专利名称：用于加工水晶的磨盘及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种磨盘，特别是涉及一种用于加工水晶的磨盘及其制作方法。
背景技术：
目前加工水晶的磨盘通常采用电镀金刚石磨盘，电镀金刚石磨盘是以金属为结合 齐U，以金刚石为磨粒，采用电镀的方法使金属和金刚石的微粒共沉积于磨盘基体表面。如中 国专利文献号CN 1895849A于2007年1月17日公开了一种电镀金刚石磨盘，具有磨盘钢 片基体，其中央有能与宝石机机体或其它机械装配连接的轴孔，在磨盘钢片基体上具有电 镀金刚石磨料层，在磨盘钢片基体上镀有两种不同粒度的金刚石磨料层，一种金刚石磨料 层分布在圆盘基体的上外环面，另一种金刚石磨料层分布在圆盘基体的上内环面。这种电 镀金刚石磨盘的电镀优势在于可以实现磨料在被镀金属表面上“自由生长”，随着磨盘基体 的表面形状而变化，可以制造高精度、形状复杂及特薄的电镀金刚石磨盘。但是，由于电镀 工艺过程的特殊性导致其不容易实现多层电镀；随着反应的进行受镀液的PH值及电流密 度的变化的影响而提高了多层镀的工艺难度。并且，在使用过程中，具有多层镀层的电镀金 刚石磨盘的镀层内的磨粒很难保证连续出刃，因此会导致该电镀金刚石磨盘的工作效率低 或不能继续正常工作而造成浪费，因此，一般电镀金刚石磨盘都采用单层镀，但是采用单层 镀的电镀金刚石磨盘的金刚石磨料层的厚度都比较薄，从而导致该电镀金刚石磨盘的使用 寿命比较短；并且，电镀的成本也比较高，镀液对环境的污染也很大。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种结构简单合理、生产效率高、对环境污染小、使用寿命 长、锋利度高的用于加工水晶的磨盘及其制作方法，以克服现有技术中的不足之处。按此目的设计的一种用于加工水晶的磨盘，包括设置在基体上的金刚石刀头，其 特征是基体为铝基体，基体上设置有一个以上的装配槽，金刚石刀头通过粘结层与基体相 接。所述装配槽呈环状设置在基体上；或者装配槽呈辐条状设置在基体上。所述金刚石刀头的物料组份中包含有铁铜预合金粉、铜锡预合金粉和金刚石。所述金刚石刀头的物料组份按重量百分比计，铁铜预合金粉为10 50%，铜锡预 合金粉为50 90%，当铁铜预合金粉和铜锡预合金粉混合成混合物后，金刚石按该混合物 总重量的2. 5 3. 5%的比例投入到混合物中。所述铁铜预合金粉中的铁和铜的重量比为2 4 1 ；铜锡预合金粉中的铜和锡 的重量比为3 10 1。所述铁铜预合金粉的粉料纯度大于99. 6%，粒度细于200目；铜锡预合金粉的粉 料纯度大于99.6%，粒度细于200目；金刚石的粒度为30 140目。一种用于加工水晶的磨盘的制作方法，其特征是包括以下步骤第一步，混料，首先按上述比例称取铁铜预合金粉和铜锡预合金粉，并制得混合物，接着将金刚石按混合物总重量的2. 5 3. 5%的比例投入到混合物中，制得混合料，再 往混合料中添加石蜡油，最后在三维混料机中混合均勻，制得待用料，其中，石蜡油的用料 为混合料总重量的0. 2 0. 4% ；第二步，制粒，把上述混合有金刚石的待用料制成粒径为0. 4mm 1. 2mm的颗粒；第三步，冷压成型，把上述制得的颗粒投入到冷压模具内，然后以25 40kN/cm2 的压力冷压成型为半成品；第四步，热压，把冷压成型后的半成品装入热压模框内，以700 810°C 的温度和 150 200kN/cm2的压力在真空热压机内保温3 5min，制得金刚石刀头；第五步，打磨，将经过热压得到的金刚石刀头在打磨机上去除毛刺以及粘接面上 的氧化皮后，再对粘接面进行超声波清洗；第六步，基体加工，首先按尺寸要求加工基体，然后对基体的粘接面去油污清洗；第七步，粘接，用环氧树脂胶把金刚石刀头和基体粘接在一起，然后以10 100kN/cm2的压力保压20 24小时，制得磨盘；第八步，平面磨，将磨盘在平面磨床上进行修整，在去除磨盘表面的金属氧化皮， 使金刚石刀头露出，将金刚石刀头的表面平面度控制在0. 07mm以内。所述制粒步骤中，在混合有金刚石的待用料中加入制粒剂，待用料和制粒剂重量 比为100 120 0. 5 2。所述制粒剂的物料组份中包含有异丙醇、丙酮和GB600 ；其中，异丙醇、丙酮和 GB600的重量比为25 40 3 7 0. 5 1. 5。本发明提高了粉料铁铜预合金粉和铜锡预合金粉，与金刚石分布的均勻度，提高 了金属胎体对金刚石的把持力；以铝基体取代铁质基体，将传统的金刚石刀头与铁质基体 通过钎焊连接改为粘结，减轻了对环境的污染程度，并且在减轻磨盘总重量的同时，减低了 制作成本，在提高了磨盘的锋利度的同时，大幅度提高了磨盘的使用寿命，在相同的工作条 件下，传统的电镀金刚石磨盘能够连续工作30 35h，而采用本发明制作的磨盘能够连续 工作时间120h以上；同时也填补了国内金属结合剂水晶球磨盘生产的空白。本发明主要用于取代常规的用于加工水晶的电镀金刚石磨盘，其具有结构简单合 理、使用寿命远高于以往的电镀金刚石磨盘、锋利度高、金刚石刀头连接简单，制作成本低 和生产效率高的特点。
图1为本发明一实施例结构示意图。图2为图1中的A处放大结构示意图。图3为图1中的B-B向剖视结构示意图。图4为图3中的C处放大结构示意图。图5为基体的剖视结构示意图。图6为图5中的D处放大结构示意图。图中1为金刚石刀头，1. 1为排屑沟，2为粘结层，3为基体，3. 1为装配槽。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
第一实施例参见图1-图6，本用于加工水晶的磨盘，包括设置在基体3上的金刚石刀头1，基 体3为铝基体，基体3上设置有一个以上的装配槽3. 1，金刚石刀头通过粘结层2与基体相 接。金刚石刀头1呈条块分布，相邻金刚石刀头1之间设置有排屑沟1.1。装配槽3.1呈环 状设置在基体3上；或者装配槽呈辐条状设置在基体上。金刚石刀头1的物料组份中包含有铁铜预合金粉、铜锡预合金粉和金刚石。金 刚石刀头1的物料组份按重量百分比计，铁铜预合金粉为10 50%，铜锡预合金粉为 50 90%，当铁铜预合金粉和铜锡预合金粉混合成混合物后，金刚石按该混合物总重量 的2. 5 3. 5%的比例投入到混合物中。其中，铁铜预合金粉中的铁和铜的重量比为2 4 1;铜锡预合金粉中的铜和锡的重量比为3 10 1。铁铜预合金粉的粉料纯度大于 99.6%，粒度细于200目；铜锡预合金粉的粉料纯度大于99.6%，粒度细于200目；金刚石 的粒度为30 140目。制作磨盘时，包括以下步骤第一步，混料，首先称取铁铜预合金粉22克，铜锡预合金粉78克，混合均勻后制得 混合物；该混合物将是成形后的金刚石刀头1中的金属胎体的组成物，而金刚石颗粒将均 布在该金属胎体中。然后称取金刚石2. 75克，金刚石是静压强度为8 16kg的人造单晶， 粒度在40 500目之间。将金刚石投入到混合物中，混合均勻后制得混合料，再往该混合 料中添加石蜡油，最后在三维混料机中混合均勻，制得待用料，其中，石蜡油的用料为混合 料总重量的0.2 0.4%。其中，铁铜预合金粉中的铁和铜的重量比为7 3，铜锡预合金粉中的铜和锡的重 量比为4 1。第二步，制粒，把上述混合有金刚石的待用料制成粒径为0. 4mm 1. 2mm的颗 粒；在制粒过程中，在混合有金刚石的待用料中加入制粒剂，待用料和制粒剂的重量比为 100 120 0. 5 2。制粒剂的物料组份中包含有异丙醇、丙酮和GB600 ；其中，异丙醇、丙酮和GB600的 重量比为25 40 3 7 0.5 1.5 ;GB600为德国飞羽公司出厂的一种产品的名称。在本实施例中，异丙醇、丙酮和GB600的具体重量比为30 5 1。第三步，冷压成型，把上述制得的颗粒投入到刀头的冷压模具内，然后以25 40kN/cm2的压力将颗粒冷压成型为半成品；第四步，热压，把冷压成型后的半成品装入热压模框内，以745°C的温度和200kN/ cm2的压力在真空热压机内保温4min ；制得金刚石刀头1 ；第五步，打磨，将经过热压得到的金刚石刀头1在打磨机上去除毛刺以及粘接面 上的氧化皮后，再对粘接面进行超声波清洗；第六步，基体2加工，首先按尺寸要求加工基体，包括加工出装配槽3. 1，然后对基 体的粘接面去油污清洗；第七步，粘接，用环氧树脂胶把金刚石刀头1和基体2粘接在一起，然后以10 100kN/cm2的压力保压24小时，制得磨盘；
第八步，平面磨，将磨盘在平面磨床上进行修整，在去除磨盘表面的金属氧化皮， 使金刚石刀头1露出；在露出金刚石刀头1的同时，将金刚石刀头的表面平面度控制在 0. 07mm 以内。第二实施例制作磨盘时，包括以下步骤第一步，首先称取铁铜预合金粉35克，铜锡预合金粉65克，混合均勻后制得混合物；然后称取金刚石3克，将金刚石投入到混合物中，混合均勻后制得混合料，再往混合料 中添加石蜡油，最后在三维混料机中混合均勻，制得待用料，其中，石蜡油的用料为混合料 总重量的0.2 0.4%。在本实施例中，铁铜预合金粉中的铁和铜的重量比为3 2，铜锡预合金粉中的铜 和锡的重量比为17 3。异丙醇、丙酮和GB600的重量比为30 5 1。其余未述部分见 第一实施例，不再重复。第三实施例制作磨盘时，包括以下步骤第一步，首先称取铁铜预合金粉10克，铜锡预合金粉90克，混合均勻后制得混合 物；然后称取金刚石3. 5克，将金刚石投入到混合物中，混合均勻后制得混合料，再往混合 料中添加石蜡油，最后在三维混料机中混合均勻，制得待用料，其中，石蜡油的用料为混合 料总重量的0.2 0.4%。在本实施例中，铁铜预合金粉中的铁和铜的重量比为3 1，铜锡预合金粉中的铜 和锡的重量比为9 1。异丙醇、丙酮和GB600的重量比为30 5 1。其余未述部分见 第一实施例，不再重复。第四实施例制作磨盘时，包括以下步骤第一步，首先称取铁铜预合金粉50克，铜锡预合金粉50克，混合均勻后制得混合 物；然后称取金刚石3. 5克，将金刚石投入到混合物中，混合均勻后制得混合料，再往混合 料中添加石蜡油，最后在三维混料机中混合均勻，制得待用料，其中，石蜡油的用料为混合 料总重量的0.2 0.4% ；在本实施例中，铁铜预合金粉中的铁和铜的重量比为7 3，铜锡预合金粉中的铜 和锡的重量比为4 1。异丙醇、丙酮和GB600的重量比为30 5 1。其余未述部分见
第一实施例，不再重复。
权利要求
一种用于加工水晶的磨盘，包括设置在基体(3)上的金刚石刀头(1)，其特征是基体为铝基体，基体上设置有一个以上的装配槽(3.1)，金刚石刀头通过粘结层(2)与基体相接。
2.根据权利要求1所述的用于加工水晶的磨盘，其特征是所述装配槽(3.1)呈环状设 置在基体(3)上；或者装配槽呈辐条状设置在基体上。
3.根据权利要求1所述的用于加工水晶的磨盘，其特征是所述金刚石刀头(1)的物料 组份中包含有铁铜预合金粉、铜锡预合金粉和金刚石。
4.根据权利要求1至3任一权利要求所述的用于加工水晶的磨盘，其特征是所述金 刚石刀头(1)的物料组份按重量百分比计，铁铜预合金粉为10 50%，铜锡预合金粉为 50 90%，当铁铜预合金粉和铜锡预合金粉混合成混合物后，金刚石按该混合物总重量的 2. 5 3. 5%的比例投入到混合物中。
5.根据权利要求4所述的用于加工水晶的磨盘，其特征是所述铁铜预合金粉中的铁和 铜的重量比为2 4 1;铜锡预合金粉中的铜和锡的重量比为3 10 1。
6.根据权利要求5所述的用于加工水晶的磨盘，其特征是所述铁铜预合金粉的粉料纯 度大于99.6%，粒度细于200目；铜锡预合金粉的粉料纯度大于99.6%，粒度细于200目； 金刚石的粒度为30 140目。
7.一种根据权利要求1所述的用于加工水晶的磨盘的制作方法，其特征是包括以下步骤 第一步，混料，首先按上述比例称取铁铜预合金粉和铜锡预合金粉，并制得混合物，接着将金刚石按混合物总重量的2. 5 3. 5%的比例投入到混合物中，制得混合料，再往混合 料中添加石蜡油，最后在三维混料机中混合均勻，制得待用料，其中，石蜡油的用料为混合 料总重量的0.2 0.4% ；第二步，制粒，把上述混合有金刚石的待用料制成粒径为0. 4mm 1. 2mm的颗粒； 第三步，冷压成型，把上述制得的颗粒投入到冷压模具内，然后以25 40kN/cm2的压 力冷压成型为半成品；第四步，热压，把冷压成型后的半成品装入热压模框内，以700 810°C的温度和150 200kN/cm2的压力在真空热压机内保温3 5min，制得金刚石刀头(1)；第五步，打磨，将经过热压得到的金刚石刀头(1)在打磨机上去除毛刺以及粘接面上 的氧化皮后，再对粘接面进行超声波清洗；第六步，基体(2)加工，首先按尺寸要求加工基体，然后对基体的粘接面去油污清洗； 第七步，粘接，用环氧树脂胶把金刚石刀头(1)和基体(2)粘接在一起，然后以10 100kN/cm2的压力保压20 24小时，制得磨盘；第八步，平面磨，将磨盘在平面磨床上进行修整，在去除磨盘表面的金属氧化皮，使金 刚石刀头(1)露出，将金刚石刀头的表面平面度控制在0.07mm以内。
8.根据权利要求7所述的用于加工水晶的磨盘的制作方法，其特征是所述制粒 步骤中，在混合有金刚石的待用料中加入制粒剂，待用料和制粒剂重量比为100 120 0. 5 2。
9.根据权利要求8所述的用于加工水晶的磨盘的制作方法，其特征是所述制粒剂的 物料组份中包含有异丙醇、丙酮和GB600 ；其中，异丙醇、丙酮和GB600的重量比为25 40 3 7 0. 5 1. 5。
全文摘要
一种用于加工水晶的磨盘及其制作方法，用于加工水晶的磨盘，包括设置在基体上的金刚石刀头，基体为铝基体，基体上设置有一个以上的装配槽，金刚石刀头通过粘结层与基体相接。金刚石刀头的物料组份中包含有铁铜预合金粉、铜锡预合金粉和金刚石。金刚石刀头的物料组份按重量百分比计，铁铜预合金粉为10～50％，铜锡预合金粉为50～90％，当铁铜预合金粉和铜锡预合金粉混合成混合物后，金刚石按该混合物总重量的2.5～3.5％的比例投入到混合物中。本发明主要用于取代常规的用于加工水晶的电镀金刚石磨盘，其具有结构简单合理、使用寿命远高于电镀金刚石磨盘、锋利度高、金刚石刀头连接简单，制作成本低和生产效率高的特点。
文档编号B24D18/00GK101870092SQ201010200740
公开日2010年10月27日 申请日期2010年6月17日 优先权日2010年6月17日
发明者尹育航, 罗雪, 陶洪亮, 马邵伟, 龚伟景 申请人:广东奔朗新材料股份有限公司