[发明专利]一种有序微槽结构多层超硬磨料电镀砂轮的制备方法

权利要求书

1.一种有序微槽结构多层超硬磨料电镀砂轮的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：

步骤一、采用机械加工方法制造出砂轮轮毂(1)；在砂轮轮毂(1)的外圆周面上涂覆一层厚度为0.8～1.2mm的聚乙烯醇胶水，待胶水自然风干后与砂轮轮毂(1)一起置入干燥箱内充分干燥，从而在砂轮轮毂(1)外圆周面上形成聚乙烯醇胶层(5)；

步骤二、采用微水刀激光加工技术在聚乙烯醇胶层(5)上加工出间距为数百微米、宽度为数十微米、长度与砂轮厚度相等、深度为穿透聚乙烯醇胶层(5)并在砂轮轮毂(1)形成深度为近百微米的凹槽(7)阵列；

步骤三、采用熔融聚乙烯(11)将凹槽(7)阵列填充；待熔融聚乙烯(11)冷却成型后，将砂轮轮毂(1)置入沸水中，由于聚乙烯醇胶层(5)在沸水中能够完全溶解，而聚乙烯不溶于沸水，则在砂轮轮毂(1)外圆周面上能够留下聚乙烯绝缘片(2)阵列；

步骤四、对超硬磨料(3)和砂轮轮毂(1)进行前处理，前处理包含对超硬磨料(3)进行酸洗和碱洗，对砂轮轮毂(1)酸洗除锈，在砂轮轮毂(1)非工作面涂覆绝缘漆；

步骤五、将经过前处理的砂轮轮毂(1)置入电镀槽内，采用复合电沉积工艺在砂轮轮毂(1)外圆周面上电镀超硬磨料(3)，即先在砂轮轮毂(1)外圆周面上预镀厚度为20μm的镀镍层(4)；上第一层超硬磨料(3)，电镀加厚使得第一层超硬磨料(3)65％～80％的高度被埋入镀镍层(4)中；然后再上第二层超硬磨料(3)，并加厚至第二层超硬磨料(3)65％～80％的高度被埋入镀镍层(4)中；再上第三层超硬磨料(3)，如此反复，直至在砂轮轮毂(1)外圆周面上形成大量且具有多层超硬磨料(3)的电镀超硬磨料层(8)，且最外层超硬磨料(3)65％～70％的高度被埋入镀镍层(4)中；

步骤六、将电镀完毕的砂轮置入加热炉中，加热熔除聚乙烯绝缘片(2)阵列，形成大量磨料层(8)与微槽(12)相间的有序微槽结构多层超硬磨料电镀砂轮。

2.根据权利要求1所述的一种有序微槽结构多层超硬磨料电镀砂轮的制备方法，所述的砂轮轮毂(1)材质为45号钢，直径为Φ20～200mm，厚度为6～20mm。

3.根据权利要求1所述的一种有序微槽结构多层超硬磨料电镀砂轮的制备方法，所述的微槽(12)的宽度仅为30～50μm、深度为500～750μm、深宽比为10～25，间距为400～800μm。

4.根据权利要求1所述的一种有序微槽结构多层超硬磨料电镀砂轮的制备方法，所述的多层超硬磨料(3)是指超硬磨料层(8)的电镀超硬磨料(3)的层数为4～7层。

5.根据权利要求1所述的一种有序微槽结构多层超硬磨料电镀砂轮的制备方法，所述的磨料层(8)的厚度为0.3～0.6mm。

6.根据权利要求1所述的一种有序微槽结构多层超硬磨料电镀砂轮的制备方法，所述的凹槽(7)可以通过调整微水刀激光加工设备的喷嘴(6)与砂轮轮毂(1)的相对运动轨迹来改变凹槽(7)的结构形式，凹槽(7)的结构形式包括直线型、斜线型、螺旋型。

7.根据权利要求1所述的一种有序微槽结构多层超硬磨料电镀砂轮的制备方法，步骤二中所述的采用微水刀激光加工技术在聚乙烯醇胶层(5)上加工凹槽(7)时，引导激光束(10)的水射流(9)垂直于聚乙烯醇胶层(5)的外圆周面，并沿着砂轮轮毂(1)的轴向进给，同时砂轮轮毂(1)绕其自身轴线转动；每加工出一个凹槽(7)后，微水刀激光加工设备的喷嘴(6)返回初始位置，再将砂轮轮毂(1)转动分度，继续开展下一个凹槽(7)的加工；如此反复，直至整个聚乙烯醇胶层(5)的外圆周面加工有凹槽(7)阵列。

8.根据权利要求1所述的一种有序微槽结构多层超硬磨料电镀砂轮的制备方法，所述的超硬磨料(3)为金刚石或CBN。