[发明专利]包括具有改善的结构完整性的特征的结构化磨料制品

说明书

在各种实施方案中，本发明提供了一种结构化磨料制品。该结构化磨料制品包括设置在背衬上的磨料层。该磨料层包括成形磨料复合物，该成形磨料复合物包括分散在聚合物粘结剂中的磨料颗粒。该成形磨料复合物中的每个成形磨料复合物独立地包括成型基部，该成型基部包括设置在背衬上的第一端部、第二端部，以及连接该第一端部和该第二端部的多个侧壁。多个壁，该多个壁延伸远离该成型基部。该磨料制品另外包括研磨表面，该研磨表面包括多个尖点和多个小平面，该多个小平面接触可包含在几何平面内的凹陷特征。该凹陷特征的一部分设置成比尖点中的每个尖点更靠近该成型基部，并且每个尖点由该壁中的两个壁和小平面的交叉点形成。

背景技术

结构化磨料制品是特定类型的带涂层磨料制品，其可以具有固定到背衬上的多个成形磨料复合物。每个成形磨料复合物具有与背衬接触的基部和从背衬向外延伸的远侧端部。成形磨料复合物包括分散在粘结剂，诸如聚合物粘结剂中的磨料颗粒。成形磨料复合物通常以紧密堆积的阵列布置。在结构化磨料制品的一种常见配置中，成形磨料复合物为锥体(例如，四面体或四方椎体)。

传统上，结构化磨料产品，诸如可从明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company ofSt.Paul,Minn.)以TRIZACT获得的那些，已经使用了锥形磨料复合物。锥体可以出于各种原因使用，并非所有原因都基于研磨性能。例如，锥体是在用于制造结构化磨料产品的工具中生产的简单形状。此外，在制造期间，当使用锥体时，工具相对容易用可固化浆料填充并在固化后与结构化磨料制品分离。

锥形磨料复合物的特性是在使用期间当它们被侵蚀时，从成形复合物的顶部到它们的基部的承载面积的变化。最初，侵蚀相当迅速。在继续使用的情况下，承载面积增加，直到达到不再损坏并停止有效研磨的程度。这通常发生在当承载面积在工作磨削表面的面积的从百分之五十到百分之七十的范围内时。在实施过程中，这限制了包含锥形特征的结构化磨料制品的使用寿命。

发明内容

在各种实施方案中，本发明提供了一种结构化磨料制品。该结构化磨料制品包括背衬，该背衬具有相对的第一主表面和第二主表面。磨料层，该磨料层设置在该第一主表面上并固定到该第一主表面。该磨料层包括成形磨料复合物。该成形磨料复合物中的每个成形磨料复合物包括分散在聚合物粘结剂中的磨料颗粒。该成形磨料复合物中的每个成形磨料复合物独立地包括成型基部。该成型基部包括设置在该背衬上的第一端部、第二端部，以及连接该第一端部和该第二端部的多个侧壁。多个壁，该多个壁延伸远离成型基部的第二端部。相邻的壁共用公共边缘，并且每个壁与该成型基部的该第二端部形成小于或等于90度的第一二面角。磨料制品还包括不与该基部接触的研磨表面。该研磨表面包括多个尖点和多个小平面，该多个小平面接触可包含在几何平面内的凹陷特征。该凹陷特征的至少一部分设置成比尖点中的每个尖点更靠近该基部，并且每个尖点由三个或更多个包括该壁、该小平面或它们的组合的表面的交叉点形成，其中该表面中的至少一个表面为小平面。

各种实施方案提供了研磨工件的方法。该方法包括使结构化磨料制品的磨料层的至少一部分与该工件的表面接触。该结构化磨料制品包括背衬，该背衬具有相对的第一主表面和第二主表面。磨料层，该磨料层设置在该第一主表面上并固定到该第一主表面。该磨料层包括成形磨料复合物。该成形磨料复合物中的每个成形磨料复合物包括分散在聚合物粘结剂中的磨料颗粒。该成形磨料复合物中的每个成形磨料复合物独立地包括成型基部。该成型基部包括设置在该背衬上的第一端部、第二端部，以及连接该第一端部和该第二端部的多个侧壁。多个壁，该多个壁延伸远离成型基部的第二端部。相邻的壁共用公共边缘，并且每个壁与该成型基部的该第二端部形成小于或等于90度的第一二面角。磨料制品还包括不与该基部接触的研磨表面。该研磨表面包括多个尖点和多个小平面，该多个小平面接触可包含在几何平面内的凹陷特征。该凹陷特征的至少一部分设置成比该尖点中的每个尖点更靠近该基部，并且每个尖点由三个或更多个包括壁、小平面或它们的组合的表面的交叉点形成，其中该表面中的至少一个表面为小平面。

该方法还包括使该工件或该磨料层中的至少一者相对于另一者移动，以研磨该工件的该表面的至少一部分。