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另一种你不知道的金刚石电镀砂轮!

更新时间:2016-08-18 14:27:12点击次数:619次 字号:T|T

 发明简介


本发明为用电化学法即电镀法制作金刚石砂轮 ,包括金刚石修整砂轮,磨削或切削用金刚石砂轮。


 

砂轮制作过程如下 :

砂轮工作层含有金刚石磨料和填料 ,金刚石磨料和填料被金属结合剂粘结在基体上 ,金属结合剂的厚度低于金刚石磨粒高度的1/2;用机械法去掉填料;再次用金属结合剂把金刚石磨粒粘结,粘结厚度如要求所示 。

发明中所用填料尺寸是金刚石磨粒尺寸 的 1.5~5.0倍。本发明简化了电镀金刚石砂轮的制作过程 ,并且使金刚石浓度可以调节。


发明详述



已知的一种金刚石电镀砂轮制作方法如下 :

砂轮工作层中含有金刚石磨粒,这些金刚石磨粒被金属结合剂粘结在基体上。金属结合剂厚度为金刚石磨粒高度的20%,然后已粘结的金刚石磨粒再次被一定厚度的金属结合剂粘结,这层金属结合剂的厚度约为磨粒高度的2/3(见《金刚石磨具设计基础和制作工艺》莫斯科 :机械制造,1975,P24)。这种方法的缺点是磨具工作表面上金刚石浓度(即金刚石在磨具表面上的分布密度 )太大。

 

已知的的一种调节电镀砂轮工作表面金刚石浓度的方法如下 :

金刚石磨粒预先和填料混合,这 些填料可以是盐类(1952年美国专利 ,2785060)、 玻璃球(1971年美 国专 利,3762895)或磁铁颗粒 (1988年苏联专利 ,1590366)。

 

粘结后,20%厚度的填料颗粒被金属结合剂粘结,这些填料颗粒可用下列方法去除 :

溶解法、升华法 (盐和玻璃球 ) 或磁场法 (磁铁颗粒)。这种发明中填料颗粒尺寸与金刚石磨粒尺寸大致相当。填料用量要能使金刚石磨具工作表面上金刚石达到规定的浓度 。 这种制造方法的缺点是填料的去除比较复杂,要求专门的一套方法。此外 ,在除去盐颗粒时会产生盐溶液 ,去除玻璃球时必须使用强酸,这些对生态环境都不利。去除磁铁颗粒时必须另外建立磁场 ;并且磁铁颗粒具有表面导电性 ,因而在粘结时这些磁铁颗粒 可能会被蒙上一层金属结合剂 。这样看来磁铁颗粒的去除成为一个大问题。

 

还有一种制作金刚石电镀砂轮的方法

金刚石磨粒与填料混合 ,填料为球形颗粒 ,表面光滑,把混合过的金刚石磨粒和填料置于基体表面上 , 然后用金属结合剂粘结 ,被粘的磨料层与填料层厚度不超过金刚石磨粒高度的 1/2;然后用刷子把填料刷掉 ;最后用金属结合剂把留在基体上的金刚石再次粘结,粘结厚度如规定所要求(1968年英 国专利 ,1214393)。此方法为本发明原型。发明原型中金刚石磨粒与填料颗粒数量之比由砂轮成品工作表面上金刚石颗粒浓度决定,填料颗粒尺寸与金刚石颗粒尺寸大致相当。

发明原型运用的是金属结合剂对不同表面粗糙度和形状的颗粒 的把持能力不同这一效应。金刚石磨粒表面粗糙 ,形状不规整 ,因而它们与金属 结合剂结合的比较牢固,而球形填料表面光滑 ,形状规整,因而与金属结合剂不能牢固结合 ,用机械 法就能轻易将其刷掉 。

发明原型的缺点是金刚石磨粒与填料粒度相 同,因而粘结后二者处于同一高度上。在用机械 法除去填料时,有可能会把部分金刚石磨粒也一 起刷掉,特别是那些形状接近等积状的磨粒 (高 强人造金刚石 ,牌号 AC50及其 以上)、或者有着光滑无缺陷表面 的单晶金刚石 、或者那些形状虽 不规整但粘结时与基体接触 面积小的金刚石磨粒 。此外 ,在挑选填料时要求填料必须表面光滑,形状规整 ,这种要求大大限制了填料的入选性。 本发明的任务是既要简化金刚石电镀砂轮的制作方法 ,又能调节砂轮工作表面上金刚石的浓度 。

 

本发明主要包括 :

砂轮基体表面上有金刚石磨粒和填料的混合物。先用 金属结合 剂粘结二者 ,被粘结的f昆合物的厚度不超过金刚石磨粒高度的 1/2。然后用机械法除去填料。最后再 次按规定要求用金属结合剂固定 留在基体上的金刚石磨粒。本发明填料尺寸为金刚石磨粒尺寸的 1.5~5.0倍。

在用金属结合剂进行第一次电沉积时 ,金刚石磨粒被厚度约为其颗粒高度 20%的金属结合剂层粘结。而填料颗粒则 为厚度约为其颗粒高度4~13%的金属结合剂层所粘结 ,这种厚度的金属层不能把持住任何形状 、任何粗糙度的填料颗粒,因而用刷子 、油石 、刀具轻轻碰撞就能轻而易举把填料从砂轮表面除去。金刚石磨粒则被金属层把持得足够牢固,因而能 留在砂轮表面上。

利用本发明使得不仅可以选用表面光滑的球形填料,还可以选用其它形状的填料 ,甚至表面足够粗糙的长方体或正方体金刚石颗粒也可作填料。如果清除掉的填料颗粒中含有金刚石磨粒,由于填料与金刚石颗粒尺寸差异明显,因而很容易用一般的筛分法就能将二者区分开。 使用大颗粒填料能使金属结合剂离子轻易到达砂轮工 作表面 ,这样可以在使用大密度电流(3A/din )而不用碱化电极情况下就可以完成金刚石的粘结过程。


图纸注解


图 1砂轮基体表面,其上有金刚石磨粒 和球状氧化铝填料 ,它们被金属结合剂电沉积层粘结 , 结合剂层厚度为金刚石磨粒高度的 20%。 图2砂轮基体表面,其上有起磨削作用的金 刚石磨粒和作为填料使用的金刚石颗粒。


图1  图2  砂轮基体表面


发明实质


取金刚石磨粒 1,其尺寸根据磨具 具体使用要求来选择 ,与填料 2混合。填料尺寸是金刚石磨粒尺寸的 1.5~5倍。把二者的混合物置于砂轮基体表面上。在电镀槽 中在一定时间内实现金属结合剂 4(主要是镍 )的沉积,与此同时金刚石颗粒被低于其高度尺寸 1/2厚度的金属结合剂固定在基体上。


为使金刚石颗粒能被牢固把持在基体上 ,建议金属结 合剂厚度为金刚石颗粒高度的20%。填料也被厚度相对于其高度较小的金属结合剂层粘结在基体上 。然后把粘结有磨粒和填料的基体从电镀槽中捞 出来 ,用机械法——刷子 、油石 、硬质合金刀等清理掉填料。由于填料 只被薄薄一层金属固定 在基体上 ,它实际上是凸出于金刚石磨粒表面上的,因而很容易被清理掉。金刚石磨粒由于被金属结合剂保持较牢固,因而不被 清理掉。所选择的填料与金刚石磨粒颗粒尺寸之比值能确保发明目的的实现。当二者比值 <1.5时,填料被金属结合剂所把持的厚度与金刚石被把持厚度大致齐平。

这种情况下 当清理填料时有可能也会把金刚石从基体上剥下来 ,这样砂轮 中的金刚石的浓度就不能达标。当二者的比值 >5.0时,很难把砂轮工作表面上的金 刚石浓度调到最佳磨削范围- 25~150。当二者比值为1.3~ 1.5时,可以选择形状不规则 、表面粗糙的填 料,也可以选择长方体 、正方体等形状的填料。

爱锐网 (编辑:etalin)
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