一种金刚石砂轮及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种金刚石砂轮及其制造方法，所述金刚石砂轮包括砂轮基材和设置在所述砂轮基材上的磨料层，所述磨料层包括金刚石磨料和金属结合剂，所述金刚石砂轮的制造方法包括以下步骤：(1)对所述砂轮基材的表面进行粗糙化处理，并置入模具中；(2)将所述金属结合剂、所述金刚石磨料和粘度调节剂混合均匀得到混合料；(3)向容置有砂轮基材的所述模具中加入步骤(2)中的混合料，进行加压成型，脱模并干燥后得到砂轮胚体；(4)对所述砂轮胚体进行加热烧结；(5)对加热烧结后的所述砂轮胚体进行修型，得到所述金刚石砂轮。上述制造方法具有工艺简单、易操作的优点，制得的金刚石砂轮自锐性好，同时强度高、耐磨性好。

A diamond grinding wheel and its manufacturing method

The present invention provides a diamond grinding wheel and its manufacturing method, the diamond grinding wheel comprises a grinding wheel substrate and set abrasive layer on the substrate of the grinding wheel, the abrasive layer comprises a metal bonded diamond abrasive and manufacturing method, the diamond grinding wheel comprises the following steps: (1) the surface of the substrate of the rough grinding wheel processing, and placed in a mold; (2) the metal bond, the diamond abrasive viscosity modifier and evenly mixed to obtain a mixture; (3) to the holding step join the mold grinding wheel of a substrate (2) in the mixture, by compression molding, demoulding and drying to obtain the grinding wheel embryo; (4) heating of the grinding wheel body; (5) of the wheel embryo after the heating repair type, the diamond grinding wheel. The manufacturing method has the advantages of simple process and easy operation. The diamond grinding wheel has good self sharpness, high strength and good wear resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种金刚石砂轮及其制造方法
本专利技术涉及一种金刚石砂轮及其制造方法。
技术介绍
蓝宝石、视窗玻璃、磁性材料等脆硬材料广泛应用于手机、精密电子元器件、精密光学器件和高档手表中，由于上述脆硬材料本身的质地具有高硬度和高脆性的特点，因此，研磨加工难度很大。早期采用传统的研磨法进行磨削加工，即用磨粉进行研磨，其缺点是磨粉的消耗量大，大部分磨粉未被充分利用，且研磨过程中产生大量粉尘和污水，对环境造成严重的污染。随着研磨技术的进步，通过结合剂将金刚石磨料固结在一起而制成的金刚石砂轮被开发，并被广泛应用于研磨加工生产中，在金刚石砂轮中，常见的用于固结金刚石磨料的结合剂有树脂结合剂、金属结合剂和陶瓷结合剂，同时金刚石砂轮中还有近年来发展起来的电镀金刚石砂轮。其中，由树脂结合剂固结金刚石磨料制成的金刚石砂轮具有自锐性好、砂轮磨削效率高、磨削发热量小等优点，并且可以改善工件表面的粗糙度；由金属结合剂固结金刚石磨料制成的金刚石砂轮具有强度高、工作面几何形状保持性好、寿命长、耐冲击等优点；由陶瓷结合剂固结金刚石磨料制成的金刚石砂轮在磨削高温下仍能对金刚石磨料保持较高的把持力，砂轮具有使用寿命长、磨削能力强、磨削温度低、自锐性强，锋利状态持久、磨削效率高等优点；电镀金刚石砂轮不需要修整砂轮，磨粒裸露高度较高，容屑空间较大，磨削性能较高，且电镀工艺简单，砂轮制造容易。但是上述结合剂仍不能完全满足金刚石砂轮的要求，其中，树脂结合剂是有机材料，受树脂本身性能限制，砂轮耐热性、耐水性、耐磨性较差，不能进行精密成型磨削；金属结合剂金刚石砂轮自锐性差；在金刚石砂轮制造过程中，陶瓷结合剂对金刚石的润湿性差，大大降低了结合剂对金刚石的把持力，磨具在磨削过程中金刚石容易脱落，损耗大。电镀金刚石砂轮一般采用镀镍层包裹金刚石磨料的方法将金刚石砂轮固定在基材上，属于物理包裹，包裹深度达到金刚石颗粒的2/3以上，只有露出部分具备磨削能力，当露出部分磨损后，砂轮磨削能力急剧下降，同时磨削力增大，发热严重，砂轮将不能继续使用。目前，为了提高金刚石砂轮性能，本领域的研究方向主要集中在新型金刚石砂轮结合剂的开发上。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术一方面提供一种金刚石砂轮的制造方法，所述金刚石砂轮包括砂轮基材和设置在所述砂轮基材上的磨料层，所述磨料层包括金刚石磨料和金属结合剂，所述金刚石砂轮的制造方法包括以下步骤：(1)对所述砂轮基材的表面进行粗糙化处理，并置入模具中；(2)将所述金属结合剂、所述金刚石磨料和粘度调节剂混合均匀得到混合料，其中，所述金属结合剂包括基础成分和在基础成分基础上添加的防裂剂，所述基础成分包括银、铜、钛、铟，所述防裂剂选自碳化钛、氮化钛、碳氮化钛中的至少一种，以重量百分比分计，所述基础成分中各成分和防裂剂的占比分别为：银：40％～60％；铜：20％～30％；钛：0.5％～5％；铟：10％～20％；防裂剂：1％～15％；(3)向容置有砂轮基材的所述模具中加入步骤(2)中的混合料，进行加压成型，脱模并干燥后得到砂轮胚体；(4)对所述砂轮胚体进行加热烧结；(5)对加热烧结后的所述砂轮胚体进行修型，得到所述金刚石砂轮。优选地，步骤(1)中，在所述砂轮基材置入模具之前，在所述砂轮基材的表面涂覆一层所述金属结合剂。优选地，步骤(2)中，所述金属结合剂与所述金刚石磨料的重量比为1：1～10：1。优选地，步骤(2)中，所述粘度调节剂为有机溶剂。优选地，步骤(2)中加压成型时的压力大小为10～100Kg/mm2。优选地，步骤(4)中，在对所述砂轮胚体进行加热烧结之前，对所述砂轮胚体进行初次修型。优选地，步骤(4)中加热烧结时的真空度为10-4～10-8mbar，加热过程为分段加热方式，各段的加热温度和加热时间分别为0～200℃加热5～15min、200～550℃加热3～10min、550～700℃加热3～10min、700～850℃加热3～10min。优选地，步骤(5)中的修型方法为放电修型。优选地，所述放电修型时，放电的电压为100～440V，电流为0.1～100A，进给量为0.01～0.2mm。本专利技术一方面提供一种金刚石砂轮，所述金刚石砂轮通过上述的制造方法制得。与现有技术相比，本专利技术提供的金刚石砂轮及其制造方法至少具有以下有益效果：本专利技术金刚石砂轮的制造方法具有工艺简单、易操作的优点，制得的金刚石砂轮自锐性好，同时强度高、耐磨性好。具体实施方式现在将更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本专利技术更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。本专利技术提供的用于制造金刚石砂轮的金属结合剂，该金属结合剂包括基础成分和在基础成分基础上添加的防裂剂，基础成分包括银、铜、钛、铟，防裂剂选自碳化钛、氮化钛、碳氮化钛中的至少一种，以重量百分比分计，基础成分中各成分和防裂剂的占比分别为：40％～60％的银(Ag)，20％～30％的铜(Cu)，0.5％～5％的钛(Ti)，10％～20％的铟(In)和1％～15％的防裂剂。使用该金属粘合剂，一方面，本专利技术的金属结合剂耐磨性差，结合剂很容易磨损掉，新的金刚石磨料容易露出，具有很好的自锐性，因此能够保持持续的磨削能力；另一方面，专利技术人经研究发现，采用上述配比的金属粘合剂能够显著增强金刚石磨料与粘结剂之间的粘结强度，特别是添加重量比为1％～15％的防裂剂后，该防裂剂能够利用界面反应固定金刚石磨料，其把持力远高于电镀金刚石砂轮的物理包裹固定方式，从而能够大大增加金刚石砂轮的磨削寿命。此外，由于砂轮基材通常采用金属基材，因此，在烧结过程中，该金属粘合剂能够与金属基材熔融在一起，从而有效增强金属粘合剂与砂轮基材的粘结强度。基础成分中的银、铜、钛、铟可分别采用银粉、铜粉、钛粉和铟粉。防裂剂可采用已知的能够增强金刚石磨料与粘结剂之间粘结强度的物质，本专利技术中，防裂剂选自碳化钛(TiC)、氮化钛(TiN)、碳氮化钛(TiCN)中的至少一种，该三种材料具有高硬度、高熔点、耐腐蚀等特性，并能够增强金刚石磨料的结合强度，防止砂轮出现裂纹，是防裂剂的理想材料。在一较佳实施例中，上述金属结合剂中还添加有导电增强剂，通过添加导电增强剂，可使设置在砂轮基材上的包括金刚石磨料和金属结合剂的磨料层具有良好的导电性，在制造砂轮时能够进行放电修型，通过放电修型能够制作各种形状的金刚石砂轮，满足多种需求。作为优选方案，导电增强剂选自金(Au)、石墨烯、Stanene材料中的至少一种，例如，金属结合剂中可单独添加金或石墨烯，也可以同时添加金和石墨烯。Stanene材料是一种新型导电材料，由单层锡原子制成，常温下导电率可达100％，是导电增强剂的理想材料。为有效促进磨料层的导电性，以重量百分比计，金属结合剂中导电增强剂的添加量优选为：0.05％～2％。金属结合剂中同时添加金和石墨烯时，金和石墨烯的添加量可分别为0.05％～1％。本专利技术还提供一种金属结合剂的制备方法，具体包括以下步骤：(1)以重量百分比计，将40％～60％的银、20％～30％的铜、0.5％～5％的钛和10％～20％的铟混合，并于真空条件下加热生成合金。例如，加热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金刚石砂轮的制造方法，所述金刚石砂轮包括砂轮基材和设置在所述砂轮基材上的磨料层，所述磨料层包括金刚石磨料和金属结合剂，其特征在于，所述金刚石砂轮的制造方法包括以下步骤：(1)对所述砂轮基材的表面进行粗糙化处理，并置入模具中；(2)将所述金属结合剂、所述金刚石磨料和粘度调节剂混合均匀得到混合料，其中，所述金属结合剂包括基础成分和在基础成分基础上添加的防裂剂，所述基础成分包括银、铜、钛、铟，所述防裂剂选自碳化钛、氮化钛、碳氮化钛中的至少一种，以重量百分比分计，所述基础成分中各成分和防裂剂的占比分别为：银：40％～60％；铜：20％～30％；钛：0.5％～5％；铟：10％～20％；防裂剂：1％～15％；(3)向容置有砂轮基材的所述模具中加入步骤(2)中的混合料，进行加压成型，脱模并干燥后得到砂轮胚体；(4)对所述砂轮胚体进行加热烧结；(5)对加热烧结后的所述砂轮胚体进行修型，得到所述金刚石砂轮。

【技术特征摘要】
1.一种金刚石砂轮的制造方法，所述金刚石砂轮包括砂轮基材和设置在所述砂轮基材上的磨料层，所述磨料层包括金刚石磨料和金属结合剂，其特征在于，所述金刚石砂轮的制造方法包括以下步骤：(1)对所述砂轮基材的表面进行粗糙化处理，并置入模具中；(2)将所述金属结合剂、所述金刚石磨料和粘度调节剂混合均匀得到混合料，其中，所述金属结合剂包括基础成分和在基础成分基础上添加的防裂剂，所述基础成分包括银、铜、钛、铟，所述防裂剂选自碳化钛、氮化钛、碳氮化钛中的至少一种，以重量百分比分计，所述基础成分中各成分和防裂剂的占比分别为：银：40％～60％；铜：20％～30％；钛：0.5％～5％；铟：10％～20％；防裂剂：1％～15％；(3)向容置有砂轮基材的所述模具中加入步骤(2)中的混合料，进行加压成型，脱模并干燥后得到砂轮胚体；(4)对所述砂轮胚体进行加热烧结；(5)对加热烧结后的所述砂轮胚体进行修型，得到所述金刚石砂轮。2.根据权利要求1所述金刚石砂轮的制造方法，其特征在于，步骤(1)中，在所述砂轮基材置入模具之前，在所述砂轮基材的表面涂覆一层所述金属结合剂。3.根据权利要求1所述金刚石砂轮的制造方法，其特征在于，步骤(2)中，所述金属结合剂与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：上海淳和投资中心有限合伙，
类型：发明
国别省市：上海,31