專利名稱：抗切割研磨片及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種切割研磨片及其制造方法，更具體地，本發(fā)明涉及一種具有平整等高研磨面的抗研磨切割研磨片及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代工業(yè)朝向高度精密發(fā)展，對(duì)精密模具或組件加工時(shí)，所要求的切割研磨片及其研磨精準(zhǔn)度也日益增高。
現(xiàn)有的切割研磨片的研磨粒是利用鍍層固結(jié)在金屬基底上。研磨粒在使用前雖已進(jìn)行篩選，但仍存在大小差異。在電鍍固結(jié)時(shí)，此大小差異將造成研磨粒的位置與平整度不一致，進(jìn)而導(dǎo)致研磨粒在鍍層上產(chǎn)生不均勻分布。此不均勻分布將降低研磨能力與功效。
此外，因研磨粒是由電鍍固結(jié)在金屬基底上的，在電鍍過(guò)程中會(huì)因研磨粒的幾何形狀而產(chǎn)生遮蔽作用，使得研磨粒周圍的鍍層形成一下凹表面，從而降低研磨粒與鍍層間的固結(jié)強(qiáng)度。為使研磨粒與鍍層間具有適當(dāng)?shù)墓探Y(jié)強(qiáng)度，鍍層所需之厚度約為研磨粒的百分七十，故研磨粒僅剩約百分之三十部分可使用，此將降低研磨?？墒褂玫牟糠帧?br> 因此，需要一種改進(jìn)的研磨片結(jié)構(gòu)，使得研磨粒得以平整等高且均勻地分布于基底之上，且可降低固結(jié)所需之鍍層厚度，同時(shí)研磨粒與基底間具有更良好之固結(jié)強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種抗研磨切割研磨片及其制造方法，可提升研磨粒之固結(jié)強(qiáng)度，提高固結(jié)層的抗磨力，降低固結(jié)層之厚度，并增進(jìn)研磨工具之使用壽命。
本發(fā)明的目的之二是提供一種抗研磨切割研磨片及其制造方法，使得研磨粒得以均勻分布，且具有平整等高之研磨面，以增進(jìn)研磨之精準(zhǔn)及效用。
本發(fā)明的目的之三是提供一種抗研磨切割研磨片及其制造方法，使各研磨粒的棱邊或棱角朝外，以提高研磨切割效果。
本發(fā)明所述的抗研磨切割研磨片，其特征在于它包括固結(jié)層；研磨粒，該研磨粒固結(jié)于該固結(jié)層中；抗研磨粒，該抗研磨粒通過(guò)固定層填在研磨粒之間的縫隙內(nèi)，各研磨粒形成的研磨面為水平等高面。
其中所述研磨面至少高出抗研磨粒的等高面10微米。為提高切割研磨效果，研磨粒的棱邊或棱角朝外。
研磨粒之間的距離應(yīng)合理分布，除隨機(jī)布置外，其距離應(yīng)控制為研磨粒尺寸的0.1-30倍。
為提高抗研磨效果，最好使抗研磨粒的平面朝外。
當(dāng)對(duì)固結(jié)層進(jìn)行加熱處理時(shí)，在固結(jié)層的表面有一界面保護(hù)層。
本發(fā)明所述的抗研磨切割研磨片的制造方法，其特征在于該制造方法包括以下步驟(1)在基材上放置研磨粒；(2)在基材上形成一基礎(chǔ)層，用以將研磨粒固結(jié)在基材上；(3)將抗研磨粒填在研磨粒之間的縫隙內(nèi)，并通過(guò)固定層固定；(4)在基礎(chǔ)層上形成一固結(jié)層，該固結(jié)層完全或部分覆蓋研磨粒。
(5)移除基材。
為提高研磨粒的固定的穩(wěn)定性，所述的基礎(chǔ)層可以這樣的形成先用陰極效率高的低氣泡生成的材料形成下部基礎(chǔ)層，然后形成上部基礎(chǔ)層。所述的陰極效率高的材料是錫、銅、鎳、鉛錫合金或鎳錫合金中的之一。
所述的基礎(chǔ)層可以完全覆蓋研磨粒；然后在形成固結(jié)層前先移除該基礎(chǔ)層的上層部分，以使研磨粒外露。
所述的固結(jié)層完全覆蓋或部分覆蓋研磨粒。當(dāng)部分覆蓋研磨粒時(shí)，在移除基材與基礎(chǔ)層后，兩邊的研磨粒均外露，從而成為具有雙面切割研磨功能的切割研磨片。
為使研磨粒的棱邊或棱角朝外，以提高切割研磨效果，在基材表面先進(jìn)行表面粗化處理，形成凹凸表面，研磨粒的棱邊或棱角卡制在凹坑內(nèi)，然后再進(jìn)一步形成基礎(chǔ)層將其固結(jié)。或在基材上鋪覆襯墊顆粒，研磨粒的棱邊或棱角卡制在襯墊顆粒間的縫隙內(nèi)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是1、根據(jù)本發(fā)明制造的切割研磨片，由于研磨粒形成的研磨表面呈平整等高表面，且研磨粒周圍之固結(jié)層將形成一突起表面，從而增加了固結(jié)強(qiáng)度。2、抗研磨粒的增加，防止了固結(jié)層被磨損和腐蝕，提高研磨工具的使用壽命。3、由于研磨粒的棱邊或棱角設(shè)計(jì)朝外，因此提高了切割研磨的效果。4、由于抗研磨粒的平面朝外，因此提高了抗研磨的效果。
四

圖1是抗研磨切割研磨片制造方法的流程圖。
圖2a、圖2b是在基材上形成一基礎(chǔ)層以固結(jié)研磨粒的截面示意圖。
圖3是在研磨?？p隙間填入抗研磨粒的截面示意圖。
圖4是在基礎(chǔ)層上形成一固定層以固定抗研磨粒的截面示意圖。
圖5a與圖5b是在固定層上形成一固結(jié)層的截面示意圖。
圖6是移除基材、基礎(chǔ)層與固定層后的截面示意圖。
圖7是在研磨粒、抗研磨粒與固結(jié)層上形成一保護(hù)層的截面示意圖。
圖8是切割研磨片的截面示意圖。
圖9是對(duì)基材20表面進(jìn)行表面粗化處理后形成的凹凸表面截面示意圖。
圖10是在基材上鋪覆襯墊顆粒的截面示意圖。
五具體實(shí)施例方式
通過(guò)下面的描述進(jìn)一步給出本發(fā)明詳細(xì)的結(jié)構(gòu)和制造過(guò)程。
如圖1所示，本發(fā)明的切割研磨片制造方法是首先，將研磨粒放置于一基材上(步驟202)，并形成一基礎(chǔ)層，以將研磨粒固結(jié)于基材上(步驟204)。接著，將抗研磨粒填入研磨粒間之縫隙(步驟206)，并形成一固定層，以將抗研磨粒固結(jié)于縫隙(步驟208)。隨后，在固定層上形成一固結(jié)層(步驟210)。最后，分別移除基材(步驟212)，基礎(chǔ)層(步驟214)與固定層(步驟216)，以使研磨粒外露，各研磨粒的外露部分應(yīng)為5-95％，各抗研磨粒的外露部分應(yīng)為0-95％，且研磨面至少高出抗研磨粒的等高面10微米。在填入抗研磨粒時(shí)，應(yīng)盡量使其平面朝外，以提高抗研磨的效果。除隨機(jī)布置外，各研磨粒之間的距離應(yīng)控制在研磨粒尺寸的0.1-30倍范圍內(nèi)。
參照?qǐng)D2a與圖2b，用以說(shuō)明形成一基礎(chǔ)層24，以將研磨粒22固結(jié)于基材20上之步驟。研磨粒22是由具有研磨能力的材料所制成，例如鉆石、氮化硼與氧化鋁等材料。基礎(chǔ)層24之材料可為高分子材料，金屬，金屬化合物或碳化物，例如可為鐵、鉻、鎳、銅、鋅、錫等或其合金，并通過(guò)鍍覆技術(shù)，例如電鍍，與化學(xué)鍍等方式形成。
當(dāng)使用電鍍方式形成基礎(chǔ)層24時(shí)，研磨粒22可置于電鍍液中，并直接鍍覆于基材20上，以簡(jiǎn)化制造步驟。此外，在使用例如鋅、鐵、或鉻作為基礎(chǔ)層24的材料進(jìn)行電鍍時(shí)，容易產(chǎn)生氣泡，進(jìn)而造成研磨粒22移位，而減低基礎(chǔ)層24和研磨粒22間之固結(jié)強(qiáng)度，甚至無(wú)法固結(jié)。此時(shí)可以使用低氣泡生成的材料，例如錫、銅、鎳、鉛錫合金或鎳錫合金等，先形成一下部基礎(chǔ)層24a，隨后再以其它材料形成上部基礎(chǔ)層24b。
參照?qǐng)D3與圖4，用以說(shuō)明于研磨粒22間之縫隙填入抗研磨顆粒26，并形成一固定層28，用以將抗研磨粒26固定于縫隙中。抗研磨粒26是由抗酸堿與研磨之材料所構(gòu)成，例如可為鉆石、陶瓷、高分子材料、碳化鎢、氮化硼等。固定層28之材料例如可為鐵、鉻、鎳、銅、鋅、錫等或其合金，可由電鍍與化學(xué)鍍等技術(shù)形成。固定層28亦可由燒結(jié)或焊接方式形成。
參照?qǐng)D5a與圖5b，用以說(shuō)明于固定層28上形成一固結(jié)層30之步驟。固結(jié)層30是由鍍覆、燒結(jié)或焊接技術(shù)形成于固定層28上。固結(jié)層30可完全或部分覆蓋研磨粒22。圖5a是固結(jié)層30完全覆蓋研磨粒22之情形。此外，如圖6所示，亦可僅部分覆蓋研磨粒22，使部分研磨粒22外露，則當(dāng)稍后移除基材20與基礎(chǔ)層24后，便可形成雙面皆具有外露研磨粒22的切割研磨片。
圖6是將基材20，基礎(chǔ)層24與固定層28移除之步驟。基材20，基礎(chǔ)層24與固定層28是通過(guò)侵蝕、加熱或研磨方式移除。此時(shí)固結(jié)層30將成為切割研磨片之底部，通過(guò)此方式，可獲得具平整等高研磨面之研磨片。
基礎(chǔ)層24或固結(jié)層30亦可由燒結(jié)或焊接方式形成，或固結(jié)層30中可含有一焊接合金與一燒結(jié)粉末，由焊接合金與燒結(jié)粉末與研磨粒22形成鍵結(jié)，進(jìn)而將研磨粒22固結(jié)于固結(jié)層30。且基礎(chǔ)層24可完全或部分覆蓋研磨粒22。若基礎(chǔ)層24完全覆蓋研磨粒22，則在基礎(chǔ)層24上形成固結(jié)層30前，先移除部分基礎(chǔ)層24之上層部分，以使研磨粒22外露。
或者，在移除基材20步驟前，可進(jìn)一步通過(guò)加熱處理，使固結(jié)層30與研磨粒22及抗研磨顆粒26反應(yīng)，形成化學(xué)鍵結(jié)。其化學(xué)鍵結(jié)的相對(duì)應(yīng)元素為2-98％。由此可增進(jìn)研磨粒22、抗研磨顆粒26與固結(jié)層30間之固結(jié)強(qiáng)度。此時(shí)，固結(jié)層30乃由可與研磨粒22及抗研磨顆粒26形成化學(xué)鍵結(jié)之材料構(gòu)成。
當(dāng)研磨粒22由鉆石所構(gòu)成時(shí)，固結(jié)層30可由鉻、鈷、鎢、鈦、鋅、鐵、錳等之金屬及其合金所構(gòu)成。當(dāng)研磨粒22由氮化硼或氧化鋁所構(gòu)成時(shí)，固結(jié)層30可由鋁、硼、碳、硅等元素或其化合物所構(gòu)成。
此外，當(dāng)對(duì)于固結(jié)層30進(jìn)行加熱處理時(shí)，固結(jié)層30與基礎(chǔ)層24之接口會(huì)形成一層約至少數(shù)微米之界面層，此界面層是因固結(jié)層30之金屬離子與基礎(chǔ)層24之金屬離子因加熱合金化所形成。此外，在形成固結(jié)層30之步驟前，可在研磨粒22與抗研磨顆粒26上進(jìn)行表面粗化處理，以增加研磨粒22、抗研磨顆粒26與隨后形成的固結(jié)層之間的固結(jié)強(qiáng)度。表面粗化處理例如可為表面氧化、表面侵蝕及表面研磨等。
在移除基材20、基礎(chǔ)層24與固定層28后，在外露的固結(jié)層30、抗研磨粒26與研磨粒22上，可進(jìn)一步形成一保護(hù)層32。圖7是形成保護(hù)層32之步驟。保護(hù)層32的材料例如可為金屬、金屬化合物、高分子材料及類鉆石膜等，可由氣相鍍著、噴涂或相似技術(shù)形成。
圖8是根據(jù)本發(fā)明之切割研磨片，它包含一固結(jié)層30，研磨粒22，抗研磨粒26與一保護(hù)層32。研磨粒22是固結(jié)于作為研磨片底部之固結(jié)層30上。研磨粒22之間的縫隙填入抗研磨粒26。由研磨粒22形成的研磨表面42，實(shí)質(zhì)上呈一平整等高表面，而得以增加研磨精準(zhǔn)與效用。且研磨粒22周圍的固結(jié)層30將形成一突起表面，以增加固結(jié)強(qiáng)度。保護(hù)層32覆蓋研磨粒22，抗研磨粒26與固結(jié)層30，用以防止固結(jié)層為酸堿性材料所腐蝕。
通過(guò)對(duì)于基材表面進(jìn)行處理，可以控制研磨粒的配置，特別使研磨粒的棱邊或棱角朝外。例如，如圖9所示，可以噴砂方式，對(duì)于基材20表面進(jìn)行表面粗化處理，以獲得一不平整的凹凸表面。由此，可使研磨粒22的尖端卡制于其上，隨后再進(jìn)一步形成基礎(chǔ)層24將其固結(jié)。此外，亦可由鋪覆襯墊顆粒方式，控制研磨粒的配置。如圖10所示，在將研磨粒22放置于基材20上的步驟前，可在基材20上鋪覆襯墊顆粒23。研磨粒22的尖端可由此卡制于襯墊顆粒23間的縫隙，當(dāng)隨后移除襯墊顆粒23時(shí)，便可獲得研磨粒22尖端外露的研磨片，進(jìn)一步增進(jìn)研磨片的銳利度與研磨性。襯墊顆粒的材料可為鉆石、氮化硼、陶瓷或氧化鋁等。
將抗研磨粒的平面朝外，可以增強(qiáng)抗研磨的效果。
雖然本發(fā)明已以一較佳實(shí)施例揭露如上，但其并非用以限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種抗研磨切割研磨片，其特征在于它包括固結(jié)層；研磨粒，該研磨粒固結(jié)于該固結(jié)層中；抗研磨粒，該抗研磨粒通過(guò)固定層填在研磨粒之間的縫隙內(nèi)，各研磨粒形成的研磨面為水平等高面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗研磨切割研磨片，其特征在于研磨面至少高出抗研磨粒的等高面10微米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗研磨切割研磨片，其特征在于研磨粒的棱邊或棱角朝外。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗研磨切割研磨片，其特征在于抗研磨粒的平面朝外。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗研磨切割研磨片，其特征在于在固結(jié)層的表面有一界面層。
6.如權(quán)利要求1所述的抗研磨切割研磨片的制造方法，其特征在于該制造方法包括以下步驟(1)在基材上放置研磨粒；(2)在基材上形成一基礎(chǔ)層，用以將研磨粒固結(jié)在基材上；(3)將抗研磨粒填在研磨粒之間的縫隙內(nèi)，并通過(guò)固定層固定；(4)在基礎(chǔ)層上形成一固結(jié)層，該固結(jié)層完全或部分覆蓋研磨粒。(5)移除基材。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的抗研磨切割研磨片的制造方法，其特征在于基礎(chǔ)層的形成步驟是先用陰極效率高的低氣泡生成的材料形成下部基礎(chǔ)層，然后形成上部基礎(chǔ)層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的切割研磨片的制造方法，其特征在于陰極效率高的材料是錫、銅、鎳、鉛錫合金或鎳錫合金中的之一。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的切割研磨片的制造方法，其特征在于在基材表面先進(jìn)行表面粗化處理，形成凹凸表面，研磨粒的棱邊或棱角卡制在凹坑內(nèi)，然后再進(jìn)一步形成基礎(chǔ)層將其固結(jié)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的切割研磨片的制造方法，其特征在于在基材上鋪覆襯墊顆粒，研磨粒的棱邊或棱角卡制在襯墊顆粒間的縫隙內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種抗研磨切割研磨片，它包括固結(jié)層；研磨粒，該研磨粒固結(jié)于該固結(jié)層中；抗研磨粒，該抗研磨粒通過(guò)固定層填在研磨粒之間的縫隙內(nèi)，各研磨粒形成的研磨面為水平等高面。該抗研磨切割研磨片的制造方法是在基材上放置研磨粒；在基材上形成一基礎(chǔ)層；將抗研磨粒填在研磨粒之間的縫隙內(nèi)，并通過(guò)固定層固定；在基礎(chǔ)層上形成一固結(jié)層。移除基材。其優(yōu)點(diǎn)是增加了固結(jié)強(qiáng)度?？寡心チ５脑黾?，防止了固結(jié)層被磨損和腐蝕，提高研磨工具的使用壽命。由于研磨粒的棱邊或棱角設(shè)計(jì)朝外，因此提高了切割研磨的效果。由于抗研磨粒的平面朝外，因此提高了抗研磨的效果。
文檔編號(hào)B24D7/00GK1597258SQ20041004195
公開(kāi)日2005年3月23日 申請(qǐng)日期2004年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月14日
發(fā)明者龍治國(guó) 申請(qǐng)人:龍治國(guó)