[发明专利]一种导电柔性磨具及其制备方法

说明书

本发明公开了一种导电柔性磨具及其制造方法，以磨料、有机结合剂、导电填料、交联剂、催化剂等为主要成分。本发明还提供了一种制备以上磨具的方法。与现有技术相比，本发明能够实现磨具的快速成型，具有良好的工艺性，兼顾磨具的机械性能同时具有良好的导电性能。适用于复杂曲面的电解复合加工，提高了加工精度、表面质量和加工效率。

技术领域

本发明涉及电解抛光复合加工领域，特别涉及一种导电柔性磨具及其制备方法。

背景技术

随着社会的发展，航空航天、精密仪器仪表和汽车等制造领域，产品的精密化、集成化以及高性能、高可靠性的程度越来越高。相应的零件中都频繁出现有大量的特殊形状微结构，包括精密微细孔、深小孔、型槽、摩擦副表面微凹坑、表面纹理刻线等一系列典型微细结构。并且这些微型结构的材料要求有特殊性能：耐高温、高韧性、高强度、抗疲劳等性能的合金材料。另外，对于复杂的曲面如模具型腔，传统的光整精密加工不但难以实现表面的质量和精度要求，而且对加工系统的要求很高，而对于人工研磨抛光效率很低。

电解复合抛光技术，充分利用电化学腐蚀阳极材料并且结合磨料的机械磨削作用，实现一些运用机械加工方法无法达到预期效果。与单一的电解加工和机械磨削相比，不仅能实现更好的加工精度和表面粗糙度，而且具有更高的效率和加工稳定性。有效的综合了两种单一加工的优点。现在存在的问题是：由于所加工的结构是曲面或者复杂结构，制备成型阴极刀具工艺难、成本高。

综上所述，需要找到一种既能适应自由曲面各曲率半径的均匀加工效果，以及容易成型的阴极材料。有机橡胶结合剂具有良好的弹性和韧性，与传统固着磨粒的结合剂相比，能够实现复杂曲面的仿形加工，并且减少表面的划痕从而提高表面粗糙度和精度。橡胶本身是良好的绝缘体，通过填充导电介质不锈钢纤维实现磨具内部导电网格的形成，从而可以作为电解加工的阴极。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种新型的导电柔性磨具，以解决现有技术存在的上述问题。本发明中的磨具采用的是橡胶结合剂，使得磨具具有一定的柔性；同时磨具中加入了导电纤维，使其可以作为电解加工的阴极材料。因此，在保证电解加工的优势下，改善和提高了被加工表面的质量和材料去除的效率。

本发明的另一个目的是提供一种制备该磨具的方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种导电柔性磨具，由以下组分组成：磨料、导电填料、结合剂、固化剂、催化剂，其特征在于：所述结合剂为分子量大于10⁴的有机高分子材料，其与导电填料固化成型后具有良好的柔性、导电性能和机械强度；

所述结合剂为无机结合剂、金属结合剂、有机结合剂中的任一种；所述导电填料为粉末类导电填料或纤维类导电填料。

进一步的，所述无机结合剂为陶瓷结合剂；金属结合剂为电镀金属结合剂；有机结合剂采用树脂结合剂或橡胶结合剂；所述粉末类导电填料为导电碳粉、碳纳米管、石墨或金属粉末，所述纤维类导电填料为金属纤维、碳纤维、无机化合物纤维。

进一步的，所述的结合剂为橡胶结合剂，所述的导电填料为金属纤维。

进一步的，所述结合剂和导电填料为导电高分子材料，纤维导电填料使用直径为12μm，长度为5mm的导电纤维，长径比为417便于形成导电网格，且较小影响结合剂本身的性能，同时能够增强磨具的强度。

进一步的，所述磨具采用的是橡胶结合剂，磨料为棕刚玉和白刚玉，粒度为F80～F120。

进一步的，所述磨具使用的磨料为白刚玉，粒度为F120。

磨具配方以橡胶为基准，其它成分按占橡胶结合剂的质量比添加。

进一步，所述导电柔性磨具，由以下重量份数的组分制成：