可磁化磨料颗粒及其制备方法技术

本发明专利技术提出了一种制备可磁化磨料颗粒的方法，所述方法包括：用水玻璃润湿陶瓷颗粒的外表面以提供润湿的陶瓷颗粒。使可磁化颗粒与所述润湿的陶瓷颗粒接触，以提供涂有粉末的陶瓷颗粒。将所述涂有粉末的陶瓷颗粒加热到至少足以使所述涂有粉末的陶瓷颗粒的所述可磁化颗粒粘结至相应的所述陶瓷颗粒的温度，从而提供所述可磁化磨料颗粒。每个可磁化磨料颗粒在各自的基础上包括相应陶瓷颗粒，所述相应陶瓷颗粒具有粘结至其上的可磁化颗粒。

Magnetizable abrasive particles and their preparation methods

The invention provides a method for preparing magnetizable abrasive particles. The method includes: wetting the external surface of ceramic particles with water glass to provide wettable ceramic particles. The magnetizable particles are contacted with the wettable ceramic particles to provide ceramic particles coated with powder. The ceramic particles coated with powder are heated to a temperature at least sufficient to bind the magnetizable particles coated with powder to the corresponding ceramic particles, thereby providing the magnetizable abrasive particles. Each magnetizable abrasive particle includes a corresponding ceramic particle on its own basis, and the corresponding ceramic particle has magnetizable particles bonded to it.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可磁化磨料颗粒及其制备方法
本公开广义上涉及磨料颗粒、磨料制品及其制备方法。
技术介绍
本领域中已知各种类型的磨料制品。例如，带涂层的磨料制品通常具有通过树脂粘结剂材料粘附到背衬的磨料颗粒。示例包括砂纸和具有粘附到背衬的精确成形的磨料复合物的结构化磨料。磨料复合物通常包含磨料颗粒和树脂粘结剂。粘结的磨料颗粒包括保留在粘结剂基质中的磨料颗粒，该粘结剂基质可为树脂的或玻璃质的。示例包括磨石、切割轮、细磨刀石和磨石。磨料颗粒在磨料制品诸如(例如)带涂层的磨料制品和粘结的磨料制品中的精确布置和取向已成为多年连续关注来源。例如，已使用诸如磨料颗粒的静电涂覆技术制备带涂层的磨料制品，以用于将粉碎的磨料颗粒与垂直于背衬的纵向轴线对准。同样，成形磨料颗粒已通过如美国专利申请公布2013/0344786A1(Keipert)中所公开的机械方法对准。磨料颗粒在粘结的磨料制品中的精确布置和取向已描述于专利文献中。例如，美国专利1,930,788(Buckner)描述了使用磁通量来确定具有薄铁粉涂层的磨粒在粘结的磨料制品中的取向。同样，英国(GB)专利396,231(Buckner)描述了使用磁场来确定具有薄铁粉或钢粉涂层的磨粒的取向，以确定磨粒在粘结的磨料制品中的取向。使用该技术，磨料颗粒在粘结轮中径向地取向。美国专利申请公布2008/0289262A1(Gao)公开了用于制备均匀分布、阵列模式和优选取向的磨料颗粒的设备。使用电流形成磁场致使针状软磁性金属棒吸收或释放镀有软磁性材料的磨料颗粒。一直需要用于将磁性材料粘结至磨料颗粒的新材料和方法。
技术实现思路
有利地，本公开提供了使用水玻璃将可磁化颗粒粘结至磨料颗粒的新方法。本专利技术人意外地发现，该方法也可有效地将磨料颗粒选择性地粘结至一些磨料颗粒的某些部分上。虽然使用本体技术诸如溶液涂覆、粉末涂覆或蒸汽涂覆将一层可磁化材料沉积到磨料颗粒上通常为相对直接的方法，但在磨料颗粒表面的仅一部分上将可磁化材料沉积在精确位置处十分困难。当考虑到诸如重现性、生产率和成本因素时，问题变得更加复杂。有利地，本专利技术的制备可磁化磨料颗粒的方法在某些实施方案中克服了这些问题。在一个方面，本公开提供了一种制备可磁化磨料颗粒的方法，该方法包括以下步骤：a)提供陶瓷颗粒，每个陶瓷颗粒具有相应的外表面；b)用水玻璃润湿陶瓷颗粒的外表面以提供润湿的陶瓷颗粒；以及c)使可磁化颗粒与润湿的陶瓷颗粒接触，以提供涂有粉末的陶瓷颗粒；以及d)将涂有粉末的陶瓷颗粒加热到至少足以使涂有粉末的陶瓷颗粒的可磁化颗粒粘结至其涂覆的相应陶瓷颗粒的温度，从而提供可磁化磨料颗粒，其中每个可磁化磨料颗粒在各自的基础上包括相应陶瓷颗粒，所述相应陶瓷颗粒具有粘结至其上的至少一些可磁化颗粒。如本文所用：术语“陶瓷”是指由至少一种金属元素(其可包括硅)与氧、碳、氮或硫组合制成的各种硬质、易碎、耐热和耐腐蚀材料中的任一种。陶瓷可以为例如结晶的或多晶的。术语“铁磁体”是指表现出铁氧体磁性的材料。铁氧体磁性是在固体中出现的一种类型的永磁性，其中与单个原子相关的磁场自发地自身对准，一些磁场平行或在相同的方向上(如在铁氧体磁性中)，并且其他磁场通常反平行或在相反方向上成对远离(如在反铁磁性中)。铁磁材料单晶的磁性行为可归因于平行对准；那些原子在反平行排列中的稀释效应保持这些材料的磁强度通常小于纯铁磁固体诸如金属铁的磁强度。铁氧体磁性主要发生在被称为铁氧体的磁性氧化物中。产生铁氧体磁性的自发对准在每种铁磁材料特有的被称为居里点的温度之上被完全破坏。当材料的温度降至居里点以下时，铁氧体磁性恢复。术语“铁磁体”是指表现出铁氧体磁性的材料。铁氧体磁性是一种某些不带电材料强烈吸引其他材料的物理现象。与其他物质对比之下，铁磁材料容易被磁化，并且在强磁场中，磁化接近被称为饱和度的明确极限。当施加场然后将其撤去时，磁化不会恢复到其初始值。此现象被称为磁滞。当受热至被称为居里点的某一温度(对于每种物质来讲其通常是不同的)时，铁磁材料丧失其固有特性并且不再具有磁性；然而，它们在冷却时再次变成铁磁体。除非另外指明，否则术语“磁性”和“磁化”意指在20℃下具有铁磁性或亚铁磁性，或能够使之呈现铁磁性或亚铁磁性。优选地，根据本公开的可磁化层或者具有，或者可通过暴露于所施加的磁场而具有至少0.001个电磁单元(emu)，更优选地至少0.005个emu，更优选地0.01个emu，至多包括0.1个emu的磁矩，但这不是必需的。术语“磁场”是指不是由任何一个天文或多个天体(例如，地球或太阳)产生的磁场。一般来讲，在实践本公开的过程中使用的磁场在可磁化磨料颗粒的区域中具有至少约10高斯(1mT)，优选地至少约100高斯(10mT)，并且更优选地至少约1000高斯(0.1T)的场强。术语“可磁化”意指能够被磁化或已经处于磁化状态。术语“湿润”意指轻微润湿；潮湿。术语“成形磨料颗粒”是指在其制备过程中的某一时刻有意成形(例如挤出、模切、模制、丝网印刷)的陶瓷磨料颗粒，使得所得陶瓷体为有规成形的。如本文所用的术语“成形磨料颗粒”排除通过机械粉碎或研磨操作获得的陶瓷体。术语“板状粉碎磨料颗粒”是指类似于片状和/或薄片的粉碎磨料颗粒，其特征在于厚度小于宽度和长度。例如，厚度可以小于长度和/或宽度的1/2、1/3、1/4、1/5、1/6、1/7、1/8、1/9，或甚至小于1/10。同样地，宽度可以小于长度的1/2、1/3、1/4、1/5、1/6、1/7、1/8、1/9，或甚至小于1/10。术语“基本上不含”意指基于所涉及的物体的总重量计含有少于5重量％(例如，小于4重量％、3重量％、2重量％、1重量％、0.1重量％、或甚至小于0.01重量％，或甚至完全不含)。术语“精确成形磨料颗粒”是指这样的磨料颗粒，其中磨料颗粒的至少一部分具有从用于形成前体精确成形磨料颗粒的模具腔复制的预定形状，该前体精确成形磨料颗粒被烧结以形成精确成形磨料颗粒。精确成形磨料颗粒通常具有基本上复制了用于形成磨料颗粒的模具腔的预定几何形状。术语“长度”是指物体的最长尺寸。术语“宽度”是指垂直于其长度的物体的最长尺寸。术语“厚度”是指垂直于其长度和宽度两者的物体的最长尺寸。术语“纵横比”是指物体的长度/厚度的比率。术语“基本上”意指在被提及属性的35百分比内(优选地在30百分比内，更优选地在25百分比内，更优选地在20百分比内，更优选地在10百分比内，并且更优选地在5百分比内)。复数后缀指示被修饰的词可以是单数或复数。在考虑具体实施方式以及所附权利要求书时，将进一步理解本公开的特征和优点。附图说明图1是根据本公开的一个实施方案的示例性可磁化磨料颗粒100的示意性透视图。图1A是可磁化磨料颗粒100的示意性侧视图。图2是根据本公开的一个实施方案的示例性可磁化磨料颗粒200的示意性透视图。图2A是可磁化磨料颗粒200的示意性侧视图。图3是示出在实施例1中制备的可磁化磨料颗粒的开口面的数字照片。图4是示出在实施例1中制备的可磁化磨料颗粒的模具面的数字照片。图5是示出在实施例1中制备的可磁化磨料颗粒的侧视图的数字照片。图6是在实施例2中制备的可磁化磨料制品的数字照片。在说明书和附图中重复使用的参考符号旨在表示本公开的相同或类似的特征本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备可磁化磨料颗粒的方法，所述方法包括以下步骤：a)提供陶瓷颗粒，每个陶瓷颗粒具有相应的外表面；b)用水玻璃润湿所述陶瓷颗粒的所述外表面以提供润湿的陶瓷颗粒；以及c)使可磁化颗粒与所述润湿的陶瓷颗粒接触，以提供涂有粉末的陶瓷颗粒；以及d)将所述涂有粉末的陶瓷颗粒加热到至少足以使所述涂有粉末的陶瓷颗粒的所述可磁化颗粒粘结至相应的所述陶瓷颗粒的温度，从而提供所述可磁化磨料颗粒，其中每个可磁化磨料颗粒在各自的基础上包括相应陶瓷颗粒，所述相应陶瓷颗粒具有粘结至其上的至少一些所述可磁化颗粒。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.25 US 62/412,4701.一种制备可磁化磨料颗粒的方法，所述方法包括以下步骤：a)提供陶瓷颗粒，每个陶瓷颗粒具有相应的外表面；b)用水玻璃润湿所述陶瓷颗粒的所述外表面以提供润湿的陶瓷颗粒；以及c)使可磁化颗粒与所述润湿的陶瓷颗粒接触，以提供涂有粉末的陶瓷颗粒；以及d)将所述涂有粉末的陶瓷颗粒加热到至少足以使所述涂有粉末的陶瓷颗粒的所述可磁化颗粒粘结至相应的所述陶瓷颗粒的温度，从而提供所述可磁化磨料颗粒，其中每个可磁化磨料颗粒在各自的基础上包括相应陶瓷颗粒，所述相应陶瓷颗粒具有粘结至其上的至少一些所述可磁化颗粒。2.根据权利要求1所述的方法，其中每个陶瓷颗粒在各自的基础上包括接收表面和至少一个其他表面，其中所述可磁化颗粒中的一些优先地粘结至包括所述接收表面的所述陶瓷颗粒的所述外表面的邻接区域，并且其中所述至少一个其他表面的大部分区域不含粘结至所述陶瓷颗粒的可磁化颗粒。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述陶瓷颗粒包含氧化铝。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述可磁化颗粒包含铁或镍中的至少一者。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿龙·K·尼纳贝尔，约瑟夫·B·埃克尔，托马斯·J·安德森，托马斯·J·纳尔逊，马克·A·卢科夫斯基，路易斯·S·莫伦，唐·V·韦斯特，
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