[发明专利]一种基于溶胶凝胶法的树脂金属复合镜面磨削砂轮及其制备方法

权利要求书

1.一种基于溶胶凝胶法的树脂金属复合镜面磨削砂轮的制备方法，其特征在于包含以下步骤：

步骤1：制备表面具有二氧化硅膜层的耐水氮化铝粉末；

步骤2：将金刚石粉末、耐水氮化铝粉末、电解铜粉、填料、添加剂分散在水中，制备得到悬浮液；

步骤3：在90℃水浴条件下，将聚乙烯醇溶于水和乙醇的混合溶剂中得到聚乙烯醇胶水，在聚乙烯醇胶水中添加水溶性树脂液得到混合胶水，所述混合胶水中的聚乙烯醇胶水与水溶性树脂液的重量比为1:1～6；将混合胶水加入到步骤2制备的悬浮液中，边加入边搅拌，得到含胶浆料；

步骤4：将含胶浆料倒入砂轮模具中，置于-25～-15℃条件下冷冻1～3小时，解冻后自然干燥5～10小时，从砂轮模具中取出坯体，致密化处理，然后在45～65℃条件下干燥24～48小时，烧结，冷却后得到具有微细毛孔的砂轮半成品；

步骤5：在磨床上对步骤4得到的砂轮半成品进行砂轮修型，然后将修型后的砂轮半成品安装在磨床上，添加磨削液进行砂轮磨削工作面修整，所述磨削液的流量为100～500ml/min，制备得到镜面磨削砂轮。

2.根据权利要求1所述的一种基于溶胶凝胶法的树脂金属复合镜面磨削砂轮的制备方法，其特征在于所述的步骤1具体为：

按重量计，将1～10份氮化铝粉末和50份无水乙醇混合，在40℃条件下搅拌均匀，得到氮化铝乙醇分散液；将30份无水乙醇稀释的3～6份正硅酸乙酯以及用30份无水乙醇稀释的4～6份氨水和5份水滴加到氮化铝乙醇分散液中，滴加速度为1～2滴/秒，然后在35～45℃条件下凝胶反应6小时，真空抽滤，用无水乙醇洗涤产物3次，将得到的产物置于室温条件下自然干燥12～24小时，然后在300℃条件下煅烧2小时，冷却后过200目筛，得到表面具有二氧化硅膜层的耐水氮化铝粉末。

3.根据权利要求1所述的一种基于溶胶凝胶法的树脂金属复合镜面磨削砂轮的制备方法，其特征在于所述步骤2具体为：

按重量计，将5～10份0.5～5微米的金刚石粉末、1～3份耐水氮化铝粉末、10～30份200～1000目的电解铜粉、5～10份填料和1～5份添加剂加入到20～50份水中，采用行星式球磨机进行分散，分散介质选用氧化锆微球，制备得到悬浮液；所述的填料为铜包石墨、滑石粉、冰晶石、氧化铈、铝氧粉、碳酸钙、氧化钙、氧化锌、硫酸钡、氧化镁、二硫化钼中的任意一种或者几种；所述的添加剂由湿润剂、分散剂、有机硅消泡剂和二甲基硅油脱模剂混合得到，湿润剂添加量为含胶浆料干重0.1～1wt％，分散剂添加量为含胶浆料干重0.1～1.5wt％，有机硅消泡剂添加量为含胶浆料干重0.1～1wt％，二甲基硅油脱模剂添加量为含胶浆料干重0.1～1wt％，所述的湿润剂选用烷基硫酸盐、磺酸盐、脂肪酸、脂肪酸酯硫酸盐、羧酸皂类、磷酸酯阴离子型表面活性剂，或者聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯脂肪醇醚、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物非离子型表面活性剂中的任意一种，所述的分散剂为磷酸酯型分散剂、乙氧基化合物分散剂、聚丙烯酸酯型分散剂、聚酯型分散剂、聚醚型分散剂、聚烯烃类分散剂、碳酸钠、正磷酸钠或鲱鱼油中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种基于溶胶凝胶法的树脂金属复合镜面磨削砂轮的制备方法，其特征在于步骤3中所述聚乙烯醇胶水中的水与乙醇的重量比为3～10:1，聚乙烯醇固含量为5～15wt％；所述的水溶性树脂液是水溶性环氧树脂液、水溶性聚酰亚胺树脂液或水溶性酚醛树脂液中的一种或几种，水溶性树脂液固含量为40～60wt％；混合胶水干重占含胶浆料干重比为5～15wt％。

5.根据权利要求1所述的一种基于溶胶凝胶法的树脂金属复合镜面磨削砂轮的制备方法，其特征在于步骤4中所述的砂轮模具为圆柱形或者圆环形；所述的致密化处理为冷等静压，压强为5～50MPa；所述的烧结具体为将所述坯体放在烘箱中，首先升温到75℃保温1小时，再升温到115℃保温1.5小时，再升温到150～180℃保温1小时，最后升温到180～230℃保温30min。