[发明专利]水凝磨具及其增量修整方法

说明书

本申请涉及水凝磨具及其增量修整方法。所述水凝磨具原料按质量百分比计为：磨料25～35％、防沉淀剂3～7％、增硬填充剂3～7％、四氧化三铁3～7％，其余为基液；所述基液为氯化镁与水按照质量比为1:49混合制得的混合液。其增量修整方法为：将已磨损的磨具置于高压模具中，倒入搅拌好的水基磨料全混液；封闭高压模具，等待水基磨料全混液凝固；进行脱模、端面打磨和修整即可。本申请的水凝磨具整体硬度高，磨料在磨具中分布均匀，整个磨具表面加工能力一致；磨具工作面具有吸水、蓄水功能，使其在工作过程中不会达到过高温度，可避免加工过程工件表面烧伤；此外，本申请的水凝磨具，可重复利用，配方材料易得，制作方法操作简单，难度低，制造成本低。

技术领域

本申请涉及精密及超精密加工技术领域，具体涉及水凝磨具及其增量修整方法。

背景技术

传统的磨具通常采用结合剂将磨料粘合而成，固结磨具的制造工序有通常为：按质量比例分料、配料→混料→通过高压模具成型→加热固化→修整、加工→合格性检查等，加工后的磨具具有一定强度和形状，其强度、抗冲击性、耐热性及抗腐蚀能力，主要取决于结合剂的性能，且在不同工作环境下，其性能通常不会有较大变化。因此，针对不同材质的工件，需选用不同材质的磨具，且通常磨具只能进行去材修整，而不能实现增材修整，致使磨具只能作为消耗品，无法重复利用，使用成本较高。此外，在磨削/抛光加工过程中，由于温升较快较高，需要大量水来实现工件冷却，也严重浪费了水资源。鉴于此，如何制造出软硬度可变、可实现增材修整、工作时无需消耗大量冷却水的磨具成为了近些年的研究趋势，也是目前本领域所面临和亟待解决的难题。

发明内容

为克服现有技术中所存在的上述不足，本申请提供了水凝磨具。本申请的水凝磨具整体硬度高，可达到Y级的硬度级别，磨料在磨具中分布均匀，整个磨具表面加工能力一致；磨具工作面具有吸水、蓄水功能，使其在工作过程中不会达到过高温度，可避免加工过程中工件表面温升带来的工件表面烧伤；此外，本申请的水凝磨具，配方材料易得，配置方法操作简单，难度低，制造成本低。同时，本申请还提供了对本申请的水凝磨具进行增材修整的方法。

对于磨具，本申请的技术方案是：

水凝磨具，所述水凝磨具由以下按质量百分比计的原料组分制成：磨料25～35％、防沉淀剂3～7％、增硬填充剂3～7％、四氧化三铁3～7％，其余为基液；所述基液为氯化镁与水按照质量比为1:45～ 55混合制得的混合液；所述水凝磨具制作步骤如下：

1)按比例将磨料、防沉淀剂、增硬填充剂、四氧化三铁和基液混合，制得水基磨料预混液；

2)将装有水基磨料预混液的容器置于低温高压环境下进行高速搅拌，每搅拌一段时间后静置一段时间，经多次搅拌后，获得水基磨料全混液；

3)将水基磨料全混液倒入高压模具内，等待水基磨料全混液凝固后脱模获得半成品磨具，然后在对端部进行打磨后通过磨削的方式将半成品磨具的表面进行修整至所需要的精度，获得水凝磨具成品。

与现有技术相比，本申请的水凝磨具具有以下显著进步：

(1)配方材料易得，材料成本低；

(2)配置过程中，可将配料同时倒入基液进行搅拌，无需区分先后顺序，操作简单，对操作人员要求低，人工成本低；

(3)制作时，低温高压环境有助于水基磨料预混液快速凝固，在低温高压环境下进行多次高速搅拌，每搅拌一段时间后静置一段时间，静止后水基磨料预混液呈半凝固状态，接下来的高速搅拌可打碎已凝固的晶轴，使其细化，使磨料在混合液体系中分布更均匀，保证整个磨具表面加工能力一致；