本发明涉及抛光工具，尤其涉及一种玻璃磨边砂轮及其制作方法。
背景技术：
1、康宁玻璃又称大猩猩玻璃，是一种铝硅酸盐玻璃，它是由美国康宁公司设计的一款玻璃。化学强化高，康宁玻璃与普通的玻璃从外观和性能上来看没有太大的区别，但化学强化后两者的性能就截然不同。所以一般我们所说的康宁玻璃，大多数都是指化学强化后的康宁玻璃，该玻璃具有高应力值、深应力层、高耐用度的特点，常见玻璃化学强化后，应力值大概在450~700mpa,而化学强化后的康宁玻璃的应力值在600mpa以上。常规进口原材料玻璃化学强化后，应力层大概在8-12um,而化学强化后的康宁玻璃的应力层相当于普通玻璃的五六倍，大概在40um以上。康宁玻璃具有高耐用度和防刮伤性，能够承受强力的挤压和反复的触摸，能够满足大批量用户的需求。
2、鉴于其以上特点，常规研磨轮为提高锋利性，多采用在配方体系加入石墨、二硫化钼等软性材料，降低研磨轮硬度从而提高研磨轮自锐性，由于石墨或二硫化钼等材料密度较低，和结合剂主料金属粉末密度相差加大，容易存在混料不均问题，烧结成产品组织均匀性相对较差，磨削加工过程中容易整体块状脱落，多存在加工崩边超差、应力破片高等问题，不良率较高，给厂家带来诸多问题，本发明采用微纳米铜粉作为添加剂，由于微纳米粉体积收缩率相对较大，从而实现金属造孔，达到疏松多孔的目的，提高研磨轮自锐性。
3、常规砂轮结合剂采用的金属粉末多为325#以细，实际粒度在40-60μm，粒度相对较粗烧结后晶粒较为粗大，不利于金刚石出刃，同时对于金刚石把持力也相对较弱，容易造成金刚石磨料脱粒，增加了加工过程中的不良风险；常规砂轮多采用石墨或二硫化钼等软性材料作为填充，增加研磨轮锋利性，由于石墨或二硫化钼多为片状，而且密度相对较低，不利于混合均匀，造成成品砂轮组织均匀性相对较差，容易造成产品使用过程中产生不良。
4、综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
技术实现思路
1、针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种玻璃磨边砂轮及其制作方法，增加了研磨轮使用寿命，降低了产品加工不良风险，可以提高加工效率而且大大降低加工不良率。
2、为了实现上述目的，本发明提供一种玻璃磨边砂轮，由下述重量百分比的原材料组成：金属结合剂94%~97%，金刚石磨料3~6%；
3、所述金属结合剂由以下重量份数的组分组成：5~10μm的铜粉45~60份，0.7~1μm的铜粉5~10份，锡粉15~20份，钴粉10~20份，锌粉5~10份。
4、根据本发明的一种玻璃磨边砂轮，所述金刚石磨料粒径为10~25μm。
5、根据本发明的一种玻璃磨边砂轮，所述锡粉粒径为40-60μm。
6、根据本发明的一种玻璃磨边砂轮，所述钴粉粒径为5-8μm。
7、根据本发明的一种玻璃磨边砂轮，所述锌粉粒径为5-10μm。
8、一种玻璃磨边砂轮的制作方法，用于生产权利要求1中的玻璃磨边砂轮，分为如下几个步骤：
9、步骤一，按照金属结合剂94%~97%、金刚石磨料3~6%的比例称取置于三维混料机，预混合1-2h，得到混合物一；
10、步骤二，取出混合物一加入搅拌容器中，搅拌容器中加入0.5%金属结合剂质量比的环氧树脂，再加入丙酮作为环境液体，得混合物二；
11、步骤三，将混合物二采用搅拌机搅拌，转速1000r/min，搅拌10min暂停1min，搅拌5~8次，置于烘箱内烘干，得混合物三；
12、步骤四，将混合物三烧制得到烧结毛坯，烧结毛坯与基体用金属胶粘接得到砂轮原坯，砂轮原坯经过机加工即可得到玻璃磨边砂轮。
13、根据本发明的一种玻璃磨边砂轮的制作方法，其特征在于，所述步骤二中，所述丙酮液位高度没过混合物一10~20cm。
14、根据本发明的一种玻璃磨边砂轮的制作方法，其特征在于，所述步骤三中，所述混合物二体积低于搅拌机容器容量的1/2。
15、根据本发明的一种玻璃磨边砂轮的制作方法，其特征在于，所述步骤四中混合物三的烧制方法为，将混合物三置于模具内，置于真空烧结机内烧制，烧结压力20~30mpa，以20℃/min的升温速率加热至500℃预热保温5min，然后以25℃/min的升温速率加热至550℃保温10min，冷却至室温拆模取出烧结毛坯。
16、根据本发明的一种玻璃磨边砂轮的制作方法，其特征在于，所述步骤四中烧结毛坯与基体用金属胶粘接后，需室温放置7~9h方可得到砂轮原坯。
17、本发明的目的在于提供一种玻璃磨边砂轮及其制作方法，采用的金属粉末粒度细于金刚石磨料粒度，不但有利于金刚石磨料出刃，而且相对把持能力较强，增加了研磨轮使用寿命降低了产品加工不良风险；采用微纳米铜粉造孔，不但利于混合，产品组织均匀，而且可以形成微小的烧结孔，利于加工过程排屑，不但可以提高加工效率而且大大降低加工不良。
18、实施方式
19、为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
20、一种玻璃磨边砂轮，由下述重量百分比的原材料组成：金属结合剂94%~97%，金刚石磨料3~6%，其中，金刚石磨料粒径为10~25μm。
21、金刚石磨料如果浓度低于一定的数值，单位面积参与磨削的金刚石数量少，磨削力就不足；如果浓度偏高，单位面积内参与磨削的金刚石数量太多，由于金刚石本身强度比较高，浓度太高，砂轮本身就不消耗不磨损，砂轮和工件之间的作用力就会增加，会造成加工对象崩缺，甚至破片。
22、金属结合剂由以下重量份数的组分组成：5~10μm的铜粉45~60份，0.7~1μm的铜粉5~10份，40-60μm的锡粉15~20份，5-8μm的钴粉10~20份，5-10μm的锌粉5~10份。
23、5~10μm的铜粉和0.7~1μm的铜粉的添加作用为，同一材质，但是不同粒度的粉末混合到一起称为合批，粗大的粉末颗粒具有较好的压缩性，但是烧结强度相对较差，通过粗细粒度的搭配，改善了粉末的填充性质，提高了粉末的压缩性；粒度比较细的粉末烧结更容易，但是压缩性差，粒度粗的粉末压缩性好，但是烧结不那么容易，采用组合的方式，可以进行改善。
24、钴具有易磨损性，可以适当提高结合剂胎体的自锐性，使研磨轮具有更好的磨削能力，同时钴具有很好的可烧结性和成形性，利于保持胎体刚性，添加锌改性主要降低胎体硬度，可以降低待加工产品的应力集中，提高待加工产品4pb强度。
25、一种玻璃磨边砂轮的制作方法，用于生产权利要求1中的玻璃磨边砂轮，分为如下几个步骤：
26、步骤一，按照金属结合剂94%~97%、金刚石磨料3~6%的比例称取置于三维混料机，预混合1-2h，得到混合物一；
27、步骤二，取出混合物一加入搅拌容器中，搅拌容器中加入0.5%金属结合剂质量比的环氧树脂，再加入丙酮作为环境液体，得混合物二；
28、步骤三，将混合物二采用搅拌机搅拌，转速1000r/min，搅拌10min暂停1min，搅拌5~8次，置于烘箱内烘干，得混合物三；
29、步骤四，将混合物三烧制得到烧结毛坯，烧结毛坯与基体用金属胶粘接得到砂轮原坯，砂轮原坯经过机加工即可得到玻璃磨边砂轮。烧制方法为，将混合物三置于模具内，置于真空烧结机内烧制，烧结压力20~30mpa，以20℃/min的升温速率加热至500℃预热保温5min，然后以25℃/min的升温速率加热至550℃保温10min，冷却至室温拆模取出烧结毛坯；烧结毛坯与基体用金属胶粘接后，需室温放置7~9h方可得到砂轮原坯。
30、作为一种优选方式，步骤二中，丙酮液位高度没过混合物一10~20cm。
31、作为一种优选方式，步骤三中，混合物二体积低于搅拌机容器容量的1/2。
32、下面通过结合具体实施例更好的理解本发明，但本发明的保护范围并不受限于这些实施例。
33、实施例
34、步骤一，按照5~10μm的铜粉60份，0.7~1μm的铜粉5份，40-60μm的锡粉15份，5-8μm的钴粉10份，5-10μm的锌粉10份的配比配制金属结合剂；按照金属结合剂94%、金刚石磨料6%的比例称取置于三维混料机，预混合1-2h，得到混合物一；
35、步骤二，取出混合物一加入搅拌容器中，搅拌容器中加入0.5%金属结合剂质量比的环氧树脂，再加入丙酮作为环境液体，丙酮液位高度没过混合物一10~20cm得混合物二；
36、步骤三，将混合物二采用搅拌机搅拌，混合物二体积低于搅拌机容器容量的1/2，转速1000r/min，搅拌10min暂停1min，搅拌5次，置于烘箱内烘干，得混合物三；
37、步骤四，将混合物三烧制得到烧结毛坯，烧结毛坯与基体用金属胶粘接得到砂轮原坯，砂轮原坯经过机加工即可得到玻璃磨边砂轮。烧制方法为，将混合物三置于模具内，置于真空烧结机内烧制，烧结压力20mpa，以20℃/min的升温速率加热至500℃预热保温5min，然后以25℃/min的升温速率加热至550℃保温10min，冷却至室温拆模取出烧结毛坯；烧结毛坯与基体用金属胶粘接后，需室温放置7h方可得到砂轮原坯。
38、实施例
39、步骤一，按照5~10μm的铜粉50份，0.7~1μm的铜粉7份，40-60μm的锡粉18份，5-8μm的钴粉15份，5-10μm的锌粉8份的配比配制金属结合剂；按照金属结合剂96%、金刚石磨料4%的比例称取置于三维混料机，预混合1-2h，得到混合物一；
40、步骤二，取出混合物一加入搅拌容器中，搅拌容器中加入0.5%金属结合剂质量比的环氧树脂，再加入丙酮作为环境液体，丙酮液位高度没过混合物一10~20cm得混合物二；
41、步骤三，将混合物二采用搅拌机搅拌，混合物二体积低于搅拌机容器容量的1/2，转速1000r/min，搅拌10min暂停1min，搅拌8次，置于烘箱内烘干，得混合物三；
42、步骤四，将混合物三烧制得到烧结毛坯，烧结毛坯与基体用金属胶粘接得到砂轮原坯，砂轮原坯经过机加工即可得到玻璃磨边砂轮。烧制方法为，将混合物三置于模具内，置于真空烧结机内烧制，烧结压力30mpa，以20℃/min的升温速率加热至500℃预热保温5min，然后以25℃/min的升温速率加热至550℃保温10min，冷却至室温拆模取出烧结毛坯；烧结毛坯与基体用金属胶粘接后，需室温放置9h方可得到砂轮原坯。
43、实施例
44、步骤一，按照5~10μm的铜粉45份，0.7~1μm的铜粉10份，40-60μm的锡粉20份，5-8μm的钴粉20份，5-10μm的锌粉5份的配比配制金属结合剂；按照金属结合剂97%、金刚石磨料3%的比例称取置于三维混料机，预混合1-2h，得到混合物一；
45、步骤二，取出混合物一加入搅拌容器中，搅拌容器中0.5%金属结合剂质量比的环氧树脂，再加入丙酮作为环境液体，丙酮液位高度没过混合物一10~20cm得混合物二；
46、步骤三，将混合物二采用搅拌机搅拌，混合物二体积低于搅拌机容器容量的1/2，转速1000r/min，搅拌10min暂停1min，搅拌7次，置于烘箱内烘干，得混合物三；
47、步骤四，将混合物三烧制得到烧结毛坯，烧结毛坯与基体用金属胶粘接得到砂轮原坯，砂轮原坯经过机加工即可得到玻璃磨边砂轮。烧制方法为，将混合物三置于模具内，置于真空烧结机内烧制，烧结压力25mpa，以20℃/min的升温速率加热至500℃预热保温5min，然后以25℃/min的升温速率加热至550℃保温10min，冷却至室温拆模取出烧结毛坯；烧结毛坯与基体用金属胶粘接后，需室温放置8h方可得到砂轮原坯。
48、对比例1
49、实验步骤和原料配比如实施例2，0.7~1μm的铜粉添加量修改为3份，制得玻璃磨边砂轮检测数据见表1。
50、对比例2
51、实验步骤和原料配比如实施例2，0.7~1μm的铜粉添加量修改为13份，制得玻璃磨边砂轮检测数据见表1。
52、对比例3
53、实验步骤和原料配比如实施例2，5~10μm的铜粉添加量修改为35份，制得玻璃磨边砂轮检测数据见表1。
54、对比例4
55、实验步骤和原料配比如实施例2，5~10μm的铜粉添加量修改为70份，制得玻璃磨边砂轮检测数据见表1。
56、对比例5
57、实验步骤和原料配比如实施例2，5-10μm的锌粉添加量修改为3份，制得玻璃磨边砂轮检测数据见表1。
58、对比例6
59、实验步骤和原料配比如实施例2，5-10μm的锌粉添加量修改为13份，制得玻璃磨边砂轮检测数据见表1。
60、对比例7
61、实验步骤和原料配比如实施例2，5-8μm的钴粉添加量修改为6份，制得玻璃磨边砂轮检测数据见表1。
62、对比例8
63、实验步骤和原料配比如实施例2，5-8μm的钴粉添加量修改为30份，制得玻璃磨边砂轮检测数据见表1。
64、对比例9
65、实验步骤和原料配比如实施例2，按照金属结合剂90%、金刚石磨料10%的比例进行添加，制得玻璃磨边砂轮检测数据见表1。
66、对比例10
67、实验步骤和原料配比如实施例2，按照金属结合剂99%、金刚石磨料1%的比例进行添加，制得玻璃磨边砂轮检测数据见表1。 检验项目 砂轮硬度hrh 砂轮抗弯强度 砂轮孔隙率% 金刚石出刃（μm） 进给速率mm/min 加工不良率% 玻璃4pb强度mpa 崩边chipping（μm） 实施例1 87 28 8 5 1250 0.88 152 40 实施例2 95 35 5 9 1370 0.85 178 32 实施例3 101 37 3 10 1500 0.23 191 28 对比例1 96 35 10 9 1200 0.84 177 32 对比例2 95 35 2.1 9.1 1750 0.85 178 31 对比例3 95 34 2.3 8.8 1730 0.85 179 32 对比例4 94 35 9.9 8.9 1180 0.85 177 33 对比例5 113 35 5.2 9 1360 2.4 198 57 对比例6 71 34 5.1 9.2 1370 1.5 124 24 对比例7 96 18 4.9 9 1365 0.83 178 33 对比例8 95 45 5 8.9 1370 0.84 178 32 对比例9 140 34 5.1 9.1 1375 4.3 200 64 对比例10 65 35 5 9 1370 2.5 113 23
68、由表格中数据可知，5~10μm的铜粉和0.7~1μm的铜粉的添加通过粗细粒度的搭配，改善了粉末的填充性质，提高了粉末的压缩性；粒度比较细的粉末烧结更容易，但是压缩性差，粒度粗的粉末压缩性好，但是烧结不那么容易，采用组合的方式，可以进行改善。
69、钴具有易磨损性，可以适当提高结合剂胎体的自锐性，使研磨轮具有更好的磨削能力，同时钴具有很好的可烧结性和成形性，利于保持胎体刚性，添加锌改性主要降低胎体硬度，可以降低待加工产品的应力集中，提高待加工产品4pb强度。金刚石磨料如果浓度低于一定的数值，单位面积参与磨削的金刚石数量少，磨削力就不足；如果浓度偏高，单位面积内参与磨削的金刚石数量太多，由于金刚石本身强度比较高，浓度太高，砂轮本身就不消耗不磨损，砂轮和工件之间的作用力就会增加，会造成加工对象崩缺，甚至破片。
70、综上所述，本发明通过。综上所述，本发明的有益效果是：增加了研磨轮使用寿命降低了产品加工不良风险，可以提高加工效率而且大大降低加工不良率。
71、当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。