[发明专利]一种使超硬磨料颗粒在磨轮中有序排布的方法

说明书

技术领域

本发明涉及磨轮的制备方法，一种使超硬磨料颗粒在磨轮中有序排布的方法。

背景技术

金刚石钻、切、磨等制品是世界公认的高效、高精、节能、环保型工具。而金刚石磨具在金刚石制品中占有相当大的比重和份额，按照制作方法可以将金刚石磨具分为电镀磨具、烧结磨具等，电镀磨具制作工艺简单、投入成本少、磨削效率高，深受用户青睐。

目前，市场上销售的金刚石电镀磨具大多为整面电镀金刚石颗粒的制品，此类电镀磨具，在磨削的过程中容易导致磨屑堆积和堵塞现象，影响磨削锋利度。近年来，已有研究表明通过将单颗粒金刚石在磨具磨削面上进行有序排布来解决磨屑的堆积和堵塞问题，具体如公开号为CN101596749A和CN104646418A的发明专利。但现有这些金刚石颗粒的有序排布方法较为繁琐，实现较为困难，且生产效率低下，不适合工业化生产。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简单、生产效率高的使超硬磨料颗粒在磨轮中有序排布的方法，采用该排序方法制得的磨轮排屑能力强，散热效果好。

本发明所述的使超硬磨料颗粒在磨轮中有序排布的方法，包括以下步骤：

1)将磨轮基体进行预镀、打磨、除油处理，得到预处理后的磨轮基体；

2)设计超硬磨料颗粒的有序排布图案，根据磨轮磨削工作面的形状选择大小相应的菲林胶片，然后将设计好的有序排布图案形成在菲林胶片上，得到有排布图案的菲林胶片；

3)在暗室中，在预处理后的磨轮基体的磨削工作面上涂覆感光胶，干燥，得到涂覆有感光胶的磨轮基体；

4)在暗室中，将有排布图案的菲林胶片贴于步骤3)所得磨轮基体的表面，之后置于紫外线下曝光，再显影，得到工作面上具有清晰排布图案的磨轮基体；

5)将步骤4)所得磨轮基体经过常规镀前处理后置于含有超硬磨料颗粒的镀液中进行电镀；或者是将所得工作面上具有清晰排布图案的磨轮基体经过常规镀前处理后置于镀液中，采用埋砂法将超硬磨料颗粒置于磨轮基体的磨削工作面上，同时实施电镀操作，得到上好砂的磨轮镀件；

6)将所得上好砂的磨轮镀件除去外围浮砂，进行加厚镀，得到超硬磨料颗粒在磨轮磨削工作面上有序排布的磨轮。

本发明所述方法的步骤1)中，对磨轮基体进行预镀、打磨、除油处理的具体操作与现有技术相同，优选如下：

预镀：先将磨轮基体进行常规去油、除锈和活化处理后，采用瓦特镀镍溶液进行预镀，电流密度为0.5～10A/dm²，电镀时间为5～30min，在基体表面成一层厚度为5～25μm的预镀层。该工序可增加与后续复合电镀工作层的结合强度。

打磨：用60～800目普通磨料砂纸打磨预镀好的磨轮基体的工作层表面，使其表面产生均匀、细微的磨削痕迹，增大绝缘层(即后续因涂覆感光胶形成的感光胶层)与基体之间的结合力。砂纸粒度可根据基体材料厚度和硬度来确定。

脱酯除油处理：用洗洁精与水按1：15-25的体积混合，所得混合液喷洒于基体上，然后用刷子进行刷洗，最后自来水冲洗干净。

本发明所述方法的步骤2)中，采用现有常规方法(如图片打印)在菲林胶片上形成超硬磨料颗粒的有序排布图案。

本发明所述方法的步骤3)中，所述的感光胶为具有耐酸、耐碱及耐高温性能的感光胶，优选选用村上感光胶。可采用现有常规工具将感光胶涂覆于预处理后的磨轮基体上，如采用刮斗或上浆器将感光胶均匀涂布于处理后的磨轮基体上，可通过涂覆的次数来控制感光胶(在干燥后即成为绝缘层)的厚度，优选控制感光胶的厚度范围为10～100μm。该步骤中，在涂覆好感光胶后，可待其自然晾干，为了加快干燥速度，优选干燥在≤40℃的条件下进行，更优选是用低于40℃的热风对其进行干燥。干燥需要在暗室中进行。

本发明所述方法的步骤4)中，曝光的时间根据感光胶的厚度、紫外灯的功率等进行确定，当感光胶的厚度为10～100μm、紫外灯的功率为2000～3000W时，曝光的时间为≥10s，优选为1～20min，优选为1～10min。

本发明所述方法的步骤4)中，显影的操作与现有技术相同，具体的，可以是将曝光后的磨轮基体浸泡在清水中1～10min，取出，然后用高压水枪水雾状冲磨轮基体上涂覆有感光胶的一面，直至所有图案显影清晰为止，此时，有序排布磨削单元处没有残留感光胶，其余不镀超硬磨料部位的感光胶也不剥离或脱落。将显影清晰的磨轮基体晾干后用于后续操作，具体可以采用低于40℃的热风对基体进行干燥。