粘结的磨料物品及形成方法技术

一种磨料物品，包括一个磨料本体，该磨料本体具有多个包含微晶氧化铝的磨料颗粒，这些磨料颗粒被包含在一种粘结材料中，其中该粘结材料具有至少约15mol%的氧化铝总含量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
以下内容是针对粘结的磨料并且具体地是结合了微晶氧化铝磨料颗粒的粘结的磨料物品。
技术介绍
研磨工具一般被形成为具有包含在一种粘结剂材料内的磨料颗粒用于材料去除的应用。超级磨料颗粒(例如，金刚石或立方氮化硼(CBN))或加晶种的(或甚至未加晶种的)烧结溶胶凝胶氧化铝磨料颗粒，还被称为微晶α -氧化铝(MCA)磨料颗粒，可以用于这类研磨工具中并且已知其在多种材料上提供了优秀的研磨性能。该粘结剂材料可以是有机材料，如树脂，或一种无机材料，如玻璃或玻璃化的材料。具体的说，使用了一种玻璃化的粘结剂材料且包含了 MCA颗粒或超级磨料颗粒的粘结的研磨工具商业上用于对精密的金属零件和其他要求一致且改进的研磨性能的工业部件进行研磨。某些粘结的研磨工具，特别是使用了玻璃化的粘结剂材料的那些，要求高温成形工艺，这会对这些磨料颗粒产生不利的影响。事实上，已经认识到，在形成研磨工具必要的这种升高的温度下，该粘结剂材料可以与这些磨料颗粒(具体地MCA颗粒)发生反应，从而损害磨料的完整性，并且降低颗粒的锐度和性能特性。其结果是，业界已经转向于降低形成该粘结剂材料必要的形成温度，以便将抑制这些磨料颗粒在形成过程中的高温降解。例如，为了减少MCA颗粒与玻璃化的粘结剂之间的反应量，美国专利号4，543，107披露了适用于在低至约900°C的温度下进行烧制的一种粘结剂组分。在一种替代途径中，美国专利号4，898，597披露了一种包含至少40%的玻璃料材料的、适用于在低烧制温度的玻 璃质粘结剂。使用了能够在低于1100°C并且事实上低于1000°C的温度下成形的粘结剂材料的其他这类粘结的磨料物品，包括美国专利号5，203，886、美国专利号5，401，284、美国专利号5，536，283、以及美国专利号6，702，867。然而，业界继续要求这类粘结的磨料物品的改进的性能。
技术实现思路
根据一个方面，一种磨料物品包括一个磨料本体，该磨料本体具有多个包含微晶氧化铝的磨料颗粒，这些磨料颗粒被包含在一种粘结材料中，其中该粘结材料具有至少约15mol%的氧化铝总含量。根据另一个方面，一种磨料物品包括一个磨料本体，该磨料本体具有多个由微晶氧化招制成的磨料颗粒，这些磨料颗粒被包含在一种玻璃质粘结材料中，其中该玻璃质粘结材料包括以mol%计至少约15mol%的氧化招总含量。该玻璃质粘结材料进一步包括以mol%计的硅石总含量/比率。在另一个方面，一种磨料物品包括一个磨料本体，该磨料本体具有多个由微晶氧化招制成的磨料颗粒，这些磨料颗粒被包含在一个玻璃质粘结材料中，其中该玻璃质粘结材料包括至少约15mol%的氧化铝总含量，不超过约70mol%的硅石总含量，不超过约15mol%的选自下组的碱金属氧化物化合物的总含量之间的总氧化铝含量变化测量的、根据公式 = /计算的。根据一个方面，一种形成磨料物品的方法包括将包括微晶氧化铝的磨料颗粒与粘结材料粉末混合，其中该粘结材料粉末包括至少约15mol%的氧化铝，并且将该混合物成形为一种生坯物品。该方法进一步包括加热该生坯物品到至少约800°C的一个烧制温度，以形成一种具有被包含在玻璃质粘结材料中的多个磨料颗粒的磨料物品。附图说明通过参见附图可以更好地理解本专利技术，并且使其许多特征和优点对于本领域的普通技术人员变得清楚。图I包括一个流程图，展示了根据一个实施方案来形成磨料物品的一种方法；图2包括对于根据一个实施方案形成的样品以及常规样品，功率消耗相对于研磨周期数目的曲线图；图3包括对于根据一个实施方案形成的样品以及常规样品，直度相对于研磨周期数目的曲线图。在不同的图中使用相同的参考符号表示相似的或相同的事项。具体实施例方式以下内容总体上是针对一种磨料物品，并且具体地一种使用了被包含在粘结剂材料内的磨料颗粒的一种粘结的磨料物品。此类磨料物品在材料的去除应用中是有用的，如在不同行业中用于对工件进行精加工和/或研磨的那些。这些磨料物品的形状和尺寸可以被确定为制造不同的精加工工具，如轮、锥形件、杯状的物品、珩磨石、和/或石材。图I包括一个流程图，展示了根据一个实施方案来形成磨料物品的一种方法。如所展示的，该方法在步骤101通过将磨料颗粒与一种粘结剂材料粉末进行混合而开始。根据一个实施方案，这些磨料颗粒可以包括一种无机材料，如一种氧化物。更具体地，这些磨料颗粒可以包括微晶氧化铝(MCA)颗粒。 这些MCA或溶胶凝胶氧化铝颗粒优选地通过一种加晶种的亦或未加晶种的溶胶-凝胶法来生产。如在此使用的，术语“溶胶凝胶氧化铝砂砾”是通过以下方法制造的氧化铝砂砾，包括将一种氧化铝一水合物的溶胶进行胶溶以便形成一种凝胶，将该凝胶进行干燥和烧制以便将其进行烧结，并且然后将该烧结的凝胶进行破碎、筛分、并且确定大小以便形成由α-氧化铝微晶(例如，至少约95%的氧化铝)制成的聚晶颗粒。除了这些α氧化铝微晶之外，该初始的溶胶可以进一步包括按重量计高达15%的尖晶石、莫来石、二氧化锰、二氧化钛、氧化镁、稀土金属的氧化物、氧化锆粉末或者氧化锆前体(它们可以按更大的量值来添加，例如40wt%或更多)或者其他相容的添加剂或其前体。这些添加剂经常被包括以便改性以下特性，如断裂韧性、硬度、脆性、断裂力学、以及干燥行为。烧结的溶胶凝胶α-氧化铝颗粒的制备在别处进行了更详细地说明。此类制备的细节可以在例如美国专利号4，623，364,4, 314，827、以及5，863，308中找到，其内容通过引用结合在此。术语MCA颗粒被定义为包括任何含至少60%的、具有至少95%的理论密度以及在500克下至少ISGPa的维氏硬度(500克)α氧化铝微晶的颗粒。这种烧结的溶胶凝胶α氧化铝颗粒可以包含不同于分散在这些α氧化铝微晶之间的α氧化铝的材料片晶。总体上，这些α氧化铝颗粒以及这些片晶是亚微米级的，当它们以这种形式制造的话。MCA磨料颗粒制备和在本专利技术中有用的MCA磨料颗粒类型的另外细节可以在引用了在美国专利号4，623，364和4，314，827中披露的基本技术的众多其他专利和公开物的任何一个中找到。用于在这些磨料颗粒中使用的微晶氧化铝可以具有小于I微米的平均微晶粒大小。事实上，在某些情况下，该微晶氧化铝具有的平均微晶粒大小可以是小于约O. 5微米，并且特别地在约O. I与约O. 2微米之间的范围内。另外，将认识到，在此的多个实施方案的这些粘结的磨料物品可以使用一定含量的二次磨料颗粒。当使用二次磨料颗粒时，此类磨料颗粒可以提供该工具的总的磨料颗粒的从约O. lvol%到约97vol%并且优选的从约30vol%到约70vol%。这些可以使用的二次磨料颗粒包括但不限于氧化铝、碳化硅、立方氮化硼、金刚石、燧石、以及石榴石颗粒、和它们的组合。这样，在此某些磨料物品可以使用磨料颗粒的混合物，使得该磨料物品包括由MCA制成的第一部分的磨料颗粒以及选自下材料组的第二部分的磨料颗粒，该组由以下各项组成超级磨料颗粒、单晶氧化铝、以及它们的一种组合。关于粘结剂材料粉末，可以使用无机材料，并且具体地有助于形成一种具有玻璃质粘结剂的最终形成的磨料物品的无机材料。即，这种最终形成的粘结的磨料物品可以具有一种玻璃质粘结剂，这种玻璃质粘结剂具有一定含量的非晶相。具体地说，在此的实施方案的最终形成的粘结的磨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：G·奎尔，S·J·如克马尼，M·吉瓦纳撒姆，K·马克奈尔，M·奚勒斯，
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：