制备磨料制品以及可由此制备的粘结磨料轮的方法技术

本发明专利技术提供了制备磨料制品的方法，所述方法涉及根据预定的图案和任选的取向将成型磨粒粘附至加强构件，以及将填充空间的粘结剂前体沉积在所述加强构件和所述成型磨粒上以提供经填充的磨料预成型件，将另一加强构件设置到所述经填充的磨料预成型件上，以及固化所述磨料制品前体以形成所述磨料制品。在一些方面，多个磨料预成型件彼此叠堆。本发明专利技术还公开了可根据所述方法制备的粘结磨料轮。

Method for producing abrasive articles and bonded abrasive wheels prepared therefrom

The invention provides a preparation method of abrasive products, the method involves orientation based on a predetermined pattern and optionally forming abrasive adhesion to the reinforcing member, and the agent will fill the space before the body is deposited on the reinforcing member and the shaped abrasive abrasive to provide the preform will be filled. A reinforcing member is disposed to the abrasive preform filling, and solidifying the abrasive product precursor to form the abrasive products. In some respects, a plurality of abrasive preforms are stacked with one another. The present invention also discloses bonded abrasive wheels according to said method.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备磨料制品以及可由此制备的粘结磨料轮的方法
本专利技术广义地涉及磨料制品及其制备方法。
技术介绍
粘结磨料制品具有保持在粘结剂(在本领域中也称为粘结介质)中的磨粒，该粘结剂将这些磨粒粘结在一起作为成型团块。典型粘结磨料的示例包括砂轮、磨石、油石和切割轮。粘结剂可为有机树脂、陶瓷或玻璃态材料(二者在本领域中已知作为玻璃质粘结剂的示例)或金属。切割轮通常为用于普通切割操作的相对较薄的轮。轮的直径通常为约1至约200厘米，并且厚度为若干毫米至若干厘米(轮的直径越大，厚度越大)。它们可以约1000至50000转/分钟的速度操作，并用于诸如将聚合物、复合金属或玻璃切割成标称长度的操作。切割轮还被称为“工业切割锯片”，并且在诸如铸造厂等一些环境中被称为“劈锯”。顾名思义，切割轮用于通过研磨穿过物品而切割储料，诸如金属棒。一直存在对于新型粘结磨料的需求，所述新型粘结模料具有改善的研磨特性和/或在相同性能水平下降低的成本。
技术实现思路
在第一方面，本公开提供了制备磨料制品的方法，该方法包括以下步骤：A)提供具有工作表面的定位工具，该工作表面中形成有多个腔体，其中该腔体根据图案和取向布置在工作表面上；b)制备磨料预成型件，该磨料预成型件包括粘附到第一加强构件的多个成型磨粒，该第一加强构件具有相背对的前表面和后表面，并且其中磨料预成型件通过包括以下步骤的方法制备：i)将成型磨粒设置在定位工具的腔体中的至少一些腔体中；ii)将成型磨粒转移至第一加强构件，使得成型磨粒根据腔体的图案邻近第一加强构件的前表面设置；iii)将转移的成型磨粒粘附到第一加强构件的前表面；以及iv)将填充空间的粘结剂前体沉积在第一加强构件和转移的成型磨粒上，使得转移的成型磨粒之间的空间至少部分地由填充空间的粘结剂前体填充；c)将第二加强构件设置在磨料预成型件上以提供磨料制品前体，其中第一加强构件的前表面面向所述第二加强构件；以及d)压紧并固化磨料制品前体以形成磨料制品。在另一方面，本公开提供了制备磨料制品的方法，该方法包括以下步骤：a)提供具有工作表面的定位工具，该工作表面中形成有多个腔体，其中该腔体根据图案布置在工作表面上；b)制备多个磨料预成型件，其中每个磨料预成型件分别包括粘附至第一加强构件的多个成型磨粒，并且其中每个磨料预成型件分别由包括以下步骤的方法制备：i)将成型磨粒设置在定位工具的腔体中的至少一些腔体中；ii)将成型磨粒转移至具有前表面和后表面的第一加强构件，使得成型磨粒根据腔体的图案设置在第一加强构件的前表面上；iii)将转移的成型磨粒粘附到第一加强构件的前表面；iv)将填充空间的粘结剂前体沉积到第一加强构件和转移的成型磨粒上，使得转移的成型磨粒之间的空间至少部分地由填充空间的粘结剂前体填充；d)形成包括多个磨料预成型件的叠堆，其中该叠堆具有顶部和底部，从而提供磨料制品前体；以及e)在将多个磨料预成型件压紧在一起时固化磨料制品前体以形成磨料制品。根据本公开的方法可用于制备磨料制品。因此，在另一方面，本公开提供了磨料轮，该磨料轮包括保持在有机粘结剂材料中的精确成型的磨粒，其中磨料轮包括接触周边表面的两个面，其中磨料轮具有延伸穿过其中心的旋转轴线，其中该精确成型的磨粒的至少一部分根据预定的三维位置和取向设置在有机粘结剂材料中，其中该精确成型的磨粒包括由多个侧壁连接的基部和顶部，并且其中精确成型的磨粒的相应基部布置成基本上垂直于旋转轴线。如本文所用，术语“酚醛树脂”是指通过至少一种苯酚(例如，苯酚、间苯二酚、间甲酚、3,5-二甲苯酚、叔丁基酚和/或对苯基苯酚)与至少一种醛(例如，甲醛、乙醛、氯酸盐、丁醛、糠醛和/或丙烯醛)的反应获得的合成热固性树脂。如本文所用，术语“成型磨粒”是指其中至少一部分磨粒具有专门形成的形状的磨粒，所述专门形成的形状通过制造期间的成型工艺来赋予。如本文所用的成型磨粒不包括通过机械压碎操作获得的随机设定尺寸的磨粒。制备成型磨粒的非限制性工艺包括：在具有预定的形状的模具中使前体磨粒成型；通过具有预定的形状的孔口挤出前体磨粒；通过具有预定的形状的印刷丝网中的开口印刷前体磨粒；或者将前体磨粒压印成预定的形状或图案。成型磨粒的非限制性示例包括在模具中形成的成型磨粒，例如美国专利RE35,570(Rowenhorst等人)、5,201,916(Berg等人)以及5,984,988(Berg等人)中所公开的三角形板；或由圣戈班磨料磨具公司(Saint-GobainAbrasives)生产的通常具有圆形横截面的挤出的细长陶瓷棒/细丝，其示例在美国专利5,372,620(Rowse等人)中有所公开。本文所用的成型磨粒不包括通过机械压碎操作获得的随机设定尺寸的磨粒。如本文所用，关于定位工具或框架中的磨粒或腔体的术语“精确成型”是指具有由表面相对光滑的侧面限定的三维形状的磨粒或腔体，这些侧面通过精确限定的锐边来界定和接合，这些锐边具有不同的长度并且具有由各侧面相交所限定的不同端点。因此，术语“精确成型的磨粒”不包括通过常规机械压碎操作获得的陶瓷磨粒。在考虑具体实施方式以及所附权利要求书之后，将进一步理解本公开的特征和优点。附图说明图1为制备根据本专利技术一个实施方案的磨料制品的方法的示意性工艺流程图。图2A为示例性定位工具210的示意性平面图。图2B为图2A中的腔体214的示意性透视图。图3为磨料制品前体360的示意性分解透视图。图4A为示例性粘结磨料轮400的示意性透视图。图4B为粘结磨料轮400内精确成型的磨粒410和填充空间的粘结剂前体140的示意图。图5为精确成型的磨粒410的示意性透视图。图6为实施例1所用的定位工具常规设计的示意性俯视图。图7为实施例2和3所用的定位工具的示意性剖面透视图。图8为实施例5所用的定位工具的示意性俯视图。图9为实施例4所用的定位工具900的示意性剖面透视图。在说明书和附图中重复使用的参考符号旨在表示本公开相同或类似的特征或元件。应当理解，本领域的技术人员可设计出落入本公开原理的范围和实质内的许多其他修改形式和实施方案。附图可能未按比例绘制。具体实施方式图1示出了制备根据本公开的磨料制品180的方法的一个示例性实施方案。首先，提供了定位工具110。定位工具110具有工作表面112，该工作表面中形成有多个腔体114，所述腔体根据预定的图案119和取向布置在工作表面112上。在一些优选实施方案中，定位工具的工作表面中的腔体具有沿着锐边会聚的平面，并形成截棱锥的侧面和顶部(例如，截顶三方锥)。可用的定位工具可具有根据任何图案以及任选地取向(例如，就具有直边的腔体而言)布置的腔体。腔体可以随机、伪随机或根据规则阵列(例如，圆形阵列、矩形阵列、六边形阵列)布置。在一些实施方案中，尤其对于制备磨料轮有用的是，腔体可被布置成使得它们周向交错，从而磨粒始终相对于轮的旋转轴线位于任何径向距离上。聚合物定位工具可由金属母模复制而成。母模工具将具有定位工具所需的反向图案。在一个实施方案中，母模工具由金属(例如，镍)制成，并且经过金刚石车削。主工具和/或定位工具可为带、片材、连续纤维网、涂布辊(诸如轮转凹版辊)、安装在涂布辊上的套管、或模具。可将聚合物片材连同母模工具一起加热，使得通过将二者压制在一起而对聚合物材料压印本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备磨料制品的方法，所述方法包括以下步骤：a)提供具有工作表面的定位工具，所述工作表面中形成有多个腔体，其中所述腔体根据图案和取向布置在所述工作表面上；b)制备磨料预成型件，所述磨料预成型件包括粘附到第一加强构件的多个成型磨粒，所述第一加强构件具有相背对的前表面和后表面，并且其中所述磨料预成型件通过包括以下步骤的方法制备：i)将所述成型磨粒设置在所述定位工具的所述腔体中的至少一些腔体中；ii)将所述成型磨粒转移至所述第一加强构件，使得所述成型磨粒根据所述腔体的图案邻近所述第一加强构件的所述前表面设置；iii)将所述转移的成型磨粒粘附到所述第一加强构件的所述前表面；以及iv)将填充空间的粘结剂前体沉积在所述第一加强构件和所述转移的成型磨粒上，使得所述转移的成型磨粒之间的空间至少部分地由所述填充空间的粘结剂前体填充；c)将第二加强构件设置在所述磨料预成型件上以提供磨料制品前体，其中所述第一加强构件的所述前表面面向所述第二加强构件；以及d)压紧并固化所述磨料制品前体以形成所述磨料制品。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.15 US 62/050,4831.一种制备磨料制品的方法，所述方法包括以下步骤：a)提供具有工作表面的定位工具，所述工作表面中形成有多个腔体，其中所述腔体根据图案和取向布置在所述工作表面上；b)制备磨料预成型件，所述磨料预成型件包括粘附到第一加强构件的多个成型磨粒，所述第一加强构件具有相背对的前表面和后表面，并且其中所述磨料预成型件通过包括以下步骤的方法制备：i)将所述成型磨粒设置在所述定位工具的所述腔体中的至少一些腔体中；ii)将所述成型磨粒转移至所述第一加强构件，使得所述成型磨粒根据所述腔体的图案邻近所述第一加强构件的所述前表面设置；iii)将所述转移的成型磨粒粘附到所述第一加强构件的所述前表面；以及iv)将填充空间的粘结剂前体沉积在所述第一加强构件和所述转移的成型磨粒上，使得所述转移的成型磨粒之间的空间至少部分地由所述填充空间的粘结剂前体填充；c)将第二加强构件设置在所述磨料预成型件上以提供磨料制品前体，其中所述第一加强构件的所述前表面面向所述第二加强构件；以及d)压紧并固化所述磨料制品前体以形成所述磨料制品。2.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤i)中，所述成型磨粒具有设置在其表面的至少一部分上的颗粒状粘结剂前体。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述颗粒状粘结剂前体通过包括以下步骤的方法设置在所述成型磨粒上：将液体粘结剂前体的薄涂层沉积在所述成型磨粒的表面上；以及然后将所述颗粒状粘结剂前体粘附至所述液体粘结剂前体的薄涂层。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述液体粘结剂前体包含可溶酚醛树脂。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中在步骤i)中，所述第一加强构件的所述前表面具有设置在其至少一部分上的可固化粘合剂前体。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述腔体的所述预定的图案和取向具有旋转对称轴，并且其中所述腔体布置在径向重叠的周边行中。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述成型磨粒包括精确成型的磨粒，其中所述精确成型的磨粒包括由多个侧壁连接的基部和顶部，并且其中所述精确成型的磨粒的相应基部被布置成基本上平行于所述磨料预成型件的背部。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中大部分的所述腔体具有平行于所述定位工具的所述工作表面的平坦底部。9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述腔体中的至少一些腔体包括从所述定位工具的所述工作表面朝向减压源延伸的导管。10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述颗粒状粘结剂前体和所述填充空间的粘结剂前体中的至少一者包含线型酚醛树脂。11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中所述第一加强构件包括多孔稀松布。12.一种制备磨料制品的方法，所述方法包括以下步骤：a)提供具有工作表面的定位工具，所述工作表面中形成有多个腔体，其中所述腔体根据图案布置在所述工作表面上；b)制备多个磨料预成型件，其中每个磨料预成型件分别包括粘附至第一加强构件的多个成型磨粒，并且其中每个磨料预成型件分别由包括以下步骤的方法制备：i)将成型磨粒设置在所述定位工具的所述腔体中的至少一些腔体中；ii)将所述成型磨粒转移至具有前表面和后表面的第一加强构件，使得所述成型磨粒根据所述腔体的所述图案设置在所述第一加强构件的所述前表面上；iii)将...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅利莎·C·席洛阿姆斯特朗，斯科特·R·卡勒，布赖恩·D·格斯，罗格·J·艾歇尔丁格，尼格斯·B·艾德弗里斯，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US