粘結的磨料物品及形成方法技術

一種磨料物品，包括一個磨料本體，該磨料本體具有多個包含微晶氧化鋁的磨料顆粒，這些磨料顆粒被包含在一種粘結材料中，其中該粘結材料具有至少約15mol%的氧化鋁總含量。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
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。
技術介紹
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用于材料去除的應用。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)燒結溶膠凝膠氧化鋁磨料顆粒，還被稱為微晶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秀的研磨性能。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商業上用于對精密的金屬零件和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種升高的溫度下，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，從而損害磨料的完整性，并且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形成溫度，以便將抑制這些磨料顆粒在形成過程中的高溫降解。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的溫度下進行燒制的一種粘結劑組分。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、適用于在低燒制溫度的玻 璃質粘結劑。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。
技術實現思路
根據一個方面，一種磨料物品包括一個磨料本體，該磨料本體具有多個包含微晶氧化鋁的磨料顆粒，這些磨料顆粒被包含在一種粘結材料中，其中該粘結材料具有至少約15mol%的氧化鋁總含量。根據另一個方面，一種磨料物品包括一個磨料本體，該磨料本體具有多個由微晶氧化招制成的磨料顆粒，這些磨料顆粒被包含在一種玻璃質粘結材料中，其中該玻璃質粘結材料包括以mol%計至少約15mol%的氧化招總含量。該玻璃質粘結材料進一步包括以mol%計的硅石總含量/比率。在另一個方面，一種磨料物品包括一個磨料本體，該磨料本體具有多個由微晶氧化招制成的磨料顆粒，這些磨料顆粒被包含在一個玻璃質粘結材料中，其中該玻璃質粘結材料包括至少約15mol%的氧化鋁總含量，不超過約70mol%的硅石總含量，不超過約15mol%的選自下組的堿金屬氧化物化合物的總含量之間的總氧化鋁含量變化測量的、根據公式 = /計算的。根據一個方面，一種形成磨料物品的方法包括將包括微晶氧化鋁的磨料顆粒與粘結材料粉末混合，其中該粘結材料粉末包括至少約15mol%的氧化鋁，并且將該混合物成形為一種生坯物品。該方法進一步包括加熱該生坯物品到至少約800°C的一個燒制溫度，以形成一種具有被包含在玻璃質粘結材料中的多個磨料顆粒的磨料物品。附圖說明通過參見附圖可以更好地理解本專利技術，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I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2包括對于根據一個實施方案形成的樣品以及常規樣品，功率消耗相對于研磨周期數目的曲線圖；圖3包括對于根據一個實施方案形成的樣品以及常規樣品，直度相對于研磨周期數目的曲線圖。在不同的圖中使用相同的參考符號表示相似的或相同的事項。具體實施例方式以下內容總體上是針對一種磨料物品，并且具體地一種使用了被包含在粘結劑材料內的磨料顆粒的一種粘結的磨料物品。此類磨料物品在材料的去除應用中是有用的，如在不同行業中用于對工件進行精加工和/或研磨的那些。這些磨料物品的形狀和尺寸可以被確定為制造不同的精加工工具，如輪、錐形件、杯狀的物品、珩磨石、和/或石材。圖I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。如所展示的，該方法在步驟101通過將磨料顆粒與一種粘結劑材料粉末進行混合而開始。根據一個實施方案，這些磨料顆粒可以包括一種無機材料，如一種氧化物。更具體地，這些磨料顆粒可以包括微晶氧化鋁(MCA)顆粒。 這些MCA或溶膠凝膠氧化鋁顆粒優選地通過一種加晶種的亦或未加晶種的溶膠-凝膠法來生產。如在此使用的，術語“溶膠凝膠氧化鋁砂礫”是通過以下方法制造的氧化鋁砂礫，包括將一種氧化鋁一水合物的溶膠進行膠溶以便形成一種凝膠，將該凝膠進行干燥和燒制以便將其進行燒結，并且然后將該燒結的凝膠進行破碎、篩分、并且確定大小以便形成由α-氧化鋁微晶(例如，至少約95%的氧化鋁)制成的聚晶顆粒。除了這些α氧化鋁微晶之外，該初始的溶膠可以進一步包括按重量計高達15%的尖晶石、莫來石、二氧化錳、二氧化鈦、氧化鎂、稀土金屬的氧化物、氧化鋯粉末或者氧化鋯前體(它們可以按更大的量值來添加，例如40wt%或更多)或者其他相容的添加劑或其前體。這些添加劑經常被包括以便改性以下特性，如斷裂韌性、硬度、脆性、斷裂力學、以及干燥行為。燒結的溶膠凝膠α-氧化鋁顆粒的制備在別處進行了更詳細地說明。此類制備的細節可以在例如美國專利號4，623，364,4, 314，827、以及5，863，308中找到，其內容通過引用結合在此。術語MCA顆粒被定義為包括任何含至少60%的、具有至少95%的理論密度以及在500克下至少ISGPa的維氏硬度(500克)α氧化鋁微晶的顆粒。這種燒結的溶膠凝膠α氧化鋁顆粒可以包含不同于分散在這些α氧化鋁微晶之間的α氧化鋁的材料片晶。總體上，這些α氧化鋁顆粒以及這些片晶是亞微米級的，當它們以這種形式制造的話。MCA磨料顆粒制備和在本專利技術中有用的MCA磨料顆粒類型的另外細節可以在引用了在美國專利號4，623，364和4，314，827中披露的基本技術的眾多其他專利和公開物的任何一個中找到。用于在這些磨料顆粒中使用的微晶氧化鋁可以具有小于I微米的平均微晶粒大小。事實上，在某些情況下，該微晶氧化鋁具有的平均微晶粒大小可以是小于約O. 5微米，并且特別地在約O. I與約O. 2微米之間的范圍內。另外，將認識到，在此的多個實施方案的這些粘結的磨料物品可以使用一定含量的二次磨料顆粒。當使用二次磨料顆粒時，此類磨料顆粒可以提供該工具的總的磨料顆粒的從約O. lvol%到約97vol%并且優選的從約30vol%到約70vol%。這些可以使用的二次磨料顆粒包括但不限于氧化鋁、碳化硅、立方氮化硼、金剛石、燧石、以及石榴石顆粒、和它們的組合。這樣，在此某些磨料物品可以使用磨料顆粒的混合物，使得該磨料物品包括由MCA制成的第一部分的磨料顆粒以及選自下材料組的第二部分的磨料顆粒，該組由以下各項組成超級磨料顆粒、單晶氧化鋁、以及它們的一種組合。關于粘結劑材料粉末，可以使用無機材料，并且具體地有助于形成一種具有玻璃質粘結劑的最終形成的磨料物品的無機材料。即，這種最終形成的粘結的磨料物品可以具有一種玻璃質粘結劑，這種玻璃質粘結劑具有一定含量的非晶相。具體地說，在此的實施方案的最終形成的粘結的磨本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：G·奎爾，S·J·如克馬尼，M·吉瓦納撒姆，K·馬克奈爾，M·奚勒斯，
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，
類型：發明
國別省市：