[发明专利]一种玻璃研磨磨盘的制备方法

说明书

本发明公开了一种玻璃研磨磨盘的制备方法，该制备方法包括如下步骤：步骤一、浆料制备；步骤二、磨盘胚体成型；步骤三、烧结；以及步骤四、机械加工。本发明具有如下有益效果：磨盘成型用浆料采用化学共聚沉方法获得，组织结构均匀细小，能实现CeO₂磨料在玻璃研磨磨盘中的高度均匀分布，玻璃研磨磨盘研磨后的玻璃器件表面磨削纹路均匀细密，不存在粗大划痕现象；磨盘粘接CeO₂磨料的结合剂为AlPO₄·nH₂O无机胶凝材料，其弹性模量比树脂材料高，在研磨玻璃过程中，玻璃研磨磨盘弹性变形量小，磨削出的玻璃器件的直线度误差能小于3μm/25mm，可以很好地满足高精度玻璃光学器件的加工要求。

【技术领域】

本发明涉及磨具制备技术领域，尤其涉及采用磷酸铝胶凝材料粘接氧化铈磨料的一种玻璃研磨磨盘的制备方法。

【背景技术】

目前高性能光学玻璃器件如光学镜头、玻璃手机屏、滤光片等的加工都是采用CeO₂磨盘进行研磨加工。该加工方法具有磨削效率高、加工工件表面光洁度好等优点。目前玻璃抛光用磨盘的制备方法都是将作为磨料的CeO₂粉体与树脂进行混合后，在一定条件下树脂固化形成具有一定形状和强度的树脂磨盘。常用的树脂有酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、聚酰胺树脂和环氧树脂，根据树脂的形态不同，CeO₂磨盘的成型固化工艺也有所不同。当树脂为液态时采用浇注固化的方式制备磨盘；当树脂为粉体时则采用热压固化的方式制作磨盘。用该工艺制备CeO₂磨盘工艺简单，磨盘有一定的弹性，抛光性能良好。但是也存在一定的问题：一方面考虑到粗糙度要求，研磨玻璃用的CeO₂磨盘中的CeO₂磨料都很细，一般直径都小于5μm，密度为7.1g/cm³，而树脂的密度小于1.8g/cm³，混料时很难将CeO₂磨料与树脂结合剂混合均匀，会使研磨后的玻璃器件表面磨削纹路不均匀；另一方面，树脂弹性模量低，易变性，在磨削载荷作用下，树脂CeO₂磨盘会发生变形，造成研磨后的玻璃器件的直线度会超过3μm/25mm，无法加工出高尺寸精度要求的玻璃器件。

【发明内容】

本发明提供一种玻璃研磨磨盘的制备方法，其解决了传统制备方法制备的磨盘在研磨玻璃光学器件时，直线度误差高，磨削纹路不均匀的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种玻璃研磨磨盘的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

步骤一、浆料制备：称取一定量的浓度为4-5mol/L的CeCl₃溶液，在400转/分钟的搅拌条件下，加入浓度为85％且与所述CeCl₃溶液体积比为1-1.5:10的磷酸溶液，搅拌10-20分钟，获得均匀的CeCl₃和磷酸的混合溶液,在3000转/分钟的搅拌条件下向混合溶液中加入固相含量为15％且pH值为3-4的铝溶胶，所述铝溶胶与所述混合溶液的体积比为2-3:10，将搅拌转速调高到8000转/分钟，搅拌1-2小时，然后在8000转/分钟搅拌条件下往所述混合溶液中滴加氨水，当所述混合溶液的pH值为5-6时，停止氨水的加入，继续搅拌0.5-1小时后停止搅拌，将所述混合溶液放入水浴槽中加热至60℃，保温3-4小时，容器底部产生大量的白色沉淀，在常压下过滤掉所述混合溶液中的水分获得沉淀物，将所述沉淀物放入陶瓷球磨坛中并使用球磨球进行滚动球磨，所述陶瓷球磨坛直径为400mm，所述球磨球直径为20mm，球料比为1-1.2:1，球磨前加入沉淀物重量15-20％且浓度为4wt％的羧甲基纤维素溶液，陶瓷球磨坛转速120转/分钟，球磨2-3小时后，从所述陶瓷球磨坛中倒出球磨好的白色浆料，获得磨盘成型用浆料；