Método de procesamiento de superficies de varillas láser de cristal de zafiro dopado con titanio

Cristales de gema de titanio Ti:Al₂O₃ (concentración de dopaje 0,35 % en peso de Ti₂O₃), cuyos cristales en bruto se corresponden con el diagrama de flujo del proceso del método de procesamiento de superficie de la varilla láser de cristal de gema de titanio de la presente invención, que se muestra en la Fig. 1. Los pasos específicos de preparación del método de procesamiento de superficie de la varilla láser de cristal de gema de titanio de la presente invención son los siguientes:

<1> Corte de orientación: primero se orienta el cristal de piedra preciosa de titanio y luego se corta en un espacio en blanco con forma de columna tetragonal dejando un margen de procesamiento de aproximadamente 0,4 a 0,6 mm de acuerdo con el tamaño de la varilla láser terminada.

<2>Rectificado grueso y fino de la columna: La pieza bruta de la columna se muele en una sección transversal tetragonal o cilíndrica con abrasivos de carburo de silicio o carburo de boro de 120 a 180 lb en una rectificadora gruesa, con un error de conicidad y redondez de ±0,01 mm.

<3> Procesamiento de la cara final: Barra láser de titanio para gemas, procesando sucesivamente las dos caras de la barra con rectificado de carburo de boro W40, W20 y W10 sobre el disco de acero. Durante el rectificado, se debe prestar atención a la verticalidad de la cara final.

<4> Pulido químico-mecánico: El pulido químico-mecánico consiste en pulir los cristales en la almohadilla de pulido con gotas de una solución de grabado químico preformulada. Se pule la pieza de trabajo y la almohadilla de pulido para asegurar el movimiento relativo y la fricción, mientras que en la suspensión de investigación que contiene el agente de grabado químico (llamado líquido de pulido) se completa el pulido.

<5> Grabado ácido: Tras el pulido descrito anteriormente, las varillas de gemas de titanio se sumergen en una mezcla de H₂SO₄:H₃PO₄ = 3:1 (v/v), a una temperatura de 100-400 °C, y se graban con ácido durante 5-30 minutos. El objetivo es eliminar el pulido superficial de la barra láser causado por el daño mecánico subsuperficial y diversas manchas, para lograr una superficie lisa y plana, con integridad reticular.

<6> TRATAMIENTO TÉRMICO DE SUPERFICIE: Para eliminar aún más las tensiones de superficie y los rayones generados debido al proceso anterior y obtener una superficie aplanada a nivel atómico, la varilla de piedra preciosa de titanio después del grabado ácido se enjuagó con agua desionizada durante 5 minutos, y la varilla de piedra preciosa de titanio se colocó en un entorno de 1360 ± 20 ° C a una temperatura constante de 1 a 3 horas en una atmósfera de hidrógeno y se sometió a un tratamiento térmico de superficie.