CN1129508C - 一种切割砂轮的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种切割砂轮的快速制备方法。它按照以下步骤进行：将磨粒与液态结合剂搅拌均匀形成均匀混合液、注入成型模具中成型、将成型模具中成型的原料经光照射硬化，结合剂与磨粒的重量比为1∶0.05～1，结合剂为光硬化树脂。结合剂中还可加入微粉或纤维。其硬化成型过程根据光硬化树脂的不同和砂轮要求的不同仅需数秒到数十秒时间，大大缩短了制造时间、减少了能耗从而大大降低了制造成本，改善了工作环境。

Description

一种切割砂轮的制备方法
                       技术领域
本发明涉及一种切割砂轮的制备方法，这种砂轮应用于以半导体材料、陶瓷、水晶、宝石、玻璃等为代表的硬催脆性材料和其它材料的精密切割。
                       背景技术
目前的精密切割砂轮采用加热烧结的方法制备。它通过用搅拌机将磨粒与结合剂均匀混合，然后将混合物放入成型模具，经压力机压制成型，将压制成型的切割砂轮经电热式加热炉加热并保温，通过摄氏数百度的温度，经1～2小时时间烧结而成。这种方法的缺点是能耗大、成本高、工作环境差、制作时间长不能为用户提供快捷服务。
                     发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能耗低、制作时间短的切割砂轮的制备方法
为此，本发明采用以下技术方案；它依次按照以下步骤进行：
1)、将磨粒与液态结合剂搅拌均匀，形成均匀混合液，结合剂与磨粒的重量比为1∶(0.05～1)，所述结合剂为光硬化树脂，
2)、将混合后的原料注入成型模具中成型，
3)、将成型模具中成型的原料经光照射硬化，光的波长与光硬化树脂敏感波段相对应。
在采用以上技术方案的同时，本发明还可同时采用以下进一步的技术方案。
所述结合剂还包括微粉，光硬化树脂与微粉的重量比为1∶(0.05～1)，微粉的材料是金属或其化合物、非金属或其化合物、或者他们之间的任意混合物。
所述结合剂还包括纤维，光硬化树脂与纤维的重量比为1∶(0.05～1)，纤维的短径为0.05～20微米，长径为0.1～300微米。纤维的材料是金属或其化合物、非金属或其化合物、或者他们之间的任意混合物。
所述结合剂还包括微粉和纤维，微粉和纤维的重量比为1∶(0.1～1)，光硬化树脂与微粉和纤维总重量的重量比为1∶(0.1～)，纤维的短径为0.05～20微米，长径为0.1～300微米。微粉的材料是金属或其化合物、非金属或其化合物、或者他们之间的任意混合物，纤维的材料是金属或其化合物、非金属或其化合物、或者他们之间的任意混合物。
由于采用了光硬化树脂作为结合剂中的粘结成分，使得切割砂轮通过光照射硬化，其硬化成型过程根据光硬化树脂的不同和砂轮要求的不同仅需数秒到数十秒时间，大大缩短了制造时间、减少了能耗从而大大降低了制造成本，改善了工作环境。在砂轮中加入微粉可增加砂轮的硬度、强度及研磨功能降低切割面的粗糙度，在砂轮中加入纤维可增强砂轮的抗弯抗拉强度。
                    具体实施方式
实施例一：尺寸：外径D＝100毫米，内径d＝40毫米，厚度H＝1毫米。用途：普通钢材精密切割加工。设备：日本HOYA-SCHOTT公司生产的EX250紫外线照射装置。配方：
组分名称 材料名称 重量(克) 尺寸规格(微米)
树脂 光硬化氨基甲酸乙酯 10
磨粒 棕刚玉 1  8-12
1)、用搅拌机按上述配方将磨粒与液态树脂搅拌均匀，形成均匀混合液，
2)、将混合后的原料注入成型模具中成型成上述形状尺寸，
3)、将成型模具中成型的原料在上述设备中，使光照射面积覆盖切割砂轮宽度，将模具旋转一周或光源沿切割砂轮照射一周，使砂轮硬化，光波长分布范围为200纳米到500纳米，光强为2.4w/cm2。硬化时间为15秒。
实施例二：尺寸：外径D＝100毫米，内径d＝40毫米，厚度H＝1毫米。配方：
组分名称     材料名称 重量(克) 尺寸规格(微米)
树脂 光硬化氨基甲酸乙酯 10
磨粒 棕刚玉 5  125-106
用途：普通钢材高效切割加工。设备：日本HOYA-SCHOTT公司生产的EX250紫外线照射装置，工艺过程同实施例一。
实施例三：尺寸：外径D＝100毫米，内径d＝40毫米，厚度H＝1毫米。用途：塑料、橡胶等非金属材料的高效切割加工。设备：日本HOYA-SCHOTT公司生产的EX250紫外线照射装置，配方：
组分名称 材料名称 重量(克) 尺寸规格(微米)
树脂 光硬化氨基甲酸乙酯 5.5
磨粒 人造金刚石 4.5  212-180
工艺过程同实施例一。
实施例四：尺寸：外径D＝53毫米，内径d＝40毫米，厚度H＝0.5毫米。配方：
组分名称 材料名称 重量(克) 尺寸规格(微米)
树脂 光硬化环氧树脂 10
磨粒 人造金刚石 1  6-12
微粉 二氧化硅 0.5  0.05(平均粒径)
用途：陶瓷、硅、水晶、石英、玻璃、宝石的精密切割加工特点：薄型切割砂轮设备：日本HOYA-SCHOTT公司生产的EX250紫外线照射装置，
1)、用搅拌机按上述配方将磨粒与液态树脂及微粉搅拌均匀，形成均匀混合液，
2)、将混合后的原料注入成型模具中成型成上述形状尺寸，
3)、将成型模具中成型的原料在上述设备中，使光照射面积覆盖切割砂轮宽度，将模具旋转一周或光源沿切割砂轮照射一周，使砂轮硬化，光波长分布范围为200纳米到500纳米，光强为2.4w/cm2。硬化时间为12秒。
实施例五：尺寸：外径D＝53毫米，内径d＝40毫米，厚度H＝0.5毫米。配方：
组分名称 材料名称 重量(克) 尺寸规格(微米)
树脂 光硬化环氧树脂 10
磨粒 立方氮化硼 3  36-54
微粉 氧化锆碳化硅铜 333 0.02(平均粒径)15(平均粒径)15(平均粒径)
用途：碳素工具钢、高速钢、不锈钢以及钨钼铬钛镍等合金材料的切割加工特点：薄型切割砂轮设备：日本HOYA-SCHOTT公司生产的EX250紫外线照射装置工艺过程同实施例四。
实施例六：尺寸：外径D＝53毫米，内径d＝40毫米，厚度H＝0.5毫米。用途：陶瓷、硅、水晶、石英、玻璃、宝石的精密切割加工特点：薄型切割砂轮设备：日本HOYA-SCHOTT公司生产的EX250紫外线照射装置，配方：
组分名称 材料名称 重量(克) 尺寸规格(微米)
树脂 光硬化环氧树脂 10
磨粒 人造金刚石 5  6-12
微粉 二氧化硅 2.5  2(平均粒径)
微粉 三氧化二铝 4  0.05(平均粒径)
工艺过程同实施例四。
实施例七：尺寸：外径D＝53毫米，内径d＝40毫米，厚度H＝0.2毫米。配方：
组分名称 材料名称 重量(克) 尺寸规格(微米)
树脂 光硬化聚丙烯酸乙酯 10
磨粒 人造金刚石 3  6-12
纤维 玻璃纤维 0.5 长径12短径0.2
用途：陶瓷、硅、水晶、石英、玻璃、宝石的精密切割加工特点：超薄型砂轮设备：日本HOYA-8CHOTT公司生产的EX250紫外线照射装置，
1)、用搅拌机按上述配方将磨粒与液态树脂及纤维搅拌均匀，形成均匀混合液，
2)、将混合后的原料注入成型模具中成型成上述形状尺寸，
3)、将成型模具中成型的原料在上述设备中，使光照射面积覆盖切割砂轮宽度，将模具旋转一周或光源沿切割砂轮照射一周，使砂轮硬化，光波长分布范围为200纳米到500纳米，光强为2.4w/cm2。硬化时间为10秒。
实施例八：尺寸：外径D＝53毫米，内径d＝-40毫米，厚度H＝0.2毫米。用途：塑料、橡胶等非金属材料的切割加工。特点：超薄型砂轮设备：日本HOYA-SCHOTT公司生产的EX250紫外线照射装置，配方：
组分名称 材料名称 重量(克) 尺寸规格(微米)
树脂 光硬化聚丙烯酸乙酯 10
磨粒 人造金刚石 3  12-22
纤维 碳纤维钛纤维 21.5 长径70短径7长径70短径7
工艺过程同实施例七。
实施例九：尺寸：外径D＝53毫米，内径d＝40毫米，厚度H＝0.2毫米。用途：陶瓷、硅、水晶、石英、玻璃、宝石的切割加工特点：超薄型砂轮设备：日本HOYA-SCHOTT公司生产的EX250紫外线照射装置，配方：
组分名称 材料名称 重量(克) 尺寸规格(微米)
树脂 光硬化聚丙烯酸乙酯 10
磨粒 人造金刚石 3  75-63
纤维 玻璃纤维不锈钢纤维碳酸钙纤维 233 长径280短径18长径280短径18长径280短径18
工艺过程同实施例七。
实施例十：尺寸：外径D＝53毫米，内径d＝40毫米，厚度H＝0.15毫米。配方：
组分名称 材料名称 重量(克) 尺寸规格(微米)
树脂 光硬化环氧树脂 10
磨粒 人造金刚石 3  6-12
微粉 钛 0.5  0.25(平均粒径)
纤维 玻璃纤维 0.5 长径12短径0.2
用途：陶瓷、硅、水晶、石英、玻璃、宝石的精密切割加工特点：高强度超薄型砂轮。设备：日本HOYA-SCHOTT公司生产的EX250紫外线照射装置，1)、用搅拌机按上述配方将磨粒与液态树脂及微粉、纤维搅拌均匀，形成均匀混合液，
2)、将混合后的原料注入成型模具中成型成上述形状尺寸，
3)、将成型模具中成型的原料在上述设备中，使光照射面积覆盖切割砂轮宽度，将模具旋转一周或光源沿切割砂轮照射一周，使砂轮硬化，光波长分布范围为200纳米到500纳米，光强为2.4w/cm2。硬化时间为10秒。
实施例十一：尺寸：外径D＝53毫米，内径d＝40毫米，厚度H＝0.15毫米。用途：碳素工具钢、高速钢、不锈钢以及钨钼铬钛镍等合金材料的切割加工特点：高强度超薄型砂轮，适合高效切割。设备：日本HOYA-SCHOTT公司生产的EX250紫外线照射装置，配方：
组分名称 材料名称 重量(克) 尺寸规格(微米)
树脂 光硬化聚丙烯酸乙酯 10
磨粒 立方氮化硼 3  36-54
微粉 二氧化硅 2  0.02(平均粒径)
微粉 钨 0.5  0.59(平均粒径)
纤维 玻璃纤维 1 长径70短径13
工艺过程同实施例十。
实施例十二：尺寸：外径D＝53毫米，内径d＝40毫米，厚度H＝0.15毫米。用途：陶瓷、硅、水晶、石英、玻璃、宝石的切割加工特点：高强度超薄型砂轮，适合高效切割。设备：日本HOYA-SCHOTT公司生产的EX250紫外线照射装置，配方：
组分名称 材料名称 重量(克) 尺寸规格(微米)
树脂 光硬化聚丙烯酸乙酯 10
磨粒 人造金刚石 3  75-63
微粉 氧化铁铯 53 50(平均粒径)50(平均粒径)
纤维 玻璃纤维 1 长径190短径12
工艺过程同实施例十。

Claims (4)

1、一种切割砂轮的制备方法，其特征在于它依次按照以下步骤进行：
1)、将磨粒与液态结合剂搅拌均匀，形成均匀混合液原料，结合剂与磨粒的重量比为1∶(0.05～1)，所述结合剂为光硬化树脂，
2)、将混合后的原料注入成型模具中成型，
3)、将成型模具中成型的原料经光照射硬化，光的波长与光硬化树脂敏感波段相对应。
2、如权利要求1所述的一种切割砂轮的制备方法，其特征在于所述结合剂还包括微粉，光硬化树脂与微粉的重量比为1∶(0.05～1)。
3、如权利要求1所述的一种切割砂轮的制备方法，其特征在于所述结合剂还包括纤维，光硬化树脂与纤维的重量比为1∶(0.05～1)，纤维的短径为0.05～20微米，长径为0.1～300微米。
4、如权利要求1所述的一种切割砂轮的制备方法，其特征在于所述结合剂还包括微粉和纤维，微粉和纤维的重量比为1∶(0.1～1)，光硬化树脂与微粉和纤维总重量的重量比为1∶(0.1～1)，纤维的短径为0.05～20微米，长径为0.1～300微米。
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