金剛石復(fù)合片專用研拋液及其制備方法
【專利摘要】金剛石復(fù)合片專用研拋液及其制備方法，屬于精密超精密研拋領(lǐng)域。針對普通拋光液不能滿足金剛石復(fù)合片等超硬材料超精密鏡面加工而開發(fā)的一種專用研拋液。研拋液是通過磨料、溶劑和添加劑按一定的體積比：5％的光亮劑、5％的金剛石微粉、10％的凡士林、20％的混合脂、60％的煤油配制而成；該研拋液加工后的金剛石復(fù)合片工件表面質(zhì)量均勻，無研拋缺陷，可達(dá)鏡面拋光效果。同時，該研拋液還可以在加工過程中起到冷卻、潤滑，吸附和清洗的作用，也可以用于類似超硬材料的鏡面研拋加工，操作簡單，效率高，成本低，無污染。
【專利說明】金剛石復(fù)合片專用研拋液及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于精密超精密研拋【技術(shù)領(lǐng)域】，主要針對金剛石復(fù)合片等類似超硬材料研 發(fā)的專用研拋液，以滿足對其進(jìn)行精密/超精密加工要求。

【背景技術(shù)】
[0002] 金剛石復(fù)合片是采用金剛石微粉與硬質(zhì)合金基片在超高壓高溫條件下燒結(jié)而成， 既具有很高的硬度、耐磨性和熱穩(wěn)定性，又具有高的強度與抗沖擊韌性，是制造切削刀具、 鉆井鉆頭及其他耐磨工具的理想材料，被廣泛應(yīng)用于石油化工、地質(zhì)勘探、航空航天、醫(yī)療 和機械加工工具等領(lǐng)域，具有重要的商業(yè)和軍事應(yīng)用價值。但是，正是由于它的一系列優(yōu) 點，使金剛石復(fù)合片的加工難度增高，滿足不了國內(nèi)對它精密加工要求。針對這一特點，我 們在ELID磨削的基礎(chǔ)上采用專用研拋液對其進(jìn)行精密研拋，研磨時，不像傳統(tǒng)的研磨，在 加工中另行添加磨料，本發(fā)明的專用研拋液可以直接使用，在加工過程中，不需要再添加其 他磨料和添加劑，操作簡單，效率高、成本低、無污染，同時，工件加工后，無研拋缺陷，表面 質(zhì)量好。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于針對金剛石復(fù)合片的超硬特性，普通加工方法加工不了，達(dá)不 到應(yīng)用需求的情況，現(xiàn)有的普通研拋液對金剛石復(fù)合片，加工表面容易產(chǎn)生缺陷，有研拋紋 路，難以達(dá)到鏡面研拋效果等問題，提供一種金剛石復(fù)合片專用研拋液，在研拋過程中，容 易研拋，不產(chǎn)生研拋紋路，可以得到鏡面研拋效果。使用時，只需將配置好的專用研拋液添 加在研拋墊上，放置工件進(jìn)行加工即可，操作簡單，效率高，成本低，無污染。
[0004] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案為金剛石復(fù)合片專用研拋液，該研拋液由磨料、溶劑、添加 劑三部分組成。磨料由粒徑為0.5?1.5μπι的金剛石微粉，溶劑為煤油。研拋液是通過磨 料、溶劑和添加劑按一定的體積比：5%的光亮劑、5%的磨料、10%凡士林、20%的混合脂、 60%的煤油配制而成，在精密超精密研拋過成中起到潤滑、冷卻、吸附、清洗和工件表面成 膜的作用，以獲得最佳的研拋效果。
[0005] 其中研拋液添加劑的各成分百分比為：
[0006] 添加劑是由30%凡士林、30%硬脂酸顆粒（C17H35COOH)、20%植物油、20%錠子油。
[0007] 上述的金剛石復(fù)合片專用研拋液的制備方法，具體步驟如下：
[0008] ①將粒徑為0. 5?1. 5 μ--的金剛石微粉按4:5的體積比加到熔化的凡士林中，攪 拌均勻。
[0009] ②在①中加入60%的煤油，攪拌混合均勻，冷卻至室溫備用。
[0010] ③將硬脂酸顆粒（C17H35COOH)、植物油、錠子油按照一定的體積比，加入到干凈的 容器中，再加入一定的光亮劑，攪拌均勻，密封儲存。
[0011] ④將上述②和③得到的溶液混合攪拌均勻，得到金剛石復(fù)合片專用研拋液。
[0012] 本發(fā)明的專用研拋液還具有以下特點：
[0013] (1)與傳統(tǒng)的研拋液不同，屬于含有超硬磨料的研拋混合劑，研拋時可以直接使用， 不用另加磨料；
[0014] ⑵本發(fā)明的專用研拋液在一定的壓力和轉(zhuǎn)速等條件下，可以對金剛石復(fù)合片類超 硬材料進(jìn)行直接拋光，使用過程中效率高、成本低、無污染；
[0015] ⑶添加光亮劑可以有效提高加工表面的光潔度；
[0016] ⑷金剛石復(fù)合片容易研拋，無研拋缺陷，加工表面質(zhì)量好。該研拋液高效、方便、無 污染、不腐蝕工件，能夠有效提高加工表面質(zhì)量和加工效率，同時還可以在加工過程中起到 冷卻、潤滑、吸附和清洗的作用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1為專用研拋液加工效果。
[0018] 圖2為常規(guī)研拋液加工效果。
[0019] 圖3為專用研拋液粗糙度測量結(jié)果。
[0020] 圖4為常規(guī)研拋液粗糙度測量結(jié)果。
[0021] 圖5為專用研拋液加工形貌。
[0022] 圖6為常規(guī)研拋液加工形貌。

【具體實施方式】
[0023] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合具體實例來驗證專用研 拋液的研拋效果，并與傳統(tǒng)的研拋液進(jìn)行對比實驗突出本發(fā)明的優(yōu)越性。
[0024] 實例一
[0025] ⑴實施條件
[0026] 實驗設(shè)備：BDE-IB變頻調(diào)速光學(xué)二軸研磨研拋機，北京時代表面粗糙度測量儀 TR300,圖像采集顯微鏡+松下WV-CP460, S-3400N II型掃描電子顯微鏡；
[0027] 研拋條件：環(huán)境溫度為室溫，專用金剛石研拋液，金剛石復(fù)合片工件，專用絲綢研 拋墊；
[0028] 研拋參數(shù)為：研拋盤轉(zhuǎn)速80?180r/min，研拋壓力0. 4?0. 7KN/cm2,研拋偏心距 35mm，頻率16_20Hz，研拋時間40?60min〇
[0029] ⑵專用研拋液的配制
[0030] 按體積比為：5%的光亮劑、5%的磨料、10%的凡士林、20%的混合脂、60%的煤油 配制而成。
[0031] 專用研拋液的制備方法，具體步驟如下：
[0032] ①將粒徑為0. 5?1. 5 μπι的金剛石微粉按4:5的體積比加到熔化的凡士林中，攪 拌均勻。
[0033] ②在①中加入60%的煤油，攪拌混合均勻，冷卻至室溫備用。③將30%凡士林、 30%硬脂酸顆粒（C 17H35COOH)、20 %植物油、20%錠子油加入到干凈的容器中，攪拌均勾，再 加入5 %光亮劑攪拌均勻，密封儲存。
[0034] ④將上述②和③得到的溶液混合攪拌均勻，得到金剛石復(fù)合片專用研拋液。
[0035] 本實例研拋后可得到粗糙度Ra為0. 019 μ m的加工表面，加工效果和粗糙度測量 結(jié)果分別如附圖1和圖3所示。
[0036] 實例二
[0037] 研拋效果對比實驗
[0038] ⑴實施條件
[0039] 實驗設(shè)備：BDE-IB變頻調(diào)速光學(xué)二軸研磨研拋機，北京時代表面粗糙度測量儀 TR300,圖像采集顯微鏡+松下WV-CP460, S-3400N II型掃描電子顯微鏡；
[0040] 研拋條件：環(huán)境溫度為室溫，專用金剛石研拋液，金剛石復(fù)合片工件，專用絲綢研 拋墊；
[0041] 研拋參數(shù)為：研拋盤轉(zhuǎn)速80?180r/min，研拋壓力0. 4?0. 7KN/cm2,研拋偏心距 35mm，頻率16_20Hz，研拋時間40?60min〇
[0042] ⑵常用研拋液的配制
[0043] 研磨液的配制比為：粒度為Wl的金剛石磨料（磨粒直徑1 μ m?1. 5 μ m)與工業(yè) 豬油均勻攪拌混合后，按體積比加入60%的煤油，再加入少量機床潤滑油和少量的植物油。
[0044] 配制方法：
[0045] ①粒度為Wl的金剛石磨料（磨粒直徑Ιμπι?1.5μηι)按4:5的體積比加到恪化 的豬油中，攪拌均勻。
[0046] ②按體積比加入60%的煤油到上述混合溶液中攪拌至全部溶解。
[0047] ③將一定量的植物油和機床潤滑油倒入干凈的容器中攪拌至均勻。
[0048] ④將②和③得到的溶液混合攪拌均勻，降溫至室溫。
[0049] ⑶專用研拋液的配制如實例一
[0050] 研拋結(jié)果分析：
[0051] 利用上述實施條件下的常規(guī)拋光液和本發(fā)明的專用金剛石復(fù)合片研拋液進(jìn)行 加工實驗，在相同的條件下：即，研拋盤轉(zhuǎn)速160r/min，研拋壓力0. 6KN/cm2,研拋偏心距 35mm，頻率16Hz，加工約1小時后，對對工件進(jìn)行觀測和測量后得到的如圖1、圖2所示加工 效果，表面粗糙度測量結(jié)果分別如圖3和圖4所示，表面形貌分別如圖5和圖6所示。從圖 中可以看出，加工的效果明顯的圖1要比圖2效果更好，圖1可以達(dá)到鏡面效果，而圖2效 果不明顯，基本變化不大，仍存在磨削紋路。另外從粗糙度測量結(jié)果和表面形貌可以看出， 相對于傳統(tǒng)拋光液可以看出，專用研拋液研拋后，表面粗糙度可以達(dá)到19nm，而傳統(tǒng)的要到 100多納米，效果明顯。從表面形貌可以看出，拋光后的工件基本沒有拋光缺陷，表面質(zhì)量較 好。因此，本實施例的結(jié)果說明在本發(fā)明研拋液下經(jīng)過研拋加工后，工件表面質(zhì)量均勻、精 度高。如表1所示的研拋效果對比。
[0052] 表1研拋效果對比
[0053]

【權(quán)利要求】
1. 一種金剛石復(fù)合片專用研拋液，其特征在于：該研拋液由磨料、溶劑、添加劑三部分 組成；磨料由粒徑為0. 5?1. 5 y m的金剛石微粉，溶劑為煤油；研拋液是通過磨料、溶劑和 添加劑按一定的體積比：5%的光亮劑、5%的磨料、10%凡士林、20%的混合脂、60%的煤油 配制而成； 其中研拋液添加劑的各成分百分比為， 添加劑是由30 %凡士林、30 %硬脂酸顆粒、20 %植物油、20 %錠子油。
2. -種金剛石復(fù)合片專用研拋液的制備方法，其特征在于：該研拋液具體制備步驟如 下， ① 將粒徑為0. 5?1. 5 y m的金剛石微粉按4:5的體積比加到熔化的凡士林中，攪拌均 勻； ② 在①中加入60%的煤油，攪拌混合均勻，冷卻至室溫備用； ③ 將硬脂酸顆粒、植物油、錠子油按照一定的體積比，加入到干凈的容器中，再加入一 定的光亮劑，攪拌均勻，密封儲存； ④ 將上述②和③得到的溶液混合攪拌均勻，得到金剛石復(fù)合片專用研拋液。
【文檔編號】C09G1/02GK104497886SQ201410770783
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月11日
【發(fā)明者】關(guān)佳亮, 陳玲, 張孝輝, 劉益嘉, 朱磊 申請人:北京工業(yè)大學(xué)