CN105922145B - 一种表面抛光金刚石磨盘及其制备方法 - Google Patents

一种表面抛光金刚石磨盘及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于涂附磨具领域，公开了一种表面抛光金刚石磨盘，所述抛光研磨层粘结于基体，所述抛光研磨层由20~50重量份金刚石粉末、20~40重量份结合剂和10~30重量份填料制备而得。本发明还公开了该金刚石磨盘的制备方法。本发明以金刚石微粉作为抛光研磨磨料，金刚石固有的高硬度、耐磨性、高导热率，大大的提升磨具的锋利性和使用寿命；而且可以安装电动角磨机等电力驱动工具进行抛光研磨，工作环境适用性极强，并使得加工效率更高，精密度较植绒磨盘有显著提升，适用于各种非金属材料的抛光研磨。

Description

一种表面抛光金刚石磨盘及其制备方法
技术领域
本发明属于涂附磨具领域，涉及一种表面抛光金刚石磨盘及其制备方法。
背景技术
金刚石是目前世界上已知的硬度最高的材料之一，其具有的硬度高、耐磨性好、导热率高等特点，是普通磨料无法比拟的。金刚石微粉是研磨抛光石材、陶瓷、宝石、光学玻璃等高硬度非金属材料的理想原料。同时金刚石微粉可以人工合成，解决了对环境的污染问题，符合国家在制造业中推行的节能、环保发展战略。
目前市场上的非金属抛光磨盘大多是背部植绒抛光磨盘，使用的动力工具一般为气动工具。植绒抛光磨盘的工作地点局限于拥有空气动力装置，产品的适用性低。气动工具本身动力不强，如果抛光研磨层中采用金刚石作为磨料，工具动力满足不了金刚石本身的自锐力，无法实现以金刚石作为研磨磨料。由于气动工具动力不足，植绒抛光磨盘的加工光洁度和加工效率相对较低，因此有必要开发一种新型非金属材质表面抛光磨盘，适应非金属材质向高效率、长寿命和超精密方向发展的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种实用性强、加工效率高的表面抛光金刚石磨盘。
本发明的另一目的是提供该表面抛光金刚石磨盘的制备方法。
为达到上述目的之一，本发明采用以下技术方案：
一种表面抛光金刚石磨盘，所述金刚石磨盘包括基体和抛光研磨层，所述抛光研磨层粘结于基体，所述抛光研磨层由20～50重量份金刚石粉末、20～40重量份结合剂和10～30重量份填料制备而得。
进一步地，所述金刚石粉末的粒度为W6～W22。
进一步地，所述结合剂为酚醛树脂和/或环氧树脂。
进一步地，所述填料为冰晶石、硫铁矿、重晶石、石膏粉中的至少一种。
进一步地，所述基体为玻璃纤维、工程塑料、尼龙或轻金属。
基体具有良好抗拉伸强度，爆破回转强度＞30000转。
前面所述的金刚石磨盘的制备方法，包括以下步骤：
S1、将金刚石粉末、结合剂和填料混合搅拌均匀；
S2、将S1的物料压制成型，得到坯体；
S3、坯体干燥固化，得到中间体；
S4、在基体涂上粘结剂，与中间体一起固化粘结。
进一步地，所述S2成型的压力为20～30Mpa，温度为80～100℃，保持压力的时间为10～15s。
进一步地，所述S3固化的温度从60℃阶梯式升温至175～195℃，固化总时间为20～30h。固化的过程可以分为10段。
进一步地，所述S3固化的温度为110～130℃，固化时间为3～5h。
进一步地，所述粘结剂为环氧树脂。
坯体的形状可以根据需要制备，例如梯形、长方形、棱柱、新月形、螺旋形等；坯体设有凹槽，深度＞4mm，用途为排屑与注水磨削。
步骤S4，中间体借助不同直径套筒定位，精准排布于基体，套筒直径稍大于所制备产品直径。
步骤S3和S4的固化均有垫板承接。
本发明具有以下有益效果：
本发明以金刚石微粉作为抛光研磨磨料，金刚石固有的高硬度、耐磨性、高导热率，大大提升磨具的锋利性和使用寿命。
本发明的金刚石磨盘采用高抗拉伸强度基体，可以安装电动角磨机等电力驱动工具进行抛光研磨，工作环境适用性极强，可随时在有电源的地点加工作业。电动工具具有高强动力，能在研磨层中使用金刚石微粉作为磨料。高硬度磨料在高动力驱动下，使得加工效率更高，精密度较植绒磨盘有显著提升。
本发明的金刚石磨盘兼具集树脂磨具、金刚石超硬磨具、涂附磨具的优点，可用于石材、地板瓷砖、木材、墙面、玻璃等非金属材料的表面抛光研磨，湿磨干磨通用，适用范围广，具有良好的应用前景，并具有良好的磨削性能和表面加工光洁度。
本发明的金刚石磨盘可以设计成不同尺寸、不同形状的抛光研磨层。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明：
实施例1
将25份粒度为W6的金刚石粉末、40份酚醛树脂和20份冰晶石在混料锅中，密闭搅拌30min以上，充分将物料混合均匀。
选择梯形模具，将混匀后的物料放入模具中摊料，摊平后压制成型，压力为30Mpa，温度为90℃，保持压力的时间为12s，卸模得到梯形状坯体。
将坯体用垫板装好放入窑炉，从60℃开始干燥固化，阶梯式升温至185℃，固化的过程分为10段，固化总时间30h，得到中间体。
在轻金属基体涂上环氧树脂，中间体精准排布于基体，一起固化粘结，固化温度120℃，固化时间4h，得到金刚石磨盘。
实施例2
将35份粒度为W10的金刚石粉末、30份酚醛树脂和15份硫铁矿在混料锅中，密闭搅拌30min以上，充分将物料混合均匀。
选择螺旋形模具，将混匀后的物料放入模具中摊料，摊平后压制成型，压力为23Mpa，温度为80℃，保持压力的时间为10s，卸模得到螺旋形状坯体。
将坯体用垫板装好放入窑炉，从60℃开始干燥固化，阶梯式升温至195℃，固化的过程分为10段，固化总时间25h，得到中间体。
在玻璃纤维基体涂上环氧树脂，中间体精准排布于基体，一起固化粘结，固化温度130℃，固化时间3h，得到金刚石磨盘。
实施例3
将40份粒度为W22的金刚石粉末、30份环氧树脂和18份重晶石在混料锅中，密闭搅拌30min以上，充分将物料混合均匀。
选择新月形模具，将混匀后的物料放入模具中摊料，摊平后压制成型，压力为20Mpa，温度为95℃，保持压力的时间为13s，卸模得到新月形状坯体。
将坯体用垫板装好放入窑炉，从60℃开始干燥固化，阶梯式升温至175℃，固化的过程分为10段，固化总时间20h，得到中间体。
在工程塑料基体涂上环氧树脂，中间体精准排布于基体，一起固化粘结，固化温度110℃，固化时间5h，得到金刚石磨盘。
实施例4
将20份粒度为W10的金刚石粉末、20份环氧树脂和10份石膏粉在混料锅中，密闭搅拌30min以上，充分将物料混合均匀。
选择长方形模具，将混匀后的物料放入模具中摊料，摊平后压制成型，压力为22Mpa，温度为100℃，保持压力的时间为12s，卸模得到长方形坯体。
将坯体用垫板装好放入窑炉，从60℃开始干燥固化，阶梯式升温至190℃，固化的过程分为10段，固化总时间28h，得到中间体。
在尼龙基体涂上环氧树脂，中间体精准排布于基体，一起固化粘结，固化温度120℃，固化时间4h，得到金刚石磨盘。
实施例5
将50份粒度为W16的金刚石粉末、40份环氧树脂和30份冰晶石在混料锅中，密闭搅拌30min以上，充分将物料混合均匀。
选择圆形模具，将混匀后的物料放入模具中摊料，摊平后压制成型，压力为26Mpa，温度为85℃，保持压力的时间为15s，卸模得到圆形坯体。
将坯体用垫板装好放入窑炉，从60℃开始干燥固化，阶梯式升温至180℃，固化的过程分为10段，固化总时间26h，得到中间体。
在玻璃纤维基体涂上环氧树脂，中间体精准排布于基体，一起固化粘结，固化温度120℃，固化时间4h，得到金刚石磨盘。
性能测试
将实施例1～5的金刚石磨盘用于下列非金属材料的磨削，采用电力驱动工具进行抛光研磨，结果下表所示：
试验材料 材料质量 磨削方式 磨削时间 磨盘损耗 材料表面光洁度
实施例1 石材 36g 湿磨 10min 0.75g ▽12
实施例2 瓷砖 43g 湿磨 10min 0.91g ▽10
实施例3 木材 80g 干磨 10min 1.23g ▽8
实施例4 玻璃 100g 湿磨 10min 1.05g ▽10
实施例5 宝石 25g 干磨 15min 0.77g ▽12
市售的普通磨料弹性磨盘磨削性能如下表所示：
试验材料 材料质量 磨削方式 磨削时间 磨盘损耗 材料表面光洁度
石材 13g 干磨 10min 1.6g ▽9
瓷砖 15.3g 干磨 10min 1.9g ▽9
木材 29g 干磨 10min 2.7g ▽8
玻璃 28.5g 干磨 10min 2.6g ▽9
宝石 5g 干磨 15min 2.1g ▽9
从试验可知，本发明的金刚石磨盘适用于各种非金属材料的抛光研磨，相比普通磨料磨盘，磨盘损耗少、材料表面光洁度高，证明本发明的金刚石磨盘具有良好的磨削性能和表面加工光洁度。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种表面抛光金刚石磨盘，所述金刚石磨盘包括基体和抛光研磨层，其特征在于，所述抛光研磨层粘结于基体，所述抛光研磨层由20～50重量份金刚石粉末、20～40重量份结合剂和10～30重量份填料制备而得，所述金刚石粉末的粒度为W6～W22，所述结合剂为酚醛树脂和/或环氧树脂，所述填料为冰晶石、硫铁矿、重晶石、石膏粉中的至少一种，所述基体为玻璃纤维、工程塑料、尼龙或轻金属。
2.权利要求1任一项所述的金刚石磨盘的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将金刚石粉末、结合剂和填料混合搅拌均匀；
S2、将S1的物料压制成型，得到坯体；
S3、坯体干燥固化，得到中间体；
S4、在基体涂上粘结剂，与中间体一起固化粘结。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述S2成型的压力为20～30Mpa，温度为80～100℃，保持压力的时间为10～15s。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述S3固化的温度从60℃阶梯式升温至175～195℃，固化总时间为20～30h。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述S3固化的温度为110～130℃，固化时间为3～5h。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为环氧树脂。
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