NiP超光滑表面CMP理論模型建立與工藝實(shí)驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-12-02 04:03
近年來,隨著輥筒模具在工業(yè)制造領(lǐng)域得到了日益廣泛的應(yīng)用,對(duì)其精度和表面質(zhì)量的要求也越來越高,與之相應(yīng)的加工難度也越來越大,主要體現(xiàn)在:尺寸大、形狀復(fù)雜;表面粗糙度要求達(dá)到超光滑級(jí)別;面形精度要求達(dá)到亞微米級(jí)別。同時(shí),為防止模具在使用過程中表面被破壞,通常在表面鍍覆在一層耐磨耐腐蝕的鎳磷合金(Ni P)。在高精度輥筒模具制造過程中,超光滑拋光是保證模具表面質(zhì)量的關(guān)鍵一步,因此所選擇的拋光方法需要同時(shí)考慮到工件的材料和形狀。針對(duì)鎳磷合金的超光滑拋光方法有很多,主要有化學(xué)機(jī)械拋光、磁性混合流體拋光、電化學(xué)機(jī)械拋光等。常見的方法是化學(xué)機(jī)械拋光(CMP),該方法將機(jī)械、化學(xué)、流體作用結(jié)合在一起,能得到粗糙度小于1nm(Ra)的超光滑表面。由于柔性氣囊能很好地貼合筒形工件表面,因此氣囊拋光適合于輥筒模具的拋光。本課題研究將采用化學(xué)機(jī)械拋光與氣囊拋光相結(jié)合的拋光方式,為后續(xù)高精度輥筒模具拋光做前期工藝準(zhǔn)備。主要研究了以下內(nèi)容:基于化學(xué)鍍鎳磷合金的鍍層結(jié)構(gòu)與性質(zhì),分析了在化學(xué)機(jī)械拋光過程中鎳磷合金與拋光液中氧化劑成分的化學(xué)反應(yīng)過程;根據(jù)單分子層去除機(jī)理和接觸力學(xué)原理,建立了化學(xué)機(jī)械拋光的材料去除模型;...
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
輥筒模具[2]
- 1 -圖 1-1 輥筒模具[2]圖 1-2 非柱面模具[3]由于高精度輥筒模具的表面質(zhì)量要求很高,因此,模具表面的材料選擇是很重要的問題;瘜W(xué)鍍鎳磷合金由于其均勻、致密、光潔的表面特性,具有優(yōu)異的耐磨與耐腐蝕性能[4],適合作為模具的表面鍍層,以防止模具在使用過程
7],如圖1-4、1-5所示。該工藝使用高面型精度的錫制拋光盤來保證工件的面型精度。在旋轉(zhuǎn)的拋光盤與工件之間會(huì)產(chǎn)生拋光液動(dòng)壓膜,其中的納米磨粒將高速?zèng)_擊工件表面以實(shí)現(xiàn)表面的平坦化。使用這一方法對(duì)單晶 CaF2進(jìn)行拋光,得到了 Rq0.077nm 的超光滑表面,且沒有出現(xiàn)表面缺陷[6]。圖 1-4 浮法拋光(FP)示意圖[5]圖 1-5 浮法拋光過程[7]
本文編號(hào):3527690
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
輥筒模具[2]
- 1 -圖 1-1 輥筒模具[2]圖 1-2 非柱面模具[3]由于高精度輥筒模具的表面質(zhì)量要求很高,因此,模具表面的材料選擇是很重要的問題;瘜W(xué)鍍鎳磷合金由于其均勻、致密、光潔的表面特性,具有優(yōu)異的耐磨與耐腐蝕性能[4],適合作為模具的表面鍍層,以防止模具在使用過程
7],如圖1-4、1-5所示。該工藝使用高面型精度的錫制拋光盤來保證工件的面型精度。在旋轉(zhuǎn)的拋光盤與工件之間會(huì)產(chǎn)生拋光液動(dòng)壓膜,其中的納米磨粒將高速?zèng)_擊工件表面以實(shí)現(xiàn)表面的平坦化。使用這一方法對(duì)單晶 CaF2進(jìn)行拋光,得到了 Rq0.077nm 的超光滑表面,且沒有出現(xiàn)表面缺陷[6]。圖 1-4 浮法拋光(FP)示意圖[5]圖 1-5 浮法拋光過程[7]
本文編號(hào):3527690
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