CN110370178A - 一种单颗粒有序排列电镀金刚石磨盘及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种单颗粒有序排列电镀金刚石磨盘，包括金属基体，金属基体表面设有多个有序排列的尺寸相同的盲孔，每个所述盲孔内固定连接有一颗粒度略小于盲孔孔径的金刚石。单颗粒有序排列电镀金刚石磨盘的制作方法，包括如下步骤：步骤一，在金属基体表面涂敷一层厚度均匀的油漆后烘干，形成厚度均匀的油漆层；步骤二，在涂敷有油漆的金属基体上开设有序排列的盲孔，其中盲孔的深度略大于步骤一中油漆层的厚度，盲孔的孔径略大于盲孔的深度；步骤三，挑选粒度略小于盲孔孔径的金刚石，放入步骤二中的盲孔内，通过电镀工艺电镀完成后把多余的金刚石和油漆去除。金刚石磨盘磨削精度高，可适用于磨削精度要求很高的陶瓷、半导体材料的工艺中。
Description
技术领域
本发明涉及磨料磨具磨削技术领域，尤其涉及一种单颗粒有序排列电镀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。
磨盘是进行研磨、抛光的一种工具。按磨材性质分，有碳化硅磨盘和金刚石磨盘两大类。碳化硅磨盘成本较低，但磨削性能差，只适用于软质石材，这类磨盘的主要缺点是：消耗大，废弃物多，环境污染大，效率低，生产的产品成本高，切削力弱，能耗高，实用寿命短，更换频繁。金刚石磨盘耐磨性好，磨削效率高，对坚硬耐磨材料的磨削却非常适合，而且性价比明显高于碳化硅磨盘。
现有技术中金刚石磨盘通过如下两种方法制作：第一种是采用电镀工艺把金刚石粉料无序镶嵌在金属圆盘上；第二种是使用丝印工艺制版在金属圆盘上，有序排列分布镶嵌金刚石颗粒到金属圆盘上，因丝印工艺中形成的每个单元的盲孔很浅（只有0.05mm左右），每个单元含有多颗金刚石颗粒镶嵌在金属基体圆盘上。
第一种制作方法的缺点在于：无序排列的金刚石砂面磨削工件时会被工件磨屑堵塞，无法散除磨削工件时产生的一部份热量，经常会出现烧伤工件情况发生，既使加水降温磨削，也会影响磨削效率、效果和寿命，而且磨出来的纹路是不规则的乱纹。
第二种制作方法的缺点在于：有序排列的电镀金刚石磨盘的每个单元都镶嵌多颗数量不一的金刚石颗粒，磨削工件时精度达不到要求的表面高度的一致性，纹路深浅不一，宽窄不一，如磨削精度要求很高的陶瓷、半导体材料等材料时无法使用。每单元镶嵌多颗粒径大小相同的金刚石，如果使用金刚石颗粒静压强度不一样就会出现有些金刚石能磨削工件，有些金刚石已破碎无法磨削工件，在同一个水平面上，就会产生磨出的工件有高低不平的纹路，还会产生乱纹，而不是深浅一致的顺纹，而且多颗金刚石在一个单元点上不能保证堆起的高度每个单元点都一致，有高有低磨削出来的工件就会有深浅不一的纹路，为后序加工消除纹路增加难度。即使使用金刚石颗粒粒度相同，静压强度一样，由于丝印形成的盲孔单元深度只有0.05mm左右，而金刚石是六面体结构，只要它有一个面或点接触到能镶嵌的单元它就会固定在这个单元内，因此每个单元就会有数量不等的金刚石颗粒镶嵌在内，以粒度为80/100的金刚石为例，每个单元的金刚石数量差别约2~3颗。镀好后的磨盘每个单元的体积、金刚石颗粒数会有所不同，就导致磨削要求精度较高的材料，如半导体硅晶片纹路宽窄不一，深浅也不一致，这会影响消除纹路的下道工序效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种单颗粒有序排列电镀金刚石磨盘及其制备方法，以解决上述技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种单颗粒有序排列电镀金刚石磨盘，包括金属基体，所述金属基体表面设有多个有序排列的尺寸相同的盲孔，每个所述盲孔内固定连接有一颗粒度略小于盲孔孔径的金刚石。
进一步的，所述金属基体为圆盘形，表面设有渐开线沟槽。
进一步的，所述盲孔的深度为0.01mm，直径为0.17-0.18，金刚石为粒度80/100的六面体结构。
进一步的，盲孔直径为0.17mm，两个相邻盲孔壁之间最小间距为0.25mm。
上述单颗粒有序排列电镀金刚石磨盘的制作方法，包括如下步骤：
步骤一，在金属基体表面涂敷一层厚度均匀的油漆后烘干，形成厚度均匀的油漆层；
步骤二，在涂敷有油漆的金属基体上开设有序排列的盲孔，其中盲孔的深度略大于步骤一中油漆层的厚度，盲孔的孔径略大于盲孔的深度；
步骤三，挑选粒度略小于盲孔孔径的金刚石，放入步骤二中的盲孔内，通过电镀工艺电镀完成后把多余的金刚石和油漆去除，得到每个盲孔内只镶嵌一颗粒度的单颗粒有序排列电镀金刚石磨盘。
进一步的，步骤一中的油漆为酚醛清漆或酚醇清漆中的一种。
进一步的，步骤一中油漆层的厚度为0.15-0.16mm。
进一步的，步骤二中的盲孔的深度为0.16-0.17mm，盲孔的孔径为0.17-0.18mm。
进一步的，步骤三中金刚石的粒度为80/100，结构为六面体，金刚石的静压强度大于40kg。
本发明的有益效果如下：
1、本发明的单颗粒有序排列电镀金刚石磨盘的每个盲孔内只有粒度在同一范围内的单颗金刚石，磨削纹路宽窄和深度均一致，磨削精度高，可适用于磨削精度要求很高的陶瓷、半导体材料的工艺中。
2、本发明中的金刚石为粒径在一定范围内的六面体结构，六面体结构的金刚石耐冲击和耐压强度高，使用寿命长，从而能保证磨削工件时不会由于一部份金刚石破碎而破坏磨削工件的整体一致性效果，磨削如半导体硅晶片等要求精度极高的材料时，能满足一致性要求，由于金刚石的硬度高、静压强度高，所以能始终保持被磨削面的纹路深浅一致、宽窄一致，为下道工序消除纹路提高效率。
3、本发明的单颗粒有序排列电镀金刚石磨盘的制作方法中盲孔的深度略大于油漆层的厚度，盲孔的孔径略大于盲孔的深度，金刚石的粒度略小于盲孔孔径，因为盲孔较深，此结构能保证每个盲孔只能镶嵌一颗金刚石颗粒，油漆层能起到盲孔模的作用，多余的金刚石颗粒只能浮在涂敷有油漆的金属基体表面上，由于油漆层不导电，金刚石不能镶嵌在油漆层上面，只有镶嵌在盲孔内的那一颗金刚石稳稳的固定在金属基体圆盘上，能保证只有一颗金刚石固定在每个盲孔内。
附图说明
图1是本发明中单颗粒有序排列电镀金刚石磨盘的结构示意图
图2是图1中A处的结构放大示意图；
图3是图1的中心面剖面图；
图4是单颗粒有序排列电镀金刚石磨盘的制作过程中使用的模具中心面剖面图；
图5是通过本发明中的单颗粒有序排列电镀金刚石磨盘的制作方法制作出的金刚石砂盘图片。
图中所示：1-金属基体，2-金刚石，3-渐开线沟槽，4-清漆层。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明的实施例。
实施例1
如图1-3所示，一种单颗粒有序排列电镀金刚石磨盘，包括金属基体1，金属基体1表面设有多个有序排列的尺寸相同的盲孔，每个盲孔内固定连接有一颗粒度略小于盲孔孔径的金刚石2。
上述单颗粒有序排列电镀金刚石磨盘的制作方法，包括如下步骤：
步骤一，在金属基体1表面涂敷一层厚度均匀的油漆后烘干，形成厚度均匀的油漆层；
步骤二，在涂敷有油漆的金属基体1上开设有序排列的盲孔，其中盲孔的深度略大于步骤一中油漆层的厚度，盲孔的孔径略大于盲孔的深度；
步骤三，挑选粒度略小于盲孔孔径的金刚石，放入步骤二中的盲孔内，通过电镀工艺电镀完成后把多余的金刚石和油漆去除，得到上述每个盲孔内只镶嵌一颗粒度的单颗粒有序排列电镀金刚石磨盘。
制作过程中油漆层起到盲孔模的作用，加深盲孔深度，因此能保证盲孔内只能镶嵌一颗金刚石，电镀时因油漆层不导电，多余的金刚石无法固定在金属基体上。
实施例2
如图1-3所示，一种单颗粒有序排列电镀金刚石磨盘，包括圆盘形的金属基体，表面设有渐开线沟槽。金属基体表面还设有多个有序排列的尺寸相同的盲孔，每个所述盲孔内固定连接有一颗略小于盲孔孔径的金刚石。每个盲孔的深度0.01mm，直径为0.17-0.18，金刚石为粒度80/100的六面体结构。
上述单颗粒有序排列电镀金刚石磨盘的制作方法，包括如下步骤：
步骤一，在金属基体表面涂敷一层厚度均匀的油漆后烘干，形成厚度为0.15-0.16mm的均匀的油漆层；
步骤二，在涂敷有油漆的金属基体上开设有序排列的盲孔，盲孔的深度为0.16-0.17mm，盲孔的孔径为0.17-0.18m，其中盲孔的深度略大于步骤一中油漆层的厚度，盲孔的孔径略大于盲孔的深度；
步骤三，挑选粒度为80/100，结构为六面体，静压强度大于40kg的金刚石，金刚石的粒度略小于盲孔孔径，放入步骤二中的盲孔内，通过电镀工艺电镀完成后把多余的金刚石和油漆去除，得到上述每个盲孔内只镶嵌一颗粒度的单颗粒有序排列电镀精钢石磨盘。
实施例3
如图1-3所示，一种单颗粒有序排列电镀金刚石磨盘，包括圆盘形的金属基体，表面设有渐开线沟槽。金属基体表面还设有多个有序排列的尺寸相同的盲孔，每个所述盲孔内固定连接有一颗略小于盲孔孔径的金刚石。盲孔的深度为0.01mm，盲孔直径为0.17mm，两个相邻盲孔壁之间最小间距为0.25mm。
如图4所示，上述单颗粒有序排列电镀金刚石磨盘的制作方法，包括如下步骤：
步骤一，在金属基体表面涂敷一层厚度为0.15mm的均匀的酚醛清漆或酚醇清漆后烘干，形成厚度均匀的清漆层4；
步骤二，采用电火花工艺在涂敷有油漆的金属基体上开设有序排列的盲孔，盲孔的深度为0.16mm（金属基体上的盲孔深度为0.01mm），盲孔的孔径为0.17mm，盲孔壁之间最小间距为0.25mm。
步骤三，挑选粒度为80/100，结构为六面体，静压强度大于40kg的金刚石，放入步骤二中的盲孔内，通过电镀工艺电镀完成后把多余的金刚石和清漆层4去除，得到上述每个盲孔内只镶嵌一颗粒度的单颗粒有序排列电镀金刚石磨盘。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种单颗粒有序排列电镀金刚石磨盘，包括金属基体，其特征在于，所述金属基体表面设有多个有序排列的尺寸相同的盲孔，每个所述盲孔内固定连接有一颗粒度略小于盲孔孔径的金刚石。
2.根据权利要求1所述的一种单颗粒有序排列电镀金刚石磨盘，其特征在于，所述金属基体为圆盘形，表面设有渐开线沟槽。
3.根据权利要求1所述的一种单颗粒有序排列电镀金刚石磨盘，其特征在于，所述盲孔的深度为0.01mm，直径为0.17-0.18，金刚石为粒度80/100的六面体结构。
4.根据权利要求3所述的一种单颗粒有序排列电镀金刚石磨盘，其特征在于，盲孔直径为0.17mm，两个相邻盲孔壁之间最小间距为0.25mm。
5.根据权利要求1至4中任一所述的单颗粒有序排列电镀金刚石磨盘的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，在金属基体表面涂敷一层厚度均匀的油漆后烘干，形成厚度均匀的油漆层；
步骤二，在涂敷有油漆的金属基体上开设有序排列的盲孔，其中盲孔的深度略大于步骤一中油漆层的厚度，盲孔的孔径略大于盲孔的深度；
步骤三，挑选粒度略小于盲孔孔径的金刚石，放入步骤二中的盲孔内，通过电镀工艺电镀完成后把多余的金刚石和油漆去除，得到每个盲孔内只镶嵌一颗粒度的单颗粒有序排列电镀金刚石磨盘。
6.根据权利要求5所述的一种单颗粒有序排列电镀金刚石磨盘的制作方法，其特征在于，步骤一中的油漆为酚醛清漆或酚醇清漆中的一种。
7.根据权利要求5所述的一种单颗粒有序排列电镀金刚石磨盘的制作方法，其特征在于，步骤一中油漆层的厚度为0.15-0.16mm。
8.根据权利要求7所述的一种单颗粒有序排列电镀金刚石磨盘的制作方法，其特征在于，步骤二中的盲孔的深度为0.16-0.17mm，盲孔的孔径为0.17-0.18mm。
9.根据权利要求8所述的一种单颗粒有序排列电镀金刚石磨盘的制作方法，其特征在于，步骤三中金刚石的粒度为80/100，结构为六面体，金刚石的静压强度大于40kg。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20191025 |
|
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