[發明專利]一種多顆粒附聚型磨粒體、制備方法及其應用

在審

• 申請號: 201811243428.3
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN109321204A
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 蘇彥賓;邵增明;邵慧麗
• 申請（專利權）人: 河南省力量鉆石股份有限公司
• 主分類號: C09K3/14
• 分類號: C09K3/14
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 許艷敏

本發明公開了一種多顆粒附聚型磨粒體、制備方法及其應用。該磨粒體主要由磨料和結合劑制備而成；所述的磨料為熔融或燒結氧化鋁、熔融或燒結氧化鋯、熔融或燒結氧化鋁?氧化鋯、剛玉類、碳化硅、立方體氮化硼、碳化硼、燧石、石榴石、氮化硅和金剛石中的任一種或任幾種；所述的結合劑包括有機結合劑、無機結合劑和金屬結合劑。得到的磨粒體粒徑為40目～8000目，其形狀包括球體、立方體、金字塔型和圓柱體型等。通過結合劑將多種單晶顆粒結合在一起制備得到附聚型的磨粒體切削刃小、磨削力強，制備方法簡單易行，成本低；該附聚型磨粒體在應用中，研磨工件的表面粗糙度低，拋光時對于工件的表面沒有劃痕，完全滿足現代精加工行業中的要求。

技術領域

本發明屬于磨粒加工及磨料磨粒技術領域，具體涉及一種多顆粒附聚型磨粒體、制備方法及其應用。

背景技術

磨粒加工是以硬質礦物質(磨料)顆粒作為切削工具進行材料去除的加工過程的統稱。磨料加工方法工藝適應性極強、工藝方法眾多，如磨削、研磨、拋光、珩磨、超精加工、自由磨粒加工、復合磨粒加工等，其應用范圍廣，可對金屬、陶瓷、玻璃、石材、耐火材料、混凝土、骨骼、復合材料等各種材料進行加工，可對平面、圓柱表面、球面、漸開線齒面、螺旋表面、自由曲面等各種表面實現荒、粗、精和超精加工等各種精密加工；磨粒加工機床涉及種類最多的機床，被廣泛的應用與機械制造、輕工、建筑、耐火材料等多種行業。即許多難以加工的材料均可由磨粒進行加工，磨粒加工是各個行業中廣泛應用的重要加工方法。

由于磨粒和切削尺寸細小、磨削力小，參加切削的磨粒眾多，所以磨粒加工能夠很容易獲得高精度低表面粗糙度的表面。特別是應用非常細微的磨粒，可以獲得納米級切削刃，從而實現極薄的微細切削、獲得無缺陷表面，可以獲得表面精度0.1μm、表面粗糙度Ra0.008～0.025μm的加工表面。因此磨粒加工是超精密加工的主要手段，在現代航空航天、精密機械和儀器、電子信息、尖端武器、小型和微型機械等高科技領域中具有重要的應用。

隨著科技的快速發展，各個行業中對于研磨拋光的加工提出了越來越高的要求。其中高效與高精是要求最高的兩部分。傳統的磨料均為單顆粒的單晶結構，晶體本身是一個完整的大晶粒，單晶是具有完整晶體外形的單個顆粒，顆粒內部的晶格是周期排列，具有各向異性，顆粒表面較為光滑，切削刃數量少，切削力弱。且單個顆粒切削刃大而硬，劃傷嚴重，同時受到外力沖擊時沿解理面破裂，顆粒會很快變小，使得磨料的研磨壽命明顯變短。

從做成固結磨具來講，由于單晶顆粒磨料具有解理面，在磨削過程中、使用一段時間后刃面磨損很容易出現鈍化，而且單晶容易整體從結合劑中拔出失去磨削效果，而不能充分發揮磨料的效用，導致了磨具的壽命短、磨削率低。從拋光應用方面講：在IT行業中，硬盤及磁頭需要非常高的表面光潔度和平整度，光通訊中光纖連接器端面拋光后粗糙度Ra值需要在納米級；LED行業中藍寶石晶片的研磨拋光不但要求很強的切削力，而且要求晶片表面無劃痕。上述的高精度要求，采用傳統的單晶結構磨料單顆粒進行磨削已經無法實現。

為了克服現有技術中單晶顆粒作為磨料時的缺陷，現有技術中通常大的單晶顆粒進行刻蝕，制造成海綿體狀，避免了顆粒在受到外力沖擊時沿解理面的破裂，也提高了在磨削拋光過程中的加工效率。但是因單晶顆粒在刻蝕過程中，由表及里進行刻蝕，外表面被刻蝕的程度較嚴重，而內部刻蝕程度較輕，造成了內外硬度的不一致；而且單晶顆粒由于形成機理原因，每顆磨料與每顆磨料之間、以及同一顆磨料不同的部位的軟硬度均不相同，所以刻蝕的程度也不一樣，這樣造成了被加工工件表面的存在劃傷、平整度不夠的問題。