[發明專利]一種采用濕混法的納米金剛石磨具丸片制備方法

在審

• 申請號: 201710160791.8
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN106737256A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 馮凱萍;鄭興龍;周兆忠;倪成員;郁煒;尹濤;許慶華
• 申請（專利權）人: 衢州學院
• 主分類號: B24D18/00
• 分類號: B24D18/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 鄭海峰

技術領域

本發明涉及一種樹脂磨具制備方法，具體涉及一種采用濕混法的納米金剛石磨具丸片制備方法，屬于精密研磨拋光領域。

背景技術

隨著科技的發展，藍寶石玻璃等清脆材料應用越來越廣泛。其中藍寶石玻璃有著很好的熱特性，極好的電氣特性和介電特性，并且防化學腐蝕，它耐高溫，導熱好，硬度高，透紅外，化學穩定性好，主要在醫療器械、手機面板、高檔手表、LED行業等應用。這些應用領域都是中高端產品，材料成本較高，因此要嚴格把控藍寶石玻璃制作的每一個流程。在這些流程中最重要的一個環節是拋光研磨過程。由于精密加工質量要求很高，加工對象表面粗糙度達到納米級別，無燒傷，無振紋，無劃痕，無微裂紋。而常用的磨料顆粒尺寸均較大，已不能滿足高級光學玻璃、晶體、藍寶石和金相表面的超高精度的表面加工。

納米金剛石兼具有金剛石和納米顆粒的雙重特等優點，而且顆粒尺寸比最好的磨料要小一個量級。利用高純納米金剛石的超硬特性、粒子微細及粗糙的表面極易除去材料表面的起伏，可將材料表面粗糙度減小到納米級。因此，納米金剛石被視為超精拋光的新一代理想磨料。納米金剛石主要應用在：1、超級抗磨潤滑油脂；2、多元復合電鍍化學鍍；3、芯片、鐵氧磁頭、高級光學鏡頭、寶石首飾、精密零部件拋光；4、特種涂料(高級汽車表面漆)；5、軍用汽車、坦克、導彈、飛機、船艦等的隱形材料；6、功能陶瓷；7、人造牙齒骨骼、生物芯片；8、橡膠、塑料、玻璃、織物的增強；9、靜壓法制造金剛石、化學氣相沉積金剛石膜的晶種。伴隨著這些應用領域的拓展，納米金剛石在磨具中的應用也應發生質的飛躍，但是傳統磨具制作方法為粉料混合，已不適用制作納米金剛石磨具，如何減少納米磨粒磨具內部缺陷、保證磨具組織的均勻性是一個迫在眉睫要解決的問題，因為內部組織的均勻性直接影響磨削性能。納米金剛石碳表面極易受化學改性的影響，能和任何極性介質兼容，這種特點使得納米金剛石顆粒有可能在載體中均勻分布。

查閱大多數專利可得，普通磨具制備方法采用混料方法有一定的局限性，磨具各組分未能充分混合均勻。例如專利號201310535641.2公開了一種超硬CBN磨具的生產工藝，此專利采用混料機混料，這種方法已經很優越，但由于機器停機過程中離心力發生變化，也會導致混料的不均勻以及納米金剛石團聚現象。納米金剛石團聚問題在在超精細研磨中是一個致命的問題，直接影響精度。查閱專利號201510655728.2公開了一種拋光液中納米金剛石團聚體形貌修整方法：取納米金剛石拋光液、金剛石微粉和陶瓷球混合，加入研磨緩沖劑，球磨，但這種方法是后期處理的方法，過程復雜且效率不高。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，將納米金剛石磨粒做成了固著磨具，提高了研磨拋光效率；填料和濕潤劑結合，濕潤劑有一定的粘結性，且不揮發，用它濕潤填料不會和結合劑脫離，保證了成型料的質量；在可揮發液體中混合各組分，可以將各組分混合均勻，不會產生納米金剛石團聚。這種方法可在磨具制造過程中從根源解決磨具內部組織混料不均勻，以及納米金剛石團聚問題。

本發明首先提供了一種采用濕混法的納米金剛石磨具丸片制備方法。先制備納米金剛石分散液；再將填料和濕潤劑混合，濕潤后的填料和樹脂結合劑混合在可揮發性液體中，得到樹脂混合液；然后將納米金剛石分散液緩慢加入到樹脂混合液中，得到混合漿料；最后混合漿料經過干燥，粉化，過篩，壓制，高溫燒結，得到納米金剛石磨具丸片。

所述的采用濕混法的納米金剛石磨具丸片制備方法，具體制備方法如下：

步驟1，先將納米金剛石加入到可揮發性液體中，添加表面活性劑、偶聯劑，分散均勻，制備納米金剛石分散液，其中納米金剛石30～150份，可揮發性液體30～200份，表面活性劑和偶聯劑添加量均為納米金剛石重量的0.1～1.5％，表面活性劑和偶聯劑的作用使改變納米金剛石表面狀態，提高納米金剛石的分散性；

步驟2，再將填料和濕潤劑混合，濕潤后的填料和樹脂結合劑機械攪拌混合在可揮發性液體中，得到樹脂混合液，其中樹脂結合劑25～40份，可揮發性液體30～100份；

步驟3，將納米金剛石分散液緩慢加入到樹脂混合液中，機械攪拌混合均勻得到混合漿料；

步驟4，將步驟3得到的混合漿料，加熱蒸發，干燥，粉化，過篩，得到混合物料；

步驟5，將步驟4得到的混合物料壓制成型，高溫燒結，冷卻后得到納米金剛石研磨丸片。

所述的樹脂結合劑采用丙烯酸樹脂，聚氨酯樹脂，環氧樹脂，有機硅樹脂，酚醛樹脂，環氧樹脂，新酚樹脂，聚氨酯樹脂，聚酰亞胺樹脂，以及膠木粉中的任意一種。