一种等离子体抛光工件的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及等离子抛光的技术领域，更具体地，涉及一种等离子体抛光工件的方法及装置，等离子体抛光工件的方法包括如下步骤：将待抛光工件置入抛光真空室内的工件架上，并将抛光真空室抽真空；向真空室内通入惰性气体至真空室内气压达到设定值；对待抛光工件进行等离子体加热；完成等离子体加热后，向真空室内通入含氟气体至真空室内气压达到设定值；打开离子源，对栅网通电，使待抛光工件浸没在等离子体中进行抛光；关闭离子源，同时栅网断电，即完成对工件的抛光；通过离子源、高频电场、电磁场和栅网的有效配合，实现等离子体的有效控制，实现浸没式抛光；本发明专利技术可以实现等离子体对工件保形，实现对复杂形状表面、平整表面的抛光。平整表面的抛光。平整表面的抛光。

【技术实现步骤摘要】
一种等离子体抛光工件的方法及装置


[0001]本专利技术涉及等离子抛光的
，更具体地，涉及一种等离子体抛光工件的方法及装置。

技术介绍

[0002]抛光是一种材料表面精细加工技术工艺，为了实现光滑的工件表面，以满足实际的工业化生产需求，常采用接触式和非接触式的抛光技术实现材料表面的去除。简单的机械抛光、数控研磨抛光多为接触式抛光技术，容易造成材料表面、亚表面损伤，并且很难实现纳米级的光滑表面，加工效率低、精度不够、质量很难控制。为了进一步提升抛光品质及抛光的精细化程度，人们又发展了非接触式抛光技术，如磁流变抛光技术、离子束抛光技术等，可以达到纳米级和亚纳米级粗糙度表面。磁流变抛光不适合加工凹面、形状复杂的表面，离子束抛光技术需要在前级抛光基础上才能实现进一步的精细加工，并且加工效率极低，对前级抛光中的表面、亚表面损伤不能有效去除，影响抛光表面的性能。
[0003]等离子体抛光是在离子束抛光的过程中引入含氟气体，利用含氟活性粒子基团与工件表面物质发生化学反应生成气相反应物，实现材料的去除。等离子体抛光过程具有各向同性刻蚀的性质，可以有效消除材料表面微裂纹、凹坑，实现表面平坦化。
[0004]现有一种等离子抛光设备，包括等离子体发生装置、磁场装置、高能带电离子束缚腔体、加工抛光真空腔体，通过磁场装置产生的磁场将等离子体发生装置产生的高能带电离子束缚隔离在加工抛光真空腔体中抛光区域以外的高能带电离子束缚腔体中，等离子体发生装置产生的自由基等离子体活性基团进入加工抛光真空腔体中抛光区域，实现抛光。/>[0005]上述现有的等离子体抛光设备在加工过程中会释放大量热，对硬脆材料加工时使其温度快速升高，同时也会影响抛光面的粗糙度；而且上述现有的等离子体抛光设备也仅能对真空室内的小部分区域内的工件进行抛光，难以实现对大表面积的工件进行高效的加工。

技术实现思路

[0006]本专利技术为克服上述现有技术中的等离子抛光方法抛光效果欠佳，且难以对大表面积的工件的进行等离子体抛光的问题，提供一种等离子体抛光工件的方法及装置。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0008]一种等离子体抛光工件的方法，包括如下步骤：
[0009]S1.将待抛光工件置入抛光真空室内的转架上，并将抛光真空室抽真空至抛光真空室内的真空度达到设定值；
[0010]S2.向抛光真空室内通入惰性气体至真空室内气压达到设定值P1；
[0011]S3.转架连接负偏压，激发等离子体，对待抛光工件进行等离子体加热，加热时间为T1；
[0012]S4.完成等离子体加热后，向抛光真空室内通入含氟气体至抛光真空室内气压达
到设定值P2；
[0013]S5.打开离子源，对栅网通电，栅网带正电压以弱化等离子体的方向性，使待抛光工件浸没在等离子体中T2时间；
[0014]S6.关闭离子源，同时栅网断电，待待抛光工件冷却后，即完成对待抛光工件的抛光。
[0015]本专利技术通过离子源和负偏压的设置实现待抛光工件的浸没抛光，步骤S2中采用惰性气体、步骤S4中采用含氟气体，实现等离子体抛光和等离子体辅助化学抛光相结合，带正电压的栅网吸引电子、可弱化等离子体的方向性，使得等离子体区域均匀地布满整个真空腔体，使得放入抛光真空室内的工件的全部表面均可被抛光，从而实现对表面积较大的工件进行加工。
[0016]进一步地，所述步骤S1中，抛光真空室内的真空度大于等于9
×
10
‑3Pa。
[0017]进一步地，所述步骤S2中，所述惰性气体为氩气，氩气是等离子体加工领域最经济最高效的一种惰性气体。
[0018]进一步地，所述步骤S2中，P1为0.5～2Pa。
[0019]进一步地，所述步骤S3为：
[0020]打开直流脉冲偏压电源，转架与直流脉冲偏压电源电连接，对待抛光工件进行等离子体加热，负电压范围30～100V，频率80～350KHz，占空比5～40％，加热时间为T1，所述TI为30～120min。
[0021]进一步地，所述步骤S4中，含氟气体为四氟化碳、三氟化氮及六氟化硫中的两种或两种以上的混合气体；所述P2为0.5～5Pa。含氟气体的通入可实现等离子体辅助化学抛光的抛光形式。
[0022]进一步地，所述步骤S5为：
[0023]打开离子源，负偏压保持在400～1200V，频率80～350KHz，占空比5～10％；对栅网通电，正电压为50～100V；使待抛光工件浸没在等离子体中T2时间。通过控制产生等离子体的电压在1000V以下，使得等离子体能量较低，进而导致热作用较弱，控制住了等离子体抛光过程中的热量，极大地减小了抛光加工过程中因释放的热量，避免被抛光工件因等离子体产生的热量过高而导致抛光效果不佳。进一步地，所述步骤S5为：
[0024]打开离子源，负偏压保持在400～1200V，频率80～350KHz，占空比5～10％；对栅网通电，正电压为50～100V，使待抛光工件浸没在等离子体中T2时间，同时使待抛光工件以1～5rpm的转速进行旋转。
[0025]进一步地，所述T2为30～240min。
[0026]本专利技术还提供一种等离子体抛光装置，包括真空室、用于放置待抛光工件的转架、离子源、电磁线圈、真空泵、阳极及栅网；所述转架转动设置在真空室内；所述离子源呈条状，所述阳极与离子源以转架为对称轴对称地设置在真空室的内壁上，所述电磁线圈设置在真空室的外顶部及外底部，所述栅网围绕转架设置在真空室内，且栅网位于转架与阳极、离子源之间；所述真空泵与真空室相连通。
[0027]本专利技术的等离子体抛光装置，离子源呈条状，其助于实现浸没式的等离子体抛光，而不是聚焦离子束抛光；带正电压的栅网吸引电子、可弱化等离子体的方向性，使得等离子体区域均匀地布满整个真空腔体，使得放入抛光真空室内的工件的全部表面均可被抛光，
从而实现对表面积较大的工件进行加工。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0029]1.装置通过离子源、高频电场、电磁场和栅网的有效配合，实现等离子体的有效控制，实现浸没式抛光；不同于聚焦离子束抛光形式，本专利技术可以实现等离子体对工件保形，实现对复杂形状表面、平整表面的抛光；
[0030]2.本专利技术通过将等离子体抛光与等离子体辅助化学抛光相结合，可以实现更好的、更精确的抛光效果；
[0031]3.通过控制产生等离子体的电压在1000V以下，使得等离子体能量较低，进而导致热作用较弱，控制等离子体化学抛光过程中的热量，极大地减小了抛光加工过程中因释放的热量，避免被抛光工件因等离子体产生的热量过高而导致抛光效果不佳；
[0032]4.等离子体区域布满整个真空腔体，使得放入抛光真空室内的工件的全部表面均可被抛光，能够对表面积较大的工件进行抛光。
附图说明
[0033]图1是本专利技术一种等离子体抛光工件的装置的实施例的整体结构示意本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种等离子体抛光工件的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.将待抛光工件(9)置入抛光真空室(1)内的转架(2)上，并将抛光真空室(1)抽真空至抛光真空室(1)内的真空度达到设定值；S2.向抛光真空室(1)内通入惰性气体至真空室内气压达到设定值P1；S3.转架(2)连接负偏压，激发等离子体，对待抛光工件(9)进行等离子体加热，加热时间为T1；S4.完成等离子体加热后，向抛光真空室(1)内通入含氟气体至抛光真空室(1)内气压达到设定值P2；S5.打开离子源(3)，对栅网(7)通电，栅网带正电压以弱化等离子体的方向性，使待抛光工件(9)浸没在等离子体中T2时间；S6.关闭离子源(3)，同时栅网(7)断电，待待抛光工件(9)冷却后，即完成对待抛光工件(9)的抛光。2.根据权利要求1所述的等离子体抛光工件的方法，其特征在于，所述步骤S1中，抛光真空室(1)内的真空度大于等于9
×
10
‑3Pa。3.根据权利要求1所述的等离子体抛光工件的方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述惰性气体为氩气。4.根据权利要求1所述的等离子体抛光工件的方法，其特征在于，所述步骤S2中，P1为0.5～2Pa。5.根据权利要求1所述的等离子体抛光工件的方法，其特征在于，所述步骤S3为：打开直流脉冲偏压电源，转架(2)与直流脉冲偏压电源电连接，对待抛光工件(9)进行等离子体加热，负电压范围30～100V，频率80～350KHz，占空比5～40％，加热时间为T1，所述TI为30～120min。6.根据权利要求1所述的等离子体抛光工件的方法，其特征在于，所述步骤S4中，含氟气体为四氟化碳、三氟化氮及六...

【专利技术属性】
技术研发人员：田灿鑫，吐沙姑，
申请(专利权)人：珠海鑫泽瑞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：