专利名称：缎面处理硬质材料的工艺的制作方法缎面处理是一种表面精加工操作，意在提供一种介于高光和亚光外观 之间的特殊的外观。它可用于诸如玻璃、金属、塑料或甚至是木头等不同 的材料。以获得低光亮度的表面为目的的工艺本质上是化学或机械的，这 取决于待处理的材料。例如，玻璃的缎面处理通常是在以氢氟酸为基的浴中通过刻蚀来进行 的。相比之下，例如钢、金、黄铜等金属通常使用具有二氧化硅或碳化物/ 如金刚砂颗粒的磨轮通过机械研磨来进行缎面处理。在手表制造^f亍业中使用各种材料来制作具有不同外观的表壳或表带。 因此，各种类型的缎面处理工艺被广泛使用。尽管例如陶瓷等硬质材料的 使用在手表制造中非常广泛，但是，至今为止还没有公开这种材料的化学 的或机械的缎面处理工艺。硬质材料被理解为是指维氏硬度高于1000HV的材料。通常这些材料 在化学方面非常稳定、难以机械加工且有利地耐化学刻蚀。在手表制造中， 它们由于其机械属性、特别是由于它们很难被划痕而被使用。例如，它们 被用于生产例如表壳或表带链节等零部件。其表面状态通常被抛光，从而 为它们提供了高光的外观。为了使手表、珠宝或一般性装饰品具有特别美感的外观，如果能够利 用对硬质材料、特别是陶瓷材料进行缎面处理的工艺则是有利的。
本发明提出了这种类型的工艺。由于选择了两种具有特殊性质的磨具， 根据本发明的工艺使得能够获得具有缎面处理的外观的硬质材料表面。更具体地，本发明涉及一种用于将由维氏硬度高于1000HV的材料制 成的、具有待处理表面的工件进行缎面处理的工艺。根据本发明，所述工 艺包括以下主要步骤
提供工件夹具和磨具，该磨具具有衬底和与衬底一体的作用部 分，该作用部分由标准化的颗粒借助于粘合剂聚集形成，
.将工件固定于工件夹具，
. 使工件和磨具具有相对运动，以使得所述表面和作用部分至少 在它们的轨迹的一部分上相接触，以便在所述表面上形成彼此 基本平行的凹槽。 其中，所述作用部分由在衬底上形成规则分布的图案的集块构成。 本发明还涉及一种用于对由维氏硬度高于1000HV的材料制成的、具 有待处理表面的工件进行缎面处理的工艺。根据本发明，所述工艺包括以 下主要步骤
提供工件夹具和磨具，该磨具具有衬底和与衬底一体的作用部 分，该作用部分由标准化的颗粒借助于粘合剂聚集形成，
.将工件固定于工件夹具，
. 使工件和磨具具有相对运动，以使得所述表面和作用部分至少 在工件和磨具的轨迹的一部分上相接触，以便在所述表面上形 成彼此基本平行的凹槽。 其中，所述粘合剂是玻璃质的(vitrifi6)粘合剂。 本发明实际上(还)涉及一种由维氏硬度高于1000HV的材料制成的 装饰品，该装饰品的至少一个表面具有大致为V形的、彼此基本平行的微凹槽。


通过附图可以更容易地理解本发明，其中
图l是待进行根据本发明的手动缎面处理的组件的俯视图2a和图2b示出用于此工艺的两个磨带的各自的表面；
图3是通过电子显微镜拍摄到的、利用根据本发明的工艺进行缎面处
理后的表面的照片；
图4a是用于进行根据本发明的自动缎面处理工艺的組件的第一示例
的示意图4b是用于此工艺的磨轮的轴向截面图5a是用于进行根据本发明的自动缎面处理工艺的组件的第二示例 的示意图；以及
图5b是用于自动加载此笫二组件的工件夹具的示意图。

图1中所示的组件通常包括手动工件夹具10和磨具14,在所述手动 工件夹具10上固定有由石^t材料制成、或具有至少一个由硬质材料制成的 外层的工件12。工件12例如是大致为平行六面体的、具有平的外表面16 的表带链节。作为变型，表面16也可形成环面或球面的一部分。所述硬质 材料为陶瓷材料，例如氧化铝(A1203)、氧化锆(Zr02)、碳化物、氮 化物、金属陶瓷、硬金属或维氏硬度高于IOOOHV的任何其它材料。工件 12事先用本领域技术人员熟知的工艺进行抛光。在一种变型的工艺中，其 可以是以:故烧结或被i几加工的形式。
磨具14由无端研磨带18和各自具有轴线AA和BB的两个引导辊20a 和20b构成，所述引导辊中的至少一个可由电机(未示出)驱动而旋转。 带18被张紧地安^两个引导辊20a和20b上，所述两个引导辊间隔距离 大于其半径之和，使得所述带18可由摩擦力作用进行驱动。所述带由衬底 22 (例如条带(ruban))和与村底22 —体形成的作用部分23构成，所 述作用部分23由研磨颗粒借助于粘合剂聚集而形成。根据本发明，其具有
将在下文中说明的特殊的结构特征。当磨带18运动时，带18的每个颗粒 描划出一轨迹，该轨迹基本刻画在与轴线AA和BB相垂直的平面内。Pi 指的是其中刻画有研磨颗粒的轨迹的相互平行的平面的组。
当磨带18由引导辊20a和20b中的至少一个驱动时，使表面16与其 接触。工件12的纵向轴线定位成垂直于Pt平面。根据希望得到的缎面处 理效果，工件12的纵向轴线也可以设置成平行于颗粒的位移方向，或者与 其形成任何角度。不论工件12相对于颗粒的位移方向如何定向，在缎面处 理操作中都必须保持其基本不变。然后，将工件12轻轻地压靠在磨带18 上，以便刻蚀出深度约为2微米、基本为V形的平行的微凹槽。
为了获得希望的缎面处理效果，工件12保持不动，或以受控的方式沿 刻画在基本与平面R平行的平面P2中的轨迹移位。工件12的这种移位使 得能够在表面16上形成直紋凹槽。在该工艺的变型中，工件12在不平行 于平面Pi的P3中以受控的方式移位，佳:得能够在表面16上形成具有一定 程度的弯曲的平行凹槽。所获得的表面效果是一种沿凹槽的曲线具有反光 的缎面处理效果。不论平面P3相对于平面Pi如何倾斜，工件12和磨带18 之间的相对位移都必须防止不平行的微凹槽在表面16上重叠。实际上，这 种重叠会> 皮坏希望得到的缎面处理效果。特别应当注意，工件12在磨带 18的平面中的移位若与颗粒的轨迹不平行，则会由于相互不平行的凹槽的 重叠而造成并不非常美观的非缎面处理。
当表面16形成纵向和横向曲率半径分别为Rl和Ri的坏面(tore)的 一部分时，工件12对磨带18的压力使其能够变形，以便部分地或完全地 与表面16贴合。如果磨带18的变形不充分，则分别绕工件l2的纵向和横 向轴线的轻微的旋转能使整个表面16和带18相接触。在该工艺的变型中， 可在磨带18后方设置凸轮一一根据工件12相对于带18的定向，所述凸轮 形成曲率半径为Rl或Ri的槽形(gout似re)——以便进行引导并用作工 件12的支承。应当注意到，下面根据图4a和图5a描述的自动工艺特别适 合于对环面(torique)或球形表面进行缎面处理。
图2a中示出了根据本发明的用于对陶瓷工件进行缎面处理的磨带18。
它由用增强纸、布或纸板制成的弹性衬底22和与衬底22 —体的作用部分 23构成，该作用部分23由研磨颗粒24通过粘合剂聚集而形成。研磨颗粒 24是直径约为40微米的标准化的金刚石(diamant)颗粒。根据希望的缎 面处理效果，可以选择大于或小于40微米的颗粒尺寸。
不同于常规的磨布，包括研磨颗粒24的作用部分23不是均匀地、而 是以非均匀且非任意的方式覆盖衬底22。作用部分23以集块分布在衬底 22上，在其表面上形成规则分布的图案。
有利地，这种分布是断续的，如图2a中所示的情况一一其中，作用部 分23在村底22上形成交错成行布置的圆片26。圆片26的直径约为0.7mm， 间隔lmm。每个圆片26都由大量的颗粒24通过例如镍等金属质的 (m6tallique)粘合剂聚集形成。在图2b中所示的磨带18的变型中，作用 部分23以背靠背的马蹄铁形的聚集形式分布在衬底22上。和前面一样， 这些图案在衬底22上交错成行排列。可从3M公司由标号6400J N40 F和 6480 J N40以及从Meister Abrasives公司由标号Dia画Pellet N40和 Dia-LinkN40得到这样的磨带。与所述搮作方法结合使用这些带使得可以 在由硬质材料制成的工件上获得特别具有美感的缎面处理效果。根据本发 明的工艺并不局限于使用上述带。具有按照在衬底表面上规则分布的集块 进行空间分布的作用部分23的任何其它的磨带都是本发明的一部分。
在图3中示出由电子扫描显微镜拍摄的经过缎面处理操作之后的表面 16的照片。表面16被刻画有彼此基本平行的微凹槽，这些凹槽具有大体 呈V形的轮廓，深度在0.1到0.2微米之间，宽度在1到30微米之间。可 见光和微凹槽之间的相互作用造成表面16的缎面处理的外观。
现在参考图4，其中示意性示出了用于进行根椐本发明的自动缎面处 理工艺的第一数控机具。该机具通常包括具有轴线CC的圆柱形工件夹具 30和具有平行于轴线CC的轴线DD的圆柱对称的磨具32。
具有环面外表面16的工件12柔性地固定于工件夹具30上，其纵向轴 线平行于工件夹具30的轴线CC。工件夹具30的半径Rpp——像工件12 的横向曲率半径&一样一一等于工件夹具30的半径和工件12的厚度之 和。
在自动工艺的第一变型中，磨具32由圆柱对称的铝制支承体34构成， 其上固定有磨带18。根据本发明，所述磨带18和用于上述手动工艺的带 是同一类型的。作用部分23以规则分布的集块分布在衬底22上。所述集 块在衬底22上形成间断排列的图案。
在自动工艺的第二变型中，磨具32由圆柱对称铝制支承体34和与支 承体一体的作用部分23形成，该作用部分23由颗粒24粘结在粘合剂中而 形成。作用部分23均匀地分布在衬底22上。根据本发明，所述粘合剂是 玻璃质的。它由基于SiCh、 A1203、 B203、 Na20、 K20、 CaO和ZnO的 陶资化合物构成。这种类型的磨轮为已知，且可在市场上按名称"玻璃质 粘合剂磨轮(meule & liant vitrify)"得到。
如图4b中所示，不论使用何种磨具32，其轴向轮廓都形成半径为RL 的圆弧，该半径Rt对应于表面16的纵向曲率半径。
在其初始位置，工件夹具30和磨具32间隔成大于其半径之和的初始 距离。它们可由电机(未示出)驱动而围绕各自的轴线CC和DD旋转。 此外，磨具32安装成可沿着一轨迹进行平移运动，所述轨迹在与工件接触 之前均为直线、然后为圆形，以便与工件12保持相切。在其轨道的圆形部 分上，工具32与工件夹具30之间的距离d稍小于工件12的厚度e,以便 在其上施加轻孩i的压力。距离d根据希望的缎面处理效果来进行调整。
在操作工艺中，工件夹具30和工具32围绕它们各自的轴线CC和DD 旋转，同时，磨具32在其轨迹上进行平移运动。颗粒和工件12描划出被_ 刻画在一组彼此平行且垂直于轴线CC和DD的平面中的轨迹。&是指在 其中刻画颗粒轨迹的平面的组，P2是指在其中刻画工件12的轨迹的平面 的组。当工具32充分接近工件夹具30时，磨带18和工件12开始接触。 工件夹具30和工具32的组合运动使得能用磨带18处理整个表面16。此 夕卜，在工件12上制成的凹槽为直线的且彼此基本平行，工件12的表面16 具有美观的缎面处理外观。
在此描迷的缎面处理工艺通过工具32的旋转和前进速度以及工件夹
具30的旋转速度这些条件来达到最优。例如，磨具32和工件30的转速分 别为600转每分钟和3转每分钟、磨轮的前进速度为3米每分钟被引述能 得到最佳结果。
很自然这些数值仅适用于进行本发明的工艺的数控机具。它们并不限 制本发明的范围。
应当注意，在用于对环面进行缎面处理的自动工艺的一种变型中，工 件夹具30和工具32的轴线CC和DD可垂直地或以任何其它的朝向布置， 而不偏离本发明的范围。对此，工件夹具30和工具32的几何结构必须适 配于所选择的布置。借助于凹槽的曲率，所得到的缎面处理从而具有特殊 的外观。
根据本发明的自动缎面处理工艺也可应用于具有平的外表面16的工 件12。对此，工件12固定于圆柱形工件夹具30或平面工件夹具上。不论 使用哪种类型的工件夹具，这都是不动的。如上所述，磨具32启动进行旋 转运动和平移运动的组合运动。但是，在此情况下，磨具32的轨迹为直线， 工件夹具30布置成使得表面16定位在工具32的轨迹上，平行于其前iiit 度。工具32的轮廓是直的，以便能和表面16贴合。工具32的旋转速度和 平移速度的最佳值可能和前面引迷的值不同。
最后参考图5a，其中示意性示出了根据本发明的对陶瓷制品进行缎面 处理的工艺的第二組件。该组件包括固定式的工件夹具38以及和前述自动 工艺中所使用的磨具相同的磨具32。在此变型中，磨具32安装成能在固 定的机架40上旋转运动，其轴线EE水平布置。此外，其轴线EE安装成 允许沿形成圆孤的轨迹进行平移运动，所述圓弧的曲率半径(对应于)工 件12的横向曲率半径Rz。工件夹具38 i殳置在机架40附近，以^更工件12 的表面16与工具32在其整个轨迹上都相切。
在操作工艺中，工具32在其轨迹上前后移动，同时绕自身的轴线进行 旋转。其略微压靠工件12,以在整个表面16上形成相互平行的直线凹槽。 从而呈现出緞面加工的外观。
如图5a中所示的组件能够与工件12的自动加载相适应，这4吏得磨具
32可几乎不间断地工作。对此，如图5b的平面图所示，工件夹具38由具 有轴线FF的圆盘42构成，该圆盘42具有围绕其外围规则分布的四个支 承件44a、 44b、 44c、 44d。对于每个支承件44都在进行緞面处理操作之 前自动加载工件12，而在所述操作之后以相同的方式将工件12卸载。在 对工件12的每一表面处理之间，圆盘42转过四分之一，以将一新的工件 呈现给磨带32。
应当注意到，和第一组件相同，用于根据本发明的缎面处理工艺的第 二组件可适用于对平面表面16进行缎面处理。为此，磨具32的轮廓为直 的，且其轴线所沿的轨迹是直线的。
明显地，用来对由硬质材料制成的工件进行缎面处理的自动工艺可使 用诸如对由金属制成的工件进行缎面处理所用的磨具32来进行。例如，可 使用有金刚石或二氧化硅颗粒和合成树脂粘合剂的磨轮。但是，使用这种 磨轮获得的结果与使用根据本发明的磨具获得结果相比在质量上要稍差一 些。


本发明还涉及一种用于对由维氏硬度高于1000HV的材料制成的、具有待处理表面的工件进行缎面处理的工艺，所述工艺包括以下主要步骤提供工件夹具和磨具，该磨具具有衬底和与衬底一体的作用部分，该作用部分由标准化的颗粒借助于粘合剂聚集而形成；将工件固定于工件夹具；对工件和磨具施加相对运动，使得所述表面和作用部分至少在工件和磨具的轨迹的一部分上相接触，以便在所述表面上形成彼此基本平行的凹槽。所述作用部分由在衬底上形成规则分布的图案的集块构成。