涂敷磨具及其制备和使用方法技术

一种涂敷磨具，它包括具有第一主表面的背衬和涂敷在第一主表面上的磨料层，其中垂直于厚度并通过厚度中心点的磨料层横截面上，其磨料聚结体的总横截面积与通过在从中心点沿厚度到接触面距离的７５％的点横截面上，基本上相同；涂敷磨具的磨料聚结体的形状为截四面棱锥形或立方形；一种制造磨具的方法和使用这种涂敷磨具研磨坚硬工件的方法。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有磨料层，适用于研磨如淬硬钢、铸铁、陶瓷和石头材料的非常坚硬部件的涂敷磨具，和制造这种涂敷磨具的方法。本专利技术还涉及使用这种磨具研磨坚硬部件的方法。
技术介绍
含有磨料颗粒的磨具在广泛的用途中用于研磨和/或抛光各种材料，这些材料称为工件。这些用途包括从金属锻件的高压高磨削量研磨直到眼镜的抛光。磨料颗粒，包括磨粒和/或其聚结体，能为磨料工业的应用提供各种性能。磨料颗粒类型的选择，一般取决于颗粒的物理性质、需研磨的工件、所要达到的表面性能、磨料颗粒的操作性能和为该具体用途所选择的磨料颗粒的经济性。氧化铝即矾土是在如砂纸的涂敷磨具生产中最常用的磨料颗粒。在例如涂面砂磨、金属研磨和塑料抛光的很多应用中，可使用氧化铝。碳化硅也是一种普通的磨料，一般认为它是比氧化铝更锐利的物质，主要用于木材、漆面和玻璃研磨的应用。一般被称作“超级磨料”的金刚石和立方氮化硼(以后称“CBN”)特别用于研磨如淬硬钢、陶瓷、铸铁和石头材料的非常硬的部件。金刚石一般是用于非铁材料的优选超级磨料，而CBN一般是用于如淬硬钢的铁类材料的优选超级磨料。然而，如金刚石和CBN的超级磨料，其成本要比普通磨料颗粒即氧化铝、碳化硅贵1000倍。所以，在使用超级磨粒时希望能充分发挥其作用。如前面所指出的，磨料颗粒可以是单个的颗粒或聚结体。磨料聚结体是由粘合剂将许多单个磨粒粘合在一起的颗粒组成。在研磨期间，聚结体一般会受到腐蚀或破裂，排去磨削用过的磨粒，露出新的磨粒。这种聚结体可用于如涂敷磨具、非织造磨具和砂轮的磨料产品中，在其中提供使用寿命长、效率高的磨料颗粒。美国专利2,001,911揭示了一种磨具，它具有一个柔软背衬和由一柔软而有弹性的居间材料层粘着在背衬上的许多粘合磨粒材料部分。该粘合磨料材料由许多镶嵌在背衬上，相互之间由窄的缝隙分隔开的磨料块组成。美国专利2,194,472揭示了一种磨具，它包括一背衬和磨料粒料的涂层，背衬是柔软的，磨料粒料是多孔、多角形、不平整的，是由一粘合物系将其粘合在一起的许多单个磨粒。在这种磨具的制备中，可能需要对这种粒料进行筛分，以提供合乎要求的均一粒度的粒料颗粒。美国专利3,986,847揭示了一种磨具(如磨轮)，它的研磨部分包括磨料相和玻璃质粘合相。磨粒相或仅为CBN，或是CBN和一种热膨胀系数基本与其相同的磨料物质的组合。玻璃质粘合相的热膨胀系数基本上与CBN相司。美国专利4,256,467揭示了一种柔软性磨具，它包括一柔软的不导电网眼材料和一电沉积金属层(其中嵌有金刚石磨粒)，该金属层直接粘着并整个穿透该网眼材料，致使网眼材料埋在金属层中。美国专利4,393,021揭示一种生产磨粒的团粒的方法。该方法是将磨粒与粘合介质和填料混合形成糊料。糊料经挤压和加热硬化，再粉碎成团粒，每个团粒中含有若干颗磨粒。美国专利4,799,939揭示一种磨具，它的结构是许多含磨粒的可腐蚀聚结体分布在可腐蚀的基体中，基体呈空心体形并含有粘合剂。所用的磨粒有氧化铝、如碳化硅的碳化物、如CBN的氮化物、金刚石和燧石。尽管优选采用合成有机粘合剂作为粘合剂，但天然有机粘合剂和无机粘合剂也可采用。聚结体的一般形状是不规则的，但可将其制成球形、椭球形、扁球形、粒形、棒形或其他普通的形状。美国专利4,871,376揭示了一种涂敷磨具，它包括一背衬、磨料和粘合物系，粘合物系中有树脂粘结剂、无机填料和偶联剂。偶联剂可选自硅烷、钛酸盐和锆铝酸盐联剂。美国专利5,039,311揭示一种磨具，它含有易腐蚀磨料团粒，团粒是由第一种粘合剂将许多个第一种磨粒粘合在一起形成一种易腐蚀基础聚结体，在其周围用第二种粘合剂涂敷上第二种磨粒粘结之。第一种和第二种粘合剂可以相同也可以不同，可以是有机或无机的，可含有如填料、助磨剂、增塑剂、润湿剂和偶联剂等各种添加剂。第一种和第二种磨料颗粒可以相同也可以不同，可以是氧化铝、碳化硅、金刚石、燧石、CBN、氮化硅及其组合。基础聚结体的一般形状是不规则的，但可制成球形、扁球形、椭球形、粒形、棒形或其他普通的形状。美国专利5,152,917揭示了一种涂敷磨具，它包括至少具有一个主表面的背衬和至少在一个主表面上的许多磨料复合体。每一个磨粒复合体都是许多磨粒分散在粘合剂中，该粘合剂也起着将磨料复合体粘合到背衬上的作用，磨料复合体具有预定的形状如棱锥形。美国专利5,210,916揭示一种磨料颗粒，其制备方示是将一种勃姆石溶胶倒入一个有许多特定形状模腔的模型中，从溶胶中除去足够量的液体，以形成磨料颗粒的前驱体，从模型中取出这些前驱体，进行煅烧，再将经煅烧的前驱体烧结形成磨料颗粒。模腔具有特定的三维形状，可以是三角形、圆形、长方形、正方形或倒棱锥形、棱锥台形、截头球形、截头球体、锥形、倒园锥形。美国专利5,314,513揭示的磨具，有一个柔软背衬，由一种初始结合涂料或者还有一种或多种另外的涂料将至少一层磨粒层粘合到背衬的上表面上，其中至少一种涂料含有马来酰亚胺粘合剂。美国专利5,318,604揭示的磨具，含有分散在粘合剂基料中的磨料元件。这些磨料元件包括是磨料材料的单个颗粒，它们绝大多数都部分嵌入金属粘合剂中。1981，4，23公开的德国专利OS 294198-A1指出的涂敷磨具中含有磨料团块，其表面粗糙而不规则，其制备方法是，将无机磨粒与玻璃料和粘合剂剧烈混合；处理所产生的混合物；压制、干燥和烧结这一材料；然后粉碎之生成团块。美国Serial 08/085638揭示了形状精确的颗粒及其制备方法，该颗粒中含有有机基粘合剂。有机基粘合剂含有分散在其中的磨粒。尽管一般是根据其物理性能和要求研磨性能最强以及磨具的寿命来选择磨具，但当工业上需要能研磨如凸轮轴和曲轴(如在美国专利4,833,834中所揭示的凸轮轴带式磨床)的坚硬材料，而使用寿命又长的磨具时，就需要加以特殊的考虑，这时要符合一些设计精度，包括能提供精确研磨的部件。专利技术概述本专利技术的一个实施方案提供了一种涂敷磨具，它包括具有第一主表面的背衬和涂敷在第一主表面上的磨料层，磨料层有一接触面和一反面，接触面粘结到第一主表面上，从接触面到反面为磨料层厚度，磨料层含有一有机基粘合物系和许多粘着在粘合物系中的磨料聚结体，每一聚结体中有无机粘合剂和许多大小和形状基本均匀的磨粒，垂直于厚度并通过厚度中心点的磨料层横截面上，其磨料聚结体的总横截面积与通过在从中心点沿厚度到接触面距离的75％的点横截面上，基本上相同。在另一个实施方案中，本专利技术提供了一种涂敷磨具，它包括具有第一主表面的背衬和涂敷在第一主表面上的磨料层，磨料层含有一有机基粘合物系和分散在粘合物系中的许多磨料聚结体，每个聚结体中有一种无机粘合剂和呈截四面棱锥形的磨料颗粒。还有一个实施方案，提供了一种涂敷磨具，它包括具有第一主表面的背衬和涂敷在第一主表面上的磨料层，磨料层含有一有机基粘合物系和分散在粘合物系中的许多磨料聚结体，粘合物系中有一种粘合剂和平均努普硬度值至少为70的无机填料颗粒，每个聚结体中有一种无机粘合剂和许多磨粒。本专利技术还提供了一种制造涂敷磨具的方法，它包括(a)提供一个具有第一主表面的背衬；(b)形成磨料层，磨料层有一接触面和一反面，接触面粘结到第一主表面上，从接触面到反面为其厚度，垂直于厚度并通过厚度中心本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涂敷磨具，它包括：（ａ）有第一主表面的背衬；（ｂ）涂敷在第一主表面上的磨料层，磨料层有一接触面和一反面，接触面粘着在第一主表面上，从接触面到反面为磨料层厚度，磨料层中含有（ｉ）有机基粘合物系，（ｉｉ）粘结在粘合物系中的许 多磨料聚结体，每一聚结体（１）含有一无机粘合剂和许多磨粒，（２）其大小和形状基本上均匀，其特征在于垂直于厚度并通过厚度中心点的磨料层横截面上，其磨料聚结体的总横截面积与通过在从中心点沿厚度到接触面距离的７５％的点横截面上基本上相 同。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：TJ克里斯蒂安松，
申请(专利权)人：美国三M公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]