用於加工水晶的磨盤及其製作方法
2024-02-24 03:44:15
專利名稱：用於加工水晶的磨盤及其製作方法
技術領域：
本發明涉及一種磨盤，特別是涉及一種用於加工水晶的磨盤及其製作方法。
背景技術：
目前加工水晶的磨盤通常採用電鍍金剛石磨盤，電鍍金剛石磨盤是以金屬為結合 齊U，以金剛石為磨粒，採用電鍍的方法使金屬和金剛石的微粒共沉積於磨盤基體表面。如中 國專利文獻號CN 1895849A於2007年1月17日公開了一種電鍍金剛石磨盤，具有磨盤鋼 片基體，其中央有能與寶石機機體或其它機械裝配連接的軸孔，在磨盤鋼片基體上具有電 鍍金剛石磨料層，在磨盤鋼片基體上鍍有兩種不同粒度的金剛石磨料層，一種金剛石磨料 層分布在圓盤基體的上外環面，另一種金剛石磨料層分布在圓盤基體的上內環面。這種電 鍍金剛石磨盤的電鍍優勢在於可以實現磨料在被鍍金屬表面上「自由生長」，隨著磨盤基體 的表面形狀而變化，可以製造高精度、形狀複雜及特薄的電鍍金剛石磨盤。但是，由於電鍍 工藝過程的特殊性導致其不容易實現多層電鍍；隨著反應的進行受鍍液的PH值及電流密 度的變化的影響而提高了多層鍍的工藝難度。並且，在使用過程中，具有多層鍍層的電鍍金 剛石磨盤的鍍層內的磨粒很難保證連續出刃，因此會導致該電鍍金剛石磨盤的工作效率低 或不能繼續正常工作而造成浪費，因此，一般電鍍金剛石磨盤都採用單層鍍，但是採用單層 鍍的電鍍金剛石磨盤的金剛石磨料層的厚度都比較薄，從而導致該電鍍金剛石磨盤的使用 壽命比較短；並且，電鍍的成本也比較高，鍍液對環境的汙染也很大。
發明內容
本發明的目的旨在提供一種結構簡單合理、生產效率高、對環境汙染小、使用壽命 長、鋒利度高的用於加工水晶的磨盤及其製作方法，以克服現有技術中的不足之處。按此目的設計的一種用於加工水晶的磨盤，包括設置在基體上的金剛石刀頭，其 特徵是基體為鋁基體，基體上設置有一個以上的裝配槽，金剛石刀頭通過粘結層與基體相 接。所述裝配槽呈環狀設置在基體上；或者裝配槽呈輻條狀設置在基體上。所述金剛石刀頭的物料組份中包含有鐵銅預合金粉、銅錫預合金粉和金剛石。所述金剛石刀頭的物料組份按重量百分比計，鐵銅預合金粉為10 50%，銅錫預 合金粉為50 90%，當鐵銅預合金粉和銅錫預合金粉混合成混合物後，金剛石按該混合物 總重量的2. 5 3. 5%的比例投入到混合物中。所述鐵銅預合金粉中的鐵和銅的重量比為2 4 1 ；銅錫預合金粉中的銅和錫 的重量比為3 10 1。所述鐵銅預合金粉的粉料純度大於99. 6%，粒度細於200目；銅錫預合金粉的粉 料純度大於99.6%，粒度細於200目；金剛石的粒度為30 140目。一種用於加工水晶的磨盤的製作方法，其特徵是包括以下步驟第一步，混料，首先按上述比例稱取鐵銅預合金粉和銅錫預合金粉，並製得混合物，接著將金剛石按混合物總重量的2. 5 3. 5%的比例投入到混合物中，製得混合料，再 往混合料中添加石蠟油，最後在三維混料機中混合均勻，製得待用料，其中，石蠟油的用料 為混合料總重量的0. 2 0. 4% ；第二步，制粒，把上述混合有金剛石的待用料製成粒徑為0. 4mm 1. 2mm的顆粒；第三步，冷壓成型，把上述製得的顆粒投入到冷壓模具內，然後以25 40kN/cm2 的壓力冷壓成型為半成品；第四步，熱壓，把冷壓成型後的半成品裝入熱壓模框內，以700 810°C 的溫度和 150 200kN/cm2的壓力在真空熱壓機內保溫3 5min，製得金剛石刀頭；第五步，打磨，將經過熱壓得到的金剛石刀頭在打磨機上去除毛刺以及粘接面上 的氧化皮後，再對粘接面進行超聲波清洗；第六步，基體加工，首先按尺寸要求加工基體，然後對基體的粘接面去油汙清洗；第七步，粘接，用環氧樹脂膠把金剛石刀頭和基體粘接在一起，然後以10 100kN/cm2的壓力保壓20 24小時，製得磨盤；第八步，平面磨，將磨盤在平面磨床上進行修整，在去除磨盤表面的金屬氧化皮， 使金剛石刀頭露出，將金剛石刀頭的表面平面度控制在0. 07mm以內。所述制粒步驟中，在混合有金剛石的待用料中加入制粒劑，待用料和制粒劑重量 比為100 120 0. 5 2。所述制粒劑的物料組份中包含有異丙醇、丙酮和GB600 ；其中，異丙醇、丙酮和 GB600的重量比為25 40 3 7 0. 5 1. 5。本發明提高了粉料鐵銅預合金粉和銅錫預合金粉，與金剛石分布的均勻度，提高 了金屬胎體對金剛石的把持力；以鋁基體取代鐵質基體，將傳統的金剛石刀頭與鐵質基體 通過釺焊連接改為粘結，減輕了對環境的汙染程度，並且在減輕磨盤總重量的同時，減低了 製作成本，在提高了磨盤的鋒利度的同時，大幅度提高了磨盤的使用壽命，在相同的工作條 件下，傳統的電鍍金剛石磨盤能夠連續工作30 35h，而採用本發明製作的磨盤能夠連續 工作時間120h以上；同時也填補了國內金屬結合劑水晶球磨盤生產的空白。本發明主要用於取代常規的用於加工水晶的電鍍金剛石磨盤，其具有結構簡單合 理、使用壽命遠高於以往的電鍍金剛石磨盤、鋒利度高、金剛石刀頭連接簡單，製作成本低 和生產效率高的特點。
圖1為本發明一實施例結構示意圖。圖2為圖1中的A處放大結構示意圖。圖3為圖1中的B-B向剖視結構示意圖。圖4為圖3中的C處放大結構示意圖。圖5為基體的剖視結構示意圖。圖6為圖5中的D處放大結構示意圖。圖中1為金剛石刀頭，1. 1為排屑溝，2為粘結層，3為基體，3. 1為裝配槽。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述。
第一實施例參見圖1-圖6，本用於加工水晶的磨盤，包括設置在基體3上的金剛石刀頭1，基 體3為鋁基體，基體3上設置有一個以上的裝配槽3. 1，金剛石刀頭通過粘結層2與基體相 接。金剛石刀頭1呈條塊分布，相鄰金剛石刀頭1之間設置有排屑溝1.1。裝配槽3.1呈環 狀設置在基體3上；或者裝配槽呈輻條狀設置在基體上。金剛石刀頭1的物料組份中包含有鐵銅預合金粉、銅錫預合金粉和金剛石。金 剛石刀頭1的物料組份按重量百分比計，鐵銅預合金粉為10 50%，銅錫預合金粉為 50 90%，當鐵銅預合金粉和銅錫預合金粉混合成混合物後，金剛石按該混合物總重量 的2. 5 3. 5%的比例投入到混合物中。其中，鐵銅預合金粉中的鐵和銅的重量比為2 4 1;銅錫預合金粉中的銅和錫的重量比為3 10 1。鐵銅預合金粉的粉料純度大於 99.6%，粒度細於200目；銅錫預合金粉的粉料純度大於99.6%，粒度細於200目；金剛石 的粒度為30 140目。製作磨盤時，包括以下步驟第一步，混料，首先稱取鐵銅預合金粉22克，銅錫預合金粉78克，混合均勻後製得 混合物；該混合物將是成形後的金剛石刀頭1中的金屬胎體的組成物，而金剛石顆粒將均 布在該金屬胎體中。然後稱取金剛石2. 75克，金剛石是靜壓強度為8 16kg的人造單晶， 粒度在40 500目之間。將金剛石投入到混合物中，混合均勻後製得混合料，再往該混合 料中添加石蠟油，最後在三維混料機中混合均勻，製得待用料，其中，石蠟油的用料為混合 料總重量的0.2 0.4%。其中，鐵銅預合金粉中的鐵和銅的重量比為7 3，銅錫預合金粉中的銅和錫的重 量比為4 1。第二步，制粒，把上述混合有金剛石的待用料製成粒徑為0. 4mm 1. 2mm的顆 粒；在制粒過程中，在混合有金剛石的待用料中加入制粒劑，待用料和制粒劑的重量比為 100 120 0. 5 2。制粒劑的物料組份中包含有異丙醇、丙酮和GB600 ；其中，異丙醇、丙酮和GB600的 重量比為25 40 3 7 0.5 1.5 ;GB600為德國飛羽公司出廠的一種產品的名稱。在本實施例中，異丙醇、丙酮和GB600的具體重量比為30 5 1。第三步，冷壓成型，把上述製得的顆粒投入到刀頭的冷壓模具內，然後以25 40kN/cm2的壓力將顆粒冷壓成型為半成品；第四步，熱壓，把冷壓成型後的半成品裝入熱壓模框內，以745°C的溫度和200kN/ cm2的壓力在真空熱壓機內保溫4min ；製得金剛石刀頭1 ；第五步，打磨，將經過熱壓得到的金剛石刀頭1在打磨機上去除毛刺以及粘接面 上的氧化皮後，再對粘接面進行超聲波清洗；第六步，基體2加工，首先按尺寸要求加工基體，包括加工出裝配槽3. 1，然後對基 體的粘接面去油汙清洗；第七步，粘接，用環氧樹脂膠把金剛石刀頭1和基體2粘接在一起，然後以10 100kN/cm2的壓力保壓24小時，製得磨盤；
第八步，平面磨，將磨盤在平面磨床上進行修整，在去除磨盤表面的金屬氧化皮， 使金剛石刀頭1露出；在露出金剛石刀頭1的同時，將金剛石刀頭的表面平面度控制在 0. 07mm 以內。第二實施例製作磨盤時，包括以下步驟第一步，首先稱取鐵銅預合金粉35克，銅錫預合金粉65克，混合均勻後製得混合物；然後稱取金剛石3克，將金剛石投入到混合物中，混合均勻後製得混合料，再往混合料 中添加石蠟油，最後在三維混料機中混合均勻，製得待用料，其中，石蠟油的用料為混合料 總重量的0.2 0.4%。在本實施例中，鐵銅預合金粉中的鐵和銅的重量比為3 2，銅錫預合金粉中的銅 和錫的重量比為17 3。異丙醇、丙酮和GB600的重量比為30 5 1。其餘未述部分見 第一實施例，不再重複。第三實施例製作磨盤時，包括以下步驟第一步，首先稱取鐵銅預合金粉10克，銅錫預合金粉90克，混合均勻後製得混合 物；然後稱取金剛石3. 5克，將金剛石投入到混合物中，混合均勻後製得混合料，再往混合 料中添加石蠟油，最後在三維混料機中混合均勻，製得待用料，其中，石蠟油的用料為混合 料總重量的0.2 0.4%。在本實施例中，鐵銅預合金粉中的鐵和銅的重量比為3 1，銅錫預合金粉中的銅 和錫的重量比為9 1。異丙醇、丙酮和GB600的重量比為30 5 1。其餘未述部分見 第一實施例，不再重複。第四實施例製作磨盤時，包括以下步驟第一步，首先稱取鐵銅預合金粉50克，銅錫預合金粉50克，混合均勻後製得混合 物；然後稱取金剛石3. 5克，將金剛石投入到混合物中，混合均勻後製得混合料，再往混合 料中添加石蠟油，最後在三維混料機中混合均勻，製得待用料，其中，石蠟油的用料為混合 料總重量的0.2 0.4% ；在本實施例中，鐵銅預合金粉中的鐵和銅的重量比為7 3，銅錫預合金粉中的銅 和錫的重量比為4 1。異丙醇、丙酮和GB600的重量比為30 5 1。其餘未述部分見
第一實施例，不再重複。
權利要求
一種用於加工水晶的磨盤，包括設置在基體(3)上的金剛石刀頭(1)，其特徵是基體為鋁基體，基體上設置有一個以上的裝配槽(3.1)，金剛石刀頭通過粘結層(2)與基體相接。
2.根據權利要求1所述的用於加工水晶的磨盤，其特徵是所述裝配槽(3.1)呈環狀設 置在基體(3)上；或者裝配槽呈輻條狀設置在基體上。
3.根據權利要求1所述的用於加工水晶的磨盤，其特徵是所述金剛石刀頭(1)的物料 組份中包含有鐵銅預合金粉、銅錫預合金粉和金剛石。
4.根據權利要求1至3任一權利要求所述的用於加工水晶的磨盤，其特徵是所述金 剛石刀頭(1)的物料組份按重量百分比計，鐵銅預合金粉為10 50%，銅錫預合金粉為 50 90%，當鐵銅預合金粉和銅錫預合金粉混合成混合物後，金剛石按該混合物總重量的 2. 5 3. 5%的比例投入到混合物中。
5.根據權利要求4所述的用於加工水晶的磨盤，其特徵是所述鐵銅預合金粉中的鐵和 銅的重量比為2 4 1;銅錫預合金粉中的銅和錫的重量比為3 10 1。
6.根據權利要求5所述的用於加工水晶的磨盤，其特徵是所述鐵銅預合金粉的粉料純 度大於99.6%，粒度細於200目；銅錫預合金粉的粉料純度大於99.6%，粒度細於200目； 金剛石的粒度為30 140目。
7.一種根據權利要求1所述的用於加工水晶的磨盤的製作方法，其特徵是包括以下步驟 第一步，混料，首先按上述比例稱取鐵銅預合金粉和銅錫預合金粉，並製得混合物，接著將金剛石按混合物總重量的2. 5 3. 5%的比例投入到混合物中，製得混合料，再往混合 料中添加石蠟油，最後在三維混料機中混合均勻，製得待用料，其中，石蠟油的用料為混合 料總重量的0.2 0.4% ；第二步，制粒，把上述混合有金剛石的待用料製成粒徑為0. 4mm 1. 2mm的顆粒； 第三步，冷壓成型，把上述製得的顆粒投入到冷壓模具內，然後以25 40kN/cm2的壓 力冷壓成型為半成品；第四步，熱壓，把冷壓成型後的半成品裝入熱壓模框內，以700 810°C的溫度和150 200kN/cm2的壓力在真空熱壓機內保溫3 5min，製得金剛石刀頭(1)；第五步，打磨，將經過熱壓得到的金剛石刀頭(1)在打磨機上去除毛刺以及粘接面上 的氧化皮後，再對粘接面進行超聲波清洗；第六步，基體(2)加工，首先按尺寸要求加工基體，然後對基體的粘接面去油汙清洗； 第七步，粘接，用環氧樹脂膠把金剛石刀頭(1)和基體(2)粘接在一起，然後以10 100kN/cm2的壓力保壓20 24小時，製得磨盤；第八步，平面磨，將磨盤在平面磨床上進行修整，在去除磨盤表面的金屬氧化皮，使金 剛石刀頭(1)露出，將金剛石刀頭的表面平面度控制在0.07mm以內。
8.根據權利要求7所述的用於加工水晶的磨盤的製作方法，其特徵是所述制粒 步驟中，在混合有金剛石的待用料中加入制粒劑，待用料和制粒劑重量比為100 120 0. 5 2。
9.根據權利要求8所述的用於加工水晶的磨盤的製作方法，其特徵是所述制粒劑的 物料組份中包含有異丙醇、丙酮和GB600 ；其中，異丙醇、丙酮和GB600的重量比為25 40 3 7 0. 5 1. 5。
全文摘要
一種用於加工水晶的磨盤及其製作方法，用於加工水晶的磨盤，包括設置在基體上的金剛石刀頭，基體為鋁基體，基體上設置有一個以上的裝配槽，金剛石刀頭通過粘結層與基體相接。金剛石刀頭的物料組份中包含有鐵銅預合金粉、銅錫預合金粉和金剛石。金剛石刀頭的物料組份按重量百分比計，鐵銅預合金粉為10～50％，銅錫預合金粉為50～90％，當鐵銅預合金粉和銅錫預合金粉混合成混合物後，金剛石按該混合物總重量的2.5～3.5％的比例投入到混合物中。本發明主要用於取代常規的用於加工水晶的電鍍金剛石磨盤，其具有結構簡單合理、使用壽命遠高於電鍍金剛石磨盤、鋒利度高、金剛石刀頭連接簡單，製作成本低和生產效率高的特點。
文檔編號B24D18/00GK101870092SQ201010200740
公開日2010年10月27日 申請日期2010年6月17日 優先權日2010年6月17日
發明者尹育航, 羅雪, 陶洪亮, 馬邵偉, 龔偉景 申請人:廣東奔朗新材料股份有限公司