一种超高切割垂直度整体型超薄树脂砂轮及制备方法

文档序号:9677329阅读:502来源:国知局
一种超高切割垂直度整体型超薄树脂砂轮及制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于磨料磨具制造技术领域,具体涉及一种超高切割垂直度整体型超薄树脂砂轮及其制备方法。
【背景技术】
[0002]整体型超薄树脂砂轮厚度一般在0.06 mm?0.5mm,无基体,结构如图1所示。该类砂轮主要适用于光学玻璃、陶瓷、半导体封装材料的高精密切断与开槽。该类砂轮具有良好的自锐性、切割高效性、切割品质佳等优点,是实现高效、节能、高精和自动化切割加工不可或缺的工具。虽然整体型超薄树脂砂轮具有较高的切割垂直度,但进一步提高切割垂直度,仍然对该类砂轮性能的提高具有重要作用。整体型超薄树脂砂轮切割垂直度提高的优点表现在:1)砂轮强度高、刚性好,不易断裂;2)工件切缝小、节约加工材质;3)降低砂轮侧面的磨损,更好的保证工件寸法一致;4)切割工件品质明显提高。
[0003]CN102699834A公开了一种新型纤维增强树脂砂轮,其是通过在砂轮中埋入玻璃纤维增强网片。CN104669131A公开了一种硫酸钙晶须增强树脂砂轮及其制备方法,其除了在砂轮轮中埋入碳纤维或玻璃纤维增强网片外,另外加入了酸钙晶须为纤维状单晶体,直径1?4μπι,长度20?80μπι。以上两种纤维增强砂轮,虽然均具有较高的抗冲击能力、安全速度和磨削效率高等优点,但对于切割垂直度没有相关的研究,并且对于超薄树脂砂轮,纤维网片厚度较厚,不适用于超薄树脂砂轮。

【发明内容】

[0004]本发明目的在于克服现有技术缺陷,提供一种超高切割垂直度整体型超薄树脂砂轮及制备方法。该砂轮切割偏摆小,切割垂直度高,从而保证切割工件寸法一致,提高了切割品质;此外,由于砂轮偏摆减小,砂轮在使用过程中不易断刀。
[0005]为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种超高切割垂直度整体型超薄树脂砂轮,其包括下述体积份原料:磨料10 — 25份、树脂结合剂40 - 50份、填料10 - 40份;
所述填料为由碳纤维和/或玻璃纤维组成的短切纤维,其中,短切纤维直径5 — 20微米,长度50 — 500微米,短切纤维的长径比为10 —100: 1。
[0006]具体的,所述磨料为金刚石或立方氮化硼,磨料粒度范围为2000#—100#;所述树脂结合剂为酚醛树脂或聚酰亚胺树脂。
[0007]上述的超高切割垂直度整体型超薄树脂砂轮,还包括石墨,且石墨与磨料、树脂结合剂、填料的体积之和为100份。
[0008]上述超高切割垂直度整体型超薄树脂砂轮的制备方法,其包括如下步骤:
1)按比例称取各原料,混合均匀;
2)成型:将步骤1)所得混料放入模具中热压成型获得砂轮毛坯;热压温度180— 210°C,热压时间10 — 20min,热压压力5 — 15MPa; 3)将步骤2)所得砂轮毛坯按设计的硬化曲线硬化,最后经端面加工、内外圆加工、开刃后,检验入库;
所述硬化曲线为:0.5小时自室温升至1001,1001保温0.5小时,然后1小时升温至180 — 210°C并保温6小时,最后自然降温至50°C,出炉。
[0009]和现有技术相比,本发明的有益效果:
碳纤维及玻璃纤维本身具有轴向强度高、模量大等优点,碳纤维及玻璃纤维在砂轮胎体中能形成空间错落的3D微观网状结构,可显著提高砂轮刚性,有效地降低超薄树脂砂轮高速旋转下的偏摆幅度,从而显著提高整体型超薄树脂砂轮的切割垂直度。与传统填料制作的整体型超薄树脂砂轮相比,本发明整体型超薄树脂砂轮切割垂直度明显提高,切缝能够至少减小约0.01mm,切割垂直度提高幅度至少约28.6%,并且砂轮不易断刀,切割工件寸法较好,切割品质大大改善。
【附图说明】
[0010]图1为现有整体型超薄树脂砂轮的结构示意图;
图2为本发明整体型超薄树脂砂轮的断面和侧面的SEM图,图中可以看出碳纤维及玻璃纤维在砂轮胎体中形成的3D微观网状结构。
【具体实施方式】
[0011]以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步地详细介绍,但本发明的保护范围并不局限于此。
[0012]下述实施例中,室温指25±1°C。
[0013]实施例1
一种超高切割垂直度整体型超薄树脂砂轮,其由下述体积百分比原料组成:2000#金刚石20%、酚醛树脂50%、碳纤维15%(直径10微米,长度200微米,长径比20:1)和玻璃纤维15%(直径10微米,长度200微米,长径比20:1)。
[0014]上述超高切割垂直度整体型超薄树脂砂轮的制备方法,其包括如下步骤:
1)按比例称取各原料,混合均匀;
2)成型:将步骤1)所得混料放入模具中热压成型获得砂轮毛坯;热压温度200°C,热压时间15min,热压压力lOMPa;
3)将步骤2)所得砂轮毛坯按设计的硬化曲线硬化,最后经端面加工、内外圆加工、开刃后,检验入库,制作得到规格为56_ X 0.2mm X 40mm的整体型超薄树脂砂轮;
所述硬化曲线为:0.5小时自室温升至100°C,100°C保温0.5小时,然后1小时升温至200°C并保温6小时,最后自然降温至50°C,出炉。
[0015]实施例2
一种超高切割垂直度整体型超薄树脂砂轮,其由下述体积百分比原料组成:200#金刚石25%、酚醛树脂40%、碳纤维10%(直径10微米,长度400微米,长径比40:1)和玻璃纤维15%(直径10微米,长度400微米,长径比40:1),石墨10%。
[0016]上述超高切割垂直度整体型超薄树脂砂轮的制备方法参照实施例1。
[0017]实施例3 一种超高切割垂直度整体型超薄树脂砂轮,其由下述体积百分比原料组成:1000#立方氮化硼10%、聚酰亚胺树脂45%、碳纤维20%(直径5微米,长度300微米,长径比60:1)和玻璃纤维20%(直径5微米,长度300微米,长径比60:1),石墨5%。
[0018]上述超高切割垂直度整体型超薄树脂砂轮的制备方法参照实施例1。
[0019]对比例1:
一种整体型超薄树脂砂轮,其原料组成如下:2000#金刚石2(^01%、酸醛树脂50¥01%、碳化硅(粒度W7)15 vol %、石墨15 vol %。制作工艺参照实施例1,制作得到56mm X 0.2mm X40mm的整体型超薄树脂砂轮。
[0020]上述实施例1至3、及对比例所得整体型超薄树脂砂轮洛氏硬度HRB均为50。
[0021]将上述实施例1至3、及对比例1所得整体型超薄树脂砂轮在DISC0321全自动切机上切割0.5mm光学玻璃,切割工艺参数:主轴转速2000rpm、切割速度5mm/s。切割结果如下:
实施例1:切缝为0.215mm,垂直度为0.015;
实施例2:切缝为0.220mm,垂直度为0.020;
实施例3:切缝为0.225mm,垂直度为0.025 对比例1:切缝为0.235mm,垂直度为0.035。
[0022]由上述结果可以看出:和对比例1相比,本发明实施例1的切缝最小0.215mm,垂直度为0.015,提高幅度57%,垂直度的大大提高能够减小砂轮高速旋转下的偏摆,提高切割品质,节约加工材质。
[0023]垂直度的计算方法:(切缝宽度-刀片厚度),垂直度数值越小,垂直度越好。
【主权项】
1.一种超高切割垂直度整体型超薄树脂砂轮,其特征在于,包括下述体积份原料:磨料.10 — 25份、树脂结合剂40 - 50份、填料10 — 40份; 所述填料为由碳纤维和/或玻璃纤维组成的短切纤维,其中,短切纤维直径5 — 20微米,长度50 — 500微米,短切纤维的长径比为10 —100: 1。2.如权利要求1所述的超高切割垂直度整体型超薄树脂砂轮,其特征在于,所述磨料为金刚石或立方氮化硼,磨料粒度范围为2000# —100#;所述树脂结合剂为酚醛树脂或聚酰亚胺树脂。3.如权利要求1所述的超高切割垂直度整体型超薄树脂砂轮,其特征在于,还包括石墨,且石墨与磨料、树脂结合剂、填料的体积之和为100份。4.权利要求1至3任一所述超高切割垂直度整体型超薄树脂砂轮的制备方法,其特征在于,包括如下步骤: .1)按比例称取各原料,混合均匀; .2)成型:将步骤1)所得混料放入模具中热压成型获得砂轮毛坯;热压温度180— 210°C,热压时间10 — 20min,热压压力5 — 15MPa; .3)将步骤2)所得砂轮毛坯按设计的硬化曲线硬化,最后经端面加工、内外圆加工、开刃后,检验入库; 所述硬化曲线为:0.5小时自室温升至1001,1001保温0.5小时,然后1小时升温至.180 — 210°C并保温6小时,最后自然降温至50°C,出炉。
【专利摘要】本发明涉及一种超高切割垂直度整体型超薄树脂砂轮,其包括下述体积份原料:磨料10-25份、树脂结合剂40-50份、填料10-40份;所述填料为由碳纤维和/或玻璃纤维组成的短切纤维,其中,短切纤维直径5-20微米,长度50-500微米,短切纤维的长径比为10-100:1。与传统填料制作的整体型超薄树脂砂轮相比,本发明整体型超薄树脂砂轮切割垂直度明显提高,切缝能够至少减小约0.01mm,切割垂直度提高幅度至少约28.6%,并且砂轮不易断刀,切割工件寸法较好,切割品质大大改善。
【IPC分类】B24D18/00, B24D3/34, B24D5/12, B24D3/28
【公开号】CN105437090
【申请号】CN201510814021
【发明人】杜晓旭, 陈锋, 肖峰, 李大水, 王思亮
【申请人】郑州磨料磨具磨削研究所有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年11月23日
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