CN107652899B - 一种陶瓷蓝宝石抛光用钻石液及其制造方法 - Google Patents

一种陶瓷蓝宝石抛光用钻石液及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种陶瓷蓝宝石抛光用钻石液及其制造方法，其制造方法包括以下步骤：(1)对金刚石单晶微粉进行表面处理，得到处理过的金刚石单晶微粉；(2)将处理过的金刚石单晶微粉制备成球，筛分整形，得到金刚石球；(3)将金刚石球与添加剂混合，分散均匀得到所述的陶瓷蓝宝石抛光用钻石液。该抛光用钻石液具有大切削力、高自锐性和持续研磨力，特别适合于陶瓷蓝宝石的抛光。

Description

一种陶瓷蓝宝石抛光用钻石液及其制造方法
技术领域
本发明属于研磨材料领域，具体涉及一种陶瓷蓝宝石抛光用钻石液及其制造方法。
背景技术
随着材料科学的发展，3C技术领域所用到的材料的硬度越来越高，蓝宝石衬底、蓝宝石玻璃、陶瓷手机后盖、陶瓷指纹识别片和强化玻璃等产品所使用的材料都是莫氏硬度9的材质，在生产过程中经常需要采用磨具对这些产品的表面进行研磨抛光等加工。
磨料是制作磨具的主要材料之一，也是影响磨具质量好坏的最重要的因素之一，普通的磨料硬度较低，不太适合于硬度很高的产品的研磨抛光操作，在这种情况下，就要用到大切削力、高自锐性、持续研磨力的特殊磨料，例如：金刚石研磨材料。
目前，聚晶金刚石研磨液一般采用爆轰PCD法制备，该法采用***法，工艺危险复杂，得率低，分级麻烦。因此，开发出一种大切削力、高自锐性、持续研磨力的研磨液具有重要的应用意义。
发明内容
本发明提供了一种陶瓷蓝宝石抛光用钻石液及其制造方法，该钻石液具有较好的切削力，适合于陶瓷蓝宝石的研磨抛光。
一种陶瓷蓝宝石抛光用钻石液的制造方法，包括以下步骤：
(1)对金刚石单晶微粉进行表面处理，得到处理过的金刚石单晶微粉；
(2)将处理过的金刚石单晶微粉制备成球，筛分整形，得到金刚石球；
(3)将金刚石球与添加剂混合，分散均匀得到所述的陶瓷蓝宝石抛光用钻石液。
作为优选，步骤(1)中，所述的表面处理的方法如下：将金刚石用纯净水进行清洗,然后烘干得到处理过的金刚石单晶微粉。
作为优选，步骤(2)中，金刚石球的制备方法如下：将金刚石单晶微粉、纯水与胶黏剂混合，分散均匀，然后喷雾干燥制备得到球体，球体再高温老化得到所述的球形金刚石堆积磨料。
作为优选，所述的金刚石单晶微粉与胶黏剂的质量比约3:2。
作为优选，所述的胶黏剂为所述的胶黏剂为实心玻璃微球，淀粉，纤维素和PVA中的至少一种，作为进一步的优选，所述的胶黏剂为实心玻璃微球和PVA1788。
作为优选，步骤(3)中，所述的添加剂为BYK-348和BYK-017。
本发明还提供了一种由上述制造方法制得陶瓷蓝宝石抛光用钻石液。
同现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
(1)本发明的陶瓷蓝宝石抛光用钻石液具有大切削力、高自锐性和持续研磨力，具有更好的研磨效果，特别适合于陶瓷蓝宝石的抛光。
(2)本发明的球形金刚石堆积磨料的制造方法，该制造方法便于操作，对环境污染小，具有更好的工业应用价值。
具体实施方式
实施例1
(1)对金刚石单晶微粉用纯水进行清洗，然后烘干，得到处理过的金刚石单晶微粉。
(2)在室温下，将900g金刚石与600g第一胶黏剂O50-20-215与1000ml纯水混合，充分搅拌分散均匀，低速搅拌，缓慢加入300g10％浓度的第二胶黏剂溶液PVA1788，然后进行喷雾干燥进口温度190℃，出口温度110℃，制备得到球体，得到的球体再在400～600℃老化得到所述的球形金刚石堆积磨料；
(3)将金刚石球与添加剂BYK-348和BYK-017混合，分散均匀得到所述的陶瓷蓝宝石抛光用钻石液。
实施例2
(1)对金刚石单晶微粉用纯水进行清洗，然后烘干，得到处理过的金刚石单晶微粉。
(2)在室温下，将900g金刚石、600g第一胶黏剂O50-20-215与1000ml纯水混合，充分搅拌分散均匀，低速搅拌，缓慢加入30g淀粉，然后进行喷雾干燥进口温度190℃，出口温度110℃，制备得到球体，得到的球体再在400～600℃老化得到所述的球形金刚石堆积磨料；
(3)将金刚石球与添加剂BYK-348和BYK-017混合，分散均匀得到所述的陶瓷蓝宝石抛光用钻石液。
实施例3
(1)对金刚石单晶微粉用纯水进行清洗，然后烘干，得到处理过的金刚石单晶微粉。
(2)在室温下，将900g金刚石与600g第一胶黏剂O50-20-215与1000ml纯水混合，充分搅拌分散均匀，低速搅拌，缓慢加入30g纤维素，然后进行喷雾干燥进口温度190℃，出口温度110℃，制备得到球体，得到的球体再在400～600℃老化得到所述的球形金刚石堆积磨料；
(3)将金刚石球与添加剂BYK-333和GPE-20混合，分散均匀得到所述的陶瓷蓝宝石抛光用钻石液。
测试例1
将实施例1～3得到的陶瓷蓝宝石抛光用钻石液和市场上购得的相同浓度的和粒度PCD研磨液，以蓝宝石作为研磨对象，进行研磨试验。研磨试验在平面研磨机上进行，使用φ460mm的铜材质研磨盘，加液方式为喷液管气动加压喷液。研磨工艺参数：研磨盘的转速为80r/min，研磨压力为20.68kPa，加液速度为5mL/min，研磨时间为10min，分别得到研磨过程的去除速率ν和表面粗糙度Ra，结果见表1。
其中，去除速率的计算方法如下：使用测厚仪在平面度为0级的大理石平台上，分别测量初始蓝宝石基片上5点的平均厚度δ1，和研磨加工后的蓝宝石基片上5点的平均厚度δ2，以上工件厚度的单位为μm，研磨时间为t，单位为min，材料的去除速率为ν＝(δ1-δ2)/t，单位为μm/min。
表面粗糙度Ra的计算方法如下：使用SJ-210型粗糙度仪测量蓝宝石基片表面粗糙度值Ra，分别在其中心位置和离中心2cm圆周位置选取3点，共计测量4次，然后取其平均值作为该蓝宝石表面粗糙度值Ra。
表1实施例1～3和市购研磨液的研磨性能
实施例1 实施例2 实施例3 市购研磨液
去除速率ν(μm/min) 1.65 1.57 1.54 1.30
表面粗糙度值Ra(nm) 9 13 16 20
由表1的结果可知，本发明的与相同浓度的和粒度PCD研磨液相比，具有更好的去除速率，并且表面粗糙度更小。
测试例2
将实施例1～3得到的陶瓷蓝宝石抛光用钻石液和市场上购得的相同浓度的和粒度PCD研磨液，以蓝宝石作为研磨对象，进行研磨试验。研磨试验在平面研磨机上进行，使用φ460mm的铜材质研磨盘，加液方式为一次性加入5mL。研磨工艺参数：研磨盘的转速为80r/min，研磨压力为20.68kPa，研磨时间为10min，分别得到研磨过程的去除速率ν和表面粗糙度Ra，结果见表2。
表2实施例1～3和市购研磨液的研磨性能
实施例1 实施例2 实施例3 市购研磨液
去除速率ν(μm/min) 1.60 1.41 1.39 0.89
表面粗糙度值Ra(nm) 12 16 18 30
由表2的结果可知，当采用一次性加入不足量的研磨液时，本发明的磨料形成的研磨液的去除速率和表面粗糙度仍然具有更好的效果，由此可见，本发明的磨料具有更好的自锐性。

Claims (4)

1.一种陶瓷蓝宝石抛光用钻石液的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)对金刚石单晶微粉进行表面处理，得到处理过的金刚石单晶微粉；
(2)将处理过的金刚石单晶微粉制备成球，筛分整形，得到金刚石球；
步骤(2)中，金刚石球的制备方法如下：将金刚石单晶微粉与胶黏剂混合，分散均匀，然后喷雾干燥制备得到球体，球体再高温老化得到所述的球形金刚石堆积磨料；
所述的金刚石单晶微粉与胶黏剂的质量比1:9～9:1；
所述的胶黏剂为实心玻璃微球，淀粉，纤维素和PVA中的至少一种；
(3)将金刚石球与添加剂混合，分散均匀得到所述的陶瓷蓝宝石抛光用钻石液。
2.根据权利要求1所述的陶瓷蓝宝石抛光用钻石液的制造方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的表面处理的方法如下：将金刚石用纯净水进行清洗,然后烘干得到处理过的金刚石单晶微粉。
3.根据权利要求1所述的陶瓷蓝宝石抛光用钻石液的制造方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的添加剂为分散剂和消泡剂。
4.一种陶瓷蓝宝石抛光用钻石液，其特征在于，由权利要求1～3任一项的制造方法制得。
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