[發明專利]一種具有毛細微孔的鏡面磨削砂輪及其制備方法

有效

• 申請號: 201910717088.1
• 申請日: 2019-08-05
• 公開（公告）號: CN110315439B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 馮凱萍;歐進乾;周兆忠;趙天晨;許慶華
• 申請（專利權）人: 衢州學院
• 主分類號: B24D3/10
• 分類號: B24D3/10;B24D3/34;B24D18/00;B22F9/04;B22F3/04;B22F3/10;C22C9/00;C22C26/00;C22C32/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

本發明公開了一種具有毛細微孔的鏡面磨削砂輪及其制備方法，屬于精密加工研磨拋光領域。本發明通過PVB+醇溶性樹脂液澆注制作鏡面磨削砂輪，避免了粉末成型分散不均勻的問題。首先利用PVB膠水固化后強度高的特點，形成素坯，燒結后醇溶性樹脂固化，PVB碳化，醇溶性樹脂燒結固化溫度也是PVB碳化溫度，PVB碳化后產生大量毛細微孔，相比直接粉末成型添加造孔劑產生的孔為閉孔，本方法在鏡面磨削砂輪中產生的毛細微孔是貫通微孔，對水的吸收能力強，添加了具有耐水涂層的可溶氮化鋁，鏡面磨削砂輪表層氮化鋁顆粒耐水涂層磨去后，氮化鋁水解，強度下降，具有表層自修銳的作用，而鏡面磨削砂輪內部氮化鋁耐水涂層保護，保證鏡面磨削砂輪內部強度穩定。

技術領域

本發明屬于精密加工研磨拋光領域，涉及一種具有毛細微孔的鏡面磨削砂輪及其制備方法。

背景技術

鏡面磨削是指經磨削后的工件，表面粗糙度Ra不大于0.01μm，光如鏡面，可以清晰成像，故稱鏡面磨削。鏡面磨削主要是磨粒微刃去除工件表面余量，同時由于磨料磨損而變鈍，在工件表面上產生摩擦、擠壓、壓光和拋光作用。因此，一般實現鏡面磨削，采取兩種措施，一是采用細磨料的砂輪，用橡膠結合劑的彈性砂輪進行擠壓拋光，而達到鏡面，這種鏡面磨削要粗磨—精磨—半精磨—超精磨和鏡面磨削五個工序，才達到鏡面加工；一種是采用稍粗粒度磨料實行修整，經慢速修整，把磨料切刃修成平整，砂輪表面修整的愈平，磨削后粗糙度也愈低。這種方法達到鏡面的主要原因是微刃的切除作用。其中，鏡面砂輪是鏡面磨削的關鍵。傳統砂輪制作方法為粉料混合→過篩→干燥→壓制→燒結，容易出現物相團聚的問題，如何減少磨粒磨具內部缺陷、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拋光性能。同時傳統磨具存在長時間使用，磨具發生鈍化的問題，因此，需要設計鏡面磨削砂輪具有自修銳的功能。

日本大森整教授(Ohmori H,Nakagawa T.Mirror surface grinding ofsiliconwafers with electrolytic in-process dressing[J].Annals of the CIRP,1990,39(1):329-332.)提出了ELID鏡面磨削技術，以金屬作為結合劑，對超硬磨料的把持強度大，防止在磨削受力過程中磨料從結合劑上脫落，在電流的作用下，砂輪的金屬基體作為陽極被電解，使砂輪中的磨粒露出表面，形成一定的出刀高度和容屑空間，隨著電解過程的進行，在砂輪表面逐漸形成一層鈍化膜，阻止電解過程的繼續進行，使砂輪損耗不致太快。當砂輪表面的磨粒磨損后，鈍化膜被工件材料刮擦去除繼續進行，該方法裝置復雜，電解砂輪成本高；國內外也有采用特殊的低彈性結合劑，如PVA、PVB、聚氨酯等共混樹脂粘合細微的磨粒，從而實現優良的鏡面磨削加工，稱為海綿鏡面拋光砂輪，以海綿狀結構為特性，但是該砂輪彈性大，適合表面光整加工，并不適合面形加工(袁偉杰，鄧日濤等.應用彈性砂輪對鋁合金鏡面磨削工藝研究[J].表面技術,2018,47(7),21-27)。

公開號為106944939B的發明專利公開了一種添加可溶性樹脂材料的自修銳超硬微細磨具丸片及其制備方法，通過研磨液溶解磨具表層的“可溶性”樹脂材料，在結合劑間形成孔隙，起到降低粘結劑強度和其對周圍磨粒的把持力，從而達到自動在線可控修銳磨具的目的，但是該方法容易對丸片內部產生樹脂溶解，導致強度下降；公開號為104944956A的發明專利公開了一種基于凝膠反應的多晶納米金剛石磨具制備方法，該方法采用聚丙烯晴進行凝膠，硬度高，適用于研磨階段；公開號為108081159A的發明專利公開了一種聚乙烯醇縮醛樹脂磨具有機凝膠成型方法，該凝膠方法無法適用于水性體系，同時采用單一樹脂，無法碳化形成毛細微孔。

為解決金剛石鏡面磨削砂輪物相團聚、造毛細孔、自修銳的問題，本發明采用復合樹脂澆注成型，一種樹脂燒結固化，另一種樹脂碳化產生毛細微孔；再添加耐水涂層填料，在實現表面摩擦，填料可溶，砂輪自銳的條件下，使砂輪基體強度得到保證。

發明內容