金属结合剂及用其制成的白玻璃红外截止滤光片切割砂轮的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种金属结合剂及用其制成的白玻璃红外截止滤光片切割砂轮，本发明中金属结合剂采用了高锡、钼配方，提高了结合剂的脆性，砂轮使用中更容易微破碎而“自锐”，二硫化钼具有良好的润滑性与减磨作用，通过200/270目粗粒度二硫化钼粉的添加，进一步提高了砂轮的锋利性，因此本发明砂轮能够实现红外截止滤光片切割过程免修整；通过添加导热率高达420W/mK的银成分，使砂轮散热性大大提高，有助于提高砂轮切割速度。碳化钒具有较高的硬度，结合剂中添加一定量的碳化钒，提高了砂轮的寿命。砂轮生坯成型及烧制压力大，保证了砂轮的高密度，提高了砂轮刚性，进而保证了砂轮的产品质量及砂轮切割直线度。
【专利说明】
金属结合剂及用其制成的白玻璃红外截止滤光片切割砂轮
技术领域
[0001]本发明属于超硬材料技术领域，具体涉及一种金属结合剂及用其制成的白玻璃红外截止滤光片切割砂轮。
【背景技术】
[0002]白玻璃红外截止滤光片是利用精密光学镀膜技术，在光学超白玻璃基片上交替镀上若干层高低折射率的光学膜，实现可见光区(400鹽~630111]1)高透、近红外(700111]1~1100111]1)截止的高端光学元件，主要应用于摄像机镜头、手机摄像头、汽车摄像头等数码成像领域，用于消除红外光线对CCD/CM0S成像的影响，提高(XD/CM0S图像传感器有效分辨率和彩色还原性，使图像更加清晰、稳定。
[0003]白玻璃红外截止滤光片制造工序较多，包括光学基片研磨、抛光、清洗、镀膜、切割等过程，本发明涉及白玻璃红外截止滤光片切割所使用的金属结合剂金刚石砂轮。白玻璃红外截止滤光片属于精密光学元件，对切割质量要求非常高:切割崩口 <50μπι、无玻璃破碎、脱膜等问题，同时为提高效率，要求切割速度较快。
[0004]由于白玻璃红外截止滤光片极薄(一般为0.2Imm-0.3_)、光学玻璃基片及镀层质硬而脆，同时镀膜工序会导致滤光片产生内应力、翘曲大变形，从而给切割加工带来相当大难度，切割时极易产生破碎、崩口、脱膜等问题。
[0005]树脂结合剂金刚石砂轮由于锋利性好，同时树脂结合剂具有一定弹性、可在一定程度上减小白玻璃红外截止滤光片切割崩口，目前国内外相关企业大多采用树脂结合剂砂轮进行白玻璃红外截止滤光片切割。但该类砂轮存在着金刚石把持力弱、导热及耐热性差的问题，导致切割速度较慢(<5mm/s);同时受树脂结合剂本身特性所限，树脂结合剂砂轮磨损快，砂轮寿命很短(切割长度< 300m)，换刀频繁，影响生产效率，也增加了成本。此外，树脂结合剂砂轮强度较低，切割中容易断刀，存在一定的安全隐患。
[0006]国内外相关厂家也尝试推出了部分金属结合剂金刚石砂轮用于白玻璃红外截止滤光片切割，但目前该类产品仍存在滤光片切割崩口过大(切割崩口 50μηι~100μηι)、滤光片镀膜脱落、砂轮自锐性差，使用中需频繁修刀等问题，尚不能完全满足白玻璃红外截止滤光片切割要求。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种金属结合剂及用其制成的白玻璃红外截止滤光片切割砂轮，该白玻璃红外截止滤光片切割砂轮具有强度高、自锐性好、切割崩口小和使用寿命长的优点，能够满足白玻璃红外截止滤光片精密、高效、长寿切割要求。
[0008]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种金属结合剂，由下述重量份数的原料组成:铜粉60?70份、锡粉20?25份、钼粉20?25份、银粉5~8份、碳化钒粉6?12份、二硫化钼粉I?3份。
[0009]所述铜粉的粒度为300目、锡粉的粒度为300目、钼粉的粒度为300目、银粉的粒度为300目、碳化钒粉的粒度为300目；二硫化钼粉粒度:200?270目。
[0010]所述的金属结合剂制成的白玻璃红外截止滤光片切割砂轮，由下述重量百分比的原料制成:金属结合剂95%?98%、金刚石2%?5%。
[0011 ] 优选的，金刚石粒度为M10/20?M20/30。
[0012]所述的白玻璃红外截止滤光片切割砂轮制备方法，包括以下步骤:(1)称取结合剂各成分和金刚石，放入混合机中混合均匀，加入湿润剂，混合均匀；(2)将步骤(I)中得到的混合物投入模具型腔中，均匀摊料后，置入液压机中，在压力为750?SOOMPa下保压3~5s压制成型，得到砂轮生坯；(3)将步骤(2)得到的砂轮生坯置于石墨模具中，在热压烧结机中进行烧制，烧制压力为50?80MPa，先将砂轮生坯预热至500?540 °C，然后在500?540 °C下保持5?lOmin，然后冷却到室温，得到砂轮毛坯;(4)将步骤(3)得到的砂轮毛坯进行内外圆加工、研磨加工后，得到白玻璃红外截止滤光片切割砂轮成品。
[0013]优选的，所述步骤(3)中砂轮生坯预热时的升温速率为30?60°C/min。
[0014]优选的，湿润剂添加量为结合剂与金刚石总重量的1%?3%。
[0015]优选的，所述湿润剂为液体石蜡。
[0016]本发明产生的有益效果是:金属结合剂采用了高锡、钼配方，提高了结合剂的脆性，砂轮使用中更容易微破碎而“自锐”，二硫化钼具有良好的润滑性与减磨作用，通过200/270目粗粒度二硫化钼粉的添加，进一步提高了砂轮的锋利性，因此本发明砂轮能够实现红外截止滤光片切割过程免修整;通过添加导热率高达420W/mK的银成分，使砂轮散热性大大提高，有助于提高砂轮切割速度。碳化钒具有较高的硬度，结合剂中添加一定量的碳化钒，提高了砂轮的寿命。砂轮生坯成型及烧制压力大，保证了砂轮的高密度，提高了砂轮刚性，进而保证了砂轮的产品质量及砂轮切割直线度。采用本发明砂轮切割白玻璃红外截止滤光片，具有切割崩口小、切割质量好、切割速度快、切割过程砂轮免修整、砂轮寿命长的优点。
【具体实施方式】
[0017]下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于此。
[0018]实施例1
一种金属结合剂，由下述重量份数的原料组成:铜粉68份、锡粉22份、钼粉23份、银粉7份、碳化钒粉10份、二硫化钼粉2份。所述铜粉的粒度为300目、锡粉的粒度为300目、钼粉的粒度为300目、银粉的粒度为300目、碳化钒粉的粒度为300目；二硫化钼粉粒度:200-270目。
[0019]使用所述的金属结合剂制成的白玻璃红外截止滤光片切割砂轮，由下述重量分数的原料组成:金属结合剂97%、金刚石3%;所述金刚石粒度为M10/20。
[0020]所述的白玻璃红外截止滤光片切割砂轮制备方法，包括以下步骤:(I)称取铜粉、锡粉、钼粉、银粉、碳化钒粉、二硫化钼粉和金刚石，放入混合机中混料5小时，加入液体石蜡，液体石蜡添加量为结合剂与金刚石总重量的2%，继续混料5小时，得到混合均匀的料；(2)将步骤(I)中得到的混合物投入模具型腔中，均匀摊料后，置入液压机中，在压力为750MPa下保压4s压制成型，得到砂轮生坯；(3)将步骤(2)得到的砂轮生坯置于石墨模具中，在热压烧结机中进行烧制，烧制压力为65MPa，先将砂轮生坯预热至520°C(预热时的升温速率为50°C/min)，然后在520°C下保持8min，然后冷却到室温，得到砂轮毛坯；(4)将步骤(3)得到的砂轮毛坯进行内外圆加工、研磨加工后，得到白玻璃红外截止滤光片切割砂轮成品。
[0021]本实施例中白玻璃红外截止滤光片切割砂轮结构为整体型，砂轮规格为D54mm(^Κ5)ΧΤ 0.1mm(厚度)XH 40mm(孔径)。使用该砂轮切割白玻璃红外截止滤光片，最大切害Ij崩口为22μηι，无脱膜现象，切割速度可达8mm/s，切割过程砂轮免修整，切割长度910m。
[0022]实施例2
一种金属结合剂，由下述重量份数的原料组成:铜粉60份、锡粉25份、钼粉25份、银粉8份、碳化钒粉6份、二硫化钼粉I份。所述铜粉的粒度为300目、锡粉的粒度为300目、钼粉的粒度为300目、银粉的粒度为300目、碳化钒粉的粒度为300目；二硫化钼粉粒度:230?270。
[0023]使用所述的金属结合剂制成的白玻璃红外截止滤光片切割砂轮，由下述重量分数的原料组成:金属结合剂95%、金刚石5%;所述金刚石粒度为M12/22。
[0024]所述的白玻璃红外截止滤光片切割砂轮制备方法，包括以下步骤:(I)称取铜粉、锡粉、钼粉、银粉、碳化钒粉、二硫化钼粉和金刚石，放入混合机中混料5小时，加入液体石蜡，液体石蜡添加量为结合剂与金刚石总重量的1%，继续混料5小时，得到混合均匀的料；(2)将步骤(I)中得到的混合物投入模具型腔中，均匀摊料后，置入液压机中，在压力为SOOMPa下保压3s压制成型，得到砂轮生坯；(3)将步骤(2)得到的砂轮生坯置于石墨模具中，在热压烧结机中进行烧制，烧制压力为50MPa，先将砂轮生坯预热至500°C(预热时的升温速率为30°C/min)，然后在500°C下保持lOmin，然后冷却到室温，得到砂轮毛坯；(4)将步骤(3)得到的砂轮毛坯进行内外圆加工、研磨加工后，得到白玻璃红外截止滤光片切割砂轮成品。
[0025]本实施例中白玻璃红外截止滤光片切割砂轮结构为整体型，砂轮规格为D54mm(外径)XT 0.15mm(厚度)XH 40mm(孔径)。使用该砂轮切割白玻璃红外截止滤光片，最大切割崩口为26μπι，无脱膜现象，切割速度可达10mm/s，切割过程砂轮免修整，切割长度950m。
[0026]实施例3
一种金属结合剂，由下述重量份数的原料组成:铜粉70份、锡粉20份、钼粉20份、银粉5份、碳化钒粉12份、二硫化钼粉3份。所述铜粉的粒度为300目、锡粉的粒度为300目、钼粉的粒度为300目、银粉的粒度为300目、碳化钒粉的粒度为300目；二硫化钼粉粒度:230?270。
[0027]使用所述的金属结合剂制成的白玻璃红外截止滤光片切割砂轮，由下述重量分数的原料组成:金属结合剂98%、金刚石2%;所述金刚石粒度为M20/30。
[0028]所述的白玻璃红外截止滤光片切割砂轮制备方法，包括以下步骤:(I)称取铜粉、锡粉、钼粉、银粉、碳化钒粉、二硫化钼粉和金刚石，放入混合机中混料5小时，加入液体石蜡，液体石蜡添加量为结合剂与金刚石总重量的3%，继续混料5小时，得到混合均匀的料；
(2)将步骤(I)中得到的混合物投入模具型腔中，均匀摊料后，置入液压机中，在压力为775MPa下保压3s压制成型，得到砂轮生坯；(3)将步骤(2)得到的砂轮生坯置于石墨模具中，在热压烧结机中进行烧制，烧制压力为80MPa，先将砂轮生坯预热至540°C(预热时的升温速率为60°C/min)，然后在540°C下保持5min，然后冷却到室温，得到砂轮毛坯；(4)将步骤(3)得到的砂轮毛坯进行内外圆加工、研磨加工后，得到白玻璃红外截止滤光片切割砂轮成品。
[0029]本实施例中白玻璃红外截止滤光片切割砂轮结构为整体型，砂轮规格为D54mm(外径)XT 0.15mm(厚度)XH 40mm(孔径)。使用该砂轮切割白玻璃红外截止滤光片，最大切割崩口为28μηι，无脱膜现象，切割速度可达10mm/s，切割过程砂轮免修整，切割长度1200m。
[0030]实施例4 一种金属结合剂，由下述重量份数的原料组成:铜粉70份、锡粉24份、钼粉22份、银粉7份、碳化钒粉9份、二硫化钼粉I份。所述铜粉的粒度为300目、锡粉的粒度为300目、钼粉的粒度为300目、银粉的粒度为300目、碳化钒粉的粒度为300目；二硫化钼粉粒度:230?270。
[0031]使用所述的金属结合剂制成的白玻璃红外截止滤光片切割砂轮，由下述重量分数的原料组成:金属结合剂96%、金刚石4%;所述金刚石粒度为M20/30。
[0032]所述的白玻璃红外截止滤光片切割砂轮制备方法，包括以下步骤:(I)称取铜粉、锡粉、钼粉、银粉、碳化钒粉、二硫化钼粉和金刚石，放入混合机中混料5小时，加入液体石蜡，液体石蜡添加量为结合剂与金刚石总重量的1.5%，继续混料5小时，得到混合均匀的料；
(2)将步骤(I)中得到的混合物投入模具型腔中，均匀摊料后，置入液压机中，在压力为780MPa下保压4s压制成型，得到砂轮生坯；(3)将步骤(2)得到的砂轮生坯置于石墨模具中，在热压烧结机中进行烧制，烧制压力为50MPa，先将砂轮生坯预热至510°C(预热时的升温速率为50°C/min)，然后在510°C下保持5min，然后冷却到室温，得到砂轮毛坯；(4)将步骤(3)得到的砂轮毛坯进行内外圆加工、研磨加工后，得到白玻璃红外截止滤光片切割砂轮成品。
[0033]本实施例中白玻璃红外截止滤光片切割砂轮结构为整体型，砂轮结构为整体型，砂轮规格为D 54mm(外径)XT 0.2mm(厚度)XH 40mm(孔径)。使用该砂轮切割白玻璃红外截止滤光片，最大切割崩口为35μπι，无脱膜现象，切割速度可达12mm/s，切割过程砂轮免修整，切割长度1300m。
[0034]实施例5
一种金属结合剂，由下述重量份数的原料组成:铜粉66份、锡粉21份、钼粉24份、银粉8份、碳化钒粉6份、二硫化钼粉2份。所述铜粉的粒度为300目、锡粉的粒度为300目、钼粉的粒度为300目、银粉的粒度为300目、碳化钒粉的粒度为300目；二硫化钼粉粒度:230?270。
[0035]使用所述的金属结合剂制成的白玻璃红外截止滤光片切割砂轮，由下述重量分数的原料组成:金属结合剂96.5%、金刚石3.5%;所述金刚石粒度为M10/20。
[0036]所述的白玻璃红外截止滤光片切割砂轮制备方法，包括以下步骤:(I)称取铜粉、锡粉、钼粉、银粉、碳化钒粉、二硫化钼粉和金刚石，放入混合机中混料5小时，加入液体石蜡，液体石蜡添加量为结合剂与金刚石总重量的2.5%，继续混料5小时，得到混合均匀的料；
(2)将步骤(I)中得到的混合物投入模具型腔中，均匀摊料后，置入液压机中，在压力为760MPa下保压5s压制成型，得到砂轮生坯；(3)将步骤(2)得到的砂轮生坯置于石墨模具中，在热压烧结机中进行烧制，烧制压力为75MPa，先将砂轮生坯预热至540°C(预热时的升温速率为40°C/min)，然后在540°C下保持7min，然后冷却到室温，得到砂轮毛坯；(4)将步骤(3)得到的砂轮毛坯进行内外圆加工、研磨加工后，得到白玻璃红外截止滤光片切割砂轮成品。
[0037]本实施例中白玻璃红外截止滤光片切割砂轮结构为整体型，砂轮规格为D55mm(外径)XT 0.25mm(厚度)XH 40mm(孔径)。使用该砂轮切割白玻璃红外截止滤光片，最大切割崩口为29μηι，无脱膜现象，切割速度可达llmm/s，切割过程砂轮免修整，切割长度1050m。
【主权项】
1.一种金属结合剂，其特征在于，由下述重量份数的原料组成:铜粉60?70份、锡粉20?25份、钼粉20?25份、银粉5~8份、碳化钒粉6?12份、二硫化钼粉1~3份。2.如权利要求1所述的金属结合剂，其特征在于，所述铜粉的粒度为300目、锡粉的粒度为300目、钼粉的粒度为300目、银粉的粒度为300目、碳化钒粉的粒度为300目；二硫化钼粉粒度:20(^270目。3.—种使用权利要求1所述的金属结合剂制成的白玻璃红外截止滤光片切割砂轮，其特征在于，由下述重量百分比的原料制成:金属结合剂95%?98%、金刚石2%?5%。4.如权利要求3所述的白玻璃红外截止滤光片切割砂轮，其特征在于，金刚石粒度为M10/20~M20/30o
【文档编号】C22C9/00GK106002651SQ201610354641
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月26日
【发明人】赵炯, 陈恩厚, 王冻冻, 巩永刚, 邴建立
【申请人】郑州磨料磨具磨削研究所有限公司