[发明专利]一种超硬磨料磨具的微生物修整方法

说明书

技术领域

本发明涉及磨具修整技术，特别是涉及一种超硬磨料磨具的微生物修整方法。

背景技术

磨具修整是指将磨具修整成形或去除磨钝的表层，以恢复工作面的磨削性能和正确的几何形状的操作过程。其主要作用包括两个方面：(1)保证磨具获得几何形状(又叫整形)；(2)保证磨具表面的磨粒可以有一定的出露高度(又叫修锐)。及时而正确地修整砂轮，是提高磨削效率和保证磨削质量不可缺少的重要环节。对于普通磨粒磨具而言，多是使用金刚石工具(例如单点金刚石笔，金刚石滚轮等)同步完成整形与修锐过程。

超硬磨料磨具是利用不同结合剂将超硬磨料(主要是金刚石与立方氮化硼)固结起来而形成的一种磨具。由于所用的磨料的磨粒硬度高，而且有效工作层有限，因此对于超硬磨粒磨具的修整而言，其整形与修锐多是分开进行。对于超硬磨料磨具而言，共修整问题是保证磨具正常使用的关键所在，因此也一直是本领域的研究热点。

目前对于超硬磨料磨具的修整主要包括以下两大类方法：(1)利用机械去除的方式。例如利用金刚石工具修整法、普通砂轮磨削法、游离磨料研磨法、软弹性修整法等方法，其本质是利用修整工具与磨具之间的机械作用达到去除超硬磨料磨具结合剂及磨粒的目的；(2)利用其它能量进行修整。例如激光修整法主要是利用光能熔化去除结合剂；电火花修整是利用电火花烧蚀的原理去除结合剂；超声振动修整法是利用超声波能量去除结合剂。同时也有学者将这两种方法结合起来形成新的修整方法。这些修整方法在普通超硬磨料磨具的修整中起到了良好的使用效果。但是在精密及超精密磨削用超硬磨料磨具修整中，上述方法仍然存在很多问题。

与普通超硬磨料磨具相比，精密及超精密磨削所用的超硬磨料磨具的主要特点是所采用的磨料粒度细小，多为微米，或亚微米级的尺度的磨粒。这么细小的磨粒对于修整提出了更大的挑战。对于常规的机械去除方式，要求控制结合剂的去除量为微米及亚微米尺度，仍然是比较困难的。因此目前用于细粒度超硬磨具的修整主要是利用能量方式进行修整。主要包括以下几种：喷射修锐法、激光修锐法、磁粉研蚀修锐法、在线电解修锐法(ELID)等，但各自都有相应的不足。喷射修锐法要严格注意安全防护；激光修锐法的激光光源价格较贵，同时还要注意激光对金刚石磨料的损伤；磁粉研蚀修锐法仅适用于低刚度磨具的修锐；在线电解修锐法(ELID)装置需要一套专用的直流电源，该电源装置较贵，另外由于修锐装置中电刷的磨损，亦造成电流供给的不稳定，从而影响砂轮的修锐效果。

细粒度超硬磨具要想达到比较理想的修锐效果，必须保证合理的结合剂去除量，如果去除量太大会导致磨粒把持力不够容易脱落，去除量太小则会磨粒出露高度不足和容屑空间不够而达不到修锐效果。而超精密磨抛工艺所使用的磨具往往磨料粒度非常低，去除量控制更加困难，所以该类磨具修锐难度比普通磨具修锐难度更大。研究出一种经济高效，节能环保，且适用于超精密加工的超硬磨料磨具的修锐方法已成当务之急。

发明内容

本发明提供了一种超硬磨料磨具的微生物修整方法，其克服了现有技术所存在的不足之处。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种超硬磨料磨具的微生物修整方法，该超硬磨料磨具由超硬磨料和结合剂固结形成，该修整方法包括以下步骤：

1)根据结合剂类型选择微生物，该微生物可通过某种方式达到消耗该结合剂的目的；

2)对选定的微生物进行培养获得适量微生物浓度的培养液；

3)将磨具待修整面浸入培养液中，通过微生物的作用去除待修整面的结合剂；

4)根据所需要修整的去除量及微生物培养液对结合剂的去除率确定浸泡时间，达到浸泡时间后观测待修整面的表面形貌并判断是否继续浸泡直至达到要求，取出磨具并清洗。

优选的，所述微生物是通过其代谢产物与结合剂反应生成代谢原料，代谢原料再被微生物转化成代谢产物的循环消耗结合剂，从而实现对结合剂的去除。

优选的，所述代谢产物与结合剂的反应为氧化还原反应。

优选的，所述微生物为氧化亚铁硫杆菌，代谢原料是Fe²⁺离子，代谢产物Fe³⁺离子；所述结合剂是可将Fe³⁺离子还原为Fe²⁺离子的金属基结合剂。

优选的，所述金属基结合剂是铜基、铅基、锌基、钴基、锡基、铬基、镉基、锰基、铁基、镍基、铝基的结合剂中的一种或其组合。

优选的，步骤2)中，所述氧化亚铁硫杆菌于培养基中培养至代谢产物Fe³⁺离子的浓度为6～9g/L，得到所述适量微生物浓度的培养液。