一种导电柔性磨具及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种导电柔性磨具及其制造方法，以磨料、有机结合剂、导电填料、交联剂、催化剂等为主要成分。本发明专利技术还提供了一种制备以上磨具的方法。与现有技术相比，本发明专利技术能够实现磨具的快速成型，具有良好的工艺性，兼顾磨具的机械性能同时具有良好的导电性能。适用于复杂曲面的电解复合加工，提高了加工精度、表面质量和加工效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电解抛光复合加工领域，特别涉及。
技术介绍
随着社会的发展，航空航天、精密仪器仪表和汽车等制造领域，产品的精密化、集 成化以及高性能、高可靠性的程度越来越高。相应的零件中都频繁出现有大量的特殊形状 微结构，包括精密微细孔、深小孔、型槽、摩擦副表面微凹坑、表面纹理刻线等一系列典型微 细结构。并且这些微型结构的材料要求有特殊性能：耐高温、高韧性、高强度、抗疲劳等性能 的合金材料。另外，对于复杂的曲面如模具型腔，传统的光整精密加工不但难以实现表面的 质量和精度要求，而且对加工系统的要求很高，而对于人工研磨抛光效率很低。 电解复合抛光技术，充分利用电化学腐蚀阳极材料并且结合磨料的机械磨削作 用，实现一些运用机械加工方法无法达到预期效果。与单一的电解加工和机械磨削相比，不 仅能实现更好的加工精度和表面粗糙度，而且具有更高的效率和加工稳定性。有效的综合 了两种单一加工的优点。现在存在的问题是：由于所加工的结构是曲面或者复杂结构，制备 成型阴极刀具工艺难、成本高。 综上所述，需要找到一种既能适应自由曲面各曲率半径的均匀加工效果，以及容 易成型的阴极材料。有机橡胶结合剂具有良好的弹性和韧性，与传统固着磨粒的结合剂相 比，能够实现复杂曲面的仿形加工，并且减少表面的划痕从而提高表面粗糙度和精度。橡胶 本身是良好的绝缘体，通过填充导电介质不锈钢纤维实现磨具内部导电网格的形成，从而 可以作为电解加工的阴极。
技术实现思路
为解决上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种新型的导电柔性磨 具，以解决现有技术存在的上述问题。本专利技术中的磨具采用的是橡胶结合剂，使得磨具具有 一定的柔性；同时磨具中加入了导电纤维，使其可以作为电解加工的阴极材料。因此，在保 证电解加工的优势下，改善和提高了被加工表面的质量和材料去除的效率。 本专利技术的另一个目的是提供一种制备该磨具的方法。 为达到上述目的，本专利技术的技术方案为： -种导电柔性磨具，由以下组分组成：磨料、导电填料、结合剂、固化剂、催化剂，其 特征在于：所述结合剂为分子量大于IO4的有机高分子材料，其与导电填料固化成型后具有 良好的柔性、导电性能和机械强度； 所述结合剂为无机结合剂、金属结合剂、有机结合剂中的任一种；所述导电填料为 粉末类导电填料或纤维类导电填料。 进一步的，所述无机结合剂为陶瓷结合剂；金属结合剂为电镀金属结合剂；有机 结合剂采用树脂结合剂或橡胶结合剂；所述粉末类导电填料为导电碳粉、碳纳米管、石墨或 金属粉末，所述纤维类导电填料为金属纤维、碳纤维、无机化合物纤维。 进一步的，所述的结合剂为橡胶结合剂，所述的导电填料为金属纤维。 进一步的，所述结合剂和导电填料为导电高分子材料，纤维导电填料使用直径为 12ym，长度为5mm的导电纤维，长径比为417便于形成导电网格，且较小影响结合剂本身的 性能，同时能够增强磨具的强度。 进一步的，所述磨具采用的是橡胶结合剂，磨料为棕刚玉和白刚玉，粒度为F80~ F120〇 进一步的，所述磨具使用的磨料为白刚玉，粒度为F120。 磨具配方以橡胶为基准，其它成分按占橡胶结合剂的质量比添加。 进一步，所述导电柔性磨具，由以下重量份数的组分制成： 其中，偶联剂用于增加磨料和结合剂的亲和性，提高磨具对磨料的把持力；另外偶 联剂还用于配制偶联剂溶液，溶液组成为偶联剂，无水乙醇及蒸馏水，其作用在于浸泡金属 纤维，以提高与结合剂、磨料的结合强度。 制备导电柔性磨具的方法，包括以下步骤： 1)称料：以橡胶结合剂为100份，按比例称量磨料，与结合剂混合； 2)硅油处理：按比例称取硅油和偶联剂，加入上述胶体混合物中，适当搅拌，静置 一段时间； 3)纤维处理：配制偶联剂溶液，按比例称取纤维放入溶液中，并进行纤维分散，分 散均匀后置于烘箱中烘干； 4)搅拌：将分散纤维放入步骤2中的胶体中，搅拌至均匀； 5)倒模：模具在使用前涂抹脱模剂，倒模； 6)交联固化：在步骤4中的胶体混合均匀后按比例加入交联剂和催化剂，搅拌2 分钟左右，将胶体混合物放置于成型模具中； 7)脱模：常温固化一段时间后，脱模。 相对于现有技术，本专利技术的有益效果为： 本专利技术能够实现磨具的快速成型，具有良好的工艺性，兼顾磨具的机械性能同时 具有良好的导电性能。适用于复杂曲面的电解复合加工，提高了加工精度、表面质量和加工 效率。【附图说明】 图1为成型模具示意图； 图2为磨具导电网格微观图。 其中，1-刀杆，2-压块，3-型腔，4-成型底座。【具体实施方式】 下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术技术方案做进一步详细描述： -种导电柔性磨具，该磨具以磨料、填料、结合剂为主要成分，其中，结合剂为有机 橡胶，填料为导电介质，从而形成具有导性能的多功能高分子磨具。 上述有机橡胶结合剂采用硅橡胶，其相关参数为： 外观：无色透明粘稠状液体； 粘度（25。(：，cs) :1500 ~1500000 ; 挥发性（15(TCX3h，％ ):彡 2 ; 表面固化时间（h):彡2。 固化后，具有良好的耐高温低温性能，与聚氨酯的耐温性能很差相比是一大优势， 与树脂的微弹性相比，硅橡胶具有良好的弹性。 导电填料为不锈钢纤维，与其它导电介质相比具有如下优势： 有较大的长径比值，使得磨具有良好的导电性能； 具有良好的加工性能，在高温加工中不容易产生表面氧化； 对结合剂的基本特性影响较小，如成型、弹性； 具有较好的金属光泽； 在本专利技术特别优选的一个实施例中，所述磨具由以下重量百分比的组分制成： 其中，偶联剂用于增加磨料和结合剂的亲和性，提高磨具对磨料的把持力；一定比 例的偶联剂溶液用于浸泡金属纤维，提高与结合剂、磨料的结合强度。 如图1所示，本专利技术还提供了一种制备以上磨具的成型模具。 模具有以下几个部分组成： 型腔 3 ; 成型底座4; 刀杆 1 ; 压块 2。 成型底座4可以加工成不同形状如半球形、平面以适应不同的加工需求。 刀杆1 一端与机床夹头连接，另一端和磨具连接。 为防止磨具与刀杆1发生相对运动，刀杆端部加工成阶梯形，且在阶梯轴上开出 四个均布的方槽，从而可以防止刀杆与磨具发生径向转动和轴向移动。[当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导电柔性磨具，由以下组分组成：磨料、导电填料、结合剂、固化剂、催化剂，其特征在于：所述结合剂为分子量大于104的有机高分子材料，其与导电填料固化成型后具有良好的柔性、导电性能和机械强度；所述结合剂为无机结合剂、金属结合剂、有机结合剂中的任一种；所述导电填料为粉末类导电填料或纤维类导电填料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张克华，石栋，肖志兰，王书平，周籽佑，程光明，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33