本发明涉及光学镜片加工模具制造
技术领域：
，具体涉及一种金刚石筒形砂轮及其配方。
背景技术：
：以金刚石磨料为原料，分别用金属粉、树脂粉、陶瓷作结合剂，制成的中央有通孔的圆形固结磨具称作金刚石砂轮(合金砂轮)。在光学镜片的加工过程中，通常用到很多的砂轮，包括磨边的砥石轮，抛光轮，球型面磨轮，精磨片，筒型砂轮等都是用于加工镜片的，不同的工艺步骤使用到不同的砂轮来进行，并且要求也不尽相同。筒形砂轮具有磨削快、稳定性高、性能优越等特点而被广泛使用，但是，现有的烧结型筒型砂轮大多容易收缩变形，而且难以休整。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种金刚石筒形砂轮及其配方，解决现有的烧结型筒型砂轮大多容易收缩变形，而且难以休整的问题。为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：一种金刚石筒形砂轮、配方及其加工工艺，筒型砂轮包括结合剂层，过渡层、和石墨层，还包括以下加工业步骤：生产准备—配料—称量—混料—装模—热压烧结—机械加工；生产准备中步骤包括以下几个步骤：a、清洁工作台面及生产相关的物品，每次生产前要认真清洁工作台面及与生产有关的所有物品，避免因粒度不同而互相污染，影响产品质量；b、准备模具，根据订单产品规格选用匹配的模具，并检查模具有无破损、尺寸是否正确；c、将芯模与下压模装入模腔内，下压模与模腔配合看是否紧密，防止漏料，芯模要与模腔同心；配料步骤中，根据订单品种要求按配方计算各种原料用量；筒型砂轮的配方至少包括金刚石单晶以及以下原料中的一种或多种：铜粉、铁粉、镍粉、锡粉、铅粉、钴粉、树脂粉、液体石蜡、石墨粉、硬脂酸锌；配料时，将原料分成四个部分，分别为金刚石单晶，结合剂，过渡层和石墨层；所述结合剂包括以下原料的一种或是多种：铜粉、铁粉、锡粉、镍粉、铅粉、钴粉、硬脂酸锌；所述过渡层层包括以下原料的一种或是多种：铜粉、铁粉、锡粉、镍粉、硬脂酸锌；称量步骤中，根据所要生产的筒形砂轮的规格，计算出每个筒形砂轮所需要金刚石单晶、结合剂层，过渡层、和石墨层的重量；混料步骤中，先将结合剂混合，在将结合剂与金刚石单晶混合，在加入树脂粉，再次进行混合，然后在加入液体石蜡混匀备用；装模步骤中，依次将混合后的结合剂、过渡层和石墨层加入到模具内压紧并取出备用；热压烧结步骤中，将压紧的模型送至热压烧结设备中进行煅烧；机械加工步骤中，把烧结好的筒形砂轮按图纸要求装配在磨轮基体上，然后通过焊接把磨轮固定在磨轮基体上，再通过外圆磨床、电火花修整外形，保证磨轮的外观尺寸及跳动，符合图纸要求。进一步的，在配料步骤中，先确定砂轮的规格型号，再根据规格型号确定金刚石的浓度、对应的结合剂及其浓度和石墨粉具体如下：在生产中，先根据砂轮的规格型号确定此规格中金刚石浓度的浓度，然后再进行选择。进一步的，在称量步骤中，结合剂层中各配料的含量为如下：所述液体石蜡的含量为金刚石单晶和结合剂总量的3％-8％，所述树脂粉的含量为金刚石单晶和结合剂总量的2％-8％。进一步的，在过渡层中，具体的配比如下：铜粉铁粉锡粉镍粉硬脂酸锌50％-100％0％-20％0％-15％0％-10％0％-5％进一步的，在混料步骤中，用100克托盘天平分类称好所需原料，先将结合剂层，过渡层分别放入200毫升研钵中研匀，将金刚石单晶和合剂层装入混料瓶在球磨机上混3个小时，滴入液体石蜡再混1小时备用。当生产的是树脂型砂轮时，加入金刚石单晶的同时加入树脂粉混在机械能混料，将过渡层在球磨机上混3个小时，滴入液体石蜡再混1小时备用。进一步的，在混料步骤中，混料瓶应标明所装料的粒度、配方、编号每个混料瓶结合剂重量不超过400克，配料顺序由细粒度转到粗粒度，不同粒度的混料瓶不能混用，同种粒度但配方不同时需把瓶中原剩料腾出再装入新配好的料。进一步的，在装模步骤中，将称重后的结合剂装入每个模腔内，要确保每个模腔内的装料量一致，装好料后，用塑料棒均匀敲打模腔，将模腔内的结合剂振平、振实，并用上压模将模腔内的结合剂压平、压紧，b、结合剂装好以后，将过渡层粉末装入模腔内，并用塑料棒均匀敲打模腔，将过渡层料振平，并用上压模将过渡层料压平，c、将石墨粉均匀装入模腔内脱模，轻轻振平，用上压模压平，并将上压模装入模腔内，d、将模腔放在液压千斤顶的中心，用千斤顶将上压模压平、压紧。进一步的，所述热压烧结步骤中，a、烧结前，先启动冷却循环水系统，并认真检查冷却水循环是否正常；b、在确认冷却水循环正常后，开启热压烧结机电源开关，待热压烧结机各系统运行正常，显示屏显示正常工作画面后，方可进行烧结操作；c、将所要烧结的模腔放在烧结机小模块的中心，并将上模块放在模腔上，并保证上模块、模腔与烧结机的上、下压头同心；d、调整红外测温点的位置，确保测温点在模腔的中心线上，并能始终测量到要烧结筒形砂轮的温度；e、启动真空热压烧结机的开关，待真空罩闭合后，将调功旋钮调到所需位置，烧结机将按所选烧结工艺，自动烧结；f、烧结结束后，下真空罩自动回程取出上模块和模腔使其自然冷却；g、将冷却后的筒形砂轮从模腔内取出，并用脱模器将芯模脱出,h、检验脱模后的筒形砂轮，在尺寸、外观合格后，装入自封袋内，并贴上标签，写明客户名称、筒形砂轮规格、粒度、数量、生产日期。进一步的，在热压烧结步骤中，热压烧结是处理配方外最重要的步骤，需要特别注意烧结的时间、温度与压力，具体的，将热压烧结分为六至八段，烧结时间为：1000s—1700s,烧结温度为：399℃—800℃，烧结压力为：9kn—45kn。本方案具体提供以下几种方案：方案a一段二段三段四段五段六段七段八段时间s30s1:101:102:101:306:005:003:20温度℃399-409409-455455-520520-600600-650650-800800-800800-400压力kn9999-1515-2020-454545-9方案b一段二段三段四段五段六段七段八段时间s301:101:202:102:007:005:003:50温度℃399-409409-455455-520520-600600-650650-750750-750750-400压力kn999-1515-2020-2525-404040-9方案c一段二段三段四段五段六段七段时间s301:102:303:303:006:002:30温度℃399-409409-455455-545545-650650-700700-700700-400压力kn10101010-2020-353535-10进一步的，所述铜粉为电解铜粉、所述铁粉为还原铁粉、所述镍粉为还原镍粉或电解镍粉、所述金刚石单晶为人造金刚石单晶。进一步的，所述铜粉、铁粉、镍粉、锡粉、铅粉、钴粉的规格为300目，树脂粉的规格为618p，人造金刚石单规格为mbd4，液体石蜡规格为化学纯，石墨规格为工业纯，硬脂酸锌规格为化学纯。与现有技术相比，本发明的有益效果是：本方案能够有效的解决现有的烧结型筒型砂轮大多容易收缩变形，而且难以休整的问题，而且，通过本申请配比所烧结出的砂轮，耐磨性能好、稳定性高、性能优越。具体实施方式:为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本申请提供了了一种金刚石筒形砂轮，包括其结构，配方及加工工艺。具体的，本申请所提供的金刚石筒形砂轮主要包括结合剂层，过渡层、和石墨层，其中，结合剂层主要是与金刚石相结合而使用的层结构，而过渡层则是砂轮在成型后其与其他设备所结合所属的层，而石墨层则是在加工过程中起到脱模作用的层。这些层按照一定顺序方式结合后通过烧结得到成品金刚石筒形砂轮。在本申请中所提供的一种具体的配方是，金刚石筒形砂轮整体的原料包括了金刚石单晶以及以下原料：铜粉、铁粉、镍粉、锡粉、铅粉、钴粉、树脂粉、液体石蜡、石墨粉、硬脂酸锌结合而成，将这些材料按层结构具体分为结合剂，过渡层，其中，结合剂包括以下原料：铜粉、铁粉、锡粉、镍粉、铅粉、钴粉、硬脂酸锌；过渡层包括以下原料：铜粉、铁粉、锡粉、镍粉、硬脂酸锌。在生产的过程中，以以下的生产工艺步骤进行：生产准备—配料—称量—混料—装模—热压烧结—机械加工；其中，生产准备中步骤中:a、清洁工作台面及生产相关的物品，每次生产前要认真清洁工作台面及与生产有关的所有物品，避免因粒度不同而互相污染，影响产品质量；b、准备模具，根据订单产品规格选用匹配的模具，并检查模具有无破损、尺寸是否正确；c、将芯模与下压模装入模腔内，下压模与模腔配合看是否紧密，防止漏料，芯模要与模腔同心。配料步骤中，根据订单品种要求按配方计算各种原料用量；然后根据具体的规格型号进行配比，具体的，结合剂具体是结合金刚石使用，根据砂轮的大小又可分为不同的结合剂，本实施例具体提供以下四种结合剂：以上这些是金属型的砂轮，当生产的是树脂型的砂轮时，在上述的配比中加入一定量的树脂粉形成树脂砂轮。金属轮利用了个金属本身的特性，比如，比较有代表性的是钴，钴的物理、化学性质决定了它是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的重要原料，钴作为粉末冶金中的粘结剂能保证硬质合金有一定的韧性，本结合剂中利用钴粉的物理化学性质最终提升砂轮的耐磨耐热和防腐，同时也保证了合金的韧性而不会太脆。同样的，镍的抗腐蚀性佳，既将他用作催化剂，也用于提升合金的抗腐蚀性，铅具有优良的耐酸、碱腐蚀性能，锡的熔点较低，可塑性强，则用来作为调节使用，硬脂酸锌用作热稳定剂、润滑剂。最终通过不同量的配比结合金刚石使得最终成型的砂轮性能优越。在本申请中，先确定砂轮的规格型号，再根据规格型号确定金刚石的浓度、对应的结合剂及其浓度和石墨粉具体如下：砂轮直径(mm)金刚石浓度％结合剂结合剂浓度％+过度层浓度％石墨层浓度％φ5—φ1415方案四861φ15—φ2010方案四891φ21—φ2510方案三891φ26—φ308方案三911φ31—φ406方案二931φ41—φ507方案二921φ55以上6方案一931在这其中，结合剂浓度％+过度层浓度％的一种方案是：结合剂浓度100％，过度层浓度0％，另一种方案是：结合剂浓度30％，过度层浓度70％，另一种方案是：结合剂浓度50％，过度层浓度50％。在本生产中，先根据砂轮的规格型号驱确定此规格中金刚石浓度的你哦浓度，然后根据所要生产的筒形砂轮的数量在计算出所用结合剂和金刚石的重量，例如：生产粒度为270/325h＝8+3.5(h为磨轮环总高,8为磨层高,3.5为过渡层)的磨轮20件，如：磨轮2.7克/个，20个总重54克，即需54克料，取金刚石粉含量为16％则结合剂和过度层的含量和为100％-16％-1％＝83％，而这80％的结合剂和过度层总和，其中，结合剂浓度又可根据磨层高来确定，如本实施例中，8为磨层高,3.5为过渡层，其比值为8:3.5，那么，结合剂的浓度为69.57％，而过度层浓度则为100％-69.57％＝30.43％。本方案中，一种极端的方案是，过渡层与结合剂都使用结合剂，如此，就不在需要过度层，整个为一整体。通过计算，结合剂总量：54×83％×69.57％＝31.18克，过度层总量：54×83％×30.43＝13.64克，而金刚石粉总量：54×16％＝8.64克。在本实施例中，过度层是与其他结构接触的层结构，具体的配比如下：方案铜粉铁粉锡粉镍粉硬脂酸锌a100％0000b70％20％010％0c50％2015％10％5％在配比中，一种极端的做法是将过度层中所有的原料全部用铜粉来替代，具体的根据客户的要求来生产。在各配比以及原料全部确定后，用100克托盘天平分类称好所需原料，先将结合剂层，过渡层分别放入200毫升研钵中研匀，在将金刚石单晶和合剂层装入混料瓶在球磨机上混3个小时，在添加滴入液体石蜡再混1小时备用，当生产的是树脂型砂轮时，加入金刚石单晶的同时加入树脂粉混在机械能混料，在添加滴入液体石蜡再混1小时备用，将过渡层在球磨机上混3个小时，在加入树脂粉混1小时，滴入液体石蜡再混1小时备用。需要注意的是，在混料步骤中，混料瓶应标明所装料的粒度、配方、编号每个混料瓶结合剂重量不超过400克，配料顺序由细粒度转到粗粒度，不同粒度的混料瓶不能混用，同种粒度但配方不同时需把瓶中原剩料腾出再装入新配好的料。结合剂方案二、三、四中混料前，所用的铁、镍、钴必须用氢气还原，还原温度为500℃，还原时间不少于45分钟。在装模步骤中，a、将称重后的结合剂装入每个模腔内，要确保每个模腔内的装料量一致，装好料后，用塑料棒均匀敲打模腔，将模腔内的结合剂振平、振实，并用上压模将模腔内的结合剂压平、压紧；b、结合剂装好以后，将过渡层粉末装入模腔内，并用塑料棒均匀敲打模腔，将过渡层料振平，并用上压模将过渡层料压平；c、将石墨粉均匀装入模腔内脱模，轻轻振平，用上压模压平，并将上压模装入模腔内；d、将模腔放在液压千斤顶的中心，用千斤顶将上压模压平、压紧。砂轮被压紧后，还需要经过烧结才能成型，在烧结的过程中，使用热压烧结来完成烧结，可按照以下步骤进行：a、烧结前，先启动冷却循环水系统，并认真检查冷却水循环是否正常；b、在确认冷却水循环正常后，开启热压烧结机电源开关，待热压烧结机各系统运行正常，显示屏显示正常工作画面后，方可进行烧结操作；c、将所要烧结的模腔放在烧结机小模块的中心，并将上模块放在模腔上，并保证上模块、模腔与烧结机的上、下压头同心；d、调整红外测温点的位置，确保测温点在模腔的中心线上，并能始终测量到要烧结筒形砂轮的温度；e、启动真空热压烧结机的开关，待真空罩闭合后，将调功旋钮调到所需位置，烧结机将按所选烧结工艺，自动烧结；f、烧结结束后，下真空罩自动回程取出上模块和模腔使其自然冷却,g、将冷却后的筒形砂轮从模腔内取出，并用脱模器将芯模脱出；h、检验脱模后的筒形砂轮，在尺寸、外观合格后，装入自封袋内，并贴上标签，写明客户名称、筒形砂轮规格、粒度、数量、生产日期。热压烧结是处理配方外最重要的步骤，需要特别注意烧结的时间、温度与压力，具体的，将热压烧结分为六至八段，本方案具体划提供一下三种方案：方案a一段二段三段四段五段六段七段八段时间s30s1:101:102:101:306:005:003:20温度℃399409455520600650800400压力kn999121540459方案b一段二段三段四段五段六段七段八段时间s301:101:202:102:007:005:003:50温度℃409455520600650750750400压力kn9994182535409方案c一段二段三段四段五段六段七段时间s301:102:303:303:006:002:30温度℃400420500600650700400压力kn10101015303510热压烧结后，根据需需要进行机械加工：把烧结好的筒形砂轮按客户要求装配在磨轮基体上，然后通过焊接把磨轮固定在磨轮基体上，再通过外圆磨床、电火花修整外形，保证磨轮的外观尺寸及跳动，符合客户要求。然后对磨轮外观进行修饰(如喷砂、电镀镍层等)以上步骤完成后应在基体上标刻产品规格标识并涂防锈油，然后包装入库。需要注意的是：(1)配接前要按客户要求检查基体尺寸是否正确；(2)磨轮环内孔与基体配接部位差距应保证在0.02毫米以内,并且保证磨轮基体跳动在0.05毫米以内；(3)电火花整形保证磨轮跳动在0.05毫米以内；(4)基体喷砂、电镀必须均匀无锈斑，标识必须清楚无歪斜，包装盒上标识应清楚整齐，并且内外标识应一致，包装盒无油迹。在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、“优选实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。当前第1页12