一种在立方氮化硼表面镀覆CuO薄膜的工艺制造技术

一种在立方氮化硼表面镀覆CuO薄膜的工艺，步骤为：采用Cu(OEt)2为有机前驱体，通过向Cu(OEt)2和三乙醇胺的混合液中滴加氨水，使Cu(OEt)2可控水解，制备稳定的Cu(OH)2溶胶。然后用Cu(OH)2溶胶浸渍进行过表面处理的CBN磨料，再将磨料从溶胶中捞出、烘干并在指定温度下焙烧后过筛、选型，获得表面均匀镀覆有CuO薄膜的CBN磨料。该CuO薄膜能提高CBN磨料与金属结合剂的润湿性，增加金属结合剂对CBN磨料的把持力，延长CBN金属磨具的使用寿命。

Process for coating CuO film on cubic boron nitride surface

In a process, coated with CuO films deposited on cubic boron nitride comprises the following steps: using Cu (OEt) 2 as the organic precursor, through to the Cu (OEt) 2 and the mixture of triethanolamine in adding ammonia, Cu (OEt) 2 controllable hydrolysis, the preparation of stable Cu (OH) 2 sol. Then use the Cu (OH) 2 Sol impregnation had CBN abrasive surface processing, the abrasive from sol remove, drying and calcination temperature on the specified after the screening and selection of CBN abrasive surface uniformly coated with CuO film. The CuO film can improve wettability of CBN abrasive and metal bond, increase the holding force of metal bond on CBN abrasive, and prolong the service life of CBN metal grinding tool.

【技术实现步骤摘要】
一种在立方氮化硼表面镀覆CuO薄膜的工艺
本专利技术涉及一种CBN(立方氮化硼)磨料表面改性技术，具体是一种采用溶胶凝胶法在立方氮化硼表面镀覆CuO薄膜的工艺。
技术介绍
CBN是所有材料中硬度仅次于金刚石的物质，故常用来制备加工工具。但人工合成的CBN主要为颗粒和粉末状，必须用称之为结合剂的材料将其结合并制备成具有一定形状和强度的工具。常用的结合剂材料有金属、树脂和陶瓷。其中，金属结合剂立方氮化硼砂轮具有弹性模量高、化学性质稳定、耐水、耐热、抗冲击性强，质量稳定等特点，特别适用于黑色金属材料的成型磨削和抛光。但与常用金属结合剂金刚石砂轮相比，金属结合剂立方氮化硼砂轮的耐用度偏低，这主要是因为立方氮化硼磨料表面有一层致密的B2O3氧化层，该氧化层使金属结合剂对CBN磨料润湿性较差，结合剂对磨料的把持力小，磨削过程中CBN磨料易于脱落。所以为了提高金属结合剂CBN磨具的使用寿命，目前工业上常采用CBN表面改性技术，通过物理或化学方法在CBN表面镀覆过渡金属元素，如W、Cr、Ni、Ti等。主要包括化学镀和电镀，其工艺流程一般为：CBN磨料→表面清洁→表面活化和敏化→化学镀(电镀)→清洗→干燥。但化学镀过程中镀层金属与CBN磨粒表面不能产生化学键合，镀层与CBN基体结合力弱，在外力或烧结高温作用下，镀层容易脱落，对CBN磨具的使用寿命提高有限。目前金属结合剂CBN砂轮采用的结合剂主要成分是铜基的，如果能够在CBN磨粒表面镀覆一层致密的CuO薄膜，一方面，通过适当条件下的热处理，使CuO薄膜与CBN磨料表面的B2O3氧化层形成Cu-O-B化学键合，CuO薄膜与CBN磨料产生牢固结合，防止金属结合剂CBN砂轮在制备和使用过程中CuO薄膜的脱落；另一方面，CBN磨粒表面的CuO薄膜能提高铜基金属结合剂对CBN磨料的润湿性，大幅度增加金属结合剂对CBN磨料的把持力，延长金属结合剂CBN砂轮的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种采用溶胶凝胶法在CBN磨料表面镀覆CuO薄膜的工艺，镀膜后的CBN磨料能与青铜金属结合剂产生良好的结合性，解决了上述
技术介绍
中提出金属结合剂CBN砂轮结合剂对CBN磨料的把持力低，砂轮使用寿命短的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种采用溶胶凝胶法在CBN磨料表面镀覆CuO薄膜的工艺，包括以下步骤：(1)对CBN磨料进行表面处理；(2)表面镀覆CuO薄膜的CBN磨料制备。作为本专利技术进一步的方案：步骤(1)的步骤为：先CBN磨料浸入温度为40-50℃，浓度为1mol/L的NaOH溶液中，对表面进行活化处理，处理时间为0.5-1.5小时，再用去离子水冲洗磨料表面，直至清洗液pH值为7.0-7.5，最后采用工业超声波清洗机，用频率为40-60KHz的超声波，在无水乙醇介质中清洗磨料表面0.5-1.5小时，将清洗后的CBN磨料在60-80℃下烘干待用。作为本专利技术再进一步的方案：步骤(1)的具体步骤为：先将CBN磨料浸入温度为45℃，浓度为1mol/L的NaOH溶液中，对表面进行活化处理，处理时间为1小时，再用去离子水冲洗磨料表面，直至清洗液为中性，最后用频率为60KHz的超声波，在无水乙醇介质中清洗磨料表面1小时，将清洗后的CBN磨料在70℃下烘干待用。作为本专利技术进一步的方案：步骤(2)的步骤为：在化学纯Cu(OEt)2溶液中加入分析纯三乙醇胺，Cu(OEt)2与三乙醇胺的体积比为100∶1，采用立式高速搅拌器，将混合溶液在2000-6000转/分的速度下搅拌0.5-1.5小时，然后在搅拌条件下向Cu(OEt)2混合溶液中滴加氨水，将溶液的pH值调整至9-10时停止滴加氨水，再在2000-6000转/分的速度下搅拌0.5-1.5小时，利用Cu(OEt)2的水解制备了稳定的Cu(OH)2溶胶。将Cu(OH)2溶胶在室温下放置6-24小时，然后浸渍进行过表面处理的CBN磨料，浸渍时间为1-5分钟，再将磨料从Cu(OH)2溶胶中捞出，在80-120℃下烘干后在600-700℃焙烧0.5-1.5小时，CBN随炉冷却，然后再将磨料过筛，选型，获得表面均匀包覆有CuO薄膜的CBN磨料。作为本专利技术再进一步的方案：步骤(2)的具体步骤为：在化学纯Cu(OEt)2溶液中加入分析纯三乙醇胺，Cu(OEt)2与三乙醇胺的体积比为100∶1，将混合溶液在4000转/分速度下搅拌1小时，然后在搅拌条件下向Cu(OEt)2混合溶液中滴加氨水，将溶液的pH值调整至10时停止滴加氨水，再在4000转/分速度下搅拌1小时，利用Cu(OEt)2的水解制备了稳定的Cu(OH)2溶胶。将Cu(OH)2溶胶在室温下放置24小时，然后浸渍进行过表面处理的CBN磨料，浸渍时间为3分钟，再将磨料用铜网从Cu(OH)2溶胶中捞出，在100℃下烘干后在650℃焙烧1小时，冷却，然后再将磨料过筛，选型，获得表面均匀包覆有CuO薄膜的CBN磨料。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术采用溶胶凝胶法，在CBN磨料表面镀覆一层致密的CuO薄膜。该专利技术一方面，溶胶-凝胶法制备的CuO薄膜是由纳米级的CuO颗粒紧密排列而成，CuO的晶粒直径小，比表面积高，反应活性大，在600度以上的热处理温度下极易与CBN基体形成Cu-O-B的化学键合，薄膜与CBN基体的结合强度高，在外力和磨具烧结过程中，薄膜不易脱落。另一方面，在CBN磨料表面镀覆一层CuO薄膜，CBN用金属结合剂其主要成分为青铜，CuO薄膜与金属结合剂润湿性良好，大幅度增强结合剂对CBN磨料的把持力，延长CBN金属结合剂磨具的使用寿命。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图；图2为CBN表面CuO薄膜的显微结构照片；图3为表面镀覆CuO薄膜后的CBN的磨料照片；图4为未镀膜CBN磨料制备的金属结合剂砂轮的显微结构照片；图5为表面镀覆CuO薄膜CBN磨料制备的陶瓷结合剂砂轮的显微结构照片。具体实施方式：下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1请参阅图1，本专利技术实施例中，一种在立方氮化硼表面镀覆CuO薄膜的工艺，包括以下步骤：(1)对CBN磨料进行表面处理：先CBN磨料浸入温度为40℃，浓度为1mol/L的NaOH溶液中，对表面进行活化处理，处理时间为1.5小时，再用去离子水冲洗磨料表面，直至清洗液为pH为7.0，最后用频率为60KHz的超声波，在无水乙醇介质中清洗磨料表面0.5小时，将清洗后的CBN磨料在60℃下烘干待用。(2)表面镀覆CuO薄膜的CBN磨料制备：在化学纯Cu(OEt)2溶液中加入分析纯三乙醇胺，Cu(OEt)2与三乙醇胺的体积比为100∶1，将混合溶液在6000转/分下高速搅拌1小时，然后在高速搅拌条件下向Cu(OEt)2混合溶液中滴加氨水，将溶液的pH值调整至10时停止滴加氨水，再在6000转/分高速搅拌1小时，利用Cu(OEt)2的水解制备了稳定的Cu(OH)2溶胶。将Cu(OH)2溶胶在室温下放置12小时，然后浸渍进行过表面处理的CB本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在立方氮化硼表面镀覆CuO薄膜的工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)对CBN磨料进行表面处理；先CBN磨料浸入温度为40‑50℃，浓度为1mol/L的NaOH溶液中，对表面进行活化处理，处理时间为0.5‑1.5小时，再用去离子水冲洗磨料表面，直至清洗液pH值为6.5‑7.0，最后用频率为40‑60KHz的超声波，在无水乙醇介质中清洗磨料表面0.5‑1.5小时，将清洗后的CBN磨料在60‑80℃下烘干待用。(2)表面镀覆CuO薄膜的CBN磨料制备：在化学纯Cu(OEt)2溶液中加入分析纯三乙醇胺，Cu(OEt)2与三乙醇胺的体积比为100∶1，将混合溶液在2000‑6000转/分的速度下搅拌0.5‑1.5小时，然后在搅拌条件下向Cu(OEt)2混合溶液中滴加氨水，将溶液的pH值调整至9‑10时停止滴加氨水，再在2000‑6000转/分速度下搅拌0.5‑1.5小时，利用Cu(OEt)2的水解制备了稳定的Cu(OH)2溶胶，将Cu(OH)2溶胶在室温下放置6‑24小时，然后浸渍进行过表面处理的CBN磨料，浸渍时间为1‑5分钟，再将磨料从Cu(OH)2溶胶中捞出，在80‑120℃下烘干后在600‑700℃空气气氛中焙烧0.5‑1.5小时，冷却后过筛选型，获得表面均匀包覆有CuO薄膜的CBN磨料。...

【技术特征摘要】
1.一种在立方氮化硼表面镀覆CuO薄膜的工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)对CBN磨料进行表面处理；先CBN磨料浸入温度为40-50℃，浓度为1mol/L的NaOH溶液中，对表面进行活化处理，处理时间为0.5-1.5小时，再用去离子水冲洗磨料表面，直至清洗液pH值为6.5-7.0，最后用频率为40-60KHz的超声波，在无水乙醇介质中清洗磨料表面0.5-1.5小时，将清洗后的CBN磨料在60-80℃下烘干待用。(2)表面镀覆CuO薄膜的CBN磨料制备：在化学纯Cu(OEt)2溶液中加入分析纯三乙醇胺，Cu(OEt)2与三乙醇胺的体积比为100∶1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小磐，陈瑞和，
申请(专利权)人：江苏华东砂轮有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32