[发明专利]具有特定形状的磨粒和形成这种粒子的方法

说明书

本发明公开了成形磨粒，包括本体，所述本体具有长度(1)、宽度(w)和高度(hi)，以及飞边百分比(f)，该飞边百分比(f)相对于本体的总侧面积为至少约10％且不大于约45％，其中所述高度是宽度的至少约28％。

技术领域

下文涉及研磨制品，并且特别涉及形成磨粒的方法。

背景技术

磨粒和由磨粒制备的研磨制品可用于各种材料去除操作，包括碾磨、精整和抛光。取决于研磨材料的类型，这种磨粒可用于在物品制造中成形或碾磨广泛多样的材料和表面。迄今为止已配制具有特定几何形状的某些类型的磨粒(如三角形磨粒)以及掺入这种物体的研磨制品。参见例如美国专利号5,201,916、5,366,523和5,984,988。

已用于产生具有指定形状的磨粒的三种基本技术为(1)熔化、(2)烧结和(3)化学陶瓷。在熔化过程中，磨粒可由其面可为经雕刻的或未经雕刻的冷却辊、熔融材料被倒入其中的模具、或浸入氧化铝熔体中的散热材料成形。参见例如公开了包括下述步骤的方法的美国专利号3,377,660：使熔融研磨材料从熔炉流动到冷却旋转浇铸缸体上，使材料快速固化以形成薄的半固体弯曲片材，用压力辊使半固体材料致密化，并且随后通过用快速驱动的冷却输送机将半固体材料条拉离缸体来逆转所述半固体材料条的曲率而部分破裂半固体材料条。

在烧结过程中，磨粒可由粒度为至多10微米直径的耐火粉末形成。可将粘结剂连同润滑剂和合适的溶剂例如水添加至粉末中。所得的混合物、混合物或浆料可成形为具有各种长度和直径的薄片或棒。参见例如美国专利号3,079,242，其公开了包括下述步骤的由煅烧矾土材料制备磨粒的方法：(1)使材料粉碎为细粉，(2)将所述粉末的细粒在正压下压紧并形成晶粒大小的结块，和(3)在矾土熔化温度以下的温度下烧结粒子的结块，以诱导粒子的有限重结晶，由此直接产生一定大小的磨粒。

化学陶瓷技术涉及将任选在具有其他金属氧化物前体的溶液的混合物中的胶体分散体或水溶胶(有时称为溶胶)转化为凝胶或抑制组分的移动性的任何其他物理状态，干燥，并烧制以获得陶瓷材料。参见例如美国专利号4,744,802和4,848,041。

工业中仍存在改进磨粒以及采用磨粒的研磨制品的性能、寿命和功效的需要。

发明内容

形成研磨制品的方法包括提供在基材上的混合物，通过将混合物置于丝网的开口内使混合物形成为包括本体的前体成形磨粒，和使丝网与下方的带分离，其中放置和去除的过程基本上同时完成。

成形磨粒的批料包括中值长度(l)、中值宽度(w)和中值内部高度(hi)，以及不大于约60微米的内部高度变化(Vhi)和平均飞边百分比(percent flashing)(f)，其中所述中值内部高度(hi)是宽度的至少约28％，所述平均飞边百分比(f)相对于本体的总侧面积为至少约10％且不大于约45％。

研磨制品包括背衬，覆在背衬上面的多个成形磨粒，所述多个成形磨粒通过中值长度(l)、中值宽度(w)和中值内部高度(hi)、以及飞边百分比(f)限定，其中所述中值内部高度(hi)是宽度的至少约28％，所述飞边百分比(f)相对于本体的总侧面积为至少约10％且不大于约45％。

多个成形磨粒中的大多数以相对于背衬的预定取向定向，其中所述预定取向是相对于背衬的平面取向，其中所述预定取向是相对于背衬的侧取向，其中所述预定取向是相对于背衬的倒转取向，其中所述多个成形磨粒中的至少约55％处于平面取向、侧取向或倒转取向，其中至少约60％、至少约65％、至少约70％、至少约75％、至少约77％、至少约80％、至少约81％、至少约82％且不大于约99％。