[发明专利]一种自锐性超硬材料砂轮及其制备方法

说明书

本发明涉及一种自锐性超硬材料砂轮的制备方法，其包括如下步骤：金刚石微粉、陶瓷结合剂和糊精液经混合、造粒、烧结后得到陶瓷结合剂磨料球；将步骤（1）制备的陶瓷结合剂磨料球、陶瓷结合剂和糊精液混合、造粒、烧结后得到多孔磨料球；将步骤（2）所得多孔磨料球和树脂结合剂混合、热压烧结、整形后即得。本发明砂轮加工效率高、加工质量好，特别适合超精密磨削和抛光，并且制备方法简单，容易进行工业化生产。

技术领域

本发明属于超硬材料制备技术领域，具体涉及一种自锐性超硬材料砂轮及其制备方法。

背景技术

树脂结合剂砂轮自锐性好、弹性高，用于蓝宝石、光学玻璃、半导体材料等难加工材料的高效精密加工具有明显优势。然而树脂结合剂砂轮常用磨料为单晶金刚石微粉，其具有强度高、表面光滑的特点，磨钝后的金刚石会整颗脱落，无法通过自身微破碎实现自锐，导致金刚石利用率和砂轮的使用寿命大大降低，并且脱落的大颗粒金刚石在后续的磨削过程中极易造成工件深划伤，降低工件加工质量。

发明内容

本发明针对现有技术中树脂结合剂金刚石砂轮存在的制备难题，提供一种树脂结合剂金刚石砂轮及其制备方法。本发明提供的树脂结合剂的自锐性超硬材料砂轮加工质量好，稳定可靠，成品率高，且制备方法简单，容易进行工业化生产。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种自锐性超硬材料砂轮的制备方法，其包括如下步骤：

（1）陶瓷结合剂磨料球制备：金刚石微粉、陶瓷结合剂和糊精液经混合、造粒、烧结后得到陶瓷结合剂磨料球；

（2）多孔磨料球制备：将步骤（1）制备的陶瓷结合剂磨料球、陶瓷结合剂和糊精液混合、造粒、烧结后得到多孔磨料球；

（3）砂轮制备：将步骤（2）所得多孔磨料球、树脂结合剂、碳化硅微粉混合、热压烧结、整形后制得树脂结合剂的自锐性超硬材料砂轮。

具体的，步骤1）中，金刚石微粉的粒度为3-10μm，陶瓷结合剂粉的粒径为0.5-5μm，两者重量比为1:5-3，糊精液为金刚石微粉重量的5-10%，制得的陶瓷结合剂磨料球的平均粒径为10-62μm。烧结曲线为：以50℃/h的速率升温到450℃，保温0.5h，然后以100℃/h的速率升温到780℃，保温0.5h。

具体的，步骤2）中，陶瓷结合剂占陶瓷结合剂与陶瓷结合剂磨料球总重量的0-10%，糊精液占陶瓷结合剂磨料球重量的6%-10%，制得的多孔磨料球的平均粒径为34-165μm，烧结曲线同步骤（1）。

具体的，步骤3）中，砂轮制备时，各原料体积百分比为：多孔磨料球50-75%、树脂结合剂20-35%、碳化硅微粉5-15%。树脂结合剂优选为圣泉PF2896，

具体的，步骤3）中，砂轮热压温度为180℃，压力为15MPa，时间为4min。

本发明中，陶瓷结合剂购买自佛山市晶谷材料科技有限公司。

本发明还提供了采用上述制备方法制备得到的自锐性超硬材料砂轮。

和现有技术相比，本发明具有有益效果：

1.多孔磨料球含有多颗磨料，磨削过程中磨钝的磨料脱落后，磨料球会产生新的磨削刃，从而保证磨具持续的磨削能力，而且脱落得到磨料颗粒较小会随着磨具的冷却水带出磨削面，不至于产生划痕；

2，本发明提供的磨料为多孔结构，在砂轮制备过程中，熔融的树脂结合剂会浸渗到多孔结构中，增加了结合剂对磨料的把持力，进而提高砂轮的寿命；

3，用微粉代替大颗粒金刚石实现高效加工，可大幅节约成本；

4，砂轮中的磨料以球状的形式存在于砂轮中，提高了砂轮的成型性和自锐性。

附图说明