高温钎焊单层超硬磨料工具制备技术
当前位置：
高温钎焊单层超硬磨料工具制备技术
文章来源 : 军民结合推进司
　　技术开发单位：南京航空航天大学　　技术简介：在制造业中，超硬磨料砂轮应用极为广泛。其中单层电镀的超硬磨料砂轮由于本身制备工艺简单、使用方便，在国内占据极为重要的地位。然而在实际生产中，电镀砂轮弊端颇多。经研究发现，高温钎焊单层超硬磨料砂轮能弥补电镀砂轮的诸多不足，多方面性能亦优于电镀砂轮，可成为电镀砂轮的最佳替换品。在长期研究工作的基础上，有关高温钎焊单层金刚石砂轮的前期预研工作已取得突破。所焊出的试验砂轮通过了硬质合金YT15的重负荷磨削试验和花岗岩铣磨实验，确证了其超卓的磨削性能。　　技术特点及指标：　　１.结合强度高，钎料结合层厚度只需维持在磨料高度20～30％的水平上就足以在重负荷的高效磨削中牢固地把持住磨粒，这是其他砂轮难于与之相比的；　　2.磨料出露高，通常可达磨料高度的70～80％，砂轮因此变得更加锋利，且使磨削力、比能、磨削热、温度均有明显下降；　　3.砂轮表面容屑空间亦因磨料出露高而变得更加充裕，更不容易发生因切屑堵塞而导致砂轮失效；　　4.在钎焊砂轮上磨料除了绝少一部分脱落以外，一般均可被充分利用到其本身高度的70～80％以上，磨料本身有效利用率高，砂轮寿命也因此大增；　　5.结构强度之高是其它任何砂轮都无法企及的，它将是有条件成为今后在300～500m/s以上直至1000m/s的超高速磨削中唯一可以安全使用的高效砂轮；　　6.用高温钎焊替代电镀制作单层超硬磨料砂轮，可以彻底甩掉电镀这一重度污染包袱，符合当今关于绿色清洁制造的要求，具有重要的环保意义。　　可应用领域：适用于各种金属材料、各种结构与功能陶瓷、光学玻璃、半导体、石材、建材以至宝玉石等多个加工行业。　　联系人及电话：沈宏霞&& 025-4892757
工业和信息化部军民结合推进司主办 地址：北京市海淀区万寿路
27号院 邮编:100846
工业和信息化部 版权所有 京ICP备 号[发明专利]一种氧化铝陶瓷焊针磨削用树脂结合剂超硬磨料砂轮有效
申请/专利权人：
公开/公告号：CNA
发明/设计人：;
公开/公告日：
主分类号：
分类号：;;
搜索关键词：
【说明书】：
技术领域本发明属于超硬材料及制品领域，具体涉及一种氧化铝陶瓷焊针磨削用树脂结合剂超硬磨料砂轮。背景技术氧化铝陶瓷焊针，又称陶瓷劈刀，应用于半导体元件封装，是LED和IC焊线行业的必用耗材，适用于可控硅、LED、IC芯片等线路的焊接。陶瓷焊针硬度高，比重大，产品要求极高的表面光洁度和尺寸精度，加工形面复杂。氧化铝陶瓷焊针毛坯长度在9-20mm，直径范围在1-3mm，尖角度数在8-45°，尖角直径在25.4-76.2μm，氧化铝陶瓷焊针加工工序较多，本发明涉及陶瓷焊针尖角磨削所使用的树脂结合剂超硬磨料砂轮。氧化铝陶瓷焊针的磨削加工采用的机床多为焊针生产厂家自制的外圆和工具磨床。由于焊针尺寸和加工余量微小，加工过程中需要在200-400倍的投影仪下进行磨削加工，为了能够清晰的对工件加工过程和尺寸进行投影，所以采用干磨的方式加工（湿磨的冷却液会遮盖工件实际投影尺寸），而国内外目前采用的普通磨料砂轮、树脂结合剂和陶瓷结合剂超硬磨料砂轮多存在加工工件表面有波纹，光洁度达不到要求，需要进行二次抛光，大大增加了人力和时间等成本，加工效率不高；且目前国内外部分厂家的砂轮存在加工出的工件直线度不能达到客户需求、工件表面有凹坑、砂轮阻塞、划伤工件、砂轮需要不断修整等问题，因此目前氧化铝陶瓷焊针的加工所采用的超硬磨料砂轮在使用效果上存在很大的局限性和不利因素。考虑到此材料在不加冷却液磨削加工，且要求极高的表面光洁度和尺寸精度以及尽量不修整砂轮的要求，故本发明砂轮选用树脂结合剂超硬磨料砂轮，调和出树脂结合剂和磨料的比例，确定了能够满足此陶瓷焊针加工要求的砂轮配方。发明内容针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种能够满足氧化铝陶瓷焊针高精度、高表面光洁度磨削要求的树脂结合剂超硬磨料砂轮，避免加工工件表面出现凹坑、工件划伤等问题，且做到砂轮的不修整使用。本发明采用以下技术方案实现上述目的：一种氧化铝陶瓷焊针磨削用树脂结合剂超硬磨料砂轮，包括砂轮基体和砂轮磨料层，砂轮基体与磨料层垂直，砂轮基体一端设置螺纹孔，另一端嵌入磨料层，嵌入磨料层的砂轮基体端部外径与磨料层中心孔尺寸相匹配，且在与磨料层接触处设置凸台。砂轮基体端部的凸台直径为6-20mm。砂轮基体为直径1.5-8mm的45钢，螺纹孔直径为0.8-6mm。砂轮磨料层直径为12-30mm，厚度为4-10mm。砂轮基体嵌入磨料层深度为1-2mm。磨料层由以下体积份数的磨料和结合剂构成，磨料为金刚石微粉20-40份，碳化硅微粉5-10份；结合剂为树脂粉30-50份，铁粉10-20份，抛光粉10-20份，氧化铬粉末1-8份。砂轮磨料层金刚石微粉粒径为M2/4，碳化硅微粉粒度为W2.5。树脂粉为耐高温树脂粉，粒径为60-80μm，铁粉粒径2-4μm，抛光粉粒径0.05-0.1μm，氧化铬粒径为20-30μm。一种氧化铝陶瓷焊针磨削用树脂结合剂超硬磨料砂轮的制备方法，具体制备步骤如下：（1）称取各种原材料，将各原料放入高频震动筛，加入湿润剂混合均匀；（2）将步骤（1）的混合料投入模具型腔，在压机上压制成型，压制温度为170-190℃、压力为2-4MPa，保压时间为30-50min，得到砂轮磨料层毛坯；（3）将步骤（2）得到的磨料层毛坯，置于硬化烘箱中，按照1℃/min的升温速率升温至180-200℃，保温8小时，然后冷却至室温，得到所需的磨料层；（4）将步骤（3）得到的磨料层进行表面去树脂皮和喷砂处理，将处理过的磨料层用环氧树脂胶与金属胶制成的混合胶粘接在砂轮基体上；（5）将步骤（4）制得的砂轮在烘箱内40-50℃保温2小时，然后冷却至室温。
步骤（1）中湿润剂为N-N二甲基甲酰胺。采用上述技术方案的本发明具有以下优点：1.本发明公开的一种氧化铝陶瓷焊针磨削用树脂结合剂超硬磨料砂轮，树脂结合剂为耐高温树脂，较普通树脂具有耐高温特性；添加超细铁粉、纳米抛光粉、氧化铬填料，使砂轮具有很好的强度、韧性和抛光特性，适合高速、高精密、高表面质量磨削；较陶瓷结合剂和金属结合剂超硬磨料砂轮，在磨削过程中金刚石磨料可以很好的脱落，同时又具有满足加工要求的强度；陶瓷结合剂和金属结合剂超硬磨料砂轮由于结合剂的高强度导致金刚石颗粒没有磨削力时不能及时脱落，从而造成磨削发热量大，加工效率低，烧伤工件等问题，而本发明从结合剂和金刚石磨料的配比，制造工艺做出调整，制造出一种树脂结合剂超硬磨料砂轮，解决了在磨削过程中容易烧伤工件，出现划痕的问题。2.所述氧化铝陶瓷焊针磨削用树脂结合剂超硬磨料砂轮在配方上通过耐高温树脂、超细铁粉、纳米抛光粉、氧化铬等的选取，并通过具体的配方比例设计和成型工艺设计，在磨削过程中磨料的脱落和结合剂的脱落配合得当，能够实现对于氧化铝陶瓷焊针的不修整、高效、高精密磨削。3.所述砂轮采用砂轮磨料层和砂轮基体粘接在一起的方式，而非直接将磨料层压制到基体上的结构，由于粘接采用的固体胶可以把基体和磨料层很好的粘接在一起，较直接压制成型出的砂轮具有更高的结合强度，在rpm的高转速情况下，砂轮磨料层可以很好的固定在砂轮基体上。4.树脂结合剂超硬磨料砂轮，自锐性好，磨削发热量小，不易阻塞，磨削效率高，具有一定的弹性，相对于其他结合剂的超硬磨料砂轮较有利于高表面质量工件的加工。附图说明
图1是本发明结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本发明做进一步说明。实施例1如图1所示，一种氧化铝陶瓷焊针磨削用树脂结合剂超硬磨料砂轮，包括砂轮基体1和砂轮磨料层2，砂轮基体1与磨料层2垂直，砂轮基体1为直径1.5-8mm的45钢，砂轮基体1一端设置螺纹孔3，螺纹孔直径为0.8-6mm，保证砂轮在机床上安全高速运转，另一端嵌入磨料层2，嵌入磨料层深度为1-2mm，嵌入磨料层2的砂轮基体1端部外径与磨料层2中心孔尺寸相匹配，且在与磨料层接触处设置凸台4，砂轮基体端部的凸台直径为6-20mm，砂轮磨料层直径为12-30mm，厚度为4-10mm。磨料层由以下体积份数的磨料和结合剂构成，磨料为金刚石微粉20-40份，碳化硅微粉5-10份；结合剂为超细树脂粉30-50份，超细铁粉10-20份，纳米抛光粉10-20份，氧化铬粉末1-8份。所述砂轮磨料层金刚石微粉粒径为M2/4，碳化硅微粉粒度为W2.5，树脂粉为耐高温树脂粉，粒径为60-80μm，铁粉粒径2-4μm，抛光粉粒径0.05-0.1μm，氧化铬粒径为20-30μm。一种氧化铝陶瓷焊针磨削用树脂结合剂超硬磨料砂轮的制备方法，具体制备步骤如下：（1）称取各种原材料，将各原料放入2850转/min的200#筛网的高频震动筛，振动混匀，然后加入湿润剂N-N二甲基甲酰胺，过240#筛网三次，混合均匀；（2）将步骤（1）的混合料投入模具型腔，在压机上压制成型，压制温度为170-190℃、压力为2-4MPa，保压时间为30-50min，得到砂轮磨料层毛坯；（3）将步骤（2）得到的磨料层毛坯，置于硬化烘箱中，按照1℃/min的升温速率升温至180-200℃，保温8小时，然后在烘箱内慢慢冷却至室温，得到所需的磨料层；（4）将步骤（3）得到的磨料层进行表面去树脂皮和喷砂处理，将处理过的磨料层用环氧树脂胶与金属胶以3:1比例混合的混合胶粘接在砂轮基体上；（5）将步骤（4）制得的砂轮在烘箱内40-50℃保温2小时，然后随烘箱温度慢慢冷却至室温。根据上述制备方法，最终形成能够满足氧化铝陶瓷焊针无磨削液磨削，高表面质量磨削，无需修整磨削的树脂结合剂超硬磨料砂轮。实施例2如图1所示，一种氧化铝陶瓷焊针磨削用树脂结合剂超硬磨料砂轮，包括砂轮基体1和砂轮磨料层2，砂轮基体1与磨料层2垂直，砂轮基体1为直径1.5mm的45钢，砂轮基体1一端设置螺纹孔3，螺纹孔直径为0.8mm，保证砂轮在机床上安全高速运转，另一端嵌入磨料层2，嵌入磨料层深度为1mm，嵌入磨料层2的砂轮基体1端部外径与磨料层2中心孔尺寸相匹配，且在与磨料层接触处设置凸台4，砂轮基体端部的凸台直径为6mm，砂轮磨料层直径为12mm，厚度为4mm。磨料层由以下体积份数的磨料和结合剂构成，磨料为粒径为M2/4的金刚石微粉20份，粒度为W2.5的碳化硅微粉8份；结合剂为粒径为60-80μm的耐高温超细树脂粉38份，粒径2-4μm的超细铁粉18份，粒径为0.05-0.1μm的纳米抛光粉15份，粒径为20-30μm的氧化铬粉末3份。一种氧化铝陶瓷焊针磨削用树脂结合剂超硬磨料砂轮的制备方法，具体制备步骤如下：（1）称取各种原材料，将各原料放入2850转/min的200#筛网的高频震动筛，振动混匀，然后加入湿润剂N-N二甲基甲酰胺，过240#筛网三次，混合均匀；
友情链接：交换友情链接需要网站权重大于2，网站收录10W以上，如符合条件，请联系QQ：。
行业网站：相关推荐：
400-周一至周五 9:00-18:00
服务热线：400-投诉建议：022-
扫一扫，微信关注高智网
高智&让创新无法想象1900万件&专利数据专家解读｜｜金刚石砂轮的应用，从选型、修整、磨削参数、磨床、磨削液整个磨削系统！
上一条：?砂轮修整在磨削加工表面粗糙度中的重要性！
下一条：高速切削与电火花加工的特点和优势
郑重声明：以上文章来源于网络，版权归原作者及其所在单位，其原创性以及文中陈述文字和内容未经(企业库)证实，请读者仅作参考，并请自行核实相关内容。若本文有侵犯到您的版权， 请你提供相关证明及申请并与我们联系（qiyeku # qq.com）或关注微信公众号 zsbaxi 在线反馈，我们审核后将会尽快处理。
类似产品（）
江西新星砂轮
微信号：zgxxsl_1978
功能介绍：我公司是以树脂结合剂磨具为主的企业,公司创办于1978年有着36年的悠久历史.生产的井冈山牌系列磨具;螺栓紧固砂轮,高精磨砂轮,荒磨砂轮及金刚石制品等,具有雄厚的技术力量和先进生产工艺,完善的管理体系,...
类似公众号
中山市八喜电脑网络有限公司版权所有 &
粤ICP备号-6您当前位置： >>
>> 浏览文章
联系我们Contact Us
地　址: 广东省东莞市长安镇锦厦河东二路34号厂
电　话: 7　　　　2
联系人: 陈先生
网　　站：/
从电镀到钎焊_国内单层超硬磨料砂轮制造技术新发展
发布时间：日&&&&点击数：
概 述 ：金刚石和CBN磨料工业化生产的实现被 誉为本世纪磨料行业所取得的两项具有里程碑意义的突破性成果,这两种超硬磨料在适应面上的互补性使由它们所构成的砂轮的可加工范围大为扩展,覆盖了包括各种高硬、高脆、高强韧性材料在内的几乎全部被加工材料,磨削加工也由此进入了一个可实现高效作业的新时期。表1所列便是目前生产中常用的各种超硬磨料砂轮。 表中所列的多层与单层砂轮各有所长,由于实际磨削作业的多样性与复杂性,很难就它们的选用给出统一的推荐意见,不过有一点可以肯定,即相对于多层砂轮,传统的单层镀超硬磨料砂轮确有其自身的优势。
譬如:(1)电镀效控制在8nm以下[6] 。另外,欧美一些国家的公司用电镀CBN砂轮磨削汽车凸轮轴,单件工时可从5分钟降到2分10秒;Litton工业自动化公司曾用电镀CBN砂轮磨制汽车凸轮轴,成本降低50%,疲劳寿命提高30%,磨制的拉刀疲劳寿命提高了10%～20% [16] ,等等。
(2)虽然只有单层磨料,但仍有足够高的使用寿命;
(3)无需修整,使用最为方便;
(4)单层结构本身决定了它可以达到其它砂轮所无法达到的高工作速度,等等。单层自身的这些优势,使得它在超硬磨料砂轮的生产和应用中一直占有相当大的份额,在高速特别是超高速磨削中,则更是占据着无可争议的主导地位。单层电镀砂轮在国外生产中成功应用的实例很多,如美国工具与生产系统公司(苏塞克斯,威斯康辛)采用GE公司的BORZON牌电镀CBN砂轮,在圆周速度150m/s的G?hring机床上,可以用很高的材料切除率常规加工淬硬合金钢,大大缩短了工作时间[4];日本Kashifuji工厂和大阪金刚石工业公司研制的带螺旋齿的电镀CBN砂轮用于淬硬齿轮的高速强力超精加工,连续加工36000个齿轮仍可保证加工的精度要求,砂轮损耗极小,使用寿命很长。
相关标签：