[发明专利]粘结的研磨工具和成型方法

说明书

分案申请的相关信息

本案是分案申请。该分案的母案是申请日为2009年12月22日、申请号为200980149925.X、发明名称为“粘结的研磨工具和成型方法”的发明专利申请案。

技术领域

以下是针对粘结的研磨工具，并且具体是结合了一种有机粘合材料并且具有特定显微结构的粘结的研磨工具。

背景技术

用于机加工应用的磨料典型地包括粘结的磨料物品以及涂覆的磨料物品。涂覆的磨料物品通常包括一种分层的物品，该物品包括背衬和磨料涂层以将磨料颗粒固定在背衬上，其最常见的例子是砂纸。粘结的研磨工具由处于轮状、盘状、段状、镶嵌针状、磨石状、以及其他工具形状(它们可以被安装在一个机加工装置上，例如一个磨床或抛光装置)的形式的硬的、并且典型是整体的、三维的磨料复合材料组成。这样的粘结的研磨工具通常有三种相态，包括磨料颗粒、粘合材料、以及孔隙，并且能以多种“等级”和“结构”来制造，这些等级和结构根据本领域的惯例按照磨料复合材料(等级)的相对硬度和密度以及由复合材料(结构)内磨料颗粒和粘合剂的体积百分比来定义。

粘结的研磨工具特别适用于研磨和抛光不同的材料，这些材料包括单晶材料、陶瓷表面、以及金属或金属合金。在具体的实例中，具有诸如树脂粘合材料的有机粘合材料的粘结的研磨工具被用于研磨金属的表面。然而，这些材料的研磨和抛光将是一个导致粘结的研磨工具上的严重磨损的侵蚀性过程，因此限制了该工具的使用寿命。因此，在本领域内对于有效地研磨和抛光材料的方法和物品存在一种需要。

发明内容

根据一个第一个方面，一种粘结的研磨工具包括一个粘结的磨料本体，该本体包括由一种有机粘合材料制成的粘合基体材料、包含在该粘合基体材料中的磨料颗粒、以及在该粘合基体材料中的剁碎的纤维束。该工具进一步包括在该粘结的磨料本体中的孔隙度，其中该孔隙度的大部分包括围绕在这些剁碎的纤维束周围的孔隙。

根据另一方面，一种粘结的研磨工具包括一个粘结的磨料本体，该本体具有由一种有机粘合材料制备的粘合基体材料、包含在该粘合基体材料中的磨料颗粒、以及在该粘合基体中的剁碎的纤维束。该工具进一步包括在该粘结的磨料本体中的孔隙度，其中孔隙度包含两种相态，第一相态包含均匀地分散在该粘合基体材料中的小孔隙，并且第二相态包含选择性围绕这些剁碎的纤维束布置的大孔隙。

根据一个第三个方面，一种粘结的研磨工具包括一个粘结的磨料本体，该本体具有由一种有机粘合材料制成的一种粘合基体材料、包含在该粘合基体材料中的磨料颗粒、以及在该粘合基体中的剁碎的纤维束，这些纤维束包括长度(l)、宽度(w)，以及由该长度和该宽度定义的至少约为2:1的长径比(l:w)。该工具进一步包括在该粘结的磨料本体中的孔隙度，其中该孔隙度的大部分包括围绕这些剁碎的纤维束的孔隙。

在另一个方面中，一种粘结的研磨工具包括一个粘结的磨料本体，该本体具有包括一种有机粘合材料的一种粘合基体材料、包含在该粘合基体材料中的磨料颗粒、以及在该粘合基体中的剁碎的纤维束，这些纤维束具有在约1mm与约5mm之间的范围内的长度。该工具进一步包括在该粘结的磨料本体中的孔隙度，其中该孔隙度包含两种相态，第一相态包含均匀分散在该粘合基体材料中的具有圆形截面形状的小孔隙，并且第二相态包含围绕这些剁碎的纤维束的外围表面部分横向延伸的大孔隙。

根据一个方面，一种粘结的研磨工具包括一个粘结的磨料本体，该本体具有由一种有机粘合材料制成的一种粘合基体材料、包含在该粘合基体材料中的磨料颗粒、以及在该粘合基体中的剁碎的纤维束。该工具进一步包括在该粘结的磨料本体中的孔隙度，其中该孔隙度的大部分包括环绕这些剁碎的纤维束的孔隙，其中该粘结的磨料本体包括至少约为750J/mm²的断裂韧度。

根据另一方面，一种粘结的研磨工具包括一个粘结的磨料本体，该本体具有由一种有机粘合材料制成的一种粘合基体材料、包含在该粘合基体材料中的磨料颗粒、以及在该粘合基体中的剁碎的纤维束。该工具进一步包括在该粘结的磨料本体中的孔隙度，其中该孔隙度包括两种相态，第一相态包含均匀地分散在该粘合基体材料中的小孔隙，并且第二相态包含围绕这些剁碎的纤维束的大孔隙，当用在该粘结的磨料本体上施加一个至少约45HP的下压力来研磨具有0.5英寸厚度的金属工件时，该粘结的磨料本体展现的材料去除率(MMR)是至少约13英寸³/分钟并且具有不大于约40的G-比值(MMR/WWR)。