專(zhuān)利名稱(chēng)：制備邊緣強(qiáng)化制品的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施方式一般涉及對(duì)脆性材料制成的制品的邊緣進(jìn)行精整和強(qiáng)化的方法。
背景技術(shù)：
機(jī)械分離是切割玻璃片的方法的一個(gè)例子。機(jī)械分離通常包括對(duì)玻璃片進(jìn)行機(jī)械劃線(xiàn)，在玻璃片中形成劃痕線(xiàn)，然后沿著劃痕線(xiàn)斷開(kāi)玻璃片。機(jī)械劃線(xiàn)和斷開(kāi)導(dǎo)致玻璃片具有粗糙/銳利的邊緣，這是不利的，使玻璃片容易開(kāi)裂?？蓮拇植?銳利的邊緣除去材料，從而使邊緣變光滑/變鈍，減小玻璃片容易開(kāi)裂的弱點(diǎn)。可利用磨料磨削，以機(jī)械方式從玻璃片的粗糙/銳利的邊緣除去材料。磨料磨削包括使用具有微米級(jí)磨粒的金屬磨削工具除去材料，所述磨?？晒潭ㄔ谠摴ぞ呱希部刹还潭ㄔ谠摴ぞ呱?。據(jù)認(rèn)為，使用磨料磨削除去材料的機(jī)理涉及破裂。結(jié)果，在磨削之后，邊緣上可能出現(xiàn)破裂部位。磨削中使用的磨粒越大，在磨削之后可能出現(xiàn)在邊緣上的破裂部位越大。這些破裂部位有效地變成應(yīng)力集中部位和破裂引發(fā)部位，導(dǎo)致成品玻璃片比初始玻璃片具有更低的邊緣強(qiáng)度。磨粒更小的磨削工具和/或機(jī)械拋光工具可用來(lái)減小破裂部位的尺寸。機(jī)械拋光工具可以是金屬輪或聚合物輪。機(jī)械拋光也包括使用磨粒，但該磨粒不固定在拋光工具上。通過(guò)激光分離法切割玻璃片可避免粗糙邊緣。但是，通過(guò)激光分離法切割的玻璃片通常不可避免地具有銳利的邊緣。激光劃線(xiàn)產(chǎn)生銳利的邊緣和轉(zhuǎn)角，所述邊緣和轉(zhuǎn)角非常容易發(fā)生沖擊損傷，因此需要進(jìn)一步對(duì)激光劃線(xiàn)的邊緣進(jìn)行形狀精整。通常，可利用由一系列硬結(jié)合磨料(hard boundabrasive)制成的拋光輪和/或使用精研機(jī)與稀漿料消除銳利的激光劃線(xiàn)邊緣，例如斜切邊緣或者將邊緣修圓。通常需要幾個(gè)拋光步驟來(lái)除去銳利的邊緣，這會(huì)顯著增加成品玻璃片的成本。

發(fā)明內(nèi)容
一個(gè)實(shí)施方式是制備邊緣強(qiáng)化制品的方法，包括利用磁流變精整法(magnetorheological finishing)對(duì)具有第一邊緣強(qiáng)度的制品邊緣進(jìn)行拋光,制品在拋光之后具有第二邊緣強(qiáng)度，所述第二邊緣強(qiáng)度大于第一邊緣強(qiáng)度。另一個(gè)實(shí)施方式是磁流變拋光流體，包含液體載劑、懸浮在液體載劑中的可磁化粒子以及懸浮在液體載劑中的磨粒，其中液體載劑含有PH ( 5的蝕刻劑。另一個(gè)實(shí)施方式是磁流變拋光流體，包含液體載劑、懸浮在液體載劑中的可磁化粒子以及懸浮在液體載劑中的磨粒，其中液體載劑含有pH ^ 10的蝕刻劑。
在以下的詳細(xì)描述中列出了本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點(diǎn)，其中的部分特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言由所述描述即容易理解，或按文字描述和其權(quán)利要求書(shū)以及附圖中所述實(shí)施本發(fā)明而被認(rèn)識(shí)。應(yīng)理解，前面的一般性描述和以下的詳細(xì)描述都只是本發(fā)明的示例，用來(lái)提供理解要求保護(hù)的本發(fā)明的性質(zhì)和特性的總體評(píng)述或框架。所包含的附圖供進(jìn)一步理解本發(fā)明，附圖被結(jié)合在本說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分。附圖呈現(xiàn)了本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，并與說(shuō)明書(shū)一起用來(lái)解釋本發(fā)明的原理和操作。


僅通過(guò)以下詳述或與附圖一起可更好地理解本發(fā)明。 以下是對(duì)附圖中各圖的描述。為了清楚和簡(jiǎn)明起見(jiàn)，附圖不一定按比例繪制，附圖的某些特征和某些視圖可能按比例放大顯示或以示意圖方式顯示。圖I是說(shuō)明制備邊緣強(qiáng)化制品的方法的流程圖。圖2是說(shuō)明利用磁流變精整法拋光制品邊緣的方法的示意圖。圖3是機(jī)械精整邊緣與根據(jù)示例性方法制備的MRF精整邊緣的邊緣強(qiáng)度比較圖。
具體實(shí)施例方式在以下詳細(xì)描述中，為了提供對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的透徹理解，陳述了許多具體的細(xì)節(jié)。但是，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，本發(fā)明可以在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)中的一些細(xì)節(jié)或全部細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施。在其他情況中，為了防止本發(fā)明重點(diǎn)不突出，沒(méi)有詳細(xì)描述眾所周知的特征和/或工藝。此外，類(lèi)似或相同的附圖編號(hào)用于標(biāo)識(shí)相同或類(lèi)似的部件。圖I是說(shuō)明根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式制備邊緣強(qiáng)化制品的方法的流程圖。要通過(guò)所述方法制備的制品是用脆性材料做的。脆性材料的例子包括玻璃、玻璃-陶瓷、陶瓷、硅、半導(dǎo)體材料以及前述材料的組合。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述方法包括拋光過(guò)程5，所述拋光過(guò)程包括利用磁流變精整法(MRF)拋光制品邊緣。為了清楚起見(jiàn)，下面將拋光過(guò)程5描述為應(yīng)用于單一制品。然而，通過(guò)例如將多個(gè)制品組成一組并像拋光單一制品那樣拋光這些制品，可以在拋光過(guò)程5中同時(shí)處理多個(gè)制品。在本文中，術(shù)語(yǔ)制品的“邊緣”是指制品的四周邊緣或者周界(制品可具有任何形狀，不一定是圓形)。邊緣可包括直邊緣部分、彎邊緣部分、斜邊緣部分、粗糙邊緣部分和銳利邊緣部分當(dāng)中的一種或任意組合。制品邊緣的拋光可包括拋光邊緣的一部分或者拋光制品的整個(gè)邊緣。制品在拋光過(guò)程5開(kāi)始時(shí)具有第一邊緣強(qiáng)度，在拋光過(guò)程5結(jié)束時(shí)具有第二邊緣強(qiáng)度。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，拋光過(guò)程5結(jié)束時(shí)的第二邊緣強(qiáng)度比拋光過(guò)程5開(kāi)始時(shí)的第一邊緣強(qiáng)度大得多。例如，已經(jīng)觀察到第二邊緣強(qiáng)度高達(dá)第一邊緣強(qiáng)度的5倍。此觀察結(jié)果不是為了限制本發(fā)明。第二邊緣強(qiáng)度也可能超過(guò)第一邊緣強(qiáng)度的5倍。這表明拋光過(guò)程5所用的MRF在拋光制品的同時(shí)具有強(qiáng)化制品的有益效果。以下實(shí)施例表明，不管制品在拋光過(guò)程開(kāi)始時(shí)的狀況如何，邊緣強(qiáng)度都有可能得到改善。在拋光過(guò)程5中，MRF消除了被拋光表面上的損傷，同時(shí)不會(huì)給該表面帶來(lái)新的損傷——這與機(jī)械工藝形成對(duì)照，機(jī)械工藝包括利用機(jī)械工具如墊、輪和帶對(duì)表面施加磨料，其目的是從表面除去材料。MRF采用基于流體的順應(yīng)性工具進(jìn)行拋光，所述工具稱(chēng)作磁流變拋光流體(MPF)。MPF可包含微米級(jí)可磁化粒子和懸浮在液體載劑中的微米級(jí)至納米級(jí)磨粒。例如,可磁化粒子的尺寸可在Ιμπι至100 μ m或更大的范圍內(nèi)，例如1_150μπι，例如5-150 μ m,例如5-100 μ m,例如5-50 μ m,例如5-25 μ m,例如10-25 μ m,而磨粒的尺寸可在15nm-10 μ m的范圍內(nèi)?？纱呕Ｗ涌删哂芯换虿痪坏牧６确植迹嗤虿煌男螤?，以及規(guī)則或不規(guī)則的形狀。另外，可磁化粒子可由單一的可磁化材料或不同的可磁化材料的組合制成?？纱呕牧系睦影ㄨF、氧化鐵、氮化鐵、碳化鐵、羰基鐵、二氧化鉻、低碳鋼、硅鋼、鎳、鈷以及前述材料的組合?？纱呕Ｗ右部衫缬帽Ｗo(hù)材料涂覆或包封。在一個(gè)實(shí)施方式中，保護(hù)材料是在液體載劑中保持化學(xué)穩(wěn)定和物理穩(wěn)定并且不與可磁化材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的材料。合適的保護(hù)材料的例子包括氧化鋯、氧化鋁和二氧化硅。類(lèi)似地，磨?？删哂芯换虿痪坏牧６确植?，相同或不同的形狀，以及規(guī)則或不規(guī)則的形狀。另外，磨?？捎蓡我坏牟豢纱呕牧匣虿煌牟豢纱呕牧系慕M合制成。磨料的例子包括氧化鈰、金剛石、碳化硅、氧化鋁、氧化鋯以及前述材料的組合。也可采用上面沒(méi)有具體列出但已知可用于拋光表面的其他磨料。包含在MPF中的液體載劑可以是水性或非水性載劑。載劑的例子包括礦物油、合成油、水和乙二醇。載劑還可包含穩(wěn)定劑和表面活性劑，所述穩(wěn)定劑是例如 抑制可磁化粒子腐蝕的穩(wěn)定劑。在另一個(gè)實(shí)施方式中，提供能在拋光的同時(shí)進(jìn)行蝕刻的MPF。蝕刻性MPF包含懸浮在含有蝕刻劑的液體載劑中的可磁化粒子和磨粒。蝕刻劑是能夠蝕刻制品材料并根據(jù)制品材料選擇的蝕刻劑。液體載劑還可包含用于蝕刻劑的溶劑。液體載劑還可包含穩(wěn)定劑和表面活性劑。如上所述，液體載劑可以是水性或非水性載劑?？纱呕Ｗ雍湍チＨ缟厦驷槍?duì)非蝕刻性MPF所述。如上所述，可磁化粒子可例如用保護(hù)材料涂覆或包封。當(dāng)使用保護(hù)材料時(shí)，該保護(hù)材料是在液體載劑中的蝕刻劑及其他材料存在下具有化學(xué)穩(wěn)定性和物理穩(wěn)定性的材料。保護(hù)材料也是不與可磁化粒子反應(yīng)的材料。保護(hù)材料的合適的例子是氧化鋯和二氧化硅。在一個(gè)實(shí)施方式中，蝕刻性MPF中所含的蝕刻劑的pH小于或等于5。在一個(gè)實(shí)施方式中，pH小于或等于5的蝕刻劑包含酸。在一個(gè)實(shí)施方式中，蝕刻劑是酸。酸可以液體形式存在，也可以溶解于合適的溶劑。合適的酸的例子包括但不限于氫氟酸和硫酸。液體載劑還可包含一種或多種穩(wěn)定劑，例如抑制可磁化粒子腐蝕的穩(wěn)定劑。液體載劑中使用的穩(wěn)定劑應(yīng)當(dāng)在酸的存在下穩(wěn)定，或者更一般地，在蝕刻劑存在下穩(wěn)定。在另一個(gè)實(shí)施方式中，蝕刻性MPF中所含的蝕刻劑的pH大于或等于10。在一個(gè)實(shí)施方式中，pH大于或等于10的蝕刻劑包含堿金屬鹽。在一個(gè)實(shí)施方式中，蝕刻劑是堿金屬鹽。這種堿金屬鹽的例子包括但不限于堿金屬氫氧化物例如氫氧化鉀、氫氧化鈉，以及包含堿金屬氫氧化物的配混物。例如，包含堿金屬氫氧化物的洗滌劑可用作液體載劑中的堿金屬鹽。液體載劑可包含堿金屬鹽以外的其他材料，如可能存在于洗滌劑中的表面活性劑及其他材料。以條帶的形式將MPF沉積在載體表面上。載體表面通常是移動(dòng)的表面，但載體表面也可以是固定的表面。載體表面可具有各種形狀，例如球形、圓柱形或平坦表面。出于說(shuō)明目的，圖2顯示了 MPF條帶8在轉(zhuǎn)輪9上的端視圖。在此情況下，轉(zhuǎn)輪9的圓周表面10為MPF條帶8提供移動(dòng)的圓柱形載體表面。噴嘴12用來(lái)將MPF條帶8遞送到表面10的一端，噴嘴14用來(lái)從表面10的另一端收集MPF條帶8。在MRF過(guò)程中，磁鐵11對(duì)MPF條帶8施加磁場(chǎng)。所施加的磁場(chǎng)促使可磁化粒子極化，導(dǎo)致可磁化粒子形成限制流動(dòng)的鏈或柱狀結(jié)構(gòu)。這增大了 MPF條帶8的表觀黏度，使MPF條帶8從液態(tài)變成類(lèi)固態(tài)。通過(guò)使制品15的邊緣13接觸硬化MPF條帶8并使邊緣13相對(duì)于硬化MPF條帶8往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)對(duì)邊緣13進(jìn)行拋光一邊緣13與MPF條帶8之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使得要拋光的邊緣13的所有部分均在拋光過(guò)程中的某個(gè)時(shí)刻與硬化MPF條帶8接觸。在一個(gè)實(shí)施方式中，制品15的邊緣13通過(guò)將邊緣13浸入硬化MPF條帶8來(lái)進(jìn)行拋光。雖然已經(jīng)就利用MRF拋光單一制品描述了拋光過(guò)程(圖I中的5)，但應(yīng)當(dāng)指出，在單一拋光過(guò)程中可同時(shí)拋光多個(gè)制品。拋光過(guò)程(圖I中的5)也可包含多個(gè)MRF步驟。若在單一拋光過(guò)程中包含多個(gè)MRF步驟，則可調(diào)整和改變MRF步驟的參數(shù)，使得MRF步驟組合起來(lái)達(dá)到比單一 MRF步驟更有效的目標(biāo)。在一個(gè)實(shí)施方式中，制品15可移動(dòng)，例如制品可繞相對(duì)于制品的中心軸旋轉(zhuǎn)；制品可相對(duì)于轉(zhuǎn)輪9豎直或水平移動(dòng)；制品可相對(duì)于與轉(zhuǎn)輪垂直的方向傾斜一個(gè)角度，例如正在拋光并與MPF接觸的制品邊緣可與轉(zhuǎn)輪成90°或更小的角度。制品可向任意一邊傾斜至偏離垂直方向。
MRF通過(guò)剪切從正在拋光的表面上除去材料。這與機(jī)械工藝如機(jī)械磨削所涉及的破裂機(jī)理形成對(duì)照。在這種機(jī)理下，MRF有機(jī)會(huì)在不給邊緣引入新的破裂部位的情況下從邊緣除去材料，新破裂部位的引入可能降低邊緣強(qiáng)度。同時(shí)，MRF從邊緣消除缺陷，導(dǎo)致邊緣強(qiáng)度增大，即從第一邊緣強(qiáng)度增大到第二邊緣強(qiáng)度。此外，基于流體的MPF條帶8能夠順應(yīng)邊緣的形狀，而不管邊緣多么復(fù)雜(例如就曲率或輪廓而言)，這就導(dǎo)致邊緣的完全、高質(zhì)量拋光。MRF受幾個(gè)參數(shù)控制，例如MPF的黏度，將MPF遞送到移動(dòng)表面上的速率，移動(dòng)表面的速度，磁場(chǎng)強(qiáng)度，MPF條帶的高度，邊緣浸入MPF條帶的深度，以及從邊緣除去材料的速率。回到圖1，拋光過(guò)程5前面有提供步驟1，在此步驟中提供要進(jìn)行邊緣強(qiáng)化的制品。如上所述，提供步驟I中提供的制品由脆性材料制成。制品可以是平面(二維)制品或成形(三維)制品。在提供步驟I中可提供具有初始邊緣強(qiáng)度的制品。在提供步驟I中可提供具有初始邊緣形狀的制品。若在提供步驟I與拋光步驟5之間沒(méi)有中間過(guò)程，則第一邊緣強(qiáng)度可與初始邊緣強(qiáng)度相同。另一方面，若在提供步驟I與拋光過(guò)程5之間存在中間過(guò)程，則第一邊緣強(qiáng)度可不同于初始邊緣強(qiáng)度。例如，諸如切割、機(jī)械加工和離子交換之類(lèi)的過(guò)程可導(dǎo)致第一邊緣強(qiáng)度不同于初始邊緣強(qiáng)度。圖I顯示，在提供步驟I與拋光過(guò)程5之間可進(jìn)行切割過(guò)程3。切割可通過(guò)與任務(wù)相適的許多工藝當(dāng)中的任何工藝進(jìn)行，例如機(jī)械分離、激光分離或超聲分離。在機(jī)械分離中，制品通過(guò)機(jī)械方法劃線(xiàn)，例如采用劃線(xiàn)輪、水射流或磨料水射流。然后，沿著劃痕線(xiàn)分離制品。在激光分離中，在邊緣附近形成機(jī)械瑕疵，然后利用激光線(xiàn)源使機(jī)械瑕疵在熱作用下橫穿制品擴(kuò)展，再利用通常由水噴霧產(chǎn)生的應(yīng)力梯度將制品分離。在切割步驟3之后，可以有單一制品或多個(gè)制品。在后一種情況下，可在拋光過(guò)程5以及切割步驟3與拋光過(guò)程5之間的任何中間過(guò)程中處理所述多個(gè)制品中的一個(gè)或全部制品。每個(gè)制品將在具有第一邊緣強(qiáng)度的情況下到達(dá)拋光過(guò)程5，所述第一邊緣強(qiáng)度將被提高到第二邊緣強(qiáng)度。圖I還顯示，在提供步驟I與拋光過(guò)程5之間可進(jìn)行修邊過(guò)程7。在修邊過(guò)程7中，可通過(guò)從邊緣除去材料來(lái)修整制品邊緣的形狀和/或織構(gòu)。在修邊過(guò)程7中，可采用許多工藝中的任何工藝。例子包括但不限于研磨加工、磨料噴射加工、化學(xué)蝕刻、超聲拋光、超聲磨削、化學(xué)機(jī)械拋光。修邊過(guò)程7可包括單一材料除去過(guò)程、一系列材料除去過(guò)程或者多個(gè)材料除去過(guò)程的組合。例如，修邊過(guò)程7可包括一系列磨削步驟，其中對(duì)該系列步驟中每個(gè)步驟的磨削參數(shù)如磨削料的粒度加以改變，以便在每個(gè)步驟結(jié)束時(shí)得到不同的修邊結(jié)果。由于下面給出的實(shí)施例中用到研磨加工工藝，研磨加工將在下文更詳細(xì)地描述。研磨加工可包括機(jī)械磨削、精研和拋光當(dāng)中的一個(gè)或多個(gè)及其任意組合。在這些工藝涉及固體工具與處理表面之間接觸的意義上，它們屬機(jī)械工藝。磨削、精研和拋光各自可在一個(gè)或多個(gè)步驟中完成。磨削是固定磨料工藝，而精研和拋光是疏松磨料工藝。磨削可利用嵌在與金屬輪粘合的金屬或聚合物中的磨粒完成?；蛘?，磨削可利用由研磨材料制成的可膨脹輪完成。在精研中，磨粒(通常懸浮在液體介質(zhì)中)設(shè)置在精研機(jī)與制品邊緣之間。精研機(jī)與制品邊緣之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)從邊緣上磨去材料。在拋光中，利用順應(yīng)性軟墊或輪將磨粒(通常懸浮在液體介質(zhì)中)施加到制品邊緣。順應(yīng)性軟墊或輪可用聚合物材料制 成，例如丁基橡膠、硅樹(shù)脂、聚氨酯和天然橡膠。研磨加工中使用的磨料可選自例如氧化鋁、碳化硅、金剛石、立方氮化硼和浮石。圖I還顯示，在提供步驟I與拋光過(guò)程5之間可進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化過(guò)程19。代替在提供步驟I與拋光過(guò)程5之間進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化過(guò)程，在提供步驟I中提供的制品可以是化學(xué)強(qiáng)化制品。在一個(gè)實(shí)施方式中，化學(xué)強(qiáng)化過(guò)程是離子交換過(guò)程。為了進(jìn)行離子交換過(guò)程，在提供步驟I中提供的制品必須用可離子交換的材料制成?？呻x子交換的材料通常是包含堿金屬的玻璃，其中較小的堿金屬離子如Li+和/或Na+在離子交換過(guò)程中可被較大的堿金屬離子例如K+交換。美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第11/888213號(hào)、第12/277573號(hào)、第12/392577號(hào)、第12/393241號(hào)和第12/537393號(hào)，以及美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)第61/235767號(hào)和第61/235762號(hào)[全部轉(zhuǎn)讓給康寧有限公司(CorningIncorporated)]描述了合適的可離子交換玻璃的例子，這些文獻(xiàn)的內(nèi)容通過(guò)參考結(jié)合于此。這些玻璃可以在較低的溫度下離子交換到至少30 μ m的深度。例如，美國(guó)專(zhuān)利第5674790號(hào)(Araujo, Roger J.)描述了離子交換過(guò)程。該過(guò)程通常發(fā)生在不超過(guò)玻璃的轉(zhuǎn)變溫度的升高的溫度范圍內(nèi)。通過(guò)以下方式進(jìn)行該過(guò)程將玻璃浸沒(méi)在包含堿金屬鹽(通常是硝酸鹽)的熔浴中，所述堿金屬鹽的離子大于所述玻璃中的主體堿金屬離子。所述主體堿金屬離子被交換為較大的堿金屬離子。例如，可以將含Na+的玻璃浸在硝酸鉀(KNO3)熔浴中。熔浴中的較大K+將置換玻璃中的較小Na+。由于在之前被較小的堿金屬離子占據(jù)的位點(diǎn)存在較大的堿金屬離子，在玻璃表面處或表面附近產(chǎn)生壓縮應(yīng)力，在玻璃內(nèi)部產(chǎn)生張力。在離子交換過(guò)程之后，將玻璃從熔浴中取出并冷卻。離子交換深度(即侵入的較大堿金屬離子滲入玻璃的深度)通常約為20-300 μ m，例如40-300 μ m，并通過(guò)玻璃組成和浸泡時(shí)間控制所述離子交換深度。僅出于說(shuō)明的目的提供以下實(shí)施例，這些實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)如上所述的本發(fā)明的限制。實(shí)施例I兩步修邊過(guò)程包括手工機(jī)械精研，然后用10 μ m氧化鋁粒子進(jìn)行機(jī)械拋光，共計(jì)進(jìn)行I分鐘。實(shí)施例2兩步修邊過(guò)程包括用800目金剛石粒子進(jìn)行機(jī)械磨削，然后用3000目金剛石粒子進(jìn)行機(jī)械磨削。實(shí)施例3三步修邊過(guò)程包括用800目金剛石粒子進(jìn)行機(jī)械磨削，然后用3000目金剛石粒子進(jìn)行機(jī)械磨削，再用 ο μ m氧化鋁粒子進(jìn)行機(jī)械拋光。實(shí)施例4四步修邊過(guò)程包括用400目金剛石粒子進(jìn)行機(jī)械磨削，接著用800目金剛石粒子進(jìn)行機(jī)械磨削，再用1500目金剛石粒子進(jìn)行機(jī)械磨削，然后進(jìn)行3000目機(jī)械磨削，共計(jì)進(jìn)行17分鐘。實(shí)施例5五步修邊過(guò)程包括用400目金剛石粒子進(jìn)行機(jī)械磨削，接著用800目金剛石粒子 進(jìn)行機(jī)械磨削，再用1500目金剛石粒子進(jìn)行機(jī)械磨削，再進(jìn)行3000目機(jī)械磨削，然后用10 μ m氧化鋁粒子進(jìn)行機(jī)械拋光。實(shí)施例6拋光過(guò)程包括使用MPF進(jìn)行MRF過(guò)程，所述MPF具有44_45cP(厘泊)的黏度，并且包含懸浮在液體介質(zhì)中的羰基鐵粒子和氧化鈰粒子。其他工藝參數(shù)包括MRF輪速為259rpm，電磁鐵電流設(shè)定為18A，條帶高度為I. 5mm，邊緣浸入深度為O. 5-0. 75mm。利用MRF除去材料的量約為每側(cè)除去O. 5 μ m材料。實(shí)施例7拋光過(guò)程包括使用MPF進(jìn)行MRF過(guò)程，所述MPF具有44_45cP的黏度，并且包含懸浮在液體介質(zhì)中的羰基鐵粒子和金剛石粒子。其他工藝參數(shù)包括MRF輪速為259rpm，電磁鐵電流設(shè)定為18A，條帶高度為I. 5mm，邊緣浸入深度為O. 5-0. 75mm。利用MRF除去材料的量約為每側(cè)除去O. 5 μ m材料。實(shí)施例8利用激光分離法切割市售離子交換玻璃片。每塊初切玻璃片的尺寸為60. 75mmx44. 75。機(jī)械磨削之后、MRF之前得到的每塊玻璃片的尺寸為60mmx44mm。通過(guò)激光分離法切割之后，每塊玻璃片的平均邊緣強(qiáng)度在600-900MPa的范圍內(nèi)。按照實(shí)施例5對(duì)玻璃片進(jìn)行修邊過(guò)程。每塊玻璃片在修邊之后的平均邊緣強(qiáng)度(即第一邊緣強(qiáng)度)在242-299MPa的范圍內(nèi)。修邊之后，按照實(shí)施例6利用MRF將玻璃片拋光1、5或15分鐘。玻璃片在MRF之后的邊緣強(qiáng)度(即第二邊緣強(qiáng)度)報(bào)告于下表I。通過(guò)水平四點(diǎn)彎曲法測(cè)量邊緣強(qiáng)度。結(jié)果顯示，MRF提高了玻璃片的邊緣強(qiáng)度。表I
權(quán)利要求
1.一種制備邊緣強(qiáng)化制品的方法，包括 利用磁流變精整法對(duì)具有第一邊緣強(qiáng)度的制品邊緣進(jìn)行拋光，其中制品在拋光之后具有第二邊緣強(qiáng)度，所述第二邊緣強(qiáng)度大于所述第一邊緣強(qiáng)度。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述拋光包括多個(gè)磁流變精整步驟。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在拋光之前提供具有初始邊緣強(qiáng)度的制品，所述初始邊緣強(qiáng)度不同于所述第一邊緣強(qiáng)度，所述初始邊緣強(qiáng)度與所述第一邊緣強(qiáng)度的差異至少部分起因于以下操作之一切割制品，修整制品邊緣的形狀和/或織構(gòu)，對(duì)制品進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在拋光之前切割制品。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在拋光之前修整制品邊緣的形狀和/或織構(gòu)。
6.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在拋光之前或之后對(duì)制品進(jìn)行離子交換處理。
7.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，在所述拋光之前，對(duì)制品邊緣進(jìn)行切割，并在切割之后修整制品邊緣的形狀和/或織構(gòu)，所述修整包括選自機(jī)械磨削和機(jī)械拋光的多個(gè)處理步驟。
8.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，拋光制品邊緣包括對(duì)磁流變拋光流體施加磁場(chǎng)，使磁流變拋光流體硬化；使所述邊緣接觸硬化的磁流變拋光流體；以及使所述邊緣與所述硬化的磁流變拋光流體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
9.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述磁流變拋光流體包含蝕刻劑。
10.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述制品包含選自玻璃、玻璃陶瓷和陶瓷的材料。
11.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述制品包含選自玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷、娃和半導(dǎo)體的材料。
12.一種磁流變拋光流體，包含 包含pH < 5的蝕刻劑的液體載劑； 懸浮在所述液體載劑中的可磁化粒子；以及 懸浮在所述液體載劑中的磨粒。
13.如權(quán)利要求12所述的磁流變拋光流體，其特征在于，所述蝕刻劑包含酸。
14.如權(quán)利要求12所述的磁流變拋光流體，其特征在于，所述可磁化粒子包含尺寸在1-150 μ m范圍內(nèi)的粒子。
15.如權(quán)利要求12所述的磁流變拋光流體，其特征在于，所述可磁化粒子被包封。
16.一種磁流變拋光流體，包含 包含pH ^ 10的蝕刻劑的液體載劑； 懸浮在所述液體載劑中的可磁化粒子；以及 懸浮在所述液體載劑中的磨粒。
17.如權(quán)利要求16所述的磁流變拋光流體，其特征在于，所述蝕刻劑包含堿金屬鹽。
18.如權(quán)利要求16所述的磁流變拋光流體，其特征在于，所述蝕刻劑是堿金屬氫氧化物或者包含堿金屬氫氧化物的配混物。
19.如權(quán)利要求18所述的磁流變拋光流體，其特征在于，所述可磁化粒子包含尺寸在1-150 μ m范圍內(nèi)的粒子。
20.如權(quán)利要求16所述的磁流變拋光流體，其特征在于，所述可磁化粒子被包封。
全文摘要
一種制備邊緣強(qiáng)化制品的方法包括利用磁流變精整法對(duì)具有第一邊緣強(qiáng)度的制品邊緣進(jìn)行拋光，制品在拋光之后具有第二邊緣強(qiáng)度，所述第二邊緣強(qiáng)度大于第一邊緣強(qiáng)度。
文檔編號(hào)B24B9/06GK102958644SQ201180031158
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2011年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者C·M·達(dá)坎吉羅, S·E·德馬蒂諾, J·F·艾利森, R·A·納斯卡, A·B·肖瑞, D·A·特瑪羅, J·C·托馬斯 申請(qǐng)人:康寧股份有限公司