[发明专利]树脂磨具用组团磨料、其制备方法及树脂磨具的制备方法

说明书

本发明提供一种树脂磨具用组团磨料，所述组团磨料由包括下列质量分数的原料制备而成：平均粒径为1～6微米的分散磨料25～45％，所述分散磨料为金刚石和/或白刚玉，平均粒径为3～30微米的酚醛树脂55～75％，所述原料经混匀、热固化成型、破碎和筛分后得到平均粒径为15～100微米的组团磨料。本发明还提供该组团磨料及其相应的树脂磨具的制备方法。本发明采用组团的方法，用酚醛树脂将单颗粒小粒径分散磨料组团成为大颗粒磨料团，用这种组团磨料制得的树脂磨具能同时具备切削效率高和加工后的工件表面质量优良的特点。

技术领域

本发明涉及磨料磨具领域，特别涉及一种树脂磨具用组团磨料、其制备方法及相应的树脂磨具的制备方法。

背景技术

目前金刚石和白刚玉等磨料的应用方法多为单颗粒磨料直接分散于树脂结合剂(如环氧树脂或酚醛树脂)中，在将二者配上一定的填料混匀和成型固化后即得树脂模具。

在该树脂模具中一般使用两种不同粒径的磨料，如平均粒径为1～6微米的金刚石或白刚玉等小粒径分散磨料，以及平均粒径为15微米以上的金刚石或白刚玉等大粒径分散磨料。这两种不同粒径的分散磨料制备得到的树脂模具相应具有不同的优缺点。大粒径磨料制得的树脂磨具切削效率高，但加工后的工件表面质量差，粗糙度高，易出现深划伤；而小粒径磨料制得的树脂磨具加工后的工件表面质量好，粗糙度低，不易出现划伤，但切削效率低。用大粒径或小粒径磨料单颗直接分散应用只能单一满足对工件的切削效率或工件表面质量，而若使用居中粒径的磨料制备树脂模具，则其切削效率和工件表面质量二者都可能不理想。

如专利申请CN201210151283.0提供一种球面光学元件加工用固结磨料研磨抛光垫，其特征是磨料和热固性树脂均匀混合，固化后形成球面固结磨料研磨抛光垫，它们的质量百分比为磨料∶树脂＝5％～50％∶50％～95％。磨料为金刚石、氧化硅、氧化铈、氧化铝、碳化硅、碳化硼、氧化锆中的一种或几种组合，磨料粒度为50纳米～100微米；热固性树脂为不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚丁二烯树脂中的一种或几种组合；球面为凸球面或凹球面，直径3.5～1000毫米，曲率半径2.5毫米～∞。固结磨料球面研磨抛光具有研磨抛光性能稳定，工艺简单、加工效率高、加工成本低，不会造成环境污染等特点。

而专利申请CN 201610168676.0提供一种纳米深度损伤层高效超精密磨削方法，属于脆性晶体超精密加工技术领域。其特征是砂轮由酚醛树脂作为结合剂，亚微米金刚石磨粒作为磨料，磨粒尺寸为300-980nm，氧化铈、氧化镁、氧化硅、氧化铝中的一种作为添加剂，添加剂的重量百分比<5％，碳酸钠和碳酸氢钠中的一种作为发泡剂，发泡剂的重量百分比<3％。结合剂、金刚石微粉、添加剂、发泡剂在常温下混合均匀，并压制成长方体，然后在180-250℃下热固化成型，热固化时间为1-3h。超精密磨削时主轴转速为2000-2400rpm，砂轮进给速率为3-15μm/min，工作台转速为80-200rpm，磨削液为去离子水。超精密磨削后工件达到亚纳米级表面粗糙度，纳米级损伤层深度。该发明的效果和益处是实现了纳米深度损伤层高效超精密磨削方法。

显然上述专利申请中均不涉及同时考虑树脂模具的加工效率和加工出的工件表面质量的问题。因此，本领域需要一种新的树脂磨具用磨料及其制备方法，以解决现有技术中的树脂模具不能同时满足对工件的切削效率高和工件表面质量优的问题。

发明内容

本发明提供一种树脂磨具用组团磨料，所述组团磨料由包括下列质量分数的原料制备而成：平均粒径为1～6微米的分散磨料25～45％，所述分散磨料为金刚石和/或白刚玉，平均粒径为3～30微米的树脂55～75％，所述原料经混匀、热固化成型、破碎和筛分后得到平均粒径为15～100微米的组团磨料。

本发明采用组团的方法，用树脂将单颗粒小粒径分散磨料组团成为大颗粒磨料团，用这种组团磨料制得的树脂磨具能同时具备切削效率高和加工后的工件表面质量优良的特点。