一種超高切割垂直度整體型超薄樹脂砂輪及制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于磨料磨具制造技術領域，具體涉及一種超高切割垂直度整體型超薄樹脂砂輪及其制備方法。
【背景技術】
[0002]整體型超薄樹脂砂輪厚度一般在0.06 mm?0.5mm，無基體，結構如圖1所示。該類砂輪主要適用于光學玻璃、陶瓷、半導體封裝材料的高精密切斷與開槽。該類砂輪具有良好的自銳性、切割高效性、切割品質佳等優點，是實現高效、節能、高精和自動化切割加工不可或缺的工具。雖然整體型超薄樹脂砂輪具有較高的切割垂直度，但進一步提高切割垂直度，仍然對該類砂輪性能的提高具有重要作用。整體型超薄樹脂砂輪切割垂直度提高的優點表現在:1)砂輪強度高、剛性好，不易斷裂;2)工件切縫小、節約加工材質；3)降低砂輪側面的磨損，更好的保證工件寸法一致;4)切割工件品質明顯提高。
[0003]CN102699834A公開了一種新型纖維增強樹脂砂輪，其是通過在砂輪中埋入玻璃纖維增強網片。CN104669131A公開了一種硫酸鈣晶須增強樹脂砂輪及其制備方法，其除了在砂輪輪中埋入碳纖維或玻璃纖維增強網片外，另外加入了酸鈣晶須為纖維狀單晶體，直徑1?4μπι，長度20?80μπι。以上兩種纖維增強砂輪，雖然均具有較高的抗沖擊能力、安全速度和磨削效率高等優點，但對于切割垂直度沒有相關的研究，并且對于超薄樹脂砂輪，纖維網片厚度較厚，不適用于超薄樹脂砂輪。
【發明內容】
[0004]本發明目的在于克服現有技術缺陷，提供一種超高切割垂直度整體型超薄樹脂砂輪及制備方法。該砂輪切割偏擺小，切割垂直度高，從而保證切割工件寸法一致，提高了切割品質;此外，由于砂輪偏擺減小，砂輪在使用過程中不易斷刀。
[0005]為實現上述目的，本發明采用如下技術方案:
一種超高切割垂直度整體型超薄樹脂砂輪，其包括下述體積份原料:磨料10 — 25份、樹脂結合劑40 - 50份、填料10 - 40份；
所述填料為由碳纖維和/或玻璃纖維組成的短切纖維，其中，短切纖維直徑5 — 20微米，長度50 — 500微米，短切纖維的長徑比為10 —100: 1。
[0006]具體的，所述磨料為金剛石或立方氮化硼，磨料粒度范圍為2000#—100#;所述樹脂結合劑為酚醛樹脂或聚酰亞胺樹脂。
[0007]上述的超高切割垂直度整體型超薄樹脂砂輪，還包括石墨，且石墨與磨料、樹脂結合劑、填料的體積之和為100份。
[0008]上述超高切割垂直度整體型超薄樹脂砂輪的制備方法，其包括如下步驟:
1)按比例稱取各原料，混合均勻；
2)成型:將步驟1)所得混料放入模具中熱壓成型獲得砂輪毛坯;熱壓溫度180— 210°C，熱壓時間10 — 20min，熱壓壓力5 — 15MPa; 3)將步驟2)所得砂輪毛坯按設計的硬化曲線硬化，最后經端面加工、內外圓加工、開刃后，檢驗入庫；
所述硬化曲線為:0.5小時自室溫升至1001，1001保溫0.5小時，然后1小時升溫至180 — 210°C并保溫6小時，最后自然降溫至50°C，出爐。
[0009]和現有技術相比，本發明的有益效果:
碳纖維及玻璃纖維本身具有軸向強度高、模量大等優點，碳纖維及玻璃纖維在砂輪胎體中能形成空間錯落的3D微觀網狀結構，可顯著提高砂輪剛性，有效地降低超薄樹脂砂輪高速旋轉下的偏擺幅度，從而顯著提高整體型超薄樹脂砂輪的切割垂直度。與傳統填料制作的整體型超薄樹脂砂輪相比，本發明整體型超薄樹脂砂輪切割垂直度明顯提高，切縫能夠至少減小約0.01mm，切割垂直度提高幅度至少約28.6%，并且砂輪不易斷刀，切割工件寸法較好，切割品質大大改善。
【附圖說明】
[0010]圖1為現有整體型超薄樹脂砂輪的結構示意圖；
圖2為本發明整體型超薄樹脂砂輪的斷面和側面的SEM圖，圖中可以看出碳纖維及玻璃纖維在砂輪胎體中形成的3D微觀網狀結構。
【具體實施方式】
[0011]以下結合實施例對本發明的技術方案作進一步地詳細介紹，但本發明的保護范圍并不局限于此。
[0012]下述實施例中，室溫指25±1°C。
[0013]實施例1
一種超高切割垂直度整體型超薄樹脂砂輪，其由下述體積百分比原料組成:2000#金剛石20%、酚醛樹脂50%、碳纖維15%(直徑10微米，長度200微米，長徑比20:1)和玻璃纖維15%(直徑10微米，長度200微米，長徑比20:1)。
[0014]上述超高切割垂直度整體型超薄樹脂砂輪的制備方法，其包括如下步驟:
1)按比例稱取各原料，混合均勻；
2)成型:將步驟1)所得混料放入模具中熱壓成型獲得砂輪毛坯;熱壓溫度200°C，熱壓時間15min，熱壓壓力lOMPa;
3)將步驟2)所得砂輪毛坯按設計的硬化曲線硬化，最后經端面加工、內外圓加工、開刃后，檢驗入庫，制作得到規格為56_ X 0.2mm X 40mm的整體型超薄樹脂砂輪；
所述硬化曲線為:0.5小時自室溫升至100°C，100°C保溫0.5小時，然后1小時升溫至200°C并保溫6小時，最后自然降溫至50°C，出爐。
[0015]實施例2
一種超高切割垂直度整體型超薄樹脂砂輪，其由下述體積百分比原料組成:200#金剛石25%、酚醛樹脂40%、碳纖維10%(直徑10微米，長度400微米，長徑比40:1)和玻璃纖維15%(直徑10微米，長度400微米，長徑比40:1)，石墨10%。
[0016]上述超高切割垂直度整體型超薄樹脂砂輪的制備方法參照實施例1。
[0017]實施例3 一種超高切割垂直度整體型超薄樹脂砂輪，其由下述體積百分比原料組成:1000#立方氮化硼10%、聚酰亞胺樹脂45%、碳纖維20%(直徑5微米，長度300微米，長徑比60:1)和玻璃纖維20%(直徑5微米，長度300微米，長徑比60:1)，石墨5%。
[0018]上述超高切割垂直度整體型超薄樹脂砂輪的制備方法參照實施例1。
[0019]對比例1:
一種整體型超薄樹脂砂輪，其原料組成如下:2000#金剛石2(^01%、酸醛樹脂50￥01%、碳化硅(粒度W7)15 vol %、石墨15 vol %。制作工藝參照實施例1，制作得到56mm X 0.2mm X40mm的整體型超薄樹脂砂輪。
[0020]上述實施例1至3、及對比例所得整體型超薄樹脂砂輪洛氏硬度HRB均為50。
[0021]將上述實施例1至3、及對比例1所得整體型超薄樹脂砂輪在DISC0321全自動切機上切割0.5mm光學玻璃，切割工藝參數:主軸轉速2000rpm、切割速度5mm/s。切割結果如下:
實施例1:切縫為0.215mm,垂直度為0.015；
實施例2:切縫為0.220mm，垂直度為0.020;
實施例3:切縫為0.225mm，垂直度為0.025 對比例1:切縫為0.235mm，垂直度為0.035。
[0022]由上述結果可以看出:和對比例1相比，本發明實施例1的切縫最小0.215mm，垂直度為0.015,提高幅度57%，垂直度的大大提高能夠減小砂輪高速旋轉下的偏擺，提高切割品質，節約加工材質。
[0023]垂直度的計算方法:(切縫寬度-刀片厚度)，垂直度數值越小，垂直度越好。
【主權項】
1.一種超高切割垂直度整體型超薄樹脂砂輪，其特征在于，包括下述體積份原料:磨料.10 — 25份、樹脂結合劑40 - 50份、填料10 — 40份； 所述填料為由碳纖維和/或玻璃纖維組成的短切纖維，其中，短切纖維直徑5 — 20微米，長度50 — 500微米，短切纖維的長徑比為10 —100: 1。2.如權利要求1所述的超高切割垂直度整體型超薄樹脂砂輪，其特征在于，所述磨料為金剛石或立方氮化硼，磨料粒度范圍為2000# —100#;所述樹脂結合劑為酚醛樹脂或聚酰亞胺樹脂。3.如權利要求1所述的超高切割垂直度整體型超薄樹脂砂輪，其特征在于，還包括石墨，且石墨與磨料、樹脂結合劑、填料的體積之和為100份。4.權利要求1至3任一所述超高切割垂直度整體型超薄樹脂砂輪的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: .1)按比例稱取各原料，混合均勻； .2)成型:將步驟1)所得混料放入模具中熱壓成型獲得砂輪毛坯;熱壓溫度180— 210°C，熱壓時間10 — 20min，熱壓壓力5 — 15MPa; .3)將步驟2)所得砂輪毛坯按設計的硬化曲線硬化，最后經端面加工、內外圓加工、開刃后，檢驗入庫； 所述硬化曲線為:0.5小時自室溫升至1001，1001保溫0.5小時，然后1小時升溫至.180 — 210°C并保溫6小時，最后自然降溫至50°C，出爐。
【專利摘要】本發明涉及一種超高切割垂直度整體型超薄樹脂砂輪，其包括下述體積份原料：磨料10－25份、樹脂結合劑40－50份、填料10－40份；所述填料為由碳纖維和/或玻璃纖維組成的短切纖維，其中，短切纖維直徑5－20微米，長度50－500微米，短切纖維的長徑比為10－100：1。與傳統填料制作的整體型超薄樹脂砂輪相比，本發明整體型超薄樹脂砂輪切割垂直度明顯提高，切縫能夠至少減小約0.01mm，切割垂直度提高幅度至少約28.6%，并且砂輪不易斷刀，切割工件寸法較好，切割品質大大改善。
【IPC分類】B24D18/00, B24D3/34, B24D5/12, B24D3/28
【公開號】CN105437090
【申請號】CN201510814021
【發明人】杜曉旭, 陳鋒, 肖峰, 李大水, 王思亮
【申請人】鄭州磨料磨具磨削研究所有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年11月23日