一种弹性金刚石磨轮及其制备方法和应用与流程

本发明涉及研磨，具体涉及一种弹性金刚石磨轮及其制备方法和应用。

背景技术：

1、目前，对于采用陶瓷、蓝宝石、硬质合金等难加工材料制成的厚度≤1mm的薄片产品(如8848钛合金手机上的蓝宝石膜片)进行精细抛光作业时，普遍采用金刚石研磨液进行液体研磨加工，该加工方式工作效率低，研磨成本较高。

2、虽然现有技术中，也有采用磨轮加工部分由硬质合金材料制成的薄片产品，但其耐磨性较差，且工作效率较低，加工时转速高达5500r/min，每次进给量需达到0.5mm，极易在操作过程中导致薄片产品破碎，安全性较低，且研磨效果有待进一步提高。

3、为此，发明人提出一种弹性金刚石磨轮及其制备方法和应用，以解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的就在于克服现有的技术问题，提出一种弹性金刚石磨轮及其制备方法和应用。

2、基于本发明的一个方面，本发明是按照以下技术方案实施的：

3、一种弹性金刚石磨轮，包括轮毂，所述轮毂开设有连接孔，所述轮毂外包裹有弹性层且弹性层粘结在轮毂上，所述弹性层外包裹有基材层，所述基材层外包裹有磨削层，所述弹性层、基材层和磨削层一体加压成型，所述弹性层的厚度为3～5mm，采用耐高温橡胶制成，所述基材层厚度为0.1～0.2mm，采用具有30-50n拉伸力的基材制成；所述磨削层的厚度为1～3mm，由复合团簇磨料和耐高温复合树脂混合制成；所述弹性金刚石磨轮的耐温性达到250℃，邵氏硬度d达到55～65度，抗撕裂性达到50～70kn。

4、优选地，所述具有30-50n拉伸力的基材为尼龙布或玻璃纤维材质，耐温性和抗撕裂性好，减震效果好。

5、优选地，所述复合团簇磨料包括以下质量百分比的各组分：金属陶瓷复合结合剂30～50％、磨料50～70％；

6、所述磨料为金刚石、刚玉、cbn、碳化硅中的至少一种；所述金属陶瓷复合结合剂包括金属结合剂、陶瓷结合剂；金属结合剂、陶瓷结合剂的质量比为1:20～50。

7、该复合团簇磨料采用公开号为cn115746788a的中国专利文献中所公开的复合团簇磨料，这里不再赘述。

8、更优选地，所述复合团簇磨料包括以下质量百分比的各组分：金刚石20％、碳化硅50％、金属结合剂1％、陶瓷结合剂29％，其中金刚石200-220目、碳化硅100-120目，金属结合剂的熔点为550-600℃；所述陶瓷结合剂的熔点为580-620℃；金属结合剂包括以下质量百分比的各组分：钴10％、镍5％、铜10％、铁15％、锌20％、锡40％；陶瓷结合剂包括以下质量百分比的各组分：硼玻璃粉60％、钠长石30％、钾长石10％。

9、优选地，所述复合团簇磨料和耐高温复合树脂的质量比为1：1。

10、优选地，所述轮毂采用铝板材制成，材质轻且耐热性高。

11、基于本发明的第二个方面，提出了一种上述弹性金刚石磨轮的制备方法，包括如下步骤：

12、1)将弹性层、基材层和磨削层的原料从下往上依次叠放后，通过机械方法进行复合，得到复合层，所述复合层从上到下依次为磨削层、基材层和弹性层；

13、2)将复合层通过高温粘合剂粘结包裹在轮毂上得到弹性金刚石磨轮。

14、优选地，在温度为100～250℃，压力为10～20mpa的条件下，采用压力机将混合后的复合团簇磨料和耐高温复合树脂加热固化在基材层上，同时使基材层加热固化在弹性层上。更优选地，上述温度范围为120～200℃，在该温度区间内，温度越低，固化时间越长，机械韧性越好，随着温度升高，材料耐温性增加，且固化时间缩短。

15、优选地，采用压力机加热固化的时间为15～30min。

16、基于本发明的第三个方面，提出了上述弹性金刚石磨轮在陶瓷薄片、蓝宝石薄片、硬质合金薄片加工等难加工材料中的应用，所述陶瓷薄片包括烧结氧化铝陶瓷薄片、氮化硅和碳化硅复合陶瓷薄片，所述硬质合金薄片包括钨钴类硬质合金薄片、钨钛钴类硬质合金薄片或钨钛钽(铌)类硬质合金薄片。

17、优选地，所述弹性金刚石磨轮用于加工厚度≤1mm的陶瓷薄片、蓝宝石薄片、硬质合金薄片时，安装在磨床或机床上，用冷却液对磨削层进行冷却，安全转速为3500～5000r/min，每次进给量为0.1～0.3mm。

18、本发明通过采用复合团簇磨料及高温复合树脂制备的磨削层，耐温性及耐磨性好，强度高，且具有一定的弹性，采用具有30～50n拉伸力的基材制成的基材层，具有较好的耐温性和抗撕裂性，采用耐高温橡胶制成的弹性层具有良好的耐温性和减震性，使得本发明在抛光陶瓷薄片、蓝宝石薄片、硬质合金薄片时侵润性好，能够产生一定的微形变，从而避免在抛光过程中造成抛光陶瓷薄片、蓝宝石薄片、硬质合金薄片的冲击破碎。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

20、本发明耐温性能够达到250℃，邵氏硬度d能够达到55～65度，抗撕裂性可达到50～70kn，具有耐高温、高弹性、高强度和较好的抗撕裂性，同时具有应用范围广，安全性高、抛光效率高和抛光效果好等优点，且有助于降低陶瓷薄片、蓝宝石薄片、硬质合金薄片的加工成本。

技术特征：

1.一种弹性金刚石磨轮，包括轮毂，所述轮毂开设有连接孔，其特征在于：所述轮毂外包裹有弹性层且弹性层粘结在轮毂上，所述弹性层外包裹有基材层，所述基材层外包裹有磨削层，所述弹性层、基材层和磨削层一体加压成型，所述弹性层的厚度为3～5mm，采用耐高温橡胶制成，所述基材层厚度为0.1～0.2mm，采用具有30～50n拉伸力的基材制成；所述磨削层的厚度为1～3mm，由复合团簇磨料和耐高温复合树脂混合制成；所述弹性金刚石磨轮的耐温性达到250℃，邵氏硬度d达到55～65度，抗撕裂性达到50～70kn。

2.根据权利要求1所述的一种弹性金刚石磨轮，其特征在于：所述具有30～50n拉伸力的基材为尼龙布或玻璃纤维材质。

3.根据权利要求1所述的一种弹性金刚石磨轮，其特征在于：所述复合团簇磨料包括以下质量百分比的各组分：金属陶瓷复合结合剂30～50％、磨料50～70％；

4.根据权利要求1所述的一种弹性金刚石磨轮，其特征在于：所述复合团簇磨料和耐高温复合树脂的质量比为1：1。

5.根据权利要求1所述的一种弹性金刚石磨轮，其特征在于：所述轮毂采用铝板材制成。

6.一种基于权利要求1～5中任一项所述弹性金刚石磨轮的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述机械方法为：在温度为100～250℃，压力为10～20mpa的条件下，采用压力机将混合后的复合团簇磨料和耐高温复合树脂加热固化在基材层上，同时使基材层加热固化在弹性层上。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：采用压力机加热固化的时间为15～30min。

9.基于权利要求1～5中任一项所述弹性金刚石磨轮在陶瓷薄片、蓝宝石薄片、硬质合金薄片加工中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：所述弹性金刚石磨轮用于加工厚度≤1mm的陶瓷薄片、蓝宝石薄片、硬质合金薄片时，安装在磨床或机床上，用冷却液对磨削层进行冷却，安全转速为3500～5000r/min，每次进给量为0.1～0.3mm。

技术总结
本发明涉及研磨技术领域，具体涉及一种弹性金刚石磨轮及其制备方法和应用，该弹性金刚石磨轮包括轮毂，轮毂开设有连接孔，轮毂外包裹有弹性层且弹性层粘结在轮毂上，弹性层外包裹有基材层，基材层外包裹有磨削层，弹性层、基材层和磨削层一体加压成型，弹性层的厚度为3～5mm，采用耐高温橡胶制成，基材层厚度为0.1～0.2mm，采用具有30～50N拉伸力的基材制成；磨削层的厚度为1～3mm，由复合团簇磨料和耐高温复合树脂混合制成。本发明应用范围广，适用于加工陶瓷薄片、蓝宝石薄片、硬质合金薄片，且加工成本低，具有耐高温、高弹性、高强度和较好的抗撕裂性，另外安全性高、抛光效率高、抛光效果好。

技术研发人员：崔剑川,崔蕤
受保护的技术使用者：河南秀川新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15