CN109571296A - 一种高自锐性的研磨垫 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及磨料磨具技术领域，具体涉及一种高自锐性的研磨垫，其包括用于研磨抛光的研磨层、用于承载研磨层的基材层以及用于支撑基材层和研磨层的支撑层，所述研磨层、基材层和支撑层依次复合，所述研磨层由树脂基体、磨料、水溶性填料组成，在不降低磨料硬度的情况下，便可提高研磨垫的自锐性、切削力和使用寿命。

Description

一种高自锐性的研磨垫
技术领域
本发明涉及磨料磨具技术领域，具体涉及一种高自锐性的研磨垫。
背景技术
磨具的自锐性是指磨具中的磨粒磨钝后，磨削力也随之增大，致使磨粒破碎或脱落，重新露出锋利的刃口，此特性称为“自锐性”。目前提升磨具自锐性的方法是通过降低磨具硬度，或者通过减少结合剂用量，使磨粒与基体结合强度下降，加快磨粒脱落，提升自锐性。但是，一方面降低磨具硬度后，磨具寿命会相应的降低，另一方面结合剂的减少会使得被研磨工件的表面质量下降。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种高自锐性的研磨垫，在不降低磨料硬度的情况下，便可提高研磨垫的自锐性、切削力和使用寿命。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种高自锐性的研磨垫，其包括用于研磨抛光的研磨层、用于承载研磨层的基材层以及用于支撑基材层和研磨层的支撑层，所述研磨层、基材层和支撑层依次复合。
基材层对研磨层起承载作用，使磨料可以在基材层上进行涂覆并在基材层上固化形成层状物，支撑层用于支撑基材层，使基材层保持平整，不易发生弯曲或褶皱现象，进而使磨料涂覆于基材层表面后，可以固化形成平整的研磨层，避免由于基材层表面凹凸不平造成涂覆于基材层表面的磨料厚度不均匀或磨料表面不平整影响研磨垫的研磨效果。
其中，所述研磨层由树脂基体、磨料、水溶性填料组成。
所述研磨层各原料的重量份数如下：
树脂基体 15-45份
磨料 80-120份
水溶性填料 10-25份
所述水溶性填料为碳酸氢钠颗粒和氢氧化钙颗粒中的至少一种。
本发明通过在研磨层的原料组份中添加碳酸氢钠、氢氧化钙水溶性填料，使研磨垫在不降低磨料硬度的情况下，便可提高研磨垫的自锐性，保证研磨垫在研磨过程中其切削力保持不变，且研磨垫具有更高的切削力和更长的使用寿命。当添加的水溶性填料的量过多时，研磨垫的研磨层容易磨损，降低研磨垫的使用寿命，当添加的水溶性填料的量过少时，研磨垫的自锐性下降，影响研磨垫的切削力和使用寿命，研磨后容易在工件表面产生划痕。
通过采用上述重量份数的树脂基体，使制得的研磨垫的磨料能与树脂基体和基材层紧密结合，磨料不易脱落，提高了研磨垫的使用寿命。具体地，所述树脂基体可以为环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂中的至少一种，且可根据需要向树脂基体中添加功能助剂，如抗老化剂、增韧剂等。
优选地，所述水溶性填料为碳酸氢钠颗粒和氢氧化钙颗粒按重量比为6-9:1组成的。
氢氧化钙微溶于水，碳酸氢钠易溶于水，相对于单独添加碳酸氢钠，将氢氧化钙和碳酸氢钠按上述重量比复合使用时，研磨垫的自锐性、切削力更加的稳定，且更有利于提高研磨垫的自锐性能，使研磨垫研磨时的切削力更加不易发生变化，研磨效果更好，且使用寿命更长。当氢氧化钙的含量过多时，研磨层的自锐性下降。
优选地，所述水溶性填料的粒径为3-10μm，有利于提高研磨层的自锐性、切削力和使用寿命。当水溶性填料的粒径过小时，研磨垫的使用寿命较短，当粒径过大时，研磨垫的切削力下降。
优选地，所述磨料的粒径为25-35μm，有利于提高研磨层的自锐性、切削力和使用寿命。当磨料的粒径过小时，研磨垫的使用寿命下降，且研磨效率较低，当磨料的粒径过大时，磨料容易在工件表面产生划痕，研磨抛光效果差，且自锐性降低。
其中，所述磨料为金刚石、氧化铝、氧化铬、氧化铁、氧化镁中的至少一种。本发明通过采用上述种类的磨料，研磨抛光效果好，优选地，所述磨料为金刚石，金刚石具有极高的硬度，颗粒外形尖锐锋利，对于不同硬度的材料都具有很好的磨削作用，对于存在软硬相差悬殊的不同相的合金试样抛光效果较好。此外，金刚石磨料磨削寿命长，切削能力高，因而磨料消耗少，同时还可以使试样表面基本不产生形变扰乱层。
其中，所述支撑层为PP、PVC、PE、PS和ABS树脂中的至少一种制成板材，所述基材层由PET或PBT树脂制成。
其中，所述支撑层的厚度为1.5-2.5mm，所述基材层的厚度为0.1-0.2mm，所述研磨层的厚度为0.5-1.5mm。
本发明通过采用上述厚度的支撑层、基材层和研磨层使制得的研磨垫表面平整度高，研磨层厚度均匀，且研磨效果好，研磨垫的使用寿命高。当支撑层的厚度小于1.5mm时，支撑层的强度较小，对基材层和研磨层的支撑力较小，磨料涂覆于基材层表面时，基材层和支撑层受力不均匀容易发生弯曲或表面向下凹陷的现象，使制得的研磨层厚度不均匀，影响研磨垫的研磨效果。当研磨层的厚度过小时，特别是小于0.5mm时，研磨层的研磨效果差，使用寿命短。当基材层的厚度过小，特别是小于0.1mm时，基材层容易发生褶皱，影响磨料的涂覆效果，容易使制得的研磨垫的研磨层厚度不均匀，而当支撑层、基材层或研磨层的厚度过大时，制得的研磨垫的整体厚度较大，影响研磨垫的适用范围。
本发明的有益效果在于：本发明通过在研磨层的原料组份中添加碳酸氢钠、氢氧化钙水溶性填料，并严格控制水溶性填料的添加量和粒径，使研磨垫在不降低磨料硬度的情况下，便可提高研磨垫的自锐性，保证研磨垫在研磨过程中其切削力保持不变，且研磨垫具有更高的切削力和更长的使用寿命，切削力可达15μm/min，使用寿命可达150min。
附图说明
图1是研磨垫的结构示意图；
图2是研磨层的结构示意图。
其中，图中各附图的标记：1、研磨层；2、基材层；3、支撑层；4、树脂基体；5、磨料；6、水溶性填料。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例及附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种高自锐性的研磨垫，其结构如图1和图2所示，包括用于研磨抛光的研磨层1、用于承载研磨层1的基材层2以及用于支撑基材层2和研磨层1的支撑层3，所述研磨层1、基材层2和支撑层3通过依次复合。其中，所述支撑层3为PP树脂制成的板材，所述基材层2由PET树脂制成，所述支撑层3的厚度为2mm，所述基材层2的厚度为0.15mm，所述研磨层1的厚度为1mm。
其中，支撑层3和基材层2可通过胶水固定，所述研磨层1由树脂基体4、磨料5和水溶性填料6混合均匀后，涂覆于基材层2上固化而成，固化温度为60℃，固化时长为0.5h。
其中，树脂基体4的重量份数为30份，磨料5的重量份数为100份，水溶性填料6的重量份数为15份。
所述水溶性填料6由碳酸氢钠颗粒，所述水溶性填料6的粒径为5μm，所述磨料5的粒径为30μm，所述磨料5为金刚石，所述树脂基体4为环氧树脂。
实施例2
实施例2与实施例1的不同之处在于，实施例2的水溶性填料6的粒径为3μm。
实施例3
实施例3与实施例1的不同之处在于，实施例3的水溶性填料6的粒径为10μm。
实施例4
实施例4与实施例1的不同之处在于，实施例4的水溶性填料6的重量份数为5份。
实施例5
实施例5与实施例1的不同之处在于，实施例5的水溶性填料6的重量份数为10份。
实施例6
实施例6与实施例1的不同之处在于，实施例6的水溶性填料6的重量份数为25份。
实施例7
实施例7与实施例1的不同之处在于，实施例7的水溶性填料6由碳酸氢钠颗粒和氢氧化钙颗粒按重量比为7.5:1组成。
实施例8
实施例8与实施例1的不同之处在于，实施例8的支撑层3的厚度为1.5mm，基材层2的厚度为0.1mm，研磨层1的厚度为0.5mm。
树脂基体4的重量份数为15份，磨料5的重量份数为80份，水溶性填料6的重量份数为15份。
实施例9
实施例9与实施例1的不同之处在于，实施例9的支撑层3的厚度为2.5mm，基材层2的厚度为0.2mm，研磨层1的厚度为1.5mm。
树脂基体4的重量份数为45份，磨料5的重量份数为120份，水溶性填料6的重量份数为15份。
对比例1
对比例1与实施例1的不同在于，对比例1不添加水溶性填料6。
测试实施例1-7及对比例1制得的研磨垫的平均切削力和使用寿命，并将结果记录于表1。
表1实施例1-7及对比例1制得的研磨垫的平均切削力及寿命结果汇总表
每隔15min测试实施例1-7及对比例1制得的研磨垫的切削力大小，并将结果记录于表2。
表2实施例1-7及对比例1制得的研磨垫的切削力结果汇总表
经试验发现，实施例8-9的试验结果与实施例1的试验结果基本相同。
由表1可知，当碳酸氢钠颗粒的添加量为15重量份，粒径在5-10μm时，制得的研磨垫的切削力在6-15μm/min之间，研磨垫寿命在45-150min之间；当碳酸氢钠颗粒的粒径为5μm，添加的重量份数为10-25份时，制得的研磨垫的切削力在8-13μm/min，研磨垫寿命在60-130min之间，其中，实施例1当碳酸氢钠颗粒的添加量为15重量份，粒径为5μm时，其使用寿命和切削力均较高。
当水溶性填料6为碳酸氢钠和氢氧化钙混合时，研磨垫的切削力和自锐性均较高，其切削力为15μm/min，研磨垫寿命为130min，与实施例1相比可知，实施例7的研磨垫的切削力和寿命均高于单独添加碳酸氢钠颗粒时的切削力和寿命，因此，碳酸氢钠颗粒和氢氧化钙颗粒混合并按本发明的重量比进行复配使用更有利于提高研磨垫的自锐性、切削力和使用寿命。
当碳酸氢钠的添加量为5重量份时，研磨垫切削力和自锐性均较差，其切削力为2μm/min，且随着研磨时间延长，切削力逐渐减小，寿命无限长，单独添加碳酸氢钠时，碳酸氢钠的添加量在10-25重量份时其切削力和使用寿命更优良。
由对比例1可知，当不添加水溶性填料6时，研磨垫的自锐性和切削力均较差，且随着研磨时间延长，切削力逐渐减小。
由表2可知，实施例1-3和实施例5-7的研磨垫的自锐性良好，切削力随着研磨时间的增长基本没有发生改变，而实施例4以及对比例1的自锐性和切削力均较低，随着研磨时间的增长切削力逐渐下降，且研磨后的产品表面容易产生划痕。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高自锐性的研磨垫，其特征在于：包括用于研磨抛光的研磨层、用于承载研磨层的基材层以及用于支撑基材层和研磨层的支撑层，所述研磨层、基材层和支撑层依次复合。
2.根据权利要求1所述的一种高自锐性的研磨垫，其特征在于：所述研磨层由树脂基体、磨料、水溶性填料组成。
3.根据权利要求2所述的一种高自锐性的研磨垫，其特征在于：所述研磨层各原料的重量份数如下：
树脂基体 15-45份
磨料 80-120份
水溶性填料 10-25份
所述水溶性填料为碳酸氢钠颗粒和氢氧化钙颗粒中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的一种高自锐性的研磨垫，其特征在于：所述水溶性填料为碳酸氢钠颗粒和氢氧化钙颗粒按重量比为6-9:1组成的。
5.根据权利要求2所述的一种高自锐性的研磨垫，其特征在于：所述水溶性填料的粒径为3-10μm。
6.根据权利要求2所述的一种高自锐性的研磨垫，其特征在于：所述磨料的粒径为25-35μm。
7.根据权利要求2所述的一种高自锐性的研磨垫，其特征在于：所述磨料为金刚石、氧化铝、氧化铬、氧化铁、氧化镁中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的一种高自锐性的研磨垫，其特征在于：所述支撑层为PP、PVC、PE、PS和ABS树脂中的至少一种制成板材，所述基材层由PET或PBT树脂制成。
9.根据权利要求1所述的一种高自锐性的研磨垫，其特征在于：所述支撑层的厚度为1.5-2.5mm，所述基材层的厚度为0.1-0.2mm。
10.根据权利要求1所述的一种高自锐性的研磨垫，其特征在于：所述研磨层的厚度为0.5-1.5mm。
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