本发明涉及研磨抛光技术领域，尤其涉及一种研磨抛光玻璃用复合磨料及其制备方法。
背景技术：
玻璃的加工主要采用切割、研磨和抛光三种，研磨和抛光使用的技术都是基于硬质磨料或软质磨料与玻璃发生三体或二体加工的形式去除表面材料，硬质磨料如金刚石、碳化硅或氧化铝，具有高硬度、高强度和高耐磨性等诸多优异的物理特性，在去除加工的过程中有很高的材料去除率，但是加工后玻璃表面有诸多划痕，玻璃的表面质量很差；氧化铈类的软质磨料在应用到玻璃的加工中，通过氧化铈与玻璃工件之间的化学作用，能够得到很高的表面质量(亚表面损伤低)，但效率较低，因此，如何在保证高效去除率的同时兼顾加工后玻璃表面的质量是一个亟待解决的热门问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种研磨抛光玻璃用复合磨料及其制备方法，以解决现有研磨抛光玻璃用复合磨料无法在保证高效率去除率的同时兼顾加工后玻璃表面质量的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现：
一种研磨抛光玻璃用复合磨料，由以下质量百分比的组分构成：
混合磨料：30％～70％；
结合剂：16％～60％；
辅助添加剂：≤20％；
其中，混合磨料由超硬磨料、氧化铈混合而成。
作为本发明的一种优选方案，所述辅助添加剂为铜、铁、铝、镍、钴中的一种或几种。
作为本发明的一种优选方案，所述结合剂为陶瓷结合剂。
作为本发明的一种优选方案，所述超硬磨料、氧化铈的混合比为1：20～50：1。
作为本发明的一种优选方案，所述超硬磨料的粒径为0.1um～15um，所述氧化铈的粒径为0.2um～15um。
作为本发明的一种优选方案，所述超硬磨料为金刚石、氧化铝、碳化硅、立方氮化硼中的一种或几种。
一种上述的研磨抛光玻璃用复合磨料的制备方法，包括以下步骤：
a、按照质量百分比计量原料并混合均匀制成混合物；
b、向混合物中添加有机粘合剂润湿搅匀，烘干；
c、将烘干后的混合物破碎并筛分，得到复合磨料坯料；
d、制成的复合磨料坯料经去胶、烧结，得到复合磨料，其中，去胶为除去步骤b中添加的有机粘合剂。
作为本发明的一种优选方案，还包括步骤e：待烧结制得的复合磨料冷却到室温后，破碎分级，得到粒径为1um～200um的复合磨料。
作为本发明的一种优选方案，步骤d中去胶的温度为200℃～480℃，去胶的时间为0.5h～3h，烧结的温度为500℃～1000℃，烧结的时间为1h～5h。
作为本发明的一种优选方案，所述有机粘合剂为聚乙酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、纤维素酯、环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂中的一种或几种。
本发明的有益效果为：本发明的复合磨料既含有超硬磨料，又含有氧化铈，不仅发挥了超硬磨料机械去除材料表面的性能，且氧化铈能够与玻璃发生适当的化学反应，同时对si－o键具有很好的切断作用，并且易于从玻璃表面脱离开，不会对玻璃表面造成损伤和污染，进而弱化玻璃材料分子的结合势能，使其与材料的机械去除达到动态平衡，消除因脆性去除而造成的表面损伤，从而能够实现以很小的去除力打破分子结合，实现高效低损伤的玻璃表面加工；其次，本发明通过添加辅助添加剂，不仅提高了润湿性和粘结性，且有利于填充复合磨料中的气孔，形成结合剂桥，提高复合磨料的结合强度；此外，本发明复合磨料的制备方法具有简单易行、成品率高的特点，其实验条件容易实现，无需高温、高压环境，大大降低了制备成本。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。
实施例1
于本实施例中，一种研磨抛光玻璃用复合磨料，由以下质量百分比的组分构成：混合磨料：60％；陶瓷结合剂：36.4％；铜粉：3.6％；其中，混合磨料由金刚石、氧化铈混合而成，且金刚石、氧化铈的混合比为4：1，所述金刚石的粒径为0.1um～0.5um，所述氧化铈的粒径为1um～2um。
一种上述的研磨抛光玻璃用复合磨料的制备方法，包括以下步骤：
将480g金刚石、120g氧化铈、364g陶瓷结合剂和36g铜粉使用球磨混合的方式充分混合得到1000g混合物，将混合物放入烧杯中添加200g聚乙烯醇润湿粘合，在95℃的烘箱中烘干，时间为4h，将烘干后的混合物破碎并筛分，得到22um～40um的复合磨料坯料，用坩埚装取合格的复合磨料坯料放入真空炉中，先将炉温升到400℃，保温1h，去除聚乙烯醇，再将温度升到660℃，保温2h，陶瓷结合剂在此温度下充分流动包裹复合磨料，然后，复合磨料随炉冷到室温取出，再次使用筛网筛选出22um～40um的复合磨料。
实施例2
于本实施例中，一种研磨抛光玻璃用复合磨料，由以下质量百分比的组分构成：混合磨料：50％；陶瓷结合剂：45％；铁粉：5％；其中，混合磨料由氧化铝、氧化铈混合而成，且氧化铝、氧化铈的混合比为3：2，所述氧化铝的粒径为3um～5um，所述氧化铈的粒径为5um～10um。
一种上述的研磨抛光玻璃用复合磨料的制备方法，包括以下步骤：
将300g氧化铝、200g氧化铈、450g陶瓷结合剂和50g铁粉使用球磨混合的方式充分混合得到1000g混合物，将混合物放入烧杯中添加300g聚乙烯醇润湿粘合，在85℃的烘箱中烘干，时间为6h，将烘干后的混合物破碎并筛分，得到38um～45um的复合磨料坯料，用坩埚装取合格的复合磨料坯料放入真空炉中，先将炉温升到450℃保温1.5h，去除聚乙烯醇，再将温度升到760℃保温2.5h，陶瓷结合剂在此温度下充分流动包裹复合磨料，复合磨料随炉冷到室温取出，再次使用筛网筛选出38um～45um的复合磨料。
实施例3
于本实施例中，一种研磨抛光玻璃用复合磨料，由以下质量百分比的组分构成：混合磨料：40％；陶瓷结合剂：56％；铜粉：4％；其中，混合磨料由氧化铝、氧化铈混合而成，且氧化铝、氧化铈的混合比为9：1，所述氧化铝的粒径为5um～10um，所述氧化铈的粒径为10um～14um。
一种上述的研磨抛光玻璃用复合磨料的制备方法，包括以下步骤：
将360g氧化铝、40g氧化铈、560g陶瓷结合剂和40g铜粉使用球磨混合的方式充分混合得到1000g混合物，将混合物放入烧杯中添加100g聚乙酸乙烯酯润湿粘合，在80℃烘箱中烘干，时间为8h，将烘干后的混合物破碎并筛分，得到62～75um的复合磨料坯料，用坩埚装取合格的复合磨料坯料放入真空炉中，先将炉温升到250℃保温2.8h，去除聚乙酸乙烯酯，再将温度升到560℃保温4.7h，陶瓷结合剂在此温度下充分流动包裹复合磨料，复合磨料随炉冷到室温后取出，再次使用筛网筛选出62～75um的复合磨料。
实施例4
于本实施例中，一种研磨抛光玻璃用复合磨料，由以下质量百分比的组分构成：混合磨料：40％；陶瓷结合剂：58％；铝粉：2％；其中，混合磨料由氧化铝、氧化铈混合而成，且氧化铝、氧化铈的混合比为19：1，所述氧化铝的粒径为10um～14um，所述氧化铈的粒径为10um～14um。
一种上述的研磨抛光玻璃用复合磨料的制备方法，包括以下步骤：
将380g氧化铝、20g氧化铈、580g陶瓷结合剂和20g铝粉使用球磨混合的方式充分混合得到1000g混合物，将混合物放入烧杯中添加150g酚醛树脂润湿粘合，在85℃烘箱中烘干，时间为6h，将烘干后的混合物破碎并筛分，得到80～90um的复合磨料坯料，用坩埚装取合格的复合磨料坯料放入真空炉中，先将炉温升到450℃保温1h，去除酚醛树脂，再将温度升到900℃保温3h，陶瓷结合剂在此温度下充分流动包裹复合磨料，复合磨料随炉冷到室温取出，再次使用筛网筛选出80～90um的复合磨料。
实施例5
于本实施例中，一种研磨抛光玻璃用复合磨料，由以下质量百分比的组分构成：混合磨料：60％；陶瓷结合剂：35％；铜粉：2.5％；镍粉：2.5％；其中，混合磨料由金刚石、氧化铈混合而成，且金刚石、氧化铈的混合比为1：1，所述金刚石的粒径为1um～2um，所述氧化铈的粒径为1um～3um。
一种上述的研磨抛光玻璃用复合磨料的制备方法，包括以下步骤：
将300g金刚石、300g氧化铈、350g陶瓷结合剂、25g铜粉、25g镍粉使用球磨混合的方式充分混合得到1000g混合物，将混合物放入烧杯中添加300g聚乙烯醇和环氧树脂的混合稀释液润湿粘合，在90℃烘箱中烘干，时间为7h，将烘干后的混合物破碎并筛分，得到38～45um的复合磨料坯料，用坩埚装取合格的复合磨料坯料放入真空炉中，先将炉温升到450℃保温2h，去除聚乙烯醇和环氧树脂的混合稀释液，再将温度升到680℃保温2h，陶瓷结合剂在此温度下充分流动包裹复合磨料，复合磨料随炉冷到室温取出，再次使用筛网优选出38～45um的复合磨料。
实施例6
于本实施例中，一种研磨抛光玻璃用复合磨料，由以下质量百分比的组分构成：混合磨料：70％；陶瓷结合剂：20％；铜粉：5％；铁粉：5％；其中，混合磨料由碳化硅、氧化铈混合而成，且碳化硅、氧化铈的混合比为5：2，所述的碳化硅粒径为2um～4um，所述氧化铈的粒径为3um～5um。
一种上述的研磨抛光玻璃用复合磨料的制备方法，包括以下步骤：
将500g碳化硅、200g氧化铈、200g陶瓷结合剂、50g铜粉、50g铁粉使用球磨混合的方式充分混合得到1000g混合物，将混合物放入烧杯中添加250g聚乙烯醇润湿粘合，在85℃烘箱中烘干，时间为7h，将烘干后的混合物破碎并筛分，得到38～45um的复合磨料坯料，用坩埚装取合格的复合磨料坯料放入真空炉中，先将炉温升到300℃保温3h，去除聚乙烯醇，再将温度升到780℃保温2h，陶瓷结合剂在此温度下充分流动包裹复合磨料，复合磨料随炉冷到室温取出，再次使用筛网优选出38～45um的复合磨料。
本实施例中，陶瓷结合剂的质量百分比较小，磨料的粘结强度相对较差。
实施例7
于本实施例中，一种研磨抛光玻璃用复合磨料，由以下质量百分比的组分构成：混合磨料：55％；陶瓷结合剂：30％；铜粉：15％；其中，混合磨料由金刚石、氧化铈混合而成，且金刚石、氧化铈的混合比为6：5，所述的金刚石粒径为3um～5um，所述氧化铈的粒径为3um～5um。
一种上述的研磨抛光玻璃用复合磨料的制备方法，包括以下步骤：
将300g金刚石、250g氧化铈、300g陶瓷结合剂、150g铜粉、使用球磨混合的方式充分混合得到1000g混合物，将混合物放入烧杯中添加300g聚乙烯醇润湿粘合，在85℃烘箱中烘干，时间为8h，将烘干后的混合物破碎并筛分，得到48～58um的复合磨料坯料，用坩埚装取合格的复合磨料坯料放入真空炉中，先将炉温升到350℃保温2.5h，去除聚乙烯醇，再将温度升到760℃保温2h，陶瓷结合剂在此温度下充分流动包裹复合磨料，复合磨料随炉冷到室温取出，再次使用筛网优选出48～58um的复合磨料。
实施例8
本实施例中采用钴作为辅助添加剂，其余与实施例1相同，在此不再赘述。
实施例9
本实施例中混合磨料由立方氮化硼、氧化铈混合而成，其余与实施例1相同，在此不再赘述。
以上实施例只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施例限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书界定。