[發明專利]磨料預成型件、制備磨料制品的方法以及粘結磨料制品

有效

• 申請號: 201580057557.1
• 申請日: 2015-10-19
• 公開（公告）號: CN107073686B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 布賴恩·D·格斯;梅利莎·C·席洛-阿姆斯特朗;雅各布·S·貝弗里奇
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: B24D3/06
• 分類號: B24D3/06;B24D3/14;B24D7/02;B24D18/00
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 王靜;丁業平

本發明公開了一種磨料預成型件，該磨料預成型件包括具有彼此相對并平行的第一主表面和第二主表面的框架。第一主表面具有形成于其中的多個第一腔。第二主表面任選地具有形成于其中的多個第二腔。框架包含粘結劑前體材料。磨料顆粒設置在多個第一腔和任選的多個第二腔的至少一部分中。本發明還公開了使用磨料預成型件來制備磨料制品的方法以及由此制備的粘結磨料制品。

技術領域

本公開廣義地涉及制備磨料制品的方法以及粘結磨料制品。

背景技術

磨料制品諸如帶涂層磨料制品和粘結磨料制品包含保留在粘結劑(或粘結材料)中的磨料顆粒。磨料制品的各種研磨特性的效果可能部分地取決于磨料顆粒的取向和/或放置。這可在磨料顆粒具有非隨機預定形狀的情況下尤其如此。擁有制備磨料制品的新方法將是有用的，該方法能夠有效地取向和定位磨料顆粒。

磨料顆粒相對于切削方向的取向也是重要的。切削效率和磨料顆粒碎裂機制隨著取向而變化。對于三角形磨料顆粒，為改善切削和破碎，一般優選磨料制品和/或工件的相對運動使得三角形的邊緣而不是三角形的面參與切削運動。如果三角形的面呈現于切削方向，通常三角形將在靠近基部和磨削平面外碎裂。

磨料制品中的磨料顆粒的間距也可以是重要的。常規方法諸如滴涂和靜電沉積提供隨機分布的間距，并且粒子聚集通常導致其中兩個或更多個成形磨料顆粒最終在靠近成形磨料顆粒的尖端或上表面處彼此接觸。聚集導致較差的切削性能，原因是在那些區域中支承面積被局部放大并且聚集區中的成形磨料顆粒由于相互機械強化而無法在使用過程中正確地碎裂和分解。與具有更一致間距的成形磨料顆粒的帶涂層磨料制品相比，聚集造成不可取的熱量積聚。

發明內容

基于上述原因，希望擁有可用于簡單且經濟有效地定位和取向帶涂層磨料制品和粘結磨料制品中的磨料顆粒(尤其是成形磨料顆粒)的另選方法和設備。

本公開通過以下方式提供針對上述需求的切實可行的解決方案：提供由框架中的至少部分填充的腔制備的可固化預成型件，框架由尺寸上穩定但可軟化的熱固性材料制成，然后用磨料顆粒(如，陶瓷磨料顆粒)填充腔的至少一部分。在施加熱量和/或壓力時，框架變形和/或流動，粘結到磨料顆粒，然后通過形成共價化學交聯而固定。可執行該過程，使得磨料顆粒的取向和位置基本上保持不變。

在一個方面，本公開提供一種磨料預成型件，該磨料預成型件包括：

具有彼此相對并平行的第一主表面和第二主表面的框架，其中第一主表面具有形成于其中的多個精確成形的腔，其中框架包含粘結劑前體材料；和

設置在多個精確成形的腔的至少一部分中的陶瓷磨料顆粒，其中陶瓷磨料顆粒包含至少一種金屬的氧化物或碳化物。

在另一方面，本公開提供一種磨料預成型件，該磨料預成型件包括：

具有彼此相對并平行的第一主表面和第二主表面的框架，其中第一主表面具有形成于其中的多個第一腔，其中第二主表面具有形成于其中的多個第二腔，并且其中框架包含粘結劑前體材料；

設置在多個第一腔的至少一部分中的第一磨料顆粒；和

設置在多個第二腔的至少一部分中的第二磨料顆粒。

根據本公開的磨料預成型件可用于例如制備磨料制品。因此，在另一方面，本公開提供一種制備磨料制品的方法，該方法包括以下步驟：

i)提供根據本公開的第一磨料預成型件；以及

ii)加熱磨料預成型件，從而硬化框架。

在一些實施方案中，制備磨料制品的方法還包括：

提供背襯；以及

在執行步驟ii)時，將第一磨料預成型件和背襯推壓在一起，使得背襯和第一預成型件永久性地接合在一起。