CN107160297B - 一种触摸屏玻璃磨削用金刚石磨头及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种触摸屏玻璃磨削用金刚石磨头及其制备方法，该金刚石磨头的原料包括金属结合剂和金刚石。所述金属结合剂包括70～90%重量百分比的Cu80Sn20预合金粉末、5～10%Sn粉末、1～5%稀土氧化物、1～5%TiH2粉末和1～5%活性碳粉。本发明涉及一种针对高强度、超薄触摸屏玻璃磨削加工的金属结合剂的磨头，该金刚石磨头具有较高的锋利度、保型及耐磨性能，并且能降低玻璃表面与亚表面损伤程度，提高加工玻璃的表面质量。

Description

一种触摸屏玻璃磨削用金刚石磨头及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种触摸屏玻璃磨削用金刚石磨头。具体地说是涉及一种新型金属结合剂金刚石磨头。
背景技术
触摸屏广泛应用于智能手机、平板电脑、笔记本电脑、电子书、游戏机等领域，并得到了飞速发展。触屏的主要制造工艺包括：玻璃母基板进行金属线镀膜和BM/ITO镀膜，再经过切割、研磨为小基板,再经机械抛光研磨或化学强化，修整玻璃边缘的细微裂痕。为了达到单片玻璃高强度的要求，必须采用强化玻璃当作母基板材质，其切割加工难度加大，且容易产生切割后的玻璃边缘的崩边，造成玻璃强度降低。通常使用金刚石砂轮进行精密磨削以消除崩边裂纹，降低亚表面损伤，提高表面质量。
触屏玻璃精密磨削的金刚石砂轮多采用电镀金刚石精密磨削砂轮。电镀金刚石砂轮金刚石与镀层及钢基体之间的结合强度低，因此砂轮在使用过程中金刚石磨粒受力、受热易脱落，导致砂轮寿命较短，以致CNC精密加工机床换刀次数频繁，影响生产节拍，降低了生产效率。此外，电镀金刚石砂轮的制备工艺简单，成本低，但存在一定程度的废液、废气对环境的影响。此外，电镀Ni工艺中对操作工人也存在皮肤过敏等健康方面的影响。
发明内容
本发明的目的在于提针对现有电镀金刚石精密磨削砂轮加工高强度、超薄的触摸屏玻璃时存在的缺陷，提出一种新型金属结合剂金刚石磨头及其制备方法，本发明的新型金属结合剂金刚石磨头适用于高强度、超薄的触摸屏玻璃的加工，并且具有有较高的锋利度和耐磨性能，能降低玻璃表面与亚表面损伤程度，提高加工玻璃的表面质量。
为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：
一种触摸屏玻璃磨削用金刚石磨头，该金刚石磨头的原料包括金属结合剂和金刚石。所述金属结合剂包括70～90%重量百分比的Cu80Sn20预合金粉末、5～10%Sn粉末、1～5%稀土氧化物、1～5%TiH2粉末和1～5%活性碳粉。所述的稀土氧化物为氧化镧（La2O3）或者氧化铈(CeO2)粉末。磨头使用的金刚石占工具的体积比为7.25%～50%，粒度为120～5000目。
一种触摸屏玻璃磨削用金刚石磨头制备方法，其包括以下步骤：
步骤（1），将权利要求1所述的结合剂和金刚石混合物按照比例称量后加入润湿剂放到高能球磨机进行球磨，球磨时间24h，获得磨头制备原材料。
将步骤（1）获得的磨头制备原材料投入到到钢质模具模腔内进行冷压，冷压压力为5～20MPa，之后将冷压毛坯放入石墨模具内进行热压烧结。热压烧结参数为：压力为5～30MPa，烧结温度为600～800℃，保压时间为10～30min，之后采用快速风冷或水冷方法，使模具冷却至200℃以下，脱模；之后使用电火花或机械加工方法修整成所需形状尺寸。
本发明还可以通过如下方案进一步完善：
所述磨头使用的金刚石占工具的体积比为18%～25%较为合适，过高则易使粉料混合不均匀，出现结团，加工面易出现划伤现象，过低则出现损耗过快，砂轮寿命降低。
所述Sn粉末含量对预合金粉末的烧结温度有很大影响，结合剂中Sn粉末的重量分数为5%～8%较合适。
所述稀土氧化物能净化热压烧结后Cu-Sn合金的晶界，提高结合剂本身的强度及对金刚石的把持强度。结合剂中稀土氧化物的重量分数为1%～3%较合适。
所述TiH2粉末含有碳化物形成元素，其与金刚石易形成碳化物，实现金刚石与结合剂的化学结合，提高金刚石微粉在结合剂中的把持强度。结合剂中TiH2粉末的重量分数为1%～本发明与现有技术相比，具有以下优点：
（1）本发明的新型金属结合剂金刚石磨头适用于高强度、超薄触摸屏玻璃的加工，并且具有较高的锋利度、保型和耐磨性能，能降低玻璃表面与亚表面损伤程度，提高加工玻璃的表面质量。
（2）本发明的新型金属结合剂金刚石磨头可替代传统的电镀金刚石精密磨削砂轮，其使用热压烧结工艺对环境无污染。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细描述：
实施例1
一种触摸屏玻璃磨削用金刚石磨头，该金刚石磨头的原料包括金属结合剂和金刚石。所述金属结合剂包括90%重量百分比的Cu80Sn20预合金粉末、5%Sn粉末、2%稀土氧化物、2%TiH2粉末和1%活性碳粉。所述的稀土氧化物为氧化铈(CeO2)粉末。磨头使用的金刚石磨料占工具的体积比为25%，粒度为500目。
一种触摸屏玻璃磨削用金刚石磨头制备方法，包括如下步骤：
步骤（1），将权利要求1所述的结合剂和金刚石混合物按照比例称量后加入润湿剂放到高能球磨机进行球磨，球磨时间24h，获得磨头制备原材料。
步骤（2），将步骤（1）获得的磨头制备原材料投入到到钢质模具模腔内进行冷压，冷压压力30MPa，之后将冷压毛坯放入石墨模具内进行热压烧结。热压烧结参数为：压力为30MPa，烧结温度为750℃，热压烧结时间为20min，之后采用快速风冷或水冷方法，使模具冷却至200℃以下，脱模；之后使用电火花或机械加工方法修整成所需形状尺寸。
实施例2
一种触摸屏玻璃磨削用金刚石磨头，该金刚石磨头的原料包括结合剂和金刚石。所述结合剂包括85%重量百分比的Cu80Sn20预合金粉末、10%Sn粉末、1.5%稀土氧化物、2%TiH2粉末和1.5%活性碳粉。所述的稀土氧化物为氧化镧（La2O3）粉末。磨头使用的金一种触摸
玻璃磨削用金刚石磨头制备方法，包括如下步骤：
步骤（1），将权利要求1所述的结合剂和金刚石混合物按照比例称量后加入润湿剂放到高能球磨机进行球磨，球磨时间24h,获得磨头制备原材料。
步骤（2），将步骤（1）获得的磨头制备原材料投入到到钢质模具模腔内进行冷压，冷压压力为30MPa，之后将冷压毛坯放入石墨模具内进行热压烧结。热压烧结参数为：压力为30MPa，烧结温度为680℃，热压烧结时间为15min，之后采用快速风冷或水冷方法，使模具冷却至200℃以下，脱模；之后使用电火花或机械加工方法修整成所需形状尺寸。

Claims (6)

1.一种触摸屏玻璃磨削用金刚石磨头，该金刚石磨头的原料包括金属结合剂和金刚石；所述金属结合剂包括70～90％重量百分比的Cu80Sn20预合金粉末、5～10％Sn粉末、1～5％稀土氧化物、1～5％TiH2粉末和1～5％活性碳粉；所述磨头使用的金刚石占工具的体积比为7.25％～50％，粒度为120～5000目。
2.根据权利要求1所述的一种触摸屏玻璃磨削用金刚石磨头，其特征在于原料中添加所述的稀土氧化物为氧化镧(La2O3)或者氧化铈(CeO2)粉末，粉末粒度为1～5微米。
3.根据权利要求1所述的一种触摸屏玻璃磨削用金刚石磨头，其特征在于原料中添加所述的TiH2粉末，粉末粒度为1～5微米。
4.根据权利要求1所述的一种触摸屏玻璃磨削用金刚石磨头，其特征在于原料中添加的活性炭粉末，粉末粒度为1～2微米。
5.根据权利要求1所述的一种触摸屏玻璃磨削用金刚石磨头，其特征在于一种触摸屏玻璃磨削用金刚石磨头制备方法，其包括以下步骤：
步骤(1)，将权利要求1所述的金属结合剂和金刚石混合物按照比例称量后加入润湿剂放到高能球磨机进行球磨，球磨时间24h，以进行充分混合，获得磨头制备原材料；
步骤(2)，将步骤(1)获得的磨头制备原材料投入到到钢质模具模腔内进行冷压，冷压压力为5～20MPa，之后将冷压毛坯放入石墨模具内进行热压烧结。
6.根据权利要求5所述的一种触摸屏玻璃磨削用金刚石磨头，其特征在于热压烧结参数为：压力为5～30MPa，烧结温度为600～800℃，保压时间为10～30min，之后采用快速风冷或水冷方法，使模具冷却至200℃以下，脱模；之后使用电火花或机械加工方法修整成所需形状尺寸。
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