使用數位顯微鏡觀察、檢查研磨加工
研磨加工用於磨削加工後的表面精加工製程,透過逐漸減小磨粒的大小,可以精加工形成光滑的表面。並且,還可進行減少光的漫反射的鏡面加工。在此介紹研磨加工的概要和使用數位顯微鏡的觀察、檢查案例。
何謂研磨加工
使用磨粒,逐漸切削材料的表面將其加工至光滑的方法。
在想要使表面光滑或呈現出鏡面般的光澤時使用,具有提高產品外觀和滑動性等的效果。
磨粒/磨石的術語解說
- 粒度
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粒度表示磨粒的大小。粒度用數字表示,一般來說數值越大,則表示粒子越細。
- 結合度
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磨石的硬度稱為結合度,用英文字母表示。越接近A越軟,越接近Z越硬。一般來說,加工堅硬的加工物時使用柔軟的磨石,加工柔軟的加工物時使用堅硬的磨石。
- 組織
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表示磨粒相對於組織容積的比例。
組織號 0 1 2 3 4 5 6 7 8 磨粒率(%) 62 60 58 56 54 52 50 48 46 - 結合劑
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用於將磨石與磨石結合起來的物品稱為結合劑。代表性的結合劑有以下2種。
樹脂結合劑(B):支援高速旋轉,用於粗磨削。
陶瓷結合劑(V):用於精加工磨削、研磨加工。
研磨加工的種類
代表性的研磨加工的種類和特徵如下所示。
- 磨石研磨
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讓產品接觸高速旋轉的磨石進行加工的研磨方法。
- 拋光研磨
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將磨料沾到旋轉的軟布或毛氈上進行加工的研磨方法。它是研磨加工的最終製程,目的是實現鏡面表面或讓表面有光澤。
- 研磨盤研磨
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將產品固定在名為研磨盤的圓形平整平板上,在施加壓力的同時旋轉進行研磨的方法。依據磨料的種類,分為乾式和濕式。
濕式:加入磨料後,以低壓進行加工。加工量大,最終形成無光澤表面。
乾式:將磨料擦在平板的凹凸上,以高壓進行加工。加工量少,最終形成鏡面表面。 - 滾筒研磨
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將磨料和產品放入罐狀容器中,旋轉容器進行研磨的方法。適合大量生產,但相比於拋光研磨和研磨盤研磨,研磨得較為粗糙。該研磨方法也較多用於去毛邊用途。
- 電解研磨
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對產品通電,使表面變得光滑的研磨。成本高昂,但原本難以研磨的細小部位和狹窄部位也可研磨。
代表性的磨粒材質
磨粒有各種類型。代表性的磨粒材質和加工對象如下所示。
- 氧化鋁
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氧化鋁的價格非常便宜,因此與碳化矽一樣都被廣泛使用。
加工對象:鐵、金屬 - 碳化物
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代表性物質時碳化矽,已普遍得到廣泛使用,價格低廉。
加工對象:非鐵金屬(銅、鋁)、非金屬 - 氧化鋯
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硬度比鑽石低,用於難削材的研磨。
加工對象:難削材 - CBN
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名為立方氮化硼(Cubic Boron Nitride),硬度略低於鑽石,但價格比鑽石更高。由於具備耐高溫性,使用壽命長。
加工對象:超硬合金 - 鑽石
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不耐熱,因此用於玻璃和矽等硬度高且高溫下的反應性低的材料的研磨。
加工對象:玻璃、矽
研磨加工中使用數位顯微鏡觀察、檢查的案例
以下介紹使用KEYENCE的4K數位顯微鏡「VHX系列」進行研磨加工的觀察、檢查的最新案例。
1000× 同軸落射照明
使用自動面積量測功能,可以將磨粒的大小定量化。
1000×
左:同軸落射照明 右:環狀照明
100× 環狀照明
A:未使用 B:已使用
使用3D量測功能,可以量測磨石使用前/使用後的形狀變化。
可將鏡面的細微起伏和損傷可視化。
可將研磨面的細微凹凸可視化。