对包含超级磨料材料的工件进行磨削的方法技术

一种对一个超级磨料工件进行磨削的方法包括放置一个粘结的磨料物品与一个超级磨料工件接触，其中该粘结的磨料物品包括一个本体，该本体包括多个包含在一种粘结剂材料内的磨料颗粒，并且该超级磨料工件具有至少约1GPa的平均维氏硬度；并且对于一种无心磨削操作，按至少约8mm3/sec的平均材料去除（MRR）速率以不大于约350J/mm3的平均比磨削能（SGE）从该超级磨料工件上去除材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
以下内容是针对磨料物品，并且更具体地说是使用磨料物品用于对超级磨料工件进行磨削的方法。
技术介绍
用于机加工应用的磨料典型地包括粘结的磨料物品以及涂覆的磨料物品。涂覆的磨料物品通常包括一种分层的物品，该物品包括背衬和将磨料颗粒固定在背衬上的粘合剂涂层，其最常见的例子是砂纸。粘结的研磨工具由处于轮状、盘状、段状、镶嵌针状、磨石状以及其他工具形状(它们可以被安装在一个机加工装置上，例如一个磨削或抛光装置)的形式的硬的、并且典型是整体的、三维的磨料复合材料组成。 粘结的研磨工具通常有三种相态，这三种相态包括磨料颗粒、粘结剂材料、以及孔隙，并且能以多种“等级”和“结构”来制作，这些“等级”和“结构”已经根据本领域的惯例通过该磨料复合材料的相对硬度和密度(等级)并且通过该复合材料中的磨料颗粒、粘结剂以及孔隙的体积百分比(结构)来定义。一些粘结的研磨工具可能特别有用于磨削和抛光硬质材料，如在电子和光学行业中使用的单晶材料以及用于工业应用如地层钻孔中的超级磨料材料。例如，聚晶金刚石复合片(polycrystalline diamond compact) (F1DC)切削元件典型地被固定到在石油和天然气行业中用于地层钻孔应用的钻头尖的头部上。这些PDC切削元件包括一层超级磨料材料(例如金刚石)，该材料必须被磨削至特定的规格。使这些PDC切削元件成型的一种方法是使用粘结的研磨工具，这些研磨工具典型地结合了包含在一种有机粘结剂基质中的磨料颗粒。该行业继续要求改进的能够磨削超级磨料工件的方法及物品。
技术实现思路
根据一个方面，一种磨削一个超级磨料工件的方法包括放置一个粘结的磨料物品与一个超级磨料工件相接触，其中该粘结的磨料物品包括一个本体，该本体包括多个包含在一种复合粘结剂材料内的磨料颗粒，该复合粘结剂材料包括一种有机材料和一种金属材料。该方法进一步包括使该粘结的磨料物品相对于该超级磨料工件转动以从该超级磨料工件上去除材料，其中在该去除材料的步骤中，该临界功率是不大于约140W/mm。在另一个方面，一种磨削一个超级磨料工件的方法包括放置一个粘结的磨料物品与一个超级磨料工件相接触，其中该粘结的磨料物品包括一个本体，该本体包括多个包含在一种复合粘结剂材料内的磨料颗粒，该复合粘结剂材料包括一种有机材料和一种金属材料，并且其中该复合粘结剂材料包括的有机材料(OM)与金属材料(MM)之比(0Μ/ΜΜ)是不大于约O. 25。该方法进一步包括使该粘结的磨料物品相对于该超级磨料工件转动以从该超级磨料工件上去除材料。在又另一个方面，一种磨削一个超级磨料工件的方法包括放置一个粘结的磨料物品与一个超级磨料工件相接触，其中该粘结的磨料物品包括一个本体，该本体包括多个包含在一种粘结剂材料内的磨料颗粒，并且该超级磨料工件具有至少约5GPa的平均维氏硬度。该方法进一步包括对于一种无心磨削操作按至少约8mm3/sec的平均材料去除(MRR)速率以不大于约350J/mm3的平均比磨削能(specific grinding energy) (SGE)从该超级磨料工件上去除材料。附图说明通过参见附图可以更好地理解本披露，并且使其许多特征和优 对于本领域的普通技术人员变得清楚。图I包括根据一个实施方案的一种磨料物品的图解；图2包括根据一个实施方案的一个磨削操作的图；图3包括根据一个实施方案的一种粘结的磨料本体以及一种常规样品的平均功率(kW)相对于平均材料去除率(mm3/sec)的一个曲线图；图4包括根据一个实施方案的磨料物品的一个表面在进行一个磨削操作之后的图像；图5包括一种常规的磨料物品的一个表面在进行一个磨削操作之后的图像。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磨料物品以及将此类磨料物品用于特定的磨削操作中的方法。具体关于形成粘结的磨料物品的方法，开始时，可以将多个磨料颗粒与一种粘结剂材料进行组合。根据一个实施方案，该粘结剂材料可以是一种复合粘结剂材料，具有有机材料与金属材料混合在一起的多种组分。然而，可以首先将这些磨料颗粒与该粘结剂材料的这些组分之一进行混合。例如，可以将这些磨料颗粒与该有机材料进行混合。这些磨料颗粒可以包括多种材料，如氧化物类、碳化物类、硼化物类、和氮化物类、以及它们的组合。在具体情况下，这些磨料颗粒可以包括超级磨料材料，如金刚石、立方氮化硼、以及它们的组合。某些实施方案可以利用基本上由金刚石组成的磨料颗粒。进一步关于这些磨料颗粒,这些磨料颗粒可以具有小于250微米的平均砂碌尺寸。在其他情况下，这些磨料颗粒可以具有小于200微米、如小于170微米的平均砂砾尺寸。某些磨料物品可以利用具有的平均砂砾尺寸在I微米与约250微米之间的范围内的磨料颗粒，如在50微米与约250微米之间、并且更具体地是在约100微米与约200微米之间。该混合物可以利用多于一种类型的磨料颗粒。此外，该混合物可以使用具有多于一种平均砂砾尺寸的磨料颗粒。即，例如，可以使用包括大的和小的砂砾尺寸的磨料颗粒的一种混合物。在一个实施方案中，可以将具有例如大的平均砂砾尺寸的第一部分磨料颗粒与具有例如比第一部分的大磨料颗粒更小的平均砂砾尺寸的第二部分磨料颗粒进行组合。该第一和第二部分在该混合物内可以是相等的份数(例如，重量百分比)。在其他实施方案中，人们可以利用彼此相比具有更大或更小百分比的大的和小的颗粒的一种混合物。可以形成如下一种粘结的磨料物品，它包括具有小于约150微米的平均砂砾尺寸的第一部分磨料颗粒、结合了具有大于150微米的平均砂砾尺寸的磨料颗粒。在一种具体的情况下，该混合物可以包括具有的平均砂砾尺寸在100微米与150微米之间范围内的第一部分磨料颗粒、以及具有的平均砂砾尺寸在150微米与200微米之间的范围内的第二部分磨料颗粒。该混合物可以包含某一含量的磨料颗粒，使得最终形成的粘结的磨料本体包括占该本体总体积至少约5vol %的磨料颗粒。应理解是对于其他示例性磨料物品，该本体内的磨料颗粒含量可以更大，如是该本体总体积的至少约10vol%、至少约20vol%、至少约30vol %、或甚至至少约40νο1 % ο在一些磨料物品中，该混合物可以包含一个量值的磨料颗粒，使得最终形成的本体包含占该本体总体积约5vol %与约60vol %之间、并且更具体地在约5vol%与50vol%之间的磨料颗粒。 关于该粘结剂材料的有机材料组分，一些适当的有机材料包括热固性材料和热塑性材料。具体而言，该粘结剂材料可以包括多种材料，诸如聚酰亚胺类、聚酰胺类、树脂类、芳族聚酰胺类、环氧树脂类、聚酯类、聚氨酯类、以及它们的一种组合。根据一个具体实施方案，该有机材料可以包括一种聚芳唑(polyarenazole)。在一个更具体的实施方案,该有机材料可以包括聚苯并咪唑(PBI)。另外，该粘结剂材料可以包括某一含量的树脂材料，如酚醛树脂。在此类利用了树脂的实施方案中，该树脂可以按较小的量值存在，并且可以与其他有机材料组合使用。该混合物可以包含某一含量的有机材料，使得最终形成的粘结的磨料本体包括占该粘结剂材料总体积不大于约20vol %的有机材料。在其他实施方案中，该粘结剂材料内的有机材料的量值可以更小，例如不大于约18vol%、如不大于约16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：R·乌帕德亚雅，S·拉曼斯，C·阿科纳，J·E·吉莱斯皮，
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：