[发明专利]粘结研磨制品和成型方法

说明书

技术领域

如下涉及研磨制品，特别地涉及具有玻璃质粘结物的粘结研磨制品。

背景技术

研磨工具通常形成为具有包含于粘结材料内的磨粒以用于材料去除应用。超磨粒(例如金刚石或立方氮化硼(CBN))或接种的(或甚至未接种的)烧结溶胶凝胶氧化铝磨粒(其也称为微晶α-氧化铝(MCA)磨粒)可用于这种研磨工具中。粘结材料可为有机材料(如树脂)或无机材料(如玻璃或玻璃化材料)。特别地，使用玻璃化粘结材料并含有MCA晶粒或超磨粒的粘结研磨工具在商业上可用于磨削。

某些粘结研磨工具，特别是使用玻璃化粘结材料的那些，需要通常大约1100℃或更高的高温成型过程，这可能对MCA的磨粒具有不利影响。实际上，已认识到在形成研磨工具所需的这种高温下，粘结材料可与磨粒、特别是MCA晶粒反应，并损害磨料的完整性，从而降低颗粒锐度和性能性质。作为结果，工业已转向降低形成粘结材料所需的形成温度，以抑制在成型过程中磨粒的高温降解。

例如，为了降低MCA晶粒与玻璃化粘结物之间的反应的量，美国专利No.4,543,107公开了适于在低至约900℃的温度下烧制的粘结组合物。在一个可选择的方式中，美国专利No.4,898,597公开了一种包含至少40％的烧结材料的粘结组合物，其适于在低至约900℃的温度下烧制。使用能够在1000℃以下的温度下成型的粘结材料的其他这种粘结研磨制品包括美国专利No.5,203,886、美国专利No.5,401,284、美国专利No.5,536,283和美国专利No.6,702,867。然而，工业持续需要这种粘结研磨制品的改进的性能。

发明内容

根据第一方面，一种研磨制品包括粘结研磨本体，所述粘结研磨本体包括粘结材料和磨粒，所述粘结材料包含玻璃相，所述磨粒包含在所述粘结材料内包含的微晶氧化铝，且其中所述粘结研磨本体具有不大于约11％的密度变化，其中所述密度变化由等式[(Dt-Da)/Dt]x100％定义，其中Dt表示所述粘结研磨本体的目标密度，Da表示所述粘结研磨本体的实际密度。

在又一方面，一种形成研磨制品的方法包括提供包括含有微晶氧化铝的磨粒的生坯，以及经由微波辐射加热所述生坯，以形成粘结研磨本体，所述粘结研磨本体包括所述磨粒和包含玻璃相的粘结材料。

附图说明

通过参照附图，本公开可更好地得以理解，且本公开的许多特征和优点对于本领域技术人员而言是显而易见的。

图1A和1B包括根据一个实施例的样品和对比样品的扫描电子显微图像。

图2A和2B包括根据一个实施例的样品和对比样品的SEM图像。

不同图中的相同附图标记的使用表示类似或相同的项目。

具体实施方式

如下涉及粘结研磨制品，其可适用于磨削和成形工件。特别地，本文的实施例的粘结研磨制品可在玻璃质粘结材料内掺入磨粒。本文的实施例的粘结研磨制品的用途的合适的应用包括磨削操作，如无心磨削、外圆磨削、曲轴磨削、各种表面磨削操作、轴承和齿轮磨削操作、缓进给磨削和各种其他工具间应用。

根据一个实施例的形成粘结研磨制品的方法可由形成合适的化合物和组分的混合物以形成粘结材料而开始。粘结可由无机材料的化合物形成，如氧化物化合物。例如，一种合适氧化物材料可包括二氧化硅(silicon dioxide)(即硅石(silica))(SiO₂)。根据一个实施例，粘结材料可由以粘结材料的总重量计至少约48wt％的硅石形成。此外，在某些实施例中，粘结材料可由以粘结材料的总重量计至少约50wt％、如至少约52wt％、大约至少约54wt％、至少约56wt％、或甚至至少约58wt％的二氧化硅形成。在至少一个非限制性的实施例中，硅石的含量可不大于约85wt％，不大于约80wt％，不大于约75wt％，或甚至不大于约72wt％。应了解，硅石的量可在上述最小百分比和最大百分比中的任意者之间的范围内。

粘结材料可由一定含量的氧化铝(Al₂O₃)形成。例如，粘结材料可包含以粘结材料的总重量计至少约8wt％的氧化铝。在其他实施例中，氧化铝的量可为至少约9wt％，至少约10wt％，或甚至约12wt％。在某些情况中，粘结材料可包含以粘结物的总重量计不大于约20wt％、不大于约18wt％、不大于约17wt％、或甚至不大于约16wt％的氧化铝的量。应了解，氧化铝的量可在上述最小百分比和最大百分比中的任意者之间的范围内。