CN106799685A - 一种金刚石磨料磨具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种金刚石磨料磨具，由如下原料制备后得到，包括：金刚石、辅助磨料、氯化钠、填料和结合剂。本发明提供了一种能够增强金刚石磨料磨具在使用时使金刚石出刃的助剂，在金刚石磨料磨具的配方中加入氯化钠，可以增强金刚石在研磨过程中的出刃，有效的避免金刚石研磨过程中出现的钝化现象，提高了金刚石磨具的磨削力。该方法操作简便，成本低廉，且能有效降低加工产品的表面粗糙度，改善所加工产品的表面品质。
Description
技术领域
本发明属于超硬材料工具制造及光学器件加工技术领域，涉及一种金刚石磨料磨具，尤其涉及一种金刚石固结磨料磨具。
背景技术
固结磨具，是磨料(磨削材料)，通过结合剂等辅助原料将磨料固定在研具表面，制成的具有一定形状和一定磨削能力的工具，包括磨削轮、磨盘、磨削砂带、研磨器、衍磨器、研抛砂带以及超精研抛器等等。
采用固结磨具研磨被称为固结磨料研磨，固结磨料研磨是针对离散磨料研磨的缺点经改进、创新而来的，是通过将研磨膏固化，制成专用磨具进行研磨加工。与离散研磨相比研磨效率、研磨质量都得到了大幅度提高。首先磨料固结后相当于将磨料镶嵌在研具体上，使得参与切削的磨料数量大大提高；且磨料被固定后避免了磨粒在研具下面的挤压及滚动作用，提高了工件的表面质量，研磨后不存在由散料挤压形成的凹坑，研磨表面呈现光亮的金属光泽，研磨轨迹为周向同心的环形条纹，符合相关制造标准中关于法兰密封面加工的规定。另外在固结磨料研磨过程中，通过定时对工件表面进行清洗，将磨钝的磨料清洗掉，大大减少了磨料的损耗，而且研具一经制作成功就不需再另外投入磨料，研磨过程中只需加入一定量的研磨润滑剂即可，磨料节省达90％以上，大大降低了研磨成本。
在固结磨料磨具中，超硬磨料固结磨具是由金刚石或立方氮化硼等与结合剂固结成的磨具。由于金刚石或立方氮化硼具有很好的耐磨性能，因而超硬磨料固结磨具在各个领域有着广泛的用途。目前，国内大多数玻璃、陶瓷加工企业开始逐渐采用固结磨料研磨法，以解决传统的游离磨料研磨存在的操作繁琐，原材料浪费，加工产品的表面品质低下，加工成本高的问题。而且固结磨料研磨工艺具有较高的加工效率和产品表面质量，操作简便，可以有效的降低生产成本。
但是固结磨料磨具在研磨过程中，由于磨料承受着较大的压力、冲击力，磨料容易出现钝化的现象，从而难以长时间的进行有效磨削，必须要频繁的进行磨盘修刃，不仅浪费了生产时间和劳动力等生产成本，而且还会造成产品质量不稳定，品质下降。
因此，如何得到一种具有更好的固结磨料磨具，减少磨盘修刃的次数，增加有效磨削的时间，已成为业内诸多具有下游应用厂商广泛关注的焦点之一。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种金刚石磨料磨具，特别是金刚石固结磨料磨具本发明提供的金刚石磨料磨具能够长时间保持锋刃性，磨削力稳定，有效的减少了磨盘修刃的次数，节省了生产时间和产品稳定性，提高了金刚石磨料磨具的使用寿命。
本发明提供了一种金刚石磨料磨具，由如下原料制备后得到，
包括：金刚石、辅助磨料、氯化钠、填料和结合剂。
优选的，所述氯化钠的质量占所述原料质量的比值为1％～10％。
优选的，所述金刚石的粒径为4～100μm。
优选的，所述辅助磨料包括碳化硅、三氧化二铝、二氧化硅、氧化铬和氧化铈中的一种或多种；
所述填料包括碳酸钙、硅酸钙、硫酸钡、碳酸氢钠和氧化镁中的一种或多种；
所述结合剂包括树脂和/或金属粉。
优选的，所述树脂包括酚醛树脂、环氧树脂、新酚树脂、聚氨酯树脂、聚酰亚胺树脂和光敏树脂中的一种或多种；
所述金属粉包括铁粉、铜粉、锡粉和铝粉中的一种或多种。
优选的，所述辅助磨料的质量占所述原料质量的比值为10％～30％；
所述填料的质量占所述原料质量的比值为30％～60％；
所述结合剂的质量占所述原料质量的比值为30％～50％。
优选的，所述原料还包括辅助试剂；
所述辅助试剂的质量占所述原料质量的比值为：1％～5％。
优选的，所述辅助试剂包括石墨、二硫化钼、邻苯二甲酸酯、硅烷偶联剂和玻璃纤维中的一种或多种。
优选的，所述制备的方法包括液压成型法、浇注法、液体静压法、振动法成型、气体喷射成型法和手捣成型法中的一种或多种；
所述磨料磨具包括磨盘、砂轮、研磨垫和锯片中的一种或多种。
本发明还提供了一种磨料磨具，由如下原料制备后得到，
包括：磨料、辅助磨料、氯化钠、填料和结合剂；
所述氯化钠的质量占所述原料质量的比值1％～10％。
本发明提供了一种金刚石磨料磨具，由如下原料制备后得到，包括：金刚石、辅助磨料、氯化钠、填料和结合剂。与现有技术相比，本发明针对现有的固结磨料磨具在研磨过程中，由于磨料承受着较大的压力、冲击力，磨料容易出现钝化的现象，从而难以长时间的进行有效磨削，必须要频繁的进行磨盘修刃的缺陷，本发明提供了一种能够增强金刚石磨料磨具在使用时使金刚石出刃的助剂，在金刚石磨料磨具的配方中加入氯化钠，可以增强金刚石在研磨过程中的出刃，有效的避免金刚石研磨过程中出现的钝化现象，提高了金刚石磨具的磨削力。该方法操作简便，成本低廉，且能有效降低加工产品的表面粗糙度，改善所加工产品的表面品质。
实验结果表明，本发明提供的金刚石磨料磨具在使用过程中，可以长时间的保持锋刃性，磨削力稳定，减少了磨盘修刃的次数，提高金刚石磨料磨具的使用寿命。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对发明权利要求的限制。
本发明所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。
本发明所有原料，对其纯度没有特别限制，本发明优选采用工业纯或超硬材料工具制造及光学器件加工内使用的常规纯度。
本发明提供了一种金刚石磨料磨具，其特征在于，由如下原料制备后得到，
包括：金刚石、辅助磨料、氯化钠、填料和结合剂。
本发明对所述金刚石没有特别限制，以本领域技术人员熟知的用于制备磨料磨具的金刚石即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、产品要求及质量要求进行选择和调整，本发明所述金刚石的粒径优选为4～100μm，更优选为9～90μm，更优选为29～70μm，最优选为39～60μm。
本发明对所述氯化钠的含量没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际应用情况、产品要求及质量要求进行选择和调整，本发明为进一步提高磨料磨具的性能，所述氯化钠的质量优选占所述原料质量的比值1％～10％，更优选为2％～9％，更优选为3％～8％，最优选为4％～7％。
本发明对所述辅助磨料没有特别限制，以本领域技术人员熟知的用于制备磨料磨具的辅助磨料即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、产品要求及质量要求进行选择和调整，本发明所述辅助磨料优选包括碳化硅、三氧化二铝、二氧化硅、氧化铬和氧化铈中的一种或多种，更优选为碳化硅、三氧化二铝、二氧化硅、氧化铬或氧化铈，最优选为碳化硅、三氧化二铝或二氧化硅。
本发明对所述辅助磨料的含量没有特别限制，以本领域技术人员熟知的用于制备磨料磨具的辅助磨料的含量即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、产品要求及质量要求进行选择和调整，本发明为进一步提高磨料磨具的性能，所述辅助磨料的质量优选占所述原料质量的比值为10％～30％，更优选为13％～27％，最优选为15％～25％。
本发明对所述填料没有特别限制，以本领域技术人员熟知的用于制备磨料磨具的填料即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、产品要求及质量要求进行选择和调整，本发明所述填料优选包括碳酸钙、硅酸钙、硫酸钡、碳酸氢钠和氧化镁中的一种或多种，更优选为碳酸钙、硅酸钙、硫酸钡、碳酸氢钠或氧化镁，最优选为碳酸钙、硅酸钙或硫酸钡。
本发明对所述填料的含量没有特别限制，以本领域技术人员熟知的用于制备磨料磨具的填料的含量即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、产品要求及质量要求进行选择和调整，本发明为进一步提高磨料磨具的性能，所述填料的质量优选占所述原料质量的比值优选为30％～60％，更优选为35％～55％，最优选为40％～50％。
本发明对所述结合剂没有特别限制，以本领域技术人员熟知的用于制备磨料磨具的结合剂即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、产品要求及质量要求进行选择和调整，本发明所述结合剂优选包括树脂结合剂和/或金属粉结合剂。
本发明对所述树脂的选择没有特别限制，以本领域技术人员熟知的用于制备磨料磨具的树脂结合剂即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、产品要求及质量要求进行选择和调整，本发明所述树脂结合剂优选包括酚醛树脂、环氧树脂、新酚树脂、聚氨酯树脂、聚酰亚胺树脂和光敏树脂中的一种或多种，更优选为酚醛树脂、环氧树脂、新酚树脂、聚氨酯树脂、聚酰亚胺树脂或光敏树脂，最优选为酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂或光敏树脂。
本发明对所述金属粉的选择没有特别限制，以本领域技术人员熟知的用于制备磨料磨具的金属粉结合剂即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、产品要求及质量要求进行选择和调整，本发明所述金属粉优选包括铁粉、铜粉、锡粉和铝粉中的一种或多种，更优选为铁粉、铜粉、锡粉或铝粉。
本发明对所述结合剂的含量没有特别限制，以本领域技术人员熟知的用于制备磨料磨具的结合剂的含量即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、产品要求及质量要求进行选择和调整，本发明为进一步提高磨料磨具的性能，所述结合剂的质量优选占所述原料质量的比值优选为30％～50％，更优选为32％～48％，最优选为35％～45％。
本发明为进一步提高磨料磨具的加工性能，提升其应对使用条件的全面性，本发明所述原料还包括辅助试剂。
本发明对所述辅助试剂没有特别限制，以本领域技术人员熟知的用于制备磨料磨具的辅助试剂即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、产品要求及质量要求进行选择和调整，本发明所述辅助试剂优选包括石墨、二硫化钼、邻苯二甲酸酯、硅烷偶联剂和玻璃纤维中的一种或多种，更优选为石墨、二硫化钼、邻苯二甲酸酯、硅烷偶联剂或玻璃纤维。
本发明对所述辅助试剂的含量没有特别限制，以本领域技术人员熟知的用于制备磨料磨具的辅助试剂的含量即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、产品要求及质量要求进行选择和调整，本发明为进一步提高磨料磨具的性能，所述辅助试剂的质量优选占所述原料质量的比值优选为1％～5％，更优选为1.5％～4.5％，最优选为2％～4％。
本发明对所述金刚石磨料磨具的制备方法没有特别限制，以本领域技术人员熟知的用于制备磨料磨具的制备方法即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、产品要求及质量要求进行选择和调整，本发明所述制备的方法优选包括液压成型法、浇注法、液体静压法、振动法成型、气体喷射成型法和手捣成型法中的一种或多种，更优选为液压成型法、浇注法、液体静压法、振动法成型、气体喷射成型法或手捣成型法，最优选为液压成型法、浇注法或振动法成型。
本发明对所述金刚石磨料磨具的具体种类没有特别限制，以本领域技术人员熟知的常规金刚石磨料磨具的种类即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、产品要求及质量要求进行选择和调整，本发明所述磨料磨具优选包括磨盘、砂轮、研磨垫和锯片中的一种或多种，更优选为磨盘、砂轮、研磨垫或锯片。
本发明还提供了一种磨料磨具，由如下原料制备后得到，
包括：磨料、辅助磨料、氯化钠、填料和结合剂；
所述氯化钠的质量占所述原料质量的比值1％～10％。
本发明对所述磨料的具体选择没有特别限制，以本领域技术人员熟知的用于常规磨料即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、产品要求及质量要求进行选择和调整，本发明所述磨料优选包括氮化硼磨料、白刚玉、镐刚玉和绿碳化硅中的一种或多种，更优选为氮化硼磨料、白刚玉、镐刚玉或绿碳化硅。
本发明上述辅助磨料、填料和结合剂的选择和优选范围，与前述金刚石磨料磨具中的辅助磨料、填料和结合剂的选择和优选范围一致，在此不再一一赘述。
本发明上述步骤提供了一种金刚石磨料磨具，本发明提供了一种能够增强金刚石磨料磨具在使用时使金刚石出刃的助剂，在金刚石磨料磨具的配方中加入特定含量的氯化钠，随着金刚石磨料磨具的不断研磨过程中，氯化钠逐渐水解，金刚石磨料不断露出新的锋利刀刃，从而使磨削过程持续进行，有效提高了加工效率，并通过其他成分的选择和比例，可以进一步增强金刚石在研磨过程中的出刃，有效避免金刚石出现钝化现象，提高金刚石磨具的磨削力。该方法操作简便，成本低廉，且能有效降低加工产品的表面粗糙度，改善所加工产品的表面品质，而且还能广泛应用于其他固结磨料磨具中。
实验结果表明，本发明提供的金刚石磨料磨具在使用过程中，可以长时间的保持锋刃性，磨削力稳定，减少了磨盘修刃的次数，提高金刚石磨料磨具的使用寿命。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种金刚石磨料磨具进行了详细描述，但是应当理解，这些实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制，本发明的保护范围也不限于下述的实施例。
实施例1
制备金刚石磨具，该磨具主要由以下组分构成：
金刚石的平均粒径为40μm，添加量为10wt.％；
环氧树脂的添加量为40wt.％；
碳酸钙的添加量为40wt.％；
氯化钠的添加量为1wt.％～10wt.％。
在环氧树脂金刚石磨具中加入氯化钠助剂，金刚石模具的磨盘修刃次数、磨削力以及对加工产品(玻璃)表面粗糙度的影响。参见表1。
表1
| 氯化钠含量(wt.％) | 修刃(次/天) | 磨削力(S/C) | 粗糙度(nm) |
| 2.00％ | 2 | 15 | 480 |
| 4.00％ | 1 | 7 | 260 |
| 6.00％ | 3 | 10 | 440 |
| 8.00％ | 2 | 12 | 370 |
| 10.00％ | 3 | 11 | 540 |
实施例2
制备金刚石磨具，该磨具主要由以下组分构成：
金刚石的平均粒径为40μm，添加量为10wt.％；
改性环氧树脂的添加量为40wt.％；
硅灰石的添加量为40wt.％；
氯化钠的添加量为3wt.％。
在改性环氧树脂金刚石磨具中加入氯化钠助剂，金刚石模具的磨盘修刃次数、磨削力以及对加工产品(玻璃)表面粗糙度的影响。参见表2。
表2
| 修刃(次/天) | 磨削力(S/C) | 粗糙度(nm) | |
| 无氯化钠 | 4 | 15 | 480 |
| 添加氯化钠 | 1 | 6 | 230 |
实施例3
制备金刚石磨具，该磨具主要由以下组分构成：
金刚石的平均粒径为40μm，添加量为25wt.％；
酚醛树脂的添加量为35wt.％；
硅灰石的添加量为30wt.％；
氯化钠的添加量为4wt.％。
在酚醛树脂型金刚石磨具中加入氯化钠助剂，其含量对金刚石模具的磨削力以及对加工产品(玻璃)表面粗糙度的影响。参见表3。
表3
| 修刃(次/天) | 磨削力(S/C) | 粗糙度(nm) | |
| 无氯化钠 | 5 | 17 | 510 |
| 添加氯化钠 | 1 | 7 | 220 |
实施例4
制备金刚石磨具，该磨具主要由以下组分构成：
金刚石的平均粒径为30μm，添加量为10wt.％；
光敏树脂的添加量为40wt.％；
氯化钠的添加量为4wt.％。
在光敏树脂型金刚石模具中加入氯化钠助剂，其含量对金刚石模具的磨削力以及对加工产品(玻璃)表面粗糙度的影响。参见表4。
表4
| 修刃(次/天) | 磨削力(S/C) | 粗糙度(nm) | |
| 无氯化钠 | 4 | 13 | 580 |
| 添加氯化钠 | 1 | 6 | 270 |
以上对本发明提供的一种金刚石固结磨料磨具进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，和实施任何结合的方法。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。本发明专利保护的范围通过权利要求来限定，并可包括本领域技术人员能够想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有不是不同于权利要求文字表述的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的文字表述无实质差异的等同结构要素，那么这些其他实施例也应包含在权利要求的范围内。
Claims (10)
1.一种金刚石磨料磨具，其特征在于，由如下原料制备后得到，
包括：金刚石、辅助磨料、氯化钠、填料和结合剂。
2.根据权利要求1所述的金刚石磨料磨具，其特征在于，所述氯化钠的质量占所述原料质量的比值为1％～10％。
3.根据权利要求1所述的金刚石磨料磨具，其特征在于，所述金刚石的粒径为4～100μm。
4.根据权利要求1所述的金刚石磨料磨具，其特征在于，所述辅助磨料包括碳化硅、三氧化二铝、二氧化硅、氧化铬和氧化铈中的一种或多种；
所述填料包括碳酸钙、硅酸钙、硫酸钡、碳酸氢钠和氧化镁中的一种或多种；
所述结合剂包括树脂和/或金属粉。
5.根据权利要求4所述的金刚石磨料磨具，其特征在于，所述树脂包括酚醛树脂、环氧树脂、新酚树脂、聚氨酯树脂、聚酰亚胺树脂和光敏树脂中的一种或多种；
所述金属粉包括铁粉、铜粉、锡粉和铝粉中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的金刚石磨料磨具，其特征在于，所述辅助磨料的质量占所述原料质量的比值为10％～30％；
所述填料的质量占所述原料质量的比值为30％～60％；
所述结合剂的质量占所述原料质量的比值为30％～50％。
7.根据权利要求1所述的金刚石磨料磨具，其特征在于，所述原料还包括辅助试剂；
所述辅助试剂的质量占所述原料质量的比值为1％～5％。
8.根据权利要求1所述的金刚石磨料磨具，其特征在于，所述辅助试剂包括石墨、二硫化钼、邻苯二甲酸酯、硅烷偶联剂和玻璃纤维中的一种或多种。
9.根据权利要求1～8任意一项所述的金刚石磨料磨具，其特征在于，所述制备的方法包括液压成型法、浇注法、液体静压法、振动法成型、气体喷射成型法和手捣成型法中的一种或多种；
所述磨料磨具包括磨盘、砂轮、研磨垫和锯片中的一种或多种。
10.一种磨料磨具，其特征在于，由如下原料制备后得到，
包括：磨料、辅助磨料、氯化钠、填料和结合剂；
所述氯化钠的质量占所述原料质量的比值1％～10％。
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