[发明专利]包括磨料颗粒材料的磨料制品，使用磨料颗粒材料的涂布磨料及其形成方法

说明书

本发明提供了一种磨料制品，其包括磨料颗粒材料，所述磨料颗粒材料由氧化铝晶体和在所述磨料颗粒材料内浸渍的第一添加剂组合物制得，所述第一添加剂组合物包含Mg和Ca的组合，其中Mg和Ca以约1∶1至约10∶1之间的范围内的添加剂比[Mg∶Ca]存在，且还包含以磨料颗粒材料总重量计至少约0.2wt％的Ca。

技术领域

如下涉及包括磨料颗粒材料的磨料制品，特别地涉及具有特定组成和形状的磨料颗粒材料。

背景技术

高性能磨料材料和部件已长期用于多种工业机械加工应用中，包括精研/碾磨(其中进行本体材料去除)至精抛光(其中处理细微米和亚微米表面不规则)。进行这种机械加工操作的典型的材料包括各种陶瓷、玻璃、玻璃-陶瓷、金属和金属合金。磨料可采取各种形式中的任一者，如自由磨料，其可在浆料中包括磨料颗粒材料。或者，可将这种磨料颗粒材料掺入各种基体结构中以形成固定磨料，如涂布磨料或粘结磨料。涂布磨料通常分类为具有下方基材的磨料部件，磨砂或磨粒通过一系列底胶(make coat)和复胶(size coat)粘附至所述基材。粘结磨料通常不具有下方基材，并由磨砂的一体结构形成，所述磨砂经由基体粘结材料粘结在一起。

工业的特定部分最关注铝土材料，通常是用于磨料应用中的α-氧化铝材料。α-氧化铝可通过通常在大约1000℃至1200℃的温度下转化铝土前体而形成。参见，例如，Harato等人(美国专利No.5,302,368)和Kaisaki等人(美国专利No.6,194,317)。主要含有α-氧化铝的磨料化合物可用于以高的材料去除速率抛光金属表面。α-氧化铝为多晶氧化铝的最硬的相，并提供所需的高的材料去除速率，然而，由于差的选择性和产生不希望的表面缺陷(如划痕和橘皮皱)的趋势，其使用受限于某些应用。

行业持续需要可掺入各种固定磨料制品中的改进的磨料颗粒材料。

发明内容

根据一方面，一种形成磨料制品的方法包括形成多孔氧化铝材料，并用第一添加剂组合物浸渍所述多孔氧化铝材料以形成经浸渍的颗粒材料，所述第一添加剂组合物具有Mg和Ca的组合，其中Mg和Ca以1∶1至约10∶1之间的范围内的添加剂比[Mg∶Ca]存在，且还包含以磨料颗粒材料总重量计至少约0.2wt％的Ca。

根据另一方面，一种磨料制品包括具有成形轮廓的磨料颗粒材料，其中所述磨料颗粒材料具有氧化铝晶体和在所述磨料颗粒材料内浸渍的第一添加剂组合物，所述第一添加剂组合物包含Mg和Ca的组合，其中Mg和Ca以1∶1至约10∶1之间的范围内的添加剂比[Mg∶Ca]存在，且还包含以磨料颗粒材料总重量计至少约0.2wt％的Ca。

在又一方面，一种磨料制品包括基材和磨料颗粒材料，所述磨料颗粒材料包含氧化铝晶体和在所述磨料颗粒材料内浸渍的第一添加剂组合物，所述第一添加剂组合物包含Mg和Ca的组合，其中Mg和Ca以1∶1至约10∶1之间的范围内的添加剂比[Mg∶Ca]存在。

根据又一方面，一种磨料制品包括磨料颗粒材料，所述磨料颗粒材料包含氧化铝晶体和第一添加剂组合物，所述第一添加剂组合物包含第一碱土元素和Ca，其中Ca以不大于所述第一碱土元素的量存在，且其中所述第一添加剂组合物中的大部分优先位于所述氧化铝晶体的晶体边界处。

在一方面，一种磨料制品包括磨料颗粒材料，所述磨料颗粒材料包含氧化铝晶体和第一添加剂组合物，所述第一添加剂组合物包含第一碱土元素和Ca，其中Ca以不大于所述第一碱土元素的量存在，且其中所述磨料颗粒材料包含以磨料颗粒材料总重量计约0.1wt％至约5wt％之间的所述第一添加剂组合物。

根据另一方面，一种磨料制品包括磨料颗粒材料，所述磨料颗粒材料具有氧化铝晶体和在所述磨料颗粒材料内浸渍的第一添加剂组合物，所述第一添加剂组合物包含Mg和Ca的组合，其中Mg和Ca以约1∶1至约10∶1之间的范围内的添加剂比[Mg∶Ca]存在，且还包含以磨料颗粒材料总重量计至少约0.2wt％的Ca。

附图说明