[发明专利]一种用于压电陶瓷磨削的树脂砂轮、其制备方法及应用

说明书

本发明属于磨具磨削技术领域，具体涉及一种用于压电陶瓷磨削的树脂砂轮、其制备方法及应用。按照配方比例将处理过的金刚石与偶联剂、聚酰亚胺树脂混合再与第一粒度碳化硅、第二粒度碳化硅、氧化铈、羟基铁粉混合球磨制成成型料，再热压脱模制成成品砂轮，本发明制备的砂轮可以实现对尺寸60×60mm及以下尺寸压电陶瓷的减薄，同时保证良品率在5%，同时砂轮寿命可以提高约三倍左右，镀镍金刚石具有嵌层结构，且结构致密没有孔空隙，保证了砂轮本身硬度，所用的树脂流动性不高使得砂轮自锐能力强，树脂结合剂固化后韧性高可以使脱落的磨辅料藏在结合剂表面凹陷内部不造成工件表面划伤，同时可以增加砂轮的使用寿命。

技术领域

本发明属于树脂砂轮技术领域，具体涉及一种用于压电陶瓷磨削的树脂砂轮、其制备方法及应用。

背景技术

压电陶瓷材料在电子，医疗，光学，仪器仪表，航空航天等行业用来制造高技术产品的前景十分广阔。例如在电子行业方面，如使用较广泛的电子变压器也出现了以压电材料为原料制成的固体变压器，这种压电陶瓷变压器作为一种新型的电子变压器也逐渐发展了起来。在医用诊断方面，超声技术因为所采用的超声辐射量对人体是安全的，实时超声显像是一种互作用过程，能提供人体组织结构和功能的三维信息，因此得到了普遍的应用。而各种超声诊断设备的关键部件是超声换能器，也称探头。超声换能器是被用来发射和接收超声，即是进行电-声和声-电讯号转换的部件，它是超声诊断仪的核心部件，不可缺少的部分，整个仪器的灵敏度，分辨率和伪像干扰的大小等都与超声换能器的性能有关。探头是电一声转换的器件，大都采用压电材料经过精密加工后生产而成。因此，压电材料能否按照设计者的意图加工出来，加工后的性能好坏，将直接影响到超声诊断仪器的性能。可以说压电材料的应用涉及到科学技术的各个领域和日常生活中，由于其特殊用途，要求有很高的加工精度和表面质量。

压电陶瓷材料虽然具有其他材料无法比拟的优越性能，但是它也有自己最显著的缺点、即脆性，表现为在外力作用下不发生显著变形即告破坏，这一严重弱点使其在实际应用中很容易造成灾难性后果，因此在一定程度上又限制了它的使用范围。除了脆性这一最大弱点外，它还存在加工极困难，很难象普通陶瓷材料一样进行机械加工。要实现压电陶瓷所具备的优异性能，就必须加工成具有一定精度的形状和尺寸，因此，研究压电陶瓷的加工技术，特别是精密、超精密加工技术具有重大的应用价值，有很大的现实意义。

胡天明（软脆晶体铌酸锂的磨削实验与数值模拟.浙江工业大学,2016.）通过横向减薄磨削设备对铌酸锂晶片进行了磨削实验，但目前用于压电陶瓷减薄的砂轮并没有过多报道，国内很多企业使用的砂轮多是进口砂轮，进口砂轮大多添加树脂结合剂，使制备的砂轮结合剂部分韧性好，从而使磨屑和磨料在磨削时脱落后可以隐匿在结合剂中，减少划伤的形成（5%左右），但此种砂轮的使用寿命每片只有250片左右，砂轮寿命较低，砂轮加工成本高。因此仅就砂轮寿命而言，仍有必要进行新的改进和探索。

发明内容

本发明主要目的是设计一种用于压电陶瓷磨削的树脂砂轮，并将其应用于压电陶瓷的减薄，这种减薄砂轮在压电陶瓷磨削的过程中可以控制划痕率5%以内，同时也能够提高砂轮的磨削寿命。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于压电陶瓷磨削的树脂砂轮，由下述体积份数的原料制备而成：金刚石20-25份，第一粒度碳化硅7-10份，第二粒度碳化硅10-15份，氧化铈2-4份，羟基铁粉2-5份，偶联剂2-6份，聚酰亚胺树脂45-52份。

所述用于压电陶瓷磨削的树脂砂轮，具体配方的体积份数例如为：金刚石25份，第一粒度碳化硅7份，第二粒度碳化硅15份，氧化铈3份，羟基铁粉4份，偶联剂4份，聚酰亚胺树脂46份。

具体的，金刚石为镀镍的金刚石，其粒度为270/325，镀层厚度30；第一粒度碳化硅的粒度为20μm；第二粒度碳化硅的粒度为10μm；氧化铈的粒度为D50 3.0-6.0μm；羟基铁粉为球形，平均粒径1-4μm。