CN104816257B - 网印式浇铸法金刚石干磨片的制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种网印式浇铸法金刚石干磨片及其制造工艺。所述金刚石干磨片的制备方法是：将以下体积份数的物质30‑50％结合剂，2‑25％金刚石磨料，1‑10％吸热剂，0‑5％发泡剂，5‑12％散热剂和10‑30％辅助磨料加入混料机中搅拌1‑4小时，然后通过网印模将混好的浆料涂刷在纺织品基层上，提起模具在室温下自然固化3‑36小时，或放入烘箱中在60‑300℃的条件下固化1‑42小时之后，在纺织基层底面通过高分子粘接剂粘附一层尼龙扣毛面或尼龙扣钩面，并将边沿修剪整齐得到干磨片成品。本发明设备简单，工艺先进，不仅仅是提高了干磨本身的耐热性能，还可以吸收磨削中产生的大部分热量，直接降低了磨削温度。
Description
技术领域
本发明涉及采用一种针对非金属材料进行研磨抛光加工的金刚石磨片，具体是一种网印式浇铸法金刚石干磨片及其制造工艺。
背景技术
非金属材料在生产和生活中应用越来越广泛，如从水泥地面到花岗岩、大理石、陶瓷地面，玻璃在光伏、手机面板中的广泛应用，以及蓝宝石手机面板的出现。很多领域对加工质量的要求也越来越高，但因为受到材料和环境所限，加工时不适合用冷却液进行冷却，必须采用干磨干抛的加工方法达到所需要的表面加工质量。但又出现另外一个问题，在无冷却液冷却的条件下进行磨削加工，势必使得加工表面温度大幅提高，所以干磨对于磨片的耐高温性能要求也很高，如果磨片耐高温性能不足，在磨削过程中会出现干磨片无法承受而被烧焦、烧伤被加工工件表面；磨片以及加工工件表面变色及粘附残渣等现象，导致削磨不能继续进行、磨片和加工工件发生损坏报废的不良后果。
目前已有用于石材、陶瓷等材料削磨的金刚石干磨片，但现有的金刚石干磨片为了易于散热一般只能将厚度制作的很薄，只能进行短时间的磨削，才能保证干磨片升温不会太高；这些现有的金刚石干磨片都只局限于提高磨片本身的耐热性能，并不能降低磨削的温度，无法满足对于加工磨削量大、升温快、温度高、磨削时间长等工作的要求。
公告号为CN201807975U的实用新型专利公开的金刚石干磨片是在磨 削层上均匀排布有多个凸块，凸块横截面为中空的正3-10边形，且凸块中空的内腔截面为圆形；公告号为CN201799940U的实用新型专利公开的一种金刚石干磨片，其削磨层是由均匀排布在基层体上环状凸块构成。以上两个现有的专利技术均是对干磨片的削磨层结构进行了改进，增加了其散热性，提高了干磨片本身的耐热性，并没有对如何降低磨削温度给出任何改进，也没有对干磨片材料以及生产工艺进行改进。
公告号为CN101722478A的发明专利，公开了一种金刚石干磨片及其制造方法，该干磨片的磨料层是由耐高温树脂、金刚石颗粒和耐磨散热添加剂混合而成，该技术方案通过增加耐磨耐热材料添加剂使磨料层树脂的耐热性明显提高，并将工艺进行了改进，采取先合模热压、后固化的方式成型，可制成较厚的干磨片，该发明制造的金刚石干磨片虽然既可以耐高温，又可以连续长久进行磨削工作，但是同样也只是提高了金刚石干磨片本身的耐热性，并没有对削磨温度进行降低。合模热压的成型方式对设备动力和热力要求较高，不利于节能环保。
发明内容
本发明根据现有技术的不足提供一种采用网印浇铸生产方法制造的网印式浇铸法金刚石干磨片及其制造工艺，该方法制造的金刚石干磨片磨削性能好、被加工表面光洁度高、磨削温度低，不会烧伤被加工表面。
本发明提供的技术方案为：所述一种网印式浇铸法金刚石干磨片，包括基层和磨料工作层，其特征在于所述磨料工作层的材料是由以下体积份数的物质组成：
上述物质的总体积为100％；
其中，所述结合剂采用液体结合剂，或液体结合剂与粉体结合剂按照体积比1.5-4:1混合而成；其中液体结合剂选用环氧树脂或酚醛树脂中的任意一种或几种；粉体结合剂选用聚酰亚胺、三聚氰胺甲醛树脂中的任意一种；
所述金刚石磨料的粒度为：粗粒35/40目至270/325目，微粉级为W40至W0.1；所述超硬磨料为人造金刚石，粗粒度的型号包括GB/T 6405—94中所列：RVD、MBD、SCD要求粒度标准符合GB/T 6406—1996；以及细粒度的包括GB6966.1—86所列MP—SD各主系列和补充系列金刚石微粉。
本发明较优的技术方案：所述辅助磨料为采用氧化铝、氧化锌、氧化锶、氧化铬、碳化硅和碳化钨中的一种或任意几种，也可以采用其它的金属氧化物或碳化物；所述吸热剂为冰晶石；所述发泡剂采用十二烷基硫酸钠、碳酸盐、水玻璃、碳黑、烷烃和氟碳化合物中的一种或任意几种；所述散热剂采用铜粉、铝粉、铁粉、镍粉中的一种或任意几种，也可以采用其它导热性好的金属粉末。
本发明较优的技术方案：所述基层是由纺织层与尼龙粘扣的毛面或勾面通过高分子粘接剂粘合在一起的复合材料，磨料工作层设置在纺织层的表面，所述纺织层为棉布、帆布、人造纤维布或无纺布中的任意一种。
本发明提供的另一种技术方案：所述一种网印式浇铸法金刚石干磨片的制造工艺，其特征在于具体步骤如下：
(1)按照上述配方准备磨料层的材料，并将所有材料加入混料机中搅拌1-4小时至充分混匀配制成磨料层浆料；按照上述配方中体积份数的物料混合均匀后均能形成粘度合适的浆料，可以自然成型；
(2)将准备好的纺织品基层平铺在一个平面工作台上，然后根据干磨片结构设计图选用与设计图纸相匹配的网印模具压在纺织品的上面；所述网印模具是采用铁板、胶木板或刚性板材制作的具有几何图形镂空的模具，模具上的镂空几何图形是根据干磨片设计图纸选定，确保制造出来的干磨片与设计的干磨片相匹配；现在一般是圆形基层上均匀分布六边形或圆形、三角形磨料凸起小齿；所以配套的模具上的镂空几何图形为在一定直径的圆面上均匀分布的六边形镂空或圆形镂空或三角形镂空，也可以是其它几何图形的镂空。
(3)把步骤(1)中混合好的磨料层浆料倒在模具上，并将浆料压实刮平，使磨料层浆料从网印模具的镂空部位透过模具附着在纺织品上，然后将模具提起，并对附着的浆料形状进行修正，使其规范整齐美观，形成干磨片半成品；
(4)将步骤(3)中的干磨片半成品在室温下自然固化3-36小时，或放入烘箱中，在60-300℃的条件下固化1-42小时；
(5)取出固化好的磨片成型料，在纺织基层的底面涂刷高分子粘接剂，并粘附一层尼龙扣毛面或尼龙扣钩面，然后在冲床上用落料冲裁的方法将 边沿修剪整齐，得到干磨片成品。
本发明较优的技术方案：在纺织基层的底面涂刷高分子粘接剂为AB胶、502胶、万能胶(氯丁橡胶)中的一种。
本发明较优的技术方案：所述纺织层为棉布、帆布、人造纤维布或无纺布中的任意一种。
本发明的金刚石干磨片，是以高分子材料为结合剂，以超硬材料为磨料，另外添加成形剂、吸热剂、散热剂、发泡剂、辅助磨料等添加材料，以网印浇筑成型法使浆料附着在纺织品基体上，再在基体上刷胶粘贴一层尼龙粘扣的方法制造。
本发明的配方结合剂采用液体高分子结合剂，可用网印方式成型，室温下不需要施加压力，节能环保高效；而现有技术中采用的高分子结合剂是粉体的，需要加温加压才能成型；本发明的配方中采用了吸热剂，直接降低了磨削表面的温度，很好的保护了磨具本身和被加工表面；而现有技术中只是提高磨具本身的耐热性，对加工表面没能很好地保护，容易造成表面烧伤，影响加工质量。
本发明与现有的金刚石干磨片相比，设备简单，工艺先进。在配方上不仅仅是提高了干磨本身的耐热性能，还同时加入吸热材料和散热材料，可以吸收磨削中产生的大部分热量，直接降低了磨削温度。同时，由于是浆体浇筑成型，可加入发泡剂进行发泡，使磨削层组织内部存在大量气孔，气孔可起到冷却和容屑作用，使得本发明的金刚石干磨片不易堵塞、不会烧伤被加工表面，锋利无比，而且在成型过程中无动力消耗，环保节能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。本发明中的一种网印式浇铸法金刚石干磨片，包括基层和磨料工作层，其特征在于所述磨料工作层的材料由以下体积份数的物质的组成：30-50％结合剂，2-25％金刚石磨料，1-10％吸热剂，0-5％发泡剂，5-12％散热剂，10-30％辅助磨料；以上物质的总体积为100％；其中，所述结合剂采用液体结合剂，或液体结合剂与粉体结合剂按照体积比1.5-4:1混合而成；其中液体结合剂选用环氧树脂或酚醛树脂中的任意一种或几种；粉体结合剂选用聚酰亚胺、三聚氰胺甲醛树脂中的任意一种。
所述金刚石磨料的粒度为：粗粒35/40目至270/325目，微粉级为W40至W0.1；所述辅助磨料为采用金属氧化物或碳化物如：氧化铝、氧化锌、氧化锶、氧化铬、碳化硅和碳化钨中的一种或任意几种；所述基层是由纺织层与尼龙粘扣的毛面或勾面通过高分子粘接剂粘合在一起的复合材料，磨料工作层设置在纺织层的表面；所述纺织层为棉布、帆布、人造纤维布或无纺布中的任意一种；所述吸热剂为冰晶石；所述发泡剂采用十二烷基硫酸钠、碳酸盐、水玻璃、碳黑、烷烃和氟碳化合物中的一种或任意几种；所述散热剂采用导热性好的金属粉末如：铜粉、铝粉、铁粉、镍粉中的一种或任意几种。
本配方结合剂采用的高分子结合剂是液体的，所以可用网印方式成型，室温下不需要施加压力，节能环保高效，并采用了吸热剂，直接降低了磨削表面的温度，很好的保护了磨具本身和被加工表面。
实例一：一种网印式浇铸法金刚石干磨片，具体的制造步骤如下：
(1)按照以下体积份数称取磨料工作层的材料：40％体积份的液体酚醛 树脂，5％体积份的液体环氧树脂，21％体积份的金刚石磨料，2％体积份的冰晶石，5％体积份的十二烷基硫酸钠，10％体积份的铜粉，17％体积份的氧化锌；
(2)将上述所有的物质加入混料机中搅拌2小时至充分混匀，配制成磨料层浆料，以上组分的体积份数的物料混合均匀后能形成粘度合适、并可自然成型的浆料；
(3)将准备好的棉布基层平铺在一个平面工作台上，然后根据干磨片结构设计图选用与设计图纸相匹配的网印模具置于纺织品的表面；
(4)把步骤(1)中混合好的磨料层浆料倒在模具上，使用专用刮刀和滚压辊子将浆料压实刮平，使磨料层浆料从网印模具的镂空部位透过模具附着在棉布上，然后将模具提起，并对附着的浆料形状进行修正，使其规范整齐美观，形成与设计图纸一致的干磨片半成品；
(5)将步骤(4)中干磨片半成品放入烘箱在185℃下，固化6小时，再在棉布基体上涂刷AB胶，粘附一层尼龙扣毛面，在冲床上用落料冲裁的办法将边沿修剪整齐，最后打印商标包装形成干磨片成品。
实例二：一种网印式浇铸法金刚石干磨片，具体的制造步骤如下：
(1)按照以下体积份数称取磨料工作层的材料：32％体积份的液体环氧树脂，8％体积份的三聚氰胺甲醛树脂，15％体积份的金刚石磨料，8％体积份的冰晶石，12％体积份的铜粉，15％体积份的碳化硅；10％体积份的氧化锌；
(2)将上述所有的物质加入混料机中搅拌1小时至充分混匀，配制成磨料层浆料；
(3)将准备好的棉布基层平铺在一个平面工作台上，然后根据干磨片结构设计图选用与设计图纸相匹配的网印模具置于纺织品的表面；
(4)把步骤(1)中混合好的磨料层浆料倒在模具上，使用专用刮刀和滚压辊子将浆料压实刮平，使磨料层浆料从网印模具的镂空部位透过模具附着在棉布上，然后将模具提起，并对附着的浆料形状进行修正，使其规范整齐美观，形成与设计图纸一致的干磨片半成品；
(5)将步骤(4)中干磨片半成品在自然条件下固化36小时，再在棉布基体上涂刷AB胶，粘附一层尼龙扣毛面，在冲床上用落料冲裁的办法将边沿修剪整齐，最后打印商标包装形成干磨片成品。
实例三：一种网印式浇铸法金刚石干磨片，具体的制造步骤如下：
(1)按照以下体积份数称取磨料工作层的材料：30％体积份的液体酚醛，15％体积份的聚酰亚胺，25％体积份的金刚石磨料，3％体积份的冰晶石；12％体积份的铝粉，10％体积份的氧化锶；5％体积份的氧化铝；
(2)将上述所有的物质加入混料机中搅拌4小时至充分混匀，配制成磨料层浆料；
(3)将准备好的棉布基层平铺在一个平面工作台上，然后根据干磨片结构设计图选用与设计图纸相匹配的网印模具置于纺织品的表面；
(4)把步骤(1)中混合好的磨料层浆料倒在模具上，使用专用刮刀和滚压辊子将浆料压实刮平，使磨料层浆料从网印模具的镂空部位透过模具附着在棉布上，然后将模具提起，并对附着的浆料形状进行修正，使其规范整齐美观，形成与设计图纸一致的干磨片半成品；
(5)将步骤(4)中干磨片半成品在放入烘箱中加热至280℃固化24小 时，再在棉布基体上涂刷万能胶(氯丁橡胶)，粘附一层尼龙扣毛面，在冲床上用落料冲裁的办法将边沿修剪整齐，最后打印商标包装形成干磨片成品。
实例四：一种网印式浇铸法金刚石干磨片，具体的制造步骤如下：
(1)按照以下体积份数称取磨料工作层的材料：45％体积份的环氧树脂液，12％体积份的金刚石磨料，6％体积份的冰晶石，3％体积份的十二烷基硫酸钠，12％体积份的铜粉，9％体积份的碳化硅；13％体积份的氧化铝。
(2)将上述所有的物质加入混料机中搅拌3小时至充分混匀，配制成磨料层浆料；
(3)将准备好的棉布基层平铺在一个平面工作台上，然后根据干磨片结构设计图选用与设计图纸相匹配的网印模具置于纺织品的表面；
(4)把步骤(1)中混合好的磨料层浆料倒在模具上，使用专用刮刀和滚压辊子将浆料压实刮平，使磨料层浆料从网印模具的镂空部位透过模具附着在棉布上，然后将模具提起，并对附着的浆料形状进行修正，使其规范整齐美观，形成与设计图纸一致的干磨片半成品；
(5)将步骤(4)中干磨片半成品在放入烘箱中加热至70℃固化4小时，再在棉布基体上涂刷AB胶，粘附一层尼龙扣毛面，在冲床上用落料冲裁的办法将边沿修剪整齐，最后打印商标包装形成干磨片成品。
实例五：一种网印式浇铸法金刚石干磨片，具体的制造步骤如下：
(1)按照以下体积份数称取磨料工作层的材料：33％体积份的液体酚醛树脂，10％体积份的三聚氰胺甲醛树脂，10％体积份的金刚石磨料，5％体积份的冰晶石，12％体积份的铜粉，30％体积份的碳化硅；
(2)将上述所有的物质加入混料机中搅拌3小时至充分混匀，配制成磨料层浆料；
(3)将准备好的棉布基层平铺在一个平面工作台上，然后根据干磨片结构设计图选用与设计图纸相匹配的网印模具置于纺织品的表面；
(4)把步骤(1)中混合好的磨料层浆料倒在模具上，使用专用刮刀和滚压辊子将浆料压实刮平，使磨料层浆料从网印模具的镂空部位透过模具附着在棉布上，然后将模具提起，并对附着的浆料形状进行修正，使其规范整齐美观，形成与设计图纸一致的干磨片半成品；
(5)将步骤(4)中干磨片半成品在烘箱内185摄氏度条件下固化36小时，再在棉布基体上涂刷万能胶，粘附一层尼龙扣毛面，在冲床上用落料冲裁的办法将边沿修剪整齐，最后打印商标包装形成干磨片成品。
以上五个实施例中制备的干磨片成品经过检测各项性能如下：
| 项目 | 本项目产品 | 现有产品 | 本产品优势 |
| 成型能耗(千瓦小时/片.) | 0 | 2 | 节能100％ |
| 生产效率(片/分钟) | 40/5 | 8/30 | 提高30倍 |
| 使用寿命(小时) | 3 | 0.5 | 延长6倍 |
| 磨削效率(千克/小时) | 2.57 | 1.89 | 提高35.97％ |
| 生产环境(粉尘污染) | 无 | 有 | 环保 |
Claims (6)
1.一种网印式浇铸法金刚石干磨片的制造工艺，包括基层和磨料工作层，其特征在于所述磨料工作层的材料是由以下体积份数的物质组成：
上述物质的总体积为100％；
其中，所述结合剂采用液体结合剂，或液体结合剂与粉体结合剂按照体积比1.5-4:1混合而成；其中液体结合剂选用环氧树脂或酚醛树脂中；粉体结合剂选用聚酰亚胺、三聚氰胺甲醛树脂中的任意一种；
所述金刚石磨料的粒度为：粗粒35/40目至270/325目，微粉级为W40至W0.1；
所述辅助磨料为：氧化铝、氧化锌、氧化锶、氧化铬、碳化硅和碳化钨中的一种或任意几种；
所述基层是由纺织层与尼龙粘扣的毛面或勾面通过高分子粘接剂粘合在一起的复合材料层，磨料工作层设置在纺织层的表面；所述纺织层为棉布或人造纤维布；
其具体制备步骤如下：
(1)按上述配方准备磨料层的材料，并将所有材料加入混料机中搅拌1-4小时至充分混匀配制成磨料层浆料；
(2)将准备好的纺织层平铺在一个平面工作台上，然后根据干磨片结构设计图选用与设计图纸相匹配的网印模具置于纺织品的表面；
(3)把步骤(1)中混合好的磨料层浆料倒在模具上，并将浆料压实刮平，使磨料层浆料从网印模具的镂空部位透过模具附着在纺织层上，然后将模具提起，完成成型过程，形成干磨片半成品；
(4)将步骤(3)中的干磨片半成品在室温下自然固化3-36小时，或放入烘箱中，在185-300℃的条件下固化6-42小时；
(5)取出固化好的干磨片半成品，在纺织层的底面涂刷高分子粘接剂，并粘附一层尼龙扣毛面或尼龙扣钩面，然后在冲床上用落料冲裁的方法将边沿修剪整齐，得到干磨片成品。
2.根据权利要求1所述的一种网印式浇铸法金刚石干磨片的制造工艺，其特征在于：所述吸热剂为冰晶石。
3.根据权利要求1所述的一种网印式浇铸法金刚石干磨片的制造工艺，其特征在于：所述发泡剂采用十二烷基硫酸钠、碳酸盐、水玻璃、碳黑、烷烃和氟碳化合物中的一种或任意几种。
4.根据权利要求1所述的一种网印式浇铸法金刚石干磨片的制造工艺，其特征在于：所述散热剂采用铜粉、铝粉、铁粉、镍粉中的一种或任意几种。
5.根据权利要求1所述的一种网印式浇铸法金刚石干磨片的制造工艺，其特征在于：步骤(2)中的所述网印模具是采用胶木板或刚性板材制作的具有几何图形镂空的模具。
6.根据权利要求1所述的一种网印式浇铸法金刚石干磨片的制造工艺，其特征在于：步骤(5)中在纺织基层的底面涂刷高分子粘接剂为AB胶、502胶、万能胶中的一种。
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