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　　申請號：201610197052.1
　　申請人：東北大學
　　發明人：邢鵬飛 李欣 王帥 高帥波 都興紅 付念新 李大綱 曹寶勝

　　摘要：用碳化硼制備研磨盤的方法，屬于磨具的制備領域。方法：1)以優質的碳化硼為磨料，分別與樹脂結合劑熱壓成型、陶瓷結合劑高溫燒結、金屬結合劑電鍍或燒結制備碳化硼研磨層；2)通過粘結劑或電鍍，將磨料層和基體相結合制成碳化硼研磨盤。本發明方法，可減少因金剛石硬度過高造成的工件粗糙、崩邊和破裂等現象，增加了研磨面的平整度，提高了工件合格率，降低了后續拋光工序的難度和強度；本發明方法，大幅度降低研磨盤的成本，顯著地提高其經濟效益。

　　主權利要求：1.一種用碳化硼制備研磨盤的方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟1，配料：按質量比，碳化硼∶樹脂結合劑∶填料＝(5～20)∶(2～20)∶(60～95)配料，混合均勻制得粉料，其中：碳化硼的純度為95～99.9％；碳化硼的粒度為2～500μm；碳化硼中硼碳比為3.8～4.5；碳化硼為單晶顆粒，莫氏硬度大于9.35；樹脂結合劑和填料的平均粒度均為20～100μm；步驟2，制備磨料層：(1)將粉料，熱壓成生坯：熱壓的溫度為200～500℃，熱壓的時間為0.3～2h，熱壓的壓力為20～60MPa；(2)將生坯在50～300℃固化1～2h，機械加工制得所需尺寸的樹脂碳化硼磨料層；步驟3，與基體結合：將基體清洗干凈，將樹脂碳化硼磨料層置于基體上，接觸的部位涂抹粘結劑，使樹脂碳化硼磨料層與基體結合牢固，制得樹脂碳化硼研磨盤。
　　2.根據權利要求1所述的用碳化硼制備研磨盤的方法，其特征在于，所述的步驟1中，樹脂結合劑可為酚醛樹脂、環氧樹脂、雙馬來酰亞胺、聚酰亞胺樹脂中的一種。
　　3.一種用碳化硼制備研磨盤的方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟1，配料：按質量比，碳化硼∶陶瓷結合劑∶填料＝(5～20)∶(2～20)∶(60～95)配料，混合均勻制得粉料，其中：碳化硼的純度為95～99.9％；碳化硼的粒度為2～500μm；碳化硼中硼碳比為3.8～4.5；碳化硼為單晶顆粒，莫氏硬度大于9.35；陶瓷結合劑和填料的平均粒度均為20～100μm；步驟2，制備磨料層：(1)將粉料，常溫壓制成生坯后，進行干燥，其中，壓制的壓力為5～50MPa，壓制的時間為0.1～2h；干燥的溫度為50～300℃，干燥時間為0.5～5h；(2)將干燥后的生坯，高溫燒結后，機械加工制得所需尺寸的陶瓷碳化硼磨料層，其中，燒結的溫度為600～2000℃，燒結時間為0.5～4h；步驟3，與基體結合：將基體清洗干凈，將陶瓷碳化硼磨料層置于基體上，接觸的部位涂抹粘結劑，使陶瓷碳化硼磨料層與基體結合牢固，制得陶瓷碳化硼研磨盤。
　4.根據權利要求3所述的用碳化硼制備研磨盤的方法，其特征在于，所述的步驟1中，陶瓷結合劑為陶瓷或玻璃。
　5.一種用碳化硼制備研磨盤的方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟1，配料：按質量比，碳化硼∶金屬結合劑∶填料＝(5～20)∶(2～20)∶(60～95)配料，混合均勻制得粉料，其中：碳化硼的純度為95～99.9％；碳化硼的粒度為2～500μm；碳化硼中硼碳比為3.8～4.5；碳化硼為單晶顆粒，莫氏硬度大于9.35；金屬結合劑和填料的平均粒度均為20～100μm；步驟2，制備磨料層：將粉料，在真空或惰性氣體保護下，熱壓燒結后，機械加工制得所需尺寸的金屬碳化硼磨料層；其中，熱壓的溫度為1000～2300℃，熱壓的時間為0.3～2h，熱壓的壓力為20～60MPa；步驟3，與基體結合：當金屬結合劑為銅基合金粉或鐵基合金粉時：將基體清洗干凈，將金屬碳化硼磨料層置于基體上，接觸的部位涂抹粘結劑，使金屬碳化硼磨料層與基體結合牢固，制得金屬碳化硼研磨盤；當金屬結合劑為鎳或鎳合金時：(1)將金屬碳化硼磨料層進行除油和超聲清洗預處理；將基體進行除銹、除油和陽極腐蝕預處理；(2)將預處理后的基體，進行電鍍；其中，電鍍金屬為鎳或鎳合金，電鍍電流密度為1.0～1.5A/dm2；(3)將預處理后的金屬碳化硼磨料層，通過電鍍植砂的方法與基體結合；其中，電鍍金屬為鎳或鎳合金；電鍍植砂的電流密度為0.1～0.6A/dm2；(4)將金屬碳化硼磨料層與基體結合的部位，進行電鍍，使碳化硼磨料牢固地固定在基體上，制得電鍍碳化硼研磨盤；其中，鍍金屬為鎳或鎳合金，電鍍電流密度為0.8～1.8A/dm2。
　6.根據權利要求1或3或5所述的用碳化硼制備研磨盤的方法，其特征在于，所述的步驟1中，所述的步驟1中，碳化硼的粒度為6～12μm、8～16μm、20～30μm、36～54μm、60～70μm、70～80μm、100～120μm或325～400μm。
　7.根據權利要求1或3或5所述的用碳化硼制備研磨盤的方法，其特征在于，所述的步驟1中，填料為三氧化二鉻粉、氧化鋅粉或白剛玉中的一種或幾種。
　8.根據權利要求1或3或5所述的用碳化硼制備研磨盤的方法，其特征在于，所述的步驟3中，基體為鋁合金或者鐵合金。
　9.根據權利要求1或3或5所述的用碳化硼制備研磨盤的方法，其特征在于，所述的方法制得的碳化硼研磨盤的直徑為50～1500mm。