一种有序微槽结构多层超硬磨料电镀砂轮及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107866756A(43)申请公布日2018.04.03(21)申请号201711265544.0(22)申请日2017.12.05(71)申请人长沙理工大学地址410114湖南省长沙市天心区长沙理工大学云塘校区汽车与机械工程学院(72)发明人毛聪蔡培浩蒋艺峰钟宇杰彭潇潇张明军仝永刚(51)Int.Cl.B24D18/00(2006.01)B24D5/06(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种有序微槽结构多层超硬磨料电镀砂轮及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种有序微槽结构多层超硬磨料电镀砂轮及其制备方法，其特征是在砂轮轮毂外圆周上有序排布着大量且包含有多层磨料的电镀超硬磨料层，相邻磨料层间存在有宽度仅为几十微米、深度为数百微米、长度与砂轮厚度相等、间距为几百微米的微槽。其制备方法为：在砂轮轮毂外圆周涂覆聚乙烯醇胶水并干燥成胶层，采用微水刀激光加工技术在胶层上加工出凹槽阵列，向凹槽内注入熔融聚乙烯并冷却成绝缘片，在沸水中溶解胶层后电镀多层磨料，最后熔除绝缘片。本发明的砂轮有利于解决砂轮容易堵塞、磨削液难以进入磨削区、电镀多层磨料时相邻磨料层容易搭接、磨料层结构一致性差的问题，防止工件烧伤，提高砂轮磨削效率和使用寿命，保证磨削质量。CN107866756ACN107866756A权利要求书1/2页1.一种有序微槽结构多层超硬磨料电镀砂轮，其特征在于：在砂轮轮毂（1）外圆周面上排布着大量且包含有多层超硬磨料（3）的电镀超硬磨料层（8），相邻磨料层（8）之间布置有一定结构形式的微槽（12）；微槽（12）的宽度仅为几十微米、深度为数百微米、深宽比达到几十、长度与砂轮厚度相等；微槽（12）阵列在砂轮外圆周工作面上呈等间距有序排布，间距为数百微米。2.一种有序微槽结构多层超硬磨料电镀砂轮的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：步骤一、采用机械加工方法制造出砂轮轮毂（1）；在砂轮轮毂（2）的外圆周面上涂覆一层厚度为0.8~1.2mm的聚乙烯醇胶水，待胶水自然风干后与砂轮轮毂（1）一起置入干燥箱内充分干燥，从而在砂轮轮毂（1）外圆周面上形成聚乙烯醇胶层（5）；步骤二、采用微水刀激光加工技术在聚乙烯醇胶层（5）上加工出间距为数百微米、宽度为数十微米、长度与砂轮厚度相等、深度为穿透聚乙烯醇胶层（5）并在砂轮轮毂（1）形成深度为近百微米的凹槽（7）阵列；步骤三、采用熔融聚乙烯（11）将凹槽（7）阵列填充；待熔融聚乙烯（11）冷却成型后，将砂轮轮毂（1）置入沸水中，由于聚乙烯醇胶层（5）在沸水中能够完全溶解，而聚乙烯不溶于沸水，则在砂轮轮毂（1）外圆周面上能够留下聚乙烯绝缘片（2）阵列；步骤四、对超硬磨料（3）和砂轮轮毂（1）进行前处理，前处理包含对超硬磨料（3）进行酸洗和碱洗，对砂轮轮毂（1）酸洗除锈，在砂轮轮毂（1）非工作面涂覆绝缘漆；步骤五、将经过前处理的砂轮轮毂（1）置入电镀槽内，采用复合电沉积工艺在砂轮轮毂（1）外圆周面上电镀超硬磨料（3），即先在砂轮轮毂（1）外圆周面上预镀厚度为20µm的镀镍层（4）；上第一层超硬磨料（3），电镀加厚使得第一层超硬磨料（3）65%~80%的高度被埋入镀镍层（4）中；然后再上第二层超硬磨料（3），并加厚至第二层超硬磨料（3）65%~80%的高度被埋入镀镍层（4）中；再上第三层超硬磨料（3），如此反复，直至在砂轮轮毂（1）外圆周面上形成大量且具有多层超硬磨料（3）的电镀超硬磨料层（8），且最外层超硬磨料（3）65%~70%的高度被埋入镀镍层（4）中；步骤六、将电镀完毕的砂轮置入加热炉中，加热熔除聚乙烯绝缘片（2）阵列，形成大量磨料层（8）与微槽（12）相间的有序微槽结构多层超硬磨料电镀砂轮。3.根据权利要求1所述的一种有序微槽结构多层超硬磨料电镀砂轮或权利要求2所述的一种有序微槽结构多层超硬磨料电镀砂轮的制备方法，所述的砂轮轮毂（1）材质为45号钢，直径为Φ20~200mm，厚度为6~20mm。4.根据权利要求1所述的一种有序微槽结构多层超硬磨料电镀砂轮或权利要求2所述的一种有序微槽结构多层超硬磨料电镀砂轮的制备方法，所述的微槽（12）的宽度仅为30~50µm、深度为500~750µm、深宽比为10~25，间距为400~800µm。5.根据权利要求1所述的一种有序微槽结构多层超硬磨料电镀砂轮或权利要求2所述的一种有序微槽结构多层超硬磨料电镀砂轮的制备方法，所述的多层超硬磨料（3）是指超硬磨料层（8）的电镀超硬磨料（3）的层数为4~7层。6.根据权利要求1所述的一种有序微槽结构多层超硬磨料电镀砂轮或权利要求2所述的一种有序微槽结构多层超硬磨料电镀砂轮的制备方法，磨料层（8）的厚度为0.3~0.6mm。