一种沉积制备磨粒图案分布磨盘的方法技术

本发明专利技术提供了一种沉积制备磨粒图案分布磨盘的方法，所述的磨盘为包括但不限于磨轮、砂轮、端面磨盘、滚轮、修整器、CMP修整器、磨垫、钻头，包含以下步骤：1)确定临时覆盖层的厚度；2)根据磨粒图案的分布对临时覆盖层进行镂空处理；3)将临时覆盖层覆于磨盘基体上；4)通过沉积方式将磨粒与结合剂填入镂空处，通过临时覆盖层厚度确定结合剂厚度；5)移除临时覆盖层，得到所需磨粒图案排布的磨盘。本发明专利技术目提供了一种沉积制备磨粒图案分布磨盘的方法，能够便捷高效实现磨粒定位又能实现结合剂厚度控制，并且根据本方法所制得的磨盘磨粒等高性比传统方法提高至少21％。

Method for preparing abrasive disc of abrasive pattern distribution by deposition

The invention provides a preparation method of grinding particle deposition pattern disc, the disc for including but not limited to the grinding wheel, grinding wheel, grinding wheel, face, dresser, CMP dresser, grinding pad, drill bit, which comprises the following steps: 1) to determine the temporary covering layer thickness; 2) according to the the distribution pattern of hollow abrasive treatment on temporary covering layer; 3) the temporary covering layer covered on disc substrate; 4) by deposition of abrasive grains and binder in the hollow place, determine the bond thickness by temporary cover thickness; 5) remove temporary covering layer, to obtain the required abrasive disc pattern arrangement. The invention provides a preparation method of grinding particle deposition pattern disc, can achieve convenient and efficient abrasive positioning and can realize the bond thickness control, and according to the prepared by the method of abrasive disc such as functional traditional methods improve at least 21%.

【技术实现步骤摘要】
一种沉积制备磨粒图案分布磨盘的方法
本涉及研磨材料领域，尤其涉及能够一种沉积制备磨粒图案分布磨盘的方法。
技术介绍
磨削加工是机械零件精密成型与高质量表面获得的主要加工方式，广泛应用于金属，陶瓷，光学晶体等材料的高效精密加工。对磨削加工而言，磨轮对加工过程及加工后工件表面质量以及加工成本极为重要，是构成高效、精密磨削技术的关键。由于磨削技实际上是通过固定在磨轮表面的众多磨料对材料的微量去除从而实现工件材料的整体去除加工，因此磨轮表面磨粒的分布对磨轮性能影响巨大。一直以来，人们都在努力如何使得磨料或者微磨粒群能够按照一定的方式分布在磨轮表面，以确保磨粒间能够均匀的承担切削载荷，从而有效的提高磨粒的磨削性能，如中国专利技术专利公开号CN1528565A中公布了一种基于壳膜布料的带图案优化的磨料制备技术，中国专利技术专利CN101073882公布了一种磨料三维多层可控优化排布电镀工具制备方法等。这些方法从不同方面上针对磨粒图案排布磨轮制作中的磨料的排布实施问题进行了突破，但是所制工具依然与预期的设计目的相差甚远。究其原因，在于现有方法大都只是针对磨粒排布方式，而忽略了高性能磨轮的另一个重要问题——磨轮轮廓精度问题。磨轮轮廓的高精度是高精度工件成型的基本保证，但受结合剂层厚度的影响很大。CN105965408A公开了一种单层磨粒砂轮的制作方法，其核心点在于通过跳动补偿机构间接控制结合剂均匀涂敷以解决磨粒等高性问题，但是其设备复杂，操作繁琐。另一方面，现有的网筛，孔板，模板法材料主要是金属，陶瓷等，成本高且难加工，排布图案样式少，而且也仅是起到动磨粒位置限制的作用，并没有起到控制结合剂厚度的作用。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种能够便捷高效实现磨粒定位又能实现结合剂厚度控制的磨粒图案分布磨盘制备的方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种沉积制备磨粒图案分布磨盘的方法，所述的磨盘为包括但不限于磨轮、砂轮、端面磨盘、滚轮、修整器、CMP修整器、磨垫、钻头，包含以下步骤：1)确定临时覆盖层的厚度；2)根据磨粒图案的分布对临时覆盖层进行镂空处理；3)将临时覆盖层覆于磨盘基体上；4)通过沉积方式将磨粒与结合剂填入镂空处，通过临时覆盖层厚度确定结合剂厚度；5)移除临时覆盖层，得到所需磨粒图案排布的磨盘。在一较佳实施例中：所述磨粒的材料包括不限于金刚石、立方碳化硼、氧化锆、氧化铝、硬质合金、氮化硅、碳化硅中的一种。在一较佳实施例中：所述磨粒的直径为1-2000um。在一较佳实施例中：所述结合剂为加热后可融化的金属合金焊料，其组分至少包括铬、钴、钛、铁、铝金属合金中的一种。在一较佳实施例中：所述基体的材料包括但不限于金属，陶瓷，复合材料，塑料中的一种。在一较佳实施例中：所述临时覆盖层由面材，不干黏胶层，以及底纸构成。在一较佳实施例中：所述面材的材料包括但不限于：铜版纸，PVC，PET，镭射纸，耐温纸，聚丙烯，聚碳酸酯，牛皮纸，荧光纸，镀金纸，镀银纸，合成纸，铝箔纸，易碎纸，防伪纸，美纹纸，布标纸，珠光纸，夹心铜版纸，热敏纸中的一种；所述面材厚度为25-500um；所述不干黏胶层具有胶黏剂，所述胶黏剂为丙烯酸乳胶或热熔胶或橡胶基类乳胶或溶剂型丙烯酸；所述底纸外涂有硅保护层，所述底纸为格拉辛纸、蒜皮纸、牛皮纸、聚酯pet、铜版纸、聚乙烯、塑料薄膜中的一种。在一较佳实施例中：所述的沉积包括但不限于电沉积、电镀、溶液沉积、气相沉积、凝胶沉积。相较于现有技术，本专利技术的技术方案具备以下有益效果：1)临时覆盖层以及其图案的镂空处理成本低且速度快。2)磨粒表面图案更换自由。3)可以依据临时覆盖层的厚度来确定后续填充的厚度，从而控制结合剂的等高性。附图说明图1为本专利技术优选实施例1中临时覆盖层的横截面示意图；图2为本专利技术优选实施例1中镂空后的临时覆盖层横截面示意图；图3为本专利技术优选实施例1中镂空后的临时覆盖层粘附在磨轮基体上的横截面示意图；图4为本专利技术优选实施例1中在镂空后的临时覆盖层中填充完结合剂和磨粒横截面示意图；图5为本专利技术优选实施例1中去除临时覆盖层后的示意图；图6为本专利技术优选实施例2中临时覆盖层横截面示意图；图7为本专利技术优选实施例2中镂空后的临时覆盖层横截面示意图；图8为本专利技术优选实施例2中镂空后的临时覆盖层粘附基体横截面示意图；图9为本专利技术优选实施例2中在镂空后的临时覆盖层中填充结合剂的示意图；图10为本专利技术优选实施例2中在镂空后的临时覆盖层中填充磨粒的示意图；图11为本专利技术优选实施例2中去除临时覆盖层后示意图。具体实施方式为了使本专利技术技术方案更加清楚，现将本专利技术结合实施例和附图做进一步详细说明：实施例1如图1-5所示，本专利技术为一种能够一种沉积制备磨粒图案分布磨盘的方法，主要过程如下：如图1所示，首先确定临时覆盖层1，在本实施例中，临时覆盖层由3层组成，分别是面材11，其材料为PVC；不干黏胶层12具有粘合剂，材料为丙烯酸乳胶；底纸13，为涂有硅保护层的格拉辛纸；在其他实施例中，面材11可以为PET，镭射纸，耐温纸，聚丙烯，聚碳酸酯，牛皮纸，荧光纸，镀金纸，镀银纸，合成纸，铝箔纸，易碎纸，防伪纸，美纹纸，布标纸，珠光纸，夹心铜版纸，热敏纸中的一种；所述面材厚度为25-500um；在其他实施例中所述不干黏胶层12的胶黏剂可为热熔胶，或橡胶基类乳胶，或溶剂型丙烯酸；在其他实施例中所述底纸13可为蒜皮纸、牛皮纸、聚酯pet、铜版纸、聚乙烯、塑料薄膜中的一种。所述临时覆盖层1的厚度是根据后续所需结合剂层的厚度来确定的，在本实施例中，临时覆盖层1中面材11的厚度为0.125mm。之后如图2所示，在临时覆盖层1上进行镂空处理，镂空空间2贯通面材11,不干黏胶层12,底纸13。接着如图3所示，将底纸13去除，然后将经过镂空处理的临时覆盖层1粘附在磨轮基体3上，本实施例中，所述磨轮基体3的材料为45号钢，在其他实施例中，基体3的材料可以为陶瓷或复合材料。之后如图4所示，结合剂41作为阳极，磨粒42混入电镀液，通过电镀方式将结合剂41与磨粒42填入镂空处2，形成填充层，并且使得填充层与临时覆盖层1外沿平齐，从而实现磨粒图案分布并且可以通过临时覆盖层来控制结合剂层厚度的效果，所述结合剂41为加热可融化的金属合金焊料，其组分至少包括镍、铬、钴、钛、铁、铝金属合金中的一种，在本实施例中，所述结合剂41为NiCrP。磨粒42在本实施例中为金刚石颗粒，直径为250-350um，在其他实施例中，磨粒42可为立方碳化硼、氧化锆、氧化铝、硬质合金、氮化硅、碳化硅中的一种，磨粒42的直径为1-2000um。如图5所示，待镂空处的填充层干燥后，去除临时覆盖层1，将带有填充层的磨轮基体3进行加热至970-1050摄氏度并保温5-10分钟，通过结合剂将磨粒牢固地连接在基体上，停止加热并且冷却后得到所磨粒图案排布的磨盘。根据本方法所制得的磨盘磨粒等高性比传统方法提高至少21％。实施例2如图6-11所示，本实施例中，临时覆盖层1的面材11的材料为聚酯膜(PET)，其他同实施例1；基体材料为40CrMo钢。如图6，图7所示，取临时覆盖层1进行镂空处理，临时覆盖层1的面材11的厚度为0.150mm，依据预设的磨粒图案排布对临时覆盖层1进行激光雕刻镂空处理，之后如图8所示，去本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沉积制备磨粒图案分布磨盘的方法，所述的磨盘为包括但不限于磨轮、砂轮、端面磨盘、滚轮、修整器、CMP修整器、磨垫、钻头，其特征在于包含以下步骤：1)确定临时覆盖层的厚度；2)根据磨粒图案的分布对临时覆盖层进行镂空处理；3)将临时覆盖层覆于磨盘基体上；4)通过沉积方式将磨粒与结合剂填入镂空处，通过临时覆盖层厚度确定结合剂厚度；5)移除临时覆盖层，得到所需磨粒图案排布的磨盘。

【技术特征摘要】
1.一种沉积制备磨粒图案分布磨盘的方法，所述的磨盘为包括但不限于磨轮、砂轮、端面磨盘、滚轮、修整器、CMP修整器、磨垫、钻头，其特征在于包含以下步骤：1)确定临时覆盖层的厚度；2)根据磨粒图案的分布对临时覆盖层进行镂空处理；3)将临时覆盖层覆于磨盘基体上；4)通过沉积方式将磨粒与结合剂填入镂空处，通过临时覆盖层厚度确定结合剂厚度；5)移除临时覆盖层，得到所需磨粒图案排布的磨盘。2.如权利要求1所述的一种沉积制备磨粒图案分布磨盘的方法，其特征在于：所述磨粒的材料包括不限于金刚石、立方碳化硼、氧化锆、氧化铝、硬质合金、氮化硅、碳化硅中的一种。3.如权利要求2所述的一种沉积制备磨粒图案分布磨盘的方法，其特征在于：所述磨粒的直径为1-2000um。4.如权利要求1所述的一种沉积制备磨粒图案分布磨盘的方法，其特征在于：所述结合剂为加热后可融化的金属合金焊料，其组分至少包括铬、钴、钛、铁、铝金属合金中的一种。5.如权利要求1所述的一种沉积制备磨...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄国钦，易了，穆德魁，黄辉，郭桦，徐西鹏，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：福建,35