晶体定向磨料有序排布的金刚石砂轮制造技术

本发明专利技术公开了一种晶体定向磨料有序排布的金刚石砂轮，其特征是砂轮包含基体和磨料层，磨料层由大量蜂巢状的微型磨削单元和大量交叉型的微流道组成；微型磨削单元是由无定形碳、金刚石结合层和多颗晶体定向的金刚石磨粒构成；无定形碳使得磨粒晶体能够定向，每颗磨粒顶面均为平滑的{100}晶面，侧面均为高硬度的{111}晶面，增强了磨粒的切削性能和耐磨性能；金刚石结合层将多颗磨粒连成一体，可以防止单颗磨粒脱落，且磨粒的出刃高度可以提高至微型磨削单元高度的60%~70%，延长了砂轮的服役寿命；大量蜂巢状的微型磨削单元交错有序排布，其间隙组成大量交叉型的微流道，该砂轮结构提高了磨削液有效流量、排屑能力，显著增强了砂轮磨削性能。

【技术实现步骤摘要】
晶体定向磨料有序排布的金刚石砂轮
本专利技术涉及一种金刚石砂轮，特别是一种晶体定向磨料有序排布的金刚石砂轮。技术背景磨削加工作为先进制造技术中的一种重要方法，广泛应用于航空航天、国防军工、机械电子等领域。尤其是在陶瓷、玻璃、光学晶体等硬脆材料的超精密磨削加工中，为了能够达到纳米级的表面粗糙度、亚微米级的面型精度以及微米级的亚表面损伤，对所采用的金刚石砂轮要求极高。而传统的金刚石砂轮是以树脂、陶瓷或金属作为结合剂，将金刚石磨料与结合剂充分混合后进行烧结，但在烧结过程中，会不可避免地发生收缩及变形，并且金刚石砂轮各个磨粒的几何形状、分布规律及出刃高度均是随机的，使得磨削时实际参与磨削的切削刃数量很少，导致砂轮的磨削质量和磨削效率低下。同时，传统金刚石砂轮的磨粒出刃高度较低，容屑空间小，冷却液难以进入磨削区，容易导致砂轮堵塞、工件磨削烧伤等问题，砂轮的服役寿命也大大下降。此外，由于磨粒粘接性能有限，从而当磨削力过大时容易导致单颗磨粒脱落。为了提高金刚石砂轮的服役寿命，公开号为CN105196196B的专利“一种磨料有序排列的电镀金刚石砂轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.晶体定向磨料有序排布的金刚石砂轮，其特征在于：该砂轮包含基体（1）和磨料层（2）；所述的磨料层（2）由大量蜂巢状的微型磨削单元（3）和大量交叉型的微流道（4）组成；微型磨削单元（3）是由无定形碳（3-1）、金刚石结合层（3-2）和多颗晶体定向的金刚石磨粒（3-3）构成；无定形碳（3-1）厚度仅为数十纳米，金刚石结合层（3-2）厚度为8~30 μm，微型磨削单元（3）的高度为20~100 μm，金刚石磨粒（3-3）的出刃高度为12~70 μm，即金刚石磨粒（3-3）的出刃高度可以提高至微型磨削单元（3）高度的60%~70%，显著增大了单颗金刚石磨粒（3-3）的最大切深和容屑空间，大大提高了砂...

【技术特征摘要】
1.晶体定向磨料有序排布的金刚石砂轮，其特征在于：该砂轮包含基体（1）和磨料层（2）；所述的磨料层（2）由大量蜂巢状的微型磨削单元（3）和大量交叉型的微流道（4）组成；微型磨削单元（3）是由无定形碳（3-1）、金刚石结合层（3-2）和多颗晶体定向的金刚石磨粒（3-3）构成；无定形碳（3-1）厚度仅为数十纳米，金刚石结合层（3-2）厚度为8~30μm，微型磨削单元（3）的高度为20~100μm，金刚石磨粒（3-3）的出刃高度为12~70μm，即金刚石磨粒（3-3）的出刃高度可以提高至微型磨削单元（3）高度的60%~70%，显著增大了单颗金刚石磨粒（3-3）的最大切深和容屑空间，大大提高了砂轮的服役寿命；每颗金刚石磨粒（3-3）的顶面均为平整光滑且平行于基体（1）外圆周面的{100}晶面（5），侧面均为高硬度且呈一定倾角的{111}晶面（6），显著增强了金刚石磨粒（3-3）的切削性能和耐磨性能；大量蜂巢状的微型磨削单元（3）在基体（1）的外圆周面上交错有序排布，微型磨削单元（3）之...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡永乐，张德嘉，毛聪，李长河，隆鹏，刘超，王佳丽，唐伟东，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43