光学镜片加工工艺模板.doc

目录光学冷加工工序-2玻璃镜片抛光工艺-3镜片抛光-4光学冷加工工艺资料具体描述-5模具机械抛光基础程序（对比）-7金刚砂 -8光学清洗工艺-10镀膜过程中喷点、潮斑(花斑)成因及消除方法-12光学镜片超声波清洗技术-14研磨或抛光对光学镜片腐蚀影响-17抛光常见疵病产生原因及克服方法-23光学冷却液在光学加工中作用-25光学冷加工工序第1道：铣磨,是去除镜片表面凹凸不平气泡和杂质,(约0.05-0.08)起到成型作用.第2道就是精磨工序,是将铣磨出来镜片将其破坏层给消除掉,固定R值.第3道就是抛光工序,是将精磨镜片在一次抛光,这道工序关键是把外观做愈加好。第4道就是清洗,是将抛光过后镜片将起表面抛光粉清洗洁净.预防压克.第5道就是磨边,是将原有镜片外径将其磨削到指定外径。第6道就是镀膜,是将有需要镀膜镜片表面镀上一层或多层有色膜或其它膜第7道就是涂墨,是将有需要镜片预防反光在其外袁涂上一层黑墨.第8道就是胶合,是将有2个R值相反大小和外径材质一样镜片用胶将其联合.特殊工序:多片加工(成盘加工)和小球面加工(20跟轴)线切割依据不一样生产工艺，工序也会稍有出入，如涂墨和胶合前后次序。玻璃镜片抛光工艺用抛光机和抛光粉或抛光液一起下进行抛光要设定抛光时间,压力等参数. 抛光后要立即进行清洗可浸泡,不然抛光粉会固化在玻璃上,会留有痕迹.1.抛光粉材料 抛光粉通常由氧化铈、氧化铝、氧化硅、氧化铁、氧化锆、氧化铬等组份组成，不一样 材料硬度不一样，在水中化学性质也不一样，所以使用场所各不相同。氧化铝和氧化铬 莫氏硬度为9，氧化铈和氧化锆为7，氧化铁更低。氧化铈和硅酸盐玻璃化学活性较高，硬度也相当，所以广泛用于玻璃抛光。 为了增加氧化铈抛光速度，通常在氧化铈抛光粉加入氟以增加磨削率。铈含量较低 混合稀土抛光粉通常掺有38氟；纯氧化铈抛光粉通常不掺氟。 对ZF或F系列玻璃来说，因为本身硬度较小，而且材料本身氟含量较高，所以因选 用不含氟抛光粉为好。 2.氧化铈颗粒度 粒度越大氧化铈，磨削力越大，越适合于较硬材料，ZF玻璃应该用偏细抛光粉。 要注意是，全部氧化铈颗粒度全部有一个分布问题，平均粒径或中位径D50大小 只决定了抛光速度快慢，而最大粒径Dmax决定了抛光精度高低。所以，要得到高精度要求，必需控制抛光粉最大颗粒。 3. 抛光粉硬度 抛光粉真实硬度和材料相关，如氧化铈硬度就是莫氏硬度7左右，多种氧化铈全部差 不多。但不一样氧化铈体给人感觉硬度不一样，是因为氧化铈抛光粉通常为团聚体。当然，有抛光粉中加入氧化铝等较硬材料，表现出来 磨削率和耐磨性全部会提升。 4. 抛光浆料浓度 抛光过程中浆料浓度决定了抛光速度,浓度越大抛光速度越高。使用小颗粒抛光粉时 ，浆料浓度因合适调低。镜片抛光光学镜片经过研磨液细磨后，其表面还有厚约 23 m 裂痕层，要消除此裂痕层方法即为抛光。抛光和研磨机制一样，唯其所使用工具材质和抛光液 (slurry) 不一样，抛光所使用材料有绒布 (cloth)、抛光皮 (polyurethane) 及沥青 (pitch)，通常要达成高精度抛光面，最常使用材料为高级抛光沥青。利用沥青来抛光，是藉由沥青细致表面，带动抛光液研磨镜片表面生热，使玻璃熔化流动，熔去粗糙顶点并填平裂痕谷底，逐步把裂痕层除去。现在抛光玻璃镜片所使用抛光粉以氧化铈 (CeO2) 为主，抛光液调配百分比依镜片抛光时期不一样而有所不一样，通常抛光早期和和抛光模合模时使用浓度较高抛光液，镜片表面光亮后，则改用浓度较稀抛光液，以避免镜面产生橘皮现象 (镜片表面雾化)。抛光和研磨所用运动机构相同，除了抛光工具和工作液体不一样外，抛光时所需环境条件亦较研磨时严苛。通常抛光时要注意事项以下：抛光沥青表面和抛光液中不可有杂质，不然会造成镜面刮伤。 抛光沥青表面要和镜片表面吻合，不然抛光时会产生跳动，所以咬持抛光粉而刮伤镜片表面。 抛光前必需确定镜片表面是否有研磨后所留下刮伤或刺孔。 抛光工具大小和材质是否合适。 沥青软硬度和厚度是否合适。 抛光过程中必需随时注意镜片表面情况及精度检验。透镜表面瑕疵检验，因为检测过程是凭个人视觉及方法来判定，所以检验者应对刮伤及砂孔规范有深刻认知，要常常比对刮伤和砂孔标准样版，以确保检验正确性。光学冷加工工艺资料具体描述（工艺过程老化）1. 抛光粉 1.1 对抛光粉要求 a. 颗粒度应均匀，硬度通常应比被抛光材料稍硬； b. 抛光粉应纯洁，不含有可能引发划痕杂质； c. 应含有一定晶格形态和缺点，并有合适自锐性； d. 应含有良好分散性和吸附性； e. 化学稳定性好，不致腐蚀工件。 1.2 抛光粉种类和性能 常见抛光粉有氧化铈（CeO2）和氧化铁（FeO3）。 a. 氧化铈抛光粉颗粒呈多边形，棱角显著，平均直径约2微米，莫氏硬度78级， 比重约为7.3。因为制造工艺和氧化铈含量不一样，氧化铈抛光粉有白色（含量达成98% 以上）、淡黄色、棕黄色等。 b. 氧化铁抛光粉 俗称红粉，颗粒呈球形，颗粒大小约为0.51微米，莫氏硬度47 级，比重约为5.2。颜色有从黄红色到深红色若干种。 总而言之，氧化铈比红粉含有更高抛光效率，不过对表面光洁度要求高零件，还是使用红粉抛光效果很好。 2. 抛光模层（下垫）材料 )常见抛光模层材料有抛光胶和纤维材料。 2.1 抛光胶 抛光胶又名抛光柏油，是由松香、沥青以不一样组成百分比配制而成，用于光学零件精密抛光。 2.2 纤维材料 在光学工件抛光中，若对抛光面面形精度（光圈）要求不高时，长采取呢绒、毛毡及其它纤维物质作为抛光模层材料。 3. 常见测试仪器 光学零件一些质量指标，如透镜曲率半径、棱镜角度，需要用专门测试仪器来测量。常见仪器有：光学比较侧角仪、激光平面干涉仪、球径仪和刀口仪等。 4. 抛光 在抛光过程中添加抛光液要合适。太少了参与作用能够抛光粉颗粒降低，降低抛光效率。太多了，有些抛光粉颗粒并不参与工作，同时也带来大量液体使玻璃边面温度下降，影响抛光效率。抛光液浓度也要合适，浓度太低，即水分太多，参与工作抛光粉颗粒降低并使玻璃表面温度降低，所以降低抛光效率。浓度太高，即水分带少，影响抛光压力，抛光粉不能快速散步均匀，造成各部压力不等，造成局部多磨，对抛光光圈（条纹）质量有影响。而且单位面积压力降低，效率降低，抛光过程中产生碎屑也不能顺利排除，使工件表面粗糙。通常是开始抛光时抛光液稍浓些，快完工时，抛光液淡些，添加次数少些，这有利于提升抛光效率和光洁度。另外，通常认为抛光液酸度（pH值）应控制在68之间，不然玻璃表面会被腐蚀，影响表面光洁度。 在抛光过程中检验光圈（条纹）时，如不合格，能够经过调整抛光机转速和压力、工件和模具（抛光机下盘）相对速度、相对位移、摆速和羞怯抛光模层等方法进行修改。 a. 提升主轴转速，能增加边缘部位和上模接触区域抛光强度。经验证实，若速度过高，抛光表面温度升高，从而使抛光模层硬度降低，影响修改光圈（条纹）效果。 b. 增加荷重以加大压力时，可提升整个抛光模和工件间接触区域抛光强度，也将使抛光表面温度升高，降低抛光模层硬度。 c. 加大铁笔（上盘主轴）位移量，可使上盘中间部位和下盘边缘部位同时得到修整。 d. 加大摆幅长度，增加摆轴速度会使上盘中间部位和下盘边缘部位加速抛光。 e. 刮槽是降低开槽部分压力承受面和摩擦面，所以抛光下盘在开槽部分抛光效力降低。反之，未开槽部分抛光效力有所增大。均匀开槽时，能使抛光下盘流动性适合和工件表面曲率。同时，既能使抛光液含量增加，轻易渗透抛光下盘面而增加抛光效力，又能减轻抛光机传动负荷。 总而言之，为了控制和稳定抛光条件，工作场地应保持较为稳定温度（25C左右）和湿度（相对湿度为6070%）。模具机械抛光基础程序（对比） 模具要想取得高质量抛光效果，最关键是要含有有高质量油石、砂纸和钻石研磨膏等抛光工具和辅助品。而抛光程序选择取决于前期加工后表面情况，如机械加工、电火花加工，磨加工等等。机械抛光通常过程以下： （1）粗抛 经铣、电火花、磨等工艺后表面能够选择转速在35 00040 000 rpm旋转表面抛光机或超声波研磨机进行抛光。常见方法有利用直径3mm、WA # 400轮子去除白色电火花层。然后是手工油石研磨，条状油石加煤油作为润滑剂或冷却剂。通常使用次序为#180 #240 #320 #400 #600 #800 #1000。很多模具制造商为了节省时间而选择从#400开始。 （2）半精抛 半精抛关键使用砂纸和煤油。砂纸号数依次为：#400 #600 #800 #1000 #1200 #1500。实际上#1500砂纸只用适于淬硬模具钢（52HRC以上），而不适适用于预硬钢，因为这么可能会造成预硬钢件表面烧伤。 （3）精抛 精抛关键使用钻石研磨膏。若用抛光布轮混合钻石研磨粉或研磨膏进行研磨话，则通常研磨次序是9m（#1800） 6m（#3000）3m（#8000）。9m钻石研磨膏和抛光布轮可用来去除#1200和#1500号砂纸留下发状磨痕。接着用粘毡和钻石研磨膏进行抛光，次序为1m（#14000） 1/2m（#60000）1/4m（#100000）。 精度要求在1m以上（包含1m）抛光工艺在模具加工车间中一个清洁抛光室内即可进行。若进行愈加精密抛光则必需一个绝对洁净空间。灰尘、烟雾，头皮屑和口水沫全部有可能报废数个小时工作后得到高精密抛光表面。 金刚砂 1891年，美国人阿切逊将粘土和焦炭混合后放在一个铁钵中，企图用电弧将碳转化为金刚石。但结果是，在电极周围发觉了闪闪发光六方形晶体，它和天然金刚石立方八面体不一样。阿切逊认为这可能是碳和粘土中氧化铝反应而生成新化合物。因为自然界中有一个氧化铝矿物称为刚玉，于是她把碳和刚玉两个英文单词连起来作为这一新化合物名称，中国学者将其译成“金刚砂”。以后大家知道这种化合物是由粘土中二氧化硅和碳在高温下反应生成碳化硅。 晶胞为面心立方结构，每个晶胞含有4个C原子4个Si原子。和金刚石结构类似。 碳化硅硬度仅次于金刚石、碳化硼和立方氮化硼，在无机材料中排行第四。现在已能经过热压烧结法制得高致密度碳化硅。它含有很高强度及良好抗氧化性能，在高温下不变形，可作为高温燃气轮机上涡轮叶片，也可作耐磨密封材料，还可作火箭尾喷管喷嘴及轻质防弹用具等。 金刚砂，SiC，学名碳化硅。纯是无色晶体。密度3.063.20。硬度很大，大约是莫氏9度。通常是无色粉状颗粒。磨碎以后，能够作研磨粉，可制擦光纸，又可制磨轮和砥石摩擦表面。由砂和适量碳放在电炉中加强热制得。 天然金刚砂又名石榴子石，系硅酸盐类矿物。经过水力分选，机械加工，筛选分级等方法制成研磨材料。生产使用历史悠久，古代中国就有使用金刚砂研磨水晶玻璃，多种玉石史例。十九世纪四十年代又远销东洋。分粗目，中目，细目三大类。其中粗目为黑红色，中目为淡红色，细目为红白色，多种目数粒度均匀，颗粒形状均一，成棱叫角晶体，有锋利边缘，磨削力高。供石材类工业研磨大理石及其它软质材料。玻璃类工业研磨玻璃毛边，电视机显像管，光学器械，镜片，棱镜，钟表用玻璃等。金属类工业喷砂，除锈，研磨。印刷工业研磨胶版，和轻工业加工塑样，皮革，砂纸等用途。 用途：（1）对硅片、光学镜头 、精密仪器仪表、抛光玻壳、玻璃器皿、陶瓷石料、皮革、 塑料、金属机件能提升光洁度 （2）可喷砂切割，是制造砂轮、油石、砂布、砂必需原料 （3）可作为修筑高速公路路面、飞机跑道、耐磨橡胶、工业地坪.防滑油漆等尚佳耐磨材料 （4）可作化工、石油、制药、水处理过滤介质和钻井泥浆加重剂。（5）对电镀、核污染防护含有良好效果 （6）是水洗厂牛仔服喷砂车间用砂.水切割行业优质配砂 天然金刚砂磨削力略低于电炉白刚玉，但其任性强，含有介壳状段口之特征，其优点是磨件光洁度高，砂痕少而浅。磨面细而均匀，可提升产品质量，为本品独特之处。天然金刚砂研磨时间短，效益高，价格低廉，可填补寿命短不足。 测定矿物硬度，通常是把两种矿物对划，看那种矿物被划伤，以此来确定矿物硬度。具体做法是选择10种“标准矿物”，先用相互刻划方法分别确定出110个硬度等级，以后便用这些标准矿物来刻划待测矿物，经过比较来确定后者硬度。硬度1为最软，硬度10为最硬。用这种方法测定硬度，根据提出此方法科学家姓氏，叫做“莫氏硬度”。假如没有尤其说明，谈到硬度，多半指就是“莫氏硬度”。 另外也有用绝对标准来测定矿物绝对硬度方法，比如“努普硬度”。这种方法是在尖形金刚石上方加上重量，用尖头挤压待测矿物，然后测量在矿物表面所形成压痕大小和所施加压力（单位为千克/毫米2，通常表示为“HK”）。因为这种方法测出是绝对硬度，所得数值增加一倍，硬度也增加一倍。不过，这种测定硬度方法对所测矿物有较大损伤，通常不大使用。钻石硬度为10光学清洗工艺 影响清洗原因：A，清洗工艺技术关键：光学玻璃经过清洗后能否达成表面不留任何油污，污迹，表面光滑，水膜完好！B，影响清洗后玻璃质量原因及对应处理方法：（1）玻璃本身质量及被污染情况，关键为：表面有霉点，气泡，划伤等，在机械处理中，如：研磨，搽试，测应力时，人为造成污染情况不一；（2）清洗剂选择其能动及温度，水质； 国际上应用最广清洗剂为CFC-113，四氯化炭，1-1-1三氯乙烷（简称ODS）等，这类清洗剂对臭氧层有破坏，属于非环境保护性清洗剂；我们采取非ODS水类碱性清洗剂，关键由水，碱，表面活性剂，防锈材料组成，化学式C3H8，含有侧链环状烯烃，含有较强溶油能力；特点：低毒，不燃，清洗成本低等特点；（3）溶液浓度直接影响清洗度大小；通常清洗液PH值通常在8.5-12之间，若PH值大于10，侧表面活性物质作用要减弱，当PH值大于12时，侧清洁度下降。在实际使用中发觉当溶液浓度过大，超出15%，清洗效果不好，不易漂洗，而浓度约为4%-7%时，侧清洗效果较佳。（4）溶液温度及浸泡时间也一样影响去污效率；当温度上升，溶液反应速度也上升，污染物粘度下降，便于污染物脱离，但溶液稳定度下降。实际发觉溶液温度50度，浸泡30分钟后，清洗效果最好！（5）在清洗过程中，还应注意必需使用纯水或去离子水，若使用自来水等硬水侧极难除去玻璃上油污，且水中所含Ca,Na离子等杂质会在烘干后玻璃表面形成一层白色雾状膜，污染玻璃；（6）玻璃经清洗后需漂洗，漂洗后清洁度，除和清洁剂漂洗性和清洗液中清洁剂浓度相关外，还和漂洗工序多少，漂洗供水量大小，温度及循环使用纯水是否洁净相关；（7）清洗环境清洁程度；（8）清洗后干燥工艺及温度：应尽可能确保玻璃垂直，可在玻璃下垫陶瓷柱，避免烘干后玻璃下沿有水印；烘箱温度控制在70度左右，时间在20分钟左右。若温度过高，会在玻璃边角上产生花纹。镀膜过程中喷点、潮斑(花斑)成因及消除方法 真空镀膜过程中有时会产生喷点及潮斑(花斑)，这些喷点、潮斑(花斑)极大影响了薄膜品质，降低产品合格率。本文将对喷点、潮斑(花斑)形成原因和消除方法作一探讨。一喷点形成原因镀膜过程中产生喷点关键有以下多个原因:1. 镀膜材料纯度不高，含杂质较多,预熔过程中无法将这些杂质去除,蒸镀过程中杂质溅上工件表面形成喷点。2. 材料较为潮湿,预熔时电子枪光斑不能将表面材料全部熔化,在蒸镀过程中也轻易产生喷点(这种情况在用国产电子枪镀制MgF2及部分直接升华材料时较易发生)。3. 镀膜前对材料进行预熔时不够充足,蒸镀过程中材料里细小颗粒溅上工件表面形成喷点。4. 镀膜过程中,电子枪束流过大引发材料飞溅产生喷点。二潮斑形成原因:1. 清洗液配比不好,含有较多水份,清洗后工件表面留有残迹,镀膜后形成花斑。2. 镀制两个面以上工件时,一面镀制完成,清洗第二面时,镀制完一面受到污染,在第二面镀膜后形成花斑。3. 工件本身含有水份（工件白片制作过程细解）,在蒸镀前烘烤过程中逸出,蒸镀后形成潮斑。4. 镀膜夹具在烘烤过程中会有水汽和其它废气排出,蒸镀后在工件表面形成潮斑且对镀膜后光学特征产生影响。针对以上喷点、潮斑(花斑)成因,在生产中采取了以下部分方法以消除喷点、潮斑(花斑):1. 选择可靠材料供给商,并对购置每批材料在投入使用前先做一测试,判定材料可靠性。2. 规范材料领用、保管,(干燥缸,干燥剂)确保材料不受潮,材料性质无改变。3. 规范镀膜操作,严格实施预熔、蒸镀操作规程。蒸镀前材料预熔一定要根本,镀制一些较厚膜层时能够采取数次预熔方法消除喷点。4. 规范清洗操作,加强清洗后检验,提升清洗质量,消除因清洗而产生潮斑(花斑)。5. 调整烘烤温度,消除烘烤原因产生潮斑。6. 规范镀膜夹具管理。每次投入使用前,夹具需要先经过清洗、烘烤(300度,3小时以上)才能投入生产。7. 设计镀膜夹具时,尽可能采取在真空室内放气量小材料,同时可采取夹具表面镀Ni方法降低夹具放气量,消除由此产生潮斑(花斑)。经过以上这些方法,镀膜过程中产生喷点、潮斑(花斑)能够得到很有效控制。光学镜片超声波清洗技术 在光学冷加工中，镜片清洗关键是指镜片抛光后残余抛光液、黏结剂、保护性材料清洗；镜片磨边后磨边油、玻璃粉清洗；镜片镀膜前手指印、口水圈和多种附着物清洗。传统清洗方法是利用擦拭材料（纱布、无尘纸）配合化学试剂（汽油、乙醇、丙酮、乙醚）采取浸泡、擦拭等手段进行手工清擦。这种方法费时费力，清洁度差，显然不适应该代规模化光学冷加工行业。这迫使大家寻求一个机械化清洗手段来替换。于是超声波清洗技术逐步进入光学冷加工行业并大显身手，深入推进了光学冷加工业发展。 超声波清洗技术基础原理，大致能够认为是利用超声场产生巨大作用力，在洗涤介质配合下，促进物质发生一系列物理、化学改变以达成清洗目标方法。 当高于音波（2840khz）高频振动传给清洗介质后，液体介质在高频振动下产生近乎真空空腔泡，空腔泡在相互间碰撞、合并、消亡过程中，可使液体局部瞬间产生几千大气压压强，如此大压强使得周围物质发生一系列物理、化学改变。这种作用称为空化作用：1.空化作用可使物质分子化池键断裂，引发多种物理改变（溶解、吸附、乳化、分散）和化学改变（氧化、还原、分解、化合）等。2.当空腔泡固有频率和超声频率相等时，可产生共振，共振空腔泡内聚集了大量热能，这种热能足以使周围物质化学键断裂而引发物理、化学改变。 3.当空腔泡形成时，两泡壁间因产生极大电位差而引发放电，致使腔内气泡活化进而引发周围物质活化，从而使物质发生物理、化学改变。 超声场为清洗提供了巨大能量，但还需化学洗剂作为介质。通常将化学洗剂分为两类，一类是有机溶剂，关键是依据相同相溶化学原理，对有机物如：黏结剂（沥青、松香等）、保护性材料（沥青、树脂等）、磨边润滑油进行溶解。在光学洗净中，最初用三氯乙烯、芳香烃、氟里昂等作为清洗剂，这类物质即使溶解性强，但有易挥发，毒性大，有对大气臭氧层有破坏作用，被逐步禁用。现中国多采取部分上述物质改善产品或一些碳氢化合物做溶剂。现在使用较多另一类清洗剂是以表面活性剂为关键成份水基清洗剂，其清洗原理简单地说是因为表面活性剂分子结构中同时含有亲油基亲水基，含有极性和结构不对称特点。正是这种特点使得它能极大降低水溶液表面张力，使物体表面易于润湿，表面污物易于被溶解，分散在清洗液中而达成洗涤目标。 超声波清洗就是在液体清洗介质中，利用超声场产生巨大能量，经过物理、化学综合作用而达成洗净目标一个洗净手段。 那么，在光学冷加工中，超声波清洗是怎样实现洗净目标呢？通常来说，清洗工艺关键以干燥方法命名，如ipa工艺，是指利用ipa（异丙醇）蒸汽进行脱水干燥清洗工艺，纯水工艺是指利用热纯水慢提拉或冷纯水甩干方法进行干燥清洗工艺。当然，还有其它命名方法。经过不停改变、发展，光学冷加工中清洗工艺关键以ipa工艺和纯水工艺为主。 ipa工艺包含四个步骤：洗涤、漂洗、脱水、干燥。 因为洗涤过程分溶剂清洗和水基清洗，所以有不一样工艺：有优异行溶剂清洗、溶剂蒸汽干燥再进行水基清洗；也有优异行溶剂清洗，再用乳化剂溶解溶剂，再进行水基清洗。显然，后者在步骤上更流畅、紧凑，对设备要求也简单。经过洗涤后镜片表面不会有结合牢靠污垢，仅可能有部分清洗剂和松散污垢混合物。 我们知道，无机光学玻璃是一个过冷熔融态物质，没有固定分子结构，它结构式可描述为二氧化硅和一些金属氧化物形成网状结构。其骨架结构为键能很大硅氧共价键，外围是键能小、易断裂氧和金属离子形成离子键。在洗涤时，因为超声场和化学洗剂共同作用，一些硅氧键含量少或外围键能尤其小材料易于在清洗过程中发生改变而造成洗涤效果不良。所以，选择性能温和洗剂、适宜洗剂浓度、温度、超声功率、洗涤时间对确保镜片清洗质量十分关键。 利用流水将洗涤后镜片表面洗剂和污物溶解、排除过程称为漂洗。影响漂洗效果原因有以下多个：洗剂漂清性能，漂洗水纯度、温度和流动性、超声波频率等。通常在40khz时，在常温下，电导率为0.1s/m纯水能够确保漂洗要求。 经过漂洗后镜片表面洁净度应和漂洗水洁净度一致。当它进入ipa后，即使ipa能和纯水进行无程度相混溶，但在超声波作用下，这种混溶能进行得愈加快速、根本，从而使得镜片表面状态和混溶后ipa相同。这一过程称为脱水。所以影响脱水关键原因是ipa纯度、超声波频率、脱水时间。通常ipa最低浓度要高于97%。 脱水后镜片进入ipa蒸汽槽干燥。蒸汽槽结构大致以下：槽体下部为ipa液体，四面是高沸点油加热腔，上部是由若干圈冷凝管围绕成冷凝区，冷凝管内是由冷水机提供循环冷水，镜片由链条驱动托架带动在干燥槽内运行。干燥原理及过程以下：蒸汽槽ipa在高温油加热下沸腾，蒸汽向上进入冷凝区，在冷凝区形成浓度、温度相对稳定蒸汽区，脱水后表面附有液体ipa镜片进入蒸汽区时，蒸汽区蒸汽在低温镜片表面冷凝液化，冲刷镜片表面，如同淋浴，当镜片表面温度和蒸汽温度相同时，已不再附有液态ipa，而全转化为ipa。此时，镜片在托架带动下上升回到冷凝区，在这一过程中，因为温度渐低，镜片表面ipa蒸汽冷凝液化，液化ipa一部分在表面张力和重力作用下离开镜片，一部分在夹具散热时挥发离开镜片表面，经以上过程后，镜片表面得到干燥。由此可见，影响干燥原因很多：ipa纯度、干燥位置、链条提升速度、冷水机水温、冷凝行程长短、干燥时间、夹具材料、形状选择等等。 以上是ipa工艺四个步骤介绍，纯水工艺由三个步骤组成：洗涤、漂洗、干燥。洗涤和漂洗和ipa工艺相同，不再反复。区分在于干燥。干燥分两种情况，热纯水慢提拉和冷纯水甩干。 电阻率大于15mm纯水在某一高温下，表面张力能达成最大，漂洗后镜片浸入其中，表面不被润湿，在倾斜慢提拉离开时，因为极大表面张力。纯水快速在表面收缩成球形离开镜片，脱水后镜片在过滤热风下而达成干燥。所以，水纯度、温度、慢提拉速度、工件倾斜度、热风洁净度对干燥影响很大。 冷纯水甩干工艺很简单：经过纯水漂洗后镜片放入离心甩干机中，在工件取得平衡时，开启甩干机，利用离心分离原理将镜片表面纯水分离达成干燥，对要求不高镜片能取得满意效果，且能节省ipa和场地。但对甩干机平衡性能要求很高。 以上是对光学冷加工中超声波清洗工艺部分介绍，实现工艺载体是设备，一台设计合理、性能稳定超声波清洗机能充足发挥超声波清洗工艺专长。研磨或抛光对光学镜片腐蚀影响 光学玻璃腐蚀是伴伴随光学玻璃抛光及抛光下盘以后全过程,它受抛光粉及抛光用水酸碱度和抛光液使用时间延续趋于呈碱性及周围环境中潮湿空气、酸性气体等原因影响而产生一个化学腐蚀。所以,能够认为光学玻璃腐蚀是一个化学过程,假如仅仅停留在抛光下盘以后,采取若干防护方法,显然是不够。应在抛光过程中就采取必需防护方法。 、等光学玻璃在抛光过程中及抛光下盘以后腐蚀问题,长久以来一直影响着这些光学玻璃零件加工质量和生产效率。经过对光学玻璃在抛光过程中稳定性课题研究和生产试验,研制并筛选出比较理想光学玻璃抛光添加剂;即在这些化学稳定性差光学玻璃抛光液中,添加合适值调整剂及表面稳定剂,降低了、等系列化学稳定性差光学玻璃在抛光过程中腐蚀问题,显著提升了抛光表面质量和合格率,并深入提升了光学玻璃零件加工效率和效益及其工艺技术水平. 一、引言 光学玻璃腐蚀是伴伴随光学玻璃抛光及抛光下盘以后全过程,它受抛光粉及抛光用水酸碱度和抛光液使用时间延续趋于呈碱性及周围环境中潮湿空气、酸性气体等原因影响而产生一个化学腐蚀。所以,能够认为光学玻璃腐蚀是一个化学过程,假如仅仅停留在抛光下盘以后,采取若干防护方法,显然是不够。应在抛光过程中就采取必需防护方法。伴随中高级光学仪器需求量增加,、 等化学稳定性差光学玻璃应用比较普遍,所以,光学玻璃在加工过程中腐蚀问题,显得更为突出。光学玻璃腐蚀是一个化学过程。依据光学玻璃在抛光过程中化学作用这一基础思绪,除选择合理工艺参数外,对光学玻璃在抛光过程中产生腐蚀问题采取主动防护方法:即在抛光液中添加合适值调整剂和表面稳定剂,为光学玻璃抛光发明一个良好工艺条件;再在抛光下盘以后,采取若干防护方法,提升化学稳定性差光学玻璃防腐蚀可靠性,基础上可处理和光学玻璃加工相伴而行化学腐蚀问题,取得很好效果。 二、光学玻璃腐蚀及其表象光学玻璃耐水性及耐周围环境酸、碱等不一样介质侵蚀,关键取决于光学玻璃化学稳定性,这和不一样光学玻璃组成结构及2含量相关。但在光学玻璃抛光过程中腐蚀,更直接原因则是受抛光液酸、碱性影响;抛光下盘以后,则是受周围潮湿空气及带酸性气体等原因影响。玻璃水解作用,能够看成是水和玻璃表面硅酸盐发生水合和水解作用反应,使玻璃表面碱金属或碱土金属离子置换出来,结果在玻璃表面形成硅酸凝胶、氢氧化物、碳酸盐等。即23+22=23+2 2+2=23+2 3+22=23+()2溶液展现碱性时形成硅酸凝胶薄膜减缓水侵蚀作用。但硅酸凝胶薄膜往往呈多孔状或因龟裂而产生裂纹,于是富集在溶液中碱就会深入侵蚀玻璃网络体,使玻璃结构遭到破坏。假如2含量高,形成硅氧四面体4相互连接程度大,键数多,键能强,网络结构坚固,不易被水侵蚀。所以,2含量高光学玻璃化学稳定性就好;反之2含量低,而碱金属或碱土金属氧化物含量高光学玻璃化学稳定性就差,极易被腐蚀。腐蚀结果:轻则改变玻璃表面组成,产生氢氧化物、硅酸凝胶,甚至碳酸盐覆盖物;重则玻璃网络结构遭到腐蚀破坏。这里以腐蚀现象严重6、3等光学玻璃为例: 6、3这两种光学玻璃2含量均在30%左右,同时耐水性差、含量大大超出通常光学玻璃,它本身组成结构就决定其化学稳定性差。6光学玻璃含量高达65%以上,玻璃耐水性显著降低,这就可能在抛光过程中受水或抛光下盘以后受潮湿空气侵蚀,其表面则有()2生成。即 3+2=()2+23 ()2是一个很弱碱,或说是一个两性化合物,在水中溶解度极小,属微溶性化合物,水解溶液中-离子极少。所以,玻璃遇水后腐蚀缓慢,情况并不严重;但受还原性物质3影响,这类高铅玻璃表面出现“铅膜”,玻璃表面呈昏暗雾状膜.3光学玻璃含量高达46%以上,11光学玻璃含量高达48 9%,这些玻璃耐水性显著降低,这就可能在抛光过程中受水或抛光下盘以后吸收带有酸性气体潮湿空气而受到侵蚀,使+离子产生易溶于水或酸性物质;这类玻璃水解时有()2生成。3+ 22=()2+23()2+23(2+2)=3+ 22()2是一个比()2更强碱,在水中溶解度也比 ()2较大,这就意味着、玻璃水解溶液中有大量-离子存在,而-离子对玻璃网络体中-键进行亲核+- -进攻,使键断裂。同时,玻璃水解后氢氧化物吸收空气中或水中2,则生成碳酸盐2+2=3+2这时和3溶液也组成对玻璃腐蚀,尤其是因为3反常现象,对玻璃腐蚀更为严重,并破坏玻璃立体网络结构。同时,在抛光过程中因为玻璃不停水解,产生出来碱使抛光液值不停上升,化学稳定性差光学玻璃使抛光液值上升愈加快,有时甚至达成值8 59平衡值。抛光液呈碱性后有大量-离子存在,也就产生前述-离子对玻璃网络结构中-键亲核进攻,使键断裂,玻璃主体网络结构受到破坏,造成玻璃严重腐蚀。如前所述,水对玻璃腐蚀过程中把玻璃中碱金属或碱土金属离子置换出来,在生成氢氧化物同时玻璃表面也生成硅酸凝胶或碳酸盐等。它们在玻璃表面形成不规则厚薄不均干涉薄膜或斑痕,在反射光下有形状和颜色像飘浮在水面上“油斑”,有似天空中灰薄云层“暗斑”“水印”或“灰路子”“白斑”等等。这些薄膜或斑痕表象各异,叫法不一样,但全部是光学玻璃抛光表面受水、酸、碱等介质不一样程度侵蚀结果。据认为:青色斑点是基于玻璃表面多种金属离子(如+、+、+等)逸出而形成不规则多孔性硅酸薄膜,有时也有极小量多种金属离子盐类微晶。因为表面厚度不均匀性产生不一样干涉颜色,甚至展现彩虹色膜。而白色斑点则是基于玻璃表面多种金属离子(如+、+、+、+、+等)逸出形成硅酸薄膜同时,还有大量氢氧化物、碳酸盐、硫酸盐等微小结晶生成。当把玻璃表面白斑去掉以后,它下面则又能够看到青斑了。能够认为:光学玻璃在抛光过程中或抛光下盘以后,在它表面出现油膜或斑点是因为玻璃受水或其它介质侵蚀而在玻璃表面产生硅酸凝胶、氢氧化物、碳酸盐等覆盖物。就其本质而言,这是一个化学腐蚀现象。三、光学玻璃在抛光过程中防护方法依据以上讨论,光学玻璃受腐蚀程度,能够归结为:光学玻璃组成结构,组成玻璃材料本身化学稳定性及当初所处环境,即接触水、酸、碱等介质这两个关键原因。而要改变光学玻璃组成结构,以改善其物理化学性能,势必影响其光学性能,这就失去采取这类玻璃实际意义了。只有在加工过程中改善其外部条件才是可行。在抛光过程中因为抛光液酸碱性或抛光液使用时间延续抛光液呈碱性等情况,全部是可能。依据光学玻璃在抛光过程化学作用基础见解,认为抛光液值展现弱酸性和中性对玻璃腐蚀甚小,有利于提升抛光速率和表面粗糙度;但伴随抛光过程延续,抛光液连续使用时间过长,其抛光液 值呈上升趋势,即展现碱性。这是因为玻璃中碱金属或碱土金属离子不停溶入抛光液。高速抛光抛光液循环使用比较显著。即使古典法抛光、用毛笔蘸点抛光液后残液不停带进抛光液中,其抛光液值也是上升趋势。抛光液值改变,尤其是抛光液值升高对玻璃抛光是十分不利。实际生产中通常选择抛光液 值在67之间,有利于玻璃水解,有较高抛光速率;但也因光学玻璃材质而有所不一样。所以,选择适宜抛光液添加剂,使抛光液值在较长时间里维持在合适范围内,以确保光学玻璃抛光正常进行是预防光学玻璃在抛光过程中受腐蚀一个关键方法。为了确保光学零件抛光表面质量,对那些耐酸性差光学玻璃,把抛光液值调整在78之间。如含较高光学玻璃,它耐酸性较差,即钡玻璃耐碱性很好,所以在弱碱性抛光液中进行抛光比较适宜。对那些耐碱性较差光学玻璃,把抛光液值调在66 5之间。如含量较高光学玻璃耐碱性较差,但耐酸性好,所以在呈弱酸性抛光液中抛光比较适宜。和含2较高光学玻璃,它耐碱性较差,而耐水性、耐酸性很好,其抛光液值调在67之间比较适宜。不管冕牌光学玻璃还是火石光学玻璃其抛光液值处于5 86 8之间全部有较高抛光速率。当抛光液值高于7 5以后,抛光速率显著下降。这是因为抛光液呈弱酸性时,有利于玻璃水解进行;其值升高以后,甚至达成水解平衡值,玻璃水解速度减慢,硅酸胶体易于稳定不利于抛光。这是因为:抛光液呈弱酸性时,有利于水解进行,即玻璃中+、+、+等离子和水中+离子发生交换反应,这时玻璃水解反应对抛光速率起了特殊促进作用;当抛光液值偏碱性时,玻璃中碱金属 +、+等离子和碱土金属+、+等离子不易从玻璃中析出,而阻碍玻璃水解反应,并直接影响硅酸胶体稳定性。因为硅胶易溶于碱性溶液,在碱性溶液中就能较稳定形成胶体状态。但硅胶不易溶于酸性溶液,这使硅酸胶体虽结成大颗粒沉淀,这么无疑是对抛光不利。所以抛光液值高时,则硅胶稳定,不利于抛光。为了使抛光液值稳定在一个适宜范围内,362、372、 362、(3)362、(3)262全部有使弱碱性溶液恢复至中性和弱酸性能力,其中362和372、(3)262效果全部很好。在外界碱量大大超出稳定剂中和碱量情况下,它们仍能控制抛光液值在中性周围。混合氯化稀土(362)加入抛光液中,它不停水解产生+离子,中和了玻璃水解而产生-,水解平衡后产生多出+离子,所以使得抛光液值维持在中性或弱酸性。锌盐(3)262)或铝盐加入抛光液中,它不仅提升了玻璃抛光效率,它维护抛光液呈中性作用。除水解产生+离子外,还有一个关键作用,就是锌盐或铝盐在抛光液中有可溶性碳酸盐时,可促进锌盐或铝盐完全水解,生成对应氢氧化物,其反应为+2+2= ()2+2而()2是一个两性化合物,当抛光液呈酸性时,表现为弱碱性;当抛光液呈碱性时,则表现为酸性