具有在范围内的随机旋转取向的磨料颗粒的磨料制品制造技术

一种磨料制品包括多个磨料颗粒，所述磨料颗粒的至少一部分绕所述z轴的所述旋转取向在预定范围内随机变化，并且所述磨料颗粒的所述间距沿所述y轴随机变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有在范围内的随机旋转取向的磨料颗粒的磨料制品
技术介绍
本公开整体涉及磨料制品，并且更具体地涉及具有以非随机方式排列的的磨料颗粒的磨料制品。控制成形磨料颗粒绕其纵向轴线的z方向旋转取向可提高磨料制品的性能。具有取向的磨料颗粒的磨料制品是现有技术中是已知的。例如，美国专利公布US2014/0259961(Moren等人)公开了使用静电力将磨料颗粒施加至背衬的方法，其中涂覆磨料制品中颗粒的z方向旋转取向可以改变。美国专利公布US2013/0344786(Keipert)公开了具有多个形成的陶瓷磨料颗粒的涂覆磨料制品，每个陶瓷磨料颗粒具有表面特征，其中表面特征具有规定的z方向旋转取向，并且其中规定的z方向旋转取向发生的频率高于表面特征随机z方向旋转取向发生的频率。德国专利公布102013212609公开了制备磨料的方法，其中磨料颗粒散布在至少一个磨料背衬上，其特征在于磨粒颗粒的散布至少部分地通过至少一个对齐辅助装置对齐。
技术实现思路
包括具有选择性z方向旋转取向的磨料颗粒的已知磨料制品可能难以制备和/或制备成本较高，可能不具有期望程度的旋转取向(即，磨料颗粒可具有过多或过少的旋转取向)，并且在可用于构造磨料制品的磨料颗粒的类型(例如，尺寸或形状)方面可能受限。存在对克服上述缺点的磨料制品的需要。因此，希望提供具有选择性z方向旋转取向的磨料制品，诸如涂覆磨料制品，其更易于制备且制备成本较低，该磨料制品的磨料颗粒具有期望程度的旋转取向，并且可使用具有各种尺寸和形状的磨料颗粒制备。更具体地，希望提供具有以下特征的磨料颗粒的磨料制品：磨料颗粒以受控的方式取向，并且磨料颗粒的至少一部分的角取向在预定范围内随机变化。本专利技术提供了磨料制品，该磨料制品具有y轴、横交于y轴的x轴以及正交于y轴和x轴的z轴。该磨料制品包括多个磨料颗粒，其中磨料颗粒的至少一部分绕z轴的旋转取向在预定范围内随机变化，并且磨料颗粒的间距沿y轴随机变化。在某些实施方案中，磨料制品可包括下列特征中的一项或多项：磨料颗粒的在x轴方向上的间距可以是随机的；磨料颗粒的在x轴方向上的间距可以比在y轴方向上的间距更均匀；磨料颗粒的在x轴方向上的间距可以在预定范围内变化；磨料颗粒可以排列成行，并且磨料颗粒在行内的位置的平均偏差可随机变化，变化程度不超过磨料颗粒厚度的约±4倍；磨料颗粒的至少一部分可以按具有纵向轴线的行排列，每个磨料颗粒可具有纵向轴线，并且磨料颗粒的至少一部分的纵向轴线可在预定范围内；行的纵向轴线可平行于磨料制品的y轴；行的纵向轴线可从磨料制品的y轴以一角度偏置；磨料颗粒可以大致弧形的路径提供，并且y轴可与弧形路径相切；磨料颗粒的至少约55％的z方向旋转取向可处于平均颗粒z方向旋转取向的约±45度内；磨料颗粒的至少一部分可为细长的并且被构造成通过使它们穿过细长狭槽而以直立位置取向；磨料颗粒的至少一部分可具有长度、宽度、厚度和细长边缘，并且宽度和长度可大于厚度；磨料颗粒的至少一部分可具有大致板状形状；磨料颗粒的至少一部分可包括具有板状形状的粉碎磨料颗粒、具有板状形状的成形磨料颗粒以及它们的组合；磨料颗粒可包括具有板状形状的团聚物；磨料制品可包括磨料颗粒的混合物，该磨料颗粒的混合物的一部分具有大致均一的尺寸和形状，并且一部分具有大致均一的尺寸和不均一的形状；磨料颗粒的约80％-90％可从由x轴和y轴限定的平面倾斜至少约45度；磨料颗粒的一部分可具有至少约1毫克的平均重量；和/或磨料颗粒的一部分可具有至少约5立方毫米的平均体积。在另一个实施方案中，本专利技术提供了涂覆磨料制品，该涂覆磨料制品包括：背衬，该背衬具有相反的第一主表面和第二主表面、纵向轴线以及横向轴线；底胶层，该底胶层在第一主表面和第二主表面中一者的至少一部分上；以及多个磨料颗粒，所述多个磨料颗粒通过底胶层固定到背衬，其中每个磨料颗粒包括在背衬的纵向轴线的方向上延伸的y方向轴线以及正交于背衬的纵向轴线的z方向轴线；其中磨料颗粒的大部分绕z轴的旋转取向在预定范围内随机变化，并且进一步地，其中磨料颗粒的在y方向上的间距随机变化。在另一个实施方案中，本专利技术提供了研磨盘，该研磨盘包括：背衬，该背衬具有相反的第一主表面和第二主表面、环形路径以及正交于第一主表面和第二主表面中的至少一者的z轴；底胶层，该底胶层在第一主表面和第二主表面的至少一者上；以及多个磨料颗粒，所述多个磨料颗粒通过底胶层固定到背衬，其中磨料颗粒的大部分绕z轴的旋转取向在预定范围内随机变化，并且进一步地，其中磨料颗粒沿环形路径的间距随机变化。在具体方面，根据本文所述的实施方案的磨料制品可用于研磨金属。在一个实施方案中，磨料制品可以呈连续带的形式，并且该带可通过使磨料带与金属接触而用于研磨金属，诸如钛。如本文所用，以下术语具有如下含义：“长度”是指物体的最大厚度尺寸。“宽度”是指垂直于长度轴线的物体的最大厚度尺寸。术语“厚度”是指垂直于长度尺寸和宽度尺寸的物体的厚度尺寸。术语“厚度尺寸”被定义为限制垂直于该方向的物体的两个平行平面之间的距离。术语“板状磨料颗粒”和被描述为具有“板状形状”的颗粒是指类似于片状和/或薄片的磨料颗粒，其特征在于厚度小于长度和宽度。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。术语“粉碎磨料颗粒”是指通过压裂方法诸如机械压裂方法形成的磨料颗粒。压裂以产生粉碎磨料颗粒的材料可以为大块磨料或磨料前体的形式。其还可以为挤出杆或其它轮廓的形式，或者是挤出的或以其它方式形成的磨料或磨料前体的片材。机械压裂包括例如辊或颚式粉碎以及通过爆炸性粉碎压裂。术语“成形磨料颗粒”是指这样一种陶瓷磨料颗粒，其中磨料颗粒的至少一部分具有从用于形成前体成形磨料颗粒的模具腔复制的预定形状，所述前体成形磨料颗粒被烧结以形成成形磨料颗粒。与磨料碎片的情况(例如，如美国专利8,034,137B2(Erickson等人)中所述)不同，成形磨料颗粒通常将具有大体上复制了用于形成成形磨料颗粒的模具腔的预定几何形状。如本文所用的术语“成形磨料颗粒”排除通过机械粉碎操作获得的磨料颗粒。本文所述的某些实施方案的优点包括：其提供了具有选择性z方向旋转取向的磨料制品，诸如涂覆磨料制品，其更易于制备且制备成本较低，该磨料制品包括具有期望程度的旋转取向的磨料颗粒，其可使用具有各种尺寸和形状的磨料颗粒制备，并且它产生出人意料地均一的表面光洁度。更具体地，本专利技术提供了具有以下特征的磨料颗粒的磨料制品：磨料颗粒以受控的方式取向，并且磨料颗粒的至少一部分的角取向在预定范围内随机变化，从而制得具有出人意料的高切削率并且产生光滑的表面光洁度的磨料制品。附图说明图1a为根据本专利技术一个实施方案的磨料制品的透视图。图1b为具有三角形轮廓的磨料颗粒的放大图。图2为类似于图1a所示的磨料制品的磨料制品的顶视图。图2a为示出磨料颗粒的旋转取向的放大图。图3为根据本专利技术的第二实施方案的磨料制品的顶视图。图4为根据本专利技术的第三实施方案的磨料制品的顶视图。具体实施方式现在参见附图，图1a示出磨料制品2，该磨料制品包括具有第一主表面6的背衬或基底4，以及排列在基底4的第一主表面6上的多个磨料颗粒8。贯穿说明书和附图，功能上类似的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磨料制品，所述磨料制品具有y轴、横交于所述y轴的x轴以及正交于所述y轴和所述x轴的z轴，所述磨料制品包含多个磨料颗粒，其中所述磨料颗粒的至少一部分绕所述z轴的旋转取向在预定范围内随机变化，并且其中所述磨料颗粒的间距沿所述y轴随机变化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.19 US 62/182,0691.一种磨料制品，所述磨料制品具有y轴、横交于所述y轴的x轴以及正交于所述y轴和所述x轴的z轴，所述磨料制品包含多个磨料颗粒，其中所述磨料颗粒的至少一部分绕所述z轴的旋转取向在预定范围内随机变化，并且其中所述磨料颗粒的间距沿所述y轴随机变化。2.根据权利要求1所述的磨料制品，其中所述磨料颗粒的在所述x轴方向上的间距为随机的。3.根据权利要求2所述的磨料制品，其中所述磨料颗粒的在所述x轴方向上的间距比在所述y轴方向上的间距更均匀。4.根据权利要求3所述的磨料制品，其中所述磨料颗粒的在所述x轴方向上的间距在预定范围内变化。5.根据权利要求4所述的磨料制品，其中所述磨料颗粒排列成行，并且进一步地，其中所述磨料颗粒在行内的位置的平均偏差随机变化而不超过所述磨料颗粒的厚度的约±4倍。6.根据权利要求1所述的磨料制品，其中所述磨料颗粒的至少一部分排列成具有纵向轴线的行，每个磨料颗粒具有纵向轴线，并且所述磨料颗粒的至少一部分的纵向轴线相对于所述行的纵向轴线处于预定范围内。7.根据权利要求6所述的磨料制品，其中所述行的纵向轴线大致平行于所述磨料制品的所述y轴的第一轴线。8.根据权利要求6所述的磨料制品，其中所述行的纵向轴线从所述磨料制品的所述y轴以一角度偏置。9.根据权利要求1所述的磨料制品，其中所述磨料颗粒设置在大致弧形路径中，并且所述y轴与所述弧形路径相切。10.根据权利要求1所述的磨料制品，其中所述磨料颗粒的至少约55％的绕z方向的旋转取向处于平均颗粒z方向旋转取向的约±45度内。11.根据权利要求1所述的磨料制品，其中所述磨料颗粒的至少一部分为细长的并且被构造成通过使它们穿过细长狭槽而以直立位置取向。12.根据权利要求1所述的磨料制品，其中所述磨料颗粒的至少一部分具有长度、宽度、厚度和细长边缘，并且进一步地，其中所述宽度...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰弗里·I·威尔逊，布赖恩·G·克特，史蒂文·J·凯佩特，
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