一种金刚石磨具及其生产工艺的制作方法

本发明涉及磨削及抛光用磨具技术领域，具体涉及的是一种金刚石磨具及其生产工艺。

背景技术：

随着金刚石磨具在石材加工行业中日益广泛的应用，在石材研磨抛光的过程中越来越多地采用了金刚石磨具。现有的金刚石磨具通常由作为刀头的金刚石节块和用于固定金刚石节块的基体组成，酚醛树脂因具有优异的机械性、绝缘性、粘结性和成型加工性能，使得其在基体的结构材料中得到广泛应用，但由于金刚石节块和基体之间通常采用焊接或者粘接的方式连接，而金刚石节块和基体之间的膨胀系数不同，联结强度底，在磨具磨削的过程中，随着金刚石节块的损耗，这种连接方式易发生松动，导致剩余的金刚石节块容易直接从基体上脱落，造成整个金刚石磨具的报废，造成浪费。

传统的金刚石磨具的刀头是将金刚石粉料装在石墨模具中，石墨模具置于热压机的上、下压板之间，热压机的液压机构对石墨模具施以一定的压力，使得刀头热压成型，上述工艺存在的不足之处在于，石墨模具的拆装复杂，石墨模具的摆放需要利用定位板进行精确定位，定位稍有偏差，生产得到的刀头只能作废，热压成型前在石墨模具的外部还要套设模框，利用模框将石墨模具紧固在一起，过程十分繁琐费时，不利于提高生产效率，另外，由于金刚石磨具的刀头整体都由金刚石粉料组成，生产成本也较高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种金刚石磨具，该磨具的金刚石节块和基体之间的联结强度高，磨具的制作成本较低，使用寿命长。

本发明的目的在于还提供了该金刚石磨具的生产工艺，生产成本较低，生产工艺简单，金刚石磨具的生产效率高。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种金刚石磨具，包括磨具基体和多个嵌设在所述磨具基体内的金刚石节块，所述磨具基体对应各个金刚石节块的位置向上凸起形成高台，使得所述磨具基体上形成有多个条形槽，所述磨具基体对应各个金刚石节块的位置分别内嵌有与对应的所述金刚石节块的底部焊接固定的螺钉，所述螺钉与所述磨具基体通过胶粘紧密粘合在一起，从而将所述磨具基体和所述金刚石节块牢固地固定在一起；

所述磨具基体的各原料的组成和用量如下：

酚醛树脂 5％～10％

酚醛塑料 90～95％；

所述酚醛树脂为硬度在115～125硬度单位的酚醛树脂，此硬度采用洛氏硬度计，压头直径为Φ12.7，加载60kg.f测试得到。

所述磨具基体沿着其长度方向的两侧分别设置有与机台磨头相配合安装的卡设部，各个所述卡设部具有一倾斜面，各个所述卡设部的倾斜面上分别胶粘有橡胶垫。

所述高台为与所述金刚石节块外形相适配的块状高台或者条状高台。

所述金刚石节块为条形节块或者方形节块。

该金刚石磨具的生产工艺，包括以下工艺步骤：

(1)先将5％～10％的酚醛树脂和90～95％的酚醛塑料按比例均匀混合成所述磨具基体的基材，所述酚醛树脂为硬度在115～125硬度单位的酚醛树脂；

(2)然后将所述螺钉与各个所述金刚石节块的底部焊接在一起形成带螺钉的金刚石节块；

(3)再将所述带螺钉的金刚石节块清洗干净并在所述螺钉的表面均匀涂抹上耐温胶水；

(4)再将多个涂抹有耐温胶水的所述带螺钉的金刚石节块一起放入钢模具中，所述钢模具的材质为硬度≥55HRC的Cr12模具钢，所述钢模具具有多个与待成型磨具的外形相适配的凹槽，将金刚石节块朝下放置在对应的凹槽内；

(5)最后将步骤(1)中混合得到的基材倒入钢模具的各个凹槽内并填满凹槽，使得基材完全填充在钢模具的槽壁与所述带螺钉的金刚石节块之间的间隙，将钢模具放置于热压机的上压板和下压板之间，热压成型，即得到成品磨具。

步骤(5)中，所述热压成型的压力为15～30MPa，所述热压成型的温度为150～180℃。

步骤(5)中，所述热压成型之后，得到内嵌有螺钉和金刚石节块的磨具基体，所述磨具基体沿着其长度方向的两侧分别成型有与机台磨头相配合安装的卡设部，各个所述卡设部具有一倾斜面，在所述倾斜面上分别胶粘一橡胶垫，最终得到该金刚石磨具。

采用上述结构后，本发明一种金刚石磨具，具有以下有益效果：

(1)通过螺钉将磨具基体和金刚石节块牢固地固定在一起，可防止在磨削过程中，金刚石节块从磨具基体上脱离，磨削过程中产生的废水废渣可从磨具基体上的条形槽中排走，从而不影响后续的磨削；

(2)由酚醛树脂和酚醛塑料组成的磨具基体具有良好的韧性和耐磨性，可防止磨具基体开裂、崩塌的现象发生。

因此，本发明一种金刚石磨具，该磨具的金刚石节块和磨具基体之间的联结强度高，磨具的制作成本较低，使用寿命长。

进一步，所述磨具基体沿着其长度方向的两侧分别设置有与机台磨头相配合安装的卡设部，各个所述卡设部具有一倾斜面，各个所述卡设部的倾斜面上分别胶粘有橡胶垫，橡胶垫可调整卡设部与磨头之间的配合误差，避免该金刚石磨具在磨削过程中发生晃动。

本发明一种金刚石磨具的生产工艺，采用钢模具进行模压成型，其成本比传统的石墨模具低，而且操作简单，无需拆装，而且该钢模具一次可模压成型得到多个该金刚石磨具，生产效率远高于石墨模具。另外，在该生产工艺中，由于基材紧密地包裹在带螺钉的金刚石节块外，且螺钉的表面涂抹有耐温胶水，从而保证通过热压成型之后，由基材形成的磨具基体可牢固地与金刚石节块固定在一起。

附图说明

图1为本发明一种金刚石磨具的结构示意图；

图2为本发明一种金刚石磨具的生产工艺中钢模具的结构示意图。

图中：

磨具基体 1 高台 11

条形槽 12 卡设部 13

倾斜面 131 金刚石节块 2

条形节块 21 方形节块 22

螺钉 3 钢模具 4

凹槽 41

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

一种金刚石磨具，如图1所示，包括磨具基体1和多个嵌设在磨具基体1内的金刚石节块2，磨具基体1对应各个金刚石节块2的位置向上凸起形成高台11，使得磨具基体1的高台11之间形成有多个条形槽12，磨具基体1对应各个金刚石节块2的位置分别内嵌有与对应的金刚石节块2的底部焊接固定的螺钉3，螺钉3与磨具基体1通过胶粘紧密地粘合在一起，从而将磨具基体1和金刚石节块2牢固地固定在一起。

磨具基体1的各原料的组成和用量如下：

酚醛树脂 5％～10％

酚醛塑料 90～95％；

优选地，酚醛树脂为硬度在115～125硬度单位的酚醛树脂，此硬度采用洛氏硬度计，压头直径为Φ12.7，加载60kg.f测试得到。

具体地，磨具基体1内嵌设有六个金刚石节块2，其中包括四个条形节块21和两个方形节块22，其中两个方形节块22分布在磨具基体1的一端，两个条形节块21分布在磨具基体1的另一端，另两个条形节块21分别分布在对应的方形节块22和条形节块21之间，磨具基体1上的高台11为块状高台或者条状高台，其中对应中间的条形节块21的高台11为条状高台，对应方形节块22的高台11为呈不规则四边形的块状高台，对应另一端的条形节块21的高台11为呈三角形的块状高台，在磨具基体1的高台11之间形成有多个条形槽12，这样设计，可以增强磨具的排屑能力，提高磨削效率。

采用上述结构后，本发明一种金刚石磨具，具有以下有益效果：

(1)通过螺钉3将磨具基体1和金刚石节块2牢固地固定在一起，可防止在磨削过程中，金刚石节块2从磨具基体1上脱离，磨削过程中产生的废水废渣可从磨具基体1上的条形槽12中排走，从而不影响后续的磨削；

(2)由酚醛树脂和酚醛塑料组成的磨具基体1具有良好的韧性和耐磨性，可防止磨具基体1开裂、崩塌的现象发生。

因此，本发明一种金刚石磨具，该磨具的金刚石节块和磨具基体之间的联结强度高，磨具的制作成本较低，使用寿命长。

进一步，磨具基体1沿着其长度方向的两侧分别设置有与机台磨头相配合安装的卡设部13，各个卡设部13具有一倾斜面131，各个卡设部13的倾斜面131上分别胶粘有橡胶垫(图中未示出)，橡胶垫可调整卡设部13与磨头之间的配合误差，避免该金刚石磨具在磨削过程中发生晃动。

实施例一

该金刚石磨具的生产工艺，如图1-图2所示，包括以下工艺步骤：

(1)先将5％的酚醛树脂和95％的酚醛塑料按比例均匀混合成磨具基体1的基材，酚醛树脂为硬度在115～125硬度单位的酚醛树脂；

(2)然后将螺钉3与各个金刚石节块2的底部焊接在一起形成带螺钉3的金刚石节块2，金刚石节块2为条形节块21或者方形节块22；

(3)再将带螺钉3的金刚石节块2清洗干净并在螺钉3的表面均匀涂抹上耐温胶水；

(4)再将多个涂抹有耐温胶水的带螺钉3的金刚石节块2一起放入呈方形的钢模具4中，钢模具4的材质为硬度≥55HRC的Cr12模具钢，钢模具4上开设有四个与待成型磨具的外形相适配的凹槽41，将金刚石节块2朝下放置在对应的凹槽41内的相应位置；

(5)再将步骤(1)中混合得到的基材倒入钢模具4的各个凹槽41内并填满凹槽41，使得基材完全填充在钢模具4的槽壁与带螺钉3的金刚石节块2之间的间隙，将钢模具4放置于热压机的上压板和下压板之间，热压成型，热压成型的压力为15MPa，热压成型的温度为150℃；

(6)经过步骤(5)热压成型后得到内嵌有螺钉3和金刚石节块2的磨具基体1，磨具基体1沿着其长度方向的两侧分别成型有与机台磨头相配合安装的卡设部13，各个卡设部13具有一倾斜面131，在倾斜面131上分别胶粘一橡胶垫，最终得到该金刚石磨具。

得到的该金刚石磨具的磨具基体1对应各个金刚石节块2的位置向上凸起形成高台11，使得磨具基体1的高台11之间形成有多个条形槽12。

实施例二

该金刚石磨具的生产工艺，如图1-图2所示，包括以下工艺步骤：

(1)先将10％的酚醛树脂和90％的酚醛塑料按比例均匀混合成磨具基体1的基材，酚醛树脂为硬度在115～125硬度单位的酚醛树脂；

(2)然后将螺钉3与各个金刚石节块2的底部焊接在一起形成带螺钉3的金刚石节块2，金刚石节块2为条形节块21或者方形节块22；

(3)再将带螺钉3的金刚石节块2清洗干净并在螺钉3的表面均匀涂抹上耐温胶水；

(4)再将多个涂抹有耐温胶水的带螺钉3的金刚石节块2一起放入呈方形的钢模具4中，钢模具4的材质为硬度≥55HRC的Cr12模具钢，钢模具4上开设有四个与待成型磨具的外形相适配的凹槽41，将金刚石节块2朝下放置在对应的凹槽41内的相应位置；

(5)再将步骤(1)中混合得到的基材倒入钢模具4的各个凹槽41内并填满凹槽41，使得基材完全填充在钢模具4的槽壁与带螺钉3的金刚石节块2之间的间隙，将钢模具4放置于热压机的上压板和下压板之间，热压成型，热压成型的压力为30MPa，热压成型的温度为180℃；

(6)经过步骤(5)热压成型后得到内嵌有螺钉3和金刚石节块2的磨具基体1，磨具基体1沿着其长度方向的两侧分别成型有与机台磨头相配合安装的卡设部13，各个卡设部13具有一倾斜面131，在倾斜面131上分别胶粘一橡胶垫，最终得到该金刚石磨具。

得到的该金刚石磨具的磨具基体1对应各个金刚石节块2的位置向上凸起形成高台11，使得磨具基体1的高台11之间形成有多个条形槽12。

实施例三

该金刚石磨具的生产工艺，如图1-图2所示，包括以下工艺步骤：

(1)先将8％的酚醛树脂和92％的酚醛塑料按比例均匀混合成磨具基体1的基材，酚醛树脂为硬度在115～125硬度单位的酚醛树脂；

(2)然后将螺钉3与各个金刚石节块2的底部焊接在一起形成带螺钉3的金刚石节块2，金刚石节块2为条形节块21或者方形节块22；

(3)再将带螺钉3的金刚石节块2清洗干净并在螺钉3的表面均匀涂抹上耐温胶水；

(4)再将多个涂抹有耐温胶水的带螺钉3的金刚石节块2一起放入呈方形的钢模具4中，钢模具4的材质为硬度≥55HRC的Cr12模具钢，钢模具4上开设有四个与待成型磨具的外形相适配的凹槽41，将金刚石节块2朝下放置在对应的凹槽41内的相应位置；

(5)再将步骤(1)中混合得到的基材倒入钢模具4的各个凹槽41内并填满凹槽41，使得基材完全填充在钢模具4的槽壁与带螺钉3的金刚石节块2之间的间隙，将钢模具4放置于热压机的上压板和下压板之间，热压成型，热压成型的压力为20MPa，热压成型的温度为165℃；

(6)经过步骤(5)热压成型后得到内嵌有螺钉3和金刚石节块2的磨具基体1，磨具基体1沿着其长度方向的两侧分别成型有与机台磨头相配合安装的卡设部13，各个卡设部13具有一倾斜面131，在倾斜面131上分别胶粘一橡胶垫，最终得到该金刚石磨具。

得到的该金刚石磨具的磨具基体1对应各个金刚石节块2的位置向上凸起形成高台11，使得磨具基体1的高台11之间形成有多个条形槽12。

本发明一种金刚石磨具的生产工艺，采用钢模具4进行模压成型，其成本比传统的石墨模具低，而且操作简单，无需拆装，而且该钢模具4一次可模压成型得到多个该金刚石磨具，生产效率远高于石墨模具。另外，在该生产工艺中，由于基材紧密地包裹在带螺钉3的金刚石节块2外，且螺钉3的表面涂抹有耐温胶水，从而保证通过热压成型之后，由基材形成的磨具基体1可牢固地与金刚石节块2固定在一起。

本发明中，金刚石节块2为本领域的公知部件，酚醛树脂、酚醛塑料以及耐温胶水由市售得到。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。