专利名称：浸渍过的砂轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及玻态粘合研磨物件，特别是玻态粘合砂轮。更特别地，本发明涉及其中浸渍了研磨助剂的玻态粘合研磨物件。
背景技术：
玻态粘合研磨物件具有通过玻璃态基体粘合的研磨颗粒，并被用于通过研磨颗粒从固体上切削材料的磨擦作用而实现材料去除的方法来进行固体的机械成形。已知它可以研磨定形各种材料的固体，例如包括金属，玻璃和陶瓷。玻态粘合研磨物件通常被制成适于旋转工具接触要利用研磨颗粒加工的固体工件而进行加工的形状，最通常这种物件被制成轮和轮的边缘(主要通过轮的边缘进行加工)，或者盘和盘的片段(主要通过盘的侧面进行加工)，本文中用于粘合磨料的轮和盘被称为“砂轮”。生产在基体中带有空隙或者“孔洞”玻态粘合研磨物件会，相互连接的空隙被称为“开孔”。玻态粘合研磨物件的孔结构影响物件的许多特性，例如包括它的物理强度，物件出现新刃口的破坏率，以及它去除切屑和将金属加工液传递到材料去除区域的效力。在带有开孔结构的玻态粘合砂轮中，已知有时具有孔洞大小与形状的随意分布(一些孔洞相对大，一些孔洞相对小)。因此，就孔洞大小、形状和分布而言，玻态粘合砂轮可能具有不均匀的开孔结构。
众所周知，在固体研磨成形，例如工件的研磨中产生的热可能增加轮的磨损率，并且在极端的情况下，可能不利地影响工件的质量，产生在公差范围外的尺寸、不能接受的表面磨光，以及烧焦工件材料。在大尺寸材料的研磨过程中产生的热是砂轮的研磨颗粒和工件之间滑动摩擦的结果。产生的热的量取决于很多因素，包括但并不限于研磨颗粒的组合物和结构、工件的本性、研磨过程中切削的深度、轮速以及用于将研磨颗粒粘在一起的玻态粘结剂。在本领域中公知不同的研磨操作(举例来说，表面、内部、滚动、全面进磨、粗磨、缓进研磨、切削)涉及不同的力、速度、温度、进磨速率、金属去除速率和工件材料。一些研磨操作(举例来说，磨光或表面研磨)可能使用相对温和的物理条件，包括低的施加力、进磨速率和金属去除速率。其它的研磨操作(举例来说，缓进研磨、全面进磨和切削研磨)可能使用相对剧烈的物理条件例如高的施加力、进磨速率和高的金属去除速率。因此在本领域中制造配合特殊类型的研磨操作和/或工件的玻态粘合砂轮是已知的。因此，不同的玻态粘合砂轮可以用于表面研磨、全面进磨、内部研磨、缓进研磨和滚动研磨操作，以及用于不同的工件材料，例如各种金属、玻璃和陶瓷工件材料。这种砂轮在研磨颗粒的数量和种类，玻态粘合材料和结构以及多孔度方面可以有所不同。
为了降低或消除研磨过程中产生的热，从而改进研磨的性能和效率，研磨操作过程中使用金属加工液，更通常称为研磨液在本领域中是公知的。这些流体一般是水或者油基流体，并且在许多情况下在研磨期间可以减小磨擦并且去除热。通过所述流体减小研磨颗粒和工件之间的磨擦能够减少研磨过程中产生的热。这些流体降低砂轮及其零部件和工件之间磨擦的能力，以及去除研磨过程中热的能力，取决于如下因素例如流体的组成以及流体渗透到工件和砂轮之间的界面的能力，更特别地是在研磨过程中工件和研磨颗粒之间的界面。研磨液渗入砂轮和工件之间的界面，也被称作工作区，可以部分通过旋转的砂轮携带研磨液进入研磨区域而完成，至少部分通过在砂轮研磨面上的轮的开孔结构来完成。不利的是，砂轮和研磨液的相互作用趋向从研磨区域转移流体，并且可能会产生影响充分传送到研磨区域那边的雾，从而增加了为保持清洁的工作环境所采取的必要措施。
一种本领域寻求的以克服使用研磨液的缺点并且同时改进玻态粘合砂轮的研磨性能的方法是向砂轮的孔洞中注入研磨助剂，例如润滑剂。孔洞以这种途径将研磨助剂传递给研磨区域。为了起到研磨助剂的作用，在研磨区域必须得到足够量的浸渍剂或其成分，从而降低磨擦或者改进切削效率以提高研磨性能。在本领域中，硫磺、石蜡、油、石墨以及含卤聚合物已经成为浸入玻态粘合砂轮中，以试图在使用或不使用研磨液的研磨操作中(即湿法和干法研磨)改进砂轮研磨性能的一些材料。
因为在用硫磺浸渍粘结的研磨剂的过程中会产生有害的硫磺蒸气，并且在使用硫磺浸渍的粘合研磨剂的干法研磨过程中会放出讨厌的气体，所以尽管用硫磺浸渍的砂轮可以得到改进的研磨性能，但是这种轮的使用还是受到限制。
本领域的技术人员已经使用或提议用各种油来浸渍玻态粘合砂轮。在研磨过程中，旋转的砂轮会产生离心力，作用于砂轮孔洞内的油。所述离心力会引起油从砂轮中过早的排出和/或引起油集中在砂轮的周围，造成砂轮的内部缺油或者严重降低油的浓度。所得的砂轮在研磨操作过程中对砂轮的寿命不利地表现出变化或降低的研磨性能。润滑油，包括低粘度、非极性的吸湿性液体油，已经被结合成熔点高于室温的蜡，可以看作是用油浸渍玻态粘合砂轮以改进它们的研磨性能的方法。蜡可作为油和助剂的载体，能够保持孔洞中的油以抵抗研磨过程中旋转的砂轮产生的离心力的作用。在研磨区域研磨过程中产生的热融化蜡载体而释放出油，从而油能用于在研磨中降低磨擦。在这种方法中，与直接将油浸渍到轮中相比，浸渍的轮具有较低的用于减小磨擦的油浓度，其量等于所使用的载体蜡的量。
虽然用使用先有技术浸渍的玻态粘合砂轮已经在研磨性能方面得到不同程度地改进，但是这种轮依然表现出各种各样的缺点，从而降低了它们的可取性和/或预期的性能。浸渍的玻态粘合砂轮的这些缺点和有限的使用提出了对改进的浸渍玻态粘合砂轮的需要。
发明内容
本发明的一个目的是提供克服了已知用研磨助剂浸渍过的玻态粘合研磨物件缺点的浸渍过的玻态粘合研磨物件(举例来说，砂轮)。
本发明的另一个目的是提供其中浸渍了含硫有机物质作为研磨助剂的浸渍过的玻态粘合研磨物件(举例来说，砂轮)，所述物质在室温下是固体。
本发明更进一步的目的是提供其中浸渍了含硫有机物质作为研磨助剂的浸渍过的玻态粘合研磨物件(举例来说，砂轮)，所述物质不溶于水并且在室温下是固体。
本领域的技术人员从下列描述以及附带的权利要求书显而易见的这些和其他目的可以按照本发明通过浸渍的玻态粘合研磨物件来完成，更特别是用研磨助剂浸渍的玻态粘合砂轮，所述砂轮包括大量的研磨颗粒及将研磨颗粒粘在一起并且在其中分布了大量开孔的玻态基体，至少部分所述的孔洞包含浸渍剂，其中所述浸渍剂包括不溶于水的含硫有机物质，所述物质具有至少一个碳硫键，至少5％重量份的硫和至少约为30℃的熔点，所述熔点至少低于物质的分解温度10℃，并且选自包含取代的和非取代的脂肪族的、芳香族的、脂环族的、链烯基、炔基、烷芳基、芳烷基以及取代的杂环的含硫有机物质或所述物质的混合物的组中，所述的浸渍剂除了所述物质外无其它介质，其中所述物质或所述物质的混合物是溶解或分散的。
可以相信，根据本发明的浸渍的玻态粘合砂轮在砂轮与工件之间的研磨界面(即研磨区域)提供了含硫有机物质，响应于在研磨期间研磨区域产生的热释放或者在研磨区域使足够的含硫物质减少工件和研磨颗粒和/或砂轮的其他成分(举例来说，玻态粘结剂)之间的磨擦，因此起到研磨助剂的作用。这种磨擦的降低至少部分导致降低的研磨力，增加的研磨性能(举例来说，更高的G-比，增加的金属去除率)以及增加的研磨效率。
具体实施例方式
在本说明书及附加的权利要求书中使用的术语浸渍剂将表示所述物质或者引入并且在玻态粘合研磨物件的开孔结构中保持的物质。在本说明书和附加的权利要求书中使用的术语“不溶于水”将表示在水中基本上不溶解，也就是在室温下每100克水溶解1克或更少的溶解度。在本说明书以及附加的权利要求书中的术语“溶解”将表示以分子和/或原子和/或离子的形式存在于连续的基体中。本文和附加的权利要求书中使用的术语“分散”将表示以胶束和/或团聚物和/或微粒和/或液滴的形式存在于连续的基体中。本文和附加的权利要求书中使用的术语“开孔”将表示在研磨物件的粘结剂内的相互连接的未封闭的空间或空隙。术语“砂轮和工件之间的界面”，“研磨颗粒和工件之间的界面”以及“砂轮组件和工件之间的界面”可以互用，并且与术语“研磨区域”有着相同的含义。本文和附加的权利要求书中使用的“研磨助剂”将表示当在研磨区域提供足够量时，能起到减小磨擦，增加切削效率或者改进研磨性能作用的物质。本文和附加的权利要求书中使用的词语“介质”将表示并且描述了其中溶解或分散了材料的连续相，例如溶解烃类油的烃类溶剂。本说明书和附加权利要求书的上下文中使用的术语“所述物质以外的介质”将确定一个连续的有机相，也就是根据本文所说明及权力要求的本发明的不是非水溶的含硫有机物质。本说明书和附加的权利要求书的上下文中使用的术语“大量的研磨颗粒”意指既适用于研磨颗粒的数量又适用于研磨颗粒尺寸及组成(举例来说，不同成分和结构的研磨颗粒的混合物)。
根据本发明已经发现，浸渍的玻态粘合研磨物件，更特别是用研磨助剂浸渍的玻态粘合砂轮，而且更尤其是含硫有机物质浸渍的玻态粘合砂轮与没浸渍的玻态粘合砂轮相比表现出改进的研磨性能。根据本发明的含硫有机物质浸渍的玻态粘合砂轮可以阻止砂轮旋转产生的离心力引起的浸渍剂分布上过早的损失或变化。另外可以发现，根据本发明的浸渍的玻态粘合砂轮除了所述含硫有机物质外不需要并且因此也不存在用于含硫有机浸渍剂的载体。
可以相信，根据本发明在研磨过程中通过工件与砂轮的接触而产生的热引起在研磨区域浸渍的砂轮中的浸渍剂的释放并且这种释放的浸渍剂作为降低磨擦以及增加研磨性能的研磨助剂来说是有效的。
根据本发明，提供了一种玻态粘合研磨物件其包括大量的研磨颗粒及将研磨颗粒粘在一起并且在其中分布了大量开孔的玻态基体，至少部分所述的孔洞包含作为浸渍剂的研磨助剂，其中所述浸渍剂包括至少一种不溶于水的含硫有机物质，所述物质具有至少一个碳硫键，至少约5％重量份的硫磺和至少约为30℃的熔点，所述熔点至少低于物质的分解温度10℃，并且选自包含取代的和非取代的脂肪族的、芳香族的、脂环族的、链烯基、炔基、烷芳基、芳烷基以及取代的杂环的含硫有机物质或所述物质的混合物的组中，所述的浸渍剂除了所述物质外无其它介质，其中所述物质或所述物质的混合物是溶解或分散的。
本发明的另一方面提供了一种玻态粘合研磨物件(举例来说，砂轮)其包括大量的研磨颗粒及将研磨颗粒粘在一起并且在其中分布了大量开孔的玻态基体，至少部分所述的孔洞包含作为浸渍剂的研磨助剂，其中所述浸渍剂包括至少一种不溶于水的含硫有机物质，所述物质具有至少一个碳硫键，从约10％～约60％重量份范围内的硫含量和至少约为30℃的熔点，所述熔点至少低于物质的分解温度10℃，优选至少低20℃，并且所述物质选自包含取代的和非取代的脂肪族的、芳香族的、脂环族的、链烯基、炔基、烷芳基、芳烷基以及取代的杂环的含硫有机物质或所述物质的混合物的组中，所述的浸渍剂除了所述物质外无其它介质，其中所述物质或所述物质的混合物是溶解或分散的。
根据本发明的一个实践，提供了一种玻态粘合研磨物件(举例来说，砂轮)其包括大量的研磨颗粒及将研磨颗粒粘在一起并且在其中分布了大量开孔的玻态基体，至少部分所述的孔洞包含作为浸渍剂的研磨助剂，其中所述浸渍剂包括至少一种不溶于水的含硫有机物质，所述物质具有至少一个碳硫键，至少约10％重量份的硫含量和在约30℃～约500℃的范围内的熔点，所述熔点至少低于物质的分解温度10℃，并且所述物质选自包含取代的和非取代的脂肪族的、芳香族的、脂环族的、链烯基、炔基、烷芳基、芳烷基以及取代的杂环的含硫有机物质或所述物质的混合物的组中，所述的浸渍剂除了所述物质外无其它介质，其中所述物质或所述物质的混合物是溶解或分散的。
本发明的另一个实践提供了一种玻态粘合研磨物件(举例来说，砂轮)包括大量的研磨颗粒及将研磨颗粒粘在一起并且在其中分布了大量开孔的玻态基体，至少部分所述的孔洞包含作为浸渍剂的研磨助剂，其中所述浸渍剂包括至少一种不溶于水的含硫有机物质，所述物质具有至少一个碳硫键，从约20％～约60％重量份范围内的硫含量和在约40℃～约250℃范围内的熔点，所述熔点至少低于物质的分解温度10℃，并且所述物质选自包含取代的和非取代的脂肪族的、芳香族的、脂环族的、链烯基、炔基、烷芳基、芳烷基以及取代的杂环的含硫有机物质或所述物质的混合物的组中，所述的浸渍剂除了所述物质外无其它介质，其中所述物质或所述物质的混合物是溶解或分散的。
此外，根据本发明还有一个设想的玻态粘合研磨物件(举例来说，砂轮)包括大量的研磨颗粒及将研磨颗粒粘在一起并且存在大量开孔的玻态基体，至少部分所述的孔洞包含浸渍剂，其中浸渍剂包括至少一种不溶于水的含硫有机物质，所述物质具有至少一个碳硫键，至少一个例如碳氯键的碳卤键，从约15％～约60％重量份范围内的硫含量和以及在约40℃～约250℃范围内的熔点，所述熔点至少低于物质的分解温度20℃，并且所述物质选自包含取代的和非取代的脂肪族的、芳香族的、脂环族的、链烯基、炔基、烷芳基、芳烷基以及取代的杂环的含硫有机物质或所述物质的混合物的组中，所述的浸渍剂除了所述物质外无其它介质，其中所述物质或所述物质的混合物是溶解或分散的。
作为本发明的一个实施例，提供了一种玻态粘合研磨物件(举例来说，砂轮)包括大量的研磨颗粒及将研磨颗粒粘在一起并且在其中分布了大量开孔的玻态基体，至少部分所述的孔洞包含作为浸渍剂的研磨助剂，其中浸渍剂包括至少一种不溶于水的含硫有机物质，所述物质具有至少一个碳硫键，至少约10％重量份的硫含量和至少约30℃的熔点，所述熔点至少低于物质的分解温度10℃，并且所述物质选自包含取代的和非取代的脂肪族的、芳香族的、脂环族的、链烯基、炔基、烷芳基、芳烷基以及取代的杂环的含硫有机物质或所述物质的混合物的组中，所述的浸渍剂除了所述物质外无其它介质，其中所述物质或所述物质的混合物是溶解或分散的并且其中至少一种所述物质具有如下通式
其中R1、R2、R3和R4可以是相同或不同的，并选自包含烷基、环烷基、芳基、烷芳基以及芳烷基的组中，x为1～6。
作为另一个本发明实践例，提供了一种玻态粘合研磨物件包括大量的研磨颗粒及将研磨颗粒粘在一起并且在其中分布了大量开孔的玻态基体，至少部分所述的孔洞包含作为浸渍剂的研磨助剂，其中浸渍剂包括至少一种不溶于水的含硫有机物质，所述物质具有至少一个碳硫键，至少约10％重量份的硫含量和至少约30℃的熔点，所述熔点至少低于物质的分解温度10℃，并且所述物质选自包含取代的和非取代的脂肪族的、芳香族的、脂环族的、链烯基、炔基、烷芳基、芳烷基以及取代的杂环的含硫有机物质或所述物质的混合物的组中，所述的浸渍剂除了所述物质外无其它介质，其中所述物质或所述物质的混合物是溶解或分散的并且其中至少一种所述物质具有如下通式 其中R1、R2、R3和R4可以是相同或不同的具有1～6个碳原子的烷基基团，x为1～6。
根据本发明的再一个实施例，提供了一种玻态粘合研磨物件包括大量的研磨颗粒及将研磨颗粒粘在一起并且在其中分布了大量开孔的玻态基体，至少部分所述的孔洞包含作为浸渍剂的研磨助剂，其中浸渍剂包括至少一种不溶于水的含硫有机物质，所述物质具有至少一个碳硫键，至少约10％重量份的硫含量和至少约30℃的熔点，所述熔点至少低于物质的分解温度10℃，并且所述物质选自包含取代的和非取代的脂肪族的、芳香族的、脂环族的、链烯基、炔基、烷芳基、芳烷基以及取代的杂环的含硫有机物质或所述物质的混合物的组中，所述的浸渍剂除了所述物质外无其它介质，其中所述物质或所述物质的混合物是溶解或分散的并且其中至少一种所述物质具有如下通式 其中R1、R2、R3和R4可以是相同或不同的芳基基团，x为1～6。
作为本发明的又再一个的实施例，提供了一种玻态粘合研磨物件包括大量的研磨颗粒及将研磨颗粒粘在一起并且在其中分布了大量开孔的玻态基体，至少部分所述的孔洞包含作为浸渍剂的研磨助剂，其中浸渍剂包括至少一种不溶于水的含硫有机物质，所述物质具有至少一个碳硫键，至少约10％重量份的硫含量和至少约30℃的熔点，所述熔点至少低于物质的分解温度10℃，并且所述物质选自包含取代的和非取代的脂肪族的、芳香族的、脂环族的、链烯基、炔基、烷芳基、芳烷基以及取代的杂环的含硫有机物质或所述物质的混合物的组中，所述的浸渍剂除了所述物质外无其它介质，其中所述物质或所述物质的混合物是溶解或分散的并且其中至少一种所述物质具有如下通式 其中R1、R2、R3和R4可以是相同或不同的芳烷基基团，x为1～6。
在本发明的再一个实践中，提供了一种玻态粘合研磨物件其包括大量的研磨颗粒及将研磨颗粒粘在一起并且在其中分布了大量开孔的玻态基体，至少部分所述的孔洞包含作为浸渍剂的研磨助剂，其中浸渍剂包括至少一种不溶于水的含硫有机物质，所述物质具有至少一个碳硫键，至少约10％重量份的硫含量和至少约30℃的熔点，所述熔点至少低于物质的分解温度10℃，并且所述物质选自包含取代的和非取代的脂肪族的、芳香族的、脂环族的、链烯基、炔基、烷芳基、芳烷基以及取代的杂环的含硫有机物质或所述物质的混合物的组中，所述的浸渍剂除了所述物质外无其它介质，其中所述物质或所述物质的混合物是溶解或分散的并且其中至少一种所述物质为二硫化四乙基秋兰姆。
本文使用的根据通式 的物质以常用名称作四有机秋兰姆硫化物，并且包括x等于1的一硫化物以及x大于1的多硫化物，其中有机指R1、R2、R3和R4基团。因此举例来说，如果所有的R基团为甲基，并且x等于1，所述物质为四甲基秋兰姆一硫化物，如果x大于1，所述物质就为四甲基秋兰姆多硫化物(举例来说，二硫化物、四硫化物、六硫化物)。本发明实践中，其意图是根据本发明的浸渍剂可以是根据本发明的物质的混合物。因此举例来说，浸渍剂可以包括四有机秋兰姆一硫化物的混合物，四有机秋兰姆多硫化物的混合物和四有机秋兰姆一硫化物及四有机秋兰姆多硫化物的混合物。
已经发现带有开孔的玻态粘合研磨物件(举例来说砂轮)的研磨性能通过作为研磨助剂的浸渍剂浸渍到孔洞中而得到改善，浸渍剂包括至少一种不溶于水的、含硫有机物质，所述物质具有至少一个碳硫键，至少约10％重量份的硫含量和至少约30℃的熔点，所述熔点至少低于物质的分解温度10℃，并且所述物质选自包含取代的和非取代的脂肪族的、芳香族的、脂环族的、链烯基、炔基、烷芳基、芳烷基以及取代的杂环的含硫有机物质或这种物质的混合物的组中，所述的浸渍剂除了所述物质外无其它介质，其中所述物质或所述物质的混合物是溶解或分散的。浸渍剂的含硫有机物质可以包含几个碳硫键，并且可以包含碳硫单键和碳硫双键。更进一步，浸渍剂的含硫有机物质除了碳硫键外，还可以包含硫硫键和/或硫氮键和/或硫氧键。要求含硫有机物质不溶于水，而不需要绝对的水不溶性。因此，根据本文先前定义的术语“不溶于水”，术语“不溶于水”意指包括基本上不溶于水。
根据本发明的浸渍到玻态粘合砂轮开孔中不溶于水的含硫有机物质的量将取决于这样的因素，例如，砂轮的开孔(也就是开孔的量和大小)、不溶于水的粘度、当浸渍到轮中时熔融状态的含硫有机物质、进行浸渍的压力、以及砂轮在熔融的不溶于水的含硫有机物质中的暴露时间。用根据本发明的不溶于水的含硫有机物质完全浸渍砂轮的开孔是本文中公开并在附加权利要求书中权利要求的本发明的优选实践。在任何情况下，意图将足够的含硫有机物质浸渍到玻态粘合物件中，从而有效地在使用砂轮的加工条件下作为研磨助剂。
当砂轮的开孔仅仅(也就是唯一地)包含根据本发明的不溶于水的含硫有机物质时，根据本发明能得到玻态粘合砂轮研磨性的有利的改进。因此，有利地，不需要并且根据本发明也没有使用其中溶解或分散了不溶于水的含硫有机物质或这种物质的混合物的介质或载体，其中所述介质或载体是除了根据本发明不溶于水的含硫有机物质之外的物质。认为并认识到每种均根据本发明的两种或多种不溶于水的含硫有机物质的混合物可以在物理上包含一种或多种溶解或分散在另一种根据本发明的不溶于水的含硫有机物质中的不溶于水的含硫有机物质。
根据本发明的不溶于水的含硫有机物质，其中溶解或分散了一种或多种根据本发明的其他不溶于水的含硫有机物质的，可以被看作是用于所述溶解或分散的物质的介质或载体，并且根据本文公开并在附加权利要求书中权利要求的本发明是允许的。因此举例来说，根据本发明A和B的混合物，其中两个都是根据本发明的可以彼此以化学和/或物理方法区分的不溶于水的含硫有机物质，可以用作本发明玻态粘合砂轮的开孔中的浸渍剂，其中B溶解或分散在A中，那么A可以被看作是B的介质或载体。在这种情况下，本发明考虑并将包括一种玻态粘合研磨物件(举例来说砂轮)，其包括大量的研磨颗粒及将研磨颗粒粘在一起并且在其中分布了大量开孔的玻态基体，至少部分所述的孔洞包含A和B的混合物，其中两个都是具有至少一个碳硫键，至少10％重量份的硫含量和至少约30℃的熔点的不溶于水的含硫有机物质，所述熔点至少低于物质的分解温度10℃，并且均选自包含取代的和非取代的脂肪族的、芳香族的、脂环族的、链烯基、炔基、烷芳基、芳烷基以及取代的杂环的含硫有机物质的组中，并且其中B溶解或分散在A中，A将起到B的介质或载体的作用。然而，不需要根据本发明的两种或多种不溶于水的含硫有机物质的混合物包括一种或多种溶解或分散在另一种根据本发明的不溶于水的含硫有机物质中的所述不溶于水的含硫有机物质，相反地，所述混合物可以包括例如所述混合物的单独且可物理区分的成分的每种所述物质，举例来说例如例如沙子和砂砾的混合物。
根据本文公开的并在附加权利要求书中权利要求的本发明，玻态粘合研磨物件开孔中包含的不溶于水的含硫有机物质在室温或约室温下(例如25℃)是固体，正如所预期的所述至少约为30℃的熔点。因此根据本发明玻态粘合研磨物件(举例来说砂轮)在或约在室温下具有大量的包含根据本发明是固态的浸渍剂的开孔。优选地，根据本发明可用的不溶于水的含硫有机物质具有足够高的熔点以保持除存在于研磨区域中的那些孔洞之外的玻态粘合砂轮的开孔中的浸渍剂是固体状态。作为浸渍剂在本发明实践中使用的不溶于水的含硫有机物质举例来说包括但不局限于这些种类的含硫有机物质，例如有机硫化物、多硫化物、噻唑、硫醇、巯基酸及其衍生物、硫代化合物、硫醇、硫酯、硫代酸、取代的硫脲和砜。根据本发明可用于本发明实践的含硫有机物质的实例包括但不局限于二硫化四异丁基秋兰姆；二硫化四乙基秋兰姆(或者称作四乙基硫代过氧二碳二酰胺)；二苯基二硫化物；硫化四异丁基秋兰姆；六硫化双亚戊基秋兰姆；二硫化四甲基秋兰姆；二吡啶基乙烷基硫化物；二硫化四苯甲基秋兰姆；二硫化双环环戊烷秋兰姆；双(氯代苯甲基)二硫化物；二丁基四硫化物；异辛基-3-巯基丙酸酯；二辛基巯基琥珀酸酯；p-氯代苯甲基硫醇；巯基苯并噻唑；2-巯基安息香酸；硫代乙醛；硫代乙酰胺；二苯基硫脲；2-氨基-5-对氨基苯磺酰-噻唑；硫代苯胺；硫代乙醇-β-氨基N-酰基萘胺噻吩二碘化物；2-氨基噻唑；N-氧联二乙基-2-苯并噻唑氨磺酰；N，N-二乙基硫脲；1，3-二丁基硫脲；联苯二硫化物；二硫代双-苯并噻唑；二苯甲基硫化物；硫茚；2(吗啉代硫代)苯噻唑；二巯基苯噻唑；4，4-二硫代吗啉；4，4′-硫代双(6-叔丁基-m-甲酚)；4，4′-硫代双(2-甲基-6-叔丁基酚)；2，4-二巯基-1，3，4-噻重氮；二甲基砜；四硫化双亚戊基秋兰姆；二氯代-二苯砜；一缩二季戊四醇六(3-巯基丙酸酯)；4，4-二氨基二苯基砜；丁基苯甲基氨磺酰；二苯甲基砜；二苯甲基二硫化物；硫代水杨酸；巯萘(硫代乙酸-β-氨基苯酞)。在本发明实践中用到的其他含硫有机物质包括，但不局限于硫化四甲基秋兰姆；二硫代二戊酮酸；双(4-氨基苯基)砜和氯代二苯基砜。
正如本文描述并在附加权利要求书中权利要求，本发明实践中计划使用不同的研磨颗粒，包括不同成分和/或结构和/或尺寸的研磨颗粒的混合物。本发明实践中可使用的研磨颗粒包括，但不局限于熔融氧化铝，溶胶-凝胶氧化铝，喂种的溶胶-凝胶氧化铝，烧结的溶胶-凝胶氧化铝，碳化硅，立方相氮化硼，钻石，六方相氮化硼，碳化钛，氮化铝和微晶氧化铝。本发明中使用的烧结溶凝胶氧化铝研磨剂可以是烧结的溶胶-凝胶、多晶的、高密度(即至少95％的理论密度)的α-氧化铝研磨砂。
本发明实践中可以使用宽范围尺寸的研磨颗粒或粗砂，包括但不局限于例如24～220目美国标准筛尺寸。
根据本发明的玻态基体从玻态基体前体组合物，即通过焙烧形成将研磨物件的研磨颗粒粘在一起的玻态基体的材料的混合物制成。这种在本领域中还称作玻态相、玻态粘结剂、陶瓷粘结剂或玻璃粘结剂的玻态基体可以由氧化物和硅酸盐的组合或混合物通过被加热到高温(例如焙烧温度)而反应和/或熔合制成，或者可以由玻璃料的颗粒熔合在一起制成。玻璃料是氧化物和硅酸盐在加热到高温下熔合形成玻态基体而制成的玻态、陶瓷或玻璃状材料的熟知形态。玻态基体前体组合物中的氧化物和硅酸盐主要是诸如金属氧化物、金属硅酸盐和氧化硅的材料。举例来说，玻态基体可以含有氧化物基的组合物，包括任何一种或所有的二氧化硅、氧化钛、氧化铝、氧化铁、氧化钾、氧化钠、氧化钙、氧化钡、氧化硼和氧化镁。举例来说，在本发明实践中可以使用在1000°F～2500°F范围内的温度来形成将研磨颗粒粘在一起的玻态基体。这种加热通常称为焙烧步骤或焙烧，并且通常在窑或熔炉中进行，在焙烧研磨物件中所使用的温度和时间根据诸如研磨物件的尺寸和形状、研磨颗粒的成分和结构以及玻态基体前驱物成分的因素来控制。本发明实践中可以使用在本领域中熟知的制造玻态粘合研磨物件(举例来说砂轮)的温度、时间和环境的焙烧条件。在本发明实践中想要得到的是玻态基体和玻态基体前驱物组合物或混合物不与研磨颗粒反应，在某种意义上反应会对研磨颗粒的成分、结构和性能产生有害的影响。
根据本文公开并在附加的权利要求书中所权利要求的本发明的玻态粘合研磨物件具有开孔。然而公认的是所述物件在某种程度上可以包含闭合的孔洞。这是本领域相当公认的一种条件。根据物件预期的用途，可以在制造研磨物件的过程中可以改变并且控制玻态粘合研磨物件中的孔隙率(即孔洞的数量和类型)。因此在玻态粘合研磨物件(举例来说砂轮)的领域中，带有不同数量的开孔和闭孔，范围从很少或没有闭孔并且其余孔洞为开孔到高含量的闭孔并且很少或没有开孔是周知的。在本发明实践中优选的是在玻态粘合研磨物件中含有高数量的开孔(举例来说，65％的开孔，以物件的体积百分数表示)。
粘合的研磨物件孔洞的尺寸、数量和分布受故意包括能产生或包含空隙的材料的影响，这种材料在本领域中称为“孔洞诱导物”。孔洞诱导物可以产生开孔，即在最终粘合剂中的空隙；或闭孔，即存在于玻璃状粘合剂中的孔洞诱导物自身内的空隙。通常闭合的单元孔洞由无机的孔洞诱导物产生，例如在焙烧玻态粘合研磨物件(举例来说砂轮)时保留其形状，从而在研磨物件中形成单独的、非相互连接的闭合单元孔洞或空隙的中空粒子。
玻态粘合研磨物件(举例来说砂轮)中的敞开的单元孔洞通常通过在焙烧从而玻璃化粘合剂期间挥发和/或分解的有机孔洞诱导物来产生。在本发明实践中，可以使用许多本领域中熟知的材料作为有机的、产生敞开单元的孔洞诱导物，从而根据本发明在玻态粘合研磨物件中产生孔洞。这种有机的孔洞诱导物举例来说包括，但不局限于诸如碾碎的坚果壳、合成聚合物、树脂、木粉和高温(如高于50℃)熔化和分解的有机化合物和物质的材料。固体有机孔洞诱导物通常在制造玻态粘合研磨物件(举例来说砂轮)中易于配合，因此在本发明实践中是优选的。玻态粘合研磨物件的开孔结构由有机的孔洞诱导物形成，通常分布在玻态基体内的孔洞大小和形状有很宽的范围。根据本发明的玻态粘合研磨物件，它是包含浸渍剂的物件开孔结构。
就总孔隙度和孔隙类型(即闭合的和敞开的单元)而言，根据本文所述并在附加权利要求书中所权利要求的本发明的玻态粘合研磨物件(举例来说砂轮)的开孔可以在很大的范围内改变。玻态粘合研磨物件的孔洞数量或孔率通常以物件的全部体积的体积百分数表示。因此根据本发明的玻态粘合研磨物件举例来说可以包含约20％体积到约65％体积的范围内的敞开的单元孔洞，优选在约25％体积到约58％体积的范围内。
本领域中公知制造玻态粘合研磨物件时使用不同的添加剂以提高制造物件的容易程度。这种添加剂可以包括，但不局限于填料、暂时粘合剂和加工助剂。本发明实践中可以任意使用这些添加剂，其用量在本领域中是公知的。
可以使用本领域公知的设备来制造根据本发明的玻态粘合研磨物件。可以使用本领域公知的传统掺合及混合工艺、条件和设备来制造本文公开的并在附加权利要求书中权利要求的玻态粘合研磨物件。可以使用用于制备研磨颗粒、玻态粘结剂前驱体和添加剂(举例来说，暂时粘合剂，孔洞诱导物等)的掺合物的工艺、条件和设备以及挤压掺合物以制造冷塑的研磨物件。在焙烧之前进行冷塑的研磨物件的烘干以除去通常由暂时包扎物引入物件中的水或有机溶剂。烘干后，将通常称为生的物件或生轮的冷塑物件经受高温，例如1000°F～2500°F，以形成将研磨颗粒粘在一起的以及形成物件孔洞的玻态基体和这种玻态粘合研磨物件(举例来说砂轮)。通常在可以控制或可变地控制时间、温度、环境和加热顺序(即时间温度顺序)的窑或熔炉中实施所述焙烧步骤。本发明实践中可以使用本领域中公知的焙烧条件。
根据本发明至少部分玻态粘合研磨物件(举例来说砂轮)的开孔包含如本文公开并在附加权利要求书中所权利要求的浸渍剂。浸渍剂可以通过不同的方法引入到开孔中。一种这样的方法通常包括用熔化的浸渍剂接触热的玻态粘合的研磨物件。因此例如在一种这种方法的变体中a)将玻态粘合研磨物件加热到温度等于或优选高于，在一些情况下只是稍微高于，任何一种及所有浸渍剂的不溶于水的含硫有机物质的成分的熔点，但是低于所述有机物质的分解温度，b)将浸渍剂加热至或高于浸渍剂任何一种及所有不溶于水的含硫有机物质的成分的熔点，但是低于所述成分的分解温度，优选到致使浸渍剂相当流畅以产生浸渍剂浴的温度，c)热的玻态粘合的研磨物件至少部分浸入到浸渍剂浴中，d)保持物件足够长的浸入时间以使开孔得到最大量的浸渍，并且，有利地，在浸渍剂浴中物件的方向在浸入期间是间歇的或连续改变的以促进开孔的浸渍遍及物件，以及e)然后使物件从浴中移开。在一些情况下，浸渍过程中熔融的浸渍剂浴的温度高于热的物件的温度以防止或降低由物件引起的热损失是理想的。更进一步的，高于或低于大气压的压力的使用可以用于用发明的浸渍剂浸渍玻态粘合砂轮的方法中。例如，轮和浴可以被装在低于大气压的环境中以从结合物的开孔中除去空气，从而减少由浸渍剂渗透到孔洞的渗透阻力。相反地，轮和浴可以被装在高于大气压的环境中以促使浸渍剂进入结合物的孔洞逐出空气。靠从熔融的浸渍剂浴中移去物件，使得物件表面上过量的熔融的浸渍剂渐渐枯竭，然后物件冷却到低于浸渍剂的熔融温度。玻态粘合研磨物件以及浸渍剂加热到的具体温度依赖于不溶于水的、含硫有机物质成分或浸渍剂成分的熔点和分解温度。
在另一个将浸渍剂引入结合物孔洞中的方法的变体中，热的浸渍剂，在熔点或高于熔点但低于任何一种及所有浸渍剂的不溶于水的、含硫有机物质的成分的分解温度的温度下，流入或注入到热的、缓慢旋转的玻态粘合研磨物件的表面上，热的物件的温度等于或高于浸渍剂任何一种及所有的不溶于水的含硫有机物质的成分的熔点，但是低于这种成分的分解温度，注入持续规定的时间后，玻态粘合研磨物件继续旋转使得过量的浸渍剂从轮的表面排干，并且在那里将玻态粘合研磨物件和浸渍剂在物件旋转或不旋转的情况下冷却到温度低于浸渍剂所有不溶于水的含硫有机物质成分的熔点。
根据本文公开的并在附加权利要求书中所权利要求的本发明，可以使用其他的方法来制造玻态粘合研磨物件，包括用根据本文公开并且权利要求的本发明的浸渍剂溶解的溶液接触玻态粘合研磨物件(举例来说砂轮)，然后将溶剂从玻态粘合研磨物件中去除。当根据本文公开并在附加的权利要求书中所权利要求的玻态粘合研磨物件使用时，意图是公开并权利要求的浸渍剂应该看作是在所述研磨物件可用于其预期的用途并且不涉及或属于通过将所述浸渍剂合并到所述研磨物件的开孔中的方法的时候，它存在于所述研磨物件的开孔内。
根据本发明的玻态粘合研磨物件具有大量的开孔并且至少一部分所述孔包含本文所述并在附加权利要求书中所要求的浸渍剂是必需的。短语“至少一部分所述孔包含浸渍剂”指并且与包含根据本发明浸渍剂的开孔的量以及每个开孔中根据本发明的浸渍剂的量有关。因此，根据本发明a)包含浸渍剂的开孔的量，以及b)每个开孔中浸渍剂的量可以在很宽的范围内变化。包含在每个开孔内的所述浸渍剂的量可以以连续或不连续的方式在本文公开并在附加权利要求书中要求的玻态粘合研磨物件的整个体积内变化。预期但不优选的是至少一些开孔不包含浸渍剂。
本文公开并在附加的权利要求书中要求的玻态粘合研磨物件发明根据研磨物件的预期用途可以采取不同的形式、形状和结构。所述形式、形状和结构的实例包括，但不局限于砂轮、能够用来制造研磨或磨蚀工具的研磨摩擦部分、分段的研磨物件、杯形的研磨物件、有框的砂轮、圆锥形的砂轮，研磨棒以及特殊形状的玻态粘合研磨工具(即成形的用于特殊研磨操作的玻态粘合研磨工具)。
现在将在下面非限制的实施例中进一步描述本发明，除非另作说明，其中量和百分比是以重量计，温度以华氏度数计，时间以分钟计，线性测量以英寸计，目数或粗砂大小以美国标准筛码计，其中1)CUBITRON 321为溶胶-凝胶氧化铝研磨颗粒，从MinnesotaMining and Manufacturing Company获得。CUBITRON是MinnesotaMining and Manufacturing Company的注册商标；2)3029 UF树脂是65％重量份脲醛树脂和35％重量份水的组合物；3)CHRUNCHLETS CR 20是包含糖和淀粉的粒子，粒子含糖/淀粉的重量比为78.5/21.5并且粒子尺寸在16～45目的范围内，从CustomIndustries Inc.获得，CHRUNCHLETS是Custom Industries Inc.的注册商标；4)NORLIG是从LignoTech USA.获得的50％磺酸钙的水溶液。NORLIG是LignoTech USA.的注册商标；5)Dual Screen Aggregate AD 6是从Agrashell inc.获得的粒子尺寸在20～40目范围内的地面植物壳材料；以及6)Bond(玻态基体前驱体)具有如下mol％的氧化物基组合物
氧化物 Bond A Bond B Bond C Bond D Bond ESiO263.32 61.75 67.39 53.5679.52Al2O310.96 10.68 13.56 13.468.94TiO20.332.800.700.21 0.13Fe2O30.130.070.140.14 0.26B2O35.125.014.0819.440K2O 3.793.743.652.21 2.74Na2O4.254.143.3710.681.50Li2O4.984.810 00CaO 3.853.813.790.14 1.57MgO 3.063.003.300.0145.035BaO 0.200.200 00实施例制造玻态粘合砂轮的方法方法No.1将配方的成分以下面的方式根据配方中给出的百分比组合在一起。使用两种或多种不同化学组成、物理结构和特性以及尺寸的研磨颗粒，它们在下列步骤之前掺和在一起。
将研磨颗粒、3029UF树脂和乙二醇掺和在一起直到得到均匀的研磨颗粒的涂料。在搅拌下向得到的混合物中加入粘结剂配料和糊精粉的化合物，继续搅拌直到得到均匀的混合物。接着在搅拌下加入CHRUNCHLETS CR 20粒子直到得到均匀的掺合物。将得到的混合物过筛除去不合乎要求的块，然后将预先确定量的混合物放置在要制造的轮的形状和大约尺寸的钢质模具的模槽内。在模槽内掺合物均匀分布之后被冷压成紧密的具有模具磨槽尺寸的掺合物。然后将紧密的掺合物(即生轮)移出模具并且经受通过加热生轮从室温到275°F以及周围空气将它冷却至室温的干燥循环13个小时。然后将干燥的生轮在空气中进行焙烧循环，在11小时内从室温加热到1650°F，保持在1650°F下12小时，在6.5小时内从1650°F加热到2100°F并且保持在2100°F下3小时。然后轮在环境空气中27.5小时内冷却至室温。最后将轮调整到想要得到的尺寸。
方法No.2除了以淀粉代替方法No.1的CHRUNCHLETS CR 20以及将生轮在空气中进行焙烧循环，11小时内从室温加热到1650°F，保持在1650°F下12小时，在9.5小时内从1650°F加热到2300°F并且保持在2300°F下3小时，然后轮在环境空气中27.5小时内冷却至室温并且将冷却的轮调整到想要得到的尺寸之外，其余与方法No.1相同。
方法No.3将配方的成分以下面的方式根据配方中给出的百分比组合在一起。将不同尺寸的研磨颗粒掺和在一起形成一种均匀的研磨颗粒的混合物。然后将Dual Screen Aggregate AD 6与研磨颗粒的混合物掺和形成一种均匀的掺合物。然后在搅拌下将NORLLG和水加入到得到的掺合物中，继续搅拌直到研磨颗粒的表面被充分地均匀地涂渍。将糊精和Bond完全地混合在一起，得到的混合物然后用掺合的方法加入涂层的研磨颗粒，直到得到一种均匀的混合物。然后将预先确定量的所得到的混合物放置在具有要制造的轮的形状和大约尺寸的钢质模具的模槽内。在模槽内掺合物均匀分布之后被冷压成紧密的具有模具磨槽尺寸的掺合物。然后将紧密的掺合物(即生轮)移出模具并且经受通过加热生轮从室温到275°F以及周围空气将它冷却至室温的干燥循环13个小时。然后将干燥的生轮在空气中进行焙烧循环，在11小时内从室温加热到1650°F，保持在1650°F下12小时，在5小时内从1650°F加热到2000°F并且保持在2000°F下3小时。然后轮在环境空气中27.5小时内冷却至室温。最后将轮调整到想要得到的尺寸。
在下列实施例中，轮的尺寸规定为直径x宽x内径。
砂轮实施例No.1配方CUBITRON 321研磨剂(60粒度)30.0熔化的Alumina 9A(60粒度) 70.03029 UF树脂 2.8Bond A12.0糊精 3.0乙二醇0.4CHRUNCHLETS CR 20 2.5制造轮的方法方法No.1轮尺寸14×0.5×5.0英寸砂轮实施例No.2配方熔化的Alumina 2A(60粒度) 40.0熔化的Alumina 9A(60粒度) 60.0Bond B 12.03029 UF树脂 2.4糊精 2.0乙二醇 0.2淀粉 0.3制造轮的方法方法No.2轮尺寸14×0.5×5.0英寸砂轮实施例No.3配方熔化的Alumina 12A(80粒度)100.0Bond C 12.33029 UF树脂 2.4糊精 2.0乙二醇 0.2淀粉 0.4制造轮的方法方法No.2轮尺寸12×1.0×3.0英寸砂轮实施例No.4配方熔化的Alumina 12A(36粒度)34.0熔化的Alumina 12A(46粒度)33.0熔化的Alumina 12A(54粒度)33.0Bond D 14.58水 0.98NORLIG 2.39糊精 2.00Dual Screen Aggregate AD 6 3.01制造轮的方法方法No.3轮尺寸12×1.0×5.0英寸砂轮实施例No.5配方熔化的Alumina 9A(36粒度)34.0熔化的Alumina 9A(46粒度)33.0熔化的Alumina 9A(54粒度)33.0Bond D 14.58水 0.98NORLIG 2.39糊精2.00Dual Screen Aggregate AD 6 3.01制造轮的方法方法No.3轮尺寸12×1.0×5.0英寸砂轮实施例No.6配方碳化硅(90粒度) 100.00Bond E 19.583029 UF树脂 5.30乙二醇 0.70糊精2.39Dual Screen Aggregate AD 6 4.19制造轮的方法方法No.2轮尺寸12×1.0×5.0英寸以下面的方式配制以下浸渍的砂轮实施例。将带有类似环结构的要浸渍的砂轮，充分地均匀地加热到至少高于浸渍剂熔点10℃的温度下，然后立即放置到加热的带有搁在盘的内底部的平侧面的盘中。然后将熔化的浸渍剂小心地注入到轮的中心开孔中，但不要超过轮的顶面。由于浸渍剂吸收进入轮中，因此轮暴露的表面会呈现出湿的现象。当轮的表面呈现出均匀的湿的现象时，将轮从盘中取出，翻转并悬挂在收集盘上直到浸渍剂开始从轮当时较低的表面排出。然后将轮翻转使得最初的暴露面再次成为顶面并且将轮放置在具有吸收性的材料上，如棉布。从那时以后，轮不时翻转近似消逝的时间从轮自盘中取出到浸渍剂开始从轮中排出为止，继续翻转轮直至浸渍剂固化，翻转停止后，将浸渍的轮放置备用。
浸渍的砂轮实施例No.A砂轮实施例No.1浸渍剂-二硫化四乙基秋兰姆浸渍的砂轮实施例No.B砂轮实施例No.2浸渍剂-二硫化四乙基秋兰姆浸渍的砂轮实施例No.C砂轮实施例No.3浸渍剂-二硫化四乙基秋兰姆浸渍的砂轮实施例No.D砂轮实施例No.4浸渍剂-二硫化四乙基秋兰姆浸渍的砂轮实施例No.E砂轮实施例No.5浸渍剂-二硫化四乙基秋兰姆浸渍的砂轮实施例No.F砂轮实施例No.5浸渍剂-1，3-二丁基硫脲浸渍的砂轮实施例No.G砂轮实施例No.5浸渍剂-N-氧联二乙基-2-苯并噻唑亚磺酰胺浸渍的砂轮实施例No.H砂轮实施例No.5浸渍剂-N，N-二乙基硫脲浸渍的砂轮实施例No.I砂轮实施例No.5浸渍剂-二硫化四异丁基秋兰姆浸渍的砂轮实施例No.J砂轮实施例No.5浸渍剂-二苯甲基硫化物浸渍的砂轮实施例No.K砂轮实施例No.6
浸渍剂-二硫化四乙基秋兰姆浸渍的砂轮实施例No.L砂轮实施例No.5浸渍剂-氯代二苯基砜浸渍的砂轮实施例No.M砂轮实施例No.5浸渍剂-50％重量份的二硫化四乙基秋兰姆和50％重量份的二硫化四异丁基秋兰姆浸渍的砂轮实施例No.N砂轮实施例No.5浸渍剂-二硬酯酰二硫代二丙酸酯接着进行下列测试程序，磨擦试验结果列于下表。
测试程序No.1将砂轮安放在Universal Center型的研磨机上，在10×0.51×3.18厘米(4×0.20×1.25英寸)的Rockwell C硬度为52-54、转速为每分钟60.96表面米(200表面英尺)的4145管状钢工件上，使用1718转/分钟的轮速，以指定的特殊金属除去率(Q′)进行浸渍研磨。试验过程中在研磨界面使用用水稀释成使用浓度约为2.5％的CIMSTAR40金属加工液。CIMSTAR是Milacron Inc.的注册商标。每次试验的操作从工件的直径除去1.270厘米(0.500英寸)，然后进行除去的金属及沙轮磨损的测量，以计算G的比率值。
测试程序No.2将砂轮安放在表面研磨机上，所进行的其中砂轮转速为每分钟6000表面英尺的表面研磨以指定的特殊金属除去率(Q′)强制逆向进行，并且忽略SAE 8617钢块上的100平方英寸的平滑表面。朝向钢块的砂轮的前进是通过持续增加的距离完成的，砂轮在整个钢块的面积以恒定的深度被横穿。砂轮和钢块之间的界面被用水稀释到使用浓度约为2.5％的CIMTECH95研磨液注满。CIMTECH是Milacron Inc.的注册商标。稀释的流体可以再循环从蓄水池经过砂轮/钢块的界面然后返回蓄水池。使用不同的喂料速度(砂轮增加的前进朝向钢块)在钢块上得到重复研磨的焊道以达到规定的特殊的金属除去率，得到钢块上砂轮的最后五个横动而没有更进一步砂轮的前进以减轻施加压力并且消除砂轮和/或钢块的支撑物的弹性屈服产生的偏差。在试验前后测量砂轮和钢块的体积，以确定砂轮体积的减少以及从钢块除去的材料的体积。对砂轮和钢块以同样的单位进行测量，然后通过划分砂轮磨损的体积与从钢块除去的钢的体积计算G比率。
测试程序No.3除了使用每分钟4000表面英尺的砂轮速度外，其余与测试程序No.2相同。
在表1中给出数字值的砂轮号指相应实施例号码的未浸渍的玻态粘合砂轮，而给出字母特征的砂轮号指相应带有字母特征的实施例的浸渍的玻态粘合砂轮。
对于未浸渍的砂轮以及浸渍的砂轮，研磨性能的改进可以通过比较在同样的研磨试验条件下得到的G比率值确定，并且可以以G比率的百分比变化表示。正的G比率百分比变化将表示研磨性能的改进而负的G比率百分比变化将表明研磨性能的下降。正的G比率百分比变化越大，研磨性能的改进也越大。G比率的百分比变化由下式确定(G2-G1)/G1×100＝％G比率变化其中G1＝未浸渍砂轮的G比率G2＝浸渍的砂轮的G比率表1 研磨试验结果Test No. Wheel No. Test Q′ G-RatioMethod No.
11 1 0.4 31.8821 1 0.6 25.2231 1 0.8 19.324A 1 0.4 43.985A 1 0.6 33.056A 1 0.8 50.1772 1 0.4 20.0882 1 0.6 12.0792 1 0.8 6.0510 B 1 0.4 28.0711 B 1 0.6 19.4612 B 1 0.8 8.5913 3 2 0.364.214 3 2 0.722.1315 3 2 1.081.3516 C 2 0.368.1917 C 2 0.723.3518 C 2 1.082.4519 4 2 0.3614.7120 4 2 0.726.9721 4 2 1.084.122 D 2 0.3630.6923 D 2 0.729.9524 D 2 1.086.4425 5 2 1.084.0926 E 2 1.088.1327 5 2 1.084.0928 F 2 1.086.3329 5 2 1.084.0930 G 2 1.085.7631 5 2 1.084.0932 H 2 1.084.8633 5 2 1.084.0934 I 2 1.085.7735 5 2 0.7211.0736 J 2 0.7214.2637 5 2 1.085.3738 J 2 1.087.8539 6 3 1.081.5940 K 3 1.082.6141 5 2 1.084.0942 L 2 1.086.0243 5 2 1.084.0944 M 2 1.087.5145 5 2 1.084.0946 N 2 1.084.54
表2 研磨性能的改进Example No.Example No.Q′G-ratiofor G2 for G1％ChangeA 1 0.437.95A 1 0.631.05A 1 0.8159.68B 2 0.439.79B 2 0.661.23B 2 0.841.98C 3 0.36 95.00C 3 0.72 57.23C 3 1.08 81.48D 4 0.36 108.63D 4 0.72 42.75D 4 1.08 57.07E 5 1.08 98.78F 5 1.08 54.77G 5 1.08 40.83H 5 1.08 18.83I 5 1.08 41.08J 5 0.72 29.82J 5 1.08 46.18K 6 1.08 64.15L 5 1.08 47.19M 5 1.08 83.62N 5 1.08 11.00
权利要求
1.一种玻态粘合研磨物件，包括大量的研磨颗粒、将研磨颗粒粘在一起并且在其中分布了大量开孔的玻态基体，至少部分所述的孔洞中包含作为浸渍剂的研磨助剂，其中所述浸渍剂包括至少一种不溶于水的含硫有机物质，所述物质具有至少一个碳硫键，至少约5％重量份的硫和至少约为30℃的熔点，所述熔点至少低于物质的分解温度10℃，并且选自包含取代的和非取代的脂肪族的、芳香族的、脂环族的、链烯基、炔基、烷芳基、芳烷基以及取代的杂环的含硫有机物质或所述物质的混合物的组中，所述的浸渍剂除了所述物质外无其它介质，其中所述物质或所述物质的混合物是溶解或分散的。
2.一种玻态粘合研磨物件，包括大量的研磨颗粒、将研磨颗粒粘在一起并且在其中分布了大量开孔的玻态基体，至少部分所述的孔洞中包含作为浸渍剂的研磨助剂，其中所述浸渍剂包括至少一种不溶于水的含硫有机物质，所述物质具有至少一个碳硫键，至少约10％重量份的硫和至少约30℃的熔点，所述熔点至少低于物质的分解温度10℃，并且选自包含取代的和非取代的脂肪族的、芳香族的、脂环族的、链烯基、炔基、烷芳基、芳烷基以及取代的杂环的含硫有机物质或所述物质的混合物的组中，所述的浸渍剂除了所述物质外无其它介质，其中所述物质或所述物质的混合物是溶解或分散的，并且其中至少一种所述物质具有如下通式 其中R1、R2、R3和R4可以是相同或不同的，并选自包含烷基、环烷基、芳基、烷芳基以及芳烷基基团的组中，x为1～6。
3.一种玻态粘合研磨物件，包括大量的研磨颗粒、将研磨颗粒粘在一起并且在其中分布了大量开孔的玻态基体，至少部分所述的孔洞中包含作为浸渍剂的研磨助剂，其中所述浸渍剂包括至少一种不溶于水的含硫有机物质，所述物质具有至少一个碳硫键，至少约10％重量份的硫和至少约30℃的熔点，所述熔点至少低于物质的分解温度10℃，并且选自包含取代的和非取代的脂肪族的、芳香族的、脂环族的、链烯基、炔基、烷芳基、芳烷基以及取代的杂环的含硫有机物质或所述物质的混合物的组中，所述的浸渍剂除了所述物质外无其它介质，其中所述物质是溶解或分散的并且其中至少一种所述物质是选自包含脂肪族的、芳香族的、脂环族的、芳基取代脂肪族的及烷基取代芳香族的一硫化物和多硫化物组中的硫化物。
4.一种玻态粘合研磨物件包括大量的研磨颗粒以及将研磨颗粒粘在一起并且在其中分布了大量开孔的玻态基体，至少部分所述的孔洞中包含作为浸渍剂的研磨助剂，其中所述浸渍剂包括至少一种不溶于水的含硫有机物质，所述物质具有至少一个碳硫键，至少约5％重量份的硫和至少约30℃的熔点，所述熔点至少低于物质的分解温度10℃，并且选自包含取代的和非取代的脂肪族的、芳香族的、脂环族的、链烯基、炔基、烷芳基、芳烷基以及取代的杂环的含硫有机物质或所述物质的混合物的组中，所述的浸渍剂除了所述物质外无其它介质，其中所述物质或所述物质的混合物是溶解或分散的并且其中至少一种所述物质选自包含巯基酸、巯基酸衍生物、硫代酸、硫代酸衍生物、取代的硫脲、砜以及噻唑的组中。
5.根据权利要求1的玻态粘合研磨物件，其中所述物质的熔点至少低于物质的分解温度20℃。
6.根据权利要求1的玻态粘合研磨物件，其中所述物质中硫的含量在约15％～约60％重量份的范围内并且熔点至少低于物质的分解温度20℃。
7.根据权利要求1的玻态粘合研磨物件，其中所述熔点在约30℃～约500℃的范围内。
8.根据权利要求1的玻态粘合研磨物件，其中所述物质中硫的含量在约15％～约60％重量份的范围内，熔点在约40℃～约250℃的范围内并且熔点至少低于物质的分解温度20℃。
9.根据权利要求1的玻态粘合研磨物件，其中所述物质中硫的含量在约15％～约60％重量份的范围内，熔点在约40℃～约250℃的范围内，熔点至少低于物质的分解温度20℃，并且附加包含至少一个碳卤键。
10.根据权利要求1的玻态粘合研磨物件，其中所述研磨颗粒选自由熔融氧化铝、溶胶-凝胶氧化铝和碳化硅以及这些研磨颗粒的混合物的任何一种研磨颗粒组成的组中。
11.根据权利要求2的玻态粘合研磨物件，其中R1、R2、R3和R4是带有1～4个碳原子的烷基。
12.根据权利要求2的玻态粘合研磨物件，其中至少一种所述物质为二硫化四乙基秋兰姆。
13.根据权利要求2的玻态粘合研磨物件，其中R1、R2、R3和R4为环烷基基团。
14.根据权利要求2的玻态粘合研磨物件，其中R1、R2、R3和R4为芳基基团。
15.根据权利要求2的玻态粘合研磨物件，其中R1、R2、R3和R4为芳烷基基团。
16.根据权利要求2的玻态粘合研磨物件，其中R1、R2、R3和R4为苯甲基。
17.根据权利要求2的玻态粘合研磨物件，其中x为1～4。
18.根据权利要求2的玻态粘合研磨物件，其中所述研磨颗粒选自由熔融氧化铝、溶胶-凝胶氧化铝和碳化硅以及这些研磨颗粒的混合物的任何一种研磨颗粒组成的组中。
19.根据权利要求3的玻态粘合研磨物件，其中至少一种所述物质为脂肪族的一硫化物。
20.根据权利要求3的玻态粘合研磨物件，其中至少一种所述物质为脂肪族的多硫化物。
21.根据权利要求3的玻态粘合研磨物件，其中至少一种所述物质为芳香族的一硫化物。
22.根据权利要求3的玻态粘合研磨物件，其中至少一种所述物质为芳香族的多硫化物。
23.根据权利要求3的玻态粘合研磨物件，其中至少一种所述物质为芳烷基的多硫化物。
24.根据权利要求3的玻态粘合研磨物件，其中至少一种所述物质为芳烷基的一硫化物。
25.根据权利要求3的玻态粘合研磨物件，其中至少一种所述物质选自包含卤素取代的烷基、芳基、芳烷基及烷芳基的一硫化物和多硫化物的组中。
26.根据权利要求3的玻态粘合研磨物件，其中所述研磨颗粒选自由熔融氧化铝、溶胶-凝胶氧化铝和碳化硅以及这些研磨颗粒的混合物的任何一种研磨颗粒组成的组中。
27.根据权利要求4的玻态粘合研磨物件，其中至少一种所述物质选自包含脂肪族的巯基酸及其含硫衍生物的组中。
28.根据权利要求4的玻态粘合研磨物件，其中至少一种所述物质选自包含芳香族的巯基酸及其含硫衍生物的组中。
29.根据权利要求4的玻态粘合研磨物件，其中至少一种所述物质选自包含脂肪族的硫代酸及其含硫衍生物的组中。
30.根据权利要求4的玻态粘合研磨物件，其中至少一种所述物质选自包含芳香族的硫代酸及其含硫衍生物的组中。
31.根据权利要求4的玻态粘合研磨物件，其中至少一种所述物质为脂肪族的硫脲。
32.根据权利要求4的玻态粘合研磨物件，其中至少一种所述物质为芳香族的硫脲。
33.根据权利要求4的玻态粘合研磨物件，其中至少一种所述物质为芳烷基硫脲。
34.根据权利要求4的玻态粘合研磨物件，其中至少一种所述物质为环烷基硫脲。
35.根据权利要求4的玻态粘合研磨物件，其中至少一种所述物质为脂肪族的砜。
36.根据权利要求4的玻态粘合研磨物件，其中至少一种所述物质为芳香族的砜。
37.根据权利要求4的玻态粘合研磨物件，其中所述研磨颗粒选自由熔融氧化铝、溶胶-凝胶氧化铝和碳化硅以及这些研磨颗粒的混合物的任何一种研磨颗粒组成的组中。
38.根据权利要求1的玻态粘合研磨物件，其中所述开孔度在约20％～约65％体积份的范围内。
39.根据权利要求2的玻态粘合研磨物件，其中所述开孔度在约20％～约65％体积份的范围内。
40.根据权利要求3的玻态粘合研磨物件，其中所述开孔度在约20％～约65％体积份的范围内。
41.根据权利要求4的玻态粘合研磨物件，其中所述开孔度在约20％～约65％体积份的范围内。
全文摘要
本发明提供了一种具有改进研磨性能的玻态粘合研磨物件，尤其是砂轮，其中研磨物件的开孔包含浸渍剂，其包括至少一种不溶于水的含硫有机物质，该物质具有至少一个碳硫键，至少约5％重量份的硫和至少约为30℃的熔点，所述熔点至少低于物质的分解温度10℃，并且所述物质选自取代的和非取代的脂肪族的、芳香族的、脂环族的、链烯基、炔基、烷芳基、芳烷基，以及取代的杂环含硫有机物质或所述物质研磨助剂的混合物。除了不溶于水的含硫物质外，浸渍剂不含其它介质，其中所述物质或这种物质的混合物是溶解或分散的。根据本发明已经生产了表现出改进研磨性能并带有包含浸渍剂的开孔的玻态粘合砂轮，所述浸渍剂包含根据上列通式的不溶于水的含硫物质作为浸渍剂的唯一成分，其中R
文档编号B24D3/04GK1646268SQ02828777
公开日2005年7月27日 申请日期2002年11月8日 优先权日2002年2月19日
发明者马克·K.·克鲁格, 苏·C.·云, 肯·G.·福尼, 亨利·图尔钦, 科尔·A.·斯米茨 申请人:辛辛那提蒂洛丽特公司