粘结研磨制品和碾磨方法技术

本发明专利技术提供了一种构造为碾磨断裂韧性为至少约7MPa·m0.5的工件的研磨制品，其包括本体，所述本体包括包含于粘结材料内的磨粒，所述粘结材料包括金属，其中所述本体包括至少约1.3的VAG/VBM比，其中VAG为本体的总体积内的磨粒的体积百分比，VBM为本体的总体积内的粘结材料的体积百分比，其中所述磨粒具有40至60微米的平均粒度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
如下涉及粘结研磨制品，更特别地涉及包括包含于粘结材料内的磨粒的粘结研磨制品，所述粘结材料包括金属或金属合金。
技术介绍
机械加工应用中所用的磨料通常包括粘结研磨制品和涂布研磨制品。涂布研磨制品通常为具有背衬和用以将磨粒固定至背衬的粘合剂涂层的层状制品，其最常见的例子为砂纸。粘结研磨工具由轮、盘、片段、磨头、磨刀石和其他工具形状形式的刚性且通常整体三维研磨复合材料组成，所述研磨复合材料可被安装至诸如碾磨和抛光装置的机械加工装置上。粘结研磨工具通常具有至少两相，包括磨粒和粘结材料。某些粘结研磨制品具有孔隙形式的另外的相。粘结研磨工具可以以多种‘级别’和‘结构’制造，根据本领域的实践，所述‘级别’和‘结构’由研磨复合材料的相对硬度和密度(级别)以及由复合材料内的研磨晶粒的体积百分比、粘结和孔隙率(结构)限定。一些粘结研磨工具可特别地用于在电子和光学工业中使用的某些类型的工件(包括例如金属、陶瓷和结晶材料)的碾磨和成形。在其他情况中，某些粘结研磨工具可用于工业应用中所用的超磨料材料的成形。在使用金属粘结的研磨制品碾磨和成形某些工件的情况中，通常过程涉及旨在保持粘结研磨制品的显著量的时间和劳力。即，通常，金属粘结的研磨制品需要定期校准和修整操作以保持研磨制品的碾磨能力。工业持续需要改进的方法和能够碾磨的制品。
技术实现思路
本公开的一方面包括一种构造为碾磨断裂韧性为至少约7MPa.m°.5的工件的研磨制品，其包括:包括包含于粘结材料内的磨粒的本体，所述粘结材料包括金属，其中所述本体包括至少约1.3的VA(；/VBMK，其中Vm为本体的总体积内的磨粒的体积百分比，Vbm为本体的总体积内的粘结材料的体积百分比，其中所述磨粒具有在约20至约60微米之间的范围内的平均粒度。本公开的另一方面包括一种构造为在周边碾磨操作中碾磨工件的研磨制品，其包括:包括包含于粘结材料内的磨粒的本体，所述粘结材料包括金属，其中所述本体包括至少约1.3的VA(；/VBMK，其中Vm为本体的总体积内的磨粒的体积百分比，Vbm为本体的总体积内的粘结材料的体积百分比，其中所述磨粒具有在约20至约60微米之间的范围内的平均粒度，且其中所述研磨制品具有杯状形状。本公开的又一方面包括一种构造为碾磨断裂韧性为至少约7MPa.m°.5的工件的研磨制品，其包括:包括包含于粘结材料内的磨粒的本体，所述粘结材料包括金属，其中所述本体包括至少约1.3的VA(；/VBMK，其中Vm为本体的总体积内的磨粒的体积百分比，Vbm为本体的总体积内的粘结材料的体积百分比，且其中在工件的至少边缘上的周边插入碾磨测试操作过程中，工件的边缘具有小于约0.0025英寸的最大碎片尺寸。本公开的又一方面包括一种从工件上去除材料的方法，其包括:提供断裂韧性为至少约7MPa.ma5的工件；使用研磨制品从工件上去除材料，其中所述研磨制品包括本体，所述本体包括包含于粘结材料内的磨粒，所述粘结材料包括金属，其中所述本体包括至少约1.3的VA(；/VBMK，其中Vm为本体的总体积内的磨粒的体积百分比，Vbm为本体的总体积内的粘结材料的体积百分比，其中所述磨粒具有在约20至约60微米之间的范围内的平均粒度。本公开的又一方面包括一种从多个工件上去除材料的方法，其包括:提供断裂韧性为至少约7MPa.m°.5的多个工件；使用研磨制品在至少5个工件上进行连续周边碾磨操作，其中在连续周边碾磨操作之间不修整研磨制品的情况下进行所述连续周边碾磨操作，其中在进行周边碾磨操作之后，所述多个工件具有小于约0.0025英寸的在工件边缘上的平均最大碎片尺寸。【附图说明】通过参照附图，使得本公开可更好地得以理解，且使得本公开的许多特征和优点对于本领域技术人员而言显而易见。图1包括周边碾磨操作的图示。图2包括在周边碾磨之前工件的例子。图3包括在工件的边缘上形成“K”刃背倒角之后工件的例子。图4-7包括根据一个实施例的粘结研磨本体的微结构的放大图像。不同图中的相同附图标记的使用表示类似或相同的项目。【具体实施方式】如下通常涉及在材料的三维基体内掺入磨粒的粘结研磨制品。粘结研磨制品使用一定体积的固定于粘结材料的三维基体内的磨粒。此外，如下包括与形成这种粘结研磨制品的方法以及这种粘结研磨制品的应用相关的描述。如下文更详细地描述，已出乎意料地发现本文描述的实施例在碾磨断裂韧性为至少约7MPa m°.5的工件之后显示出碎片品质的显著改进。根据一个实施例，可通过形成含有磨粒和粘结材料的混合物而开始用于形成研磨制品的方法。磨粒可包括硬材料。例如，磨粒可具有至少约7的莫氏硬度。在其他研磨本体中，磨粒可具有至少8，或甚至至少9的莫氏硬度。在特定情况中，磨粒可由无机材料制得。合适的无机材料可包括碳化物、氧化物、氮化物、硼化物、碳氧化物、硼氧化物、氮氧化物，和它们的组合。磨粒的特定例子包括碳化硅、碳化硼、氧化铝、氧化锆、氧化铝-氧化锆复合材料粒子、氮化硅、SiAlON和硼化钛。在一些情况中，磨粒可包括超磨料材料，如金刚石、立方氮化硼，和它们的组合。在特定情况中，磨粒可基本上由金刚石组成。磨粒可具有不大于约80微米，不大于约86微米，不大于约84微米，不大于约82微米，不大于约80微米，不大于约78微米，不大于约76微米，不大于约74微米，不大于约72微米，不大于约70微米，不大于约68微米，不大于约66微米，不大于约64微米，不大于约62微米，不大于约60微米，不大于约58微米，不大于约56微米，不大于约54微米，或甚至不大于约52微米的平均粒度。在其他实施例中，磨粒可具有至少约20微米，至少约22微米，至少约24微米，至少约26微米，至少约28微米，至少约30微米，至少约32微米，至少约34微米，至少约36微米，至少约38微米，至少约40微米，至少约42微米，或甚至至少约44微米的平均粒度。在特定情况中，本文的实施例的磨粒可具有在上述平均粒度中的任意者之间的范围内的平均粒度。例如，本文的实施例的磨粒可具有在约40微米至约60微米之间，或甚至约44至约54微米之间的范围内的平均粒度。进一步对于磨粒而言，磨粒的形态可由纵横比描述，所述纵横比为长度与宽度的尺寸之间的比例。应了解，长度为磨粒的最长尺寸，宽度为给定磨粒的第二最长尺寸。根据本文的实施例，磨粒可具有不大于约2: 1，或甚至不大于约1.5: I的纵横比(长度:宽度)。在特定情况中，磨粒可为基本上等轴的，使得磨粒具有大约1:1的纵横比。磨粒可包括其他特征，包括例如涂层。磨粒可用涂布材料涂布，所述涂布材料可为无机材料。合适的无机材料可包括陶瓷、玻璃、金属、金属合金和它们的组合。在特定情况中，磨粒可用金属材料，更特别是过渡金属组合物电镀。这种涂布磨粒可有利于磨粒与粘结材料之间的改进的粘结(例如化学粘结)。也应了解，相同组成的磨粒可具有各种机械性质，包括例如脆度。混合物和最终形成的粘结研磨本体可掺入磨粒的混合物，所述磨粒的混合物可具有相同的组成，但具有不同的机械性质或级别。例如，混合物可包括单一组成的磨粒，使得混合物仅包括金刚石或立方氮化硼。然而，金刚石或立方氮化硼可包括不同级别的金刚石或立方氮化硼的混合物，使得磨粒具有不同的级别和不同的机械性质。磨粒可以以使得最终形成的研磨制品含有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种构造为碾磨断裂韧性为至少约7MPa·m0.5的工件的研磨制品，其包括：包括包含于粘结材料内的磨粒的本体，所述粘结材料包括金属，其中所述本体包括至少为约1.3的VAG/VBM比，其中VAG为本体的总体积内的磨粒的体积百分比，VBM为本体的总体积内的粘结材料的体积百分比，其中所述磨粒具有在约20至约60微米之间的范围内的平均粒度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·拉曼斯，K·A·索西埃，R·乌帕德亚雅，C·王，
申请(专利权)人：圣戈班磨料磨具有限公司，法国圣戈班磨料磨具公司，
类型：发明
国别省市：美国;US