[發(fā)明專利]一種具有毛細(xì)微孔的鏡面磨削砂輪及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910717088.1
• 申請日: 2019-08-05
• 公開（公告）號: CN110315439B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮凱萍;歐進(jìn)乾;周兆忠;趙天晨;許慶華
• 申請（專利權(quán)）人: 衢州學(xué)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(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

本發(fā)明公開了一種具有毛細(xì)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(lǐng)域。本發(fā)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(qiáng)度高的特點(diǎn)，形成素坯，燒結(jié)后醇溶性樹脂固化，PVB碳化，醇溶性樹脂燒結(jié)固化溫度也是PVB碳化溫度，PVB碳化后產(chǎn)生大量毛細(xì)微孔，相比直接粉末成型添加造孔劑產(chǎn)生的孔為閉孔，本方法在鏡面磨削砂輪中產(chǎn)生的毛細(xì)微孔是貫通微孔，對水的吸收能力強(qiáng)，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(qiáng)度下降，具有表層自修銳的作用，而鏡面磨削砂輪內(nèi)部氮化鋁耐水涂層保護(hù)，保證鏡面磨削砂輪內(nèi)部強(qiáng)度穩(wěn)定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于精密加工研磨拋光領(lǐng)域，涉及一種具有毛細(xì)微孔的鏡面磨削砂輪及其制備方法。

背景技術(shù)

鏡面磨削是指經(jīng)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(chǎn)生摩擦、擠壓、壓光和拋光作用。因此，一般實(shí)現(xiàn)鏡面磨削，采取兩種措施，一是采用細(xì)磨料的砂輪，用橡膠結(jié)合劑的彈性砂輪進(jìn)行擠壓拋光，而達(dá)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(dá)到鏡面加工；一種是采用稍粗粒度磨料實(shí)行修整，經(jīng)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(dá)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(guān)鍵。傳統(tǒng)砂輪制作方法為粉料混合→過篩→干燥→壓制→燒結(jié)，容易出現(xiàn)物相團(tuán)聚的問題，如何減少磨粒磨具內(nèi)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(nèi)部組織的均勻性直接影響拋光性能。同時傳統(tǒng)磨具存在長時間使用，磨具發(fā)生鈍化的問題，因此，需要設(shè)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(shù)，以金屬作為結(jié)合劑，對超硬磨料的把持強(qiáng)度大，防止在磨削受力過程中磨料從結(jié)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(jìn)行，在砂輪表面逐漸形成一層鈍化膜，阻止電解過程的繼續(xù)進(jìn)行，使砂輪損耗不致太快。當(dāng)砂輪表面的磨粒磨損后，鈍化膜被工件材料刮擦去除繼續(xù)進(jìn)行，該方法裝置復(fù)雜，電解砂輪成本高；國內(nèi)外也有采用特殊的低彈性結(jié)合劑，如PVA、PVB、聚氨酯等共混樹脂粘合細(xì)微的磨粒，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的鏡面磨削加工，稱為海綿鏡面拋光砂輪，以海綿狀結(jié)構(gòu)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(yīng)用彈性砂輪對鋁合金鏡面磨削工藝研究[J].表面技術(shù),2018,47(7),21-27)。

公開號為106944939B的發(fā)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(xì)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(jié)合劑間形成孔隙，起到降低粘結(jié)劑強(qiáng)度和其對周圍磨粒的把持力，從而達(dá)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(nèi)部產(chǎn)生樹脂溶解，導(dǎo)致強(qiáng)度下降；公開號為104944956A的發(fā)明專利公開了一種基于凝膠反應(yīng)的多晶納米金剛石磨具制備方法，該方法采用聚丙烯晴進(jìn)行凝膠，硬度高，適用于研磨階段；公開號為108081159A的發(fā)明專利公開了一種聚乙烯醇縮醛樹脂磨具有機(jī)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(xì)微孔。

為解決金剛石鏡面磨削砂輪物相團(tuán)聚、造毛細(xì)孔、自修銳的問題，本發(fā)明采用復(fù)合樹脂澆注成型，一種樹脂燒結(jié)固化，另一種樹脂碳化產(chǎn)生毛細(xì)微孔；再添加耐水涂層填料，在實(shí)現(xiàn)表面摩擦，填料可溶，砂輪自銳的條件下，使砂輪基體強(qiáng)度得到保證。

發(fā)明內(nèi)容