CN104497972B - 一种研磨剂、其制备方法及聚晶金刚石复合片的研磨方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种研磨剂、其制备方法及聚晶金刚石复合片的研磨方法，该研磨剂包括以下组分：每1000g水中包括悬浮剂10g～50g、粘稠剂1g～5g和金刚石单晶200ct～1000ct。本发明提供的研磨剂用于研磨金刚石复合片，其研磨周期较短，提高了研磨效率。另外，本发明提供的研磨剂使用时流量易于控制；也能够保证研磨得到的聚晶金刚石复合片尺寸一致性，性能稳定。实验结果表明：本发明提供的研磨剂研磨聚晶金刚石复合片的加工周期控制在35h以内，效率提高70％。
Description
技术领域
本发明属于金刚石复合片的研磨加工领域，尤其涉及一种研磨剂、其制备方法及聚晶金刚石复合片的研磨方法。
背景技术
将聚晶金刚石层附着粘结在硬质合金衬底上的复合材料称聚晶金刚石复合片。聚晶金刚石复合片兼有聚晶金刚石的极高耐磨性和硬质合金的高抗冲击，并且，聚晶金刚石层能始终保持锐利的切削刃，因而在汽车、航空、航天、建材等领域被广泛应用于有色金属、合金、非金属等材料的精密加工。
聚晶金刚石层本身的高硬度、高耐磨性给其加工带来了很大困难。目前，聚晶金刚石复合片的表面精整加工主要是以研磨为主。现有技术中，聚晶金刚石复合片的聚晶金刚石层毛坯厚度为3mm，经精整加工后聚晶金刚石层厚度为2mm。
目前，聚晶金刚石复合片的研磨方式分干式研磨和湿式研磨两种。其中湿式研磨一般都是研磨膏的形式，主要是对表面精细加工，不适用聚晶金刚石复合片的连续性生产。而干式研磨就是将单晶颗粒直接向研磨盘投料的方式进行研磨，辅助以水进行循环。上述研磨方法加工成本高、加工精度和加工质量不稳定、加工周期在100h以上，加工效率较低，使得其应用受到了一定限制。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种研磨剂、其制备方法及聚晶金刚石复合片的研磨方法，采用本发明提供的研磨剂研磨金刚石复合片的周期短，提高了研磨效率。
本发明提供了一种研磨剂，包括以下组分：
每1000g水中包括悬浮剂10g～50g、粘稠剂1g～5g和金刚石单晶200ct～1000ct。
优选地，每1000g水中包括悬浮剂15g～30g。
优选地，每1000g水中包括粘稠剂1.5g～4.5g。
优选地，每1000g水中包括金刚石单晶300ct～800ct。
优选地，所述悬浮剂包括淀粉类聚合物和纤维素类聚合物中的一种或多种。
优选地，所述粘稠剂包括聚丙烯酰胺、淀粉和黄原胶中的一种或多种。
优选地，所述金刚石单晶的粒度为40目～120目。
本发明提供了一种研磨剂的制备方法，包括以下步骤：
将悬浮剂、粘稠剂、金刚石单晶和水混合，得到研磨剂。
本发明还提供了一种聚晶金刚石复合片的研磨方法，包括以下步骤：
在研磨剂的存在下，将待研磨的聚晶金刚石复合片进行研磨，得到聚晶金刚石复合片；
所述研磨剂为上述技术方案所述研磨剂或上述技术方案所述制备方法制备的研磨剂。
优选地，所述研磨中研磨剂的流速为5mL/min～20mL/min。
本发明提供了一种研磨剂，包括以下组分：每1000g水中包括悬浮剂10g～50g、粘稠剂1g～5g和金刚石单晶200ct～1000ct。本发明提供的研磨剂用于研磨金刚石复合片，其研磨周期较短，提高了研磨效率。另外，本发明提供的研磨剂使用时流量易于控制；也能够保证研磨得到的聚晶金刚石复合片尺寸一致性，性能稳定。实验结果表明：本发明提供的研磨剂研磨聚晶金刚石复合片的加工周期控制在35h以内，效率提高70％。
具体实施方式
本发明提供了一种研磨剂，包括以下组分：每1000g水中包括悬浮剂10g～50g、粘稠剂1g～5g和金刚石单晶200ct～1000ct。
在本发明中，所述研磨剂包括水。本发明对所述水的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的水即可。
在本发明中，所述研磨剂包括悬浮剂，每1000g水中包括悬浮剂10g～50g，优选为每1000g水中包括悬浮剂15g～30g，更优选为每1000g水中包括悬浮剂18g～27g。在本发明中，所述悬浮剂优选包括淀粉类聚合物和纤维素类聚合物中的一种或多种，更优选包括淀粉接枝丙烯酸类聚合物、羧甲基纤维素接枝丙烯酸类聚合物和聚丙烯盐类聚合物中的一种或多种。本发明对所述悬浮剂的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的悬浮剂即可，如可以采用其市售商品。
在本发明中，所述研磨剂包括粘稠剂，每1000g水中包括粘稠剂1g～5g，优选为每1000g水中包括粘稠剂1.5g～4.5g，更优选为每1000g水中包括粘稠剂2g～4g。在本发明中，所述粘稠剂优选包括聚丙烯酰胺、淀粉和黄原胶中的一种或多种，更优选为聚丙烯酰胺和/或淀粉。本发明对所述粘稠剂的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的粘稠剂即可，如可以采用其市售商品。
在本发明中，所述研磨剂包括金刚石单晶，每1000g水中包括金刚石单晶200ct～1000ct，优选为每1000g水中包括金刚石单晶300ct～800ct，更优选为每1000g水中包括金刚石单晶400ct～700ct。在本发明中，所述金刚石单晶的粒度优选为40～120目，更优选为50～60目。本发明对所述金刚石单晶的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的金刚石单晶即可，其可以采用其市售商品。
本发明提供的研磨剂的流速优选5mL/min～20mL/min，更优选为8mL/min～17mL/min。本发明提供的研磨剂使用时的流量易于控制。本发明提供的研磨剂包括金刚石
本发明提供了一种研磨剂的制备方法，包括以下步骤：
将悬浮剂、粘稠剂、金刚石单晶和水混合，得到研磨剂。
在本发明中，所述悬浮剂、粘稠剂、金刚石单晶和水的种类、用量和来源与上述技术方案所述悬浮剂、粘稠剂、金刚石单晶和水的种类、用量和来源一致，在此不再赘述。
本发明对所述悬浮剂、粘稠剂、金刚石单晶和水混合的顺序没有特殊的限制，优选将水和悬浮剂先混合，再向其中依次加入粘稠剂和金刚石单晶。
在本发明中，所述悬浮剂、粘稠剂、金刚石单晶和水的混合温度优选为30℃～100℃，更优选为40℃～50℃；所述悬浮剂、粘稠剂、金刚石单晶和水的混合时间优选为30min～180min，更优选为60min～80min。
本发明还提供了一种聚晶金刚石复合片的研磨方法，包括以下步骤：
在研磨剂的存在下，将待研磨的聚晶金刚石复合片进行研磨，得到聚晶金刚石复合片；
所述研磨剂为上述技术方案所述研磨剂或上述技术方案所述制备方法制备的研磨剂。
本发明对研磨时的设备没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的用于研磨聚晶金刚石复合片时的设备即可，如可以采用本领域技术人员熟知的研磨盘。
本发明对所述待处理的聚晶金刚石复合片的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的待处理的聚晶金刚石复合片即可，如可以采用其市售商品。在本发明的实施例中，待处理的聚晶金刚石复合片购买于河南晶锐超硬材料有限公司生产的EP-H1913。在本发明的某些实施例中，待处理的聚晶金刚石复合片的聚晶金刚石层的厚度为3mm。
在本发明中，单个待研磨的聚晶金刚石复合片所用金刚石单晶的质量优选为400ct～800ct，更优选为400ct～450ct。
本发明通过调整悬浮剂、粘稠剂和水的用量，使得金刚石单晶处于悬浮状态，这样能使聚晶金刚石复合片表面研磨均匀。本发明提供的研磨剂具有粘性，控制金刚石单晶停留在研磨设备中的时间，不至于快速的流失，减少浪费；但是研磨剂也需要有流动性，能够控制流速，否则无法加料生产。在本发明中，所述研磨中研磨剂的流速优选为5mL/min～20mL/min。本发明通过控制研磨剂的流速，使研磨过程中单片聚晶金刚石复合片所用的金刚石单晶的量最少，且单位时间内，使得单片聚晶金刚石复合片的研磨量最大。
在本发明中，所述研磨的时间根据生产的要求进行控制。在本发明中，研磨后得到的聚晶金刚石复合片的聚晶金刚石层的厚度为2mm。
在本发明中，聚晶金刚石复合片经过研磨，聚晶金刚石层研磨下来的金刚石微粉由于很细，无法回收。研磨过程中会产生废料，所述废料包括未碎掉的金刚石单晶和金刚石碎料。本发明将研磨后得到的研磨混合物中的废料进行回收。在本发明中，所述废料回收的过程优选包括以下步骤：
将研磨混合物进行过滤，烘干，煅烧和酸浸，得到废料。
本发明对研磨混合物过滤的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的过滤技术方案即可。本发明优选采用滤网进行过滤；所述滤网的孔径优选为180目～200目。
本发明对烘干的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的烘干设备即可。在本发明中，所述烘干的温度优选为60℃～180℃，更优选为100℃～120℃；所述烘干的时间优选为4h～10h，更优选为8h。
本发明优选在窑炉中进行煅烧。在本发明中，所述煅烧的温度优选为400℃～500℃，更优选为430℃～490℃；所述煅烧的时间优选为60min～120min，更优选为80min～100min。本发明通过煅烧将粘附待回收废料上的研磨剂进行去除。
本发明优选在盐酸中进行酸浸。在本发明中，所述盐酸的质量分数优选为10％～15％；所述酸浸的温度优选为40℃～100℃，更优选为60℃～80℃；所述酸浸的时间优选为30min～80min，更优选为40min～60min。本发明通过酸浸将研磨过程中产生的金属杂质进行去除。
经计算，废料回收率大于等于90％。
本发明提供了一种研磨剂，包括以下组分：每1000g水中包括悬浮剂10g～50g、粘稠剂1g～5g和金刚石单晶200ct～1000ct。本发明提供的研磨剂用于研磨金刚石复合片，其研磨周期较短，提高了研磨效率。另外，本发明提供的研磨剂使用时流量易于控制；也能够保证研磨得到的聚晶金刚石复合片尺寸一致性，性能稳定。实验结果表明：本发明提供的研磨剂研磨聚晶金刚石复合片的加工周期控制在35h以内，效率提高70％。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种研磨剂、其制备方法及金刚石复合片的研磨方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将水：羧甲基纤维素接枝丙烯酸类聚合物：聚丙烯酰胺：金刚石单晶＝1000g：10g：5g：200ct的质量配制聚晶金刚石复合片研磨剂，用得到的研磨剂研磨50片本公司生产的EP-H1913，待研磨的聚晶金刚石复合片的聚晶金刚石层的毛坯厚度为3mm，控制研磨剂的流速为20mL/min，30小时将待研磨的聚晶金刚石复合片的聚晶金刚石层研磨为2mm，得到聚晶金刚石复合片；
研磨结束后得到研磨混合物，将研磨混合物进行过滤，将过滤固体物在110℃下烘干，然后在窑炉中500℃下煅烧80min，将得到的煅烧产物在质量分数为15％的盐酸中浸渍1h，过滤，得到回收的废料。
经计算，废料回收率为92％。
实施例2
将水：淀粉接枝丙烯酸类聚合物：淀粉：金刚石单晶＝1000g：15g：2g：600ct的质量配制聚晶金刚石复合片研磨剂，用得到的研磨剂研磨50片本公司生产的EP-H1913，待研磨的聚晶金刚石复合片的聚晶金刚石层的毛坯厚度为3mm，控制研磨剂的流速为10mL/min，24小时将待研磨的聚晶金刚石复合片的聚晶金刚石层研磨为2mm，得到聚晶金刚石复合片；
研磨结束后得到研磨混合物，将研磨混合物进行过滤，将过滤固体物在100℃下烘干，然后在窑炉中480℃下煅烧100min，将得到的煅烧产物在质量分数为15％的盐酸中浸渍1h，过滤，得到回收的废料。
经计算，废料回收率为94％。
实施例3
将水：聚丙烯盐类聚合物：聚丙烯酰胺：金刚石单晶＝1000g：30g：1g：1000ct的质量配制聚晶金刚石复合片研磨剂，用得到的研磨剂研磨50片本公司生产的EP-H1913，待研磨的聚晶金刚石复合片的聚晶金刚石层的毛坯厚度为3mm，控制研磨剂的流速为10mL/min，22小时将待研磨的聚晶金刚石复合片的聚晶金刚石层研磨为2mm，得到聚晶金刚石复合片；
研磨结束后得到研磨混合物，将研磨混合物进行过滤，将过滤固体物在120℃下烘干，然后在窑炉中450℃下煅烧100min，将得到的煅烧产物在质量分数为10％的盐酸中浸渍80min，过滤，得到回收的废料。
经计算，废料回收率为93％。
由以上实施例可知，本发明提供了一种研磨剂，包括以下组分：每1000g水中包括悬浮剂10g～50g、粘稠剂1g～5g和金刚石单晶200ct～1000ct。本发明提供的研磨剂用于研磨金刚石复合片，其研磨周期较短，提高了研磨效率。另外，本发明提供的研磨剂使用时流量易于控制；也能够保证研磨得到的聚晶金刚石复合片尺寸一致性，性能稳定。实验结果表明：本发明提供的研磨剂研磨聚晶金刚石复合片的加工周期控制在35h以内，效率提高70％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种研磨剂，包括以下组分：
每1000g水中包括悬浮剂10g～50g、粘稠剂1g～5g和金刚石单晶200ct～1000ct；
所述悬浮剂包括淀粉类聚合物和纤维素类聚合物中的一种或多种；
所述粘稠剂包括聚丙烯酰胺、淀粉和黄原胶中的一种或多种；
所述金刚石单晶的粒度为40目～120目。
2.根据权利要求1所述的研磨剂，其特征在于，每1000g水中包括悬浮剂15g～30g。
3.根据权利要求1所述的研磨剂，其特征在于，每1000g水中包括粘稠剂1.5g～4.5g。
4.根据权利要求1所述的研磨剂，其特征在于，每1000g水中包括金刚石单晶300ct～800ct。
5.一种权利要求1～4任一项所述的研磨剂的制备方法，包括以下步骤：
将悬浮剂、粘稠剂、金刚石单晶和水混合，得到研磨剂。
6.一种聚晶金刚石复合片的研磨方法，包括以下步骤：
在研磨剂的存在下，将待研磨的聚晶金刚石复合片进行研磨，得到聚晶金刚石复合片；
所述研磨剂为权利要求1～4任意一项所述研磨剂或权利要求5所述制备方法制备得到的研磨剂。
7.根据权利要求6所述的研磨方法，其特征在于，所述研磨中研磨剂的流速为5mL/min～20mL/min。
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Address after: Xinzheng City, Henan province 451100 Zhengzhou eight thousand Xiang Xingang Avenue on the west side of Henan Jingrui Superhard Materials Co., Ltd. Applicant after: HENAN JINGRUI SUPERHARD MATERIAL CO., LTD. Address before: Xinzheng City, Henan province 451100 Zhengzhou eight thousand Xiang Xingang Avenue on the west side of Henan Jingrui Superhard Materials Co., Ltd. Applicant before: Henan Jingrui Superhard Material Co., Ltd. |
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Denomination of invention: Grinding agent and preparation method thereof, and grinding method of polycrystalline diamond compact Effective date of registration: 20180112 Granted publication date: 20170118 Pledgee: Xinzheng branch of the China Co truction Bank Corp Pledgor: HENAN JINGRUI SUPERHARD MATERIAL CO., LTD. Registration number: 2018410000001 |
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