[發明專利]水凝磨具及其增量修整方法

有效

• 申請號: 201910627031.2
• 申請日: 2019-07-12
• 公開（公告）號: CN110281169B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 張冬峰;呂迅;袁巨龍
• 申請（專利權）人: 新昌浙江工業大學科學技術研究院
• 主分類號: B24D18/00
• 分類號: B24D18/00;B24D3/12
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 陳振華

本申請涉及水凝磨具及其增量修整方法。所述水凝磨具原料按質量百分比計為：磨料25～35％、防沉淀劑3～7％、增硬填充劑3～7％、四氧化三鐵3～7％，其余為基液；所述基液為氯化鎂與水按照質量比為1:49混合制得的混合液。其增量修整方法為：將已磨損的磨具置于高壓模具中，倒入攪拌好的水基磨料全混液；封閉高壓模具，等待水基磨料全混液凝固；進行脫模、端面打磨和修整即可。本申請的水凝磨具整體硬度高，磨料在磨具中分布均勻，整個磨具表面加工能力一致；磨具工作面具有吸水、蓄水功能，使其在工作過程中不會達到過高溫度，可避免加工過程工件表面燒傷；此外，本申請的水凝磨具，可重復利用，配方材料易得，制作方法操作簡單，難度低，制造成本低。

技術領域

本申請涉及精密及超精密加工技術領域，具體涉及水凝磨具及其增量修整方法。

背景技術

傳統的磨具通常采用結合劑將磨料粘合而成，固結磨具的制造工序有通常為：按質量比例分料、配料→混料→通過高壓模具成型→加熱固化→修整、加工→合格性檢查等，加工后的磨具具有一定強度和形狀，其強度、抗沖擊性、耐熱性及抗腐蝕能力，主要取決于結合劑的性能，且在不同工作環境下，其性能通常不會有較大變化。因此，針對不同材質的工件，需選用不同材質的磨具，且通常磨具只能進行去材修整，而不能實現增材修整，致使磨具只能作為消耗品，無法重復利用，使用成本較高。此外，在磨削/拋光加工過程中，由于溫升較快較高，需要大量水來實現工件冷卻，也嚴重浪費了水資源。鑒于此，如何制造出軟硬度可變、可實現增材修整、工作時無需消耗大量冷卻水的磨具成為了近些年的研究趨勢，也是目前本領域所面臨和亟待解決的難題。

發明內容

為克服現有技術中所存在的上述不足，本申請提供了水凝磨具。本申請的水凝磨具整體硬度高，可達到Y級的硬度級別，磨料在磨具中分布均勻，整個磨具表面加工能力一致；磨具工作面具有吸水、蓄水功能，使其在工作過程中不會達到過高溫度，可避免加工過程中工件表面溫升帶來的工件表面燒傷；此外，本申請的水凝磨具，配方材料易得，配置方法操作簡單，難度低，制造成本低。同時，本申請還提供了對本申請的水凝磨具進行增材修整的方法。

對于磨具，本申請的技術方案是：

水凝磨具，所述水凝磨具由以下按質量百分比計的原料組分制成：磨料25～35％、防沉淀劑3～7％、增硬填充劑3～7％、四氧化三鐵3～7％，其余為基液；所述基液為氯化鎂與水按照質量比為1:45～ 55混合制得的混合液；所述水凝磨具制作步驟如下：

1)按比例將磨料、防沉淀劑、增硬填充劑、四氧化三鐵和基液混合，制得水基磨料預混液；

2)將裝有水基磨料預混液的容器置于低溫高壓環境下進行高速攪拌，每攪拌一段時間后靜置一段時間，經多次攪拌后，獲得水基磨料全混液；

3)將水基磨料全混液倒入高壓模具內，等待水基磨料全混液凝固后脫模獲得半成品磨具，然后在對端部進行打磨后通過磨削的方式將半成品磨具的表面進行修整至所需要的精度，獲得水凝磨具成品。

與現有技術相比，本申請的水凝磨具具有以下顯著進步：

(1)配方材料易得，材料成本低；

(2)配置過程中，可將配料同時倒入基液進行攪拌，無需區分先后順序，操作簡單，對操作人員要求低，人工成本低；

(3)制作時，低溫高壓環境有助于水基磨料預混液快速凝固，在低溫高壓環境下進行多次高速攪拌，每攪拌一段時間后靜置一段時間，靜止后水基磨料預混液呈半凝固狀態，接下來的高速攪拌可打碎已凝固的晶軸，使其細化，使磨料在混合液體系中分布更均勻，保證整個磨具表面加工能力一致；