[發明專利]粘結的磨料物品及形成方法

有效

• 申請號: 201080053561.8
• 申請日: 2010-12-02
• 公開（公告）號: CN102666018A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: G·奎爾;S·J·如克馬尼;M·吉瓦納撒姆;K·馬克奈爾;S·E·福克斯
• 申請（專利權）人: 圣戈班磨料磨具有限公司;法國圣戈班磨料磨具公司
• 主分類號: B24D3/02
• 分類號: B24D3/02;B24D18/00;C09K3/14;C09C1/68
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 郭輝

技術領域

以下內容是針對粘結的磨料并且具體地是結合了微晶氧化鋁磨料顆粒的粘結的磨料物品。

背景技術

研磨工具一般被形成為具有包含在一種粘結劑材料內的磨料顆粒以用于材料去除的應用中。超級磨料顆粒（例如，金剛石或立方氮化硼（CBN））或加晶種的（或甚至未加晶種的）燒結的溶膠凝膠氧化鋁磨料顆粒，也被稱為微晶α-氧化鋁（MCA）磨料顆粒，可以用于這類研磨工具中并且已知其在多種材料上提供了優異的研磨性能。該粘結劑材料可以是有機材料如樹脂，或一種無機材料如玻璃或玻璃化的材料。具體的說，使用了一種玻璃化的粘結劑材料且包含了MCA顆粒或超級磨料顆粒的粘結的研磨工具在商業上可用于對精密的金屬零件以及其他要求一致且改進的研磨性能的工業部件進行研磨。

某些粘結的研磨工具，特別是使用了玻璃化的粘結劑材料的那些，要求高溫成形工藝，這會對這些磨料顆粒產生不利的影響。事實上，已經認識到，在形成研磨工具必要的這樣高的溫度下，該粘結劑材料可以與這些磨料顆粒（具體地MCA顆粒）發生反應，從而損害磨料的整體性、降低顆粒的銳度和性能特性。其結果是，業界已經轉向于降低形成該粘結劑材料必要的成形溫度，以便抑制這些磨料顆粒在成形過程中的高溫降解。

例如，為了減少MCA顆粒與玻璃化的粘結劑之間的反應的量，美國專利號4,543,107披露了適用于在低至約900°C的溫度下進行燒結的一種粘結劑組分。在一種替代途徑中，美國專利號4,898,597披露了一種包含至少40%的玻璃料材料的、適用于在低至約900°C的溫度下進行燒結的一種粘結劑組分。使用了能夠在低于1100°C并且事實上低于1000°C的溫度下成形的粘結劑材料的其他這類粘結的磨料物品包括美國專利號5,203,886、美國專利號5,401,284、美國專利號5,536,283、以及美國專利號6,702,867。然而，業界繼續要求這類粘結的磨料物品的改進的性能。

發明內容

根據一個第一方面，一種磨料物品包括一個磨料本體，該磨料本體包括位于一種粘結劑材料內的磨料顆粒，該磨料本體進一步包括一種布置在這些磨料顆粒與該粘結劑基質之間的界面處的尖晶石材料。

根據另一個方面，一種磨料物品具有一個磨料本體，該磨料本體包括被包含在一種粘結劑材料基質內的磨料顆粒，該磨料本體進一步包括一個含尖晶石材料的層，該層覆蓋在這些磨料顆粒的外表面上。

在又另一個方面，一種磨料物品包括一個磨料本體，該磨料本體具有包括微晶氧化鋁的、被包含在一種含玻璃質相的粘結劑材料中的磨料顆粒，這些磨料顆粒具有覆蓋在這些磨料顆粒的外表面上的一個材料層，其中該層包括一種尖晶石材料。

另一個方面包括一種磨料物品，這種磨料物品包括一個粘結的磨料本體，該粘結的磨料本體具有包括微晶氧化鋁的、被包含在一種玻璃質粘結劑材料內的第一組磨料顆粒，其中該粘結的磨料本體進一步包括一個環繞了這些磨料顆粒的至少一部分的鈍化區域，該鈍化區域包括一種具有的一般化學組成為AB₂O₄的尖晶石材料，其中A代表一種第一元素，B代表一種不同于A的第二元素，且O是氧。

根據另一個方面，一種磨料物品包括一個磨料本體，該磨料本體具有包括微晶氧化鋁的磨料顆粒以及一個包括尖晶石材料的、覆蓋在這些磨料顆粒的外表面上至少一部分上的層。該磨料本體進一步包括一種由含有足量的尖晶石形成材料的組合物所形成的粘結劑材料，該尖晶石形成材料是選自以下的氧化物組，該組由以下各項組成：氧化鎂、氧化鋅、氧化鐵、氧化錳、以及它們的組合。

在又另一個方面，一種形成磨料物品的方法包括將磨料顆粒與一種粘結劑材料粉末進行混合、將該混合物成形以便形成一個生坯、并且處理該生坯以便形成包含位于粘結劑材料中的磨料顆粒的一種磨料物品，其中在處理過程中，圍繞這些磨料顆粒形成了一個含尖晶石材料的鈍化區域。

附圖說明

通過參見附圖可以更好地理解本披露，并且使其許多特征和優點對于本領域的普通技術人員變得清楚。

圖1包括一個流程圖，展示了根據一個實施方案來形成磨料物品的一種方法；

圖2A到2C包括根據多個實施方案的一種具有一個尖晶石材料層的磨料物品的多個部分的圖像；

圖3包括根據一個實施方案形成的樣品以及一個常規樣品的平均功率消耗相對于研磨周期數的曲線圖；

圖4包括根據一個實施方案形成的樣品以及一個常規樣品的直度相對于研磨周期數的曲線圖；