细长磨料颗粒、其制备方法以及包含细长磨料颗粒的磨料制品技术

技术编号:24218259 阅读:38 留言:0更新日期:2020-05-20 20:16
本发明专利技术公开了一种制备细长磨料颗粒的方法,所述方法包括五个步骤。步骤1)包括提供具有平行线性沟槽的模具,横向阻挡件以预定间隔部分地中断所述平行线性沟槽。步骤2)包括用可流动磨料颗粒前体组合物填充所述平行线性沟槽。步骤3)包括至少部分地干燥所述可流动磨料颗粒前体组合物以形成至少部分干燥的磨料颗粒前体组合物。步骤4)包括将所述组合物与所述模具分开,从而形成细长前体磨料颗粒,所述细长前体磨料颗粒所具有的形状对应于所述平行线性沟槽的设置在所述横向阻挡件之间的部分。所述细长前体磨料颗粒的相反的第一端部和第二端部中的至少一者包括模制部分和断裂部分两者。步骤5)将所述细长前体磨料颗粒转化成细长磨料颗粒。本发明专利技术还公开了能够通过所述方法制备的细长磨料颗粒,以及包含所述细长磨料颗粒的磨料制品。

Elongated abrasive particles, their preparation methods and abrasive products containing elongated abrasive particles

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】细长磨料颗粒、其制备方法以及包含细长磨料颗粒的磨料制品
本公开广义地涉及细长磨料颗粒、制备磨料颗粒的方法以及包含磨料颗粒的磨料制品。
技术介绍
挤出的杆状磨料颗粒(例如氧化铝颗粒)已存在多年。它们可例如通过磨料前体材料的分散体或浆液的挤出来形成。将挤出的材料切割或破碎成所期望的长度,然后焙烧。在其中所得磨料材料为α氧化铝的那些应用中,使用细小的α氧化铝颗粒和/或α氧化铝前体(例如,勃姆石溶胶-凝胶)颗粒。所得的细长磨料颗粒可用于例如磨轮;用于重型荒磨操作中。然而,当通过挤出生产时,研磨长丝趋于弯曲并失去其形状,并且细小直径(例如,小于约ANSI尺寸16粒度)长丝的挤出可能产生穿过较小直径的孔口挤出的技术难题。
技术实现思路
可商购获得的挤出磨料长丝的不均匀性可导致批料不一致,这导致难以控制变量(诸如粘结磨料制品中的孔隙度)。有利的是,根据本公开的方法和细长磨料颗粒能够克服该问题。在第一方面中,本公开提供了一种制备细长磨料颗粒的方法,所述方法包括:提供具有平行线性沟槽的模具,其中横向阻挡件以预定间隔部分地中断所述平行线性沟槽;用可流动磨料颗粒前体组合物填充所述平行线性沟槽的至少一部分,其中将所述可流动磨料颗粒前体组合物限制在所述平行线性沟槽中的至少一个平行线性沟槽内;至少部分地干燥所述可流动磨料颗粒前体组合物以形成至少部分干燥的磨料颗粒前体组合物;将所述至少部分干燥的磨料颗粒前体组合物与所述模具分开,从而形成细长前体磨料颗粒,所述细长前体磨料颗粒所具有的形状对应于所述平行线性沟槽的设置在所述横向阻挡件之间的部分,其中所述预定间隔对应于所述细长前体磨料颗粒的长度,并且其中所述细长前体磨料颗粒的相反的第一端部和第二端部中的至少一者包括模制部分和断裂部分两者;以及将细长前体磨料颗粒转化成细长磨料颗粒。在第二方面中,本公开提供了细长磨料颗粒,所述细长磨料颗粒包括由至少两个纵向取向的邻接表面界定的陶瓷主体,以及被所述至少两个纵向取向的邻接表面分开的第一端部和第二端部,其中所述第一端部和所述第二端部中的至少一者包括模制部分和断裂部分两者。如本文所用:术语“纵横比”是指平均长度与平均厚度的比率;形容词“细长的”意指具有至少为2的纵横比;术语“破裂表面”是指通过破裂工艺形成的表面(例如,可以通过突变的特征、条纹和/或切割的平面来表征);术语“模制表面”是指通过模制工艺形成并与已用于生产所述表面的模制表面具有互补形状的表面;参考平行线性沟槽使用的术语“隔离的”是指平行线性沟槽不通过相交沟槽(例如,网格图案)或由于过度填充造成的模制飞边而互连;术语“长度”是指物体的最长尺寸;术语“宽度”是指物体的垂直于物体的长度的最长的尺寸;术语“厚度”是指物体的垂直于物体的长度和宽度的最长的尺寸;并且术语“成形磨料前体颗粒”和“成形磨料颗粒”分别是指磨料前体颗粒或磨料颗粒,所述磨料前体颗粒或磨料颗粒具有至少部分地由用于其制造的模具(例如,敞开面模具)确定的形状(例如,由用于其制造的对应模具腔的形状确定)。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1A-1E为可用于制备根据本公开的细长磨料颗粒的相应模具100a至100e的示意透视图。图2为用于制备图3A至图3C中的细长前体磨料颗粒300和图4A至图4B中的细长磨料颗粒400的示例性工具的扫描电子显微图。图3A为根据本公开制备的示例性细长前体磨料颗粒200的扫描电子显微图。图3B为图3A中的端部320的较高放大倍数的扫描电子显微图。图3C为图3A中的端部322的较高放大倍数的扫描电子显微图。图4A为根据本公开制备的示例性细长磨料颗粒400的扫描电子显微图。图4B为细长磨料颗粒400的放大端部视图。图5为根据本公开的粘结磨轮的示意性透视图。在说明书和附图中重复使用的参考符号旨在表示本公开的相同或类似的特征结构或元件。应当理解,本领域的技术人员可以设计出许多落入本公开原理的范围内及符合本公开原理的实质的其它修改形式和实施方案。附图可不按比例绘制。具体实施方式根据本公开的用于制备细长磨料颗粒的方法可以包括按顺序进行的多个步骤。不一定连续地执行步骤中的任一个,但在一些实施方案中,优选的是连续地执行至少一些(或甚至全部)顺序步骤。在第一步骤中,提供模具。模具具有设置在其主表面上的多个隔离的平行线性沟槽。单个线性沟槽可以相对于宽度、长度、横截面轮廓和/或深度有所不同。在优选的实施方案中,所有沟槽都是相同的。一般来讲,线性沟槽在模具的表面是开放的,并且沟槽的端部横跨模具表面延伸到侧面,在侧面处这些沟槽可以在其端部是开放的或闭合的(优选开放的)。优选地,尽管并不要求,线性沟槽具有沿其长度恒定的横截面形状和面积。为了形成细长磨料前体颗粒,每个沟槽内的横向阻挡件之间的纵向距离应为沟槽的宽度和/或深度的至少两倍。例如,横向阻挡件之间的沟槽区段可以具有至少2、优选地至少5、至少10、至少15、至少20、至少30、至少40、至少50、或甚至更高的纵横比。图1A至1E示出了具有平行线性沟槽的适当的示例性模具构型。例如,在图1A中,模具100a具有平行线性沟槽110a,所述平行线性沟槽具有与平坦底部120a接触的两个倾斜平坦表面122a、124a。从两个倾斜平坦表面122a、124a延伸的横向阻挡件130a以预定间隔140a部分地中断平行线性沟槽110a。在图1B中,模具100b具有平行线性沟槽110b,所述平行线性沟槽具有矩形横截面形状的底部120b。横向阻挡件130b以预定间隔140b部分地中断平行线性沟槽110b。在图1C中,模具100c具有平行线性沟槽110c,每个平行线性沟槽具有与圆形底部120c接触的两个平行平坦表面122c。横向阻挡件130c以预定间隔140c部分地中断平行线性沟槽110c。在图1D中,模具100d具有平行线性沟槽110d,所述平行线性沟槽具有在V形底部120d相交的两个倾斜平坦表面127d。横向阻挡件130d以预定间隔140d部分地中断平行线性沟槽110d。在图1E中,模具100e具有平行线性沟槽110e,所述平行线性沟槽具有大致半圆形横截面形状的圆形底部120e。横向阻挡件130e以预定间隔140e部分地中断平行线性沟槽110e。在第二步骤中,用可流动磨料颗粒前体组合物填充所述多个隔离的端部开放的沟槽的至少一部分,所述组合物包含磨料颗粒前体材料和挥发性液体。可流动磨料颗粒前体材料可以包含α氧化铝细小颗粒或α氧化铝前体材料中的至少一种。在一些实施方案中,可用的磨料颗粒前体材料包括细小磨料颗粒,其在烧结时形成单个磨料颗粒。在一些优选的实施方案中,磨料颗粒前体材料可以单独地或另外包括细小α氧化铝颗粒,其在烧结时熔融在一起以形成经烧结的α氧化铝陶瓷主体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备细长磨料颗粒的方法,所述方法包括:/n提供具有平行线性沟槽的模具,其中横向阻挡件以预定间隔部分地中断所述平行线性沟槽;/n用可流动磨料颗粒前体组合物填充所述平行线性沟槽的至少一部分,其中将所述可流动磨料颗粒前体组合物限制在所述平行线性沟槽中的至少一个平行线性沟槽内;/n至少部分地干燥所述可流动磨料颗粒前体组合物以形成至少部分干燥的磨料颗粒前体组合物;/n将所述至少部分干燥的磨料颗粒前体组合物与所述模具分开,从而形成细长前体磨料颗粒,所述细长前体磨料颗粒所具有的形状对应于所述平行线性沟槽的设置在所述横向阻挡件之间的部分,其中所述预定间隔对应于所述细长前体磨料颗粒的长度,并且其中所述细长前体磨料颗粒的相反的第一端部和第二端部中的至少一者包括模制部分和断裂部分两者;以及/n将所述细长前体磨料颗粒转化成所述细长磨料颗粒。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171002 US 62/566,6941.一种制备细长磨料颗粒的方法,所述方法包括:
提供具有平行线性沟槽的模具,其中横向阻挡件以预定间隔部分地中断所述平行线性沟槽;
用可流动磨料颗粒前体组合物填充所述平行线性沟槽的至少一部分,其中将所述可流动磨料颗粒前体组合物限制在所述平行线性沟槽中的至少一个平行线性沟槽内;
至少部分地干燥所述可流动磨料颗粒前体组合物以形成至少部分干燥的磨料颗粒前体组合物;
将所述至少部分干燥的磨料颗粒前体组合物与所述模具分开,从而形成细长前体磨料颗粒,所述细长前体磨料颗粒所具有的形状对应于所述平行线性沟槽的设置在所述横向阻挡件之间的部分,其中所述预定间隔对应于所述细长前体磨料颗粒的长度,并且其中所述细长前体磨料颗粒的相反的第一端部和第二端部中的至少一者包括模制部分和断裂部分两者;以及
将所述细长前体磨料颗粒转化成所述细长磨料颗粒。


2.根据权利要求1所述的方法,其中所述平行线性沟槽至少部分地由至少两个平坦表面限定,并且其中从所述至少两个平坦表面中的至少一个平坦表面延伸的横向阻挡件以预定间隔部分地中断所述平行线性沟槽。


3.根据权利要求1或2所述的方法,其中所述转化包括烧结。


4.根据权利要求1或2所述的方法,其中所述转化包括煅烧和烧结。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中所述平行线性沟槽中的每个平行线性沟槽至少部分地由两个平坦表面限定。


6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中所述平行线性沟槽中的每个平行线性沟槽由两个平坦表面限定。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法,其中所述细长磨料颗粒的相反的第一端部和第二端部均包括模制部分和断裂部分两者。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员:德怀特·D·埃里克森尼格斯·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

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