[發明專利]一種陶瓷材料拋光用樹脂橡膠復合結合劑砂輪

有效

• 申請號: 201510445120.7
• 申請日: 2015-07-27
• 公開（公告）號: CN105058249B
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發明（設計）人: 葉騰飛;丁玉龍
• 申請（專利權）人: 鄭州磨料磨具磨削研究所有限公司
• 主分類號: B24D3/20
• 分類號: B24D3/20;B24D3/34;B24D18/00;C08L29/14;C08L7/00;C08K13/02;C08K3/34
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司41109
• 代理人: 霍彥偉

技術領域

本發明屬于機械加工中的超硬材料及制品領域，具體涉及應用于精密陶瓷材料拋光用樹脂橡膠復合結合劑金剛石磨料砂輪及制備方法。

背景技術

隨著電子行業發展，特別是電子通訊、LED、平板玻璃、藍寶石等高精密加工行業的迅速發展，精磨陶瓷材料的拋光加工應用日漸廣泛。具體涉及藍寶石晶圓拋光，藍玻璃拋光，碳化硅密封件、氧化鋯等精密陶瓷材料的拋光加工。此類工件要求極高的加工精度和表面質量，通過相應的高精度、高自動化的磨削設備，與加工材料匹配的先進磨削工藝，配合相應的拋光用砂輪，來達到對于此類陶瓷材料的高效率，高表面質量，高精度拋光。隨著各生產廠家對于此類工件拋光越來越高的要求，國內外許多砂輪生產廠家把此類拋光砂輪列入重點研究內容。

精密陶瓷材料拋光加工領域，多采用超細普通碳化硅磨料拋光輪，氧化鈰粉配合拋光盤或者游離磨料進行拋光加工。由于上述加工手段存在拋光效率相對較低，拋光輪等使用壽命相對較短，拋光質量逐漸不能夠滿足精密陶瓷的表面質量等問題，因此研究發明一種新的高效率，高的加工精度的砂輪是本項發明的核心內容。

發明內容

想要達到高精度高表面質量拋光，要求砂輪同時具有高的鋒利度和一定的硬度和彈性；高的鋒利度能夠使砂輪很好的去除精密陶瓷材料表面余量，砂輪具有一定的硬度能夠保持砂輪在磨削過程中保持相應的形狀，滿足工件平面度，圓柱度等高精度要求，砂輪的彈性能夠保證砂輪在拋光過程中，與工件接觸受壓時，磨具表面磨粒可以被壓縮進入彈性結合劑中，從而被磨工件表面留下較淺劃痕，致使獲得高表面質量的精密陶瓷。

因此針對以上分析和存在的問題，本發明提供一種具有彈性的精密陶瓷材料拋光砂輪的配方和成型工藝，制得的砂輪能夠滿足精密陶瓷材料的高精度，高表面質量的加工要求。

為達到以上目的，本發明采取以下技術方案：

一種陶瓷材料拋光用樹脂橡膠復合結合劑砂輪，包括砂輪基體及粘結在基體外側的磨料層，所述基體為膠木基體；所述磨料層為復合結合劑與磨料混合后成型；復合結合劑由聚乙烯醇縮丁醛樹脂、天然橡膠、硫化劑、硫化促進劑與硫化活性劑組成；磨料由金剛石及碳化硅組成；磨料層中各原料的體積份數比為：聚乙烯醇縮丁醛樹脂15-40份、天然橡膠10-20份、硫化劑2-6份、硫化促進劑3-6份、硫化活性劑1-4份、金剛石微粉18-40份、碳化硅微粉10-20份。

所述硫化劑為硫磺，粒徑為50-120um。

所述硫化促進劑由體積份數2-3份六次甲基四胺及1-3份氧化鈣組成。

所述硫化活性劑為硬脂酸鋅。

所述聚乙烯醇縮丁醛樹脂粒徑為60-80um，天然橡膠粒徑為50-70um。

所述金剛石微粉型號為PDM，粒徑為M1/2或M2/4或M4/6，碳化硅微粉粒徑為W1或W1.5或W2.5。

如上所述的陶瓷材料拋光用樹脂橡膠復合結合劑砂輪的制備方法，包括以下步驟：

1)將金剛石微粉磨料和碳化硅微粉磨料按照配方份額稱料后，震蕩均勻，得到混合磨料；

2)稱取磨料層中的其他各種原料，放入三維混料機中混合30-60min；

3)將步驟1和2所得料混合均勻，過120-200目篩得到所需成型料；

4)將步驟3所得成型料投入模具型腔，在熱壓機上分四段壓制成環或塊狀砂輪磨料層，具體壓制工藝為：一段溫度為75-85℃、壓力為0.8-1.2MPa，加壓時間為0.5-1.5min；二段溫度為95-105℃、壓力為2.5-3.5MPa，加壓時間為1.5-2.5min；三段溫度為115-125℃、壓力為4.5-5.5MPa，加壓時間為1.5-2.5min；四段溫度為120-130℃、壓力為5.5-6.5MPa，加壓時間為12-18min；

5)將步驟4得到的砂輪磨料層用環氧樹脂膠和金屬膠粘接在膠木基體上，即得到砂輪成品。

步驟5）中環氧樹脂膠和金屬膠的質量比為2:1。

本發明的有益效果：

1、本發明樹脂橡膠復合結合劑砂輪，結合劑采用聚乙烯醇縮丁醛樹脂和天然橡膠，結合劑較普通樹脂結合劑具有彈性，拋光性能好；較橡膠結合劑機械強度高，鋒利性好。此復合結合劑砂輪，常溫下有明顯的柔順性和彈性，拋光過程中發熱，更加柔軟，達到較好的拋光效果。

2、所述砂輪在配方上通過樹脂結合劑和橡膠結合劑的優化配比選取，并通過運用改進后的樹脂結合劑砂輪成型工藝設計，避免了橡膠結合劑砂輪切膠、塑練，后處理等復雜的成型工藝，能夠生產穩定的復合結合劑砂輪。