本發(fā)明涉及一種cbn(立方氮化硼)磨料表面改性技術，具體是一種采用溶膠凝膠法在立方氮化硼表面鍍覆cuo薄膜的工藝。

背景技術：

cbn是所有材料中硬度僅次于金剛石的物質，故常用來制備加工工具。但人工合成的cbn主要為顆粒和粉末狀，必須用稱之為結合劑的材料將其結合并制備成具有一定形狀和強度的工具。常用的結合劑材料有金屬、樹脂和陶瓷。其中，金屬結合劑立方氮化硼砂輪具有彈性模量高、化學性質穩(wěn)定、耐水、耐熱、抗沖擊性強，質量穩(wěn)定等特點，特別適用于黑色金屬材料的成型磨削和拋光。但與常用金屬結合劑金剛石砂輪相比，金屬結合劑立方氮化硼砂輪的耐用度偏低，這主要是因為立方氮化硼磨料表面有一層致密的b2o3氧化層，該氧化層使金屬結合劑對cbn磨料潤濕性較差，結合劑對磨料的把持力小，磨削過程中cbn磨料易于脫落。所以為了提高金屬結合劑cbn磨具的使用壽命，目前工業(yè)上常采用cbn表面改性技術，通過物理或化學方法在cbn表面鍍覆過渡金屬元素，如w、cr、ni、ti等。主要包括化學鍍和電鍍，其工藝流程一般為：cbn磨料→表面清潔→表面活化和敏化→化學鍍(電鍍)→清洗→干燥。但化學鍍過程中鍍層金屬與cbn磨粒表面不能產(chǎn)生化學鍵合，鍍層與cbn基體結合力弱，在外力或燒結高溫作用下，鍍層容易脫落，對cbn磨具的使用壽命提高有限。目前金屬結合劑cbn砂輪采用的結合劑主要成分是銅基的，如果能夠在cbn磨粒表面鍍覆一層致密的cuo薄膜，一方面，通過適當條件下的熱處理，使cuo薄膜與cbn磨料表面的b2o3氧化層形成cu-o-b化學鍵合，cuo薄膜與cbn磨料產(chǎn)生牢固結合，防止金屬結合劑cbn砂輪在制備和使用過程中cuo薄膜的脫落；另一方面，cbn磨粒表面的cuo薄膜能提高銅基金屬結合劑對cbn磨料的潤濕性，大幅度增加金屬結合劑對cbn磨料的把持力，延長金屬結合劑cbn砂輪的使用壽命。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種采用溶膠凝膠法在cbn磨料表面鍍覆cuo薄膜的工藝，鍍膜后的cbn磨料能與青銅金屬結合劑產(chǎn)生良好的結合性，解決了上述背景技術中提出金屬結合劑cbn砂輪結合劑對cbn磨料的把持力低，砂輪使用壽命短的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

一種采用溶膠凝膠法在cbn磨料表面鍍覆cuo薄膜的工藝，包括以下步驟：

(1)對cbn磨料進行表面處理；

(2)表面鍍覆cuo薄膜的cbn磨料制備。

作為本發(fā)明進一步的方案：步驟(1)的步驟為：先cbn磨料浸入溫度為40-50℃，濃度為1mol/l的naoh溶液中，對表面進行活化處理，處理時間為0.5-1.5小時，再用去離子水沖洗磨料表面，直至清洗液ph值為7.0-7.5，最后采用工業(yè)超聲波清洗機，用頻率為40-60khz的超聲波，在無水乙醇介質中清洗磨料表面0.5-1.5小時，將清洗后的cbn磨料在60-80℃下烘干待用。

作為本發(fā)明再進一步的方案：步驟(1)的具體步驟為：先將cbn磨料浸入溫度為45℃，濃度為1mol/l的naoh溶液中，對表面進行活化處理，處理時間為1小時，再用去離子水沖洗磨料表面，直至清洗液為中性，最后用頻率為60khz的超聲波，在無水乙醇介質中清洗磨料表面1小時，將清洗后的cbn磨料在70℃下烘干待用。

作為本發(fā)明進一步的方案：步驟(2)的步驟為：在化學純cu(oet)2溶液中加入分析純三乙醇胺，cu(oet)2與三乙醇胺的體積比為100∶1，采用立式高速攪拌器，將混合溶液在2000-6000轉/分的速度下攪拌0.5-1.5小時，然后在攪拌條件下向cu(oet)2混合溶液中滴加氨水，將溶液的ph值調整至9-10時停止滴加氨水，再在2000-6000轉/分的速度下攪拌0.5-1.5小時，利用cu(oet)2的水解制備了穩(wěn)定的cu(oh)2溶膠。將cu(oh)2溶膠在室溫下放置6-24小時，然后浸漬進行過表面處理的cbn磨料，浸漬時間為1-5分鐘，再將磨料從cu(oh)2溶膠中撈出，在80-120℃下烘干后在600-700℃焙燒0.5-1.5小時，cbn隨爐冷卻，然后再將磨料過篩，選型，獲得表面均勻包覆有cuo薄膜的cbn磨料。

作為本發(fā)明再進一步的方案：步驟(2)的具體步驟為：在化學純cu(oet)2溶液中加入分析純三乙醇胺，cu(oet)2與三乙醇胺的體積比為100∶1，將混合溶液在4000轉/分速度下攪拌1小時，然后在攪拌條件下向cu(oet)2混合溶液中滴加氨水，將溶液的ph值調整至10時停止滴加氨水，再在4000轉/分速度下攪拌1小時，利用cu(oet)2的水解制備了穩(wěn)定的cu(oh)2溶膠。將cu(oh)2溶膠在室溫下放置24小時，然后浸漬進行過表面處理的cbn磨料，浸漬時間為3分鐘，再將磨料用銅網(wǎng)從cu(oh)2溶膠中撈出，在100℃下烘干后在650℃焙燒1小時，冷卻，然后再將磨料過篩，選型，獲得表面均勻包覆有cuo薄膜的cbn磨料。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明采用溶膠凝膠法，在cbn磨料表面鍍覆一層致密的cuo薄膜。該發(fā)明一方面，溶膠-凝膠法制備的cuo薄膜是由納米級的cuo顆粒緊密排列而成，cuo的晶粒直徑小，比表面積高，反應活性大，在600度以上的熱處理溫度下極易與cbn基體形成cu-o-b的化學鍵合，薄膜與cbn基體的結合強度高，在外力和磨具燒結過程中，薄膜不易脫落。另一方面，在cbn磨料表面鍍覆一層cuo薄膜，cbn用金屬結合劑其主要成分為青銅，cuo薄膜與金屬結合劑潤濕性良好，大幅度增強結合劑對cbn磨料的把持力，延長cbn金屬結合劑磨具的使用壽命。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的工藝流程圖；

圖2為cbn表面cuo薄膜的顯微結構照片；

圖3為表面鍍覆cuo薄膜后的cbn的磨料照片；

圖4為未鍍膜cbn磨料制備的金屬結合劑砂輪的顯微結構照片；

圖5為表面鍍覆cuo薄膜cbn磨料制備的陶瓷結合劑砂輪的顯微結構照片。

具體實施方式：

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例1

請參閱圖1，本發(fā)明實施例中，一種在立方氮化硼表面鍍覆cuo薄膜的工藝，包括以下步驟：

(1)對cbn磨料進行表面處理：先cbn磨料浸入溫度為40℃，濃度為1mol/l的naoh溶液中，對表面進行活化處理，處理時間為1.5小時，再用去離子水沖洗磨料表面，直至清洗液為ph為7.0，最后用頻率為60khz的超聲波，在無水乙醇介質中清洗磨料表面0.5小時，將清洗后的cbn磨料在60℃下烘干待用。

(2)表面鍍覆cuo薄膜的cbn磨料制備：在化學純cu(oet)2溶液中加入分析純三乙醇胺，cu(oet)2與三乙醇胺的體積比為100∶1，將混合溶液在6000轉/分下高速攪拌1小時，然后在高速攪拌條件下向cu(oet)2混合溶液中滴加氨水，將溶液的ph值調整至10時停止滴加氨水，再在6000轉/分高速攪拌1小時，利用cu(oet)2的水解制備了穩(wěn)定的cu(oh)2溶膠。將cu(oh)2溶膠在室溫下放置12小時，然后浸漬進行過表面處理的cbn磨料，浸漬時間為2分鐘，再將磨料從cu(oh)2溶膠中撈出，在120℃下烘干后在700℃焙燒1小時，冷卻獲得表面均勻包覆有cuo薄膜的cbn磨料。

實施例2

請參閱圖1，本發(fā)明實施例中，一種在立方氮化硼表面鍍覆cuo薄膜的工藝，包括以下步驟：

(1)對cbn磨料進行表面處理：先cbn磨料浸入溫度為50℃，濃度為1mol/l的naoh溶液中，對表面進行活化處理，處理時間為1小時，再用去離子水沖洗磨料表面，直至清洗液為ph為7.5，最后用頻率為40khz的超聲波，在無水乙醇介質中清洗磨料表面1.5小時，將清洗后的cbn磨料在60℃下烘干待用。

(2)表面鍍覆cuo薄膜的cbn磨料制備：在化學純cu(oet)2溶液中加入分析純三乙醇胺，cu(oet)2與三乙醇胺的體積比為100∶1，將混合溶液在2000轉/分下攪拌1.5小時，然后在高速攪拌條件下向cu(oet)2混合溶液中滴加氨水，將溶液的ph值調整至9時停止滴加氨水，再在2000轉/分攪拌1.5小時，利用cu(oet)2的水解制備了穩(wěn)定的cu(oh)2溶膠。將cu(oh)2溶膠在室溫下放置24小時，然后浸漬進行過表面處理的cbn磨料，浸漬時間為5分鐘，再將磨料從cu(oh)2溶膠中撈出，在80℃下烘干后在600℃焙燒1.5小時，冷卻獲得表面均勻包覆有cuo薄膜的cbn磨料。

如圖2和圖3所示，采用上述實施例可以在cbn磨料鍍覆一層致密的cuo薄膜；如圖4和圖5所示，用鍍膜后的cbn磨料制備金屬結合劑砂輪時，磨料與金屬合劑有良好的潤濕性，可增加金屬結合劑cbn磨具的使用壽命。

對于本領域技術人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發(fā)明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。

此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。