切割研磨片及其制造方法.pdf

本发明公开了一种切割研磨片，它包括：至少一层固结层和一层研磨粒；研磨粒固结于固结层中；各研磨粒形成的研磨面为水平等高面。其制造方法包括以下步骤：(1)在基材上放置研磨粒；(2)在基材上形成一基础层，用以将研磨粒固结在基材上；(3)在基础层上形成一固结层，在该固结层上可再至少复合一层固结层和一层研磨粒；(4)移除基材。本发明的优点是：该切割研磨片的研磨粒的固结强度高，固结层的厚度低，使用寿命长。该切割研磨片的研磨粒分布均匀，且具有平整等高的研磨面，研磨的精准及效用有较大的提高。该切割研磨片的研磨粒的棱边或棱角朝外，切割研磨效率高。制造方法简单、实用。

1、  一种切割研磨片，其特征在于该切割研磨片包括：固结层和研磨粒；该研磨粒固结于固结层中，各研磨粒形成的研磨面为水平等高面。

2、  根据权利要求1所述的切割研磨片，其特征在于该切割研磨片由至少两层固结层和固结于该固结层中的研磨粒复合而成，在相邻固结层之间设有基础层，研磨粒固结在基础层中，各层研磨粒形成的研磨面为水平等高面。

3、  根据权利要求1或2所述的切割研磨片，其特征在于在固结层中含有研磨粒。

4、  根据权利要求1或2所述的切割研磨片，其特征在于研磨粒的棱边或棱角朝外。

5、  如权利要求1所述的切割研磨片的制造方法，其特征在于该制造方法包括以下步骤：
(1)在基材上放置一层研磨粒；
(2)在基材上形成一基础层，用以将研磨粒固结在基材上；
(3)在基础层上形成一固结层，研磨粒固结在固结层中；
(4)移除基材。

6、  根据权利要求5所述的切割研磨片的制造方法，其特征在于在步骤(3)形成的固结层上至少可再复合一层固结层和固结于该固结层中的研磨粒层，其步骤是：在上一层的固结层上放置又一层研磨粒，并形成又一基础层，用以将研磨粒固结在上一层的固结层上，然后在该基础层上形成又一固结层；或者是在上一层的固结层上放置又一层由基础层、研磨粒结合的复合层，并在两者之间填充固结层材料形成固结层，上述固结层中可以含有研磨粒。

7、  根据权利要求5或6所述的切割研磨片的制造方法，其特征在于基础层的形成步骤是：先用阴极效率高的低气泡生成的材料形成下部基础层，然后形成上部基础层。

8、  根据权利要求6所述的切割研磨片的制造方法，其特征在于阴极效率高的材料是锡、铜、镍、铅锡合金或镍锡合金中的之一。

9、  根据权利要求4或5所述的切割研磨片的制造方法，其特征在于在基材表面或在上一层固结层的表面先进行表面粗化处理，形成凹凸表面，研磨粒的棱边或棱角卡制在凹坑内，然后再进一步形成基础层将其固结。

10、  根据权利要求4或5所述的切割研磨片的制造方法，其特征在于在基材上或在上一层固结层上铺覆衬垫颗粒，研磨粒的棱边或棱角卡制在衬垫颗粒间的缝隙内。

切割研磨片及其制造方法
一、技术领域
本发明涉及一种切割研磨片及其制造方法。更具体地，本发明是一种具有平整等高研磨面的切割研磨片及其制造方法。
二、背景技术
随着现代工业朝向高度精密的发展，对精密模具或组件加工时，所要求的研磨精准度也日益增高。
在现有的切割研磨片中，研磨粒是利用镀层固结于金属基底上的。研磨粒在使用前虽已进行筛选，但仍存在大小差异。在电镀固结时，此大小差异将造成研磨粒的位置与平整度不一致，从而导致研磨粒在镀层上产生不均匀分布。此不均匀分布将降低研磨能力与功效。
此外，因研磨粒是由电镀固结于金属基底上的，在电镀过程中会因研磨粒的几何形状而产生遮蔽作用，使得研磨粒周围的镀层形成一下凹表面，因而降低研磨粒与镀层间的固结强度。为使研磨粒与镀层间具有适当的固结强度，镀层所需厚度约为研磨粒的百分七十，故研磨粒仅剩约百分之三十部分可使用，此将降低研磨粒可使用的部分。
还有，现有的切割研磨片中的研磨粒一般为单层布置，因此，当该单层研磨粒被磨去后，切割研磨片的寿命也结束了。
因此，需要一种改进的切割研磨片及其制造方法，使得研磨粒得以平整等高且均匀地分布于基底上，且可降低固结所需的镀层厚度，同时研磨粒与基底间具有更良好的固结强度，切割研磨片的寿命增长。
三、发明内容
1、发明的目的：
本发明的目的是提供一种切割研磨片及其制造方法，该切割研磨片的研磨粒的固结强度高，固结层的厚度低，使用寿命长。
本发明的另一目的是提供一种切割研磨片及其制造方法，该切割研磨片的研磨粒分布均匀，且具有平整等高的研磨面，以增进研磨的精准及效用。
本发明的又一目的是提供一种切割研磨片及其制造方法，该切割研磨片的研磨粒的棱边或棱角朝外，切割研磨效率高。
2、技术方案：
本发明所述的切割研磨片，其特征在于该切割研磨片包括：固结层和研磨粒；该研磨粒固结于固结层中，各研磨粒形成的研磨面为水平等高面。
为了进一步提高切割研磨片的使用寿命，该切割研磨片由至少两层固结层和固结于该固结层中的研磨粒复合而成，在相邻固结层之间设有基础层，研磨粒固结在基础层中，各层研磨粒形成的研磨面为水平等高面。
为了进一步延长切割研磨片的研磨寿命，还可以在固结层中含有研磨粒。
所述研磨粒的棱边或棱角朝外，以提高切割研磨的效率。
所述各研磨粒分布应尽量均匀合理，除随机分布外，其各研磨粒之间的距离应控制在研磨粒尺寸的0.1-30倍的范围内。
当对固结层进行加热处理时，在固结层的表面有一界面保护层。
本发明所述的切割研磨片的制造方法，其特征在于该制造方法包括以下步骤：
(1)在基材上放置一层研磨粒；
(2)在基材上形成一基础层，用以将研磨粒固结在基材上；
(3)在基础层上形成一固结层，研磨粒固结在固结层中；
(4)移除基材。
为了形成复合切割研磨片，在步骤(3)形成的固结层上至少可再复合一层固结层和固结于该固结层中的研磨粒层，其步骤是：在上一层的固结层上放置又一层研磨粒，并形成又一基础层，用以将研磨粒固结在上一层的固结层上，然后在该基础层上形成又一固结层。或者是在上一层的固结层上放置又一层由基础层、研磨粒结合的复合层，并在两者之间填充固结层材料形成固结层，上述固结层中可以含有研磨粒。
为提高研磨粒的固定的稳定性，所述的基础层可以这样的形成：先用阴极效率高的低气泡生成的材料形成下部基础层，然后形成上部基础层。所述的阴极效率高的材料包括锡、铜、镍、铅锡合金或镍锡合金中的之一。
上述基础层可以完全覆盖研磨粒；然后在形成固结层前先移除该基础层的上层部分，以使研磨粒外露。
为使研磨粒的棱边或棱角朝外，以提高切割研磨效果，在基材表面先进行表面粗化处理，形成凹凸表面，研磨粒的棱边或棱角卡制在凹坑内，然后再进一步形成基础层将其固结；或在基材上铺覆衬垫颗粒，研磨粒的棱边或棱角卡制在衬垫颗粒间的缝隙内。
此外，将研磨粒固结在基材上后，可在研磨粒上进行表面粗化处理，以增加研磨粒与随后形成的固结层间的固结强度。
本发明与现有技术相比，其显著优点是：1、该切割研磨片的研磨粒的固结强度高，固结层的厚度低，使用寿命长。2、该切割研磨片的研磨粒分布均匀，且具有平整等高地研磨面，研磨的精准及效用有较大的提高。3、该切割研磨片的研磨粒的棱边或棱角朝外，切割研磨效率高。4、制造方法简单、实用。
四、附图说明
图1是本发明的切割研磨片制造方法流程图。
图2是本发明在基材上形成一基础层后的截面示意图。
图3a是本发明在基础层上形成一固结层时固结层完全覆盖研磨粒的截面示意图。
图3b是本发明在基础层上形成一固结层时固结层部分覆盖研磨粒的截面示意图。
图4是本发明将基材与基础层移去后的截面示意图。
图5是本发明在固结层与研磨粒上形成一保护层的截面示意图。
图6与图7是本发明网状基材的结构示意图。
图8是本发明对基材表面进行表面粗化处理形成不平整凹凸表面的结构示意图。
图9是本发明在基材上铺覆衬垫颗粒的结构示意图。
图10是本发明所述的复合型切割研磨片的结构示意图。
五、具体实施方式
通过下面的描述进一步给出本发明详细的结构和制造过程。
如图1所示，本发明的制造步骤是：1、将研磨粒放置于一基材上(步骤202)，2、形成一基础层，以将研磨粒固结于基材上(步骤204)。3、在基础层上形成一固结层(步骤206)。4、移去基材(步骤208)。5、视情况移去基础层(步骤210)，由此形成切割研磨片。
图2是用以说明形成一基础层24，以将研磨粒22固结在基材20上的步骤。研磨粒22是由具有研磨能力的材料所制成，例如钻石、氮化硼与氧化铝等材料。基础层24的材料可为高分子材料，金属，金属化合物或碳化物，例如可为铁、铬、镍、铜、锌、锡等或其合金，并藉由镀覆技术，例如电镀，与化学镀等方式形成。
当使用电镀方式形成基础层24时，研磨粒22可置于电镀液中，并直接镀覆于基材20上，以简化制造步骤。此外，在使用例如锌、铁、或铬作为基础层24的材料进行电镀时，容易产生气泡，进而造成研磨粒22移位，而减低基础层24和研磨粒22间之固结强度，甚至无法固结。此时可以使用低气泡生成的材料，例如锡、铜、镍、铅锡合金或镍锡合金等，先形成一下部基础层24a，随后再以其它材料形成上部基础层24b。
图3a与图3b是用以说明在基础层24上形成一固结层30的步骤。固结层30是通过镀覆或烧结、焊接技术形成于基础层24上的。固结层30可完全或部分覆盖研磨粒22。3a是固结层30完全覆盖研磨粒22的情形，图3b是固结层30部分覆盖研磨粒22的情形，此时部分研磨粒22外露，当移除基材20与基础层24后，便可形成双面皆具外露研磨粒22的切割研磨片。
图4是将基材20与基础层24移除的步骤。基材20与基础层24可通过侵蚀、加热或研磨等方式移除，由此可获得具平整等高研磨面的研磨片。
基础层24或固结层30也可由烧结或焊接方式形成，或固结层30中可含有一焊接合金与一烧结粉末，该焊接合金与烧结粉末与研磨粒22形成键结，将研磨粒22固结在固结层30上。且基础层24可完全或部分覆盖研磨粒22。若基础层24完全覆盖研磨粒22，则在基础层24上形成固结层30前，先移除部分基础层24，以使研磨粒22外露。
或者，在移除基础层24步骤前，固结层30可进一步通过加热处理与研磨粒22反应，形成化学键结，其化学键结的相对应元素为2-98％。由此可增进研磨粒22与固结层30间的固结强度。此时，固结层30由可与研磨粒22形成化学键结的材料构成。
当研磨粒22由钻石所构成时，固结层30可由铬、钴、钨、钛、锌、铁、锰等的金属及其合金所构成。当研磨粒22由氮化硼或氧化铝所构成时，固结层30可由铝、硼、碳、硅等元素或其化合物所构成。
此外，当对固结层30进行加热处理时，固结层30与基础层24的接口会形成一层约至少数微米的界面层，此界面层是因固结层30的金属与基础层24的金属因加热合金化所形成。此界面层当然成为一层保护层。
此外，在形成固结层30的步骤前，可在研磨粒22上进行表面粗化处理，以增加研磨粒22随后形成的固结层间的固结强度。表面粗化处理例如可为表面氧化、表面侵蚀及表面研磨等。
在移除基材20与基础层24后，在外露的固结层30与研磨粒22上，可进一步形成一保护层32。图5是形成保护层32的步骤。保护层32的材料例如可为金属，金属化合物，高分子材料及类钻石膜等，可通过气相镀着、喷涂或相似技术形成。
根据本发明所形成的切割研磨片，可进一步由焊接、黏接或烧结方式，将切割研磨片结合至一底座上。
为获得规则排列的研磨粒配置，所使用的基材可设计为一网状结构。图6与图7是由一网状结构基材20，控制研磨粒22的配置，如将研磨粒之间的距离控制为研磨粒尺寸的0.1-30倍。。网状结构基材20中网孔36的大小与形状，可根据所需的配置情况而设计。通过网状结构基材20，对特定大小与方位要求的研磨粒22可规则地分布。
或者，亦可对于基材表面进行处理，以控制研磨粒的配置。例如，如图8所示，可以喷砂方式，对于基材20表面进行表面粗化处理，以获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，随后再进一步形成基础层24将其固结。此外，亦可由铺覆衬垫颗粒方式，控制研磨粒的配置。如图9所示，在将研磨粒22放置于基材20上的步骤前，可在基材20上铺覆衬垫颗粒23。研磨粒22的尖端可由此卡制于衬垫颗粒23间的缝隙，当随后移除衬垫颗粒23时，便可获得研磨粒22尖端外露的研磨片，进一步增进研磨片的锐利度与研磨性。衬垫颗粒的材料可为钻石、氮化硼、陶瓷或氧化铝等。
图10是复合型切割研磨片结构示意图，其步骤是：在第一层的固结层上放置第二层研磨粒，并形成第二层基础层，用以将第二层研磨粒固结在第一层的固结层上，然后在该基础层上形成第二层固结层。以此方法，可以形成第三、第四、或多层复合型切割研磨片。
虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本发明的保护范围。