磨料制品制造技术

一种磨料制品（１０），其特征在于它包括一个有一个主表面（１３）的片状结构（１９），在主表面的固定位置上分布着许许多多毗连的研磨复合体（１１，１２），所述研磨复合体的面间距至少为１２００个研磨复合体／平方厘米，所述的每个研磨复合体（１１，１２）包括大量分散在粘合剂（１５）中的磨粒（１４）。（*该技术在2014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片状结构的磨料制品，其主表面上散布着许多个毗连的研磨复合体。本专利技术还涉及制造这种磨料制品的方法和使用该磨料制品提高切削速率和表面光洁度的方法。
技术介绍
一般说来，磨料制品包括许多粘合在一起形成一整体结构的磨粒(如砂轮)或者粘结在同一背衬上的磨粒(如砂布制品)。这些类型的磨料制品用来对工件研磨和精加工已有一百年以上的历史。研磨工业一直面临着的一个问题就是磨削速率(即一给定时间内从工件上除去的物质量)与磨料制品在工件表面上形成的表面光洁度总的来说呈反比关系。这就解释了为什么市场上存在着范围广泛的磨料制品，它们使用从粗磨料(即相对较大颗粒尺寸的磨粒)至细磨料(即相对较小颗粒尺寸的磨粒)。在研磨操作中为获得所需的磨削速率和表面光洁度一般按次序使用这些不同类型的磨料制品。工业上需要的是既能获得较高的磨削速率又能在磨削工件上产生较好表面光洁度的磨料制品。美国专利5,152,917(Pieper等)公开了一种解决这个问题的方法。Pieper等揭示了一种既耐受负载又能在工件表面上产生较一致光洁度的结构磨料制品。这种结构磨料包括许多粘接在衬底上的有确切形状的研磨复合体。Pieper等揭示了一条一般规律即较高密度的研磨复合体会在研磨过程中产生较低的单位压力/研磨复合体，这样可得到较精细的表面光洁度。然而，Pieper等仅列举了约为0.017英寸(0.007cm)的研磨复合体线性间距(1ineal spacing)或仅为约536研磨复合体/平方厘米的面间距(areal spacing)。Pieper等指出，包括这种间距的锥形研磨复合体的磨料制品可满足高磨削速率和表面光洁度值的标准。美国专利3,048,482(Hurst)叙述了一种包含背衬、粘结系统、磨料团粒的磨料制品，其中磨料团粒藉粘结系统与背衬连接。磨料团粒本身则是磨粒和粘合剂(与粘结系统不同的)的复合体。磨料团粒是三维的，形状大体为锥形。为了制造这种磨料制品，先通过模压方法制出磨料团粒。再将背衬放入一模子中，然后加入粘结系统和磨料团粒。模子的腔壁上有的某种图案，结果生成的磨料团粒在背衬上也呈一定的图案。1982年9月22日公布的英国专利申请2,094,824(Moore)涉及一种表面有图案的精研膜。先制备磨粒和可固化的粘合剂树脂的浆料，然后将此浆料通过一掩模涂布形成不连续的间隔一定距离的岛形区域。随后令树脂即粘合剂固化。掩模可以用丝网、镂花模板、线材或筛网。美国专利4,930,266(Calhoun等)叙述了一种表面有图案的磨料带，其中的磨料团粒与背衬紧密粘结，而且基本上位于一个平面上，团粒之间间隔着预定的距离。在该专利技术中磨料团粒是用冲击方法涂布的，以使得每个团粒单个地按间隔关系涂布在背衬上。这样就制成了一种磨料带，其上的磨料团粒之间具有可精确控制的间距。Cal-houn等描述的面间距为870团粒/平方厘米。美国专利5,107,626(Mucci)叙述了一种在基材上产生有图案表面的方法，它是用一种含有许许多多形状精确的研磨复合体的砂布进行研磨的方法。那些研磨复合体的排列不是无序的，研磨复合体包括许多分散在粘合剂中的磨粒。美国专利5,219,462(Bruxvoort等)叙述了一种制造磨料制品的方法。实际上仅将一种浆料涂覆在一压花背衬的凹穴部分。该浆料含有粘合剂、磨粒和一种膨胀剂。涂覆以后，令粘合剂固化，并令膨胀剂活化。这样就使浆料呈蘑菇形或球形膨胀到压花背衬的表面之上。据揭示，为保证形成有一定间隔的研磨复合体，非连接凹穴的面间距一般为2—10000凹穴/平方厘米，最好为100—1000凹穴/平方厘米。或者凹穴可以相互连接，形成直线延伸的凹穴，其线间距为2—100凹穴/厘米。公布于1990年3月23日的日本专利申请S63-235942叙述了一种制造具有不连续磨料突起图案的精研膜。将磨粒浆料涂覆到一个模板的凹穴中。然后将背衬覆在模板上，再令含磨粒和粘合剂的浆料固化。最后，将生成的砂布从模板上取下。粘合剂的固化可用辐射能，也可用热能进行，以形成网络状的研磨材料层。公布于1992年6月2日的日本专利申请JP4-159084也叙述了一种制造精研带的方法。它是将含有磨粒和可用电子束固化的树脂的磨料浆涂在凹板印刷用的辊子或具有许多凹穴的模板的表面。然后使磨料浆接受电子束的辐照，使粘合剂固化，最后从辊子上取下生成的精研带，形成网络状的研磨材料层。公布于1993年8月11日的欧洲专利申请554,668(Calhoun)揭示了一种制造磨料制品的方法。将含磨粒和可固化的粘合剂的浆料涂在用作模塑表面的压纹基材的凹穴中，这些凹穴是相互分离的，其间距为2—10000凹穴/平方厘米。磨料浆形成研磨复合体，当粘合剂凝固时，这些研磨复合体是相互完全分离的，然后在研磨复合体保持分离状态下将其固化。再将压纹表面推向涂有粘合剂的背衬层，使固化的研磨复合体粘接到背衬层上。从背衬上分离压纹基材，间隔一定距离的研磨复合体仍粘接在背衬上，且研磨复合体间没有接触或毗连部分。1993年9月13日提交的美国专利申请08/120,300(Hoopman)涉及一种研磨复合体有精确形状但形状并不完全相同的磨料制品。提交于1993年5月26日的美国专利申请08/067,708(Mucci等)叙述了用一种磨料制品对工件进行抛光的方法，该磨料制品包括许许多多与背衬粘结的形状精确的研磨复合体。在抛光时，该磨料制品进行着振荡运动。然而，仍需要一种既能获得高的磨削速率又能在工件表面上产生精细的表面光洁度的磨料制品，在这种磨料制品中研磨复合体不必完全物理分离，而包括很高密度的研磨复合体。专利技术的公开本专利技术涉及一种具有片状结构的磨料制品，分布在其一个主表面上的研磨复合体的密度至少为1200毗连研磨复合体/平方厘米。这种磨料制品不仅能在磨削工件上产生较精细的表面，而且磨削速度也高。对于研磨领域中的普通技术人员来说，象在本专利技术中那样用一种磨料制品同时得到精细的表面光洁度和高的磨削速率是令人惊奇和意想不到的。对于本专利技术的目的而言，术语“毗连”是指相邻的研磨复合体至少有物理接触的部分，如底部。在本专利技术的磨料制品的一个优选实施方案中，这种物理接触不超过每个接触的研磨复合体垂直高度的33％。毗连研磨复合体的物理接触量最好在每个接触的研磨复合体垂直高度的1—25％之间。应当理解，毗连的这种定义也包括相邻研磨复合体共有一个磨料层(land)或在研磨复合体的相对侧壁之间接触或延伸的桥状结构的这种分布。这种磨料层结构的高度最好不超过每个相邻研磨复合体垂直高度的33％。这种磨料层用形成研磨复合体的相同的磨料浆制成。研磨复合体“相邻”的意思是指，画在研磨复合体中心之间的虚直线上没有其它插入的研磨复合体。在本专利技术的磨料制品的一个实施方案中，磨料制品包括一个有一个主表面的片状结构，在主表面的固定位置上分布着许许多多毗连的研磨复合体，所述研磨复合体的面间距至少为1200研磨复合体/平方厘米。所述的每个研磨复合体包括大量分散在粘合剂中的磨粒。在本专利技术的另一个实施方案中，研磨复合体的面间距至少为约3000研磨复合体/平方厘米。较好为至少约4600研磨复合体/平方厘米，更好为至少约7700研磨复合体/平方厘米，最好为至少约8850研磨复合体/本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：L·D·希巴德，S·B·柯林斯，J·D·哈斯，
申请(专利权)人：美国三M公司，
类型：发明
国别省市：