【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于光學元件的超精密加工，涉及一種nip改性反射鏡的超光滑拋光加工方法。
技術介紹
1、在光學反射鏡中，反射鏡的表面粗糙度會導致隨入射光能量變化的表面散射，為了有效地反射入射光，反射鏡的表面必須足夠光滑。光學反射鏡的質量對光學系統的性能起著十分關鍵的作用，光學系統的應用光譜波段越短，對系統中反射鏡的表面質量要求就越高。因此，為了使反射鏡能夠應用到短波長波段的應用場合，對反射鏡的表面質量提出了更高的要求。
2、現有以鋁、鈹等輕金屬材料加工的反射鏡中，通過在反射鏡表面鍍覆nip改性層，可以避免加工時產生劃痕、凹坑等缺陷，同時通過對nip改性層進行超精密車削加工即可將nip改性層制成光學鏡面；進一步的，通過對nip改性反射鏡進行磁流變拋光修形加工，可以進一步改善鏡面質量，但是由此獲得的反射鏡也僅能適用于可見光波段的應用場合，無法適用于更短波長波段的應用場合。因此，為了滿足更高的使用要求，還需要對反射鏡鏡面進行深加工，以獲得更高質量的反射鏡。
3、現有技術中，有研究人員提出了一種采用磁流變修形和手動保形光順拋光加工掠入射亞納米級芯軸的方法，該芯軸表面鍍鎳磷合金，存在的缺陷有：（1.1）表面粗糙度僅能達到rms?0.6nm，不能滿足短波長波段的使用要求；（1.2）以氧化鋁作為拋光磨料，鍍層表面的劃痕損傷難以控制，不利于獲得高質量的加工表面；（1.3）手動保形光順拋光，對人工經驗依賴性較高，工藝可重復性較差，不利于工業化應用。針對上述缺陷，在本申請的專利技術人的前期研究中提出了一種nip改性層化學機械拋光液
4、因此，獲得一種加工效率高、加工質量好、工藝可重復性好的nip改性反射鏡的超光滑拋光加工方法，對于獲得更高質量的nip改性反射鏡具有重要的意義。
技術實現思路
1、本專利技術要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種加工效率高、加工質量好、工藝可重復性好的nip改性反射鏡的超光滑拋光加工方法。
2、為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案如下：
3、一種nip改性反射鏡的超光滑拋光加工方法，包括以下步驟：
4、步驟s1、在反射鏡基體表面制備nip改性層，得到nip改性反射鏡毛坯工件；
5、步驟s2、對nip改性反射鏡毛坯工件進行超精密車削加工，得到nip改性反射鏡；
6、步驟s3、對nip改性反射鏡進行波面干涉檢測，獲取nip改性反射鏡鏡面的初始面形；
7、步驟s4、根據nip改性反射鏡鏡面的初始面形，利用超光滑拋光液對nip改性反射鏡進行超光滑拋光加工；
8、步驟s5、對經超光滑拋光加工后的nip改性反射鏡進行波面干涉檢測和白光干涉檢測，若不滿足指標要求則跳轉執行步驟s4，否則加工結束，完成對nip改性反射鏡的加工處理。
9、上述的超光滑拋光加工方法，進一步改進的，步驟s4中，所述超光滑拋光液按照質量百分含量計包含以下原料組分：
10、拋光磨料10%～15%，
11、氧化劑1%～3%，
12、絡合劑1%～2%，
13、表面活性劑1%～2%，
14、金屬表面缺陷改善劑1%～2%，
15、ph調節劑0.5%～2%，其余為水。
16、上述的超光滑拋光加工方法，進一步改進的，所述金屬表面缺陷改善劑為乙二醇、1,4-丁二醇、甘油中的至少一種。
17、上述的超光滑拋光加工方法，進一步改進的，所述拋光磨料為氧化硅。
18、上述的超光滑拋光加工方法，進一步改進的，所述氧化劑為過氧化氫。
19、上述的超光滑拋光加工方法，進一步改進的，所述絡合劑為蘋果酸、乙酸、檸檬酸、水楊酸、乳酸、甘氨酸、丙氨酸中的至少一種。
20、上述的超光滑拋光加工方法，進一步改進的，所述表面活性劑為硬脂酸鈉、硬脂酸鉀、十二烷基苯磺酸鈉中的至少一種。
21、上述的超光滑拋光加工方法，進一步改進的，所述ph調節劑為氫氧化鉀、氫氧化鈉、醋酸鈉、碳酸鈉、硼酸鈉中的至少一種。
22、上述的超光滑拋光加工方法，進一步改進的，步驟s4中，所述超光滑拋光加工的工藝參數為：采用的拋光盤為瀝青拋光盤或阻尼布拋光盤，所述拋光盤的大小為所述nip改性反射鏡尺寸的四分之一至十六分之一，所述拋光盤的形狀與所述nip改性反射鏡相適配，使所述拋光盤與所述nip改性反射鏡貼合，采用的加工路徑為光柵或螺旋掃描路徑，采用的拋光頭的自轉轉速為80?rpm～120?rpm，拋光氣壓為0.01?mpa～0.5?mpa。
23、上述的超光滑拋光加工方法，進一步改進的，步驟s1中，在反射鏡基體表面制備nip改性層，包括以下步驟：
24、步驟s1-1、在反射鏡基體表面制備nip改性層；
25、步驟s1-2、對nip改性層進行檢測，若nip改性層存在質量缺陷，則清除反射鏡基體表面的nip改性層，并跳轉至執行步驟s1-1，直至nip改性層的質量滿足指標要求。
26、上述的超光滑拋光加工方法，進一步改進的，步驟s1-1中，采用化學鍍鎳的方式在反射鏡基體表面制備nip改性層；所述nip改性層的厚度為80?μm～120?μm；所述nip改性層中磷的含量為9?wt?%～14?wt?%。
27、上述的超光滑拋光加工方法，進一步改進的，所述反射鏡基體的材料為輕金屬；所述輕金屬包括鋁合金、鈹、鋁鈹合金中的至少一種。
28、上述的超光滑拋光加工方法，進一步改進的，步驟s1-2中，采用顯微鏡對nip改性層進行檢測，所述檢測的項目包括：所述nip改性層的表面是否有雜質、是否平坦、是否均勻致密、是否有孔洞、是否有空隙、是否有裂紋；所述nip改性層的質量滿足指標要求，包括滿足以下指標：所述nip改性層的表面無雜質、平坦光滑、均勻致密、沒有孔洞、沒有空隙和沒有裂紋。
29、上述的超光滑拋光加工方法，進一步改進的，步驟s1-2完成后，還包括以下處理：根據相關標準、反射鏡基體的種類選擇熱處理方式，對質量滿足指標要求的nip改性層進行熱處理，減少氫脆并提高結合力。
30、上述的超光本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種NiP改性反射鏡的超光滑拋光加工方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的超光滑拋光加工方法，其特征在于，步驟S4中，所述超光滑拋光液按照質量百分含量計包含以下原料組分：
3.根據權利要求2所述的超光滑拋光加工方法，其特征在于，所述金屬表面缺陷改善劑為乙二醇、1,4-丁二醇、甘油中的至少一種；所述拋光磨料為氧化硅；所述氧化劑為過氧化氫；所述絡合劑為蘋果酸、乙酸、檸檬酸、水楊酸、乳酸、甘氨酸、丙氨酸中的至少一種；所述表面活性劑為硬脂酸鈉、硬脂酸鉀、十二烷基苯磺酸鈉中的至少一種；所述pH調節劑為氫氧化鉀、氫氧化鈉、醋酸鈉、碳酸鈉、硼酸鈉中的至少一種。
4.?根據權利要求3所述的超光滑拋光加工方法，其特征在于，步驟S4中，所述超光滑拋光加工的工藝參數為：采用的拋光盤為瀝青拋光盤或阻尼布拋光盤，所述拋光盤的大小為所述NiP改性反射鏡尺寸的四分之一至十六分之一，所述拋光盤的形狀與所述NiP改性反射鏡相適配，使所述拋光盤與所述NiP改性反射鏡貼合，采用的加工路徑為光柵或螺旋掃描路徑，采用的拋光頭的自轉轉速為80?rpm～120?rp
5.根據權利要求1～4中任一項所述的超光滑拋光加工方法，其特征在于，步驟S1中，在反射鏡基體表面制備NiP改性層，包括以下步驟：
6.?根據權利要求5所述的超光滑拋光加工方法，其特征在于，步驟S1-1中，采用化學鍍鎳的方式在反射鏡基體表面制備NiP改性層；所述NiP改性層的厚度為80?μm～120?μm；所述NiP改性層中磷的含量為9?wt?%～14?wt?%；所述反射鏡基體的材料為輕金屬；所述輕金屬包括鋁合金、鈹、鋁鈹合金中的至少一種。
7.根據權利要求5所述的超光滑拋光加工方法，其特征在于，步驟S1-2中，采用顯微鏡對NiP改性層進行檢測，所述檢測的項目包括：NiP改性層的表面是否有雜質、是否平坦、是否均勻致密、是否有孔洞、是否有空隙、是否有裂紋；所述NiP改性層的質量滿足指標要求，包括滿足以下指標：所述NiP改性層的表面無雜質、平坦光滑、均勻致密、沒有孔洞、沒有空隙和沒有裂紋。
8.根據權利要求5所述的超光滑拋光加工方法，其特征在于，步驟S1-2完成后，還包括以下處理：根據相關標準、反射鏡基體的種類選擇熱處理方式，對質量滿足指標要求的NiP改性層進行熱處理，減少氫脆并提高結合力。
9.?根據權利要求1～4中任一項所述的超光滑拋光加工方法，其特征在于，步驟S2中，對NiP改性層進行超精密車削加工時，使用金剛石車刀；所述金剛石車刀的前角為0°；所述金剛石車刀的刀尖圓弧半徑為0.5?mm～2?mm；所述金剛石車刀的切削刃鈍圓半徑為20?nm～50?nm；所述超精密車削加工的工藝參數為：機床主軸轉速為1200?rpm～1600?rpm，進給量為1?μm/r～10?μm/r，切削深度為1?μm～5?μm。
10.根據權利要求1～4中任一項所述的超光滑拋光加工方法，其特征在于，步驟S3中，還包括：檢測NiP改性反射鏡表面是否滿足超精密車削指標要求，如果不滿足指標要求則跳轉至執行步驟S2，否者跳轉至執行步驟S4。
...【技術特征摘要】
1.一種nip改性反射鏡的超光滑拋光加工方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的超光滑拋光加工方法，其特征在于，步驟s4中，所述超光滑拋光液按照質量百分含量計包含以下原料組分：
3.根據權利要求2所述的超光滑拋光加工方法，其特征在于，所述金屬表面缺陷改善劑為乙二醇、1,4-丁二醇、甘油中的至少一種；所述拋光磨料為氧化硅；所述氧化劑為過氧化氫；所述絡合劑為蘋果酸、乙酸、檸檬酸、水楊酸、乳酸、甘氨酸、丙氨酸中的至少一種；所述表面活性劑為硬脂酸鈉、硬脂酸鉀、十二烷基苯磺酸鈉中的至少一種；所述ph調節劑為氫氧化鉀、氫氧化鈉、醋酸鈉、碳酸鈉、硼酸鈉中的至少一種。
4.?根據權利要求3所述的超光滑拋光加工方法，其特征在于，步驟s4中，所述超光滑拋光加工的工藝參數為：采用的拋光盤為瀝青拋光盤或阻尼布拋光盤，所述拋光盤的大小為所述nip改性反射鏡尺寸的四分之一至十六分之一，所述拋光盤的形狀與所述nip改性反射鏡相適配，使所述拋光盤與所述nip改性反射鏡貼合，采用的加工路徑為光柵或螺旋掃描路徑，采用的拋光頭的自轉轉速為80?rpm～120?rpm，拋光氣壓為0.01?mpa～0.5?mpa。
5.根據權利要求1～4中任一項所述的超光滑拋光加工方法，其特征在于，步驟s1中，在反射鏡基體表面制備nip改性層，包括以下步驟：
6.?根據權利要求5所述的超光滑拋光加工方法，其特征在于，步驟s1-1中，采用化學鍍鎳的方式在反射鏡基體表面制備nip改性層；所述nip改性層的厚度為80?μm～120?μm；...
【專利技術屬性】
技術研發人員：賴濤，徐超，彭小強，劉俊峰，胡皓，關朝亮，
申請(專利權)人：中國人民解放軍國防科技大學，
類型：發明
國別省市：
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