结构化磨料制品及其制备方法技术

技术编号:27821146 阅读:46 留言:0更新日期:2021-03-30 10:40
本发明专利技术公开了一种包括背衬和磨料层的结构化磨料制品,该背衬具有相反的第一主表面和第二主表面,该磨料层牢固地粘结到背衬的第一主表面。该磨料层包括成形的磨料复合物。每个成形的磨料复合物具有四个侧面、高度和面向背衬的第一主表面的底部。成形的磨料复合物具有410微米至650微米的平均高度和550微米至1450微米的底部的平均边长。该成形的磨料复合物包括不可磁化的成形的磨料片,该不可磁化的成形的磨料片具有150微米至350微米的平均边长和40微米至120微米的平均厚度。本发明专利技术还公开了制造和使用的方法。制造和使用的方法。制造和使用的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】结构化磨料制品及其制备方法


[0001]本公开广义地涉及包含粘附到背衬的多个成形的磨料复合物的磨料制品及其制备和使用方法。

技术介绍

[0002]结构化磨料盘和带广泛用于磨料领域。诸如这些的结构化磨料制品通常包括具有固定到背衬的主表面的成形的磨料复合物(通常为成形的磨料复合物的紧密堆积的阵列)的磨料层。每个成形的磨料复合物具有与背衬接触的底表面和从背衬向外延伸的远侧端部。成形的磨料复合物包含分散在包括粘结剂(有机或玻璃质)的粘结剂基质中的磨料颗粒。成形的磨料复合物通常排列成阵列。在结构化磨料制品的一种常见配置中,成形的磨料复合物是棱锥(例如,3面、4面或6面)、截头棱锥(例如,3面、4面或6面)、棱柱(例如,3面、4面或6面)。许多此类结构化磨料制品是由明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,Minnesota)以“TRIZACT”商标销售的。
[0003]根据应用,成形的磨料复合物的尺寸可非常小(例如,用于汽车清漆涂层)或非常大(例如,原料去除)。

技术实现思路

[0004]许多结构化磨料制品被设计用于精加工应用,并且仅包含精细等级的稀释的粉碎磨料颗粒。然而,此类结构化磨料制品通常具有相对较差的切削性能。
[0005]本公开表明,出乎意料的是,与不可磁化的成形的磨料片和成形的磨料复合物的尺寸的其它组合相比,在某些尺寸的成形的磨料复合物中包括某些尺寸等级的不可磁化的成形的磨料片导致优异的切削性能。另外,该优异的切削性能不伴有切削速率相当的其它研磨产品所特有的深划痕。
[0006]在一方面,本专利技术提供结构化磨料制品,包括:
[0007]背衬,所述背衬具有相反的第一主表面和第二主表面;
[0008]磨料层,所述磨料层牢固地粘结到所述背衬的所述第一主表面,其中:
[0009]所述磨料层包括成形的磨料复合物,其中每个成形的磨料复合物具有四个侧面、高度和面向所述背衬的所述第一主表面的底部,其中所述成形的磨料复合物具有410微米至650微米的平均高度和550微米至1450微米的所述底部的平均边长,其中所述成形的磨料复合物包括不可磁化的成形的磨料片,并且其中所述不可磁化的成形的磨料片具有150微米至350微米的平均边长和40微米至120微米的平均厚度。
[0010]在另一个方面,本专利技术提供一种制备结构化磨料制品的方法,所述方法包括以下步骤:
[0011]a)提供生产工具,所述生产工具具有限定多个精确成形的腔体的模具表面,所述腔体具有410微米至650微米的深度和550微米至1450微米的所述模具表面的边长;
[0012]b)用浆料填充所述精确成形的腔体的至少大部分,所述浆料包含分散在可固化有
机粘结剂前体材料中的不可磁化的成形的磨料片,其中所述不可磁化的成形的磨料片具有150微米至350微米的边长和40微米至120微米的厚度;
[0013]c)在将所述浆料设置在所述精确成形的腔体的所述至少大部分内时,使设置在背衬的主表面上的粘接层与所述生产工具的所述模具表面接触;
[0014]d)使所述可固化有机粘结剂前体材料至少部分地固化,以形成固定到所述背衬的所述主表面的成形的磨料复合物;以及
[0015]e)将所述成形的磨料复合物与所述生产工具分离,
[0016]其中所述方法在不影响有意施加的外部磁场的情况下进行。
[0017]如本文所用:
[0018]术语“陶瓷”是指由至少一种与氧、碳、氮或硫混合的金属元素(其可包括硅)制成的各种硬质、易碎、耐热且耐腐蚀材料中的任一种。陶瓷可以是例如结晶的或多晶的。
[0019]术语“亚铁磁的”是指呈现出亚铁磁性的材料。亚铁磁性是一类在固体中发生的永磁性,其中与单个原子相关联的磁场自发地自身对齐,一些是平行的,或在相同的方向上(如在铁磁性中),而其它是大致反平行的,或在相反的方向上结成对(如在反铁磁性中)。亚铁磁材料的单晶的磁性行为可归因于平行对准;这些原子在反平行排列中的稀释效应将这些材料的磁强度保持为通常小于诸如金属铁的纯铁磁固体的磁强度。亚铁磁性主要发生在称为铁氧体的磁性氧化物中。产生亚铁磁性的自发对齐在高于称为居里点的温度(每个亚铁磁材料的特性)时被完全破坏。当材料的温度降至低于居里点时,亚铁磁性恢复。
[0020]术语“铁磁的”是指呈现出铁磁性的材料。铁磁性是一种物理现象,其中某些不带电荷的材料会强烈吸引其它材料。与其它物质相比,铁磁材料被容易地磁化,并且在强磁场中,磁化接近称为饱和的明确极限。当应用场然后将其去除时,磁化不会恢复到其初始值。此现象被称为滞后。当加热至称为居里点的某一温度(这对于每种物质来讲通常是不同的)时,铁磁材料失去其固有特性并且不再是磁性的;然而,它们在冷却时再次变成铁磁的。
[0021]术语“磁性的”和“磁化”意指是在20℃是铁磁的或亚铁磁的,或者能够如此制得,除非另外指明。优选地,根据本公开的可磁化层具有或者可通过暴露于施加的磁场而制成具有至少0.001个电磁单位(emu)的磁矩,更优选地具有至少0.005emu的磁矩,更优选地具有0.01emu的磁矩,最多具有0.1emu的磁矩,但是这不是必需的。
[0022]术语“磁场”是指不是由任何一个或多个天体(例如,地球或太阳)或偶然通过电线或电路产生的磁场。
[0023]术语“可磁化的”是指能够被磁化或已经处于磁化状态。
[0024]术语“不可磁化”意指不能够被磁化。
[0025]术语“精确成形陶瓷体”是指这样一种陶瓷体,其中陶瓷体的至少一部分具有预定的形状,该预定的形状从用于形成前体精确成形陶瓷体的模具腔复制,该前体精确成形陶瓷体被烧结以形成精确成形陶瓷体。精确成形的陶瓷体将通常具有预定的几何形状,该几何形状基本上复制了用于形成成形的磨料颗粒的模腔。
[0026]术语“精确成形的磨料复合物”是指通过以下方法形成的成形的磨料复合物,其中成形的磨料复合物通过在从模具中取出之前使位于模具中的腔体中的浆料至少部分地固化而形成,由此使得所得的磨料复合物基本上复制腔体的表面光洁度和/或形状。
[0027]术语“成形的磨料复合物”是指在其制备期间在某些时刻已经有意成形(例如挤
出、模切、模塑、丝网印刷)的磨料复合物,由此使得所得的成形的磨料复合物是非随机成形的。本文所用的术语“成形的磨料复合物”不包括通过机械粉碎或研磨操作获得的成形的磨料复合物。
[0028]术语“成形陶瓷体”是指在其制备过程中,某种情况下已有意成形(例如挤出、模切、模制、丝网印刷)的陶瓷体,由此使得所得陶瓷体为非随机成形的。如本文所用的术语“成形陶瓷体”不包括通过机械粉碎或研磨操作获得的不可磁化的成形的磨料片。
[0029]术语“长度”是指物体的最长尺寸。
[0030]术语“宽度”是指对象的垂直于对象的长度的最长的尺寸。
[0031]术语“厚度”是指对象的垂直于对象的长度和宽度的最长的尺寸。
[0032]术语“纵横本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种结构化磨料制品,包括:背衬,所述背衬具有相反的第一主表面和第二主表面;磨料层,所述磨料层牢固地粘结到所述背衬的所述第一主表面,其中:所述磨料层包括成形的磨料复合物,其中每个成形的磨料复合物具有四个侧面、高度和面向所述背衬的所述第一主表面的底部,其中所述成形的磨料复合物具有410微米至650微米的平均高度和550微米至1450微米的所述底部的平均边长,其中所述成形的磨料复合物包括不可磁化的成形的磨料片,并且其中所述不可磁化的成形的磨料片具有150微米至350微米的平均边长和40微米至120微米的平均厚度。2.根据权利要求1所述的结构化磨料制品,还包括设置在所述背衬与所述磨料层之间的粘接层。3.根据权利要求1所述的结构化磨料制品,其中对于所述成形的磨料复合物中的至少一些成形的磨料复合物,在各自的基础上,所述四个侧面在单个顶点处相交。4.根据权利要求1所述的结构化磨料制品,其中所述不可磁化的成形的磨料片的至少一部分包括不可磁化的三角形磨料片。5.根据权利要求1所述的结构化磨料制品,其中所述磨料层包括所述成形的磨料复合物的阵列。6.根据权利要求5所述的结构化磨料制品,其中所述阵列包括紧密堆积的阵列。7.根据权利要求1所述的结构化磨料制品,其中所述结构化磨料复合物还包括稀释的粉碎磨料颗粒。8.根据权利要求7所述的结构化磨料制品,其中所述不可磁化的成形的磨料片与所述稀释的粉碎磨料颗粒的比率为0.67至1.5。9.根据权利要求1所述的结构化磨料制品,其中所述成形的磨料复合物具有460微米至640微米的平均高度和550微米至800微米的所述底部的平均边长。10.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员:达蒙
申请(专利权)人:三M创新有限公司
类型:发明
国别省市:

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