一种金刚石研磨膏及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种金刚石研磨膏及其制造方法，金刚石研磨膏主要由以下组分组成：研磨微粉、液体油和研磨助剂；其中，所述研磨微粉包括偶联处理的金刚石微粉和球形氧化铝粉；所述液体油包括溶剂油、合成油、饱和醇聚合物的一种或几种的混合；所述研磨助剂包括金属铜粉、山梨醇脂肪酸酯、润湿分散剂、润滑剂、抗磨剂、双亲性有机物、增稠剂。本发明专利技术的金刚石研磨膏通过加入球形氧化铝粉来改善金刚石微粉的分散性能及研磨性能，同时，在研磨过程中球形氧化铝粉也起到了降低研磨盘盘温的作用；通过加入金属铜粉、润滑剂、抗磨剂并采用特定的液体油等方式来降低研磨过程中的研磨盘盘温以及降低被加工工件的表面粗糙度；通过加入特定的双亲性有机物来改善金刚石研磨膏的清洗性能；通过添加增稠剂来调节研磨膏的稠度，进而改善其使用性能及研磨性能。本发明专利技术的金刚石研磨膏具有分散性好，流动性好，研磨速率高，研磨盘盘温可控，工件表面光洁度高、不粘工件，易清洁的突出特点，可提高研磨加工效率，降低加工成本。降低加工成本。

【技术实现步骤摘要】
一种金刚石研磨膏及其制备方法


[0001]本专利技术涉及材料精密加工
，具体而言，涉及一种金刚石研磨膏及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]目前，精密超精密加工技术作为装备制造业中的关键技术，长期以来一直是世界各国进行研发和应用的重点。随着该加工技术的快速发展，目前，其在我国的应用早已不再局限于国防尖端和航空航天等少数领域，它已扩展到了国民经济的各个领域，如，声、光、图像、办公设备中的小型、超小型电子和光学零件的精密、超精密加工技术方面，其应用规模逐年增长，从单件小批量生产方式走向规模生产，随着新产品的不断涌现，精密超精密加工的应用范围将进一步扩大。
[0003]精密超精密加工技术已成为目前高科技
的基础，鉴于先进制造技术的迅猛发展，对精度的要求越来越高，常规工艺已越来越不能满足高精度制造的要求，迫切需要精密超精密加工技术来支持。
[0004]在进行精密超精密加工时，最后工序往往都是精密超精密研磨与抛光，而在精密超精密研磨与抛光时，一般需要使用金刚石研磨膏等研磨耗材，而现有的金刚石研磨膏主要有两类，分别是水溶性金刚石研磨膏和油溶性金刚石研磨膏，相较于水性金刚石研磨膏存在的抛光速率低，工件表面粗糙度偏大的缺陷，油性金刚石研磨膏具有研磨速率更高，工件表面加工质量更好，性能更佳，但传统的油性金刚石研磨膏存在流动性差、润湿及润滑性能差，表面粗糙度大，光洁度差，容易粘结在工件上，不易清洁的缺陷，另外，在研磨抛光过程中，往往还存在因大压力下持续机械研磨抛光产生的热量无法及时散出而使得被抛工件局部温度过高而影响到抛光效果，不能满足精密超精密加工的高需求。中国专利（公开号为CN 107400499 A）公开了一种金刚石研磨膏及其制备方法，该专利技术为油性金刚石研磨膏，其存在润湿、润滑性能差，被抛工件研磨面局部温度过高，表面粗糙度大，表面光洁度差，容易粘结在工件上，不易清洁的缺陷。中国专利（公开号为CN 104017499 A）公开了一种金刚石研磨膏，同样存在上述缺陷。
[0005]有鉴于此，特提出本专利技术。本专利技术可广泛应用于各种模具、金相学、光学晶体、球形阀、硬质合金和氧化锆义齿光等高硬度材料的研磨抛光。

技术实现思路

[0006]本专利技术的第一目的在于提供一种可广泛应用于各种模具、金相学、光学晶体、球形阀、硬质合金和氧化锆义齿光等高硬度材料研磨抛光的金刚石研磨膏，其具有分散性好，流动性好，抛光良率高，研磨盘表面温度可控，工件表面光洁度高、不粘工件，易清洁的突出特点，在精密超精密研磨抛光过程中，研磨盘表面温度比较适中，不会出现工件研磨盘盘面温度过高、粗糙度过大的问题，克服了现有技术中传统金刚石研磨膏所存在的研磨盘盘面温度过高、工件表面粗糙度过大、光洁度差的问题，同时也克服了现有技术中研磨膏所存在的
流动性差、划伤严重、粘工件、不易清洁的问题。
[0007]本专利技术的第二目的在于提供一种金刚石研磨膏的制备方法，该制备方法前后步骤衔接紧密，方法简单快捷，易于操作，并且操作条件温和，可实现工业化生产，经济效益好。
[0008]为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：一种金刚石研磨膏，所述金刚石研磨膏主要由按重量份数计的如下组分制得：研磨微粉5
‑
15份、液体油20
‑
40份和研磨助剂15
‑
70份。
[0009]其中，所述研磨微粉包括偶联处理的金刚石微粉和球形氧化铝粉，所述球形氧化铝粉的添加量占金刚石微粉质量的1
‑
5%；所述液体油包括溶剂油、合成油、饱和醇聚合物的一种或几种的混合；所述研磨助剂按重量份数计包括：金属铜粉2
‑
10份、山梨醇脂肪酸酯2
‑
10份、润湿分散剂2
‑
10份、润滑剂2
‑
10份、抗磨剂2
‑
10份、双亲性有机物3
‑
15份、增稠剂2
‑
5份。
[0010]优选地，所述金刚石研磨膏主要由按重量份数计的如下组分制得：研磨微粉8
‑
12份、液体油25
‑
35份和研磨助剂23
‑
56份。
[0011]其中，所述球形氧化铝粉的添加量占金刚石微粉质量的3%；所述液体油中溶剂油、合成油、饱和醇聚合物三者的质量比为(1
‑
3):(1
‑
3):(1
‑
3)，更优选地，溶剂油、合成油、饱和醇聚合物三者的质量比为1:1:2；所述研磨助剂按重量份数计包括：金属铜粉4
‑
8份、山梨醇脂肪酸酯3
‑
8份、润湿分散剂3
‑
8份、润滑剂3
‑
8份、抗磨剂3
‑
8份、双亲性有机物4
‑
13份、增稠剂3份。
[0012]现有技术中，传统金刚石研磨膏在精密超精密研磨抛光过程中存在流动性差、划伤严重、容易粘结在工件上且不易清洁的问题外，而且还存在研磨盘面温度高、表面粗糙度大的问题，这可从以下两方面分析：一方面与研磨工艺有关，如压力、转速、外界环境等因素，其它条件相同的情况下，压力和/或转速越大，工件与研磨盘之间的摩擦越严重，产生的局部热量越高，进而致使研磨盘盘面温度越高，另一方面主要与研磨膏相关，研磨膏所用微粉、助剂、液体油的选择及其配比均会一定程度上影响研磨膏的使用性能。
[0013]本专利技术为解决上述技术问题，提供了一种金刚石研磨膏，对其组分及配比进行了研究摸索，得到了各方面性能均比较优异的金刚石研磨膏。
[0014]本专利技术通过采用偶联处理的金刚石微粉，可有效改善金刚石微粉在液体油中的分散性和相容性，可有效改善金刚石研磨膏的研磨性能。
[0015]本专利技术向液体油中加入了适量的球形氧化铝粉，一是由于金刚石微粉易团聚，在制备过程中，加入适量的球形氧化铝粉可以改善研磨膏中金刚石微粉的分散性能，二是球形氧化铝粉在研磨抛光过程中可起到化学抛光的作用，可明显提升研磨膏的研磨性能，三是球形氧化铝粉具有较好的导热性能，在研磨过程中可起到降低研磨盘温度的作用。
[0016]本专利技术通过向液体油中加入特殊的润湿分散剂，以提高研磨膏的分散性能及润湿性能。
[0017]本专利技术通过向液体油中加入金属铜粉提高了研磨膏的导热性能，优良的导热性能可以有效降低研磨膏在研磨过程中产生的研磨盘温度，不会导致因研磨盘温度过高、被抛工件表面粗糙度过大的问题。
[0018]本专利技术通过向液体油中加入润滑剂，使润滑剂中的极性分子在精密研磨过程中与研磨盘面及工件表面吸附，减小了工件与研磨盘面之间的机械摩擦和磨损，从而起到降低
盘面温度、减小表面粗糙度的效果。
[0019]本专利技术通过向液体油中加入抗磨剂，提高研磨膏的耐负荷能力，可有效降低研磨盘表面因在高负荷研磨抛光条件下产生的摩擦、刮伤，来减缓研磨盘的盘面温度增长速度。
[0020]本专利技术通过向液体油中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金刚石研磨膏，其特征在于，主要由以下组分组成：研磨微粉、液体油和研磨助剂；其中，所述研磨微粉包括偶联处理的金刚石微粉和球形氧化铝粉；所述液体油包括溶剂油、合成油、饱和醇聚合物的一种或几种的混合；所述研磨助剂包括金属铜粉、山梨醇脂肪酸酯、润湿分散剂、润滑剂、抗磨剂、双亲性有机物、增稠剂。2.根据权利要求1所述的金刚石研磨膏，其特征在于，以重量份数计，研磨微粉5
‑
15份、液体油20
‑
40份和研磨助剂15
‑
70份；其中，所述研磨助剂按重量份数计，所述研磨助剂包括金属铜粉2
‑
10份、山梨醇脂肪酸酯2
‑
10份、润湿分散剂2
‑
10份、润滑剂2
‑
10份、抗磨剂2
‑
10份、双亲性有机物3
‑
15份、增稠剂2
‑
5份。3.根据权利要求2所述的金刚石研磨膏，其特征在于，以重量份数计，研磨微粉8
‑
12份、液体油25
‑
35份和研磨助剂23
‑
56份；其中，所述研磨助剂按重量份数计，所述研磨助剂包括金属铜粉4
‑
8份、山梨醇脂肪酸酯3
‑
8份、润湿分散剂3
‑
8份、润滑剂3
‑
8份、抗磨剂3
‑
8份、双亲性有机物4
‑
13份、增稠剂3份。4.根据权利要求1所述的金刚石研磨膏，其特征在于，所述球形氧化铝粉的添加量占金刚石微粉质量的1
‑
5%，优选地，所述球形氧化铝粉的添加量占金刚石微粉质量的3%。5.根据权利要求1所述的金刚石研磨膏，其特征在于，所述金刚石微粉为多晶金刚石微粉和类多晶金刚石微粉中的一种或两种；所述偶联处理的金刚石微粉的粒径为0.5
‑
40μm，优选0.5
‑
20μm；所述球形氧化铝粉的直径为0.5
‑
20μm。6.根据权利要求1
‑
3任一项所述的金刚石研磨膏，其特征在于，所述液体油中，溶剂油、合成油、饱和醇聚合物三者的质量比为(1
‑
3):(1
‑
3):(1
‑
3)，优选地，溶剂油、合成油、饱和醇聚合物三者的质量比为1:1:2；优选地，所述溶剂油为D100和D120中的一种；所述合成油为Castrol 980和Hydroseal G250H中的一种；所述饱和醇聚合物为聚乙二醇和聚丙二醇中的一种，优选PEG
‑
1000，PEG
‑
2000、PEG
‑
3000、PEG
‑
6000和PPG
‑
2000中的一种。7.根据权利要求1
‑
3任一项所述的金刚石研磨膏，其特征在于，所述研磨膏的稠度（按锥入单位计）控制在265~320范围内。8.根据权利要求1
‑
3任一项所述的金刚石研磨膏，其特征在于，所述偶联处理的金刚石微粉是采用偶联剂对金刚石微粉进行偶联处理得到的；优选的，所述偶联处理的方法包括：将金刚石微粉分散于偶联剂溶液中，于20
‑
60℃条件下...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴月英，冯坤，齐荣，
申请(专利权)人：北京国瑞升科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：