本發(fā)明涉及研磨材料，尤其涉及磨輪中的磨粒，更加涉及帶規(guī)則性的磨粒、磨輪漿料及減薄磨輪的制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起，以及虛擬顯示技術(shù)的普及，人們對(duì)可視化儀器的要求越來越高，人機(jī)交互界面多采用脆硬的透明材料，比如：玻璃，藍(lán)寶石，石英等。然而此類脆硬材料容易因?yàn)榧?xì)微裂紋而導(dǎo)致破碎，所以其加工一直以來面臨生產(chǎn)效率低，出品良率低等缺陷。

2、傳統(tǒng)的對(duì)此類脆硬材料進(jìn)行加工一般采用單、雙面研磨機(jī)加工方式，其加工設(shè)備因?yàn)檗D(zhuǎn)速較低，一般為100r/min以內(nèi)，而且由于其加壓方式為氣缸加壓，出品工件的厚度比較依賴人工和經(jīng)驗(yàn)，按加工時(shí)間長(zhǎng)短來控制工件的出品厚度，難以實(shí)現(xiàn)高效自動(dòng)化，無法滿足市面上對(duì)脆硬材料日益增長(zhǎng)的需求。

3、目前業(yè)者有從加工設(shè)備方面考慮，針對(duì)脆硬材料的快速減薄方法和工藝，比如采用新式磨床的設(shè)備，設(shè)備里磨盤的轉(zhuǎn)速較高，一般為200r/min以上，最高達(dá)2000r/min。另外，此類設(shè)備為了提高工件出品厚度的精確性，磨盤沒有采取氣缸加壓的方式，而普遍采用磨盤傾斜或者絲桿漸進(jìn)的方式，通過絲桿位移或者磨盤夾角來精確控制工件出料的厚度，一般出料位置為為上、下磨盤傾斜時(shí)的最小間距。

4、目前市面上高轉(zhuǎn)速設(shè)備可提高生產(chǎn)效率，但其搭配的砂輪或磨輪多使用金屬結(jié)合劑，而且需要經(jīng)過高溫整體燒結(jié)，其成品硬度較高，在與帶傾斜角高轉(zhuǎn)速設(shè)備配合用于加工脆硬材料時(shí)，如：玻璃、藍(lán)寶石、石英、碳化硅等，普遍存在邊緣崩裂、劃傷無規(guī)律、修整次數(shù)多等現(xiàn)象。目前業(yè)者也有對(duì)砂輪或磨輪進(jìn)行改進(jìn)，以此來解決工件表面損傷等問題，比如將磨輪中的磨粒為規(guī)則球型，其雖然能大幅度降低劃傷，但是磨輪對(duì)于球形磨粒的把持力不足，導(dǎo)致在高轉(zhuǎn)速情況下磨輪的切削能力不足，且使用壽命較短。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種帶規(guī)則性的磨粒、磨輪漿料及減薄磨輪的制備方法。采用此磨粒用于減薄磨輪具有較高的切削力，在磨盤的高轉(zhuǎn)速下可保持高效的切削效率，還能減少工件的崩邊、裂片、劃傷等情況，對(duì)工件的損傷程度可控。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供了一種帶規(guī)則性的磨粒，為具有棱角的規(guī)則顆粒狀且表面具有氣孔，邊長(zhǎng)為50～2000μm，氣孔率為10～50％，氣孔直徑為5～50μm，以重量百份數(shù)計(jì)，制備原料包括20～90份磨?；?、20～50份石英粉、1～20份粘合劑、1～10份溶劑、1～50份耐高溫粉末和0～10份其他助劑，所述耐高溫粉末的熔點(diǎn)高于所述制備原料于燒結(jié)時(shí)的燒結(jié)溫度。

3、本發(fā)明采用的技術(shù)方案中，制備原料含有熔點(diǎn)高于燒結(jié)溫度的耐高溫粉末，其在采用磨粒基料、石英粉和粘合劑等物質(zhì)制備磨粒的過程中充當(dāng)占位的作用，能防止磨粒的粘連，從而維持顆粒形狀。該磨粒為具有棱角的規(guī)則顆粒狀且表面具有氣孔，邊長(zhǎng)為50～2000μm，氣孔率為10～50％，氣孔直徑為5～50μm，此磨粒具有較強(qiáng)的切削力，與減薄磨輪中的基體材料可產(chǎn)生很強(qiáng)的作用力，即減薄磨輪中的基體材料對(duì)磨粒有很強(qiáng)的把持力，因而在磨盤的高轉(zhuǎn)速下可保持高效的切削效率，使工件能在設(shè)定加工時(shí)間內(nèi)快速的將厚度減薄到目標(biāo)值，減輕磨盤夾角對(duì)工件的擠壓、崩邊、裂片等損傷情況。

4、作為本發(fā)明的一技術(shù)方案，所述磨?；习ㄖ髂チ；虾痛文チ；?，所述主磨?；系挠捕群统叽缃源笥谒龃文チ；?，所述主磨?；虾退龃文チ；细髯元?dú)立選自金剛石、碳化硅、碳化硼、氧化鋁、氧化鈰、二硼化鈦、碳化鎢、碳化鈦、立方氮化硼、石榴石、氧化鋯和氧化鈦中的至少一種。

5、作為本發(fā)明的一技術(shù)方案，所述主磨粒基料的莫氏硬度至少為8或所述次磨?；系膁v50為0.5～9.0μm。

6、作為本發(fā)明的一技術(shù)方案，所述石英粉為單一石英粉。

7、作為本發(fā)明的一技術(shù)方案，所述石英粉為多種石英粉混合且熔點(diǎn)不高于1000℃的混合物。

8、作為本發(fā)明的一技術(shù)方案，所述石英粉的顆粒尺寸小于所述磨粒基料的顆粒尺寸。

9、作為本發(fā)明的一技術(shù)方案，所述粘合劑包括硅酸鹽、磷酸鹽、鋁酸鹽、膠狀氫氧化鈉、pva飽和水溶液和糊精中的至少一種。

10、作為本發(fā)明的一技術(shù)方案，所述粘合劑的揮發(fā)點(diǎn)為200～500℃。

11、作為本發(fā)明的一技術(shù)方案，所述溶劑包括純水，且電導(dǎo)率＜10μs/cm。

12、作為本發(fā)明的一技術(shù)方案，所述耐高溫粉末包括氯化鈉、燒結(jié)氧化鋁、cocl2、mncl2、fecl2和cacl2中的至少一種。

13、作為本發(fā)明的一技術(shù)方案，所述其他助劑包括潤(rùn)濕劑、消泡劑和殺菌劑中的至少一種。

14、作為本發(fā)明的一技術(shù)方案，所述磨粒為三棱錐、四棱錐、三棱柱或四棱柱。

15、本發(fā)明第二方面提供了一種帶規(guī)則性的磨粒的制備方法，包括步驟：

16、(i)混料

17、將配方量的磨?；稀⑹⒎?、粘合劑、溶劑和其他助劑混合得濃稠混合物；

18、(ii)定型

19、將所述濃稠混合物壓于具備一定棱角的模具的腔體中，干燥得定型的磨粒；

20、(iii)燒結(jié)

21、將所述磨粒和耐高溫粉末混合后進(jìn)行燒結(jié)，所述耐高溫粉末的熔點(diǎn)高于所述燒結(jié)的溫度；

22、(iv)后處理

23、待所述燒結(jié)的產(chǎn)物降溫后篩分以去除所述耐高溫粉末得帶規(guī)則性的磨粒。

24、本發(fā)明的制備方法中，將磨?；?、石英粉、粘合劑等原料于具備一定棱角的模具的腔體中干燥、定型得到的磨粒為具有棱角的規(guī)則形狀，與熔點(diǎn)高于燒結(jié)溫度的耐高溫粉末一起燒結(jié)，耐高溫粉末的加入可保持燒結(jié)時(shí)磨粒之間不粘連，減小磨粒燒結(jié)時(shí)的形變，仍然保持磨粒良好的規(guī)則性，再經(jīng)后處理去除耐高溫粉末可得到帶規(guī)則性的磨粒，從而使所制得磨盤于高轉(zhuǎn)速下仍可保持高效的切削效率。另外，在耐高溫粉末的作用下，僅將磨粒于低溫下就可燒結(jié)，故節(jié)省能耗。

25、作為本發(fā)明的一技術(shù)方案，步驟(i)混料中的所述混合可于球磨混料機(jī)中進(jìn)行，且混合時(shí)間為1～2h。

26、作為本發(fā)明的一技術(shù)方案，所述腔體的深度為80～2000μm，腔壁的邊長(zhǎng)為80～2000μm。

27、作為本發(fā)明的一技術(shù)方案，所述干燥的溫度為70～130℃，所述干燥至水分揮發(fā)＞90wt.％。

28、作為本發(fā)明的一技術(shù)方案，所述磨粒通過重力、抖動(dòng)、氣槍吹、超聲波震動(dòng)、真空吸附的方式而脫離所述腔體。

29、作為本發(fā)明的一技術(shù)方案，所述耐高溫粉末包括氯化鈉、燒結(jié)氧化鋁、cocl2、mncl2、fecl2和cacl2中的至少一種。

30、作為本發(fā)明的一技術(shù)方案，所述燒結(jié)的最高溫度為所述耐高溫粉末熔點(diǎn)的70～90％。

31、作為本發(fā)明的一技術(shù)方案，所述燒結(jié)的最高溫度為500～1000℃。

32、作為本發(fā)明的一技術(shù)方案，所述燒結(jié)采用分步式進(jìn)行，先升溫至300～450℃，再升溫至500～1000℃。

33、作為本發(fā)明的一技術(shù)方案，所述燒結(jié)的升溫速率為1～10℃/min。

34、作為本發(fā)明的一技術(shù)方案，所述篩分采用水流粒徑分級(jí)機(jī)進(jìn)行。

35、本發(fā)明第三方面提供了一種磨輪漿料，以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，制備原料包括7～60份磨粒、30～60份樹脂、5～30份稀釋劑、0.5～5.0份光引發(fā)劑、0.6～4.0份熱引發(fā)劑、40～60份填料和0～5份助劑，所述磨粒為前述帶規(guī)則性的磨粒或前述帶規(guī)則性的磨粒的制備方法所制備的帶規(guī)則性的磨粒。

36、本發(fā)明的磨輪漿料將樹脂和前述具有棱角的規(guī)則顆粒狀且表面具有氣孔的磨粒進(jìn)行復(fù)合，樹脂具備長(zhǎng)分子鏈，經(jīng)光、熱固化后分子鏈可以細(xì)微蠕動(dòng)故具有一定的彈性，故而于磨輪加工工件時(shí)即使磨粒具有棱角也不會(huì)壓裂工件，同時(shí)其劃傷深度可控。

37、作為本發(fā)明的一技術(shù)方案，所述樹脂包括環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂和聚氨酯中的至少一種。

38、作為本發(fā)明的一技術(shù)方案，所述樹脂固化后的表面硬度為60～95ha。

39、作為本發(fā)明的一技術(shù)方案，所述稀釋劑包括丙烯酸酯類化合物、乙烯基類化合物、乙烯基醚類化合物和環(huán)氧類化合物中的至少一種。

40、作為本發(fā)明的一技術(shù)方案，所述稀釋劑包括丙烯酸正丁酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸異癸酯、丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯、苯乙烯、醋酸乙烯酯、n-乙烯基吡咯烷酮、乙二醇類二丙烯酸酯、丙二醇類二丙烯酸酯和苯基縮水甘油醚)中的至少一。

41、作為本發(fā)明的一技術(shù)方案，所述光引發(fā)劑包括安息香、安息香乙醚、安息香丁醚、安息香雙甲醚、2-羥基-2-甲基-1-苯基甲酮、1-羥基-環(huán)己基-苯基甲酮、二苯甲酮、胺類化合物、硫雜蒽酮類、樟腦醌、雙咪唑、鎓鹽、金屬有機(jī)物和有機(jī)硅烷類化合物中的至少一種。

42、作為本發(fā)明的一技術(shù)方案，所述熱引發(fā)劑為偶氮類化合物或過氧化物類化合物。

43、作為本發(fā)明的一技術(shù)方案，所述熱引發(fā)劑包括偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、過氧化苯甲酰、過氧化2-乙基己基酸叔丁酯、過氧化2-乙基己基酸叔戊酯、1,1'-雙(叔丁基過氧)-3,3,5-三甲基環(huán)己烷、過氧化醋酸叔戊酯、過氧化苯甲酸叔戊酯、過氧化三甲基己酸叔丁酯、過氧化二異丙苯和二叔戊基過氧化物中的至少一種。

44、作為本發(fā)明的一技術(shù)方案，所述填料包括高嶺土、氧化鋁、納米二氧化硅、硅灰石、聚酰胺臘和滑石粉中的至少一種。

45、作為本發(fā)明的一技術(shù)方案，所述助劑包括潤(rùn)濕劑、偶聯(lián)劑和消泡劑中的至少一種。

46、本發(fā)明第四方面提供了一種磨輪漿料的制備方法，包括步驟：

47、㈠干法混合

48、將所述磨粒、所述填料和所述助劑混合得粉體混合物；

49、㈡樹脂預(yù)聚體制備

50、將所述樹脂和所述稀釋劑加熱攪拌得粘度<3000mpa.s的樹脂預(yù)聚體；

51、㈢制備漿料

52、將所述樹脂預(yù)聚體、所述光引發(fā)劑和所述熱引發(fā)劑攪拌后加入所述粉體混合物混合得預(yù)混料，將所述預(yù)混料進(jìn)行球磨得磨輪漿料。

53、本發(fā)明磨輪漿料的制備方法中，先將磨粒、填料和助劑混合得粉體混合物，再經(jīng)稀釋劑的稀釋可使得組分均勻分布，經(jīng)加熱攪拌可制得組分穩(wěn)定粘稠的樹脂預(yù)聚體，將光引發(fā)劑、熱引發(fā)劑復(fù)合可制得磨輪漿料，后續(xù)經(jīng)光固化、熱固話就可制得減薄磨輪，操作方便。

54、本發(fā)明第五方面提供了一種減薄磨輪的制備方法，包括步驟：將前述的磨輪漿料或前述的磨輪漿料的制備方法所制備的磨輪漿料涂布于模具中再轉(zhuǎn)印至基材上并再依次進(jìn)行紫外光固化、熱固化得組合層；將所述組合層粘附于支撐板上的一側(cè)；所述支撐板上的另一側(cè)粘附磨盤。

55、本發(fā)明減薄磨輪的制備方法中，磨輪漿料涂布于模具中再轉(zhuǎn)印至基材上并再進(jìn)行固化，故可不僅保持磨粒的規(guī)則形狀還能保持磨輪漿料固化后的規(guī)則形狀。另外，先進(jìn)行光固化以定型，可實(shí)現(xiàn)表面硬度，其外觀成型方便。再熱固化以實(shí)現(xiàn)組合層內(nèi)部高硬度，提高樹脂強(qiáng)度。組合層和支撐板復(fù)合具有一定的彈性，能耐高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的沖擊。