具有多个部分的研磨制品和其形成方法与流程

文档序号:17929078发布日期:2019-06-15 00:40阅读:188来源:国知局
具有多个部分的研磨制品和其形成方法与流程

本发明总体上涉及研磨制品,特别是涉及具有多个部分的研磨制品及其形成方法。



背景技术:

用于机加工应用中的研磨制品通常包含粘结研磨制品和涂覆研磨制品。粘结研磨制品通常具有含有研磨颗粒的粘结基质。粘结研磨制品可以安装在合适的加工设备上并用于各种应用中,如成形、研磨、抛光和切割。行业继续要求改进的研磨工具以满足齿轮磨削的需要。

附图说明

可以更好地理解本公开,并且通过参考附图,本公开的许多特征和优点对于本领域的技术人员而言变得显而易见。

图1包含根据一个实施例的研磨制品的侧视图的图示。

图2包含根据一个实施例的研磨制品的另一侧侧视图的图示。

图3包含根据一个实施例的研磨制品的横截面视图的图示。

图4a和图4b包含根据另一个实施例的相同研磨制品的侧视图的图示。

图5包含根据另一个实施例的研磨制品的横截面视图的图示。

图6包含根据一个实施例的用于形成研磨制品的流程图。

图7包含根据另一个实施例的用于形成研磨制品的流程图。

具体实施方式

以下通常涉及适用于材料去除操作的粘结研磨制品。粘结研磨制品可以用于各种应用中,包含例如表面研磨、精密研磨操作(例如,齿轮磨削操作)等。

本文提到的粘结研磨制品包含三维体积的磨平材料,其中研磨颗粒包含在一定体积的粘结材料内。粘结研磨制品可以不同于涂覆研磨制品,其可以使用包含在粘合剂或粘合剂材料层中的单层研磨颗粒。此外,本文实施例的粘结研磨制品可以在粘结材料的三维体积内包含一些孔隙率。

本文的某些实施例涉及具有主体的研磨制品,所述主体可以包含多个部分,如第一研磨部分和第二研磨部分。部分可以在一种或多种组分(例如,粘结材料、研磨颗粒类型或形状、填充材料等)的组成、形状、其在主体内的相对位置、尺寸、研磨能力等方面彼此不同。例如,在至少一个方面,主体包含第一研磨部分和第二研磨部分,其在至少一个方面彼此不同并且被配置成进行不同的研磨去除操作,包含例如粗研磨操作和精细研磨操作。例如,研磨制品可能特别适用于齿轮磨削,这通常需要快速的去除速率和精确的表面特征的生成两者。

在另外的实施例中,研磨制品可以包含可以与第一研磨部分和第二研磨部分不同的内部部分。内部部分可以包含粘结材料、研磨颗粒、填料或其任何组合。值得注意的是,研磨制品可以具有第一研磨部分、第二研磨部分和内部部分的特定组合,这有助于在具有严格爆裂速度要求的应用中使用研磨制品。

本文的其它方面涉及形成研磨制品的方法。在一个实施例中,一种方法可以包含联接第一研磨部分和第二研磨部分。第一研磨部分和第二研磨部分可以分开形成并且然后联接。替代性地,第一研磨部分可以预先形成并在形成第二研磨部分期间联接第二研磨部分。在另一个实施例中,一种方法可以包含将内部部分联接到第一研磨部分、第二研磨部分或两者。

在一个实施例中,研磨制品可以包含包括多个部分的主体。在一个具体实施例中,主体可以具有至少65米/秒的平均爆裂速度,以允许研磨制品适合于要求更高磨削速度的应用。例如,主体的平均爆裂速度可以是至少70米/秒,如至少75米/秒或至少80米/秒或至少85米/秒或至少90米/秒或至少95米/秒或至少100米/秒或至少110米/秒或至少120米/秒或至少130米/秒或至少140米/秒或至少150米/秒或至少160米/秒或至少170米/秒或至少180米/秒。在另一个实施例中,主体的爆裂速度可以不大于200米/秒或不大于180米/秒或不大于150米/秒。在另外的实施例中,研磨制品可以包含具有在包含本文公开的任何最小值和最大值的范围内的平均速度的主体。例如,主体的平均爆裂速度可以处于至少70米/秒并且不大于200米/秒的范围内,如处于至少80米/秒并且不大于180米/秒的范围内。如本文所用,爆裂速度是指研磨制品在失效之前可以达到的速度限制,并且用于验证由研磨安全性组织允许的最大操作速度以使用研磨制品。使用由研磨安全性组织发布的方法并根据en12413测量爆裂速度,所述方法可以在http://www.osa-abrasives.org/处找到。研磨制品的最大操作速度可能因国家而异,但可以根据en12413从爆裂速度转换。例如,在欧洲(eu),可以根据euisoen12413进行转换。在eu,对于开放式机器操作,研磨制品的爆裂速度是最大操作速度的√3倍;对于封闭式机器操作,研磨制品的失败速度是最大操作速度的√1.75倍。

在一个实施例中,主体可以包含第一研磨部分。第一研磨部分可以包含包括在粘结材料内的研磨颗粒。在一个具体实施例中,第一研磨部分可以包含包括在粘结材料的粘结基质内的研磨颗粒。粘结材料可以包含无机材料。示例性的无机材料可以包含陶瓷、玻璃质材料或其组合。陶瓷材料可以包含单晶相、多晶相、非晶相或其任何组合。玻璃质材料可以具有非晶相。在一个具体实施例中,第一研磨部分可以包含包括玻璃质材料的粘结材料。在另一个实施例中,粘结材料可以包含非玻璃质材料。非玻璃质材料可以包含多晶相。在又另一个实施例中,粘结材料可以包含多晶和玻璃质材料的混合物。在至少一个实施例中,第一研磨部分的整个粘结材料可以基本上由玻璃质材料组成。

在另外的实施例中,无机材料可以包含氧化物、碳化物、氮化物、硼化物或其任何组合。示例性氧化物可以包含准金属元素(例如,si)、碱金属元素、碱土金属元素、镧系元素、过渡金属元素或其任何组合。在一个具体实施例中,粘结材料可以包含氧化硼(b2o3)、氧化硅(sio2)、氧化铝(al2o3)、氧化钙(cao)、氧化镁(mgo)、氧化钡(bao)、氧化锶(sro)、氧化锂(li2o)、氧化钠(na2o)、氧化钾(k2o)、氧化铯(cs2o)、氧化磷(p2o5)、锆石或其任何组合。

在一个实施例中,第一研磨部分可以包含一定含量的粘结材料,以便于形成第一研磨部分。例如,第一研磨部分的总体积的粘结材料的含量可以是至少2vol%,如至少3vol%或至少4vol%或至少5vol%或至少6vol%或至少7vol%或至少8vol%或至少9vol%或至少10vol%或至少12vol%或至少15vol%或至少18vol%或至少20vol%。在另一个非限制性实施例中,对于第一研磨部分的总体积来说,第一研磨部分可以包含不大于60vol%的粘结材料,如不大于55vol%或不大于50vol%或不大于45vol%或不大于40vol%或不大于35vol%或不大于30vol%或不大于25vol%或不大于20vol%或不大于15vol%或不大于10vol%。在另外的实施例中,第一研磨部分可以包含在包含上述任何最小百分比到最大百分比的范围内的粘结材料的含量。例如,粘结材料的含量可以处于2vol%到60vol%的范围内,如10vol%到30vol%的范围内。

在一个实施例中,第一研磨部分的研磨颗粒包含选自由以下组成的组的至少一种材料:碳化物、氮化物、硼化物、氧化物、超研磨剂或其任何组合。在另外的实施例中,第一研磨部分的至少一部分研磨颗粒可以包含成形研磨颗粒。在另一个实施例中,第一研磨部分的研磨颗粒可以包含不同类型的研磨颗粒,包含成形研磨颗粒和非成形研磨颗粒的共混物。在一个具体实施例中,第一研磨部分的研磨颗粒可以包含氧化铝。

在另一个实施例中,研磨颗粒可以以一定含量存在于第一研磨部分中,以促进研磨制品的改进形成和性质。例如,对于第一研磨部分的总体积来说,第一研磨部分可以具有至少5vol%的研磨颗粒含量。例如,对于第一研磨部分的体积来说,研磨颗粒可以以至少10vol%或至少15vol%或至少20vol%或至少25vol%或至少30vol%或至少35vol%的含量存在,如通过应用研磨制品所需的。在另一个非限制性实施例中,对于第一研磨部分的总体积来说,第一研磨部分可以包含不大于70vol%的研磨颗粒,如不大于65vol%或不大于60vol%或不大于55vol%或不大于50vol%或不大于45vol%或不大于40vol%或不大于35vol%或不大于30vol%。在另外的实施例中,第一研磨部分可以包含在包含上述任何最小百分比到最大百分比的范围内的研磨颗粒含量。例如,研磨颗粒的含量可以处于5vol%到70vol%的范围内,如15vol%到45vol%的范围内。

在一个实施例中,第一研磨部分可以包含至少一种不同于研磨颗粒的填充材料。填充材料可以选自由以下组成的组:金属、陶瓷、玻璃质材料、聚合物、针状材料、薄片、粒状材料、纤维材料或其任何组合。在一个具体实施例中,填充材料可以包含以下中的至少一种:短切原丝纤维、玻璃纤维、矿棉、金属纤维、陶瓷纤维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维、硅灰石、玻璃料、滑石、云母、蒙脱石、粘土、成孔剂、中空颗粒、助磨剂、消泡剂或其任何组合。在另一个实施例中,第一研磨部分可以基本上不含填料,如对于第二研磨部分的总体积来说,具有不大于0.1vol%的填料含量。在又另一个实施例中,第一研磨部分可以不含填料。

在一个实施例中,第一研磨部分可以包含特定含量的填充材料,其可以促进研磨制品的改进形成和性质。例如,对于第一研磨部分的总体积来说,填充材料的含量可以是至少1vol%,如或至少2vol%或至少3vol%或至少4vol%或至少5vol%或至少6vol%或至少7vol%或至少8vol%或至少9vol%或至少10vol%或至少12vol%。在另一个非限制性实施例中,对于第一研磨部分的总体积来说,第一研磨部分可以包含不大于30vol%的填充材料,如不大于25vol%或不大于20vol%或不大于18vol%或不大于15vol%或不大于10vol%或不大于8vol%或不大于6vol%或不大于5vol%或不大于4vol%或不大于3vol%或不大于2vol%。在另外的实施例中,第一研磨部分可以包含在包含本文所述的任何最小百分比和最大百分比的范围内的填充材料。例如,对于第一研磨部分的总体积来说,填料含量可以处于1vol%到30vol%的范围内,如3vol%到10vol%的范围内。

在一个实施例中,第一研磨部分可以具有孔隙度。孔隙度可以是各种形式。孔隙度可以在第一研磨部分的整个体积的至少一部分中延伸,并且在某些情况下,可以在第一研磨部分的整个体积中基本均匀地延伸。例如,孔隙度可以是封闭的、开放的或包含闭孔孔隙度和开孔孔隙度。封闭孔隙度可以是离散孔的形式,其通过粘结材料和/或研磨颗粒彼此隔离。这种闭孔孔隙度可以由成孔剂形成。在其它情况下,孔隙度可以是开孔孔隙度,其限定了在第一研磨部分的三维体积的至少一部分中延伸的互连的通道网络。在一个实施例中,孔隙度可以包含选自由以下组成的组的孔隙度类型:闭孔孔隙度、开孔孔隙度和其组合。在另一个实施例中,大部分孔隙度可以包含开孔孔隙度。在一个具体实施例中,所有孔隙度基本上可以是开孔孔隙度。另外,在另一个实施例中,大部分孔隙度可以包含闭孔孔隙度。例如,所有孔隙度可以基本上是闭孔孔隙度。

在一个实施例中,第一研磨部分可以具有一定的孔隙度,以促进研磨制品的改进形成和性质。在一个实施例中,对于第一研磨部分的总体积来说,第一研磨部分的孔隙度可以是至少1vol%。例如,第一部分的孔隙度可以是至少5vol%,或至少10vol%或至少15vol%或至少20vol%或至少25vol%或至少30vol%或至少35vol%或至少40vol%或至少45vol%或至少50vol%或至少55vol%。在另一个非限制性实施例中,对于第一研磨部分的总体积来说,第一研磨部分的孔隙度可以不大于85vol%,如不大于80vol%或不大于70vol%或不大于60vol%或不大于55vol%或不大于50vol%或不大于45vol%或不大于40vol%或不大于30vol%。在另外的实施例中,第一研磨部分可以具有在包含本文所述的任何最小百分比和最大百分比的范围内的孔隙度。例如,对于第一研磨部分的总体积来说,孔隙度可以处于1vol%到85vol%的范围内,如30vol%到60vol%的范围内。

在一个实施例中,第一研磨部分可以包含特定的弹性模量(emod),以便于形成具有改进的机械性能和功能的研磨制品。在一个实施例中,第一研磨部分的emod可以是至少0.9gpa、至少1.5gpa、至少2gpa、至少5gpa、至少8gpa、至少10gpa、至少15gpa、至少20gpa、至少25gpa、至少30gpa、至少35gpa或至少40gpa。在另一个非限制性实施例中,第一研磨部分的emod可以不大于100gpa,如不大于85gpa,如不大于75gpa、不大于50gpa或不大于40gpa。在另外的实施例中,第一研磨部分可以具有在包含本文公开的任何最小值和最大值的范围内的emod。例如,第一研磨部分的emod可以处于包含至少0.9gpa且不大于100gpa的范围内,如包含至少10gpa且不大于75gpa的范围内,或包含至少20gpa且不大于50gpa的范围内。在本公开中,按照制造商说明使用grindosonic装置测量emod。简言之,将内部部分的样品放置成与压电检测器的点接触,并通过轻敲装置激发振动。装置检测到振动频率,并按照制造商提供的说明将其转换为emod。

在一个实施例中,主体可以包含第二研磨部分,其中第二研磨部分与第一研磨部分不同并分开。第二研磨部分可以包含包括在粘结材料内的研磨颗粒。在一个具体实施例中,第二研磨部分可以包含包括在粘结材料的粘结基质的三维网络内的研磨颗粒。在另外的实施例中,粘结材料可以包含有机材料。例如,有机材料可以包含热固性材料或热塑性塑料。在一个实施例中,粘结材料可以包含环氧树脂、聚氨酯、橡胶、聚酰亚胺、聚苯并咪唑、芳族聚酰胺等。在另一个实施例中,粘结材料可以包含环氧树脂、环氧基材料、环氧改性材料等。在一个具体实施例中,第二研磨部分可以包含包括环氧树脂的粘结材料。

在一个实施例中,第二研磨部分可以具有一定含量的粘结材料,其可以促进研磨制品的改进形成和性质。例如,对于第二研磨部分的总体积来说,第二研磨部分可以包含至少2vol%的粘结材料,如至少3vol%或至少4vol%或至少5vol%或至少6vol%或至少7vol%或至少8vol%或至少9vol%或至少10vol%或至少12vol%或至少15vol%或至少18vol%或至少20vol%或至少25vol%或至少30vol%或至少35vol%或至少40vol%或至少45vol%或至少50vol%或至少55vol%或至少60vol%或至少65vol%或至少70vol%。在另一个实例中,对于第二研磨部分的总体积来说,第二研磨部分可以包含不大于80vol%的粘结材料,如或不大于75vol%或不大于70vol%或不大于65vol%或不大于60vol%或不大于55vol%或不大于50vol%或不大于45vol%或不大于40vol%或不大于35vol%或不大于30vol%或不大于25vol%或不大于20vol%或不大于15vol%。在另外的实施例中,第二研磨部分可以包含在包含本文所述的任何最小百分比和最大百分比的范围内的含量的粘结材料。例如,对于第二研磨部分的总体积来说,含量可以处于2vol%到80vol%的范围内,如15vol%到80vol%的范围内。

在一个实施例中,包含在第二研磨部分内的研磨颗粒可以与包含在第一研磨部分中的那些研磨颗粒相同或不同。例如,第二研磨部分的研磨颗粒可以包含选自由以下组成的组的至少一种材料:碳化物、氮化物、硼化物、氧化物、超研磨剂或其任何组合。在另一个实例中,第二研磨部分的至少一部分研磨颗粒可以包含成形研磨颗粒。在又一个实例中,第二研磨部分的研磨颗粒可以包含不同类型的研磨颗粒,包含成形研磨颗粒和非成形研磨颗粒的共混物。在一个具体实施例中,第二研磨部分的研磨颗粒可以包含氧化铝。

在另外的实施例中,包含在第一研磨部分和第二研磨部分中的研磨颗粒可以在材料、平均粒度、形状、性质(例如,硬度和脆性)或其任何组合方面不同。在另一个实施例中,包含在第一研磨部分和第二研磨部分中的研磨颗粒可以包含相同的材料,但具有不同的形状、平均粒度、性质或其任何组合。在一个具体实施例中,第二研磨部分可以包含包括氧化铝的研磨颗粒。在另一个具体实施例中,第一研磨部分和第二研磨部分两者都可以包含包括氧化铝的研磨颗粒。

在一个实施例中,第二研磨部分的研磨颗粒可以以一定含量存在,这可以促进研磨制品的改进形成和性质。在一个实施例中,对于第二研磨部分的总体积来说,第二研磨部分可以具有至少5vol%的研磨颗粒含量,如至少10vol%或至少15vol%或至少20vol%或至少25vol%或至少30vol%或至少35vol%。在另一个实施例中,对于第二研磨部分的总体积来说,第二研磨部分可以包含不大于90vol%的研磨颗粒,如不大于80vol%或不大于70vol%或不大于65vol%或不大于60vol%或不大于55vol%或不大于50vol%或不大于45vol%或不大于40vol%或不大于35vol%或不大于30vol%。在另外的实施例中,第二研磨部分可以包含在包含本文所述的任何最小百分比和最大百分比的范围内的含量的研磨颗粒。例如,对于第二研磨部分的总体积来说,含量可以处于5vol%到90vol%的范围内,如20vol%到90vol%的范围内。

在一个实施例中,第一研磨部分可以包含具有第一平均粒度的研磨颗粒,并且第二研磨部分内的研磨颗粒可以具有与第一平均粒度相同或不同的第二平均粒度。在一个具体实施例中,第二平均粒度可以小于第一平均粒度。

在一个实施例中,研磨制品可以具有第一平均粒度(ap1)与第二平均粒度(ap2)的一定比例(ap1/ap2),以促进改进研磨制品的形成和性质。在一个实施例中,研磨颗粒比可以是至少1。在另一个实例中,研磨颗粒比可以大于1。例如,研磨颗粒比(ap1/ap2)可以是至少1.1或至少1.2或至少1.3或至少1.5或至少2或至少2.5或至少3或至少3.5或至少4或至少4.5或至少5或至少5.5或至少6或至少6.5或至少7或至少7.5或至少8或至少8.5或至少9或至少9.5或至少10或至少11或至少12或至少15。在另一个实施例中,研磨颗粒比(ap1/ap2)可以不大于50,如不大于40或不大于30或不大于20或不大于18或不大于15或不大于12。在另外的实施例中,研磨颗粒比可以处于包含本文所述的任何最小值和最大值的范围内。例如,研磨制品的研磨颗粒比(ap1/ap2)可以处于包含至少1且不大于50的范围内,如大于1到不大于50的范围内,或包含至少3且不大于15的范围内。

在一些应用中,第二平均粒度可以大于第一平均粒度。因此,主体可以包含比率(ap2/ap1),其可以具有与上面针对ap1/ap2所述相同的最大值和最小值。

在一个实施例中,第二研磨部分可以任选地包含填充材料。填充材料可以与研磨颗粒不同。在另一个实施例中,第二研磨部分可以包含选自由以下组成的组的至少一种填充材料:金属、陶瓷、玻璃质材料、聚合物、针状材料、薄片、粒状材料、纤维材料或其任何组合。在另外的实施例中,填充材料可以包含以下中的至少一种:短切原丝纤维、玻璃纤维、矿棉、金属纤维、陶瓷纤维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维、硅灰石、玻璃料、滑石、云母、蒙脱石、粘土、成孔剂、中空颗粒、助磨剂、消泡剂或其任何组合。合适的填充材料的一个特定实例可以包含石墨。在另外的实施例中,第二研磨部分可以包含填充材料,其含量不大于第二研磨部分的总体积的15vol%,如不大于12体积%、不大于10体积%或不大于7体积%。在一些应用中,对于第二研磨部分的总重量,石墨可以以多达5wt%存在于第二研磨部分中,或多达第二研磨部分的总体积的4vol%。在另一个实施例中,第二研磨部分可以基本上不含填料,如对于第二研磨部分的总体积来说,具有不大于0.1vol%的填料含量。

在另一个实例中,第二研磨部分可以包含一定含量的填充材料,这可以有助于改进研磨制品的形成和性质。在一个实施例中,对于第二研磨部分的总体积来说,第二研磨部分可以包含多达55vol%的填充材料。在另外的实施例中,对于第二研磨部分的总体积来说,第二研磨部分可以包含不大于50vol%,如不大于45vol%或不大于40vol%或不大于35vol%或不大于30vol%或不大于25vol%或不大于20vol%或不大于15vol%或不大于10vol%或不大于8vol%或不大于5vol%或不大于2vol%。在另一个实施例中,对于第二研磨部分的总体积来说,第二研磨部分可以包含至少1vol%的填料,或至少2vol%或至少3vol%或至少4vol%或至少5vol%或至少6vol%或至少7vol%或至少8vol%或至少9vol%或至少10vol%或至少12vol%或至少15vol%或至少20vol%或至少25vol%或至少30vol%或至少35vol%。在另外的实施例中,第二研磨部分可以包含在包含本文所述的任何最小百分比和最大百分比的范围内的含量的填充材料。例如,对于第二研磨部分的总体积来说,第二研磨部分可以包含多达50vol%的填充材料,如多达40vol%。在另一个实施例中,第二研磨部分可以包含1vol%到50vol%范围内的填料含量。

在一个实施例中,第二研磨部分可以具有各种形式的孔隙度。例如,孔隙度可以是封闭的、开放的或包含闭孔孔隙度和开孔孔隙度。在一个实施例中,孔隙度可以包含选自由以下组成的组的孔隙度类型:闭孔孔隙度、开孔孔隙度和其组合。在另一个实施例中,大部分孔隙度可以包含开孔孔隙度。在一个具体实施例中,所有孔隙度基本上可以是开孔孔隙度。此外,在另一个实施例中,大部分孔隙度可以包含闭孔孔隙度。例如,所有孔隙度可以基本上是闭孔孔隙度。

在一个实施例中,第二研磨部分可以具有一定含量的孔隙度,其可以促进研磨制品的改进形成和性质。例如,对于第二研磨部分的总体积来说,第二部分可以具有最少1vol%的孔隙度,如至少5vol%或至少10vol%或至少15vol%或至少20vol%或至少25vol%或至少30vol%或至少35vol%。在另一个实例中,对于第二研磨部分的总体积来说,第二研磨部分的孔隙度可以不大于55vol%,如不大于50vol%或不大于45vol%或不大于40vol%或不大于35vol%或不大于30vol%或不大于25vol%或不大于20vol%或不大于15vol%或不大于10vol%或不大于8vol%或不大于5vol%或不大于2vol%。在又一个实施例中,第二研磨部分可以基本上没有孔隙度,如对于第二研磨部分的总体积来说,孔隙度不大于0.5vol%,或者可以没有孔隙度。在另外的实施例中,第二研磨部分可以具有处于包含本文所述的任何最小百分比和最大百分比的范围内的孔隙度含量。例如,第二研磨部分可以具有多达50vol%的孔隙度,如对于第二研磨部分的总体积来说,多达40vol%的孔隙度。在另一个实施例中,第二研磨部分可以具有1vol%到55vol%范围内的孔隙度含量。

在一个实施例中,第二研磨部分可以包含特定的弹性模量(emod),这可以便于形成具有改进的机械性能和功能的研磨制品。以与本文所述的第一研磨部分相同的方式测量第二研磨部分的emod。在一个实施例中,第二研磨部分的emod可以是至少0.5gpa、至少0.9gpa、至少1.5gpa、至少2gpa、至少3gpa、至少4gpa、至少5gpa或更高。在另外的实施例中,第二研磨部分的emod可以是至少6gpa、至少7gpa、至少10gpa、至少15gpa或至少25gpa。在另一个实施例中,第二研磨部分的emod可以不大于100gpa。例如,第二研磨部分的emod可以不大于85gpa,如不大于75gpa、不大于50gpa、不大于35gpa或不大于15gpa。在另外的实施例中,第二研磨部分的emod可以处于包含本文公开的任何最小值和最大值的范围内。例如,第二研磨部分的emod可以处于包含至少0.5gpa且不大于100gpa的范围内,如处于包含至少0.9gpa且不大于85gpa的范围内。

在另一个实施例中,研磨制品可以包含包括第一研磨部分和第二研磨部分的主体。在另外的实施例中,第一研磨部分和第二研磨部分可以直接或间接地彼此联接。例如,如胶等粘合剂可以用于将研磨部分直接彼此附接。例如,第一研磨部分直接粘结到第二研磨部分。在又一个实施例中,主体可以包含一个或多个额外部分(例如,第三研磨部分),其可以安置在第一研磨部分与第二研磨部分之间。

在另外的实施例中,主体可以包含至少第三研磨部分,其直接或借助于粘合剂联接到第一研磨部分或第二研磨部分。第三研磨部分可以包含包括在粘结材料的粘结基质中的研磨颗粒。粘结材料可以包含本公开中所述的无机材料或有机材料。第三研磨部分可以包含本文所述的第一研磨部分或第二研磨部分的任何其它组分和含量。

在一个实施例中,主体可以包含内部部分。内部部分可以联接到第一研磨部分和第二研磨部分。在一个具体实施例中,研磨制品可以包含主体,所述主体包含第一研磨部分、第二研磨部分和内部部分。在一个更具体的实施例中,主体可以包含直接联接到第一研磨部分和第二研磨部分的内部部分。应当理解,内部部分可以联接到任何其它额外的研磨部分。

图1包含一个实施例的研磨制品的侧视图的图示。如图所示,研磨制品100可以是具有主体的轮子,所述主体包含第一部分110和内部部分130。内部部分130限定穿过主体的中心孔160。相同研磨制品的相对侧在图2中示出。第二研磨部分120也附接到内部部分130。相同研磨制品的横截面视图包含在图3中。如图所示,内部部分130附接到第一研磨部分110和第二研磨部分120两者。

在一个实施例中,内部部分可以具有沿着主体的纵轴延伸的限定主体的长度的长度。在一个具体实施例中,内部部分的长度可以延伸主体的整个长度。在另一个实施例中,第一研磨部分的长度可以延伸主体的总长度的一部分。在又另一个实施例中,第二研磨部分的长度可以延伸主体的长度的一部分。如图3中所示,内部部分130具有延伸达到主体的整个长度lb的长度li。第一部分110具有长度l1,并且第二部分120具有长度l2。l1和l2的总和是主体的总长度lb。

在一个实施例中,内部部分可以包含粘结材料,所述粘结材料包含可以促进研磨制品的改进形成和操作的有机材料。包含在内部部分中的粘结材料可以与包含在第二研磨部分中的粘结材料相同或不同。在一个实施例中,内部部分可以包含热固性材料或热塑性塑料。在另一个实施例中,内部部分可以包含环氧树脂、环氧基材料或环氧改性材料。在一个具体实施例中,内部部分可以包含环氧树脂。在另一个具体实施例中,内部部分和第二研磨部分均可以包含环氧树脂。在一个更具体的实施例中,内部部分可以包含与包含在第二研磨部分中的环氧树脂不同的环氧树脂。在另一个更具体的实施例中,内部部分和第二研磨部分可以包含相同的环氧树脂。

在一个实施例中,内部部分可以包含一定含量的粘结材料,以促进研磨制品的改进形成和性质。在一个实施例中,对于内部部分的总体积来说,内部部分可以包含至少2vol%的粘结材料,如至少3vol%或至少4vol%或至少5vol%或至少6vol%或至少7vol%或至少8vol%或至少9vol%或至少10vol%或至少12vol%或至少15vol%或至少18vol%或至少20vol%或至少25vol%或至少30vol%或至少35vol%或至少40vol%或至少45vol%或至少55vol%或至少57vol%或至少60vol%或至少65vol%或至少70vol%或至少75vol%或至少80vol%或至少82vol%或至少85vol%或至少90vol%或至少95vol%或至少99vol%。在另一个实施例中,对于内部部分的总体积来说,内部部分可以包含不大于99.99vol%的粘结材料,如不大于95vol%或不大于90vol%或不大于85vol%或不大于82vol%或不大于80vol%不大于75vol%或不大于70vol%或不大于65vol%或不大于60vol%或不大于55vol%或不大于50vol%或不大于45vol%或不大于40vol%或不大于35vol%或不大于30vol%或不大于25vol%或不大于20vol%或不大于15vol%或不大于10vol%。在另外的实施例中,内部部分可以包含处于包含本文所述的任何最小百分比和最大百分比的范围内的粘结材料含量。例如,对于内部部分的总体积来说,内部部分可以包含处于3vol%到99.99vol%范围内的粘结材料含量,如处于40vol%到95vol%的范围内或处于57vol%到82vol%的范围内。

在一个实施例中,内部部分可以包含研磨颗粒、填料或两者,其可以促进研磨制品的改进形成和操作。在另一个实施例中,内部部分可以包含包括在粘结材料的粘结基质内的研磨颗粒。在又另一个实施例中,内部部分可以包含与第二研磨部分内包含的研磨颗粒相同的研磨颗粒。在又一个实施例中,内部部分的研磨颗粒可以与第二研磨部分的那些研磨颗粒不同。在又另一个实施例中,内部部分的研磨颗粒可以包含选自由以下组成的组的至少一种材料:碳化物、氮化物、硼化物、氧化物、超研磨剂或其任何组合。在另外的实施例中,内部部分的至少一部分研磨颗粒可以包含成形研磨颗粒。在另一个实施例中,内部部分的研磨颗粒可以包含不同类型的研磨颗粒,包含成形研磨颗粒和非成形研磨颗粒的共混物。在一个具体实施例中,内部部分可以包含包括氧化铝的研磨颗粒。在一个更具体的实施例中,内部部分可以包含研磨颗粒,所述研磨颗粒包含立方白色氧化铝。

在一个实施例中,内部部分可以包含一定含量的研磨颗粒,这可以促进研磨制品的改进形成和性质。例如,对于内部部分的总体积来说,内部部分可以包含至少5vol%含量的研磨颗粒,如至少7vol%或至少9vol%或至少10vol%或至少15vol%或至少20vol%或至少25vol%或至少30vol%或至少35vol%。在另一个实施例中,对于内部部分的总体积来说,内部部分可以包含不大于80vol%的研磨颗粒,如不大于75vol%或不大于70vol%或不大于65vol%或不大于60vol%或不大于55vol%或不大于50vol%或不大于45vol%或不大于40vol%或不大于35vol%或不大于30vol%或不大于25vol%或不大于20vol%或不大于15vol%或不大于10vol%。在另外的实施例中,内部部分可以包含处于包含本文所述的任何最小百分比到最大百分比的范围内的含量的研磨颗粒。例如,对于内部部分的总体积来说,内部部分可以包含处于5vol%到80vol%范围内的研磨颗粒含量,如处于10vol%到55vol%的范围内或处于9vol%到43vol%的范围内。在一个具体实施例中,内部部分可以基本上不含研磨颗粒,如对于内部部分的总体积来说,内部部分内的研磨颗粒的含量不大于0.5vol%。在另一个具体实施例中,内部部分可以包含填充材料,并且可以基本上不含或不含研磨颗粒。

在另外的实施例中,内部部分的研磨颗粒可以具有一定的平均粒度,这可以促进改进研磨制品的形成和性能。例如,平均粒度可以是至少10微米,如至少15微米、至少26微米、至少40微米、至少55微米、至少58微米、至少63微米、至少66微米、至少70微米、至少85微米或至少120微米。在另外的实施例中,平均粒度可以不大于210微米,如不大于185微米、不大于160微米、不大于140微米、不大于120微米、不大于105微米、不大于85微米、不大于70微米或不大于66微米。此外,内部部分的研磨颗粒的平均粒度可以处于包含本文所述的任何最小值和最大值的范围内。

在一个实施例中,内部部分可以包含包括在粘结材料内的填料。在另外的实施例中,填料可以不同于研磨颗粒。例如,填料可以包含与研磨颗粒不同的材料。在另一个实例中,填料的硬度可以小于研磨颗粒的硬度。在另一个具体实施例中,内部部分可以包含至少一种填充材料,所述填充材料包含在粘结材料的粘结基质内并且基本上不含研磨颗粒。在又另一个实施例中,内部部分可以包含研磨颗粒和填充材料。在又另一个实施例中,内部部分可以基本上不含研磨颗粒和填充材料。

在一个实施例中,内部部分可以包含选自由以下组成的组的至少一种填充材料:金属、陶瓷、玻璃质材料、聚合物、针状材料、薄片、粒状材料、纤维材料或其任何组合。在一个具体实施例中,填充材料可以包含以下中的至少一种:短切原丝纤维、玻璃纤维、矿棉、金属纤维、陶瓷纤维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维、硅灰石、玻璃料、滑石、云母、蒙脱石、粘土、成孔剂、中空颗粒、助磨剂、消泡剂或其任何组合。短切原丝纤维的实例可以包含玄武岩纤维、玻璃纤维或其组合。在一个具体实施例中,内部部分可以包含具有一定长度、宽度或两者的短切原丝纤维,其可以促进改进研磨制品的形成和性能。例如,短切原丝纤维的直径可以是至少6微米,如至少8微米、至少10微米或至少12微米。在另一个实例中,短切原丝纤维的直径可以不大于18微米,如不大于16微米、不大于15微米、不大于13微米、不大于12微米或不大于10微米。此外,短切原丝纤维的直径可以处于包含本文所述的任何最小值和最大值的范围内,如包含至少9微米且不大于12微米的范围内。替代性地或额外地,短切原丝纤维的长度可以是至少2mm,如至少2.5mm、至少3mm、至少3.2mm或至少3.8mm或至少4mm或至少4.3mm或至少4.5mm。在另一个实例中,短切原丝纤维的长度可以不大于5.6mm,如不大于5.3mm或不大于5.1mm或不大于4.8mm或不大于4.5mm或不大于4mm。此外,短切原丝纤维的长度可以处于包含本文所公开的任何最小值和最大值的范围内,如包含至少2mm且不大于5.6mm的范围内或包含至少4mm且不大于5mm的范围内。在至少一个具体实施例中,内部研磨部分可以包含短切玻璃纤维。更具体地说,短切原丝玻璃纤维可以具有本文所述的任何直径和/或长度。

在一个实施例中,内部部分可以包含一定含量的填料,以促进研磨制品的改进形成和性质。在一个实施例中,对于内部部分的总体积来说,内部部分可以包含至少1vol%的填料,如至少2vol%或至少3vol%或至少4vol%或至少5vol%或至少6vol%或至少7vol%或至少8vol%或至少9vol%或至少10vol%或至少12vol%或至少15vol%或至少20vol%或至少25vol%或至少30vol%或至少35vol%或至少40vol%或至少45vol%或至少50vol%或至少55vol%或至少60vol%或至少65vol%或至少70vol%或至少75vol%。在另一个实施例中,对于内部部分的总体积来说,内部部分可以包含不大于80vol%的填料,如不大于75vol%或不大于70vol%或不大于65vol%或不大于60vol%不大于55vol%或不大于50vol%或不大于45vol%或不大于40vol%或不大于35vol%或不大于30vol%或不大于25vol%或不大于20vol%或不大于15vol%或不大于10vol%或不大于8vol%或不大于5vol%或不大于3vol%或不大于1vol%。在另外的实施例中,内部部分可以包含处于包含本文所述的任何最小百分比到最大百分比的范围内的填料含量。例如,对于内部部分的总体积来说,内部部分可以包含处于1vol%到80vol%范围内的含量的填料,如处于3vol%到50vol%的范围内。

在一个实施例中,内部部分可以具有一定含量的孔隙度,这可以有助于改进研磨制品的形成和性质。例如,对于内部部分的总体积来说,内部部分可以具有至少1vol%的孔隙度,或至少5vol%或至少10vol%或至少15vol%或至少20vol%或至少25vol%或至少30vol%。在另一个实施例中,对于内部部分的总体积来说,内部部分可以具有不大于50vol%的孔隙度,或不大于45vol%或不大于40vol%或不大于35vol%或不大于30vol%或不大于25vol%或不大于20vol%或不大于15vol%或不大于10vol%。在另外的实施例中,内部部分可以具有处于包含本文所述的任何最小百分比到最大百分比的范围内的含量的孔隙度。例如,对于内部部分的总体积来说,内部部分可以具有处于1vol%到50vol%范围内的含量的孔隙度,如处于5vol%到30vol%的范围内。在另一个具体实施例中,内部部分可以基本上没有孔隙度,如对于内部部分的总体积来说,孔隙度的含量不大于0.5vol%。

在一个实施例中,内部部分可以包含特定的弹性模量(emod),这可以便于形成具有改进的机械性能和功能的研磨制品。以与本文所述的其它部分相同的方式测量内部部分的emod。在非限制性实施例中,内部部分的emod可以是至少0.5gpa,如至少0.9gpa、至少1.2gpa、至少1.8gpa、至少2.5gpa或至少4gpa。在另外的实施例中,内部部分的emod可以是至少6gpa、至少7gpa、至少10gpa、至少15gpa或至少25gpa。在另一个非限制性实施例中,内部部分的emod可以不大于100gpa。例如,内部部分的emod可以不大于85gpa,如不大于75gpa、不大于50gpa、不大于35gpa或不大于15gpa。在另外的实施例中,内部部分的emod可以处于包含本文公开的任何最小值和最大值的范围内。例如,内部部分的emod可以处于包含至少0.5gpa且不大于100gpa的范围内,如包含至少0.9gpa且不大于75gpa的范围内,或包含至少1.8gpa且不大于50gpa的范围内。

在另外的实施例中,第二研磨部分的emod可以不同于内部部分的emod。例如,第二研磨部分的emod可以大于内部部分的emod。在另一个实例中,与第二研磨部分相比,内部部分的emod可以更大。在又另一个实施例中,第二研磨部分和内部部分的emod是相同的。

在另外的实施例中,研磨制品可以具有第二研磨部分emod(emod2)与内部部分emod(emodi)的特定emod比(emod2/emodi),这可以有助于改进研磨制品的形成和性质。在一个实施例中,emod比(emod2/emodi)可以是至少1,如至少1.1或至少1.2或至少1.5或至少2或至少3或至少4或至少5或至少8或至少10或至少20或至少50或至少100。在另一个实例中,emod比(emod2/emodi)可以不大于500或不大于400或不大于300或不大于200或不大于100或不大于75或不大于50。在另外的实施例中,emod比(emod2/emodi)可以处于包含本文所述的任何最小值和最大值的范围内。例如,emod比(emod2/emodi)可以处于至少1且不大于500的范围内,如处于至少5到不大于100的范围内。

在另外的实施例中,研磨制品可以具有内部部分emod(emodi)与第二研磨部分emod(emod2)的特定emod比(emodi/emod2),这可以有助于改进研磨制品的形成和性质。在一个实施例中,emod比(emodi/emod2)可以是至少1,如至少1.1或至少1.2或至少1.5或至少2或至少3或至少4或至少5或至少8或至少10或至少20或至少50或至少100。在另一个实例中,emod比(emodi/emod2)可以不大于500或不大于400或不大于300或不大于200或不大于100或不大于75或不大于50。在另外的实施例中,emod比(emodi/emod2)可以处于包含本文所述的任何最小值和最大值的范围内。例如,emod比(emodi/emod2)可以处于至少1且不大于500的范围内,如处于至少5到不大于100的范围内。

在另外的实施例中,研磨制品可以具有第一研磨部分emod(emod1)与第二研磨部分emod(emod2)的特定emod比(emod1/emod2),这可以有助于改进研磨制品的形成和性质。在一个实施例中,emod比(emod1/emod2)可以是至少1,如至少1.1或至少1.2或至少1.5或至少2或至少3或至少4或至少5或至少8或至少10或至少20或至少50或至少100。在另一个实例中,emod比(emod1/emod2)可以不大于500或不大于400或不大于300或不大于200或不大于100或不大于75或不大于50。在另外的实施例中,emod比(emod1/emod2)可以处于包含本文所述的任何最小值和最大值的范围内。例如,emod比(emod1/emod2)可以处于至少1且不大于500的范围内,如处于至少5到不大于100的范围内。

在另外的实施例中,研磨制品可以具有第一研磨部分emod(emod1)与内部部分emod(emodi)的特定emod比(emod2/emodi),这可以有助于改进研磨制品的形成和性质。在一个实施例中,emod比(emod1/emodi)可以是至少1,如至少1.1或至少1.2或至少1.5或至少2或至少3或至少4或至少5或至少8或至少10或至少20或至少50或至少100。在另一个实例中,emod比(emod1/emodi)可以不大于500或不大于400或不大于300或不大于200或不大于100或不大于75或不大于50。在另外的实施例中,emod比(emod1/emodi)可以处于包含本文所述的任何最小值和最大值的范围内。例如,emod比(emod1/emodi)可以处于至少1且不大于500的范围内,如处于至少5到不大于100的范围内。

在一个实施例中,研磨制品的主体可以包含第一研磨部分、第二研磨部分和内部部分,其中第二研磨部分可以与内部部分一起一体地形成,使得其形成同一部分。在另外的实施例中,第二部分和内部部分可以限定粘结第一研磨部分的同一整体部分。根据这些实施例的示例性研磨制品的图示包含在图4a、4b和5中。图图4a包含研磨制品400的侧视图的图示,其示出了第一研磨部分410和限定通孔460的内部部分430。研磨制品400的相对侧在图4b中示出。第二研磨部分420和内部部分430是限定孔460的同一整体部分,并且在第二研磨部分420与内部部分430之间没有形成界面。图5包含图4a和4b的同一研磨制品的横截面视图的图示。第二研磨部分420和内部部分430的整体部分联接到第一研磨部分410。这些实施例的第一研磨部分和第二研磨部分可以具有与本文所述的其它实施例的第一研磨部分和第二研磨部分相同的特征。在另一个实施例中,第二研磨部分可以具有如上所述的内部部分的任何特征。因此,根据一个实施例,主体的第二部分和内部部分可以是相同的。

图6包含示出制备根据一个实施例的研磨制品的过程的流程图。如图所示,第一研磨部分和第二研磨部分可以分开形成,并且过程可以根据需要在步骤601或603处开始,形成包含研磨颗粒和粘合剂或前体粘结材料的第一混合物或第二混合物。前体粘结材料可以形成最终形成的研磨部分的粘结材料。示例性前体粘结材料可以包含玻璃料、玻璃化材料或树脂。

粘结材料或前体粘结材料可以呈粉末或液体的形式,其可以与研磨颗粒混合。第一混合物和第二混合物可以是干的或湿的。混合物还可以包含一种或多种任选的添加剂,包含例如次级研磨颗粒、填充材料等。可以在第一混合物中添加粘合剂以促进粘结材料的粘结。在某些实例中,可以使用合适的混合操作来实现组分在混合物内的均匀分散。

在一个实施例中,各种研磨颗粒可以适合于形成第一研磨部分、第二研磨部分和内部部分。示例性的研磨颗粒可以包含氧化物、碳化物、碳基材料(例如,金刚石)、氮化物、硼化物、碳氧化物、氮氧化物、硼氧化物或其任何组合。在另一个实施例中,研磨颗粒可以包含超研磨材料。在另外的实施例中,研磨颗粒可以包含包括以下的材料:二氧化硅、碳化硅、氧化铝、氧化锆、燧石、石榴石、金刚砂、稀土氧化物、含稀土材料、氧化铈、溶胶-凝胶衍生颗粒、石膏、氧化铁、含玻璃的颗粒、烧结的铝土矿、立方氮化硼、金刚石或其组合。在一个具体实施例中,研磨颗粒可以包含氧化铝基研磨颗粒。例如,研磨颗粒可以包含棕色熔融氧化铝、白色氧化铝(例如,立方白氧化铝颗粒和尖锐白氧化铝颗粒)、晶种凝胶研磨料、带添加剂的烧结氧化铝、成型和烧结氧化铝、粉红色氧化铝、红宝石氧化铝、单晶氧化铝、氧化铝氧化锆研磨料、氮氧化铝、烧结氧化铝、挤压氧化铝、纳米晶氧化铝或其任何组合。在一个更具体的实施例中,研磨颗粒可以基本上由氧化铝,如α氧化铝组成。在另一个实施例中,研磨颗粒的莫氏硬度(mohshardness)可以是或至少7,如至少8,或甚至至少9。

在另外的实施例中,研磨颗粒可以包含成形研磨颗粒。例如,包含在第一研磨部分、第二研磨部分或内部部分内的至少一部分研磨颗粒可以包含成形研磨颗粒。在又一个实施例中,研磨颗粒可以包含不同类型的研磨颗粒,包含成形研磨颗粒和非成形研磨颗粒的共混物。

在另一个实施例中,次级研磨颗粒可以包含氧化铝、碳化硅、立方氮化硼、金刚石、燧石和石榴石颗粒和其任何组合。

在另一个实施例中,填充材料可以包含有机材料和无机材料。填充材料可以或可以不存在于最终形成的研磨制品中。在另外的实施例中,填充材料可以选自金属、陶瓷、玻璃质材料、聚合物、针状材料、薄片、粒状材料、纤维材料、纤维(例如碳或玻璃)和其任何组合。在又一个实施例中,填充材料可以包含气泡玻璃、短切原丝纤维、玻璃纤维、矿棉、金属纤维、陶瓷纤维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维、硅灰石、玻璃料、滑石、云母、蒙脱石、粘土、成孔剂、中空颗粒、助磨剂、消泡剂、kevlar或其任何组合。

合适的粘合剂可以包含水以帮助混合所有组分以形成均匀混合物。

在形成包含所有所需组分的第一混合物或第二混合物之后,通过处理混合物以形成第一研磨部分或第二研磨部分,过程可以在步骤602或603处继续。一些合适的处理实例可以包含加热、固化、聚合、压制或其组合。例如,可以处理第一混合物以形成包含合适组分的生坯,如玻璃料材料和研磨颗粒。特别地,可以使用期望的成形设备成形第一混合物以形成生坯。在一些实例中,可以在热处理之前干燥生坯。示例性干燥方法可以包含使用干燥器。在一些实例中,可以将生坯放置在35℃到100℃的温度下的干燥器中数天。可以进行热处理以形成玻璃质粘结的研磨部分。例如,生坯可以在至少400℃的温度下进行热处理。在另一个实施例中,生坯可以被热处理到成形温度,所述成形温度可以为研磨颗粒提供足够的热量以与粘结材料粘结。在一些实例中,生坯可以在窑中进行热处理。在另一个实例中,成形温度可以是至少800℃,如至少850℃,或至少875℃。在另一个实施例中,成形温度可以有助于降低粘结材料中包含的某些材料的反应性。例如,成形温度可以不大于1420℃,如不大于1300℃,或不大于1250℃。在另外的实施例中,成形温度可以处于包含本文公开的任何最小值和最大值的范围内,如包含至少800℃且不大于1420℃的范围内或包含至少850℃且不大于1300℃的范围内。在另一个实施例中,生坯可以在成形温度下处理至少2小时到不大于200小时,以形成玻璃质第一研磨部分。

第二混合物可以包含包括有机材料的前体材料,如天然有机材料或合成有机材料。在一个实施例中,有机材料可以包含聚合物,如可固化聚合物。在另一个实施例中,有机材料可以包含光固化材料。在又一个实施例中,有机材料可以包含树脂,如酚醛树脂、环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯、橡胶、聚酰亚胺、聚苯并咪唑、芳族聚酰胺、改性酚醛树脂(如:环氧改性和橡胶改性树脂,或与增塑剂等共混的酚醛树脂)或其任何组合。在一个具体实施例中,前体粘结材料可以包含环氧树脂。

在另一个实施例中,前体粘结材料可以包含固化剂,如硬化剂或交联剂。固化剂或交联剂可以包含胺、咪唑、酸酐、酚(例如,双酚a或酚醛清漆)、硫醇等。示例性的胺可以包含叔胺或咪唑亚乙基二胺;亚乙基三胺;甲胺等。

在形成包含如前体粘结材料和研磨颗粒的第二混合物之后,过程可以继续到步骤604,其可以包含处理混合物以形成第二研磨部分。处理可以包含在合适的成形设备中成形第二混合物,如具有所需形状的模具。处理可以进一步包含在适当的温度下固化第二混合物以形成有机粘结的第二研磨部分。固化温度的选择取决于例如如所用粘结材料的类型、所需的强度、硬度和研磨性能等因素。在一个实施例中,固化可以在加热的情况下进行。在至少一个实施例中,固化温度可以处于包含至少120℃到不大于250℃的范围内。在一些实例中,固化可以在室温下(20℃到25℃)在存在适当的固化剂下进行,如使用胺或聚氨基酰胺硬化剂,以使某些环氧树脂在室温下固化。在一些其它实例中,光可以用于固化合适的树脂。固化可以进行一段时间。例如,第二混合物可以在最终固化温度下保持一段时间,如6小时与48小时之间、10小时与24小时之间或直到混合物达到交联温度或获得所需的密度。

在步骤605处,在形成第一研磨部分和第二研磨部分之后,可以通过联接研磨部分形成子组合件。在一个实施例中,第一研磨部分和第二研磨部分的中心孔可以对齐,使得子组合件可以具有穿过子组合件的总厚度的中心孔。在一个具体实施例中,第一研磨部分和第二研磨部分可以形成使得中心孔可以具有相同或相似的直径。在另一个实施例中,第一研磨部分和第二研磨部分可以具有或不具有相同的厚度。在一个具体实施例中,第一研磨部分可以具有比第二研磨部分更大的厚度。在另一个具体实施例中,第一研磨部分和第二研磨部分可以具有相同或相似的厚度。在又另一个实施例中,第一研磨部分和第二研磨部分可以具有相同或相似的周长。在另一个实施例中,联接可以包含将一个研磨部分粘附到另一个。

过程可以在步骤606处继续。可以制备并形成内部混合物,包含上面公开的前体粘结材料。在至少一个实施例中,前体粘结材料可以包含环氧树脂和至少一种硬化剂。环氧树脂和硬化剂可以以可以允许发生化学计量反应和完全聚合反应的比例混合。当使用多于一种硬化剂时,可以调节硬化剂之间的比例以根据应用的需要改变内部部分的性质(例如,弹性)。在一个方面,环氧树脂可以是非结晶的。在另一个方面,环氧树脂可以具有一定的粘度,这可以有助于改进研磨制品的形成。合适的粘度可以是5000mpa·s到50000mpa·s。在一个具体实施例中,前体粘结材料可以基本上由环氧树脂和硬化剂组成。在一个更具体的实施例中,前体粘结材料可以基本上由环氧树脂、第一硬化剂和第二硬化剂组成。

内部混合物可以包含一定含量的前体粘结材料,这可以有助于改进研磨制品的形成。例如,对于内部混合物的总重量,含量可以大于20wt%,如大于23wt%、大于24wt%或大于26wt%。在另一个实施例中,对于内部混合物的总重量,前体粘结材料的含量可以是至少28wt%,如至少31wt%、至少35wt%、至少39wt%、至少42wt%、至少44wt%、至少46wt%、至少49wt%、至少51wt%、至少53wt%。在另外的实施例中,对于内部混合物的总重量,前体粘结材料的含量可以小于60wt%,如小于58wt%、小于56wt%或小于54wt%。在又一个实施例中,前体粘结材料的含量可以不大于53wt%,不大于51wt%,不大于49wt%,不大于47wt%,不大于46wt%,不是大于43wt%,不大于39wt%,不大于37wt%,不大于34wt%,或不大于30wt%。此外,前体粘结材料可以以处于包含本文所述的任何最小值和最大值的范围内的含量存在于内部混合物中。在一个具体实施例中,对于混合物的总重量,内部混合物包含大于26wt%并且小于54wt%的前体粘结材料。

内部混合物可以任选地包含研磨颗粒或本文所述的填充材料或两者。在一个实施例中,混合物可以包含一定含量的研磨颗粒,其可以有助于改进研磨制品的形成。例如,对于内部混合物的总重量,研磨颗粒的含量可以小于80wt%、小于76wt%或小于74wt%。在另一个实施例中,对于内部混合物的总重量,含量可以不大于72wt%,如不大于69wt%、不大于66wt%、不大于62wt%、不大于59wt%、不大于57wt%、不大于53wt%或不大于50wt%或不大于48wt%或不大于45wt%。在另外的实施例中,对于内部混合物的总重量,研磨颗粒的含量可以大于30wt%,大于36wt%,大于42wt%,或大于46wt%。在另外的实施例中,对于内部混合物的总重量,研磨颗粒含量可以是至少47wt%,至少48wt%,至少51wt%,至少54wt%,至少56wt%,至少58wt%,至少61wt%,或至少63wt%。此外,研磨颗粒的含量可以处于包含本文所述的任何最小百分比和最大百分比的范围内,如大于46wt%并且小于74wt%。

根据至少一个实施例,前体粘结材料可以以一定比例wpb/wa与研磨颗粒混合,其中wa和wpb分别代表研磨颗粒和前体粘结材料的含量。在一个方面,比例(wpb/wa)可以大于0.2,如大于0.3。在另一个方面,比例(wpb/wa)可以是至少0.4,至少0.6,至少0.7,至少0.85或至少1.1。在另一个长宽比中,比例(wpb/wa)可以不大于1.2,不大于1.1,不大于0.9,不大于0.85,不大于0.7,不大于0.5,或不大于0.4。此外,比例(wpb/wa)可以处于包含本文所公开的任何最小值和最大值的范围内。

在至少一个实施例中,内部混合物可以包含一定含量的填充材料,其可以有助于改进研磨制品的形成。例如,对于内部混合物的总重量,填充材料的含量可以是至少1wt%,如至少2wt%、至少3wt%、至少5wt%、至少7wt%、至少9wt%、至少11wt%、至少13wt%、至少15wt%、至少17wt%、至少19wt%。在另一个实例中,对于内部混合物的总重量,填料含量可以不大于35wt%,如不大于30wt%、不大于27wt%、不大于25wt%或不大于23wt%或不大于20wt%。此外,填料含量可以处于包含本文所述的任何最小百分比和最大百分比的范围内,如对于内部混合物的总重量,包含至少1wt%并且不大于30wt%的范围内。在另一个实施例中,内部混合物可以基本上不含填充材料,如对于内部混合物的总重量,包含不大于0.1wt%的纤维材料。

过程可以在步骤607处继续。在一个实施例中,将内部部分联接到子组合件可以包含单独地形成内部部分并将内部部分联接到子组合件。例如,可以将内部混合物放入合适的成形设备中,并在本文公开的合适条件下固化形成内部部分。然后可以借助于粘合剂将内部部分联接到第一研磨部分和第二研磨部分两者,以形成研磨制品。

在另一个实施例中,将内部部分联接到子组合件可以包含同时在第一研磨部分和第二研磨部分上一体地形成内部部分。例如,子组合件可以放置在成形设备(例如,具有所需形状的模具)中以收纳内部混合物,所述内部混合物可以呈液体形式。内部混合物可以同时浇铸到第一研磨部分和第二研磨部分两者的内表面上。固化可以在本文公开的合适条件下进行。可以使内部混合物同时固化到第一研磨部分和第二研磨部分的内表面,以形成包含粘结到第一研磨部分和第二研磨部分的内部部分的研磨制品。

在一个实施例中,研磨部分和内部部分可以在联接之前根据需要进行修整、检查和平衡。

图7包含示出形成包含第一部分和第二部分的研磨制品的过程的流程图。过程可以包含:形成第一研磨部分,形成具有凸缘部分的第二研磨部分,以及将第一研磨部分联接到第二研磨部分,使得第一研磨部分粘附到第二研磨部分的凸缘部分。过程在下面更详细地描述。

步骤701、702和703可以以与图6中公开且本文描述的相同方式执行。因此,形成第一研磨部分可以包含形成包含玻璃料材料和研磨颗粒的生坯,并在至少400℃的温度下对生坯进行热处理以形成玻璃质粘结研磨部分。在至少一个实施例中,第一研磨部分可以放置在合适的成形设备(例如,模具)中,其侧表面朝上以收纳第二混合物。根据本文的实施例,第二混合物可以包含粘合剂前体,所述粘合剂前体包含合适的聚合物和研磨颗粒。

在步骤704处,可以将第二混合物浇铸到第一研磨部分的内表面和顶侧表面上,而在第二混合物与第一研磨部分之间没有中间层,并使其固化以形成有机粘结的研磨部分。在一个实施例中,第二研磨部分可以形成为具有凸缘部分。特别地,具有凸缘部分的第二研磨部分可以与第一研磨部分一体形成。在另一个实施例中,第二研磨部分可以形成为包含内部部分。在一个具体实施例中,第二研磨部分和内部部分可以形成为限定同一整体部分。甚至更特别地,第二研磨部分和内部部分是同一部分。

替代性地,在步骤704处,可以单独形成第二研磨部分。例如,可以将第二混合物浇铸到模具中并使其固化。然后,可以通过使用粘合剂将第二研磨部分联接到第一部分。

许多不同方面和实施例是可能的。本文描述了那些方面和实施例中的一些。在阅读此说明书之后,技术人员将了解,那些方面和实施例仅是说明性的并且不限制本发明的范围。实施例可以与如下所列的实施例中的任何一种或多种一致。

实施例1.一种研磨制品,其包括:

主体,其包含:

包括研磨颗粒的第一研磨部分,所述研磨颗粒包含在包括玻璃质材料的粘结材料内;

包括研磨颗粒的第二研磨部分,所述研磨颗粒包含在包括有机材料的粘结材料内,其中所述第二研磨部分联接到所述第一研磨部分;以及

内部部分,其限定穿过所述主体的中心孔,所述内部部分联接到所述第一研磨部分和所述第二研磨部分,

其中所述主体包括至少65米/秒的平均爆裂速度。

实施例2.根据实施例1所述的研磨制品,其中所述第一研磨部分直接粘结到所述第二研磨部分。

实施例3.根据实施例1所述的研磨制品,其进一步包括至少第三研磨部分,所述第三研磨部分联接到所述第一研磨部分或所述第二研磨部分。

实施例4.根据实施例1所述的研磨制品,其中所述主体的平均爆裂速度是至少70米/秒或至少75米/秒或至少80米/秒或至少85米/秒或至少90米/秒或至少95米/秒或至少100米/秒或至少110米/秒或至少120米/秒或至少130米/秒或至少140米/秒或至少150米/秒或至少160米/秒或至少170米/秒或至少180米/秒。

实施例5.根据实施例1所述的研磨制品,其中所述主体的爆裂速度不大于200米/秒或不大于180米/秒或不大于150米/秒。

实施例6.根据实施例1所述的研磨制品,其进一步包括处于所述第一研磨部分与所述第二研磨部分之间的粘合剂。

实施例7.根据实施例1所述的研磨制品,其中内部部分包括以下中的至少一个:

材料,其包括有机材料;

弹性模量(emod),其处于至少0.5gpa且不大于100gpa的范围内。

实施例8.根据实施例1所述的研磨制品,其中所述第二研磨部分包括第二emod并且所述内部部分包括内部emod,并且其中所述第二emod大于所述内部emod。

实施例9.根据实施例1所述的研磨制品,其中所述第二研磨部分包括第二emod并且所述内部部分包括内部emod,并且其中所述第二emod小于所述内部emod

实施例10.根据实施例1所述的研磨制品,其进一步包括emod比(emod2/emodi),其中emod2表示所述第二研磨部分的emod并且emodi表示所述内部部分的emod,其中所述emod比(emod2/emodi)是至少1或至少1.1或至少1.2或至少1.5或至少2或至少3或至少4或至少5或至少8或至少10或至少20或至少50或至少100。

实施例11.根据实施例10所述的研磨制品,其中所述emod比(emod2/emodi)不大于500或不大于400或不大于300或不大于200或不大于100或不大于75或不大于50。

实施例12.根据实施例1所述的研磨制品,其进一步包括emod比(emodi/emod2),其中emodh2表示所述第二研磨部分的emod并且emodi表示所述内部部分的emod,其中所述emod比(emodi/emod2)是至少1或至少1.1或至少1.2或至少1.5或至少2或至少3或至少4或至少5或至少8或至少10或至少20或至少50或至少100。

实施例13.根据实施例12所述的研磨制品,其中所述emod比(emodi/emod2)不大于500或不大于400或不大于300或不大于200或不大于100或不大于75或不大于50。

实施例14.根据实施例1所述的研磨制品,其进一步包括emod比(emod1/emod2),其中emod1表示所述第一研磨部分的emod并且emod2表示所述第二研磨部分的emod,其中所述emod比(emod1/emod2)是至少1或至少1.1或至少1.2或至少1.5或至少2或至少3或至少4或至少5或至少8或至少10或至少20或至少50或至少100。

实施例15.根据实施例14所述的研磨制品,其中所述emod比(emod1/emod2)不大于500或不大于400或不大于300或不大于200或不大于100或不大于75或不大于50。

实施例16.根据实施例1所述的研磨制品,其进一步包括emod比(emod1/emodi),其中emod1表示所述第一研磨部分的emod并且emodi表示所述内部部分的emod,其中所述emod比(emod1/emodi)是至少1或至少1.1或至少1.2或至少1.5或至少2或至少3或至少4或至少5或至少8或至少10或至少20或至少50或至少100。

实施例17.根据实施例16所述的研磨制品,其中所述emod比(emod1/emodi)不大于500或不大于400或不大于300或不大于200或不大于100或不大于75或不大于50。

实施例18.根据实施例1所述的研磨制品,其中所述第一研磨部分包括至少0.9gpa且不大于100gpa范围内的emod。

实施例19.根据实施例1所述的研磨制品,其中所述第二研磨部分包括至少0.5gpa且不大于100gpa范围内的emod。

实施例20.根据实施例1所述的研磨制品,其中所述内部部分包括至少0.5gpa且不大于100gpa范围内的emod。

实施例21.根据实施例1所述的研磨制品,其中所述第二研磨部分的所述粘结材料不同于所述内部部分的所述粘结材料。

实施例22.根据实施例1所述的研磨制品,其中所述第二研磨部分的所述粘结材料与所述内部部分的所述粘结材料相同。

实施例23.根据实施例1所述的研磨制品,其中所述内部部分包括沿着所述主体的纵轴延伸的限定所述主体的长度的长度,并且所述内部部分的长度延伸达到所述主体的整个长度。

实施例24.根据实施例1所述的研磨制品,其中所述主体包括一定长度并且所述第一研磨部分包括一定长度,其中所述第一研磨部分的长度延伸达到所述主体的总长度的一部分。

实施例25.根据实施例1所述的研磨制品,其中所述主体包括一定长度并且所述第二研磨部分包括一定长度,其中所述第一研磨部分的长度延伸达到所述主体的总长度的一部分。

实施例26.根据实施例1所述的研磨制品,其中所述第一研磨部分包括研磨颗粒,所述研磨颗粒的平均粒度大于包含在所述第二研磨部分内的所述研磨颗粒的平均粒度。

实施例27.根据实施例1所述的研磨制品,其中所述内部部分包括包含在所述粘结材料内的研磨颗粒。

实施例28.根据实施例1所述的研磨制品,其中所述内部部分基本上不含研磨颗粒。

实施例29.根据实施例27所述的研磨制品,其中包含在所述内部部分的所述粘结材料内的所述研磨颗粒与包含在所述第二研磨部分内的是同一研磨颗粒。

实施例30.根据实施例1所述的研磨制品,其进一步包括研磨颗粒比(ap1/ap2),其中ap1表示所述第一研磨部分的所述研磨颗粒的所述平均粒度并且ap2表示所述第二研磨部分的所述研磨颗粒的平均粒度,其中所述研磨颗粒比是至少1。

实施例31.根据实施例30所述的研磨制品,其中所述研磨颗粒比(ap1/ap2)是至少1.1或至少1.2或至少1.3或至少1.5或至少2或至少2.5或至少3或至少3.5或至少4或至少4.5或至少5或至少5.5或至少6或至少6.5或至少7或至少7.5或至少8或至少8.5或至少9或至少9.5或至少10或至少11或至少12或至少15。

实施例32.根据实施例30所述的研磨制品,其中所述研磨颗粒比(ap1/ap2)不大于50或不大于40或不大于30或不大于20或不大于18或不大于15或不大于12。

实施例33.根据实施例1所述的研磨制品,其中所述第一研磨部分的所述研磨颗粒包含选自由以下组成的组的至少一种材料:碳化物、氮化物、硼化物、氧化物、超研磨剂或其任何组合。

实施例34.根据实施例1所述的研磨制品,其中所述第一研磨部分的至少一部分所述研磨颗粒包括成形研磨颗粒。

实施例35.根据实施例1所述的研磨制品,其中所述第一研磨部分的所述研磨颗粒包含不同类型的研磨颗粒的共混物,所述研磨颗粒包含成形研磨颗粒和非成形研磨颗粒。

实施例36.根据实施例1所述的研磨制品,其中所述第一研磨部分的所述研磨颗粒包括氧化铝。

实施例37.根据实施例1所述的研磨制品,其中对于所述第一研磨部分的总体积来说,所述第一研磨部分的所述研磨颗粒以至少5vol%或至少10vol%或至少15vol%或至少20vol%或至少25vol%或至少30vol%或至少35vol%的含量存在。

实施例38.根据实施例1所述的研磨制品,其中对于所述第一研磨部分的总体积来说,所述第一研磨部分包括不大于70vol%的研磨颗粒,或不大于65vol%或不大于60vol%或不大于55vol%或不大于50vol%或不大于45vol%或不大于40vol%或不大于35vol%或不大于30vol%。

实施例39.根据实施例1所述的研磨制品,其中对于所述第一研磨部分的总体积来说,所述第一研磨部分包括至少2vol%的粘结材料,或至少3vol%或至少4vol%或至少5vol%或至少6vol%或至少7vol%或至少8vol%或至少9vol%或至少10vol%或至少12vol%或至少15vol%或至少18vol%或至少20vol%。

实施例40.根据实施例1所述的研磨制品,其中对于所述第一研磨部分的总体积来说,所述第一研磨部分包括不大于60vol%的粘结材料,或不大于55vol%或不大于50vol%或不大于45vol%或不大于40vol%或不大于35vol%或不大于30vol%或不大于25vol%或不大于20vol%或不大于15vol%或不大于10vol%。

实施例41.根据实施例1所述的研磨制品,其中对于所述第一研磨部分的总体积来说,所述第一研磨部分包括至少1vol%的孔隙度,或至少5vol%或至少10vol%或至少15vol%或至少20vol%或至少25vol%或至少30vol%或至少35vol%或至少40vol%或至少45vol%或至少50vol%或至少55vol%。

实施例42.根据实施例1所述的研磨制品,其中对于所述第一研磨部分的总体积来说,所述第一研磨部分包括不大于85vol%的孔隙度,或不大于80vol%或不大于70vol%或不大于60vol%或不大于55vol%或不大于50vol%或不大于45vol%或不大于40vol%或不大于30vol%。

实施例43.根据实施例1所述的研磨制品,其中所述第一研磨部分进一步包括选自由以下组成的组的至少一种填充材料:金属、陶瓷、玻璃质材料、聚合物、针状材料、薄片、粒状材料、纤维材料或其任何组合。

实施例44.根据实施例43所述的研磨制品,其中所述填充材料包含以下中的至少一种:短切原丝纤维、玻璃纤维、矿棉、金属纤维、陶瓷纤维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维、硅灰石、玻璃料、滑石、云母、蒙脱石、粘土、成孔剂、中空颗粒、助磨剂、消泡剂或其任何组合。

实施例45.根据实施例43所述的研磨制品,其中对于所述第一研磨部分的总体积来说,所述第一研磨部分包括至少1vol%的填料,或至少2vol%或至少3vol%或至少4vol%或至少5vol%或至少6vol%或至少7vol%或至少8vol%或至少9vol%或至少10vol%或至少12vol%。

实施例46.根据实施例43所述的研磨制品,其中对于所述第一研磨部分的总体积来说,所述第一研磨部分包括不大于30vol%的填料,或不大于25vol%或不大于20vol%或不大于18vol%或不大于15vol%或不大于10vol%或不大于8vol%或不大于6vol%或不大于5vol%或不大于4vol%或不大于3vol%或不大于2vol%。

实施例47.根据实施例1所述的研磨制品,其中所述第二研磨部分的所述研磨颗粒包含选自由以下组成的组的至少一种材料:碳化物、氮化物、硼化物、氧化物、超研磨剂或其任何组合。

实施例48.根据实施例1所述的研磨制品,其中所述第二研磨部分的至少一部分所述研磨颗粒包括成形研磨颗粒。

实施例49.根据实施例1所述的研磨制品,其中所述第二研磨部分的所述研磨颗粒包含不同类型的研磨颗粒的共混物,所述研磨颗粒包含成形研磨颗粒和非成形研磨颗粒。

实施例50.根据实施例1所述的研磨制品,其中所述第二研磨部分的所述研磨颗粒包括氧化铝。

实施例51.根据实施例1所述的研磨制品,其中对于所述第二研磨部分的总体积来说,所述第二研磨部分的所述研磨颗粒以至少5vol%或至少10vol%或至少15vol%或至少20vol%或至少25vol%或至少30vol%或至少35vol%的含量存在。

实施例52.根据实施例1所述的研磨制品,其中对于所述第二研磨部分的总体积来说,所述第二研磨部分包括不大于90vol%的研磨颗粒,或不大于80vol%或不大于70vol%或不大于65vol%或不大于60vol%或不大于55vol%或不大于50vol%或不大于45vol%或不大于40vol%或不大于35vol%或不大于30vol%。

实施例53.根据实施例1所述的研磨制品,其中对于所述第二研磨部分的总体积来说,所述第二研磨部分包括至少2vol%的粘结材料,或至少3vol%或至少4vol%或至少5vol%或至少6vol%或至少7vol%或至少8vol%或至少9vol%或至少10vol%或至少12vol%或至少15vol%或至少18vol%或至少20vol%或至少25vol%或至少30vol%或至少35vol%或至少40vol%或至少45vol%或至少50vol%或至少55vol%或至少60vol%或至少65vol%或至少70vol%。

实施例54.根据实施例1所述的研磨制品,其中对于所述第二研磨部分的总体积来说,所述第二研磨部分包括不大于80vol%的粘结材料,或不大于75vol%或不大于70vol%或不大于65vol%或不大于60vol%或不大于55vol%或不大于50vol%或不大于45vol%或不大于40vol%或不大于35vol%或不大于30vol%或不大于25vol%或不大于20vol%或不大于15vol%。

实施例55.根据实施例1所述的研磨制品,其中对于所述第二研磨部分的总体积来说,所述第二研磨部分包括至少1vol%的孔隙度,或至少5vol%或至少10vol%或至少15vol%或至少20vol%或至少25vol%或至少30vol%或至少35vol%。

实施例56.根据实施例1所述的研磨制品,其中对于所述第二研磨部分的总体积来说,所述第二研磨部分包括不大于55vol%的孔隙度,或不大于50vol%或不大于45vol%或不大于40vol%或不大于35vol%或不大于30vol%或不大于25vol%或不大于20vol%或不大于15vol%或不大于10vol%或不大于8vol%或不大于5vol%或不大于2vol%。

实施例57.根据实施例1所述的研磨制品,其中所述第二研磨部分基本上没有孔隙度。

实施例58.根据实施例1所述的研磨制品,其中所述第二研磨部分进一步包括选自由以下组成的组的至少一种填充材料:金属、陶瓷、玻璃质材料、聚合物、针状材料、薄片、粒状材料、纤维材料或其任何组合。

实施例59.根据实施例58所述的研磨制品,其中所述填充材料包含以下中的至少一种:短切原丝纤维、玻璃纤维、矿棉、金属纤维、陶瓷纤维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维、硅灰石、玻璃料、滑石、云母、蒙脱石、粘土、成孔剂、中空颗粒、助磨剂、消泡剂或其任何组合。

实施例60.根据实施例58所述的研磨制品,其中对于所述第二研磨部分的总体积来说,所述第二研磨部分包括至少1vol%的填料,或至少2vol%或至少3vol%或至少4vol%或至少5vol%或至少6vol%或至少7vol%或至少8vol%或至少9vol%或至少10vol%或至少12vol%或至少15vol%或至少20vol%或至少25vol%或至少30vol%或至少35vol%。

实施例61.根据实施例58所述的研磨制品,其中对于所述第二研磨部分的总体积来说,所述第二研磨部分包括不大于55vol%的填料,或不大于50vol%或不大于45vol%或不大于40vol%或不大于35vol%或不大于30vol%或不大于25vol%或不大于20vol%或不大于15vol%或不大于10vol%或不大于8vol%或不大于5vol%或不大于2vol%。

实施例62.根据实施例1所述的研磨制品,其中所述第二研磨部分基本上不含填料。

实施例63.根据实施例1所述的研磨制品,其中所述内部部分包括包含在粘结材料内的研磨颗粒或填充材料。

实施例64.根据实施例63所述的研磨制品,其中所述内部部分的所述研磨颗粒包含选自由以下组成的组的至少一种材料:碳化物、氮化物、硼化物、氧化物、超研磨剂或其任何组合。

实施例65.根据实施例63所述的研磨制品,其中所述内部部分的至少一部分所述研磨颗粒包括成形研磨颗粒。

实施例66.根据实施例63所述的研磨制品,其中所述内部部分的所述研磨颗粒包含不同类型的研磨颗粒的共混物,所述研磨颗粒包含成形研磨颗粒和非成形研磨颗粒。

实施例67.根据实施例63所述的研磨制品,其中所述内部部分的所述研磨颗粒包括氧化铝。

实施例68.根据实施例63所述的研磨制品,其中对于所述内部部分的总体积来说,所述内部部分的所述研磨颗粒以至少5vol%或至少10vol%或至少15vol%或至少20vol%或至少25vol%或至少30vol%或至少35vol%的含量存在。

实施例69.根据实施例63所述的研磨制品,其中对于所述内部部分的总体积来说,所述内部部分包括不大于80vol%的研磨颗粒,或不大于75vol%或不大于70vol%或不大于65vol%或不大于60vol%或不大于55vol%或不大于50vol%或不大于45vol%或不大于40vol%或不大于35vol%或不大于30vol%或不大于25vol%或不大于20vol%或不大于15vol%或不大于10vol%。

实施例70.根据实施例63所述的研磨制品,其中所述内部部分不含研磨颗粒。

实施例71.根据实施例63所述的研磨制品,其中所述内部部分不含研磨颗粒,并且包含至少一种包含在所述粘结材料内的填充材料。

实施例72.根据实施例63所述的研磨制品,其中对于所述内部部分的总体积来说,所述内部部分包括至少2vol%的粘结材料,或至少3vol%或至少4vol%或至少5vol%或至少6vol%或至少7vol%或至少8vol%或至少9vol%或至少10vol%或至少12vol%或至少15vol%或至少18vol%或至少20vol%或至少25vol%或至少30vol%或至少35vol%或至少40vol%或至少45vol%或至少55vol%或至少60vol%或至少65vol%或至少70vol%或至少75vol%或至少80vol%或至少85vol%或至少90vol%或至少95vol%或至少99vol%。

实施例73.根据实施例63所述的研磨制品,其中对于所述内部部分的总体积来说,所述内部部分包括不大于99.99vol%的粘结材料,或不大于95vol%或不大于90vol%或不大于85vol%或不大于80vol%不大于75vol%或不大于70vol%或不大于65vol%或不大于60vol%或不大于55vol%或不大于50vol%或不大于45vol%或不大于40vol%或不大于35vol%或不大于30vol%或不大于25vol%或不大于20vol%或不大于15vol%或不大于10vol%。

实施例74.根据实施例63所述的研磨制品,其中对于所述内部部分的总体积来说,所述内部部分包括至少1vol%的孔隙度,或至少5vol%或至少10vol%或至少15vol%或至少20vol%或至少25vol%或至少30vol%。

实施例75.根据实施例63所述的研磨制品,其中对于所述内部部分的总体积来说,所述内部部分包括不大于50vol%的孔隙度,或不大于45vol%或不大于40vol%或不大于35vol%或不大于30vol%或不大于25vol%或不大于20vol%或不大于15vol%或不大于10vol%或不大于8vol%或不大于5vol%或不大于3vol%或不大于1vol%。

实施例76.根据实施例63所述的研磨制品,其中所述内部部分基本上没有孔隙度。

实施例77.根据实施例63所述的研磨制品,其中所述内部部分包括选自由以下组成的组的至少一种填充材料:金属、陶瓷、玻璃质材料、聚合物、针状材料、薄片、粒状材料、纤维材料或其任何组合。

实施例78.根据实施例77所述的研磨制品,其中所述填充材料包含以下中的至少一种:短切原丝纤维、玻璃纤维、矿棉、金属纤维、陶瓷纤维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维、硅灰石、玻璃料、滑石、云母、蒙脱石、粘土、成孔剂、中空颗粒、助磨剂、消泡剂或其任何组合。

实施例79.根据实施例77所述的研磨制品,其中所述内部部分包括至少一种填充材料并且不含研磨颗粒。

实施例80.根据实施例63所述的研磨制品,其中对于所述内部部分的总体积来说,所述内部部分包括至少1vol%的填料,或至少2vol%或至少3vol%或至少4vol%或至少5vol%或至少6vol%或至少7vol%或至少8vol%或至少9vol%或至少10vol%或至少12vol%或至少15vol%或至少20vol%或至少25vol%或至少30vol%或至少35vol%或至少40vol%或至少45vol%或至少50vol%或至少55vol%或至少60vol%或至少65vol%或至少70vol%或至少75vol%。

实施例81.根据实施例63所述的研磨制品,其中对于所述内部部分的总体积来说,所述内部部分包括不大于80vol%的填料,或不大于75vol%或不大于70vol%或不大于65vol%或不大于60vol%不大于55vol%或不大于50vol%或不大于45vol%或不大于40vol%或不大于35vol%或不大于30vol%或不大于25vol%或不大于20vol%或不大于15vol%或不大于10vol%或不大于8vol%或不大于5vol%或不大于3vol%或不大于1vol%。

实施例82.根据实施例1所述的研磨制品,其中所述内部部分基本上不含研磨颗粒和填充材料。

实施例83.一种制备研磨制品的方法,其包括:

形成第一研磨部分;

形成第二研磨部分;

将所述第一研磨部分联接到所述第二研磨部分以形成研磨子组合件;以及

形成内部部分并将所述研磨子组合件联接到所述内部部分。

实施例84.根据实施例83所述的方法,其中形成所述第一研磨部分包括形成玻璃质粘结的研磨部分。

实施例85.根据实施例83所述的方法,其中形成所述第一研磨部分包括:

形成包括玻璃料和研磨颗粒的生坯;

在至少400℃的温度下对所述生坯进行热处理,以形成玻璃质粘结的研磨部分。

实施例86.根据实施例83所述的方法,其中所述第二研磨部分与所述第一研磨部分分开形成。

实施例87.根据实施例83所述的方法,其中形成所述第二研磨部分包括形成有机粘结的研磨部分。

实施例88.根据实施例83所述的方法,其中形成所述第二研磨部分包括:

形成包括包含聚合物和研磨颗粒的粘合剂前体的混合物;以及

固化所述混合物以形成有机粘结的研磨部分。

实施例89.根据实施例83所述的方法,其中在形成所述第一研磨部分和所述第二研磨部分之后进行将所述第一研磨部分联接到所述第二研磨部分。

实施例90.根据实施例83所述的方法,其中将所述第一研磨部分联接到所述第二研磨部分包括将所述第一研磨部分粘附到所述第二研磨部分。

实施例91.根据实施例83所述的方法,其中形成所述内部部分包括同时在所述第一研磨部分和所述第二研磨部分上整体形成所述内部部分。

实施例92.根据实施例83所述的方法,其中形成所述内部部分包括:

形成包括包含聚合物和研磨颗粒或填充材料的粘合剂前体的混合物;以及

固化所述混合物以形成有机粘结的研磨部分。

实施例93.根据实施例83所述的方法,其中形成所述内部部分包括同时将所述材料固化到所述第一研磨部分和所述第二研磨部分的所述内表面。

实施例94.一种制备研磨制品的方法,其包括:

形成第一研磨部分;

形成具有凸缘部分的第二研磨部分;以及

将所述第一研磨部分联接到所述第二研磨部分,其中所述第一研磨部分粘附到所述第二研磨部分的所述凸缘部分。

实施例95.根据实施例94所述的方法,其中形成所述第一研磨部分包括形成玻璃质粘结的研磨部分。

实施例96.根据实施例94所述的方法,其中形成所述第一研磨部分包括:

形成包括玻璃料和研磨颗粒的生坯;

在至少400℃的温度下对所述生坯进行热处理,以形成玻璃质粘结的研磨部分。

实施例97.根据实施例94所述的方法,其中所述第二研磨部分与所述第一研磨部分分开形成。

实施例98.根据实施例94所述的方法,其中形成所述第二研磨部分包括形成有机粘结的研磨部分。

实施例99.根据实施例94所述的方法,其中形成所述第二研磨部分包括:

形成包括包含聚合物和研磨颗粒的粘合剂前体的混合物;以及

固化所述混合物以形成有机粘结的研磨部分。

实施例100.根据实施例94所述的方法,其中在形成所述第一研磨部分和所述第二研磨部分之后进行将所述第一研磨部分联接到所述第二研磨部分。

实施例101.根据实施例94所述的方法,其中联接包含将所述第二研磨部分直接浇铸到所述第一研磨部分而在所述第二研磨部分与所述第一研磨部分之间没有中间层。

实施例102.根据实施例1所述的研磨制品,其中所述第二研磨部分和所述内部部分限定同一整体部分。

实例

实例1

制备代表一个实施例的第一研磨部分的玻璃化砂轮样品。砂轮样品可从saint-gobain获得,并且产品编号为upc66253448402。样品的尺寸是220mm×110mm×130mm。制备代表一个实施例的第二研磨部分的有机粘结砂轮样品。有机粘结砂轮样品可从saint-gobain获得,并且产品编号为upc66253448411。样品的尺寸是220mm×70mm×130mm。

使用双组分环氧粘合剂将玻璃化砂轮样品附接到有机粘结砂轮样品,所述双组分环氧粘合剂的动态粘度为200000mpas,密度为约1.6g/cm3,并且20℃下的蒸气压为0.1hpa。使粘合剂固化长达24小时。将复合轮放置在模具中,两者都借助于磁体居中。

形成第三混合物并浇铸到复合轮与模具之间的空隙中。将第三混合物直接倒入模具底部,并注意避免润湿复合轮的侧表面并在相对短的时间段内完成倾倒,以使混合物中的粘结材料保持恒定的粘度。使第三混合物固化长达12小时,以形成代表一个实施例的研磨制品。内部部分具有来自saint-gobain的轮子的成分,其产品编号为upc66253448414并且尺寸为200mm×180mm×127mm。

实例2

通过将研磨颗粒和前体粘结材料以不同的含量混合制备内部混合物。研磨颗粒是立方白色氧化铝,平均粒度为66微米。通过将环氧树脂与一种或两种硬化剂混合制备前体粘结材料。环氧树脂和硬化剂可从ag商购获得。混合物的组成包含在表1中。

表1

将内部混合物倒入模具中并使其在室温下固化。内部混合物1太粘并且难以浇铸,导致固化产物具有低均匀性。内部混合物2的粘度太低,并且在浇铸之后,在固化之前快速发生研磨颗粒的沉降,导致产生分层的、不均匀的产物。将内部混合物3浇铸并成功固化,并且形成具有高均匀性的固化产物。

使用3点弯曲试验测试用混合物1和3形成的固化产物的断裂模量(mor)。从每个产物切出6个尺寸为80mm×22mm×20mm的棒。将每个棒放置在可从zwick/roell(商品号mpmuts20k04-377/92)商购的试验机上,两个支撑销间隔7cm,并且装载销向棒的中间施加载荷力。用混合物1形成的固化产物的6巴的平均mor是44mpa,并且用混合物3形成的固化产物的平均mor是104mpa。

本实施例表示背离现有技术。值得注意的是,本文的实施例涉及一种研磨制品,所述研磨制品包含可以承受由高操作速度引起的较高频率的振动的主体,并且因此,与高速磨削应用中的本领域的研磨工具相比,可以预期其具有延长的使用寿命。主体的爆裂速度可以是至少60米/秒、至少90米/秒或甚至更高,并且因此,当使用本文实施例的研磨制品时,可以预期更高的磨削效率。不希望受任何理论束缚,改进的爆裂速度可以至少部分地由粘结材料的性质中的一种或多种(例如粘度)、粘结材料和研磨颗粒的特定含量、填充材料的类型和含量以及内部部分的特定emod引起。内部部分提供缓冲效果,以在高磨削速度下操作时减少主体的振动,允许主体更加抵抗振动并减少可能对主体造成的潜在损害。更进一步,本公开的研磨制品可以包含多个研磨部分,所述研磨部分的平均研磨粒度不同,以允许在单次操作中完成粗磨和细磨,这进一步提高了磨削效率。实施例的研磨制品可以用于各种应用中,特别是高磨削操作,如齿轮磨削。本文实施例的方法可以用于形成各种所需的研磨工具,并且可以特别适合于形成具有相对大尺寸的研磨制品,如具有大外径(例如,1350mm)的砂轮,因为较大的研磨工具趋于在高运行速度下破裂。

本文描述的实施例的说明书和图示旨在提供对各种实施例的结构的一般理解。说明书和图示不旨在用作使用本文描述的结构或方法的设备和系统的所有元件和特征的详尽和全面的描述。独立的实施例也可以组合地提供于单个实施例中,并且相反地,为了简洁起见而在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何子组合形式提供。进一步,对范围中所述值的引用包含那个范围内的每个值。只有在阅读本说明书之后,许多其它实施例对于技术人员才是可以显而易见的。可以使用并从本公开得出其它实施例,使得可以进行结构替换、逻辑替换或其它改变而不脱离本公开的范围。因此,本公开将被视为说明性的而非限制性的。上面已经针对具体实施例描述了益处、其它优点和问题解决方案。然而,益处、优点、问题解决方案以及可能导致任何益处、优点或解决方案发生或变得更加明显的任何一个或多个特征不应被解释为任何或所有权利要求的关键、必需或必要特征。

提供结合图的描述以辅助理解本文所公开的教导。以下讨论将集中于教导的具体实施方式和实施例。提供此焦点以帮助描述教导,并且其不应被解释为限制教导的范围或适用性。然而,其它教导当然可以用于本申请中。

如本文所用,术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包含(includes)”“包含(including)”“具有(has)”、“具有(having)”或其任何其它变体旨在涵盖非排它性的包含内容。例如,包括一列特征的方法、制品或设备不一定仅限于那些特征,但是可以包含没有明确列出或这种方法、制品或设备所固有的其它特征。进一步,除非有相反的明确说明,否则“或”是指包含性的或而不是指排它性的或。例如,条件a或b由以下中的任一个满足:a真(或存在)并且b假(或不存在)、a假(或不存在)并且b真(或存在)以及a和b两者都真(或存在)。

并且,“一个(a)”或“一种(an)”的使用用于描述本文所描述的元件和部件。这仅仅是为了方便起见并且给出对本发明范围的一般理解。除非另有清楚地说明其含义,否则此描述应该被理解为包含一个或至少一个,并且单数还包含复数,或反之亦然。例如,当在本文中描述单个物品时,可以使用超过一个物品代替单个物品。类似地,在本文描述超过一个物品的情况下,单个物品可以代替超过一个物品。

除非另外限定,否则本文中使用的全部技术与科学术语具有本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。材料、方法以及实例仅是说明性的,并且不旨在是限制性的。在本文未描述的程度上,关于具体材料和加工行为的许多细节是常规的,并且可以在结构性技术和对应的制造技术内的参考书籍和其它来源中找到。

上文所公开的主题应视为说明性而非限制性的,并且所附权利要求书旨在覆盖落入本发明的真实范围内的所有这种修改、增强以及其它实施例。因此,为了被法律最大程度地允许,本发明的范围将由以下权利要求书及其等效物的最广泛允许的解读来确定并且不应受限于或局限于前述具体实施方式。

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