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　　申请号: 201410160101.5

　　申请人: 湖南大学

　　摘要：本发明涉及到一种微小直径金刚石微粉砂轮的低温制备方法。该方法利用金属纳米粒子的低温熔点特性，按照不同质量百分比进行配比，通过超声振动及添加不同分散剂、热蜡的复合分散法使铜或铁纳米粒子、金刚石微粉磨粒、分散剂和热蜡在砂轮模具中充分分散、均匀混合，成形膏状物；脱模后，将砂轮放至微波加热装置中，对砂轮进行微波快速烧结，保温一定时间，冷却至室温，从而得到直径在5-20mm之间的微小金刚石微粉砂轮。该低温制备方法节约了烧结成本，减少了金刚石磨粒的热损伤，提高了金刚石磨粒的锋利性，增强了砂轮的强度及耐用性，满足了以光学玻璃、碳化硅、碳化钨等典型脆硬材料为代表的微小球面、非球面光学元件超精密磨削加工要求。

　　主权利要求：1.一种微小直径金刚石微粉砂轮的低温制备方法，该砂轮主要由砂轮基体（1）、磨料层（2）组成。其特征在于：通过超声振动(5)及添加分散剂、热蜡的复合分散法，采用加热板（4）加热，使蜡熔化，一边加热一边振动使铜或铁纳米粒子、金刚石微粉磨粒、分散剂和热蜡在砂轮模具（3）中充分分散、混合均匀，成形膏状物，然后在模具中3固化定型；脱模后，在砂轮周围埋一层除蜡剂（7），将砂轮放在微波烧结装置（6）中，在惰性气体氩气的保护下，利用金属纳米粒子低温熔点特性，采用微波快速加热对砂轮进行低温烧结，保温一定时间，然后冷却至室温。从而制备直径在5-20mm之间的微小金刚石微粉砂轮。

　　2.根据权利要求1所述的一种微小直径金刚石微粉砂轮的低温制备方法，其特征在于：按照不同质量百分比进行配比，其中铁或铜纳米粒子在35%-50%之间，金刚石微粉磨粒在30%-45%之间，分散剂在8%-20%之间，石蜡在5%-10%之间。

　　3.根据权利要求1或2所述的一种微小直径金刚石微粉砂轮的低温制备方法，其特征在于：采用铁纳米粒子或铜纳米粒子作为砂轮结合剂，粒径为20-100nm之间的某一特定值。

　　4.根据权利要求1或2所述的一种微小直径金刚石微粉砂轮的低温制备方法，其特征在于：磨料采用微粉金刚石，磨粒粒度为1000-8000#之间的某一特定值。

　　5.根据权利要求1或2所述的一种微小直径金刚石微粉砂轮的低温制备方法，其特征在于：采用超声振动（5）及添加分散剂和石蜡的复合分散方法来提高铜、铁粒子及金刚石磨料的分散均匀程度，防止纳米粒子的团聚。

　　6.根据权利要求1或5所述的一种微小直径金刚石微粉砂轮的低温制备方法，其特征在于：利用石蜡低熔点、粘度大、易固化特点，采用加热板对石蜡进行加热使之处于熔融状态，同时在超声振动的作用下，能有效地把铜、铁纳米粒子和金刚石磨粒均匀分散在熔化的热蜡中，并形成一种类似膏状的物质，防止金刚石磨粒沉积。

　　7.根据权利要求1或6所述的一种微小直径金刚石微粉砂轮的低温制备方法，其特征在于：利石蜡在室温下易固化的特点，使铜、铁纳米粒子和金刚石磨粒等所组成的膏状物质在砂轮模具（3）中固化定型后，再进行脱模。

　　8.根据权利要求1所述的一种微小直径金刚石微粉砂轮的低温制备方法，采用微波烧结方法对砂轮进行低温烧结，其特征在于：为抑制铜或铁纳米粒子在烧结过程中的异常增长和非均匀扩散，利用微波烧结方法对砂轮进行快速低温烧结，烧结温度为400-500℃区间内的某一特定温度，保温15-30min，炉内冷却至室温。烧结过程采用惰性气体中进行保护。

　　9.根据权利要求1或8所述的一种微小直径金刚石微粉砂轮的低温制备方法，其特征在于：烧结前，在砂轮周围均匀涂覆一层除蜡剂（7），在烧结过程中可以对砂轮进行排蜡处理。