一种锋利型环氧树脂结合剂金刚石磨具的制备方法与流程

本发明涉及磨具技术领域，具体为一种锋利型环氧树脂结合剂金刚石磨具的制备方法。

背景技术：

用于陶瓷、石材类材料表面加工的磨具有普通碳化硅磨块和金刚石磨块，普通的碳化硅磨块，由于具有使用寿命短、效率低、耗能高、污染物排放量太等缺点，严重影响着加工质量和加工效率，已不能满足这类材料的加工需求。相比之下，金刚石磨具在加工这些材料时，则表现出无可比拟的优越性，主要表现在以下几个方面：1)磨削力小而稳定，有利于减少机床动力消耗和减弱磨削振动，提高工件加工精与表面粗糙度，被加工表面残留应力小，应力层簿，有利于减少工件崩口、裂纹现象；2)磨削热小，由于金刚石磨削力小，而且与许多被加工材料间的摩擦系数小，因此磨削时摩擦热少，利于延长磨具寿命；3)磨削比高，金刚石硬度极高，很容易切入工件，磨耗非常小并能长久保持锋利，另外金刚石磨具使用寿命长，在加工过程中可以减少修整和更换砂轮次数，节约工时，因此效率高，磨削成本低，而且方便操作，由于具有以上优点，使得金刚石磨具比普通的碳化硅磨具具有更高的加工质量和加工效率。

目前的金刚石磨具在生产过程中，大多是直接将金刚石磨料与有机粘合剂进行混合成形，然而，这样制备的金刚石磨具由于材料中含有大量气泡未充分排出，使磨具在长时间使用后容易失效，不能实现通过对金刚石磨具混料进行高压排气泡处理，来使磨具材料更加致密，无法达到通过采用纳米填料，来填补大分子金刚石磨料之间空隙的目的，不能实现通过在成形后的磨具表面镀层和涂料，来提高模具表面的耐磨和抗冲击性能，无法达到延长金刚石磨具的使用寿命，从而对金刚石磨具的使用十分不利。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种锋利型环氧树脂结合剂金刚石磨具的制备方法，解决了现有制备的金刚石磨具由于材料中含有大量气泡未充分排出，使磨具在长时间使用后容易失效，不能实现通过对金刚石磨具混料进行高压排气泡处理，来使磨具材料更加致密，无法达到通过采用纳米填料，来填补大分子金刚石磨料之间空隙的目的，不能实现通过在成形后的磨具表面镀层和涂料，来提高模具表面的耐磨和抗冲击性能，无法达到延长金刚石磨具使用寿命的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种锋利型环氧树脂结合剂金刚石磨具的制备方法，具体包括以下步骤：

s1、原料的量取：首先通过称量设备分别量取相应重量比份的金刚石磨料、树脂粘结剂、纳米二氧化硅、十二烯基丁二酸酐、1-氨基乙基-2-甲基咪唑、辅助填料和硅烷偶联剂；

s2、筛选处理：将步骤s1量取的金刚石磨料和辅助填料分别倒入振荡筛选设备中，通过200-600目的筛网进行筛选，将大颗粒磨料筛选出来，再次通过研磨设备进行研磨处理，直至完全通过筛网即可完成磨料和填料的筛选处理；

s3、初混料的制备：将步骤s2筛选完成后的金刚石磨料和辅助填料分别倒入混合搅拌设备中，然后将步骤s1量取的树脂粘结剂倒入混合设备中，此时启动加热结构，将搅拌设备内的物料温度加热到80-90℃，之后启动搅拌机构以转速为400-500r/min搅拌20-30min，从而得到初混料；

s4、磨具混料的混合：将步骤s1量取的纳米二氧化硅、十二烯基丁二酸酐、1-氨基乙基-2-甲基咪唑和部分硅烷偶联剂依次倒入混合搅拌设备中，继续启动搅拌设备以500-800r/min的转速搅拌2-4h，使初混料内部的各固体颗粒之间进行分散和混合，然后通过纳米二氧化硅进行固化，使混料呈糊状，即可得到磨具混料；

s5、排气泡处理：将步骤s4得到的磨具混料浇注到成型模具内，然后将装有混料的成形模具置于真空室内，然后抽真空，使真空室内的真空度为0.02-0.04mpa，保持10-15min，将磨具混料中的气泡压出；

s6、烘干和拆模：将步骤s5排气泡处理后的成型模具取出，并置于烘干室内，在温度为90-100℃的温度下烘干20-30min，然后取出空冷10-15min，之后即可将成型后的磨具与成型模具分离，完成拆模；

s7、镀层和涂料：将步骤s6取出的磨具放入镀层池中，然后启动电镀设备在模具表面镀镍层，之后将剩余的硅烷偶联剂涂覆于磨具表面，即可得到磨具成品。

优选的，所述步骤s1中通过称量设备分别量取20-30份金刚石磨料、30-40份树脂粘结剂、5-10份纳米二氧化硅、1-3份十二烯基丁二酸酐、1-3份1-氨基乙基-2-甲基咪唑、5-10份辅助填料和1-3份硅烷偶联剂。

优选的，所述步骤s1中树脂粘结剂为聚乙烯醇缩醛、酚醛树脂、环氧树脂或聚氨脂树脂中的一种或多种的组合。

优选的，所述步骤s1中辅助填料为铜粉、碳酸钙粉末、碳化硅粉末、钨粉、氧化铈或石墨粉中的一种或多种的组合。

优选的，所述步骤s1中硅烷偶联剂是采用型号为kh570的偶联剂。

优选的，所述步骤s4中固化温度为140-160℃。

(三)有益效果

本发明提供了一种锋利型环氧树脂结合剂金刚石磨具的制备方法。与现有技术相比具备以下有益效果：该锋利型环氧树脂结合剂金刚石磨具的制备方法，具体包括以下步骤：s1、原料的量取：首先通过称量设备分别量取相应重量比份的金刚石磨料、树脂粘结剂、纳米二氧化硅、十二烯基丁二酸酐、1-氨基乙基-2-甲基咪唑、辅助填料和硅烷偶联剂，s2、筛选处理：将步骤s1量取的金刚石磨料和辅助填料分别倒入振荡筛选设备中，通过200-600目的筛网进行筛选，将大颗粒磨料筛选出来，s3、初混料的制备：将步骤s2筛选完成后的金刚石磨料和辅助填料分别倒入混合搅拌设备中，然后将步骤s1量取的树脂粘结剂倒入混合设备中，s4、磨具混料的混合：将步骤s1量取的纳米二氧化硅、十二烯基丁二酸酐、1-氨基乙基-2-甲基咪唑和部分硅烷偶联剂依次倒入混合搅拌设备中，继续启动搅拌设备以500-800r/min的转速搅拌2-4h，s5、排气泡处理：将步骤s4得到的磨具混料浇注到成型模具内，然后将装有混料的成形模具置于真空室内，然后抽真空，使真空室内的真空度为0.02-0.04mpa，保持10-15min，将磨具混料中的气泡压出，s6、烘干和拆模：将步骤s5排气泡处理后的成型模具取出，并置于烘干室内，在温度为90-100℃的温度下烘干20-30min，然后取出空冷10-15min，s7、镀层和涂料：将步骤s6取出的磨具放入镀层池中，然后启动电镀设备在模具表面镀镍层，之后将剩余的硅烷偶联剂涂覆于磨具表面，即可得到磨具成品，可实现通过对金刚石磨具混料进行高压排气泡处理，来使磨具材料更加致密，很好的达到了通过采用纳米填料，来填补大分子金刚石磨料之间空隙的目的，实现了通过在成形后的磨具表面镀层和涂料，来提高模具表面的耐磨和抗冲击性能，大大延长了金刚石磨具的使用寿命，很好的避免了金刚石磨具由于材料中含有大量气泡未充分排出，使磨具在长时间使用后失效的情况发生，从而对金刚石磨具的使用十分有益。

附图说明

图1为本发明的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例提供三种技术方案：一种锋利型环氧树脂结合剂金刚石磨具的制备方法，具体包括以下实施例：

实施例1

s1、原料的量取：首先通过称量设备分别量取25份金刚石磨料、35份树脂粘结剂、7份纳米二氧化硅、2份十二烯基丁二酸酐、2份1-氨基乙基-2-甲基咪唑、7份辅助填料和2份硅烷偶联剂，树脂粘结剂为聚乙烯醇缩醛，辅助填料为铜粉、碳酸钙粉末、碳化硅粉末、钨粉、氧化铈和石墨粉的组合物，硅烷偶联剂是采用型号为kh570的偶联剂；

s2、筛选处理：将步骤s1量取的金刚石磨料和辅助填料分别倒入振荡筛选设备中，通过400目的筛网进行筛选，将大颗粒磨料筛选出来，再次通过研磨设备进行研磨处理，直至完全通过筛网即可完成磨料和填料的筛选处理；

s3、初混料的制备：将步骤s2筛选完成后的金刚石磨料和辅助填料分别倒入混合搅拌设备中，然后将步骤s1量取的树脂粘结剂倒入混合设备中，此时启动加热结构，将搅拌设备内的物料温度加热到85℃，之后启动搅拌机构以转速为450r/min搅拌25min，从而得到初混料；

s4、磨具混料的混合：将步骤s1量取的纳米二氧化硅、十二烯基丁二酸酐、1-氨基乙基-2-甲基咪唑和部分硅烷偶联剂依次倒入混合搅拌设备中，继续启动搅拌设备以650r/min的转速搅拌3h，使初混料内部的各固体颗粒之间进行分散和混合，然后通过纳米二氧化硅进行固化，使混料呈糊状，即可得到磨具混料，固化温度为150℃；

s5、排气泡处理：将步骤s4得到的磨具混料浇注到成型模具内，然后将装有混料的成形模具置于真空室内，然后抽真空，使真空室内的真空度为0.03mpa，保持13min，将磨具混料中的气泡压出；

s6、烘干和拆模：将步骤s5排气泡处理后的成型模具取出，并置于烘干室内，在温度为95℃的温度下烘干25min，然后取出空冷13min，之后即可将成型后的磨具与成型模具分离，完成拆模；

s7、镀层和涂料：将步骤s6取出的磨具放入镀层池中，然后启动电镀设备在模具表面镀镍层，之后将剩余的硅烷偶联剂涂覆于磨具表面，即可得到磨具成品。

实施例2

s1、原料的量取：首先通过称量设备分别量取20份金刚石磨料、30份树脂粘结剂、5份纳米二氧化硅、1份十二烯基丁二酸酐、1份1-氨基乙基-2-甲基咪唑、5份辅助填料和1份硅烷偶联剂，树脂粘结剂为酚醛树脂，辅助填料为铜粉、碳酸钙粉末和碳化硅粉末的组合物，硅烷偶联剂是采用型号为kh570的偶联剂；

s2、筛选处理：将步骤s1量取的金刚石磨料和辅助填料分别倒入振荡筛选设备中，通过200目的筛网进行筛选，将大颗粒磨料筛选出来，再次通过研磨设备进行研磨处理，直至完全通过筛网即可完成磨料和填料的筛选处理；

s3、初混料的制备：将步骤s2筛选完成后的金刚石磨料和辅助填料分别倒入混合搅拌设备中，然后将步骤s1量取的树脂粘结剂倒入混合设备中，此时启动加热结构，将搅拌设备内的物料温度加热到80℃，之后启动搅拌机构以转速为400r/min搅拌20min，从而得到初混料；

s4、磨具混料的混合：将步骤s1量取的纳米二氧化硅、十二烯基丁二酸酐、1-氨基乙基-2-甲基咪唑和部分硅烷偶联剂依次倒入混合搅拌设备中，继续启动搅拌设备以500r/min的转速搅拌2h，使初混料内部的各固体颗粒之间进行分散和混合，然后通过纳米二氧化硅进行固化，使混料呈糊状，即可得到磨具混料，固化温度为140℃；

s5、排气泡处理：将步骤s4得到的磨具混料浇注到成型模具内，然后将装有混料的成形模具置于真空室内，然后抽真空，使真空室内的真空度为0.02mpa，保持10min，将磨具混料中的气泡压出；

s6、烘干和拆模：将步骤s5排气泡处理后的成型模具取出，并置于烘干室内，在温度为90℃的温度下烘干20min，然后取出空冷10min，之后即可将成型后的磨具与成型模具分离，完成拆模；

s7、镀层和涂料：将步骤s6取出的磨具放入镀层池中，然后启动电镀设备在模具表面镀镍层，之后将剩余的硅烷偶联剂涂覆于磨具表面，即可得到磨具成品。

实施例3

s1、原料的量取：首先通过称量设备分别量取30份金刚石磨料、40份树脂粘结剂、10份纳米二氧化硅、3份十二烯基丁二酸酐、3份1-氨基乙基-2-甲基咪唑、10份辅助填料和3份硅烷偶联剂，树脂粘结剂为碳化硅粉末、钨粉、氧化铈和石墨粉的组合物，硅烷偶联剂是采用型号为kh570的偶联剂；

s2、筛选处理：将步骤s1量取的金刚石磨料和辅助填料分别倒入振荡筛选设备中，通过600目的筛网进行筛选，将大颗粒磨料筛选出来，再次通过研磨设备进行研磨处理，直至完全通过筛网即可完成磨料和填料的筛选处理；

s3、初混料的制备：将步骤s2筛选完成后的金刚石磨料和辅助填料分别倒入混合搅拌设备中，然后将步骤s1量取的树脂粘结剂倒入混合设备中，此时启动加热结构，将搅拌设备内的物料温度加热到90℃，之后启动搅拌机构以转速为500r/min搅拌30min，从而得到初混料；

s4、磨具混料的混合：将步骤s1量取的纳米二氧化硅、十二烯基丁二酸酐、1-氨基乙基-2-甲基咪唑和部分硅烷偶联剂依次倒入混合搅拌设备中，继续启动搅拌设备以800r/min的转速搅拌4h，使初混料内部的各固体颗粒之间进行分散和混合，然后通过纳米二氧化硅进行固化，使混料呈糊状，即可得到磨具混料，固化温度为160℃；

s5、排气泡处理：将步骤s4得到的磨具混料浇注到成型模具内，然后将装有混料的成形模具置于真空室内，然后抽真空，使真空室内的真空度为0.04mpa，保持15min，将磨具混料中的气泡压出；

s6、烘干和拆模：将步骤s5排气泡处理后的成型模具取出，并置于烘干室内，在温度为100℃的温度下烘干30min，然后取出空冷15min，之后即可将成型后的磨具与成型模具分离，完成拆模；

s7、镀层和涂料：将步骤s6取出的磨具放入镀层池中，然后启动电镀设备在模具表面镀镍层，之后将剩余的硅烷偶联剂涂覆于磨具表面，即可得到磨具成品。

综上，本发明可实现通过对金刚石磨具混料进行高压排气泡处理，来使磨具材料更加致密，很好的达到了通过采用纳米填料，来填补大分子金刚石磨料之间空隙的目的，实现了通过在成形后的磨具表面镀层和涂料，来提高模具表面的耐磨和抗冲击性能，大大延长了金刚石磨具的使用寿命，很好的避免了金刚石磨具由于材料中含有大量气泡未充分排出，使磨具在长时间使用后失效的情况发生，从而对金刚石磨具的使用十分有益。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。