Μέθοδος επιφανειακής επεξεργασίας ράβδων λέιζερ κρυστάλλου ζαφειριού με πρόσμιξη τιτανίου

Κρύσταλλοι πολύτιμων λίθων τιτανίου Ti:Al2O3 (συγκέντρωση πρόσμιξης 0,35 wt% Ti2O3), των οποίων τα κενά κρυστάλλων είναι σύμφωνα με το διάγραμμα ροής της διαδικασίας της μεθόδου επεξεργασίας επιφάνειας της ράβδου λέιζερ κρυστάλλου πολύτιμων λίθων τιτανίου της παρούσας εφεύρεσης, φαίνονται στο Σχήμα 1. Τα συγκεκριμένα βήματα προετοιμασίας της μεθόδου επεξεργασίας επιφάνειας της ράβδου λέιζερ κρυστάλλου πολύτιμων λίθων τιτανίου της παρούσας εφεύρεσης είναι τα εξής:

<1> Κοπή προσανατολισμού: ο κρύσταλλος πολύτιμου λίθου τιτανίου προσανατολίζεται πρώτα και στη συνέχεια κόβεται σε ένα τετραγωνικό κενό σχήματος στήλης αφήνοντας ένα περιθώριο επεξεργασίας περίπου 0,4 έως 0,6 mm ανάλογα με το μέγεθος της ολοκληρωμένης ράβδου λέιζερ.

<2>Τραχιά και λεπτή λείανση στήλης: Το τεμάχιο στήλης αλέθεται σε τετραγωνική ή κυλινδρική διατομή με λειαντικά καρβιδίου του πυριτίου ή καρβιδίου του βορίου 120~180# σε μηχανή χονδρής λείανσης, με σφάλμα κωνικότητας και εκτός στρογγυλότητας ±0,01 mm.

<3> Επεξεργασία τελικής επιφάνειας: επεξεργασία δύο τελικών επιφανειών με ράβδο λέιζερ τιτανίου πολύτιμων λίθων διαδοχικά με λείανση τελικής επιφάνειας καρβιδίου βορίου W40, W20, W10 στον χαλύβδινο δίσκο. Κατά τη διαδικασία λείανσης, πρέπει να δοθεί προσοχή στη μέτρηση της κατακόρυφης επιφάνειας της τελικής επιφάνειας.

<4> Χημικο-μηχανική στίλβωση: Η χημικο-μηχανική στίλβωση είναι η διαδικασία στίλβωσης κρυστάλλων στο γυαλιστικό ταμπόν με σταγόνες προ-διαμορφωμένου διαλύματος χημικής χάραξης. Στίλβωση του τεμαχίου εργασίας και του γυαλιστικού ταμπόν για σχετική κίνηση και τριβή, ενώ στην έρευνα χρησιμοποιείται πολτός που περιέχει χημικό παράγοντα χάραξης (που ονομάζεται υγρό στίλβωσης) για την ολοκλήρωση της στίλβωσης με τη βοήθεια ενός.

<5> Χάραξη με οξύ: Οι ράβδοι τιτανίου μετά το γυάλισμα όπως περιγράφεται παραπάνω τοποθετούνται σε μείγμα H2SO4:H3PO4 = 3:1 (v/v), σε θερμοκρασία 100-400°C, και χάρασσονται με οξύ για 5-30 λεπτά. Σκοπός είναι η αφαίρεση της διαδικασίας στίλβωσης στην επιφάνεια της ράβδου λέιζερ που παράγεται από τη μηχανική βλάβη στο υπόστρωμα, και η αφαίρεση ποικίλων λεκέδων, έτσι ώστε να επιτευχθεί η ατομική στάθμη λείας και επίπεδης ακεραιότητας πλέγματος της καθαρής επιφάνειας.

<6> ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΗ ΘΕΡΜΙΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ: Προκειμένου να εξαλειφθούν περαιτέρω οι επιφανειακές τάσεις και οι γρατζουνιές που δημιουργούνται λόγω της προηγούμενης διαδικασίας και να επιτευχθεί μια επίπεδη επιφάνεια σε ατομικό επίπεδο, η ράβδος τιτανίου από πολύτιμο λίθο μετά την όξινη χάραξη ξεπλύθηκε στη συνέχεια με απιονισμένο νερό για 5 λεπτά και τοποθετήθηκε σε περιβάλλον 1360±20° C σε σταθερή θερμοκρασία 1 έως 3 ωρών σε ατμόσφαιρα υδρογόνου και υποβλήθηκε σε επιφανειακή θερμική επεξεργασία.