采用凝胶注模成型工艺制备高精密抛光陶瓷结合剂磨具的方法.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CN112123223A(43)申请公布日2020.12.25(21)申请号202011070098.X(22)申请日2020.10.09(71)申请人河南工业大学地址450000河南省郑州市高新区莲花街100号(72)发明人何方王语(74)专利代理机构河南大象律师事务所41129代理人王映朴(51)Int.Cl.B24D3/14(2006.01)B24D18/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称采用凝胶注模成型工艺制备高精密抛光陶瓷结合剂磨具的方法(57)摘要本发明涉及一种采用凝胶注模成型工艺制备高精密抛光陶瓷结合剂磨具的方法，将结合剂、超细磨料和凝胶体系混匀，注入模具，经成型、脱模、干燥、排胶、烧结，得到高精密抛光磨具。本发明提供一种冷冻浇注成型结合凝胶注模成型的方法，利用固态时挥发性较大的物质作为液相介质，包覆有高价反离子的脂质体作为凝胶体系，一定温度下，脂质体释放高价反离子，浆料快速固化，减少了磨料沉降，冷冻干燥后，液相挥发，保持了液相时结合剂与磨料较为均匀混合的微观结构，同时液相挥发后留下的微孔有助于磨削过程中排屑，提高磨削精度。本发明适合复杂形状磨具的制备，且各组分在溶液中均匀混合，从而解决超细磨料分散性差极易团聚的问题。CN112123223ACN112123223A权利要求书1/1页1.采用凝胶注模成型工艺制备陶瓷结合剂磨具的方法，其特征在于，包括以下几个步骤：陶瓷结合剂悬浮液的制备，根据所选陶瓷结合剂体系，配料并混合均匀，加入高温熔块炉中以适当的温度熔炼一定时间，水淬得到玻璃料，然后将玻璃料球磨至合适粒度；配制凝胶体系的溶液：凝胶注模的凝胶体系有多种，例如：丙烯酰胺有机单体凝胶体系、结冷胶凝胶体系、有机硅体系和包覆有高价反离子的脂质体体系等。2.配制高精密抛光陶瓷结合剂磨具浆料：将第一步制备的陶瓷结合剂、超细或纳米CBN或金刚石粉体与凝胶体系溶液混合，混合物经球磨后真空脱气，得到高精密抛光陶瓷结合剂磨具浆料；注模成型：将第三步得到的料浆搅拌均匀后注入模具中，在一定条件下浆料固化，然后进行脱模得到高精密抛光陶瓷结合剂磨具素坯；高精密抛光磨具素坯的干燥；高精密抛光磨具坯体的排胶和烧结：将上述得到的坯体放入箱式电阻炉中排胶、烧制，即可得到陶瓷结合剂磨具烧结体。3.根据权利要求1所述采用凝胶注模成型工艺制备陶瓷结合剂磨具的方法，其特征在于：所述凝胶体系为包覆有高价反离子的脂质体凝胶体系。4.根据权利要求2所述采用凝胶注模成型工艺制备陶瓷结合剂磨具的方法，其特征在于：所述包覆有高价反离子的脂质体凝胶体系中包覆Ca2+、Ba2+、Mg2+等2-5价与浆料体系所带电荷相反的高价反离子。5.根据权利要求2所述采用凝胶注模成型工艺制备陶瓷结合剂磨具的方法，其特征在于：所述包覆有高价反离子的脂质体凝胶体系中脂质体对温度敏感，在一定温度下分解释放高价反离子，使浆料交联固化。6.根据权利要求2所述采用凝胶注模成型工艺制备陶瓷结合剂磨具的方法，其特征在于：脂质体凝胶体系加入量为1-3wt%。7.根据权利要求1所述采用凝胶注模成型工艺制备陶瓷结合剂磨具的方法，其特征在于：将固态时挥发性较大的物质作为液相介质，制备得到浆料，冷冻干燥成型。8.根据权利要求6所述采用凝胶注模成型工艺制备陶瓷结合剂磨具的方法，其特征在于：所述固态时挥发性较大的液相介质为叔丁醇、萘、莰烯等具有较高挥发性、凝固点较高的挥发性物质的水溶液。2CN112123223A说明书1/4页采用凝胶注模成型工艺制备高精密抛光陶瓷结合剂磨具的方法技术领域[0001]本发明属于磨具制造领域，具体涉及一种凝胶注模成型工艺制备高精密抛光陶瓷结合剂磨具的方法。背景技术[0002]高精密抛光磨具利用其超细磨粒的机械和化学作用，辅之以质地柔软的抛光工具等手段获得超光滑的加工表面，加工精度可达几纳米，加工表面粗糙度可达亚纳米级别。超精密抛光磨具中要求磨粒超细甚至是纳米级别。目前磨粒主要使用CBN或金刚石。陶瓷结合剂制备CBN或金刚石磨具具有耐酸碱、刚性较好、气孔大小与数量可以通过加入造孔物质进行调节、陶瓷结合剂与CBN或金刚石磨料有较好的结合强度等优点。但是压制或普通浇注成型工艺很难生产大尺寸复杂形状的磨具，且坯体很难进行机加工。凝胶注模是一个能够达到净尺寸的成型工艺，采用凝胶注模成型工艺结合陶瓷结合剂制备高精密抛光磨具，可以有效解决上述问题。[0003]凝胶注模成型技术是通过向体系中加入一种或几种有机物，一定条件下聚合成三维网状高分子结构，从而交联固化成型。其过程为，向高固相量的浆料中加入低浓度的有机物，浇注，然后使浆料中的有机物在一定条件下发生原位聚合反应，形成坚固的交联网状结构，使浆料原位