用于低速磨削操作的研磨制品的制作方法
【技术领域】
[0001] 以下涉及研磨制品，并且尤其涉及适合于进行低速磨削操作的粘结研磨制品。
【背景技术】
[0002] 研磨工具通常形成为具有包含在粘结材料中的研磨晶粒以用于材料去除应用。超 级研磨晶粒（例如，金刚石或立方氮化硼）或晶种（或甚至非晶种）烧结溶胶凝胶氧化铝 研磨晶粒，也称为微晶a氧化铝（MCA)研磨晶粒，可应用于这样的研磨工具。粘结材料可为 有机材料，例如树脂，或为无机材料，例如玻璃或玻璃质材料。特别地，利用玻璃质粘结材料 和包含MCA晶粒或超级研磨晶粒的粘结研磨工具在商业上有利于研磨。
[0003] 特定的粘结研磨工具，尤其是利用玻璃质粘结材料的那些，要求高温成形工艺，通 常为约1100°C或更高，这可对MCA的研磨晶粒具有劣化影响。事实上，已经认识到形成研磨 工具所必需的该升高温度下，粘结材料可与研磨晶粒尤其是MCA晶粒反应，并且损害磨料 的完整性，降低晶粒的锐度和性能特性。因此，工业上已经转向降低形成粘结材料所必需的 成形温度以抑制在成形过程中研磨晶粒的高温降解。工业上持续要求改善这种粘结研磨制 品的性能。
【附图说明】
[0004] 通过参照附图，本公开可更好地得以理解，且本公开的许多特征和优点对于本领 域技术人员而言是显而易见的。
[0005] 图1包括对于现有技术的粘结研磨本体和根据本文中实施方案的粘结研磨本体 的孔隙百分比、磨料百分比和粘结材料百分比的图示。
[0006] 图2包括说明研磨晶粒、粘结材料和它们的界面的模量和硬度测试的照片。
[0007] 图3包括两个常规粘结研磨制品与根据本文中实施方案的粘结研磨制品相比的 磨粒、粘结材料和磨粒-粘结材料界面的弹性模量（MOE)的表。
[0008] 图4包括两个常规粘结研磨制品与根据本文中实施方案的粘结研磨制品相比的 磨粒、粘结材料和磨粒-粘结材料界面的硬度的表。
[0009] 图5包括说明沿着X轴和y轴二者的形状的损失的研磨制品的示意图。
[0010] 图6包括对于常规粘结研磨制品与根据实施方案的粘结研磨制品，表面光洁度Ra 相对于进给速率（Z' w)的图。
[0011] 图7包括对于常规粘结研磨制品与根据实施方案的粘结研磨制品，在5次磨削的 材料去除相对于进给速率（Z' w)的图。
[0012] 图8包括对于常规粘结研磨制品与根据实施方案的粘结研磨制品，用于说明角固 定因子（corner holding factor)的X轴半径的变化相对于进给速率（Z'w)的图。
[0013] 图9包括对于常规粘结研磨制品与根据实施方案的粘结研磨制品，用于说明角固 定因子的y轴半径的变化相对于进给速率（Z' w)的图。
[0014] 图10包括对于常规粘结研磨制品与根据实施方案的粘结研磨制品每次修整的部 件的图表。
[0015] 图11包括对于常规粘结研磨制品与根据实施方案的粘结研磨制品的循环时间的 图表。
[0016] 在不同的附图中使用相同的附图标记说明相似或相同的物品。
【具体实施方式】
[0017] 以下涉及粘结研磨制品，其可适用于工件的磨削和成型。应注意的是，本文中实施 方案的粘结研磨制品可包括在玻璃质粘结材料内的磨粒。使用本文中实施方案的粘结研磨 制品的合适应用包括磨削操作，包括例如无心磨削、外圆磨削、曲轴磨削、各种表面磨削操 作、轴承及齿轮磨削操作、缓进给磨削以及各种工具车间应用。
[0018] 根据一个实施方案，形成一个实施方案的粘结研磨制品的方法可以从形成合适的 化合物和组分的混合物以形成粘结材料开始。粘结材料可由无机材料的化合物形成，例如 氧化物化合物。例如一种合适的氧化物材料可包括二氧化硅（SiO 2)。根据一个实施方案， 粘结材料可由不超过粘结材料的总重量的约55wt%的二氧化硅形成。在其他实施方案中， 二氧化娃的含量可以更小，例如不超过约54wt%、不超过约53wt%、不超过约52wt%，或甚 至不超过约5Iwt %。此外，在某些实施方案中，粘结材料可由以粘结材料的总重量计至少约 45wt%、例如至少约46wt%、大约至少约47wt%、至少约48wt%，或甚至至少约49wt%的二 氧化硅形成。应理解，二氧化硅的量可在上述最小百分比和最大百分比中的任意者之间的 范围内。
[0019] 粘结材料还可包括一定含量的氧化铝（Al2O3)。例如，粘结材料可包括以粘结材料 的总重量计至少约12wt%的氧化铝。在其他实施方案中，氧化铝的量可为至少约14wt%、 至少约15wt%或甚至至少约16wt%。在某些情况下，粘结材料可包括以粘结材料的总重量 计不大于约23wt%、不大于约21wt%、不大于约20wt%、不大于约19wt%，或甚至不大于约 18wt%的氧化铝量。应理解，氧化铝的量可在上述最小百分比和最大百分比中的任意者之 间的范围内。
[0020] 在某些情况下，粘结材料可由二氧化硅的量（以重量百分比测定）相对氧化铝的 量（以重量百分比测定）的特定比率（SiO 2AI2O3)形成。例如，二氧化硅与氧化铝的比率可 由粘结材料中的二氧化硅的重量百分比除以氧化铝的重量百分比来描述。根据一个实施方 案，二氧化硅与氧化铝的比率可为不大于约3. 2。在其他情况下，粘结材料中的二氧化硅与 氧化铝的比率可为不大于约3. 1、不大于约3. 0,或甚至不大于约2. 9。此外，在某些情况下， 粘结材料可形成为使得二氧化硅的重量百分比与氧化铝的重量百分比的比率可为至少约 2. 2、例如至少约2. 3、例如大约为至少约2. 4、至少约2. 5、至少约2. 6,或甚至至少约2. 7。 应理解，氧化铝与二氧化硅的总量可在上述最小值和最大值中的任意者之间的范围内。
[0021] 根据一个实施方案，粘结材料可由一定量的氧化硼（B2O3)形成。例如，粘结材料可 包括以粘结材料的总重量计不大于约20wt%的氧化硼。在其他情况下，氧化硼的量还可以 更少，例如不大于约19wt%、不大于约18wt%、不大于约17wt%，或甚至不大于约16wt%。 此外，粘结材料可由以粘结材料的总重量计至少约llwt%，例如至少约12wt%、至少约 13wt %，或甚至至少约14wt %的氧化硼形成。应理解，氧化硼的量可在上述最小百分比和最 大百分比中的任意者之间的范围内。
[0022] 根据一个实施方案，粘结材料可形成为使得粘结材料中的氧化硼的重量百分比和 二氧化硅的重量百分比的总含量（即总和）可为以粘结材料的总重量计不大于约70wt%。 在其他情况下，二氧化硅和氧化硼的总含量可为不大于约69wt%，例如不大于约68wt%， 不大于约67wt %，或甚至不大于约66wt %。根据一个特定实施方案，二氧化娃和氧化硼的 总重量百分比含量可为以粘结材料的总重量计至少约55wt %，例如至少约58wt %，至少约 60wt%，至少约62wt%，至少约63wt%，至少约64wt%，或甚至至少约65wt%。应理解，粘 结材料中的二氧化硅和氧化硼的总重量百分比可在上述最小百分比和最大百分比中的任 意者之间的范围内。
[0023] 另外，在特定情况下，粘结材料中的二氧化硅的量可大于氧化硼的量，以重量百分 比测量。应注意的是，二氧化硅的量可为氧化硼的量的至少约1. 5倍、至少约1. 7倍、至少 约1. 8倍、至少约1. 9倍、至少约2. 0倍，或甚至至少约2. 5倍。此外，在一个实施方案中， 粘结材料可包括不大于约5倍、例如不大于约4倍、不大于约3. 8倍，或甚至不大于约3. 5 倍的二氧化硅的量。应理解，二氧化硅的量相对于氧化硼的量的差值可在上述最小值和最 大值中的任意者之间的范围内。
[0024] 根据一个实施方案，粘结材料可由至少一种碱金属氧化物化合物（R2O)形成，其中 R代表选自元素周期表的IA族元素的金属。例如，粘结材料可由选自氧化锂（Li2O)、氧化 钠（Na 2O)、氧化钾（K2O)和氧化铯（Cs2O)及其组合的碱金属氧化物化合物（R 2O)形成。
[0025] 根据一个实施方案，粘结材料可由总含量以粘结材料的总重量计不大于约20wt% 的碱金属氧化物化合物形成。对于根据本文中实施方案的其他粘结研磨制品，碱金属氧 化物化合物的总含量可为不大于约19wt%、不大于约18wt%、不大于约17wt%、不大于 约16wt%，或甚至不大于约15wt%。此外，在一个实施方案中，粘结材料中的碱金属氧化 物化合物的总含量可为至少约IOwt %，例如至少约12wt %、至少约13wt %，或甚至至少约 14wt%。应理解，粘结材料中可包括在上述最小百分比和最大百分比中的任意者之间的范 围内的碱金属氧化物化合物的总含量。
[0026] 根据一个特定实施方案，粘结材料可由不大于约3种上述单独的碱金属氧化物化 合物（R20)形成。实际上，某些粘结材料可包括在粘结材料中不大于约2种的碱金属氧化 物化合物。
[0027] 另外，粘结材料可形成为使得在粘结材料中的任意碱金属氧化物化合物的单独含 量不超过碱金属氧化物化合物的总含量（以重量百分比计）的二分之一。另外，根据一个 特定实施方案，氧化钠的量可以大于氧化锂或氧化钾的含量（重量百分比）。在更特定情况 下，以重量百分比测量的氧化钠的总含量可大于以重量百分比测量的氧化锂和氧化钾的含 量的总和。另外，在一个实施方案中，氧化锂的含量可大于氧化钾的含量。
[0028] 根据一个实施方案，形成粘结材料的以重量百分比测量的碱金属氧化物化合物的 总量可小于粘结材料中的氧化硼的量（以重量百分比计）。实际上，在某些情况下，粘结材 料中的碱金属氧化物化合