專(zhuān)利名稱(chēng)：用于加工水晶的磨盤(pán)及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磨盤(pán)，特別是涉及一種用于加工水晶的磨盤(pán)及其制作方法。
背景技術(shù)：
目前加工水晶的磨盤(pán)通常采用電鍍金剛石磨盤(pán)，電鍍金剛石磨盤(pán)是以金屬為結(jié)合 齊U，以金剛石為磨粒，采用電鍍的方法使金屬和金剛石的微粒共沉積于磨盤(pán)基體表面。如中 國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)號(hào)CN 1895849A于2007年1月17日公開(kāi)了一種電鍍金剛石磨盤(pán)，具有磨盤(pán)鋼 片基體，其中央有能與寶石機(jī)機(jī)體或其它機(jī)械裝配連接的軸孔，在磨盤(pán)鋼片基體上具有電 鍍金剛石磨料層，在磨盤(pán)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(pán)基體的上外環(huán)面，另一種金剛石磨料層分布在圓盤(pán)基體的上內(nèi)環(huán)面。這種電 鍍金剛石磨盤(pán)的電鍍優(yōu)勢(shì)在于可以實(shí)現(xiàn)磨料在被鍍金屬表面上“自由生長(zhǎng)”，隨著磨盤(pán)基體 的表面形狀而變化，可以制造高精度、形狀復(fù)雜及特薄的電鍍金剛石磨盤(pán)。但是，由于電鍍 工藝過(guò)程的特殊性導(dǎo)致其不容易實(shí)現(xiàn)多層電鍍；隨著反應(yīng)的進(jìn)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。并且，在使用過(guò)程中，具有多層鍍層的電鍍金 剛石磨盤(pán)的鍍層內(nèi)的磨粒很難保證連續(xù)出刃，因此會(huì)導(dǎo)致該電鍍金剛石磨盤(pán)的工作效率低 或不能繼續(xù)正常工作而造成浪費(fèi)，因此，一般電鍍金剛石磨盤(pán)都采用單層鍍，但是采用單層 鍍的電鍍金剛石磨盤(pán)的金剛石磨料層的厚度都比較薄，從而導(dǎo)致該電鍍金剛石磨盤(pán)的使用 壽命比較短；并且，電鍍的成本也比較高，鍍液對(duì)環(huán)境的污染也很大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理、生產(chǎn)效率高、對(duì)環(huán)境污染小、使用壽命 長(zhǎng)、鋒利度高的用于加工水晶的磨盤(pán)及其制作方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處。按此目的設(shè)計(jì)的一種用于加工水晶的磨盤(pán)，包括設(shè)置在基體上的金剛石刀頭，其 特征是基體為鋁基體，基體上設(shè)置有一個(gè)以上的裝配槽，金剛石刀頭通過(guò)粘結(jié)層與基體相 接。所述裝配槽呈環(huán)狀設(shè)置在基體上；或者裝配槽呈輻條狀設(shè)置在基體上。所述金剛石刀頭的物料組份中包含有鐵銅預(yù)合金粉、銅錫預(yù)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(jì)，鐵銅預(yù)合金粉為10 50%，銅錫預(yù) 合金粉為50 90%，當(dāng)鐵銅預(yù)合金粉和銅錫預(yù)合金粉混合成混合物后，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(yù)合金粉中的鐵和銅的重量比為2 4 1 ；銅錫預(yù)合金粉中的銅和錫 的重量比為3 10 1。所述鐵銅預(yù)合金粉的粉料純度大于99. 6%，粒度細(xì)于200目；銅錫預(yù)合金粉的粉 料純度大于99.6%，粒度細(xì)于200目；金剛石的粒度為30 140目。一種用于加工水晶的磨盤(pán)的制作方法，其特征是包括以下步驟第一步，混料，首先按上述比例稱(chēng)取鐵銅預(yù)合金粉和銅錫預(yù)合金粉，并制得混合物，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，制得混合料，再 往混合料中添加石蠟油，最后在三維混料機(jī)中混合均勻，制得待用料，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制成粒徑為0. 4mm 1. 2mm的顆粒；第三步，冷壓成型，把上述制得的顆粒投入到冷壓模具內(nèi)，然后以25 40kN/cm2 的壓力冷壓成型為半成品；第四步，熱壓，把冷壓成型后的半成品裝入熱壓?？騼?nèi)，以700 810°C 的溫度和 150 200kN/cm2的壓力在真空熱壓機(jī)內(nèi)保溫3 5min，制得金剛石刀頭；第五步，打磨，將經(jīng)過(guò)熱壓得到的金剛石刀頭在打磨機(jī)上去除毛刺以及粘接面上 的氧化皮后，再對(duì)粘接面進(jìn)行超聲波清洗；第六步，基體加工，首先按尺寸要求加工基體，然后對(duì)基體的粘接面去油污清洗；第七步，粘接，用環(huán)氧樹(shù)脂膠把金剛石刀頭和基體粘接在一起，然后以10 100kN/cm2的壓力保壓20 24小時(shí)，制得磨盤(pán)；第八步，平面磨，將磨盤(pán)在平面磨床上進(jìn)行修整，在去除磨盤(pán)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(nèi)。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(fā)明提高了粉料鐵銅預(yù)合金粉和銅錫預(yù)合金粉，與金剛石分布的均勻度，提高 了金屬胎體對(duì)金剛石的把持力；以鋁基體取代鐵質(zhì)基體，將傳統(tǒng)的金剛石刀頭與鐵質(zhì)基體 通過(guò)釬焊連接改為粘結(jié)，減輕了對(duì)環(huán)境的污染程度，并且在減輕磨盤(pán)總重量的同時(shí)，減低了 制作成本，在提高了磨盤(pán)的鋒利度的同時(shí)，大幅度提高了磨盤(pán)的使用壽命，在相同的工作條 件下，傳統(tǒng)的電鍍金剛石磨盤(pán)能夠連續(xù)工作30 35h，而采用本發(fā)明制作的磨盤(pán)能夠連續(xù) 工作時(shí)間120h以上；同時(shí)也填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)金屬結(jié)合劑水晶球磨盤(pán)生產(chǎn)的空白。本發(fā)明主要用于取代常規(guī)的用于加工水晶的電鍍金剛石磨盤(pán)，其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合 理、使用壽命遠(yuǎn)高于以往的電鍍金剛石磨盤(pán)、鋒利度高、金剛石刀頭連接簡(jiǎn)單，制作成本低 和生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1中的A處放大結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖1中的B-B向剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為圖3中的C處放大結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為基體的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為圖5中的D處放大結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1為金剛石刀頭，1. 1為排屑溝，2為粘結(jié)層，3為基體，3. 1為裝配槽。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
第一實(shí)施例參見(jiàn)圖1-圖6，本用于加工水晶的磨盤(pán)，包括設(shè)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(shè)置有一個(gè)以上的裝配槽3. 1，金剛石刀頭通過(guò)粘結(jié)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(shè)置有排屑溝1.1。裝配槽3.1呈環(huán) 狀設(shè)置在基體3上；或者裝配槽呈輻條狀設(shè)置在基體上。金剛石刀頭1的物料組份中包含有鐵銅預(yù)合金粉、銅錫預(yù)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(jì)，鐵銅預(yù)合金粉為10 50%，銅錫預(yù)合金粉為 50 90%，當(dāng)鐵銅預(yù)合金粉和銅錫預(yù)合金粉混合成混合物后，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(yù)合金粉中的鐵和銅的重量比為2 4 1;銅錫預(yù)合金粉中的銅和錫的重量比為3 10 1。鐵銅預(yù)合金粉的粉料純度大于 99.6%，粒度細(xì)于200目；銅錫預(yù)合金粉的粉料純度大于99.6%，粒度細(xì)于200目；金剛石 的粒度為30 140目。制作磨盤(pán)時(shí)，包括以下步驟第一步，混料，首先稱(chēng)取鐵銅預(yù)合金粉22克，銅錫預(yù)合金粉78克，混合均勻后制得 混合物；該混合物將是成形后的金剛石刀頭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。然后稱(chēng)取金剛石2. 75克，金剛石是靜壓強(qiáng)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，混合均勻后制得混合料，再往該混合 料中添加石蠟油，最后在三維混料機(jī)中混合均勻，制得待用料，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(yù)合金粉中的鐵和銅的重量比為7 3，銅錫預(yù)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制成粒徑為0. 4mm 1. 2mm的顆 粒；在制粒過(guò)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(guó)飛羽公司出廠的一種產(chǎn)品的名稱(chēng)。在本實(shí)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，把上述制得的顆粒投入到刀頭的冷壓模具內(nèi)，然后以25 40kN/cm2的壓力將顆粒冷壓成型為半成品；第四步，熱壓，把冷壓成型后的半成品裝入熱壓?？騼?nèi)，以745°C的溫度和200kN/ cm2的壓力在真空熱壓機(jī)內(nèi)保溫4min ；制得金剛石刀頭1 ；第五步，打磨，將經(jīng)過(guò)熱壓得到的金剛石刀頭1在打磨機(jī)上去除毛刺以及粘接面 上的氧化皮后，再對(duì)粘接面進(jìn)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，然后對(duì)基 體的粘接面去油污清洗；第七步，粘接，用環(huán)氧樹(shù)脂膠把金剛石刀頭1和基體2粘接在一起，然后以10 100kN/cm2的壓力保壓24小時(shí)，制得磨盤(pán)；
第八步，平面磨，將磨盤(pán)在平面磨床上進(jìn)行修整，在去除磨盤(pán)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(shí)，將金剛石刀頭的表面平面度控制在 0. 07mm 以內(nèi)。第二實(shí)施例制作磨盤(pán)時(shí)，包括以下步驟第一步，首先稱(chēng)取鐵銅預(yù)合金粉35克，銅錫預(yù)合金粉65克，混合均勻后制得混合物；然后稱(chēng)取金剛石3克，將金剛石投入到混合物中，混合均勻后制得混合料，再往混合料 中添加石蠟油，最后在三維混料機(jī)中混合均勻，制得待用料，其中，石蠟油的用料為混合料 總重量的0.2 0.4%。在本實(shí)施例中，鐵銅預(yù)合金粉中的鐵和銅的重量比為3 2，銅錫預(yù)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。其余未述部分見(jiàn) 第一實(shí)施例，不再重復(fù)。第三實(shí)施例制作磨盤(pán)時(shí)，包括以下步驟第一步，首先稱(chēng)取鐵銅預(yù)合金粉10克，銅錫預(yù)合金粉90克，混合均勻后制得混合 物；然后稱(chēng)取金剛石3. 5克，將金剛石投入到混合物中，混合均勻后制得混合料，再往混合 料中添加石蠟油，最后在三維混料機(jī)中混合均勻，制得待用料，其中，石蠟油的用料為混合 料總重量的0.2 0.4%。在本實(shí)施例中，鐵銅預(yù)合金粉中的鐵和銅的重量比為3 1，銅錫預(yù)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。其余未述部分見(jiàn) 第一實(shí)施例，不再重復(fù)。第四實(shí)施例制作磨盤(pán)時(shí)，包括以下步驟第一步，首先稱(chēng)取鐵銅預(yù)合金粉50克，銅錫預(yù)合金粉50克，混合均勻后制得混合 物；然后稱(chēng)取金剛石3. 5克，將金剛石投入到混合物中，混合均勻后制得混合料，再往混合 料中添加石蠟油，最后在三維混料機(jī)中混合均勻，制得待用料，其中，石蠟油的用料為混合 料總重量的0.2 0.4% ；在本實(shí)施例中，鐵銅預(yù)合金粉中的鐵和銅的重量比為7 3，銅錫預(yù)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。其余未述部分見(jiàn)
第一實(shí)施例，不再重復(fù)。
權(quán)利要求
一種用于加工水晶的磨盤(pán)，包括設(shè)置在基體(3)上的金剛石刀頭(1)，其特征是基體為鋁基體，基體上設(shè)置有一個(gè)以上的裝配槽(3.1)，金剛石刀頭通過(guò)粘結(jié)層(2)與基體相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于加工水晶的磨盤(pán)，其特征是所述裝配槽(3.1)呈環(huán)狀設(shè) 置在基體(3)上；或者裝配槽呈輻條狀設(shè)置在基體上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于加工水晶的磨盤(pán)，其特征是所述金剛石刀頭(1)的物料 組份中包含有鐵銅預(yù)合金粉、銅錫預(yù)合金粉和金剛石。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一權(quán)利要求所述的用于加工水晶的磨盤(pán)，其特征是所述金 剛石刀頭(1)的物料組份按重量百分比計(jì)，鐵銅預(yù)合金粉為10 50%，銅錫預(yù)合金粉為 50 90%，當(dāng)鐵銅預(yù)合金粉和銅錫預(yù)合金粉混合成混合物后，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(jù)權(quán)利要求4所述的用于加工水晶的磨盤(pán)，其特征是所述鐵銅預(yù)合金粉中的鐵和 銅的重量比為2 4 1;銅錫預(yù)合金粉中的銅和錫的重量比為3 10 1。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于加工水晶的磨盤(pán)，其特征是所述鐵銅預(yù)合金粉的粉料純 度大于99.6%，粒度細(xì)于200目；銅錫預(yù)合金粉的粉料純度大于99.6%，粒度細(xì)于200目； 金剛石的粒度為30 140目。
7.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于加工水晶的磨盤(pán)的制作方法，其特征是包括以下步驟 第一步，混料，首先按上述比例稱(chēng)取鐵銅預(yù)合金粉和銅錫預(yù)合金粉，并制得混合物，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，制得混合料，再往混合 料中添加石蠟油，最后在三維混料機(jī)中混合均勻，制得待用料，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制成粒徑為0. 4mm 1. 2mm的顆粒； 第三步，冷壓成型，把上述制得的顆粒投入到冷壓模具內(nèi)，然后以25 40kN/cm2的壓 力冷壓成型為半成品；第四步，熱壓，把冷壓成型后的半成品裝入熱壓?？騼?nèi)，以700 810°C的溫度和150 200kN/cm2的壓力在真空熱壓機(jī)內(nèi)保溫3 5min，制得金剛石刀頭(1)；第五步，打磨，將經(jīng)過(guò)熱壓得到的金剛石刀頭(1)在打磨機(jī)上去除毛刺以及粘接面上 的氧化皮后，再對(duì)粘接面進(jìn)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，然后對(duì)基體的粘接面去油污清洗； 第七步，粘接，用環(huán)氧樹(shù)脂膠把金剛石刀頭(1)和基體(2)粘接在一起，然后以10 100kN/cm2的壓力保壓20 24小時(shí)，制得磨盤(pán)；第八步，平面磨，將磨盤(pán)在平面磨床上進(jìn)行修整，在去除磨盤(pán)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(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于加工水晶的磨盤(pán)的制作方法，其特征是所述制粒 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(jù)權(quán)利要求8所述的用于加工水晶的磨盤(pán)的制作方法，其特征是所述制粒劑的 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
一種用于加工水晶的磨盤(pán)及其制作方法，用于加工水晶的磨盤(pán)，包括設(shè)置在基體上的金剛石刀頭，基體為鋁基體，基體上設(shè)置有一個(gè)以上的裝配槽，金剛石刀頭通過(guò)粘結(jié)層與基體相接。金剛石刀頭的物料組份中包含有鐵銅預(yù)合金粉、銅錫預(yù)合金粉和金剛石。金剛石刀頭的物料組份按重量百分比計(jì)，鐵銅預(yù)合金粉為10～50％，銅錫預(yù)合金粉為50～90％，當(dāng)鐵銅預(yù)合金粉和銅錫預(yù)合金粉混合成混合物后，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(fā)明主要用于取代常規(guī)的用于加工水晶的電鍍金剛石磨盤(pán)，其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理、使用壽命遠(yuǎn)高于電鍍金剛石磨盤(pán)、鋒利度高、金剛石刀頭連接簡(jiǎn)單，制作成本低和生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B24D18/00GK101870092SQ201010200740
公開(kāi)日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2010年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月17日
發(fā)明者尹育航, 羅雪, 陶洪亮, 馬邵偉, 龔偉景 申請(qǐng)人:廣東奔朗新材料股份有限公司