用固定槽的下端的開口的方式而配置的半精加工用旋轉盤進行旋轉,從而使所述團塊產(chǎn)生渦流。根據(jù)該結構,由于使團塊產(chǎn)生渦流的滾筒槽的研磨力與產(chǎn)生雪崩狀的流動的滾筒槽相比而較高,因此能夠在用于去毛刺或圓角加工等的粗糙精加工工序中有效地使被形成于金屬部件上的劃痕或凹凸平滑化。
本發(fā)明也可以采用如下的方式,即,將所述半精加工用的滾筒槽設為,所述半精加工用旋轉盤在與所述半精加工用固定槽的下端邊緣滑動接觸的同時進行旋轉的部件。根據(jù)該結構,由于不存在半精加工用介質(zhì)卡在或夾在半精加工用固定槽與半精加工用旋轉盤之間的間隙中的可能性,因此能夠使用粒徑較小的半精加工用的介質(zhì)。通過利用該直徑較小的半精加工用的介質(zhì)來進行研磨,從而能夠將金屬部件的表面粗糙度加工得較小。
本發(fā)明也可以采用如下的方式,即,在所述半精加工研磨工序之前執(zhí)行粗糙精加工研磨工序,并且在所述粗糙精加工研磨工序中使用粗糙精加工用的所述滾筒槽,該粗糙精加工用的所述滾筒槽具備筒狀的粗糙精加工用固定槽、和以堵塞所述粗糙精加工用固定槽的下端的開口的方式而配置并以與所述粗糙精加工用固定槽不接觸的狀態(tài)而進行旋轉的粗糙精加工用旋轉盤。根據(jù)該結構,由于在粗糙精加工研磨中能夠使用粒徑較大的介質(zhì),因此能夠有效地執(zhí)行去毛刺、圓角加工等。
本發(fā)明也可以采用如下的方式,即,在所述最終精加工研磨工序之前執(zhí)行半精加工研磨工序,并且在所述半精加工研磨工序中使用不含有硬度高于二氧化硅的磨料顆粒的半精加工用的所述介質(zhì)。根據(jù)該結構,能夠在半精加工研磨工序中抑制從介質(zhì)中產(chǎn)生的微粉的產(chǎn)生量,并且能夠減小金屬部件的表面粗糙度。
本發(fā)明也可以采用如下的方式,即,在所述最終精加工研磨工序之前執(zhí)行半精加工研磨工序,并且在所述半精加工研磨工序中使用通過結合材料而對含有率在重量百分比30%以下的磨料顆粒進行結合的半精加工用的所述介質(zhì),并將所述半精加工用的所述介質(zhì)的所述結合材料設為合成樹脂。根據(jù)該結構,由于半精加工用的介質(zhì)不僅較柔軟、較輕而且磨料顆粒的含有率較低,因此難以將氧化鋁或異物敲入金屬部件的表面。
本發(fā)明也可以采用如下的方式,即,所述最終精加工用的所述介質(zhì)的所述磨料顆粒以及/或者所述半精加工用的所述介質(zhì)的所述磨料顆粒為,由碳化硅、金剛石、立方氮化硼、鋯石、二氧化鋯、二氧化硅、碳化硼、氧化鐵、氧化鉻中的任意一種構成且不含有氧化鋁的物質(zhì)。根據(jù)該結構,由于最終精加工用的介質(zhì)的磨料顆粒以及/或者半精加工用的介質(zhì)的磨料顆粒不包含氧化鋁,因此在這些研磨工序之后氧化鋁不會殘留于金屬部件的表面上。
本發(fā)明也可以采用如下的方式,即,所述半精加工用的所述介質(zhì)的所述結合材料為不飽和聚酯。根據(jù)該結構,作為結合材料而使用的不飽和聚酯具有價格低廉且容易成形的優(yōu)點。
本發(fā)明也可以采用如下的方式,即,所述最終精加工用的所述介質(zhì)的所述磨料顆粒以及/或者所述半精加工用的所述介質(zhì)的所述磨料顆粒的中位徑在10μm以下。根據(jù)該結構,由于不僅介質(zhì)較柔軟且較輕,而且通過細微的磨料顆粒來對金屬部件進行研磨,因此表面粗糙度變得精細。
本發(fā)明也可以采用如下的方式,即,將所述半精加工研磨工序執(zhí)行多次,并且在從第一次的所述半精加工研磨工序至最后一次的所述半精加工研磨工序的過程中,依次減輕所述半精加工用的介質(zhì)的比重。根據(jù)該結構,由于在第一次的半精加工研磨工序中,與表面粗糙度相比而使研磨力最優(yōu)先,并且越進行半精加工研磨工序則表面粗糙度越優(yōu)先,因此能夠有效地實施研磨,并使表面粗糙度的精加工良好地完成。
本發(fā)明也可以采用如下的方式,即,所述最終精加工用的介質(zhì)呈粒徑在3mm以下的球形。根據(jù)該結構,能夠減小金屬部件的表面粗糙度而抑制來自最終精加工用的介質(zhì)自身的微粉的產(chǎn)生。
本發(fā)明也可以采用如下的方式,即,在所述半精加工研磨工序之前執(zhí)行粗糙精加工研磨工序,并且在所述粗糙精加工研磨工序中使用含有硬度高于二氧化硅的磨料顆粒的粗糙精加工用的所述介質(zhì)。根據(jù)該結構,由于在粗糙精加工研磨中能夠使用含有磨料顆粒的介質(zhì),因此能夠有效地在短時間內(nèi)完成去毛刺、磨圓等。
根據(jù)本發(fā)明,也可以采用如下的方式,即,在先于所述最終精加工研磨工序而執(zhí)行的所述粗糙精加工研磨工序與所述半精加工研磨工序依次進行的過程中,依次降低各研磨工序中所使用的所述介質(zhì)中的磨料顆粒的含有率。根據(jù)該結構,由于在研磨工序進行的過程中使介質(zhì)的磨料顆粒的含有率依次降低,因此能夠有效地提高金屬部件的表面的平滑度。
本發(fā)明也可以采用如下的方式,即,在所述最終精加工研磨工序之后,通過超聲波清洗來對所述金屬部件的表面進行清洗。根據(jù)該結構,能夠切實地防止微粉殘留于金屬部件的表面上的情況。
實施例1
以下,參照圖1~圖9對將本發(fā)明具體化了的實施例1進行說明。本實施例1的表面處理方法例如以被安裝于硬盤裝置的磁盤之間的圓環(huán)形的隔離部件s等那樣的精密儀器的金屬部件作為處理對象。在本實施例1中,對金屬部件為隔離部件s的情況進行說明。隔離部件s通過沖壓或切削等而被加工成預定的形狀,然后,為了隔離部件s的毛刺去除或表面粗糙度的提高等而實施滾筒研磨。在滾筒研磨時,作為研磨材料而使用四種介質(zhì)ma、mb、mc、md。
由于在滾筒研磨工序中由隔離部件s或介質(zhì)ma、mb、mc、md中的任意一個會產(chǎn)生微粉,并且該微粉會因研磨時的按壓力而刺入隔離部件s的表面,因此通過本實施例1的表面處理方法而從隔離部件s的表面上去除微粉。在本實施例1的表面處理方法中依次執(zhí)行一次粗糙精加工研磨工序、三次半精加工研磨工序、一次最終精加工研磨工序、一次超聲波清洗工序。而且,如圖1所示,作為這些各個工序的裝置而使用一臺粗糙精加工用渦流滾筒研磨機10、三臺半精加工用渦流滾筒研磨機30、一臺最終精加工用旋轉滾筒研磨機40、一臺超聲波清洗裝置60。
<粗糙精加工用渦流滾筒研磨機10>
如圖2所示,粗糙精加工用渦流滾筒研磨機10具備使軸線朝向上下方向的粗糙精加工用的滾筒槽11。粗糙精加工用的滾筒槽11具備以限制旋轉狀態(tài)并以同軸狀的方式被支承于圓形的碟狀支承部件12中的圓筒形的粗糙精加工用固定槽13、和以堵塞粗糙精加工用固定槽13的下端的開口的方式(沿著下端邊緣的方式)而配置的碟形的粗糙精加工用旋轉盤14。粗糙精加工用旋轉盤14以可一體旋轉的方式而被安裝于貫穿了碟狀支承部件12的旋轉軸15的上端部處,并通過電機16(參照圖1)而被旋轉驅動。由粗糙精加工用旋轉盤14的外周表面(下表面)與碟狀支承部件12的內(nèi)周表面(上表面)而劃分出的空間成為排水空間21。
用于向粗糙精加工用的滾筒槽11內(nèi)供給清洗液w的供水配管17的下游端在粗糙精加工用的滾筒槽11的上方開口。在粗糙精加工用旋轉盤14的中央部上表面上,以能夠一體旋轉的方式而設置有中柱19。而且,在粗糙精加工用旋轉盤14中的沿著中柱19的外周邊緣的區(qū)域內(nèi),雖然隔離部件s和粗糙精加工用介質(zhì)ma并未穿過,但形成有能夠使清洗液w和污水通過的多個連通孔18。連通孔18使粗糙精加工用的滾筒槽11的內(nèi)部與排水空間21連通。連通孔18成為用于使粗糙精加工用的滾筒槽11內(nèi)的液體(清洗液w和污水)向粗糙精加工用的滾筒槽11的外部排出的排出路徑。
粗糙精加工用旋轉盤14的上端部以與粗糙精加工用固定槽13的下端部內(nèi)周面對置的方式而配置,但粗糙精加工用旋轉盤14的上端部外周面與粗糙精加工用固定槽13的下端部的內(nèi)周面并不接觸,而是在粗糙精加工用旋轉盤14的上端部外周面與粗糙精加工用固定槽13的下端部內(nèi)周面之間空出有排水用縫隙20。通過該排水用縫隙20而使粗糙精加工用的滾筒槽11的內(nèi)部空間與排水空間21連通。在碟狀支承部件12上安裝有上端部開口于排水空間21中的排水通道。排水用縫隙20和排水通道22與連通孔18同樣地成為用于使粗糙精加工用的滾筒槽11內(nèi)的液體排出的排出路徑。也就是說,粗糙精加工用的滾筒槽11內(nèi)的清洗液w和污水經(jīng)過連通孔18和排水用縫隙20而流入排水空間21內(nèi),并從此穿過排水通道22而向粗糙精加工用的滾筒槽11的外部而被排出。
<半精加工用渦流滾筒研磨機30>
三臺半精加工用渦流滾筒研磨機30為相同結構的裝置,如圖3所示,其具備使軸線朝向上下方向的半精加工用的滾筒槽31。半精加工用的滾筒槽31具備以旋轉限制狀態(tài)并以同軸狀而被支承于圓筒形的筒狀支承部件32中的圓筒形的半精加工用固定槽33、和以堵塞半精加工用固定槽33的下端的開口的方式(沿著下端邊緣的方式)而配置的碟形的半精加工用旋轉盤34。半精加工用旋轉盤34以能夠一體旋轉的方式而被安裝于中空旋轉軸35的上端部處,并通過電機36(參照圖1)而被旋轉驅動。
用于向半精加工用的滾筒槽31內(nèi)供給清洗液w的供水配管37的下游端在半精加工用的滾筒槽31的上方開口。中空旋轉軸35的內(nèi)部成為排水通道38,排水通道38的上端在半精加工用旋轉盤34的中心部上表面上開口。在排水通道38的上端處,雖然隔離部件s、半精加工用第一介質(zhì)mb、半精加工用第二介質(zhì)mc、最終精加工用介質(zhì)md并未穿過,但設置有使清洗液w那樣的液體穿過的過濾器39。排水通道38成為用于使半精加工用的滾筒槽31內(nèi)的液體(清洗液w和污水)排出的排出路徑。半精加工用旋轉盤34在其上端邊緣與半精加工用固定槽33的下端邊緣滑動接觸的同時進行旋轉。因此,在半精加工用旋轉盤34的上端邊緣與半精加工用固定槽33的下端邊緣之間,并未空出有容許半精加工用的滾筒槽31內(nèi)的液體流出的間隙。
<最終精加工用旋轉滾筒研磨機40>
最終精加工用旋轉滾筒研磨機40具有使軸線朝向水平方向的最終精加工用的滾筒槽41。在最終精加工用的滾筒槽41中,被配置為同軸狀的兩根中空支承軸43以能夠旋轉的方式被安裝在一對框架42上,并且最終精加工用的滾筒槽41以能夠一體旋轉的方式被支承于該兩根中空支承軸43上。從動滑輪44以能夠一體旋轉的方式被安裝于一方的中空支承軸43上,在從動滑輪44與固定于電機45的驅動軸46上的驅動滑輪47之間架設有v帶48。通過電機45的驅動而使最終精加工用的滾筒槽41進行旋轉。
一方的中空支承軸43的內(nèi)部空間成為供水孔49。在供水孔49的上游端上連接有供水管50的下游端,且供水孔49的下游端與最終精加工用的滾筒槽41的內(nèi)部連通。在供水孔49的下游端部處,雖然隔離部件s、最終精加工用介質(zhì)md并未穿過,但設置有容許清洗液w的流通的過濾器53。另一方的中空支承軸43的內(nèi)部空間成為排水孔51。排水孔51的上游端與最終精加工用的滾筒槽41的內(nèi)部連通,在排水孔51的下游端上連接有排水管52的上游端。在排水孔51的上游端部處,雖然隔離部件s、最終精加工用介質(zhì)md并未穿過,但設置有容許清洗液w和污水(省略圖示)的流通的過濾器54。從供水管50經(jīng)過供水孔49而向精加工用的滾筒槽內(nèi)被供給的清洗液w經(jīng)過排水孔51和排水管52而被排出。
<超聲波清洗裝置60>
超聲波清洗裝置60具備超聲波產(chǎn)生裝置61、和對用于傳導超聲波的水及有機溶劑等的清洗液w進行貯留的容器62。當將分隔部件s浸漬于清洗液w內(nèi)并使超聲波產(chǎn)生時,通過如下的能量而使微粉從隔離部件s的表面浮起,該能量為,伴隨著在清洗液w內(nèi)產(chǎn)生微細的泡沫并在短時間破裂(空穴現(xiàn)象)而產(chǎn)生的能量。
<粗糙精加工用介質(zhì)ma>
在粗糙精加工研磨工序中所使用的粗糙精加工用介質(zhì)ma(參照圖6)為,通過合成樹脂制的結合材料b(粘合劑)來對由鋯石構成的磨料顆粒g進行結合而成的物質(zhì)。磨料顆粒g為,整體上呈不定形且角部被成形為曲面狀的物質(zhì)。粗糙精加工用介質(zhì)ma整體上呈圓錐形,其高度和直徑均被設為與粗糙精加工用旋轉盤14的上端邊緣和粗糙精加工用固定槽13的下端邊緣之間的排水用縫隙20的開口尺寸相比而較大的尺寸。粗糙精加工用介質(zhì)ma是為了去除隔離部件s的毛刺并且對隔離部件s的角邊緣部進行圓角加工(切圓)而使用的。此外,將在粗糙精加工研磨工序之前的工序中在隔離部件s上產(chǎn)生的切削痕或沖壓痕去除。
<半精加工用第一介質(zhì)mb>
第一次的半精加工研磨工序中所使用的半精加工用第一介質(zhì)mb(參照圖7)不含磨料顆粒而僅由以氧化鋁為主要成分且含有二氧化硅的母材構成。也就是說,半精加工用第一介質(zhì)mb為球形的陶瓷介質(zhì)。該陶瓷是用于識別母材的種類的稱呼。氧化鋁的重量比率為重量百分比80~95%,二氧化硅的重量比率為重量百分比3~18%。除了氧化鋁和二氧化硅以外還含有少量的氧化物。該半精加工用第一介質(zhì)mb呈球形,該粒徑在本實施例1中為3mm,小于粗糙精加工用介質(zhì)ma的高度以及直徑。半精加工用第一介質(zhì)mb的粒徑優(yōu)選在3mm以下。若粒徑在3mm以下,則能夠減小隔離部件s的表面粗糙度,并且,使研磨時的半精加工用第一介質(zhì)mb的微粉的產(chǎn)生量變少。半精加工用第一介質(zhì)mb的比重與粗糙精加工用介質(zhì)ma相比而較大。
此外,不含磨料顆粒的半精加工用第一介質(zhì)mb的研磨力與粗糙精加工用介質(zhì)ma相比而較弱。但是,與通過粗糙精加工用介質(zhì)ma進行研磨的研磨后的隔離部件s的表面粗糙度相比,通過半精加工用第一介質(zhì)mb進行研磨的研磨后的隔離部件s的表面粗糙度較小。也就是說,與通過粗糙精加工用介質(zhì)ma進行研磨的情況相比,在通過半精加工用第一介質(zhì)mb進行了研磨的情況下,隔離部件s的表面的平滑度較高。
<半精加工用第二介質(zhì)mc>
在第二次的半精加工研磨工序中所使用的半精加工用第二介質(zhì)mc(參照圖8)不含磨料顆粒而僅由以氧化鋁和二氧化硅為主要成分的母材構成。也就是說,半精加工用第二介質(zhì)mc為球形的陶瓷介質(zhì)。該陶瓷為用于識別母材的種類的稱呼。氧化鋁的重量比率為重量百分比50~80%,二氧化硅的重量比率為重量百分比15~45%。除了氧化鋁和二氧化硅以外,還含有少量的氧化物。該半精加工用第二介質(zhì)mc的粒徑在本實施例1中為3mm,且為與半精加工用第一介質(zhì)mb相同的尺寸。半精加工用第二介質(zhì)mc的粒徑優(yōu)選在3mm以下。若粒徑在3mm以下,則能夠減小隔離部件s的表面粗糙度,并且,使研磨時的半精加工用第二介質(zhì)mc的微粉的產(chǎn)生量變少。此外,半精加工用第二介質(zhì)mc的比重與半精加工用第一介質(zhì)mb相比而較小。
此外,由于二氧化硅與氧化鋁相比磨削力較弱且銳利度也較低,因此以氧化鋁和二氧化硅為主要成分的半精加工用第二介質(zhì)mc的研磨力與以氧化鋁為主要成分的半精加工第一介質(zhì)mb相比而較弱。但是,與通過半精加工用第一介質(zhì)mb而進行研磨的研磨后的隔離部件s的表面粗糙度相比,通過半精加工用第二介質(zhì)mc而進行研磨的研磨后的隔離部件s的表面粗糙度較小。也就是說,與通過半精加工用第一介質(zhì)mb而進行研磨的情況相比,在通過半精加工用第二介質(zhì)mc進行研磨的情況下,隔離部件s的表面的平滑度較高。
<最終精加工用介質(zhì)md>
在第三次的半精加工研磨工序和最終精加工研磨工序中所使用的最終精加工用介質(zhì)md(參照圖9)不含磨料顆粒而僅由以二氧化硅為主要成分的母材構成。也就是說,最終精加工用介質(zhì)md為與半精加工用第二介質(zhì)mc相同的球形的陶瓷介質(zhì)。該陶瓷為用于識別母材的種類的稱呼。二氧化硅的重量比率為重量百分比70~100%,氧化鋁的重量比率為重量百分比0~25%。若將二氧化硅與氧化鋁的合計比率設為重量百分比95%且將其余部分設為粘土成分,則成形較為容易。該最終精加工用介質(zhì)md的粒徑在本實施例1中為3mm,且為與半精加工用第一介質(zhì)mb以及半精加工用第二介質(zhì)mc相同的尺寸。最終精加工用介質(zhì)md的粒徑優(yōu)選在3mm以下。若粒徑在3mm以下,則能夠減小隔離部件s的表面粗糙度,并且使研磨時的最終精加工用介質(zhì)md的微粉的產(chǎn)生量變少。另外,最終精加工用介質(zhì)md的比重與半精加工用第二介質(zhì)mc相比而較小。
由于如上所述二氧化硅與氧化鋁相比磨削力較弱且銳利度也較低,因此以二氧化硅為主要成分的最終精加工用介質(zhì)md的研磨力與以氧化鋁和二氧化硅為主要成分的半精加工第二介質(zhì)mc相比而較弱。但是,與通過半精加工用第二介質(zhì)mc而進行研磨的研磨后的隔離部件s的表面粗糙度相比,通過最終精加工用介質(zhì)md而進行研磨的研磨后的隔離部件s的表面粗糙度較小。也就是說,與通過半精加工用第二介質(zhì)mc而進行研磨的情況相比,在通過最終精加工用介質(zhì)md而進行研磨的情況下,隔離部件s的表面的平滑度較高。
<表面處理工序>
接下來,對隔離部件s的制造過程中的表面處理的工序進行說明。在通過沖壓或切削而使預定形狀的隔離部件s成形后,為了使該隔離部件s的厚度均勻,從而相對于該隔離部件s的表背兩面或者表面和背面中的任意一面實施研磨拋光(lappingpolishing)。在該研磨拋光工序中,在對具有平面狀的研磨面的研磨材料(省略圖示)進行按壓的同時使之進行往復移動或旋轉移動從而進行研磨。
然后,用于進行隔離部件s的去毛刺和圓角加工(在角邊緣處的錐面或曲面的形成)的粗糙精加工研磨工序、和用于使隔離部件s的表背兩面成為平行方向的研磨拋光工序為,針對隔離部件s的表背兩面或者表面和背面中的任意一面而被實施。接下來,為了減小隔離部件s的表面粗糙度,而執(zhí)行三次半精加工研磨工序和一次最終精加工研磨工序。另外,無論隔離部件s所要求的精度如何,都不需要實施用于使隔離部件s的厚度均勻的研磨拋光工序、粗糙精加工研磨工序、用于使隔離部件s的表背兩面成為平行方向的研磨拋光工序。
<粗糙精加工研磨工序>
在粗糙精加工研磨工序中,將隔離部件s和粗糙精加工用介質(zhì)ma投入粗糙精加工用渦流滾筒研磨機10的滾筒槽11中,并在向滾筒槽11內(nèi)供給清洗液w的同時使粗糙精加工用旋轉盤14進行旋轉。于是,在滾筒槽11內(nèi),由隔離部件s和粗糙精加工用介質(zhì)ma構成的團塊m以成為渦流的方式而進行流動,從而隔離部件s的表面通過粗糙精加工用介質(zhì)ma而被研磨。
由于粗糙精加工用渦流滾筒研磨機10使?jié)L筒槽11內(nèi)的團塊m產(chǎn)生渦流,因此與最終精加工用旋轉滾筒研磨機40相比研磨力較強。另外,粗糙精加工用介質(zhì)ma的研磨力與半精加工用第一介質(zhì)mb、半精加工用第二介質(zhì)mc以及最終精加工用介質(zhì)md中的任意一個相比均較強。因此,在五次研磨工序之中,粗糙精加工研磨工序的研磨力最強。通過該較強的研磨力,從而有效地實施了對隔離部件s的表面的去毛刺及圓角加工等。
但是,與研磨力較強相對應地,通過研磨而從隔離部件s上產(chǎn)生的微粉容易刺入隔離部件s的表面。此外,由于因研磨力較強而使得伴隨著研磨而在隔離部件s的表面上形成的凹凸在五次研磨工序之中最粗,因此通過研磨而由隔離部件s產(chǎn)生的微粉容易卡在凹凸中而殘留于此。而且,由于粗糙精加工用介質(zhì)ma包括磨料顆粒g,因此由磨料顆粒g產(chǎn)生的微粉也容易刺入隔離部件s的表面或者卡在凹凸中。雖然在粗糙精加工研磨工序中,滾筒槽11內(nèi)始終被供給有清洗液w,并且包含微粉的污水始終被排出,但是由于凹凸較大,因而僅通過清洗液w來進行清洗無法充分地去除被卡在凹凸中而殘留于此的微粉。
<第一次的半精加工研磨工序>
因此,在粗糙精加工研磨工序之后,實施第一次的半精加工研磨。在第一次的半精加工研磨工序中,將隔離部件s和半精加工用第一介質(zhì)mb投入半精加工用渦流滾筒研磨機30的滾筒槽31中,并在向滾筒槽31內(nèi)供給清洗液w的同時使半精加工用旋轉盤34進行旋轉。于是,在滾筒槽31內(nèi),由隔離部件s和半精加工用第一介質(zhì)mb構成的團塊m將以成為渦流的方式而進行流動,從而隔離部件s的表面通過半精加工用第一介質(zhì)mb而被研磨。
由于半精加工用渦流滾筒研磨機30與粗糙精加工用渦流滾筒研磨機10同樣地使?jié)L筒槽31內(nèi)的團塊m產(chǎn)生渦流,因此與最終精加工用旋轉滾筒研磨機40相比研磨力較強。此外,半精加工用第一介質(zhì)mb的研磨力與半精加工用第二介質(zhì)mc以及最終精加工用介質(zhì)md相比而較強。因此,在五次研磨工序中,第一次的半精加工研磨工序的研磨力僅次于粗糙精加工研磨工序而為第二強。通過該較強的研磨力,從而使在粗糙精加工研磨工序中產(chǎn)生的隔離部件s的凹凸減小,進而能夠有效地使隔離部件s的表面變得平滑。
但是,與研磨力較強相對應地,從隔離部件s上產(chǎn)生的微粉的量較多。此外,由于半精加工用第一介質(zhì)mb以氧化鋁為主要成分,因此從半精加工用第一介質(zhì)mb上會產(chǎn)生氧化鋁的微粉。雖然隔離部件s的表面的凹凸變小,但無法避免隔離部件s和氧化鋁的微粉刺入隔離部件s的表面或者卡在凹凸中而殘留于此的情況。雖然在第一次的半精加工研磨工序中也與粗糙精加工研磨工序同樣地,滾筒槽31內(nèi)始終被供給有清洗液w,并且包含微粉的污水始終被排出,但僅通過清洗液w來進行清洗無法完全地去除刺入的微粉。
<第二次的半精加工研磨工序>
因此,在第一次的半精加工研磨工序之后,實施第二次的半精加工研磨。在第二次的半精加工研磨工序中,將隔離部件s和半精加工用第二介質(zhì)mc投入半精加工用渦流滾筒研磨機30的滾筒槽31中,并在向滾筒槽31內(nèi)供給清洗液w的同時使半精加工用旋轉盤34進行旋轉。于是,在滾筒槽31內(nèi),由隔離部件s和半精加工用第二介質(zhì)mc構成的團塊m將以成為渦流的方式而進行流動,從而隔離部件s的表面通過半精加工用第二介質(zhì)mc而被研磨。
如上所述,半精加工用渦流滾筒研磨機30的研磨力與最終精加工用旋轉滾筒研磨機40相比而較強。此外,雖然半精加工用第二介質(zhì)mc的研磨力與半精加工用第一介質(zhì)mb相比而較弱,但與最終精加工用介質(zhì)md相比較強。因此,在五次研磨工序中,第二次的半精加工研磨工序的研磨力僅次于第一次的半精加工研磨工序而為第三強。通過該研磨力,而使在第一次的半精加工研磨工序減小后的隔離部件s的凹凸更小,從而使隔離部件s的表面更加平滑。
第二次的半精加工研磨工序的研磨力與粗糙精加工研磨工序或第一次的半精加工研磨工序相比而較弱,但只要進行研磨,從隔離部件s上就會產(chǎn)生微粉。此外,由于半精加工用第二介質(zhì)mc包含氧化鋁,因此也會產(chǎn)生氧化鋁的微粉。雖然隔離部件s的表面的凹凸與第一次的半精加工研磨工序時相比而較小,但是無法避免隔離部件s和氧化鋁的微粉刺入隔離部件s的表面或者卡在凹凸中而殘留于此的情況。雖然在第二次的半精加工研磨工序中也與粗糙精加工研磨工序以及第一次的半精加工研磨工序同樣地,滾筒槽31內(nèi)始終被供給有清洗液w,并且包含微粉的污水始終被排出,但是僅通過清洗液w來進行清洗無法完全地去除刺入的微粉。
<第三次的半精加工研磨工序>
因此,在第二次的半精加工研磨工序之后,實施第三次的半精加工研磨。在第三次的半精加工研磨工序中,將隔離部件s和最終精加工用介質(zhì)md投入半精加工用渦流滾筒研磨機30的滾筒槽31中,并在向滾筒槽31內(nèi)供給清洗液w的同時使半精加工用旋轉盤34進行旋轉。于是,在滾筒槽31內(nèi),由隔離部件s和最終精加工用介質(zhì)md構成的團塊m將以成為渦流的方式而進行流動,從而隔離部件s的表面通過最終精加工用介質(zhì)md而被研磨。
雖然如上所述半精加工用渦流滾筒研磨機30的研磨力與最終精加工用旋轉滾筒研磨機40相比而較強,但在第三次的半精加工研磨工序中使用的最終精加工用介質(zhì)md的研磨力與粗糙精加工用介質(zhì)ma、半精加工用第一介質(zhì)mb以及半精加工用第二介質(zhì)mc相比而較弱。因此,在五次研磨工序中,第三次的半精加工研磨工序的研磨力的強度僅次于第二次的半精加工研磨工序而排在第四。通過該較弱的研磨力,從而使在第二次的半精加工研磨工序中減小后的隔離部件s的凹凸更小,進而使隔離部件s的表面更加平滑。
雖然第三次的半精加工研磨工序的研磨力與粗糙精加工研磨工序或第一次及第二次的半精加工研磨工序相比而較弱,但只要進行研磨,從隔離部件s上就會產(chǎn)生微粉,盡管為微量。雖然隔離部件s的表面的凹凸與第二次的半精加工研磨工序時相比而變小,但是無法完全避免隔離部件s的少許的微粉刺入隔離部件s的表面或卡在凹凸中而殘留于此的情況。雖然在第三次的半精加工研磨工序中也與粗糙精加工研磨工序以及第一次和第二次的半精加工研磨工序同樣地,滾筒槽31內(nèi)始終被供給有清洗液w,并且包含微粉的污水始終被排出,但是僅通過清洗液w來進行清洗無法完全地去除刺入的微粉。
<最終精加工研磨工序>
因此,在第三次的半精加工研磨工序之后,實施最終精加工研磨。在最終精加工研磨工序中,將隔離部件s和最終精加工用md投入最終精加工用旋轉滾筒研磨機40的滾筒槽41中,并在向滾筒槽41內(nèi)供給清洗液w的同時使?jié)L筒槽41進行旋轉。于是,在滾筒槽41內(nèi),由隔離部件s和最終精加工用介質(zhì)md構成的團塊(省略圖示)以雪崩狀的方式而進行流動,從而隔離部件s的表面通過最終精加工用介質(zhì)md而被研磨。
雖然在最終精加工研磨工序中使用的最終精加工用介質(zhì)md為與第三次半精加工用研磨工序相同的介質(zhì),但最終精加工用旋轉滾筒研磨機40的研磨力與半精加工用渦流滾筒研磨機30相比而較弱。也就是說,最終精加工研磨工序的研磨力在五次研磨工序中最弱,并被抑制為第三次的半精加工研磨工序的十分之一左右。通過該較弱的研磨力,從而使在第三次的半精加工研磨工序之后殘留下的極少的凹凸幾乎完全被平滑化,由此使隔離部件s的表面被平滑化至目標的表面粗糙度(例如,ra0.02μm)。
由于最終精加工研磨工序的研磨力在五次研磨工序中最弱,因此通過研磨而從隔離部件s上產(chǎn)生的微粉的量極少。而且,在使團塊以雪崩狀流動的最終精加工用旋轉滾筒研磨機40中,針對于隔離部件s的最終精加工用介質(zhì)md的按壓力與渦流滾筒研磨機10、30相比而較弱,因此微粉不會刺入隔離部件s的表面。此外,由于在最終精加工研磨工序中也與粗糙精加工研磨工序以及三次的半精加工研磨工序同樣地,滾筒槽41內(nèi)始終被供給有清洗液w,并且包含微粉的污水始終被排出,因此微粉不可能殘留于隔離部件s的表面。
<超聲波清洗工序>
在最終研磨工序之后,將隔離部件s浸漬于超聲波清洗裝置60的清洗液w內(nèi),并使超聲波產(chǎn)生裝置61啟動。如此,在清洗液w內(nèi)細微的泡沫的產(chǎn)生與破裂會在短時間內(nèi)反復進行,該空穴現(xiàn)象的能量被傳遞至隔離部件s。即使在經(jīng)過最終研磨工序之后隔離部件s上殘留有微粉,通過該空穴現(xiàn)象的能量也會使微粉從隔離部件s上被去除。另外,雖然在超聲波產(chǎn)生裝置61中所使用的清洗液w可以為與上述的粗糙精加工研磨工序至最終精加工研磨工序中所使用的清洗液w相同的液體溶劑,但也可以為純水、或通過反滲透膜而過濾后的ro水等。
<實施例1與不同的研磨工序之間的比較>
通過在本實施例1中執(zhí)行五次研磨工序,從而能夠最終使隔離部件s的表面粗糙度減小至ra0.02μm。作為本實施例1的比較例,如表1所示,實施了三個研磨實驗。在第一研磨實驗中,省略了相當于本實施例1的最終精加工研磨工序的研磨工序,而實施了與本實施例1相同條件下的從粗糙精加工研磨工序至第三次的半精加工研磨工序為止的四次研磨工序。通過該第一研磨實驗而獲得的隔離部件s的表面粗糙度為ra0.04μm,從而本實施例1的研磨方法中隔離部件s的表面的平滑度較高。
此外,在第二研磨實驗中,除了與本實施例1相同條件下的從粗糙精加工研磨工序至第三次的半精加工研磨工序為止的四次研磨工序以外,還執(zhí)行了與本實施例1不同的最終精加工研磨工序。在第二研磨實驗的最終精加工研磨工序中,使用了與本實施例1的最終精加工用介質(zhì)md相同材料的介質(zhì)(省略圖示)。但是,在該第二研磨實驗的最終精加工研磨工序中所使用的介質(zhì)的粒徑與本實施例1的最終精加工用介質(zhì)md相比而較小,為2mm。此外,滾筒研磨機并非是在本實施例1的最終精加工研磨工序中所使用的最終精加工用旋轉滾筒研磨機40,而是與半精加工研磨工序同樣地使用了半精加工用渦流滾筒研磨機30。通過該第二研磨實驗而獲得的隔離部件s的表面粗糙度為ra0.03μm,從而本實施例1的研磨方法中的隔離部件s的表面的平滑度較高。
在第三研磨實驗中,除了與本實施例1相同條件的從粗糙精加工研磨工序至第三次的半精加工研磨工序為止的四次研磨工序以外,還執(zhí)行了與本實施例1不同的最終精加工研磨工序。在第三研磨實驗的最終精加工研磨工序中,使用了與本實施例1的最終精加工用介質(zhì)md相同材料的介質(zhì)(省略圖示)。但是,在該第三研磨實驗的最終精加工研磨工序中所使用的介質(zhì)的粒徑與本實施例1的最終精加工用介質(zhì)md相比而較大,為4mm。另外,滾筒研磨機與在本實施例1的最終精加工研磨工序中所使用的最終精加工用旋轉滾筒研磨機40相同。在該第三研磨實驗中,隔離部件s的表面粗糙度與第二研磨實驗同樣為ra0.03μm,與本實施例1的研磨方法相比,隔離部件s的表面的平滑度較低。
表1
◎:最佳
○:良好
△:普通
<實施例1的作用以及效果>
本實施例1的表面處理方法執(zhí)行五次(至少一次)如下的研磨工序,該研磨工序為,通過在使由隔離部件s和介質(zhì)ma、mb、mc、md構成的團塊m在滾筒槽11、31、41內(nèi)流動的同時對清洗液w進行進排,從而對隔離部件s的表面進行研磨的工序。而且,將在五次研磨工序中的最終精加工研磨工序中所使用的最終精加工用介質(zhì)md設為,僅由不包含磨料顆粒的母材構成的介質(zhì)。
根據(jù)該表面處理方法,由于在最終精加工研磨工序中最終精加工用介質(zhì)md不含有磨料顆粒,因此能夠將隔離部件s的表面粗糙度加工得較小。此外,在最終精加工研磨工序中不容易從隔離部件s及最終精加工用介質(zhì)md上產(chǎn)生微粉。即使產(chǎn)生了微粉,也會通過隔離部件s的表面粗糙度在最終精加工研磨中變小而使微粉不容易附著于隔離部件s的表面上、以及由清洗液w所實現(xiàn)的清洗力,從而使微粉切實地從隔離部件s的表面上被去除。根據(jù)本實施例1的表面處理方法,由于不需要電鍍處理,因此能夠實現(xiàn)成本降低。
此外,由于最終精加工用介質(zhì)md為以研磨力比較弱的二氧化硅為主要成分且不含有硬度高于二氧化硅的磨料顆粒,因此最終精加工研磨的研磨力較小。由此,能夠將隔離部件s的表面粗糙度加工得較小。此外,由于研磨時所產(chǎn)生的二氧化硅的微粉其形狀并不銳利,因此難以刺入隔離部件s。此外,由于在最終精加工研磨工序之后通過超聲波清洗來對隔離部件s的表面進行清洗,因此能夠切實地防止微粉殘留于隔離部件s的表面上的情況。
此外,在最終精加工研磨工序中使用了最終精加工用的滾筒槽41,該最終精加工用的滾筒槽41通過被配置為同軸狀的大致水平的一對中空支承軸43而以可旋轉的方式被支承,并使團塊產(chǎn)生雪崩狀的流動。而且,使清洗液經(jīng)過一方的中空支承軸43而向最終精加工用的滾筒槽41內(nèi)供給,并且使最終精加工用的滾筒槽41內(nèi)的清洗液w(污水)經(jīng)過另一方的中空支承軸43而被排出。根據(jù)該結構,由于將用于對滾筒槽41進行支承的中空支承軸43作為清洗液w的進排用路徑來利用,因此能夠簡化最終精加工用旋轉滾筒研磨機40的結構。
此外,在最終精加工研磨工序之前所執(zhí)行的第一次至第三次的半精加工研磨工序中使用半精加工用的滾筒槽31,該半精加工用的滾筒槽31通過使以堵塞筒狀的半精加工用固定槽33的下端的開口的方式而配置的半精加工用旋轉盤34進行旋轉,從而使團塊m產(chǎn)生渦流。根據(jù)該結構,由于使團塊m產(chǎn)生渦流的半精加工用的滾筒槽31的研磨力與產(chǎn)生雪崩狀的流動的最終精加工用的滾筒槽41相比而較高,因此,能夠有效地使在用于去毛刺或圓角加工等的粗糙精加工研磨工序中被形成于隔離部件s上的凹凸平滑化。
此外,由于將半精加工用的滾筒槽31設為半精加工用旋轉盤34在與半精加工用固定槽33的下端邊緣滑動接觸的同時進行旋轉的方式,因此,不存在半精加工用第一介質(zhì)mb、半精加工用第二介質(zhì)mc以及最終精加工用介質(zhì)md卡在或夾在半精加工用固定槽33與半精加工用旋轉盤34之間的間隙中的可能性。由此,由于作為半精加工用第一介質(zhì)mb、半精加工用第二介質(zhì)mc以及最終精加工用介質(zhì)md而能夠使用粒徑較小的介質(zhì),因此通過利用該直徑較小的半精加工用第一介質(zhì)mb、半精加工用第二介質(zhì)mc以及最終精加工用介質(zhì)md來進行研磨,從而能夠將隔離部件s的表面粗糙度加工得較小。
此外,在最終精加工研磨工序之前所執(zhí)行的三次半精加工研磨工序中,使用了不含有硬度高于二氧化硅的磨料顆粒的半精加工用第一介質(zhì)mb、半精加工用第二介質(zhì)mc、最終精加工用介質(zhì)md。根據(jù)該結構,在半精加工研磨工序中,能夠抑制從這些介質(zhì)mb、mc、md上產(chǎn)生的微粉的產(chǎn)生量,并且能夠減小隔離部件s的表面粗糙度。此外,雖然半精加工用第一介質(zhì)mb、半精加工用第二介質(zhì)mc、最終精加工用介質(zhì)md呈粒徑(直徑)在3mm以下的球形(球狀),但是該粒徑和形狀也較大程度地有助于減小隔離部件s的表面粗糙度。而且,還可抑制從半精加工用第一介質(zhì)mb、半精加工用第二介質(zhì)mc、最終精加工用介質(zhì)md本身的微粉的產(chǎn)生。
此外,雖然在本實施例1中執(zhí)行三次半精加工研磨工序,但在從第一次(初次)的半精加工研磨工序至第三次(最終一次)的半精加工研磨工序的過程中,依次減輕半精加工用第一介質(zhì)mb、半精加工用第二介質(zhì)mc、最終精加工用介質(zhì)md的比重。根據(jù)該結構,由于在第一次的半精加工研磨工序中,與表面粗糙度相比而使研磨力最優(yōu)先,并且越進行半精加工研磨工序則表面粗糙度越優(yōu)先,因此能夠有效地實施研磨,并且良好地完成表面粗糙度。
在半精加工研磨工序之前所執(zhí)行的粗糙精加工研磨工序中使用了粗糙精加工用的滾筒槽11,該粗糙精加工用的滾筒槽11具備筒狀的粗糙精加工用固定槽13、和以堵塞粗糙精加工用固定槽13的下端的開口的方式而配置且以與粗糙精加工用固定槽13不接觸的狀態(tài)而進行旋轉的粗糙精加工用旋轉盤14。根據(jù)該結構,由于在粗糙精加工研磨中能夠使用粒徑較大的粗糙精加工用介質(zhì)ma,因此能夠有效地執(zhí)行去毛刺、圓角加工等。并且,由于該粗糙精加工用介質(zhì)ma含有硬度高于二氧化硅的磨料顆粒g,因此能夠更加有效地在短時間內(nèi)完成去毛刺、圓角加工等。
實施例2
以下,參照圖10~圖12對將本發(fā)明具體化的實施例2進行說明。另外,對于與實施例1相同的結構以及作用效果省略詳細的說明。本實施例2的濕式的表面處理方法與實施例1相同地以金屬部件的隔離部件s為處理對象,尤其在實現(xiàn)游離氧化鋁的表面處理的情況下較為有效。另外,在實施例2中,“不含有氧化鋁”、“不包含氧化鋁”的用語是指,“并未有意地使結合材料或磨料顆粒中含有作為研磨材料的氧化鋁”。在滾筒研磨時,作為研磨材料,可使用四種介質(zhì)ma、mf、mg、mh。由于在滾筒研磨工序中,從隔離部件s或介質(zhì)ma、mf、mg、mh中的任意一個上會產(chǎn)生微粉,并且該微粉會因研磨時的按壓力而被刺入1隔部件s的表面,因此通過本實施例2的表面處理方法而從隔離部件s的表面去除微粉。
在本實施例2的表面處理方法中,與實施例1同樣地使用一臺粗糙精加工用渦流滾筒研磨機10來執(zhí)行一次粗糙精加工研磨工序,與實施例1同樣地使用三臺半精加工用渦流滾筒研磨機30來執(zhí)行三次半精加工研磨工序,與實施例1同樣地使用一臺最終精加工用旋轉滾筒研磨機40來執(zhí)行一次最終精加工研磨工序,與實施例1同樣地使用一臺超聲波清洗裝置60來執(zhí)行一次超聲波清洗工序。
<粗糙精加工用介質(zhì)ma>
在粗糙精加工研磨工序中所使用的粗糙精加工用介質(zhì)ma為與實施例1使用的介質(zhì)相同的塑料介質(zhì)。粗糙精加工用介質(zhì)ma的結合材料b(母材)由不飽和聚酯構成,且不包含氧化鋁。磨料顆粒g由鋯石構成。粗糙精加工用介質(zhì)ma中的結合材料b的重量比率為重量百分比30%,磨料顆粒g的重量比率為重量百分比70%。
<半精加工用第一介質(zhì)mf>
在第一次的半精加工研磨工序中所使用的半精加工用第一介質(zhì)mf為,通過由不飽和聚酯構成且不包含氧化鋁的結合材料b(結合劑)而對由粒徑(中位徑)為10μm的二氧化硅微粉構成的磨料顆粒g進行結合而成的塑料介質(zhì)。塑料為用于識別母材(結合材料b)的種類的稱呼。如圖10所示,半精加工用第一介質(zhì)mf呈底面的直徑為6mm且高度為6mm的圓錐形。
半精加工用第一介質(zhì)mf中的結合材料b的重量比率為重量百分比70%,磨料顆粒g的重量比率為重量百分比30%。由于半精加工用第一介質(zhì)mf的磨料顆粒g的重量比率(磨料顆粒g率)與粗糙精加工用介質(zhì)ma的磨料顆粒g相比而較低,因此半精加工用第一介質(zhì)mf的研磨力與粗糙精加工用介質(zhì)ma相比而較弱。因此,與通過粗糙精加工用介質(zhì)ma進行研磨的研磨后的隔離部件s的表面粗糙度相比,通過半精加工用第一介質(zhì)mf進行研磨的研磨后的隔離部件s的表面粗糙度較小。
<半精加工用第二介質(zhì)mg>
在第二次的半精加工研磨工序中所使用的半精加工用第二介質(zhì)mg為,通過由不飽和聚酯構成且不包含氧化鋁的結合材料b(粘合劑)來對由粒徑(中位徑)為1μm的二氧化硅微粉構成的磨料顆粒g進行結合而成的塑料介質(zhì)。如圖11所示,半精加工用第二介質(zhì)mg呈底面的直徑為6mm且高度為6mm的圓錐形。
半精加工用第二介質(zhì)mg中的結合材料b的重量比率為重量百分比90%,磨料顆粒g的重量比率為重量百分比10%。由于半精加工用第二介質(zhì)mg的磨料顆粒g的重量比率(磨料顆粒g率)與半精加工用第一介質(zhì)mf的磨料顆粒g相比而較低,因此半精加工用第二介質(zhì)mg的研磨力與半精加工用第一介質(zhì)mf相比而較弱。而且,半精加工用第二介質(zhì)mg的比重小于半精加工用第一介質(zhì)mf的比重。因此,與通過半精加工用第一介質(zhì)mf進行研磨的研磨后的隔離部件s的表面粗糙度相比,通過半精加工用第二介質(zhì)mg進行研磨的研磨后的隔離部件s的表面粗糙度較小。
<最終精加工用介質(zhì)mh>
在第三次的半精加工研磨工序和最終精加工研磨工序中所使用的最終精加工用介質(zhì)mh不包含磨料顆粒g,而僅通過由不飽和聚酯構成且不包含氧化鋁的母材構成。也就是說,最終精加工用介質(zhì)mh為與半精加工用第一介質(zhì)mf、半精加工用第二介質(zhì)mg同樣的塑料介質(zhì)。塑料為用于識別母材或結合材料b的種類的稱呼。如圖12所示,最終精加工用介質(zhì)mh與半精加工用的介質(zhì)mf、mg同樣地呈底面的直徑為6mm且高度為6mm的圓錐形。
由于最終精加工用介質(zhì)mh不包含磨料顆粒g,因此與包含磨料顆粒g的半精加工用第二介質(zhì)mg相比研磨力較弱。而且,最終精加工用介質(zhì)mh的比重小于半精加工用第二介質(zhì)mg的比重。因此,與通過半精加工用第三介質(zhì)mg進行研磨的研磨后的隔離部件s的表面粗糙度相比,通過最終精加工用介質(zhì)mh進行研磨的研磨后的隔離部件s的表面粗糙度較小。
<表面處理工序>
接下來,對隔離部件s的制造過程中的表面處理的工序進行說明。與實施例1相同,在通過沖壓或切削而成形為預定形狀的隔離部件s上表背兩面或者表面和背面中的任意一面實施研磨拋光后,執(zhí)行用于進行隔離部件s的去毛刺和圓角加工(在角邊緣處的錐面或曲面的形成)的粗糙精加工研磨工序、和用于使隔離部件s的表背兩面平行的研磨拋光工序。然后,為了減小隔離部件s的表面粗糙度而執(zhí)行三次半精加工研磨工序和一次最終精加工研磨工序。
<粗糙精加工研磨工序>
在粗糙精加工研磨工序中,通過粗糙精加工用介質(zhì)ma而對隔離部件s的表面進行研磨。由于粗糙精加工用渦流滾筒研磨機10使?jié)L筒槽11內(nèi)的團塊m產(chǎn)生渦流,因此與最終精加工用旋轉滾筒研磨機40相比研磨力較強。另外,由于粗糙精加工用介質(zhì)ma的研磨力與其他介質(zhì)mf、mg以及mh中的任意一個相比均較強,因此通過該較強的研磨力,從而有效地實施了對隔離部件s的表面的去毛刺或圓角加工等。
但是,與研磨力較強相對應地,通過研磨而從隔離部件s和粗糙精加工用介質(zhì)ma上產(chǎn)生的微粉容易刺入隔離部件s的表面,從而伴隨著研磨而在隔離部件s的表面上形成的凹凸在五次研磨工序之中最粗。因此,由隔離部件s和粗糙精加工用介質(zhì)ma所產(chǎn)生的微粉容易卡在凹凸中而殘留于此。雖然在粗糙精加工研磨工序中,滾筒槽11內(nèi)始終被供給有清洗液w,并且包含微粉的污水始終被排出,但是由于隔離部件s的表面的凹凸較大,因而僅通過清洗液w來進行清洗,無法充分地去除卡在凹凸中而殘留于此的微粉。
<第一次的半精加工研磨工序>
因此,在粗糙精加工研磨工序之后,在第一次的半精加工研磨工序中,通過半精加工用第一介質(zhì)mf而對隔離部件s的表面進行研磨。半精加工用渦流滾筒研磨機30與最終精加工用旋轉滾筒研磨機40相比研磨力較強,半精加工用第一介質(zhì)mf的研磨力與該后工序中所使用的其他的兩個介質(zhì)mg以及mh相比較強。因此,在五次研磨工序中,第一次的半精加工研磨工序的研磨力僅次于粗糙精加工研磨工序而為第二強,通過該較強的研磨力,而使在粗糙精加工研磨工序中產(chǎn)生的隔離部件s的凹凸減小,從而能夠有效地使隔離部件s的表面平滑化。
但是,在研磨力較強的程度上,由隔離部件s產(chǎn)生的微粉的量較多。此外,由半精加工用第一介質(zhì)mf而會產(chǎn)生作為該磨料顆粒g的材料的二氧化硅的微粉。雖然隔離部件s的表面的凹凸變小,但是無法避免隔離部件s和二氧化硅的微粉刺入隔離部件s的表面或卡在凹凸中而殘留于此的情況。雖然在第一次的半精加工研磨工序中,清洗液w也會時常向滾筒槽31內(nèi)被供給,并且包含微粉的污水時常被排出,但僅通過清洗液w來進行清洗,無法完全去除刺入的微粉。
<第二次的半精加工研磨工序>
因此,在第一次的半精加工研磨工序之后,在第二次的半精加工研磨工序中,通過半精加工用第二介質(zhì)mg而對隔離部件s的表面進行研磨。半精加工用渦流滾筒研磨機30的研磨力與最終精加工用旋轉滾筒研磨機40相比較強。此外,半精加工用第二介質(zhì)mg的研磨力與之后的工序中所使用的最終精加工用介質(zhì)mh相比較強。因此,在五次研磨工序中,第二次的半精加工研磨工序的研磨力為第三強。通過該研磨力,而使在第一次的半精加工研磨工序中減小后的隔離部件s的凹凸更小,從而使隔離部件s的表面更加平滑。
在第二次的半精加工研磨工序中,既然也進行研磨,則會由隔離部件s產(chǎn)生微粉,并產(chǎn)生作為半精加工用第二介質(zhì)mg的磨料顆粒g的材料的二氧化硅的微粉。雖然隔離部件s的表面的凹凸與第一次的半精加工研磨工序相比變小,但是無法避免隔離部件s和二氧化硅的微粉刺入隔離部件s的表面或者卡在凹凸中而殘留于此的情況。雖然在第二次的半精加工研磨工序中清洗液w也時常向滾筒槽31內(nèi)被供給,并且包含微粉的污水時常被排出,但僅通過清洗液w來進行清洗,無法完全去除刺入的微粉。
<第三次的半精加工研磨工序>
因此,在第二次的半精加工研磨工序之后,在第三次的半精加工研磨工序中,通過最終精加工用介質(zhì)mh而對隔離部件s的表面進行研磨。半精加工用渦流滾筒研磨機30的研磨力與最終精加工用旋轉滾筒研磨機40相比較強。因此,在五次研磨工序中,第三次的半精加工研磨工序的研磨力的強度排在第四。通過該較弱的研磨力,而使在第二次的半精加工研磨工序中減小的隔離部件s的凹凸更小,從而使隔離部件s的表面更平滑。
在第三次的半精加工研磨工序中既然也進行研磨,則會由隔離部件s產(chǎn)生微粉,盡管微量。雖然隔離部件s的表面的凹凸與第二次的半精加工研磨工序時相比變小,但是無法完全避免隔離部件s的少許的微粉刺入隔離部件s的表面或者卡在凹凸中而殘留于此的情況。在第三次的半精加工研磨工序中,滾筒槽31內(nèi)也始終被供給有清洗液w,并且包含微粉的污水始終被排出,但僅通過清洗液w來進行清洗無法完全地去除刺入的微粉。
<最終精加工研磨工序>
因此,在第三次的半精加工研磨工序之后,在最終精加工研磨工序中,通過最終精加工用介質(zhì)mh而對隔離部件s的表面進行研磨。最終精加工用旋轉滾筒研磨機40的研磨力與半精加工用渦流滾筒研磨機30相比而較弱,此外,在最終精加工研磨工序中所使用的最終精加工用介質(zhì)mh不包含磨料顆粒g。因此,最終精加工研磨工序的研磨力在五次研磨工序之中最弱。通過該較弱的研磨力,從而使在第三次的半精加工研磨工序之后殘留下的極少的凹凸幾乎完全被平滑化,由此使隔離部件s的表面被平滑化至目標的表面粗糙度(例如,ra0.024μm)。
由于最終精加工研磨工序的研磨力在五次研磨工序中最弱,因此通過研磨而從隔離部件s上產(chǎn)生的微粉的量極少。而且,在使團塊以雪崩狀流動的最終精加工用旋轉滾筒研磨機40中,針對于隔離部件s的最終精加工用介質(zhì)mh的按壓力與渦流滾筒研磨機10、30相比而較弱,因此微粉不會刺入隔離部件s的表面。此外,由于在最終精加工研磨工序中也與粗糙精加工研磨工序以及三次的半精加工研磨工序同樣地,滾筒槽41內(nèi)始終被供給有清洗液w,并且包含微粉的污水始終被排出,因此不存在微粉殘留于隔離部件s的表面的可能性。在最終研磨工序之后,與實施例1同樣,將隔離部件s浸漬于超聲波清洗裝置60的清洗液w內(nèi)并實施超聲波清洗。
<實施例2與不同的研磨工序之間的比較>
通過在本實施例2中執(zhí)行五次研磨工序,從而能夠最終使隔離部件s的表面粗糙度減小至ra0.024μm。作為本實施例2的比較例,如表2所示,實施了第四、第五、第六這三個研磨實驗。
在第四研磨實驗中,省略了相當于本實施例2的第二次和第三次的半精加工研磨工序及最終精加工研磨工序的研磨工序,而實施了與本實施例2相同條件的由粗糙精加工研磨工序以及第一次的半精加工研磨工序構成的兩次研磨工序。由于通過該第四研磨實驗而獲得的隔離部件s的表面粗糙度為ra0.049μm,相對于此,通過本實施例2而獲得的表面粗糙度為ra0.024μm,因此本實施例2的研磨方法中的隔離部件s的表面的平滑度較高。
在第五研磨實驗中,省略了相當于本實施例2的第三次的半精加工研磨工序和最終精加工研磨工序的研磨工序,而實施了與本實施例2相同條件下的從粗糙精加工研磨工序至第二次的半精加工研磨工序為止的三次研磨工序。通過該第五研磨實驗而獲得的隔離部件s的表面粗糙度為ra0.038μm,相對于此,通過本實施例2而獲得的表面粗糙度為ra0.024μm,因此本實施例2的研磨方法中隔離部件s的表面的平滑度較高。但是,在本實驗例中,也能夠獲得足夠滿意的表面清潔度和表面粗糙度。
此外,在第六研磨實驗中,省略了相當于本實施例2的最終精加工研磨工序的研磨工序,而實施了與本實施例2相同條件下的從粗糙精加工研磨工序至第三次的半精加工研磨工序為止的四次研磨工序。通過該第六研磨實驗而獲得的隔離部件s的表面粗糙度為ra0.034μm,從而本實施例2的研磨方法中隔離部件s的表面的平滑度較高。但是,在本實驗例中,也能夠獲得足夠滿意的表面清潔度和表面粗糙度。
表2
<實施例2的作用以及效果>
本實施例2的表面處理方法執(zhí)行五次(至少一次)如下的研磨工序,該研磨工序為,通過使由隔離部件s和介質(zhì)ma、mf、mg、mh構成的團塊m在滾筒槽11、31、41內(nèi)流動的同時供給或排出清洗液w,從而對隔離部件s的表面進行研磨的工序。而且,將在五次研磨工序中的第三次的半精加工研磨工序和最終精加工研磨工序中所使用的最終精加工用介質(zhì)mh設為,僅由不包含磨料顆粒g和氧化鋁的母材構成的介質(zhì)。
根據(jù)該表面處理方法,由于在第三次的半精加工研磨工序以及最終精加工研磨工序中最終精加工用介質(zhì)mh不含有磨料顆粒g,因此能夠將隔離部件s的表面粗糙度加工得較小。此外,在最終精加工研磨工序中不容易從隔離部件s或最終精加工用介質(zhì)mh上產(chǎn)生微粉。即使產(chǎn)生了微粉,也會通過隔離部件s的表面粗糙度在最終精加工研磨中變小而使微粉不容易附著于隔離部件s的表面上、以及由清洗液w實現(xiàn)的清洗力,從而使微粉切實地從隔離部件s的表面上被去除。根據(jù)本實施例2的表面處理方法,在氧化鋁未殘留于金屬部件的表面上的情況下,能夠實現(xiàn)游離氧化鋁的表面處理。
接下來,對本實施例2特有的作用效果進行說明。由于最終精加工研磨用介質(zhì)mh為由合成樹脂(不飽和聚酯)構成且不含有氧化鋁的介質(zhì),因此在最終精加工研磨工序之后,氧化鋁不會殘留于隔離部件s的表面。
此外,雖然在最終精加工研磨工序之前執(zhí)行半精加工研磨工序,但在半精加工研磨工序中,使用通過結合材料b來粘合磨料顆粒g而成的半精加工用介質(zhì)mf、mg。這些半精加工用介質(zhì)mf、mg的結合材料b由合成樹脂(不飽和聚酯)構成,且磨料顆粒g為二氧化硅,因而不包含氧化鋁。因此,在半精加工研磨工序之后,氧化鋁不會殘留于隔離部件s的表面上。
另外,半精加工用介質(zhì)mf、mg的磨料顆粒g為以碳化硅、金剛石、立方氮化硼、鋯石、二氧化鋯、二氧化硅、碳化硼、氧化鐵、氧化鉻中的二氧化硅為材料且不含有氧化鋁的物質(zhì)。因此,在半精加工研磨工序之后,氧化鋁不會殘留于隔離部件s的表面上。
此外,在半精加工用介質(zhì)mf、mg中,結合材料b為不飽和聚酯,磨料顆粒g的含有率分別為重量百分比30%以下、重量百分比10%以下。作為結合材料b而使用的不飽和聚酯具有價格低廉且容易成形的優(yōu)點。此外,通過將半精加工用介質(zhì)mf、mg的磨料顆粒g的含有率分別抑制在重量百分比30%以下、重量百分比10%以下,從而提高了半精加工研磨工序后的隔離部件s的表面的平滑度。
此外,雖然先于最終精加工研磨工序而依次執(zhí)行一次粗糙精加工研磨工序和三次半精加工研磨工序,但是在該過程中,各研磨工序中所使用的介質(zhì)ma、mf、mg中的磨料顆粒g的含有率依次降低。根據(jù)該結構,能夠有效地提高隔離部件s的表面的平滑度。
<其他實施例>
本發(fā)明并非限定于根據(jù)上述記載以及附圖而進行說明的實施例,例如,如下所述的實施例也被包含在本發(fā)明的技術范圍中。
(1)雖然在上述實施例1、2中,在研磨工序中對清洗液w持續(xù)性地進行進排,但是清洗液w的進排也可以僅在研磨工序的后半階段或最終階段實施,還可以在研磨工序之間間歇地實施多次。
(2)雖然在上述實施例1、2中,在最終精加工研磨工序中使用了通過一對水平的中空支承軸43而以可旋轉的方式被支承的旋轉型的滾筒槽41,但是在最終精加工研磨工序中使用的滾筒槽也可以為沿著固定槽的下端邊緣而使旋轉盤旋轉的渦流型的滾筒槽。
(3)雖然在上述實施例1、2中,在半精加工研磨工序中所使用的滾筒槽31為,半精加工用旋轉盤34在與半精加工用固定槽33滑動接觸的同時進行旋轉的滾筒槽,但是在半精加工研磨工序中所使用的滾筒槽也可以為,半精加工用旋轉盤在不與半精加工用固定槽接觸的條件下進行旋轉的滾筒槽。
(4)雖然在上述實施例1、2中,在半精加工研磨工序中使用了通過使以堵塞筒狀的半精加工用固定槽33的下端的開口的方式而配置的半精加工用旋轉盤進行旋轉的渦流型的滾筒槽31,但是在半精加工研磨工序中所使用的滾筒槽也可以為,通過大致水平的一對中空支承軸而以可旋轉的方式被支承的旋轉型的滾筒槽。
(5)雖然在上述實施例1、2中,執(zhí)行了三次半精加工研磨工序,但是半精加工研磨工序的實施次數(shù)也可以為兩次以下,還可以為四次以上。
(6)雖然在上述實施例1中,半精加工用的介質(zhì)mb、mc、md為不含有硬度高于二氧化硅的磨料顆粒g的介質(zhì),但半精加工用的介質(zhì)也可以為包含硬度高于二氧化硅的磨料顆粒g的介質(zhì)。
(7)雖然在上述實施例1、2中,在粗糙精加工研磨工序中所使用的滾筒槽11為粗糙精加工用旋轉盤14在不與粗糙精加工用固定槽13接觸的條件下進行旋轉的滾筒槽,但在粗糙精加工研磨工序中所使用的滾筒槽也可以為,粗糙精加工用旋轉盤在與粗糙精加工用固定槽滑動接觸的同時進行旋轉的滾筒槽。
(8)雖然在上述實施例1中,在從第一次的半精加工研磨工序至最后一次的半精加工研磨工序的過程中,依次減輕半精加工用的介質(zhì)mb、mc、md的比重,但在從第一次的半精加工研磨工序至最后一次的半精加工研磨工序的整個過程中,半精加工用的介質(zhì)的比重也可以為固定。
(9)雖然在上述實施例1、2中,在最終精加工研磨工序之后,通過超聲波清洗而清洗了隔離部件s(金屬部件)的表面,但也可以在不實施這樣的超聲波清洗的條件下結束隔離部件s(金屬部件)的表面處理。
(10)雖然在上述實施例1、2中執(zhí)行了多次研磨工序,但也可以將研磨工序的實施次數(shù)設為僅最終精加工研磨工序這一次。
(11)雖然在上述實施例1中,將最終精加工用介質(zhì)md設為以二氧化硅為主要成分的陶瓷介質(zhì),但最終精加工用介質(zhì)也可以為,僅由不包含磨料顆粒的熱可塑性樹脂或熱固化性樹脂制的母材構成的塑料介質(zhì)、或通過熱可塑性樹脂或熱固化性樹脂制的結合材料而對含有率在重量百分比10%以下的磨料顆粒進行結合而成的塑料介質(zhì)。
(12)雖然在上述實施例1、2中,粗糙精加工用渦流滾筒研磨機10的粗糙精加工用固定槽13的下端部的內(nèi)周表面與粗糙精加工用旋轉盤14的上端部外周表面對置,但并不限定于此,也可以使粗糙精加工用固定槽的下端面與粗糙精加工用旋轉盤的上端面對置。
(13)雖然在上述實施例1、2中,超聲波清洗工序可以在一臺超聲波清洗裝置60中替換清洗液w并實施多次清洗。另外,也可以并排準備多臺超聲波清洗裝置60,并執(zhí)行粗糙清洗、半清洗、精加工清洗等的多次清洗工序。
(14)雖然在上述實施例2中,半精加工用介質(zhì)mf、mg的磨料顆粒g為由二氧化硅構成且不包含氧化鋁的介質(zhì),但半精加工用介質(zhì)mf、mg的磨料顆粒g的材料也可以為碳化硅、金剛石、立方氮化硼、二氧化鋯、碳化硼、氧化鐵、氧化鉻中的任意一種。
(15)雖然在上述實施例2中,將最終精加工用介質(zhì)mh的材料設為由不飽和聚酯構成的熱固化性樹脂,但最終精加工用介質(zhì)也可以為不飽和聚酯以外的熱可塑性樹脂。
(16)雖然在上述實施例2中,將半精加工用第一介質(zhì)mf的磨料顆粒g的粒徑(中位徑)設為10μm,但優(yōu)選為,半精加工用第一介質(zhì)mf的磨料顆粒g的粒徑(中位徑)為1~10μm,更加優(yōu)選為1~5μm。
(17)雖然在上述實施例2中,將半精加工用第二介質(zhì)mg的磨料顆粒g的粒徑(中位徑)設為1μm,但是半精加工用第二介質(zhì)mg的磨料顆粒g的粒徑(中位徑)優(yōu)選為1~10μm,若為1~5μm則更加優(yōu)選。
(18)雖然在上述實施例2中,也可以將粗糙精加工用介質(zhì)ma設為使粒徑減小為6mm的球形的介質(zhì)。通常,在濕式的表面處理中所使用的塑料介質(zhì)的情況下,由于制造上的原因以及價格上升的原因,而設為底面的直徑在10mm以上且高度在10mm以上的圓錐形。但是,若使粗糙精加工用介質(zhì)ma減小為底面的直徑為6mm且高度為6mm的圓錐形,則能夠減小隔離部件s的表面的粗糙度。
(19)雖然在上述實施例2中,將最終精加工用的介質(zhì)設為僅由不包含磨料顆粒的合成樹脂制的母材構成的介質(zhì),但最終精加工用介質(zhì)也可以設為通過合成樹脂制的結合材料而對含有率在重量百分比10%以下的磨料顆粒進行結合且不含有氧化鋁的介質(zhì)。在該情況下,磨料顆粒能夠設為,由碳化硅、金剛石、立方氮化硼、鋯石、二氧化鋯、二氧化硅、碳化硼、氧化鐵、氧化鉻中的任意一種構成且不含有氧化鋁的物質(zhì)。
符號說明
ma…粗糙精加工用介質(zhì)(粗糙精加工用的介質(zhì))
mb…半精加工用第一介質(zhì)(半精加工用的介質(zhì))
mc…半精加工用第二介質(zhì)(半精加工用的介質(zhì))
md…最終精加工用介質(zhì)(最終精加工用以及半精加工用的介質(zhì))
mf…半精加工用第一介質(zhì)(半精加工用的介質(zhì))
mg…半精加工用第二介質(zhì)(半精加工用的介質(zhì))
mh…最終精加工用介質(zhì)(最終精加工用以及半精加工用的介質(zhì))
s…隔離部件(金屬部件)
w…清洗液
11…粗糙精加工用的滾筒槽
13…粗糙精加工用固定槽
14…粗糙精加工用旋轉盤
31…半精加工用的滾筒槽
33…半精加工用固定槽
34…半精加工用旋轉盤
41…最終精加工用的滾筒槽
43…中空支承軸