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专利号: 2019107167145
申请人: 衢州学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 磨削;抛光
更新日期:2024-02-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于溶胶凝胶法的树脂金属复合镜面磨削砂轮的制备方法,其特征在于包含以下步骤:

步骤1:制备表面具有二氧化硅膜层的耐水氮化铝粉末;

步骤2:将金刚石粉末、耐水氮化铝粉末、电解铜粉、填料、添加剂分散在水中,制备得到悬浮液;

步骤3:在90℃水浴条件下,将聚乙烯醇溶于水和乙醇的混合溶剂中得到聚乙烯醇胶水,在聚乙烯醇胶水中添加水溶性树脂液得到混合胶水,所述混合胶水中的聚乙烯醇胶水与水溶性树脂液的重量比为1:1~6;将混合胶水加入到步骤2制备的悬浮液中,边加入边搅拌,得到含胶浆料;

步骤4:将含胶浆料倒入砂轮模具中,置于-25~-15℃条件下冷冻1~3小时,解冻后自然干燥5~10小时,从砂轮模具中取出坯体,致密化处理,然后在45~65℃条件下干燥24~

48小时,烧结,冷却后得到具有微细毛孔的砂轮半成品;

步骤5:在磨床上对步骤4得到的砂轮半成品进行砂轮修型,然后将修型后的砂轮半成品安装在磨床上,添加磨削液进行砂轮磨削工作面修整,所述磨削液的流量为100~500ml/min,制备得到镜面磨削砂轮。

2.根据权利要求1所述的一种基于溶胶凝胶法的树脂金属复合镜面磨削砂轮的制备方法,其特征在于所述的步骤1具体为:

按重量计,将1~10份氮化铝粉末和50份无水乙醇混合,在40℃条件下搅拌均匀,得到氮化铝乙醇分散液;将30份无水乙醇稀释的3~6份正硅酸乙酯以及用30份无水乙醇稀释的

4~6份氨水和5份水滴加到氮化铝乙醇分散液中,滴加速度为1~2滴/秒,然后在35~45℃条件下凝胶反应6小时,真空抽滤,用无水乙醇洗涤产物3次,将得到的产物置于室温条件下自然干燥12~24小时,然后在300℃条件下煅烧2小时,冷却后过200目筛,得到表面具有二氧化硅膜层的耐水氮化铝粉末。

3.根据权利要求1所述的一种基于溶胶凝胶法的树脂金属复合镜面磨削砂轮的制备方法,其特征在于所述步骤2具体为:

按重量计,将5~10份0.5~5微米的金刚石粉末、1~3份耐水氮化铝粉末、10~30份200~1000目的电解铜粉、5~10份填料和1~5份添加剂加入到20~50份水中,采用行星式球磨机进行分散,分散介质选用氧化锆微球,制备得到悬浮液;所述的填料为铜包石墨、滑石粉、冰晶石、氧化铈、铝氧粉、碳酸钙、氧化钙、氧化锌、硫酸钡、氧化镁、二硫化钼中的任意一种或者几种;所述的添加剂由湿润剂、分散剂、有机硅消泡剂和二甲基硅油脱模剂混合得到,湿润剂添加量为含胶浆料干重0.1~1wt%,分散剂添加量为含胶浆料干重0.1~1.5wt%,有机硅消泡剂添加量为含胶浆料干重0.1~1wt%,二甲基硅油脱模剂添加量为含胶浆料干重0.1~1wt%,所述的湿润剂选用烷基硫酸盐、磺酸盐、脂肪酸、脂肪酸酯硫酸盐、羧酸皂类、磷酸酯阴离子型表面活性剂,或者聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯脂肪醇醚、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物非离子型表面活性剂中的任意一种,所述的分散剂为磷酸酯型分散剂、乙氧基化合物分散剂、聚丙烯酸酯型分散剂、聚酯型分散剂、聚醚型分散剂、聚烯烃类分散剂、碳酸钠、正磷酸钠或鲱鱼油中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种基于溶胶凝胶法的树脂金属复合镜面磨削砂轮的制备方法,其特征在于步骤3中所述聚乙烯醇胶水中的水与乙醇的重量比为3~10:1,聚乙烯醇固含量为5~15wt%;所述的水溶性树脂液是水溶性环氧树脂液、水溶性聚酰亚胺树脂液或水溶性酚醛树脂液中的一种或几种,水溶性树脂液固含量为40~60wt%;混合胶水干重占含胶浆料干重比为5~15wt%。

5.根据权利要求1所述的一种基于溶胶凝胶法的树脂金属复合镜面磨削砂轮的制备方法,其特征在于步骤4中所述的砂轮模具为圆柱形或者圆环形;所述的致密化处理为冷等静压,压强为5~50MPa;所述的烧结具体为将所述坯体放在烘箱中,首先升温到75℃保温1小时,再升温到115℃保温1.5小时,再升温到150~180℃保温1小时,最后升温到180~230℃保温30min。

6.根据权利要求1所述的一种基于溶胶凝胶法的树脂金属复合镜面磨削砂轮的制备方法,其特征在于步骤5中所述砂轮修型是采用粒度60~100号的陶瓷结合剂砂轮,去除步骤4得到的砂轮半成品的多余边料,使砂轮半成品尺寸精度达到0.01~0.05mm。

7.根据权利要求1所述的一种基于溶胶凝胶法的树脂金属复合镜面磨削砂轮的制备方法,其特征在于步骤5所述镜面磨削砂轮包括端面磨削砂轮和外圆磨削砂轮,若将修型后的砂轮半成品端面作为砂轮磨削工作面,将其端面安装在砂轮基座上进行端面镜面磨削,则得到端面磨削砂轮,所述端面镜面磨削的进给量为0.002mm/min;若将修型后的砂轮半成品外圆面作为砂轮磨削工作面,将其中心孔安装在砂轮主轴上进行外圆镜面磨削,则得到外圆磨削砂轮,所述外圆镜面磨削的背吃刀量为0.001~0.005mm,横向进给量为0.2~0.5mm/min,纵向进给量为10~20m/min;

所述的添加磨削液进行砂轮磨削工作面修整,具体为:先用粒度100~400号的陶瓷结合剂砂轮作为修整砂轮,去掉所述砂轮磨削工作面0.1mm的厚度,然后用0.02mm的切深修整

2次,再用0.01mm的切深修整3次,最后无切深空行程往复2次,修整砂轮的进给速度均为20~30mm/min;

所述磨削液的流量为100~500ml/min,磨削液为酸性磨削液、碱性磨削液或者水,所述酸性磨削液和碱性磨削液分别通过在水中添加酸性pH调节剂或碱性pH调节剂制备得到,酸性pH调节剂为稀盐酸或者乙酸,pH值调节范围为2~6,碱性pH调节剂为氢氧化钾、氨水或者碳酸钠,pH值调节范围为8~12。

8.一种权利要求1-7任一项所述方法制备得到的树脂金属复合镜面磨削砂轮。