【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于多晶金刚石片超精密加工，主要涉及一种用于加工多晶金刚石片超硬精磨砂轮及其制备方法。
技术介绍
1、金刚石具有极高的硬度、良好的化学稳定性、高热传导率、高弹性模量、大电阻、宽带隙、较宽的透光波段（从红外到紫外） 及低摩擦系数等优越的物理化学、光学和热学性质，金刚石广泛应用于机械加工、宝玉石加工、电子电器制造以及钻探开采等工业领域，但由于金刚石的各向异性、超强硬度、韧性较差等特点，导致金刚石的硬度、强度、透光性、热传导率等优越性难以发挥出来，甚至完全丧失材料本身原本可以达到的功效。为实现金刚石原子尺度加工，实现金刚石片平坦化，采用现在常有的磨具在加工时，容易出现表面质量达不到使用要求且加工时间极长，不满足工业化生产需要，本专利技术为了解决以上问题和风险，采用特殊配方，引入纳米颗粒，实现金刚石片的平坦化要求。
2、目前，多晶金刚石片加工多采用传统的机械加工方式，使用不同粒度的砂子研磨抛光的方式进行，只采取一种方式来达到想要的表面粗糙度和面型精度ttv，这种机械加工方式导致加工周期至少20天以上，存在加工周期太长，且成品存在微裂纹、裂片等缺陷，产品的质量一致性较差。
3、申请人以粗磨+精磨来替换现有的机械抛光，粗磨主要为了去量和磨平整，精磨则是为了降低损伤层和去量，从而整体提高生产效果和产品的成品率。其中，粗磨工艺申请人已经单独进行了专利申请，采用粗磨工艺可以最终获得表面和亚表面损伤小的多晶金刚石片表面，粗糙度为≤30nm，面型精度ttv≤10微米，同时还使加工周期由现有的20天左右缩短至10天以内
4、本申请是以粗糙度为≤30nm、面型精度ttv≤10微米的多晶金刚石片表面（可以采用传统的机械研磨抛光获得，也可以采用申请人的粗磨工艺获得）为加工对象进行精磨加工。采取砂轮精磨的方式对多晶金刚石片进行去量和降低粗磨带来的损伤层，保证金刚石片在后续研磨的时候，片子内应力比较少，不容易破损，以期提高多晶金刚石片的加工效率和质量。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于克服现有技术缺陷，提供一种用于加工多晶金刚石片超硬精磨砂轮，其可用于精磨加工多晶金刚石片用，具有加工效率高和加工后的金刚石片表面面型好，可直接流转进入后道抛光工序，减少抛光加工量，提高加工效率和质量。
2、本专利技术还提供了上述用于加工多晶金刚石片超硬精磨砂轮的制备方法。
3、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
4、一种用于加工多晶金刚石片超硬精磨砂轮，其主要由下述质量份的原料制成：
5、金刚石：20-50质量份；
6、纳米氧化铜：5-20质量份；
7、碳化硅：10-30质量份；
8、氧化锆：5-15质量份；
9、冰晶石：1-6质量份；
10、液态树脂结合剂：10-35质量份；
11、玻璃空心球：1-5质量份；
12、偶联剂：0-3质量份。
13、具体的，所述金刚石可以为w1- w3的金刚石。所述纳米氧化铜粒径范围在50-100nm。所述氧化锆为w0.5-w2的氧化锆。
14、进一步的，所述碳化硅可以由5-15质量份的碳化硅w1.5和5-15质量份的碳化硅w0.5混合组成。即，本申请优选的配方为：金刚石20-50质量份、纳米氧化铜5-20质量份、碳化硅w1.5 5-15质量份、碳化硅w0.5 5-15质量份、氧化锆5-15质量份、冰晶石1-6质量份、液态树脂结合剂10-35质量份、玻璃空心球1-5质量份、偶联剂0-3质量份。
15、进一步的，所述液态树脂结合剂是将酚醛树脂和丙酮按质量比1：1-3混合溶解后获得。因砂轮配方中其它组分比较细，容易团聚且不容易混合均匀，且金刚石磨料不容易裸露磨削用的尖角，采取这种方法是为了降低各个组分的表面能，让它们在液体里进行充分混合，降低团聚和完全包裹金刚石磨料，提高磨料出刃强度和提高砂轮磨削能力。
16、本专利技术提供了一种上述用于加工多晶金刚石片超硬精磨砂轮的制备方法，其包括如下步骤：
17、（1）把玻璃空心球、金刚石、碳化硅、氧化锆、冰晶石烘干（可以在70-100℃的烘箱内烘1-3h用以去除水分）后，混合过筛，备用；
18、（2）把纳米氧化铜与液态树脂结合剂、偶联剂混合超声，备用；
19、（3）把步骤（2）所得物料和步骤（1）所得物料混合后超声，并烘至半干，备用；
20、（4）把步骤（3）所得物料混合过50-80#筛后备用；
21、（5）把步骤（4）混合物过100-140#筛后备用，此步骤完成造粒；
22、（6）把步骤（5）所得物料投入磨具后在压机中压制成型，然后进行烧结，烧结后按要求加工成固定尺寸，即得。
23、具体的，步骤（6）中，压制成型时在温度120-195℃下进行，可以提前把压机预热到120-195℃均可，然后把模具推入到压机内，在5分钟内，用压机把装有混合物料的模具压到设定的砂轮尺寸，然后保温40-70分钟，推出压机，卸掉模具。脱模后的磨具样块放入烧结炉进行二次烧结，烧结是在120-180℃下保温1-3h。
24、本专利技术用于加工多晶金刚石片超硬精磨砂轮，该砂轮中纳米氧化铜颗粒对多晶金刚石进行加工后，由于纳米氧化铜的颗粒尺寸较小且硬度适中，可以在金刚石片表面产生摩擦和磨损，从而实现抛光效果。同时纳米氧化铜还具有一定的化学反应性，与金刚石片表面的杂质和氧化层发生反应，使其被去除，从而提高了表面质量。添加氧化锆颗粒对多晶金刚石片进行加工后，由于碳化硅和氧化锆都具有较高的硬度，能够有效地与金刚石片表面产生摩擦和磨损作用，这可以帮助去除金刚石片表面的不平整、瑕疵和氧化层等杂质，使得金刚石片表面变得更加光滑。碳化硅和氧化锆颗粒在磨削过程中能够相对均匀地分布在金刚石片表面，这有助于保持抛光的一致性和稳定性。均匀分布的颗粒可以更均匀地划破金刚石片表面，使表面磨擦更加均匀，进一步提高了抛光的效果。添加冰晶石因其具有高硬度和耐磨性，能够与金刚石片表面产生摩擦和磨损。它的硬度足够高，可以有效地去除金刚石片表面的不平整和瑕疵，提供更光滑的表面。与其他磨料相比，冰晶石加工金刚石片的过程相对温和，冰晶石磨削时生成的热量较低，减少了金刚石片受热导致的变形和应力集中的可能性，有利于保持金刚石片的稳定性和形状。玻璃空心球具有较小的颗粒尺寸和相对均匀的形态，这使得它们在砂轮表面与金刚石片接触时能够产生均匀的力和摩擦作用，提高了表面的光滑度和一致性；同时空心球可以起到容屑和散热的作用，减少了金刚石片受热导致的形状变化和应力集中的风险，这种温和加工特性有助于保持金刚石片的稳定性和形状，并提供更好的表面质量。
25、和现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
26、磨削过程中，砂轮中的纳米氧化铜颗粒可实现抛光效果，并化学反应去除金刚石片表面的杂质和氧化层，提高表面质量。添加的碳化硅和氧化锆颗粒能够有效去除不平整和瑕疵，提供更光本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于加工多晶金刚石片超硬精磨砂轮，其特征在于，主要由下述质量份的原料制成：金刚石：20-50质量份；
2.如权利要求1所述用于加工多晶金刚石片超硬精磨砂轮，其特征在于，所述金刚石为w1- w3的金刚石。
3.如权利要求1所述用于加工多晶金刚石片超硬精磨砂轮，其特征在于，所述纳米氧化铜粒径50-100 nm。
4.如权利要求1所述用于加工多晶金刚石片超硬精磨砂轮，其特征在于，所述碳化硅由5-15质量份的碳化硅w1.5和5-15质量份的碳化硅w0.5混合组成。
5.如权利要求1所述用于加工多晶金刚石片超硬精磨砂轮，其特征在于，所述氧化锆为w0.5-w2的氧化锆。
6.如权利要求1所述用于加工多晶金刚石片超硬精磨砂轮，其特征在于，所述液态树脂结合剂是将酚醛树脂和丙酮按质量比1：1-3混合溶解后获得。
7.权利要求1至6任一所述用于加工多晶金刚石片超硬精磨砂轮的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
8.如权利要求7所述用于加工多晶金刚石片超硬精磨砂轮的制备方法，其特征在于，步骤（6）中，压制成型时
...【技术特征摘要】
1.一种用于加工多晶金刚石片超硬精磨砂轮，其特征在于，主要由下述质量份的原料制成：金刚石：20-50质量份；
2.如权利要求1所述用于加工多晶金刚石片超硬精磨砂轮，其特征在于，所述金刚石为w1- w3的金刚石。
3.如权利要求1所述用于加工多晶金刚石片超硬精磨砂轮，其特征在于，所述纳米氧化铜粒径50-100 nm。
4.如权利要求1所述用于加工多晶金刚石片超硬精磨砂轮，其特征在于，所述碳化硅由5-15质量份的碳化硅w1.5和5-15质量份的碳化硅w0.5混合组成。
5.如权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：惠珍，朱建辉，赵延军，邵俊永，闫宁，
申请(专利权)人：郑州磨料磨具磨削研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：
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