CN101829959B - 用于瓷砖磨槽的金刚石砂轮及瓷砖磨槽的加工方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于瓷砖磨槽的金刚石砂轮，包括基体和磨料层，其特征是磨料层由以下体积百分比的原料制备而成：金刚石：10～20％，树脂粉：50～65％，耐磨损剂：0～27.5％，脆化剂：0～5％，孔隙形成剂：5～12.5％，固体润滑剂：0～2.5％，金属氧化物抛光粉余量。耐磨损剂为用碳化硼、碳化硅、碳化二钨和白刚玉中的一种或一种以上的组合；脆化剂为氧化锆、氟铝酸钠、氟化铝和氧化铈中的一种或一种以上的组合；孔隙形成剂为焦磷酸钠、氯化钠、氯化钙和氯化钾中的一种或一种以上的组合。本发明具有结构简单合理、金刚石砂轮的锋利性好和自锐性强、操作灵活、磨槽及槽底抛光效果好、生产效率高和适用范围广的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种金刚石砂轮，特别是一种用于瓷砖磨槽的金刚石砂轮及瓷砖磨槽的加工方法。
背景技术
当前非常流行在表面抛光好的陶瓷抛光砖表面磨出沟槽，再将槽底抛出光泽，把这些带沟槽具有强烈立体感的产品直接用于电视背景墙、酒店大堂或歌舞厅等高档场所内作装饰用，或者贴上金属铜条等作楼梯台面板用，可进一步提升装饰效果。由于陶瓷抛光砖本身就特别坚硬，要在已抛光好的光滑硬表面上磨出一条或数条平行或交错的沟槽，沟槽的深度在1.5mm以上，沟槽的槽宽为5～40mm，且要求沟槽的槽边平直光滑、不崩边缺口，槽底抛出光泽，该光泽必须接近于已抛光好的光亮表面，就显得比较高挡。
目前采用金属结合剂的金刚石锯片进行粗磨，磨槽时容易产生崩边缺口；有时金刚石锯片刚性震动过大就出现陶瓷抛光砖断裂现象；当采用其它抛光砂轮进行抛光时，该其它抛光砂轮的规格尺寸不尽相符，特别是达不到规定的槽宽精度，磨不到规定槽宽，整个槽底抛光不一致，并且抛光速度慢，抛光光泽度也很低，不仅提高了加工费用，还达不到平滑光亮效果。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种结构简单合理、操作灵活、生产效率高、磨槽及槽底抛光效果好、锋利性好、自锐性强、适用范围广的用于瓷砖磨槽的金刚石砂轮，以克服现有技术中的不足之处。
按此目的设计的一种用于瓷砖磨槽的金刚石砂轮，包括基体和磨料层，其特征是磨料层由以下体积百分比的原料制备而成：金刚石：10～20％，树脂粉：50～65％，耐磨损剂：0～27.5％，脆化剂：0～5％，孔隙形成剂：5～12.5％，固体润滑剂：0～2.5％，金属氧化物抛光粉余量。
所述耐磨损剂为用碳化硼、碳化硅、碳化二钨和白刚玉中的一种或二种以上的组合；
脆化剂为氧化锆、氟铝酸钠、氟化铝和氧化铈中的一种或二种以上的组合；
孔隙形成剂为焦磷酸钠、氯化钠、氯化钙和氯化钾中的一种或二种以上的组合；
固体润滑剂为二硫化钼、二硫化钨、石墨、氟化石墨、聚四氟乙烯和六方氮化硼中的一种或二种以上的组合；
金属氧化物抛光粉为氧化铝抛光粉、氧化锆抛光粉、氧化铬抛光粉、氧化铁抛光粉和氧化铈抛光粉中的一种或二种以上的组合。
所述金刚石粒度分别为70目、320目、800目或1200目；
70目和320目的金刚石粒度对应的树脂粉为聚酰亚胺树脂粉；
800目和1200目的金刚石粒度对应的树脂粉为改性酚醛树脂粉和聚乙烯醇缩丁醛树脂粉的混合物，其中，混合物中的聚乙烯醇缩丁醛树脂粉的用量：改性酚醛树脂粉的用量≤20％。
所述金刚石粒度为70目时，金刚石：12.5～20％，70目的碳化硅：0～12.5％，聚酰亚胺树脂粉：50％，1000目的碳化硅：15％；氟铝酸钠：5％，焦磷酸钠：5％。
所述金刚石粒度为320目时，金刚石：10～20％，320目的碳化硅：0～10％，聚酰亚胺树脂粉：50％，1000目的碳化硅：15％，氟铝酸钠：7.5％，焦磷酸钠：7.5％。
所述金刚石粒度为800目时，金刚石：10～15％，800目的碳化硅：0～5％，改性酚醛树脂粉：50％，聚乙烯醇缩丁醛树脂粉：5％，1000目的碳化硅为：10％，焦磷酸钠：10％，聚四氟乙烯：2.5％，氧化铝抛光粉：7.5％。
所述金刚石粒度为1200目时，金刚石：10～12.5％，改性酚醛树脂粉：55％，聚乙烯醇缩丁醛树脂粉：10％，焦磷酸钠：10～12.5％，聚四氟乙烯：2.5％，氧化铝抛光粉：10％。
一种金刚石砂轮用于瓷砖磨槽的加工方法，其特征是在表面抛光好的陶瓷抛光砖表面磨出沟槽，对沟槽依次通过粗磨、细磨、精磨和抛光四道工序，在粗磨工序中采用金刚石粒度为70目的金刚石砂轮在陶瓷抛光砖表面磨出沟槽的深度，在细磨工序中采用金刚石粒度为320目的金刚石砂轮将沟槽的磨痕变细，在精磨工序中采用金刚石粒度为800目的金刚石砂轮将沟槽的磨痕去除且略带光泽度，在抛光工序中采用金刚石粒度为1200目的金刚石砂轮继续增加沟槽的光泽度。
本发明在配方中加入耐磨损剂是为了增加磨削寿命和磨削轮廓形状持久时间，即磨槽不过早出现圆角；加入脆化剂能降低磨削强度和硬度；加入孔隙形成剂能在磨削抛光过程中，造孔物质水溶解留下孔洞，可容纳冷却水和磨屑，对磨削和抛光有很大辅助作用；加入固体润滑剂能减轻摩擦、降低磨削力、磨削热；加入弹性较好的改性酚醛树脂粉、聚乙烯醇缩丁醛起到弹韧性抛光；加入抛光粉也是加快抛光效果。
本发明通过科学的原料配比选择，制作出来的70目和320目的金刚石砂轮具有锋利性好、自锐性强、不易出现砂轮表面磨钝堵塞和磨槽崩边缺口的现象；另外树脂结合剂具有弹性，不会产生刚性震动出现磨断板材现象；800目和1200目的金刚石砂轮在精磨和抛光时，上光速度快、上光光泽高，抛光效果好的特点。
本发明将70目、320目、800目和1200目的金刚石砂轮成套使用，对陶瓷抛光砖依次经过粗磨、细磨、精磨和抛光四道工序进行开槽、磨槽及抛光，既提高了磨槽的质量，又提高了磨槽的产量，还降低了废品率。
本发明具有结构简单合理、金刚石砂轮的锋利性好和自锐性强、操作灵活、磨槽及槽底抛光效果好、生产效率高和适用范围广的特点。
附图说明
图1为本发明实施例1中的金刚石砂轮的剖视结构示意图。
图2为本发明中的基体的第一实施例的剖视结构示意图。
图3为本发明中的基体的第二实施例的剖视结构示意图。
图中：1为基体，1.1为燕尾槽，1.2为固定孔，2为磨料层。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
参见图1-图3，本用于瓷砖磨槽的金刚石砂轮，包括基体1和磨料层2，磨料层由以下体积百分比的原料制备而成：金刚石：10～20％，树脂粉：50～65％，耐磨损剂：0～27.5％，脆化剂：0～5％，孔隙形成剂：5～12.5％，固体润滑剂：0～2.5％，金属氧化物抛光粉余量。文中所有未加说明的％，均为体积百分比。
耐磨损剂为用碳化硼、碳化硅、碳化二钨和白刚玉中的一种或二种以上的组合；脆化剂为氧化锆、氟铝酸钠、氟化铝和氧化铈中的一种或二种以上的组合；孔隙形成剂为焦磷酸钠、氯化钠、氯化钙和氯化钾中的一种或二种以上的组合；固体润滑剂为二硫化钼、二硫化钨、石墨、氟化石墨、聚四氟乙烯和六方氮化硼中的一种或二种以上的组合；金属氧化物抛光粉为氧化铝抛光粉、氧化锆抛光粉、氧化铬抛光粉、氧化铁抛光粉和氧化铈抛光粉中的一种或二种以上的组合。
金刚石砂轮装夹持部的基体1采用铝基体，该基体与磨料层2接触部位设计带固定孔1.2和燕尾槽1.1的防松动结构。固定孔1.2允许磨料层2进入基体1内，从而提高磨料层2与基体1的连接强度。
制作金刚石砂轮时，首先将金刚石做混前偶联剂处理，再把树脂粉、耐磨损剂、脆化剂、孔隙形成剂、固体润滑剂和/或金属氧化物抛光粉混合均匀后，再一起用机器充分搅拌，然后过筛成松散的成型粉料。
接着，将铝基体装入模具，投入成型粉料热压成型，脱模后再把产品放入烘箱加热进行后固化，然后停止加热，自然冷却后出炉，最后通过机械加工成品。
对瓷砖表面通过粗磨、细磨、精磨和抛光四道工序磨出起装饰效果的一条或数条沟槽，金刚石砂轮具有锋利性好、自锐性强、磨削效率高、型状保持性好、结构牢固耐用，抛光后的沟槽具有抛光效果好，光泽度达50°以上，尤其是对陶瓷抛光砖的磨槽和抛光处理效果非常好，采用现有锯片很难达到本发明所实现的效果。
金刚石的粒度为70目、320目、800目和1200目；70目和320目的金刚石对应的树脂粉为聚酰亚胺树脂粉，800目和1200目的金刚石对应的树脂粉为改性酚醛树脂粉和聚乙烯醇缩丁醛树脂粉的混合物，其中，混合物中的聚乙烯醇缩丁醛树脂粉的用量：改性酚醛树脂粉的用量≤20％。
以下为金刚石砂轮的制备。
第一、70目金刚石砂轮制备
当金刚石粒度为70目时，金刚石：12.5％；70目的碳化硅：12.5％；聚酰亚胺树脂粉50％；1000目的碳化硅：15％；氟铝酸钠：5％；焦磷酸钠：5％。
制备时：
①将金刚石和70目的碳化硅做混前偶联剂处理，再把聚酰亚胺树脂粉、1000目的碳化硅、氟铝酸钠、焦磷酸钠混合均匀，再一起用机器充分搅拌，然后过筛成松散的成型粉料。
②将铝基体装入模具，投入成型粉料，根据压制厚度不同热压40～60分钟，热压温度235℃，热压压力约10Mpa，定容热压成型为半成品。
③再把半成品放入烘箱加热后固化，加热过程为：200℃以前自由升温，200℃时保温1小时，200--215℃自由升温，215℃时保温1小时，215--230℃自由升温，230℃时保温4～5小时，然后停止加热，自然冷却后出炉。
第二、320目金刚石砂轮制备
当金刚石粒度为320目时，金刚石：10％；320目的碳化硅：10％；聚酰亚胺树脂粉50％；1000目的碳化硅：15％；氟铝酸钠7.5％；焦磷酸钠7.5％。
制备时：
①将金刚石和320目的碳化硅做混前偶联剂处理，再把聚酰亚胺树脂粉、碳化硅1000目、氟铝酸钠、焦磷酸钠、氧化锌混合均匀，再一起用机器充分搅拌，然后过筛成松散的成型粉料。
②将铝基体装入模具，投入成型粉料，根据压制厚度不同热压40～60分钟，热压温度235℃，热压压力约10Mpa，定容热压成型为半成品。
③再把半成品放入烘箱加热后固化，加热过程为：200℃以前自由升温，200℃时保温1小时，200--215℃自由升温，215℃时保温1小时，215--230℃自由升温，230℃时保温4～5小时，然后停止加热，自然冷却后出炉。
第三、800目金刚石砂轮制备
当金刚石粒度为800目时，金刚石：10％，800目的碳化硅：5％，改性酚醛树脂粉：50％，聚乙烯醇缩丁醛树脂粉：5％，1000目的碳化硅：10％，焦磷酸钠：10％，聚四氟乙烯：2.5％，氧化铝抛光粉：7.5％。
制备时：
①将金刚石、800目的碳化硅做混前偶联剂处理，再把改性酚醛树脂粉、聚乙烯醇缩丁醛树脂粉、1000目的碳化硅、焦磷酸钠、聚四氟乙烯、氧化铝抛光粉一起用机器充分搅拌，然后过筛成松散成型粉料。
②将铝基体装入模具，投入成型粉料，根据压制厚度不同热压30～60分钟，热压温度175℃，热压压力约8Mpa，定容热压成型为半成品。
③再把半成品放入烘箱加热后固化，加热过程为：100℃以前慢慢升温1小时，100--120℃慢慢升温1小时，120--140℃慢慢升温1小时，140--160℃慢慢升温1小时，160--175℃慢慢升温1小时，175℃时保温3小时，然后停止加热，自然冷却后出炉。
第四、1200目金刚石砂轮制备
当金刚石粒度为1200目时，金刚石：10％，改性酚醛树脂粉：55％，聚乙烯醇缩丁醛树脂粉：10％，焦磷酸钠：12.5％，聚四氟乙烯：2.5％，氧化铝抛光粉：10％。
制备时：
①将金刚石做混前偶联剂处理，再把改性酚醛树脂粉、聚乙烯醇缩丁醛树脂粉、焦磷酸钠、聚四氟乙烯、氧化铝抛光粉一起用机器充分搅拌，然后过筛成松散的成型粉料。
②将铝基体装入模具，投入成型粉料，根据压制厚度不同热压30～60分钟，热压温度175℃，热压压力约5Mpa，定容热压成型为半成品。
③再把半成品放入烘箱加热后固化，加热过程为：100℃以前慢慢升温1小时，100--120℃慢慢升温1小时，120--140℃慢慢升温1小时，140--160℃慢慢升温1小时，160--175℃慢慢升温1小时，175℃时保温3小时，然后停止加热，自然冷却后出炉。
当在表面抛光好的陶瓷抛光砖表面磨出沟槽时，对沟槽的形成及抛光依次通过粗磨、细磨、精磨和抛光四道工序，在粗磨工序中采用上述的金刚石粒度为70目的金刚石砂轮在陶瓷抛光砖表面磨出沟槽所需的深度，在细磨工序中采用上述的金刚石粒度为320目的金刚石砂轮将沟槽内的磨痕变细，在精磨工序中采用上述的金刚石粒度为800目的金刚石砂轮将沟槽内的磨痕去除且使沟槽略带光泽度，在抛光工序中采用上述的金刚石粒度为1200目的金刚石砂轮继续增加沟槽的光泽度。
实施例2
以下为金刚石砂轮的制备。
第一、70目金刚石砂轮制备
当金刚石粒度为70目时，金刚石：20％，聚酰亚胺树脂粉：50％，1000目的碳化硅：15％；氟铝酸钠：5％，焦磷酸钠：5％，三氧化二铬：5％。
制备时：
①将金刚石做混前偶联剂处理，再把聚酰亚胺树脂粉、1000目的碳化硅、氟铝酸钠、焦磷酸钠、三氧化二铬混合均匀，再一起用机器充分搅拌，然后过筛成松散的成型粉料。
②将铝基体装入模具，投入成型粉料，根据压制厚度不同热压40～60分钟，热压温度235℃，热压压力约10Mpa，定容热压成型为半成品。
③再把半成品放入烘箱加热后固化，加热过程为：200℃以前自由升温，200℃时保温1小时，200--215℃自由升温，215℃时保温1小时，215--230℃自由升温，230℃时保温4～5小时，然后停止加热，自然冷却后出炉。
第二、320目金刚石砂轮制备
当金刚石粒度为320目时，金刚石：20％，聚酰亚胺树脂粉：50％，1000目的碳化硅：15％，氟铝酸钠：7.5％，焦磷酸钠：7.5％。
制备时：
①将金刚石做混前偶联剂处理，再把聚酰亚胺树脂粉、1000目的碳化硅、氟铝酸钠、焦磷酸钠混合均匀，再一起用机器充分搅拌，然后过筛成松散的成型粉料。
②将铝基体装入模具，投入成型粉料，根据压制厚度不同热压40～60分钟，热压温度235℃，热压压力约10Mpa，定容热压成型为半成品。
③再把半成品放入烘箱加热后固化，加热过程为：200℃以前自由升温，200℃时保温1小时，200--215℃自由升温，215℃时保温1小时，215--230℃自由升温，230℃时保温4～5小时，然后停止加热，自然冷却后出炉。
第三、800目金刚石砂轮制备
当金刚石粒度为800目时，金刚石：15％，改性酚醛树脂粉：50％，聚乙烯醇缩丁醛树脂粉：5％，1000目的碳化硅：10％，焦磷酸钠：10％，聚四氟乙烯：2.5％，氧化铝抛光粉：7.5％。
制备时：
①将金刚石做混前偶联剂处理，再把改性酚醛树脂粉、聚乙烯醇缩丁醛树脂粉、1000目的碳化硅、焦磷酸钠、聚四氟乙烯、氧化铝抛光粉一起用机器充分搅拌，然后过筛成松散成型粉料。
②将铝基体装入模具，投入成型粉料，根据压制厚度不同热压30～60分钟，热压温度175℃，热压压力约8Mpa，定容热压成型为半成品。
③再把半成品放入烘箱加热后固化，加热过程为：100℃以前慢慢升温1小时，100--120℃慢慢升温1小时，120--140℃慢慢升温1小时，140--160℃慢慢升温1小时，160--175℃慢慢升温1小时，175℃时保温3小时，然后停止加热，自然冷却后出炉。
第四、1200目金刚石砂轮制备
当金刚石粒度为1200目时，金刚石：12.5％，改性酚醛树脂粉：55％，聚乙烯醇缩丁醛树脂粉：10％，焦磷酸钠：10％，聚四氟乙烯：2.5％，氧化铝抛光粉：10％。
制备时：
①将金刚石做混前偶联剂处理，再把改性酚醛树脂粉、聚乙烯醇缩丁醛、焦磷酸钠、聚四氟乙烯、氧化铝抛光粉一起用机器充分搅拌，然后过筛成松散的成型粉料。
②将铝基体装入模具，投入成型粉料，根据压制厚度不同热压30～60分钟，热压温度175℃，热压压力约5Mpa，定容热压成型为半成品。
③再把半成品放入烘箱加热后固化，加热过程为：100℃以前慢慢升温1小时，100--120℃慢慢升温1小时，120--140℃慢慢升温1小时，140--160℃慢慢升温1小时，160--175℃慢慢升温1小时，175℃时保温3小时，然后停止加热，自然冷却后出炉。
其余未述部分见实施例1，不再重复。
Claims (9)
1.一种用于瓷砖磨槽的金刚石砂轮，包括基体(1)和磨料层(2)，其特征是磨料层由以下体积百分比的原料制备而成：金刚石：10～20％，树脂粉：50～65％，耐磨损剂：0～27.5％，脆化剂：0～5％，孔隙形成剂：5～12.5％，固体润滑剂：0～2.5％，金属氧化物抛光粉余量；
所述金刚石粒度分别为70目、320目、800目或1200目；
70目和320目的金刚石粒度对应的树脂粉为聚酰亚胺树脂粉；
800目和1200目的金刚石粒度对应的树脂粉为改性酚醛树脂粉和聚乙烯醇缩丁醛树脂粉的混合物，其中，混合物中的聚乙烯醇缩丁醛树脂粉的用量：改性酚醛树脂粉的用量≤20％。
2.根据权利要求1所述的用于瓷砖磨槽的金刚石砂轮，其特征是所述耐磨损剂为用碳化硼、碳化硅、碳化二钨和白刚玉中的一种或二种以上的组合；
脆化剂为氧化锆、氟铝酸钠、氟化铝和氧化铈中的一种或二种以上的组合；
孔隙形成剂为焦磷酸钠、氯化钠、氯化钙和氯化钾中的一种或二种以上的组合；
固体润滑剂为二硫化钼、二硫化钨、石墨、氟化石墨、聚四氟乙烯和六方氮化硼中的一种或二种以上的组合；
金属氧化物抛光粉为氧化铝抛光粉、氧化锆抛光粉、氧化铬抛光粉、氧化铁抛光粉和氧化铈抛光粉中的一种或二种以上的组合。
3.根据权利要求2所述的用于瓷砖磨槽的金刚石砂轮，其特征是所述金刚石粒度为70目时，金刚石：12.5～20％，70目的碳化硅：0～12.5％，聚酰亚胺树脂粉：50％，1000目的碳化硅：15％；氟铝酸钠：5％，焦磷酸钠：5％。
4.根据权利要求2所述的用于瓷砖磨槽的金刚石砂轮，其特征是所述金刚石粒度为800目时，金刚石：10～15％，800目的碳化硅：0～5％，改性酚醛树脂粉：50％，聚乙烯醇缩丁醛树脂粉：5％，1000目的碳化硅为：10％，焦磷酸钠：10％，聚四氟乙烯：2.5％，氧化铝抛光粉：7.5％。
5.根据权利要求2所述的用于瓷砖磨槽的金刚石砂轮，其特征是所述金刚石粒度为1200目时，金刚石：10～12.5％，改性酚醛树脂粉：55％，聚乙烯醇缩丁醛树脂粉：10％，焦磷酸钠：10～12.5％，聚四氟乙烯：2.5％，氧化铝抛光粉：10％。
6.一种用于瓷砖磨槽的金刚石砂轮，包括基体(1)和磨料层(2)，其特征是磨料层由以下体积百分比的原料制备而成：金刚石：10～20％，树脂粉：50～65％，耐磨损剂：0～27.5％，氟铝酸钠：7.5％，孔隙形成剂：5～12.5％，固体润滑剂：0～2.5％，金属氧化物抛光粉余量；
所述金刚石粒度分别为70目、320目、800目或1200目；
70目和320目的金刚石粒度对应的树脂粉为聚酰亚胺树脂粉；
800目和1200目的金刚石粒度对应的树脂粉为改性酚醛树脂粉和聚乙烯醇缩丁醛树脂粉的混合物，其中，混合物中的聚乙烯醇缩丁醛树脂粉的用量：改性酚醛树脂粉的用量≤20％。
7.根据权利要求6所述的用于瓷砖磨槽的金刚石砂轮，其特征是所述耐磨损剂为用碳化硼、碳化硅、碳化二钨和白刚玉中的一种或二种以上的组合；
孔隙形成剂为焦磷酸钠、氯化钠、氯化钙和氯化钾中的一种或二种以上的组合；
固体润滑剂为二硫化钼、二硫化钨、石墨、氟化石墨、聚四氟乙烯和六方氮化硼中的一种或二种以上的组合；
金属氧化物抛光粉为氧化铝抛光粉、氧化锆抛光粉、氧化铬抛光粉、氧化铁抛光粉和氧化铈抛光粉中的一种或二种以上的组合。
8.根据权利要求7所述的用于瓷砖磨槽的金刚石砂轮，其特征是所述金刚石粒度为320目时，金刚石：10～20％，320目的碳化硅：0～10％，聚酰亚胺树脂粉：50％，1000目的碳化硅：15％，氟铝酸钠：7.5％，焦磷酸钠：7.5％。
9.一种如权利要求1或6所述的金刚石砂轮用于瓷砖磨槽的加工方法，其特征是在表面抛光好的陶瓷抛光砖表面磨出沟槽，对沟槽依次通过粗磨、细磨、精磨和抛光四道工序，在粗磨工序中采用金刚石粒度为70目的金刚石砂轮在陶瓷抛光砖表面磨出沟槽的深度，在细磨工序中采用金刚石粒度为320目的金刚石砂轮将沟槽的磨痕变细，在精磨工序中采用金刚石粒度为800目的金刚石砂轮将沟槽的磨痕去除且略带光泽度，在抛光工序中采用金刚石粒度为1200目的金刚石砂轮继续增加沟槽的光泽度。
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