CN115890507A - 一款适合高转速低压力打磨的研磨耗材的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一款适合高转速低压力打磨的研磨耗材的制备方法，具体制备方法如下：步骤S1：20‑30%的热固性粉末树脂、20‑30%的不饱和的单体、60‑70%的陶瓷氧化铝磨料、1‑2%的光引发剂、1‑3%的表面活性剂按比例混合加入容器里；步骤S2：避光高搅，形成高剪切粘度的浆料，然后通过狭缝式挤压涂布方式将浆料涂敷在基材上；步骤S3：与棱台结构的凹辊相接触，经压辊挤压，在UV光源下定型固化；步骤S4：经过烘干道加短波红外进一步热老化，得到棱台状的研磨耗材，本发明通过配套机械研磨设备，在低压力高转数条件下，打磨钛合金手机中框，中框经过粗磨‑细磨工艺之后总去除率高，粗糙度低，在低压力高转速条件下，棱台结果的研磨耗材打磨钛合金效果一致性好。
Description
技术领域
本发明涉及研磨耗材制备技术领域，尤其涉及一款适合高转速低压力打磨的研磨耗材的制备方法。
背景技术
Pro系列的iPhone一直采用不锈钢材质中框，虽然有坚固耐用的特性，但是也不可避免地加大了机身重量； iPhone 14Pro的结构迎来重大突破，iPhone 14Pro系列放弃不锈钢材质，改为采用钛合金材质，钛合金具有更坚固耐用的特性，不容易折弯，而且重量也比不锈钢会更轻巧，缺点在于成本高于不锈钢，钛合金加工难度更大，钛合金的热导率为7.955W/m.K，是铁的1/5、铝的1/10，所以在打磨过程中产生的会聚集在打磨区域，温度能高达1000°C以上，在这样的高温下，钛合金与磨料容易发生粘结、扩散及强烈的化学反应，使研磨耗材快速磨损，高温也会破坏钛合金工件的完整性，使工件的几何精度下降，所以加工良率低，并且需要精确控制研磨耗材的材料、硬度、粒度等参数。
现有技术中，手机中框的打磨配套的是机械设备打磨，为了打磨钛合金中框，转数由1500-2500r/min升到5000-7000r/min，压力很小大概在5-10N，中框经过粗磨-细磨工艺之后去除率需要到12-13um/min，细磨之后粗糙度需要达到Ra=0.03um，之后再经过2道抛光，才能达到需要的效果。所以开发一款配合机械打磨设备，并且适合高转速低压力的钛合金打磨耗材迫在眉睫。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一款适合高转速低压力打磨的研磨耗材的制备方法，本发明通过配套机械研磨设备，在低压力高转数条件下，打磨钛合金手机中框，中框经过粗磨-细磨工艺之后总去除率高，粗糙度低，在低压力高转速条件下，棱台结果的研磨耗材打磨钛合金效果一致性好。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一款适合高转速低压力打磨的研磨耗材的制备方法，在进行制备时具体制备方法如下：
步骤S1：20-30%的热固性粉末树脂、20-30%的不饱和的单体、60-70%的陶瓷氧化铝磨料、1-2%的光引发剂、1-3%的表面活性剂按比例混合加入容器里；
步骤S2：避光高搅，形成高剪切粘度的浆料，然后通过狭缝式挤压涂布方式将浆料涂敷在基材上；
步骤S3：与棱台结构的凹辊相接触，经压辊挤压，在UV光源下定型固化；
步骤S4：经过烘干道加短波红外进一步热老化，得到棱台状的研磨耗材。
进一步地，所述步骤S1中，热固性粉末树脂为环氧粉末树脂、聚酯粉末树脂、聚丙烯酸粉末树脂、聚氨酯粉末树脂的一种或几种混合；陶瓷氧化铝磨料的目数范围是400#-3000#；单体为月桂酸丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、四氢呋喃丙烯酸酯己二醇二丙烯酸酯的一种或几种混合；光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦；表面活性剂为陶氏的15-S-5、15-S-12、15-S-15的一种或几种混合。
进一步地，所述步骤S4中，对600#研磨耗材具体配料工艺如下：
a）先将 2g(引发剂TPO加入季戊四醇三丙烯酸酯充分溶解，再把表面活性剂15-S-15加入其中，得到均匀的树脂液；
b）之后把550g600#陶瓷氧化铝磨料、100g2500#陶瓷氧化铝磨料、200g环氧树脂粉末涂料混合均匀；
c）把a)混好的树脂液喷洒在混合好的b），边喷洒边搅拌充分润湿混合均匀，得到高粘度的浆料，浆料温度控制再30-40°，粘度控制在25000-35000Pc.s；
d）之后把浆料通过狭缝转移到聚酯薄膜基材上，通过棱台辊挤压，UV光源定型固化和热固化得到600#研磨耗材。
进一步地，所述所述步骤S4中，对2500#研磨耗材具体配料工艺如下：
a）先将3g引发剂TPO加入季戊四醇三丙烯酸酯充分溶解，再把表面活性剂15-S-15加入其中，得到均匀的树脂液；
b）之后把650g2500#陶瓷氧化铝磨料、300g四氢呋喃丙烯酸酯、100g环氧树脂粉末涂料混合均匀；
c）把a)混好的树脂液喷洒在混合好的b），边喷洒边搅拌充分润湿混合均匀，得到高粘度的浆料，浆料温度控制再30-40°，粘度控制在25000-35000Pc.s；
d）之后把浆料通过狭缝转移到聚酯薄膜基材上，通过棱台辊挤压，UV光源定型固化和热固化得到2500#研磨耗材。
进一步地，600#研磨耗材配套机械研磨设备在压力F=10N、转数r=5500r/min,时间t=60s。
进一步地，2500#研磨耗材配套机械研磨设备在压力F=10N、转数r=5500r/min,时间t=60s。
本发明的有益效果：
1.本发明通过配套机械研磨设备，在低压力高转数条件下，打磨钛合金手机中框，中框经过粗磨-细磨工艺之后总去除率高，粗糙度低；
2.本发明在低压力高转速条件下，棱台结果的研磨耗材打磨钛合金效果一致性好；
3.本发明通过设计小的网墙间隙，既可以排屑带走热量，又不会对工件造成重研磨痕；
4.本发明在完成研磨后配方体系寿命长，可以达到30次左右；
5.本发明所述的研磨耗材是配套机械设备打磨钛合金中框，中框工件在CNC之后，机械设备配套该套耗材经过1500#粗磨-2500#细磨-3000#抛光-5000#抛光达到所需要研磨效果。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一款适合高转速低压力打磨的研磨耗材的制备方法中模具的结构示意图；
图2为本发明一款适合高转速低压力打磨的研磨耗材中消耗同等高度的涂层研磨区域的变化示意图；
图3为本发明一款适合高转速低压力打磨的研磨耗材中消耗同等高度的涂层研磨区域的变化示意图；
图4为本发明一款适合高转速低压力打磨的研磨耗材中消耗同等高度的涂层研磨区域的变化示意图；
图5为本发明一款适合高转速低压力打磨的研磨耗材中消耗同等高度的涂层研磨区域的变化示意图。
图6为本发明一款适合高转速低压力打磨的研磨耗材中研磨耗材的生产示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
本发明中，请参阅图1，本发明先设计一款棱台状的结构模具（如图1所示），该形状的底边长度b1=1.3-1.8mm，高度h=0.45-0.55mm，脱模角度α=80-86°，网墙间隙c1=0-0.2mm。该形状的打破原来的金字塔结构（如3m专利5152917），用金字塔结构得到的研磨耗材在高转速条件下，涂层消耗的快，横截面积变化的快，导致压强变化大，研磨出来的工件效果差异比较大；而用这种棱台结构得到的研磨耗材随着涂层的消耗，横截面积差异很小，研磨压强在一个很小的范围内波动，研磨出来的中框工件效果一致性很好。
示例1：机械设备设定压力F=10N、转数r=5500r/min,时间t=60s，配套研磨耗材1500#金字塔（具体如图2）和棱台形状（具体如图3）的研磨砂纸；在上述条件下，涂层都消耗h1=0.1mm，图2为金字塔形状、图3为新设计的棱台形状，模块消耗同等的高度h1的时候，图4和图5阴影部分是磨块研磨区域的变化，消耗相同厚度的涂层，接触面积和压强的变化，具体的变化数据如下表所示：
从上表可以看出当涂层消耗相同的高度h1，金字塔的研磨耗材压强变化巨大，而棱台结构的研磨耗材变化不大，所以本发明设计开发棱台结构的模具。
2）本发明再配套上述棱台结构设计合适的配方体系得到打磨钛合金的研磨耗材
如图6，一款适合高转速低压力打磨的研磨耗材的制备方法，在进行制备时具体制备方法如下：
步骤S1：20-30%的热固性粉末树脂、20-30%的不饱和的单体、60-70%的陶瓷氧化铝磨料、1-2%的光引发剂、1-3%的表面活性剂按比例混合加入容器里；
步骤S2：避光高搅，形成高剪切粘度的浆料，然后通过狭缝式挤压涂布方式将浆料涂敷在基材上；
步骤S3：与棱台结构的凹辊相接触，经压辊挤压，在UV光源下定型固化；
步骤S4：经过烘干道加短波红外进一步热老化，得到棱台状的研磨耗材。
本发明所述的热固性粉末树脂为环氧粉末树脂、聚酯粉末树脂、聚丙烯酸粉末树脂、聚氨酯粉末树脂的一种或几种混合；陶瓷氧化铝磨料的目数范围是400#-3000#；单体为月桂酸丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、四氢呋喃丙烯酸酯己二醇二丙烯酸酯的一种或几种混合；光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦；表面活性剂为陶氏的15-S-5、15-S-12、15-S-15的一种或几种混合。
在本发明中，示例2：
环氧树脂粉末涂料：200g（帝斯曼的Uralac P3170）
季戊四醇三丙烯酸酯（PETA）：200g（沙多玛）
600#陶瓷氧化铝磨料：550g（江苏瑞克尔JIS600#）
2500#陶瓷氧化铝磨料:100g（江苏瑞克尔JIS2500#）
引发剂TPO: 2g(巴斯夫)
表面活性剂:15-S-15 12g（陶氏化学）
对600#研磨耗材具体配料工艺如下：
a）先将 2g(引发剂TPO加入季戊四醇三丙烯酸酯充分溶解，再把表面活性剂15-S-15加入其中，得到均匀的树脂液；
b）之后把550g600#陶瓷氧化铝磨料、100g2500#陶瓷氧化铝磨料、200g环氧树脂粉末涂料混合均匀；
c）把a)混好的树脂液喷洒在混合好的b），边喷洒边搅拌充分润湿混合均匀，得到高粘度的浆料，浆料温度控制再30-40°，粘度控制在25000-35000Pc.s；
d）之后把浆料通过狭缝转移到聚酯薄膜基材上，通过棱台辊挤压，UV光源定型固化和热固化得到600#研磨耗材；
示例3：按照示例2的配料工艺配料和实现
环氧树脂粉末涂料:100g（帝斯曼的Uralac P3170）
四氢呋喃丙烯酸酯（THFA）:300g（沙多玛）
2500#陶瓷氧化铝磨料:650g（江苏瑞克尔JIS2500#）
引发剂TPO: 3g(巴斯夫)
表面活性剂15-S-15: 18g（陶氏化学）
对2500#研磨耗材具体配料工艺如下：
a）先将3g引发剂TPO加入季戊四醇三丙烯酸酯充分溶解，再把表面活性剂15-S-15加入其中，得到均匀的树脂液；
b）之后把650g2500#陶瓷氧化铝磨料、300g四氢呋喃丙烯酸酯、100g环氧树脂粉末涂料混合均匀；
c）把a)混好的树脂液喷洒在混合好的b），边喷洒边搅拌充分润湿混合均匀，得到高粘度的浆料，浆料温度控制再30-40°，粘度控制在25000-35000Pc.s；
d）之后把浆料通过狭缝转移到聚酯薄膜基材上，通过棱台辊挤压，UV光源定型固化和热固化得到2500#研磨耗材。
示例2和示例3分别得到的600#和2500#研磨耗材配套机械研磨设备在压力F=10N、转数r=5500r/min,时间t=60s，研磨效果如下：
从上表测试数据可以看出可以满足打磨钛合金的需求。
本发明中，在对研磨耗材进行制备时，首先20-30%的热固性粉末树脂、20-30%的不饱和的单体、60-70%的陶瓷氧化铝磨料、1-2%的光引发剂、1-3%的表面活性剂按比例混合加入容器里；避光高搅，形成高剪切粘度的浆料，然后通过狭缝式挤压涂布方式将浆料涂敷在基材上；随后与棱台结构的凹辊相接触，经压辊挤压，在UV光源下定型固化；最后经过烘干道加短波红外进一步热老化，得到棱台状的研磨耗材。
上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置，如存在权重系数和比例系数，其设置的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个具体的数值，便于后续比较，关于权重系数和比例系数的大小，只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可。
在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质上实施的计算机程序产品的形式。
以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一款适合高转速低压力打磨的研磨耗材的制备方法，其特征在于，在进行制备时具体制备方法如下：
步骤S1：20-30%的热固性粉末树脂、20-30%的不饱和的单体、60-70%的陶瓷氧化铝磨料、1-2%的光引发剂、1-3%的表面活性剂按比例混合加入容器里；
步骤S2：避光高搅，形成高剪切粘度的浆料，然后通过狭缝式挤压涂布方式将浆料涂敷在基材上；
步骤S3：与棱台结构的凹辊相接触，经压辊挤压，在UV光源下定型固化；
步骤S4：经过烘干道加短波红外进一步热老化，得到棱台状的研磨耗材。
2.根据权利要求1所述的一款适合高转速低压力打磨的研磨耗材的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，热固性粉末树脂为环氧粉末树脂、聚酯粉末树脂、聚丙烯酸粉末树脂、聚氨酯粉末树脂的一种或几种混合；陶瓷氧化铝磨料的目数范围是400#-3000#；单体为月桂酸丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、四氢呋喃丙烯酸酯己二醇二丙烯酸酯的一种或几种混合；光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦；表面活性剂为陶氏的15-S-5、15-S-12、15-S-15的一种或几种混合。
3.根据权利要求2所述的一款适合高转速低压力打磨的研磨耗材的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，对600#研磨耗材具体配料工艺如下：
a）先将 2g(引发剂TPO加入季戊四醇三丙烯酸酯充分溶解，再把表面活性剂15-S-15加入其中，得到均匀的树脂液；
b）之后把550g600#陶瓷氧化铝磨料、100g2500#陶瓷氧化铝磨料、200g环氧树脂粉末涂料混合均匀；
c）把a)混好的树脂液喷洒在混合好的b），边喷洒边搅拌充分润湿混合均匀，得到高粘度的浆料，浆料温度控制再30-40°，粘度控制在25000-35000Pc.s；
d）之后把浆料通过狭缝转移到聚酯薄膜基材上，通过棱台辊挤压，UV光源定型固化和热固化得到600#研磨耗材。
4.根据权利要求3所述的一款适合高转速低压力打磨的研磨耗材的制备方法，其特征在于，所述所述步骤S4中，对2500#研磨耗材具体配料工艺如下：
a）先将3g引发剂TPO加入季戊四醇三丙烯酸酯充分溶解，再把表面活性剂15-S-15加入其中，得到均匀的树脂液；
b）之后把650g2500#陶瓷氧化铝磨料、300g四氢呋喃丙烯酸酯、100g环氧树脂粉末涂料混合均匀；
c）把a)混好的树脂液喷洒在混合好的b），边喷洒边搅拌充分润湿混合均匀，得到高粘度的浆料，浆料温度控制再30-40°，粘度控制在25000-35000Pc.s；
d）之后把浆料通过狭缝转移到聚酯薄膜基材上，通过棱台辊挤压，UV光源定型固化和热固化得到2500#研磨耗材。
5.根据权利要求3所述的一款适合高转速低压力打磨的研磨耗材的制备方法，其特征在于，600#研磨耗材配套机械研磨设备在压力F=10N、转数r=5500r/min,时间t=60s。
6.根据权利要求4所述的一款适合高转速低压力打磨的研磨耗材的制备方法，其特征在于，2500#研磨耗材配套机械研磨设备在压力F=10N、转数r=5500r/min,时间t=60s。
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