CN111283560A - 一种用于指纹识别锁基板磨削的超硬磨料砂轮及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于指纹识别锁基板磨削的超硬磨料砂轮，包括砂轮基体和超硬磨削层，所述超硬磨削层为环状结构，超硬磨削层粘接在砂轮基体上，砂轮基体为具有中低弹性模量的软弹性基体，超硬磨削层为超硬磨料、功能填料和树脂粘结剂混合制成的层体。本发明的中低弹性模量的软弹性基体能够很好的对磨削材料表面产生缓冲，磨削时在工件反作力的作用下，能够发生弹性形变，使磨料能够很好的顺应进刀量的变化，不至于过度深压进指纹基板材料，从而达到柔性磨削和抛光的作用，最终使指纹锁基板材料达到极高的表面光洁度和极低的厚度偏差。
Description
技术领域
本发明涉及磨料磨具磨削技术领域，具体涉及一种用于指纹识别锁基板磨削的超硬磨料砂轮及其制备方法。
背景技术
随着电子、光通讯、手机等行业的发展，指纹识别系统，呈现快速爆发式增长，现代手机指纹识别，公司打卡器指纹识别，家居指纹密码锁等发展迅速。指纹识别系统中的核心技术在于光感信号传输技术以及接触式基板材料的的高精密高质量加工技术。
指纹识别技术是一整套软硬件结合的技术方案。硬件的封装主要由传感器、基板和金属环组成，为了防止传感器划伤，基板一般使用蓝宝石、氧化锆陶瓷、树脂基复合材料或者玻璃材料，由于指纹识别技术要求具有极高级别精度，因此基板加工要求具有极高的表面光洁度和平面度，一般要求表面光洁度Ra＜50nm，加工厚度偏差TTV＜500nm，且为了提高效率和良品率（良品率要求达到99.5%），要求所用砂轮能够持续锋利、不修整进行磨削加工。
目前，指纹识别技术所用基板的加工工艺多采用三道到五道工序进行加工，即先用砂轮进行粗磨加工去除余量，再用游离磨料进行研磨，后续再用软弹性材料进行抛光。中国专利申请CN108237442A公开了一种超薄陶瓷指纹识别片的加工工艺，包括以下步骤：1)按照厚度要求用多线金刚石线锯对陶瓷晶棒进行切割，形成陶瓷片；2)将切割获得的陶瓷片放置在双面粗磨机的游星轮定位型腔内对陶瓷片的上下表面同时进行粗磨；3)将粗磨后的陶瓷片放置在抛光机的游星轮定位型腔内对陶瓷片表面进行粗抛光；4)将粗抛光后的陶瓷片放置在双面抛光机的游星轮定位型腔内对陶瓷片的上下表面同时进行精抛光，形成陶瓷片成品；5)用激光将抛光好的陶瓷片成品切割成所需尺寸的陶瓷指纹识别片。该加工工艺，加工出最终合格产品需要经过五道工序，工序较多会导致工艺可控性差，良品率低，工艺效率低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有指纹识别技术所用基板加工工序较多，工艺可控性，良品率低，工艺效率低，为解决上述问题，本发明提供一种用于指纹识别锁基板磨削的超硬磨料砂轮及其制备方法。
本发明的目的是以下述方式实现的：
一种用于指纹识别锁基板磨削的超硬磨料砂轮，包括砂轮基体和超硬磨削层，所述超硬磨削层为环状结构，超硬磨削层粘接在砂轮基体上，砂轮基体为具有中低弹性模量的软弹性基体，超硬磨削层为超硬磨料、功能填料和树脂粘结剂混合制成的层体。
进一步，具有中低弹性模量的软弹性基体包括硫酸钙晶须、碳纤维、铜锡钛合金粉、胶木粉、聚酰亚胺树脂粉，按照以下重量份组成：硫酸钙晶须10-30份，碳纤维10-30份，铜锡钛合金2-10份，胶木粉5-20份，聚酰亚胺树脂粉35-60份。
进一步，硫酸钙晶须的直径为50-100μm、长度为5-15mm，所述碳纤维的直径为30-60μm、长度为1-5mm，所述铜锡钛合金粉为雾化法制得的铜锡钛合金粉，所述铜锡钛合金粉中铜锡钛的质量比Cu：Sn：Ti=62:31:7，所述胶木粉粒径为400-800μm。
进一步，超硬磨料为单晶金刚石，功能填料为二氧化硅空心球、苯酚酚醛环氧丙烯酸酯和糊精的混合物，树脂粘结剂为发泡改性酚醛树脂液，超硬磨削层包括下述重量份原料：单晶金刚石5-15份，二氧化硅空心球30-38份，苯酚酚醛环氧丙烯酸酯22-30份，糊精15-19份，酚醛树脂液6-25份。
进一步，单晶金刚石为具有表面空隙结构的单晶金刚石，单晶金刚石粒径为10-75μm，二氧化硅空心球为椭圆形结构，二氧化硅空心球密度为0.13-0.28g/cm3，所述二氧化硅空心球的粒径为10-100μm；所述苯酚酚醛环氧丙烯酸酯的官能度为4，所述苯酚酚醛环氧丙烯酸酯的要求粘度为4000-6000 mpa.s；所述糊精的要求含水率<0.2%，所述糊精的粒径<280μm。
进一步，所述超硬磨削层的环外径为62-150mm，内径为60-148mm，厚度为2-20mm。
进一步，所述树脂粘结剂为发泡改性酚醛树脂液，所述酚醛树脂液在25℃的粘度为10000-12800 mpa.s，发泡温度为40-60℃。
本发明还提供了一种用于指纹识别锁基板磨削的超硬磨料砂轮的制备方法，步骤一：将硫酸钙晶须、碳纤维、铜锡钛合金粉、胶木粉、聚酰亚胺树脂粉放入混料机中混料，将混合后的物料加压加热成型；
步骤二：将单晶金刚石、二氧化硅空心球、苯酚酚醛环氧丙烯酸酯、糊精、酚醛树脂液放入器皿中搅拌，用紫外线灯光进行照射，照射搅拌时间为30-90min；
步骤三：将搅拌所得的混合料注射进入模具中，将模具放入40-60℃恒温水浴中1-5h；
步骤四：对恒温水浴后的模具在1-3MPa下进行加压0.5-3h，拆模得到超硬磨削层；
步骤五：将步骤一所得的基体和步骤四所得的超硬磨削层粘接在一起。
进一步，所述混料机为三维混料机，向所述三维混料机内加入氧化锆陶瓷球，所述氧化锆陶瓷球与混合物料总质量比为5:1，所述氧化锆陶瓷球的粒径为3-10mm，所述三维混料机的转速为200rpm/min，所述三维混料机混料时间为40-100min。
进一步，采用钟罩炉压机对混合后的物料进行加压加热，所述钟罩炉压机加压加热时间为15min，所述加热为逐渐升温至600℃，所述加压为逐渐升压至4MPa。
相对于现有技术，本发明提供的砂轮的基体具有一定的支撑强度又具有一定的软弹性，碳纤维和硫酸钙晶须在基体内部结构中形成物理网状交联结构，增强基体的强度，使其能够支撑磨削层，使基体在磨削力的作用下不易发生断裂；胶木粉和聚酰亚胺树脂粉在一定的温度和压力下，发生固化交联形成网状结构，弹性高，强度低；铜锡钛合金粉一方面能够使基体具有极好的散热性，另一方面在不影响基体强度的条件下，增加了基体的韧性，在磨削发生变形时，基体起到韧性缓冲作用，使砂轮的刚性适中不至于过大，本发明的中低弹性模量的软弹性基体的弹性模量为4.2-5.5MPa，热膨胀系数达到2.5-6.5×10-5/℃，不同于常规磨削领域中的铝基体、钢基体、胶木基体以及碳纤维基体，常规磨削领域中的基体在进行超精密磨削时由于基体刚性大造成磨削表面得不到很好的磨削缓冲，造成削力过大，工件表面划痕、烧伤，本发明的中低弹性模量的软弹性基体能够很好的对磨削材料表面产生缓冲，磨削时在工件反作力的作用下，能够发生弹性形变，使磨料能够很好的顺应进刀量的变化，不至于过度深压进指纹基板材料，从而达到柔性磨削和抛光的作用，最终使指纹锁基板材料达到极高的表面光洁度和极低的厚度偏差。本发明的基体适合超高表面光洁度和平面度材料的加工。本发明提供的超硬磨削层采用经过特殊工艺处理的表面具有多孔结构的超细金刚石单晶磨料，刃口多，自锐性好，容屑空间大，锋利性好，能够很好的对指纹锁基板的氧化锆陶瓷、玻璃等材料进行材料去除，能达到很好的抛光作用，能够持续锋利的进行不修整磨削抛光，提高加工效率，同时提升良品率。
附图说明
图1是单晶金刚石的电镜图；
图2是二氧化硅空心球的电镜图；
图3是砂轮的结构示意图。
具体实施方式
一种用于指纹识别锁基板磨削的超硬磨料砂轮，包括砂轮基体1和超硬磨削层2，超硬磨削层为环状结构，超硬磨削层2粘接在砂轮基体1上，砂轮基体1为具有中低弹性模量的软弹性基体，超硬磨削层2为超硬磨料、功能填料和树脂粘结剂混合制成的层体。
进一步，所述具有中低弹性模量的软弹性基体包括硫酸钙晶须、碳纤维、铜锡钛合金粉、胶木粉、聚酰亚胺树脂粉，按照以下重量份组成：硫酸钙晶须10-30份，碳纤维10-30份，铜锡钛合金2-10份，胶木粉5-20份，聚酰亚胺树脂粉35-60份。
进一步，所述硫酸钙晶须的直径为50-100μm、长度为5-15mm，所述碳纤维的直径为30-60μm、长度为1-5mm，所述铜锡钛合金粉为雾化法制得的铜锡钛合金粉，雾化法为现有技术不再进行详述，所述铜锡钛合金粉中铜锡钛的质量比Cu：Sn：Ti=62:31:7，所述胶木粉粒径为400-800μm，所述胶木粉为临沂鑫明胶木粉有限公司生产的白色胶木粉，所述聚酰亚胺树脂粉为沁阳市天益化工有限公司生产的型号TY002树脂。
进一步，所述超硬磨料为单晶金刚石，所述功能填料为二氧化硅空心球、苯酚酚醛环氧丙烯酸酯和糊精的混合物，所述树脂粘结剂为发泡改性酚醛树脂，所述超硬磨削层包括下述重量份原料：单晶金刚石5-15份，二氧化硅空心球30-38份，苯酚酚醛环氧丙烯酸酯22-30份，糊精15-19份，酚醛树脂液6-25份。
进一步，所述单晶金刚石为具有表面空隙结构的单晶金刚石，所述单晶金刚石为柘城惠丰钻石科技有限公司生产的型号为HFD-FC型号的表面粗糙化的金刚石，所述单晶金刚石粒径为10-75μm；所述二氧化硅空心球为椭圆形结构，所述二氧化硅空心球为江苏辉迈粉体科技有限公司生产的纳米二氧化硅空心球，所述二氧化硅空心球密度为0.13-0.28g/cm3，所述二氧化硅空心球的粒径为10-100μm；所述苯酚酚醛环氧丙烯酸酯为广东博兴新材料科技有限公司生产，所述苯酚酚醛环氧丙烯酸酯的官能度为4，所述苯酚酚醛环氧丙烯酸酯的要求粘度为4000-6000 mpa.s；所述糊精的要求含水率<0.2%，所述糊精的粒径<280μm。
进一步，所述超硬磨削层的环外径为62-150mm，内径为60-148mm，厚度为2-20mm。
进一步，所述树脂粘结剂为发泡改性酚醛树脂液，所述发泡改性酚醛树脂液为山东圣泉集团生产的PF-8020-60M型，所述酚醛树脂液在25℃的粘度为10000-12800 mpa.s，发泡温度为40-60℃。
一种用于指纹识别锁基板磨削的超硬磨料砂轮的制备方法，步骤一：将硫酸钙晶须、碳纤维、铜锡钛合金粉、胶木粉、聚酰亚胺树脂粉放入混料机中混料，将混合后的物料加压加热成型；
步骤二：将单晶金刚石、二氧化硅空心球、苯酚酚醛环氧丙烯酸酯、糊精、酚醛树脂液放入器皿中搅拌，用紫外线灯光进行照射，照射搅拌时间为30-90min；
步骤三：将搅拌所得的混合料注射进入模具中，将模具放入40-60℃恒温水浴中1-5h，所述模具为预先制好的聚四氟乙烯模具；
步骤四：对恒温水浴后的模具在1-3MPa下进行加压0.5-3h，拆模得到超硬磨削层；
步骤五：将步骤一所得的基体和步骤四所得的超硬磨削层粘接在一起，再进行后续的机械加工。
进一步，所述混料机为三维混料机，向所述三维混料机内加入氧化锆陶瓷球，所述氧化锆陶瓷球与混合物料总质量比为5:1，所述氧化锆陶瓷球使用3-10mm粒径范围的氧化锆陶瓷球，所述三维混料机的转速为200rpm/min，所述三维混料机混料时间为40-100min。
进一步，采用钟罩炉对混合后的物料进行加压加热，所述钟罩炉加压加热时间为15min，所述加热为逐渐升温至600℃，所述加压为逐渐升压至4MPa。
本发明用于指纹识别锁基板磨削的超硬磨料砂轮的实施例1：
所述具有中低弹性模量的软弹性基体包括硫酸钙晶须、碳纤维、铜锡钛合金粉、胶木粉、聚酰亚胺树脂粉，按照以下重量份组成：硫酸钙晶须10份，碳纤维10份，铜锡钛合金2份，胶木粉5份，聚酰亚胺树脂粉35份。
所述超硬磨料为单晶金刚石，所述功能填料为二氧化硅空心球、苯酚酚醛环氧丙烯酸酯、糊精，所述树脂粘结剂为发泡改性酚醛树脂，所述超硬磨削层包括下述重量份原料：单晶金刚石5份，二氧化硅空心球30份，苯酚酚醛环氧丙烯酸酯30份，糊精15份，酚醛树脂液25份。
所述单晶金刚石选用粒径为10-20μm粒径范围的颗粒。
所述超硬磨削层的环外径为62mm，内径为60mm，厚度为2mm。
本发明用于指纹识别锁基板磨削的超硬磨料砂轮的实施例2：
所述具有中低弹性模量的软弹性基体包括硫酸钙晶须、碳纤维、铜锡钛合金粉、胶木粉、聚酰亚胺树脂粉，按照以下重量份组成：硫酸钙晶须20份，碳纤维20份，铜锡钛合金5份，胶木粉15份，聚酰亚胺树脂粉40份。
所述超硬磨料为单晶金刚石，所述功能填料为二氧化硅空心球、苯酚酚醛环氧丙烯酸酯、糊精，所述树脂粘结剂为发泡改性酚醛树脂，所述超硬磨削层包括下述重量份原料：单晶金刚石7.5份，二氧化硅空心球32份，苯酚酚醛环氧丙烯酸酯28份，糊精16份，酚醛树脂液16.5份。
所述单晶金刚石选用粒径为20-25μm粒径范围的颗粒。
所述超硬磨削层的环外径为150mm，内径为148mm，厚度为2mm。
本发明用于指纹识别锁基板磨削的超硬磨料砂轮的实施例3：
所述具有中低弹性模量的软弹性基体包括硫酸钙晶须、碳纤维、铜锡钛合金粉、胶木粉、聚酰亚胺树脂粉，按照以下重量份组成：硫酸钙晶须30份，碳纤维10份，铜锡钛合金5份，胶木粉10份，聚酰亚胺树脂粉50份。
所述超硬磨料为单晶金刚石，所述功能填料为二氧化硅空心球、苯酚酚醛环氧丙烯酸酯、糊精，所述树脂粘结剂为发泡改性酚醛树脂，所述超硬磨削层包括下述重量份原料：单晶金刚石10份，二氧化硅空心球34份，苯酚酚醛环氧丙烯酸酯26份，糊精17份，酚醛树脂液13份。
所述单晶金刚石选用粒径为25-35μm粒径范围的颗粒。
所述超硬磨削层的环外径为150mm，内径为140mm，厚度为10mm。
本发明用于指纹识别锁基板磨削的超硬磨料砂轮的实施例4：
所述具有中低弹性模量的软弹性基体包括硫酸钙晶须、碳纤维、铜锡钛合金粉、胶木粉、聚酰亚胺树脂粉，按照以下重量份组成：硫酸钙晶须20份，碳纤维30份，铜锡钛合金10份，胶木粉5份，聚酰亚胺树脂粉40份。
所述超硬磨料为单晶金刚石，所述功能填料为二氧化硅空心球、苯酚酚醛环氧丙烯酸酯、糊精，所述树脂粘结剂为发泡改性酚醛树脂，所述超硬磨削层包括下述重量份原料：单晶金刚石12.5份，二氧化硅空心球36份，苯酚酚醛环氧丙烯酸酯24份，糊精18份，酚醛树脂液9.5份。
所述单晶金刚石选用粒径为35-45μm粒径范围的颗粒。
所述超硬磨削层的环外径为100mm，内径为80mm，厚度为20mm。
本发明用于指纹识别锁基板磨削的超硬磨料砂轮的实施例5：
所述具有中低弹性模量的软弹性基体包括硫酸钙晶须、碳纤维、铜锡钛合金粉、胶木粉、聚酰亚胺树脂粉，按照以下重量份组成：硫酸钙晶须30份，碳纤维30份，铜锡钛合金10份，胶木粉20份，聚酰亚胺树脂粉60份。
所述超硬磨料为单晶金刚石，所述功能填料为二氧化硅空心球、苯酚酚醛环氧丙烯酸酯、糊精，所述树脂粘结剂为发泡改性酚醛树脂，所述超硬磨削层包括下述重量份原料：单晶金刚石15份，二氧化硅空心球38份，苯酚酚醛环氧丙烯酸酯22份，糊精19份，酚醛树脂液6份。
所述单晶金刚石选用粒径为45-55μm粒径范围的颗粒。
所述超硬磨削层的环外径为75mm，内径为60mm，厚度为15mm。
本发明用于指纹识别锁基板磨削的超硬磨料砂轮的实施例6：
所述具有中低弹性模量的软弹性基体包括硫酸钙晶须、碳纤维、铜锡钛合金粉、胶木粉、聚酰亚胺树脂粉，按照以下重量份组成：硫酸钙晶须20份，碳纤维10份，铜锡钛合金2份，胶木粉15份，聚酰亚胺树脂粉35份。
所述超硬磨料为单晶金刚石，所述功能填料为二氧化硅空心球、苯酚酚醛环氧丙烯酸酯、糊精，所述树脂粘结剂为发泡改性酚醛树脂，所述超硬磨削层包括下述重量份原料：单晶金刚石10份，二氧化硅空心球32份，苯酚酚醛环氧丙烯酸酯30份，糊精15份，酚醛树脂液20份。
所述单晶金刚石选用粒径为55-75μm粒径范围的颗粒。
所述超硬磨削层的环外径为150mm，内径为140mm，厚度为10mm。
本发明用于指纹识别锁基板磨削的超硬磨料砂轮制备方法的实施例1：
一种用于指纹识别锁基板磨削的超硬磨料砂轮的制备方法，步骤一：将硫酸钙晶须、碳纤维、铜锡钛合金粉、胶木粉、聚酰亚胺树脂粉放入混料机中混料，将混合后的物料加压加热成型；
步骤二：将单晶金刚石、二氧化硅空心球、苯酚酚醛环氧丙烯酸酯、糊精、酚醛树脂液放入器皿中搅拌，用紫外线灯光进行照射，照射搅拌时间为60min；
步骤三：将搅拌所得的混合料注射进入模具中，将模具放入40℃恒温水浴中1h；
步骤四：对恒温水浴后的模具在1MPa下进行加压0.5h，拆模得到超硬磨削层；
步骤五：将步骤一所得的基体和步骤四所得的超硬磨削层粘接在一起。
进一步，所述混料机为三维混料机，向所述三维混料机内加入氧化锆陶瓷球，所述氧化锆陶瓷球与混合物料总质量比为5:1，所述氧化锆陶瓷球的粒径为3-10mm，所述三维混料机的转速为200rpm/min，所述三维混料机混料时间为60min。
本发明用于指纹识别锁基板磨削的超硬磨料砂轮制备方法的实施例2：
一种用于指纹识别锁基板磨削的超硬磨料砂轮的制备方法，步骤一：将硫酸钙晶须、碳纤维、铜锡钛合金粉、胶木粉、聚酰亚胺树脂粉放入混料机中混料，将混合后的物料加压加热成型；
步骤二：将单晶金刚石、二氧化硅空心球、苯酚酚醛环氧丙烯酸酯、糊精、酚醛树脂液放入器皿中搅拌，用紫外线灯光进行照射，照射搅拌时间为30min；
步骤三：将搅拌所得的混合料注射进入模具中，将模具放入50℃恒温水浴中3h；
步骤四：对恒温水浴后的模具在3MPa下进行加压1h，拆模得到超硬磨削层；
步骤五：将步骤一所得的基体和步骤四所得的超硬磨削层粘接在一起。
进一步，所述混料机为三维混料机，向所述三维混料机内加入氧化锆陶瓷球，所述氧化锆陶瓷球与混合物料总质量比为5:1，所述氧化锆陶瓷球的粒径为3-10mm，所述三维混料机的转速为200rpm/min，所述三维混料机混料时间为40min。
本发明用于指纹识别锁基板磨削的超硬磨料砂轮制备方法的实施例3：
一种用于指纹识别锁基板磨削的超硬磨料砂轮的制备方法，步骤一：将硫酸钙晶须、碳纤维、铜锡钛合金粉、胶木粉、聚酰亚胺树脂粉放入混料机中混料，将混合后的物料加压加热成型；
步骤二：将单晶金刚石、二氧化硅空心球、苯酚酚醛环氧丙烯酸酯、糊精、酚醛树脂液放入器皿中搅拌，用紫外线灯光进行照射，照射搅拌时间为70min；
步骤三：将搅拌所得的混合料注射进入模具中，将模具放入60℃恒温水浴中5h；
步骤四：对恒温水浴后的模具在2MPa下进行加压2h，拆模得到超硬磨削层；
步骤五：将步骤一所得的基体和步骤四所得的超硬磨削层粘接在一起。
进一步，所述混料机为三维混料机，向所述三维混料机内加入氧化锆陶瓷球，所述氧化锆陶瓷球与混合物料总质量比为5:1，所述氧化锆陶瓷球的粒径为3-10mm，所述三维混料机的转速为200rpm/min，所述三维混料机混料时间为70min。
本发明用于指纹识别锁基板磨削的超硬磨料砂轮制备方法的实施例4：
一种用于指纹识别锁基板磨削的超硬磨料砂轮的制备方法，步骤一：将硫酸钙晶须、碳纤维、铜锡钛合金粉、胶木粉、聚酰亚胺树脂粉放入混料机中混料，将混合后的物料加压加热成型；
步骤二：将单晶金刚石、二氧化硅空心球、苯酚酚醛环氧丙烯酸酯、糊精、酚醛树脂液放入器皿中搅拌，用紫外线灯光进行照射，照射搅拌时间为80min；
步骤三：将搅拌所得的混合料注射进入模具中，将模具放入45℃恒温水浴中4h；
步骤四：对恒温水浴后的模具在3MPa下进行加压3h，拆模得到超硬磨削层；
步骤五：将步骤一所得的基体和步骤四所得的超硬磨削层粘接在一起。
进一步，所述混料机为三维混料机，向所述三维混料机内加入氧化锆陶瓷球，所述氧化锆陶瓷球与混合物料总质量比为5:1，所述氧化锆陶瓷球的粒径为3-10mm，所述三维混料机的转速为200rpm/min，所述三维混料机混料时间为80min。
本发明用于指纹识别锁基板磨削的超硬磨料砂轮制备方法的实施例5：
一种用于指纹识别锁基板磨削的超硬磨料砂轮的制备方法，步骤一：将硫酸钙晶须、碳纤维、铜锡钛合金粉、胶木粉、聚酰亚胺树脂粉放入混料机中混料，将混合后的物料加压加热成型；
步骤二：将单晶金刚石、二氧化硅空心球、苯酚酚醛环氧丙烯酸酯、糊精、酚醛树脂液放入器皿中搅拌，用紫外线灯光进行照射，照射搅拌时间为90min；
步骤三：将搅拌所得的混合料注射进入模具中，将模具放入55℃恒温水浴中2h；
步骤四：对恒温水浴后的模具在2MPa下进行加压2.5h，拆模得到超硬磨削层；
步骤五：将步骤一所得的基体和步骤四所得的超硬磨削层粘接在一起。
进一步，所述混料机为三维混料机，向所述三维混料机内加入氧化锆陶瓷球，所述氧化锆陶瓷球与混合物料总质量比为5:1，所述氧化锆陶瓷球的粒径为3-10mm，所述三维混料机的转速为200rpm/min，所述三维混料机混料时间为100min。
本发明用于指纹识别锁基板磨削的超硬磨料砂轮制备方法的实施例6：
一种用于指纹识别锁基板磨削的超硬磨料砂轮的制备方法，步骤一：将硫酸钙晶须、碳纤维、铜锡钛合金粉、胶木粉、聚酰亚胺树脂粉放入混料机中混料，将混合后的物料加压加热成型；
步骤二：将单晶金刚石、二氧化硅空心球、苯酚酚醛环氧丙烯酸酯、糊精、酚醛树脂液放入器皿中搅拌，用紫外线灯光进行照射，照射搅拌时间为50min；
步骤三：将搅拌所得的混合料注射进入模具中，将模具放入50℃恒温水浴中3h；
步骤四：对恒温水浴后的模具在1MPa下进行加压1.5h，拆模得到超硬磨削层；
步骤五：将步骤一所得的基体和步骤四所得的超硬磨削层粘接在一起。
进一步，所述混料机为三维混料机，向所述三维混料机内加入氧化锆陶瓷球，所述氧化锆陶瓷球与混合物料总质量比为5:1，所述氧化锆陶瓷球的粒径为3-10mm，所述三维混料机的转速为200rpm/min，所述三维混料机混料时间为50min。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于指纹识别锁基板磨削的超硬磨料砂轮，其特征在于：包括砂轮基体和超硬磨削层，所述超硬磨削层为环状结构，所述超硬磨削层粘接在砂轮基体上，所述超硬磨削层为超硬磨料、功能填料和树脂粘结剂混合制成的层体，所述砂轮基体为具有中低弹性模量的软弹性基体。
2.根据权利要求1所述的用于指纹识别锁基板磨削的超硬磨料砂轮，其特征在于：所述具有中低弹性模量的软弹性基体包括硫酸钙晶须、碳纤维、铜锡钛合金粉、胶木粉、聚酰亚胺树脂粉，按照以下重量份组成：硫酸钙晶须10-30份，碳纤维10-30份，铜锡钛合金2-10份，胶木粉5-20份，聚酰亚胺树脂粉35-60份。
3.根据权利要求2所述的用于指纹识别锁基板磨削的超硬磨料砂轮，其特征在于：所述硫酸钙晶须的直径为50-100μm、长度为5-15mm，所述碳纤维的直径为30-60μm、长度为1-5mm，所述铜锡钛合金粉为雾化法制得的铜锡钛合金粉，所述铜锡钛合金粉中铜锡钛的质量比Cu：Sn：Ti=62:31:7，所述胶木粉粒径为400-800μm。
4.根据权利要求1所述的用于指纹识别锁基板磨削的超硬磨料砂轮，其特征在于：所述超硬磨料为单晶金刚石，所述功能填料为二氧化硅空心球、苯酚酚醛环氧丙烯酸酯和糊精的混合物，所述树脂粘结剂为发泡改性酚醛树脂液，所述超硬磨削层包括下述重量份原料：单晶金刚石5-15份，二氧化硅空心球30-38份，苯酚酚醛环氧丙烯酸酯22-30份，糊精15-19份，酚醛树脂液6-25份。
5.根据权利要求4所述的用于指纹识别锁基板磨削的超硬磨料砂轮，其特征在于：所述单晶金刚石为具有表面空隙结构的单晶金刚石，所述单晶金刚石粒径为10-75μm，所述二氧化硅空心球为椭圆形结构，所述二氧化硅空心球密度为0.13-0.28g/cm3，所述二氧化硅空心球的粒径为10-100μm；所述苯酚酚醛环氧丙烯酸酯的官能度为4，所述苯酚酚醛环氧丙烯酸酯的要求粘度为4000-6000 mpa.s；所述糊精的要求含水率<0.2%，所述糊精的粒径<280μm。
6.根据权利要求1所述的用于指纹识别锁基板磨削的超硬磨料砂轮，其特征在于：所述超硬磨削层的环外径为62-150mm，内径为60-148mm，厚度为2-20mm。
7.根据权利要求1或4所述的用于指纹识别锁基板磨削的超硬磨料砂轮，其特征在于：所述树脂粘结剂为发泡改性酚醛树脂液，所述酚醛树脂液在25℃的粘度为10000-12800mpa.s，发泡温度为40-60℃。
8.一种用于指纹识别锁基板磨削的超硬磨料砂轮的制备方法，其特征在于：步骤一：将硫酸钙晶须、碳纤维、铜锡钛合金粉、胶木粉、聚酰亚胺树脂粉放入混料机中混料，将混合后的物料加压加热成型；
步骤二：将单晶金刚石、二氧化硅空心球、苯酚酚醛环氧丙烯酸酯、糊精、酚醛树脂液放入器皿中搅拌，用紫外线灯光进行照射，照射搅拌时间为30-90min；
步骤三：将搅拌所得的混合料注射进入模具中，将模具放入40-60℃恒温水浴中1-5h；
步骤四：对恒温水浴后的模具在1-3MPa下进行加压0.5-3h，拆模得到超硬磨削层；
步骤五：将步骤一所得的基体和步骤四所得的超硬磨削层粘接在一起。
9.根据权利要求8所述的用于指纹识别锁基板磨削的超硬磨料砂轮的制备方法，其特征在于：所述混料机为三维混料机，向所述三维混料机内加入氧化锆陶瓷球，所述氧化锆陶瓷球与混合物料总质量比为5:1，所述氧化锆陶瓷球的粒径为3-10mm，所述三维混料机的转速为200rpm/min，所述三维混料机混料时间为40-100min。
10.根据权利要求8所述的用于指纹识别锁基板磨削的超硬磨料砂轮的制备方法，其特征在于：采用钟罩炉压机对混合后的物料进行加压加热，所述钟罩炉压机加压加热时间为15min，所述加热为逐渐升温至600℃，所述加压为逐渐升压至4MPa。
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| GR01 | Patent grant | ||
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