一种触摸屏玻璃加工用倒角砂轮及其制备方法与流程

1.本发明属于砂轮技术，具体涉及一种触摸屏玻璃加工用倒角砂轮及其制备方法。


背景技术：

2.信息时代的迅速发展，多媒体信息查询与日俱增，平板显示、智能终端等电子信息行业的快速发展使触摸屏的应用越来越普遍。触摸屏作为一种最新的电脑输入设备，易操作、便捷，而且又具有坚固耐用、反应速度快、易于交流等许多优点。触摸屏中玻璃作为重要组件，未经处理的玻璃边缘锋利且有缺陷，因此其加工引起极大关注，触摸屏玻璃加工用金刚石砂轮应运而生。现有技术公开了一种用于玻璃倒角装置，包括工作台，工作台底部设置有支撑腿，工作台一侧设置有传动组件，传动组件上方设置有第一电机，第一电机输出端设置有砂轮，工作台上表面中部设置有缓冲装置，缓冲装置上方设置有放置板，放置板上表面设置有玻璃工件，玻璃工件两侧设置有夹紧装置。但是现有技术关于触屏玻璃倒角砂轮的研究非常少，玻璃用倒角轮，因切削余量较大，速度较快，对砂轮的锋利度、金刚石把持以及寿命提出更高的要求。常规青铜砂轮在品质和寿命方面不能满足要求。


技术实现要素：

3.本发明采用纳米钛粉和氧化锆结合铜锡配方进行性能改善，其中，铜锡是金属胎体的基础，钛是强碳化物形成元素，其作用是可以大大改善铜对金刚石的润湿，增加胎体对金刚石的把持，氧化锆性能稳定，高温下也能维持稳定，加入少量对砂轮的自锐性有很大提升，氧化锆作为陶瓷材料本身具有很好的锋利性和抗变形性，从实际应用来看，添加氧化锆之后可以大大提高砂轮的寿命。
4.本发明采用如下技术方案：一种触摸屏玻璃加工用倒角砂轮，其制备方法为，将金属胎体、金刚石混合物冷压，得到冷压坯体；所述冷压坯体经过烧结与热压，得到触摸屏玻璃加工用倒角砂轮；进一步的，所述热压后经过常规加工，得到触摸屏玻璃加工用倒角砂轮。常规加工为开槽、修圆、出刃等常规砂轮加工。
5.本发明中，金属胎体由铜粉、锡粉、纳米钛粉以及氧化锆粉组成；优选的，金属胎体中，按质量百分数，铜粉为55～70%，锡粉为15～25%，纳米钛粉为7～20%，余量为氧化锆粉；作为优选，氧化锆粉的质量百分数为1～7%，优选2～5%；进一步优选的，金属胎体中，按质量百分数，铜粉为60～65%，锡粉为18～23%，纳米钛粉为9～12%，余量为氧化锆粉。本发明金属胎体为触摸屏玻璃加工用倒角砂轮金属胎体，用于结合金刚石制备触摸屏玻璃加工用倒角砂轮，对触屏玻璃具有优异的加工性能。
6.本发明中，各原料粒度如下：铜粉为300#，锡粉为300#，纳米钛粉80-100nm，氧化锆粉为15-20μm，金刚石：400-500#。
7.本发明中，将铜粉、锡粉、纳米钛粉和氧化锆粉混合球磨，得到金属胎体，具体的，球磨在酒精存在下，利用大球与小球进行，优选的，酒精用量为铜粉、锡粉、纳米钛粉和氧化
锆粉总重量的20～30%，大球与小球的质量比为（5～7）∶（3～5）；球磨时，球料比为（15～25）∶ 1；球磨转速为300～800rpm，时间为50～200min。
8.本发明中，将金属胎体、低沸点溶剂、金刚石混合，得到金属胎体、金刚石混合物；低沸点溶剂为丙酮或者酒精；混合在小球存在下进行，球料比为（15～25）∶ 1；混合时间为30～100min。优选的，金属胎体、金刚石的体积比为（60～70）∶（30～40）。
9.本发明中，冷压的压力为4
±
0.5t/cm2，时间为5～20s；烧结时，以升温速率20～35℃/min，由室温升温至350℃保温5～10min；热压时，以升温速率20～35℃/min，由350℃升温至700～750℃，保温60～100min，并施加压力200
±
20kg/cm2；先烧结在热压，烧结不加压。
10.触摸屏中玻璃作为重要组件，未经处理的玻璃边缘锋利且有缺陷，因此其加工引起极大关注，触摸屏玻璃加工用金刚石砂轮应运而生。玻璃用倒角轮，因切削余量较大，速度较快，对砂轮的锋利度、金刚石把持以及寿命提出更高的要求。常规青铜砂轮在品质和寿命方面不能满足要求。本发明在铜粉锡粉基础上，采用纳米钛粉和氧化锆对铜锡合金配方进行性能改善，钛是强碳化物形成元素，其作用是可以大大改善铜对金刚石的润湿，增加胎体对金刚石的把持。氧化锆性能稳定，高温下也能维持稳定，加入少量对砂轮的自锐性有很大提升，氧化锆作为陶瓷材料本身具有很好的锋利性和抗变形性，从实际应用来看，添加氧化锆之后可以大大提高砂轮的寿命。与现有市售性能好的触摸屏玻璃加工用倒角砂轮相比，本发明砂轮在崩边小于30μm的基础上，单槽寿命可达5000m以上，取得明显的进步，尤其是，本发明配方简单，仅采用铜粉、锡粉、纳米钛粉以及氧化锆粉、金刚石，无需其他添加剂，降低了成本的同时，简化了混料工艺，也避免了多种原料进料检验繁琐以及相互配合不易的问题。
附图说明
11.图1为实施例一砂轮用于0.7mm的钠钙玻璃倒角，加工品质照片；图2为现有砂轮用于0.7mm的钠钙玻璃倒角，加工品质照片。
具体实施方式
12.本发明采用常规市售原料铜粉、锡粉、纳米钛粉以及氧化锆粉、金刚石，混合压制，得到一种触摸屏玻璃加工用倒角砂轮，专用于加工触摸屏玻璃，尤其是倒角加工，在崩边小于30μm的基础上，单槽寿命可达5000m以上，取得明显的进步，尤其是，本发明配方简单，完全可以工业化，且已经生产出产品并进行实际加工测试，满足客户使用需求。本发明涉及的具体制备方法以及测试方法，都为现有技术，砂轮测试直接上机，按照生产方式进行。铜粉为300#、锡粉：300#、纳米钛粉：80-100nm、氧化锆粉：15-20μm、金刚石：500#；玻璃倒角大小1.5*1.5mm；砂轮规格：外径100mm，内孔25.4mm，厚度14mm，3槽。本发明各例子加工对象以及参数一致，作为平行实验，以体现本发明技术效果的提升。
13.实施例一准确称量65%铜粉、20%锡粉、12%纳米钛粉、3%氧化锆粉，将几种原料经过球磨后形成金属胎体，以金属胎体、金刚石65%∶35%的体积比混合制备成型料；再称量成型料，投入现有模腔中，进行压制、烧结、热压成型以及常规槽型加工，得到触摸屏玻璃加工用倒角砂轮；
用于0.7mm的钠钙玻璃倒角，单槽寿命可达5000m，平面崩边小于30μm，参见图1。
14.上述触摸屏玻璃加工用倒角砂轮的制备方法如下：（1）原料制备：将精确称重的铜粉、锡粉、纳米钛粉和氧化锆粉依次放入球磨罐内，进行混料研磨，加入总质量25%的酒精（250g），然后放入wc硬质合金球，球料比20:1（wt.%），大球（外径8mm）、小球（外径2mm）质量比为7:3，转速500rpm，混合100min，将物料取出烘干，过筛球料分离；然后将粉料放入三维混料机中，加入粉料质量10%的丙酮，球料比20:1的2mm小球，再加入金刚石混合60min，得到混合均匀的物料；（2）压制：取上述混合均匀的物料，投入模具中，以压力为4t/cm2，冷压15s，脱模后得到密度均匀的冷压坯体；（3）烧结热压：将步骤（2）中冷压好的坯体放入热压烧结模具中，然后放入烧结炉内，常压下，升温速率30℃/min，室温升温至350℃保温8min；再30℃/min升温至最终烧结温度750℃，保温90min并施加压力200kg/cm2。
15.槽型加工：将所述热压产品按照图纸电加工槽，然后置于车装，用400#油石抛光30s，进行出刃；按照上述方法制备的砂轮具有长寿命的特点，其槽型保持性好，所以寿命是常规砂轮的1.6倍。
16.实施例二准确称量65%铜粉、20%锡粉、10%纳米钛粉、5%氧化锆粉，根据实施例一的制备方法，得到触摸屏玻璃加工用倒角砂轮；用于0.7mm的钠钙玻璃倒角，崩边小于30μm，单槽寿命可达4600m。
17.实施例三准确称量63.5%铜粉、20%锡粉、13.5%纳米钛粉、3%氧化锆粉，根据实施例一的制备方法，得到触摸屏玻璃加工用倒角砂轮；用于0.7mm的钠钙玻璃倒角，崩边小于35μm，单槽寿命可达4500m。
18.实施例四准确称量60%铜粉、19%锡粉、14%纳米钛粉、7%氧化锆粉，根据实施例一的制备方法，得到触摸屏玻璃加工用倒角砂轮；用于0.7mm的钠钙玻璃倒角，崩边小于40μm，存在少量大于35μm的现象，单槽寿命可达3900m。
19.对照例现有市售触摸屏玻璃加工用倒角砂轮用于0.7mm的钠钙玻璃倒角，崩边达到60μm，参见图1，单槽寿命3200m，此砂轮为性能好的市售品，本发明以此为常规砂轮。
20.对比例一准确称量85%铜-锡合金粉（76%铜）、12%纳米钛粉、3%氧化锆粉，根据实施例一的制备方法，得到砂轮；用于0.7mm的钠钙玻璃倒角，崩边达到60μm，单槽寿命2700m。
21.准确称量65%铜粉、20%锡粉、12%纳米钛粉、3%锆粉，根据实施例一的制备方法，得到砂轮；用于0.7mm的钠钙玻璃倒角，崩边超过100μm，无法应用。
22.准确称量65%铜粉、20%锡粉、12%纳米钛粉、3%氧化铝粉，根据实施例一的制备方法，得到砂轮；用于0.7mm的钠钙玻璃倒角，崩边超过100μm，无法应用。
23.准确称量65%铜粉、20%锡粉、15%纳米钛粉，根据实施例一的制备方法，得到砂轮；用于0.7mm的钠钙玻璃倒角，崩边超过100μm，无法应用。
24.准确称量70%铜粉、25%锡粉、5%氧化锆粉，根据实施例一的制备方法，得到砂轮；用于0.7mm的钠钙玻璃倒角，崩边达到55μm，单槽寿命可达2250m。
25.对比例二准确称量65%铜粉、20%锡粉、12%纳米钛粉、3%氧化锆粉，将几种原料经过球磨后形成金属胎体，以金属胎体、金刚石65%：35%的体积比混合制备成型料；再称量成型料，投入现有模腔中，进行压制、烧结成型（即在750℃保温时省略加压）以及常规槽型加工，得到砂轮；用于0.7mm的钠钙玻璃倒角，平面崩边达到45μm，单槽寿命可达4050m。
26.上述触摸屏玻璃加工用倒角砂轮的制备方法如下：（1）原料制备：将精确称重的铜粉、锡粉、纳米钛粉和氧化锆粉依次放入球磨罐内，进行混料研磨，加入总质量25%的酒精（250g），然后放入wc硬质合金球，球料比20:1（wt.%），大球（外径8mm）、小球（外径2mm）质量比为7:3，转速500rpm，混合100min，将物料取出烘干，过筛球料分离；然后将粉料放入三维混料机中，加入粉料质量10%的丙酮，球料比20:1的2mm小球，再加入金刚石混合60min，得到混合均匀的物料；（2）压制：取上述混合均匀的物料，投入模具中，以压力为4t/cm2，冷压15s，脱模后得到密度均匀的冷压坯体；（3）烧结热压：将步骤（2）中冷压好的坯体放入热压烧结模具中，然后放入烧结炉内，常压下，升温速率30℃/min，室温升温至350℃保温8min；再30℃/min升温至最终烧结温度750℃，保温90min。
27.槽型加工与实施例一一样。
28.实施例五准确称量65%铜粉、21%锡粉、11%纳米钛粉、3%氧化锆粉，将几种原料经过球磨后形成金属胎体，以金属胎体、金刚石68%∶32%的体积比混合制备成型料；再称量成型料，投入现有模腔中，进行压制、烧结、热压成型以及常规槽型加工，得到触摸屏玻璃加工用倒角砂轮。上述触摸屏玻璃加工用倒角砂轮的制备方法如下：（1）原料制备：将精确称重的铜粉、锡粉、纳米钛粉和氧化锆粉依次放入球磨罐内，进行混料研磨，加入总质量25%的酒精（250g），然后放入wc硬质合金球，球料比20:1（wt.%），大球（外径8mm）、小球（外径2mm）质量比为6:4，转速600rpm，混合80min，将物料取出烘干，过筛球料分离；然后将粉料放入三维混料机中，加入粉料质量10%的丙酮，球料比20:1的2mm小球，再加入金刚石混合60min，得到混合均匀的物料；（2）压制：取上述混合均匀的物料，投入模具中，以压力为4t/cm2，冷压18s，脱模后得到密度均匀的冷压坯体；（3）烧结热压：将步骤（2）中冷压好的坯体放入热压烧结模具中，然后放入烧结炉内，常压下，升温速率30℃/min，室温升温至350℃保温10min；再30℃/min升温至最终烧结温度750℃，保温100min并施加压力200kg/cm2。
29.槽型加工：将所述热压产品按照图纸电加工槽，然后置于车装，用400#油石抛光30s，进行出刃；按照上述方法制备的砂轮具有长寿命的特点，其槽型保持性好。
30.现有技术关于触屏玻璃倒角用砂轮的研究不多，市面上几款砂轮的崩边以及加工寿命还需要改善。申请人之前公开了针对蓝宝石玻璃以及光伏玻璃加工的砂轮，具有好的应用效果，但是存在硬度以及脆性方面的差异，经过实际生产实践发现这些砂轮都无法用
于触屏玻璃加工，材质的不同导致加工效果很差，比如光伏玻璃的加工都是以几万米计，而触屏玻璃的加工则是数千米计；为了改善现有触屏玻璃倒角砂轮的性能，申请人采用常规市售原料铜粉、锡粉、纳米钛粉以及氧化锆粉、金刚石，混合压制，得到一种触摸屏玻璃加工用倒角砂轮，专用于加工触摸屏玻璃，尤其是倒角加工，在崩边小于30μm的基础上，单槽寿命可达4000m以上，最优达到5000m，取得明显的进步，尤其是，本发明配方简单，完全可以工业化。