[发明专利]一种电解铜填充多孔金刚石磨具及其制备方法

权利要求书

1.一种电解铜填充多孔金刚石磨具的制备方法，其特征在于包括如下几个步骤：

1）将叔丁醇、有机单体和交联剂混合形成预混液；步骤1）中各组分质量份配比如下：叔丁醇25~100份、有机单体6~35份，交联剂1~10份；

2）加入粉状填料、金刚石磨料、分散剂、催化剂、引发剂、pH调节剂、造孔剂，分散均匀，制备浆料；步骤2）中各组分按质量份加入量如下：粉状填料20~60份、金刚石磨料30~150份、分散剂0.5~1.5份、催化剂1~1.5份、引发剂1~1.5份，pH调节剂0.5~1.5份，造孔剂0.5~2份；

3）将浆料注入到模具之中，模具顶部和侧面隔热保温，保存在-40~-20℃的低温环境中使其从下至上定向凝固；所述的步骤3）中模具底部为金属基板，导热性好，模具四壁和顶部为玻璃纤维板，具有保温作用，将模具底部放入温度范围在-40~-20℃的酒精中，磨具胚体从下至上发生定向凝固，定向凝固时间为4-5h；

4）胚体脱模，干燥处理，使叔丁醇挥发，有机单体发生原位聚合反应，得到具有定向通孔结构的多孔金刚石磨具含胶胚体，然后胚体经过排胶烧结后得到定向多孔的金刚石磨具无胶胚体；

5）将多孔的金刚石磨具无胶胚体放置在阴极，粗铜放置在阳极，浸置在电解液中，采用电解方法将精铜填充到金刚石磨具孔穴中，强化磨具基体，制得电解铜填充多孔金刚石磨具；

步骤5）所述的电解方法为磨具上部固定铜薄片连接电源阴极，粗铜连接电源阳极，硫酸和硫酸铜的混合液作为电解液，铜薄片浮在电解液上，磨具浸渍在电解液中，电解液中铜离子浓度为40~50g/L，硫酸浓度为100~200 g/L，电解液温度为55~60℃，电流密度为100~230A/㎡；

6）对磨具进行机加工、清洗、干燥处理，固定在基盘之上。

2.根据权利要求1所述的电解铜填充多孔金刚石磨具的制备方法，其特征在于所述的有机单体为甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸、羟甲基丙烯酰胺、羟丙基丙烯酸甲酯、烷基丙烯酰胺、丁二烯、二甲基羟乙基丙烯酸甲酯、苯乙烯中的一种或几种；

所述的交联剂是丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、二乙烯基苯、N-羟甲基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、多异氰酸酯、多元胺类、多元醇类、缩水甘油醚、有机硅类、苯磺酸类、丙烯酸酯类、有机过氧化物、金属有机化合物、氮丙啶类、多功能聚碳化二亚胺类、异氰酸酯类交联剂。

3.根据权利要求1所述的电解铜填充多孔金刚石磨具的制备方法，其特征在于所述的填料为铜包石墨、氧化钙、碳酸钙、硫酸钡、硫酸镁、氧化铈、氧化铁、氧化铬、氧化锌、石膏粉、冰晶石粉、滑石粉、石英粉或长石粉中的一种或者多种组成；

引发剂为酰类过氧化物、氢过氧化物、二烷基过氧化物、烷基过氧化氢物、酯类过氧化物、酮类过氧化物、二碳酸酯过氧化物、过硫酸盐类、偶氮类引发剂、氧化还原引发剂中的一种或多种；

分散剂为氯化钠、硅酸钠、磷酸钠、柠檬酸铵、柠檬酸钠、乙二胺四乙酸钠、二乙酸钠、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、羟甲基纤维素、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸铵、三乙醇胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、聚乙烯亚胺、聚甲基丙烯酸中的一种或多种；

pH调节剂为磷酸，乙酸，盐酸，碳酸钙，碳酸钠，碳酸钾，氢氧化钠，碳酸氢钠，磷酸氢二钠，氨水的一种或多种；

催化剂为四甲基乙二胺、二甲基胺基丙晴中的一种或两种；

所述的造孔剂为精萘、焦炭、木粉、核桃壳、尿素、小苏打、苯酚树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、碳酸氢铵、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇和聚乙烯醇中的一种或者多种；

所述的混合方式为机械搅拌混合、超声振动混合、分散盘混合、高速乳化机混合、球磨机混合、人工手动混合中的一种或几种；所述的金刚石粒径范围是1~20微米。

4.根据权利要求1所述的电解铜填充多孔金刚石磨具的制备方法，其特征在于步骤4）所述的原位聚合反应的引发条件为引发剂引发聚合、光引发聚合、辐射引发聚合、热引发聚合中的一种或多种；所述的排胶烧结的温度范围是200~500℃。

5.根据权利要求1所述的电解铜填充多孔金刚石磨具的制备方法，其特征在于步骤6）所述的机加工是铣削、磨削、车削中的一种或几种；所述的干燥方式为室温通风干燥。

6.一种根据权利要求1所述方法制备得到的电解铜填充多孔金刚石磨具。