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CN108687681B - 一种金刚石磨盘及其制备工艺 - Google Patents

一种金刚石磨盘及其制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种金刚石磨盘及其制备工艺，制备工艺为先采用胶粘剂和光敏胶水在磨盘基体的工作表面制备带金刚石磨粒的钎焊材料粘结层，再采用紫外线光束按照设定的排布图案曝光，被紫外光照的部分，金刚石颗粒被固化，未被光固化的金刚石磨粒和钎焊材料颗粒通过有机溶剂清洗脱落，从而形成金刚石颗粒的几何定向排布。制备得到的金刚石磨盘基体钎焊有金刚石颗粒；金刚石颗粒采用紫外线光固化的方式形成几何定向排布，磨盘基体工作表面形成排屑散热功能的槽，相较于传统的激光烧蚀技术，效率更高，且更节能环保。

Description

一种金刚石磨盘及其制备工艺
技术领域
本发明属于金刚石磨盘，尤其涉及一种紫外线光固化形成几何定向排布具有排屑散热功能的金刚石磨盘及其制备。
背景技术
磨盘根据磨材的不同分为金刚石磨盘、碳化硅磨盘、树脂磨盘和陶瓷磨盘等，其中金刚石磨盘是一种新兴盘式研磨工具，具有耐磨性好、磨削效率高、使用寿命长等优点，因而广泛应用于玉石、石材和玻璃制品等表面的抛光加工和其他精密加工等领域。然而现有电镀型金刚石磨盘因为结合力不知足而导致磨盘使用寿命低，普通金刚石磨盘在焊接或镶嵌金刚石刀头或磨块时分布不均，角度和位置容易发生移动，降低了金刚石磨盘质量和磨削效率，连续钎焊型金刚石磨盘结合力获得显著提高，但在高速高效磨削工况下，容易造成碎屑堵塞和工作温度的升高，从而导致磨盘磨损，降低磨削效率，且磨削噪音大，影响企业的清洁生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有排屑散热功能的金刚石磨盘及其制备工艺，解决现有焊接或镶嵌金刚石刀头或磨块时发生偏移和连续钎焊型金刚石磨盘碎屑堵塞所造成的加工效率和噪音等问题，以及现有机械刻槽或激光烧蚀刻槽工艺的效率和成本问题。
为解决上述问题，本发明提供了一种金刚石磨盘的制备工艺，主要包括以下步骤：
(1)按比例称取胶粘剂和稀释剂，充分混匀后涂在金刚石磨盘基体工作表面，放置10～20分钟；
(2)将步骤(1)处理过的金刚石磨盘基体工作表面在钎焊材料颗粒料中粘取，形成钎焊材料基层；然后在钎焊材料基层上涂光敏不干胶；在金刚石磨粒料中粘取，依靠不干胶的粘接力在其表面均匀的粘接一层金刚石磨粒；继续涂覆光敏不干胶，并在钎焊材料颗粒料中粘取，最终在金刚石磨盘基体的表面形成一层带金刚石磨粒的钎焊材料粘结层；
(3)采用紫外线光束按照设定的排布图案曝光步骤(2)所得带金刚石磨粒的钎焊材料粘结层，被紫外光照的部分，金刚石颗粒被固化，未被光固化的金刚石磨粒和钎焊材料颗粒通过有机溶剂清洗脱落，从而实现金刚石颗粒的几何定向排布；
(4)将步骤(3)所得带金刚石磨粒的钎焊材料粘结层的磨盘放入真空炉中烧结钎焊，即得到工作表面金刚石颗粒几何定向排列的金刚石磨盘。
进一步的，所述钎焊材料颗粒为镍基合金、铜基合金、银基合金中的一种或多种。
进一步的，所述胶粘剂为热塑性树脂胶粘剂；所述光敏不干胶为UV不干胶。
进一步的，所述胶粘剂和稀释剂的重量比为5-6：1。
一种上述制备工艺制备的金刚石磨盘，包括磨盘基体，所述磨盘基体钎焊有金刚石颗粒；所述金刚石颗粒采用紫外线光固化的方式形成几何定向排布，磨盘基体工作表面形成排屑散热功能的槽。
进一步的，所述金刚石磨盘基体中心有一个及以上的圆形固定孔，用于金刚石磨盘的安装。
与现有技术相比，本发明采用钎焊材料润湿固定金刚石颗粒，从而实现金刚石颗粒与磨盘基体牢固粘结的目的，无污染，比电镀的结合力更高。并采用紫外线光固化的方式使金刚石颗粒几何定向排布，制备出一种具有排屑散热功能的金刚石磨盘，避免了焊接或镶嵌磨块或刀头精度不准的问题。在显著提高金刚石磨粒与基体粘接力的基础上，通过紫外光固化金刚石颗粒实现金刚石颗粒的几何定向排布，相较于传统的激光烧蚀技术，效率更高，且更节能环保。
附图说明
图1是本发明的金刚石磨盘基体的结构示意图，其中1-磨盘基体，5-圆形固定孔；
图2是实施例1的金刚石磨盘的结构示意图，其中图中1-磨盘基体，2-金刚石磨粒，3-钎焊材料，4-槽，5-圆形固定孔；
图3是图2金刚石磨盘的侧面结构示意图，其中图中4-槽；
图4是实施例2的金刚石磨盘的结构示意图，其中图中1-磨盘基体，2-金刚石磨粒，3-钎焊材料，4-槽，6-圆形固定孔。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
实施例1：
如图2所示，一种金刚石磨盘，包括磨盘基体1，金刚石磨粒2，钎焊材料3，槽4，圆形固定孔5。一个圆形固定孔5设置在金刚石磨盘的磨盘基体1中心。磨盘基体1表面采用钎焊的方式固定金刚石磨粒2；磨盘基体1表面的金刚石颗粒2采用紫外线光固化的方式几何定向排布；磨盘基体工作表面设有多道具有排屑散热功能的槽4。
制备工艺为：将热塑性树脂胶粘剂与乙醇稀释剂按照质量比5:1的比例称取100g，充分混匀后，将混合液均匀涂在磨盘基体1工作表面，放置15分钟。将经过处理的磨盘基体1在镍基钎焊材料颗粒料中粘取，形成镍基钎焊材料3基层；然后在镍基钎焊材料3基层上均匀涂敷UV不干胶，放置5分钟后，在金刚石磨粒料中粘取，依靠不干胶的粘接力在其表面均匀的粘接一层金刚石磨粒2；继续涂覆上述UV不干胶，并在镍基钎焊材料颗粒料中粘取，最终在磨盘基体1的表面形成一层带金刚石磨粒2的镍基钎焊材料粘结层；将得到的带金刚石磨粒2的镍基钎焊材料粘结层用紫外线光束按照设定的排布图案曝光，被紫外光照的部分，金刚石颗粒2被固化，未被光固化的金刚石磨粒和镍基钎焊材料颗粒通过有机溶剂清洗脱落，形成槽4；最后，放入真空炉中，在1080℃温度下烧结1h，镍基钎焊材料3将金刚石磨粒2固结在磨盘基体1的表面，得到工作表面金刚石几何定向排布的金刚石磨盘。
实施例2：
如图4所示，一种金刚石磨盘，包括磨盘基体1，金刚石磨粒2，钎焊材料3，槽4，6个对称的圆形固定孔6。磨盘基体1表面采用钎焊的方式固定金刚石磨粒2；磨盘基体1表面的金刚石颗粒采用紫外线光固化的方式几何定向排布，磨盘基体工作表面设有多道具有排屑散热功能的槽4。
制备工艺为：将热塑性树脂胶粘剂与乙醇稀释剂按照质量比6:1的比例称取100g，充分混匀后，将混合液均匀涂在磨盘基体1工作表面，放置20分钟。将经过处理的磨盘基体1在铜基钎焊材料颗粒料中粘取，形成铜基钎焊材料3基层；然后在铜基钎焊材料3基层上均匀涂敷UV不干胶，放置5分钟后，在金刚石磨粒料中粘取，依靠不干胶的粘接力在其表面均匀的粘接一层金刚石磨粒2；继续涂覆上述UV不干胶，并在银基钎焊材料颗粒料中粘取，最终在磨盘基体1的表面形成一层带金刚石磨粒2的钎焊材料粘结层；将得到的带金刚石磨粒2的钎焊材料粘结层用紫外线光束按照设定的排布图案曝光，被紫外光照的部分，金刚石颗粒2被固化，未被光固化的金刚石磨粒和钎焊材料颗粒通过有机溶剂清洗脱落，形成槽4；最后，放入真空炉中，在900℃温度下烧结1.5h，复合型钎焊材料3将金刚石磨粒2固结在磨盘基体1的表面，形成磨削层几何定向排布和带槽4的金刚石磨盘。
以上的实施例仅仅是对本发明的具体实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，本领域技术人员在现有技术的基础上还可做多种修改和变化，例如采用其他复合合金钎料，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种金刚石磨盘的制备工艺，其特征在于，主要包括以下步骤：
(1)按比例称取胶粘剂和稀释剂，充分混匀后涂在金刚石磨盘基体工作表面，放置10～20分钟；
(2)将步骤(1)处理过的金刚石磨盘基体工作表面在钎焊材料颗粒料中粘取，形成钎焊材料基层；然后在钎焊材料基层上涂光敏不干胶；在金刚石磨粒料中粘取，依靠不干胶的粘接力在其表面均匀的粘接一层金刚石磨粒；继续涂覆光敏不干胶，并在钎焊材料颗粒料中粘取，最终在金刚石磨盘基体的表面形成一层带金刚石磨粒的钎焊材料粘结层；所述钎焊材料颗粒为镍基合金、铜基合金、银基合金中的一种或多种；
(3)采用紫外线光束按照设定的排布图案曝光步骤(2)所得带金刚石磨粒的钎焊材料粘结层，被紫外光照的部分，金刚石颗粒被固化，未被光固化的金刚石磨粒和钎焊材料颗粒通过有机溶剂清洗脱落，从而实现金刚石颗粒的几何定向排布；
(4)将步骤(3)所得带金刚石磨粒的钎焊材料粘结层的磨盘放入真空炉中烧结钎焊，即得到工作表面金刚石颗粒几何定向排列的金刚石磨盘。
2.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述胶粘剂为热塑性树脂胶粘剂；所述光敏不干胶为UV不干胶。
3.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述胶粘剂和稀释剂的质量比为5-6：1。
4.一种根据权利要求1-3任一项所述的制备工艺制备的金刚石磨盘。
5.根据权利要求4所述的金刚石磨盘，其特征在于，所述金刚石磨盘基体有一个及以上的固定孔。
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