他已知的磨粒或非磨粒混合。在一些实施例中，基于多个磨粒的总重量计，至少5重量％、 10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％、50 重量％、55重量％、60重量％、65重量％、70重量％、75重量％、80重量％、85重量％、90重 量％、95重量％或甚至100重量％的具有磨料行业规定的标称等级或标称筛分等级的多个 磨粒是根据本发明的陶瓷成形磨粒。
[0086] 适于与陶瓷成形磨粒混合的粒子包括常规磨料颗粒、稀释剂颗粒或易蚀性团聚 体，诸如在美国专利No. 4, 799, 939 (Marldioff-Matheny等人）和 5, 078, 753 炬roberg等 人）中所述的那些。常规磨料颗粒的代表性例子包括烙融氧化侣、碳化娃、石恼石、烙融氧 化侣-氧化错、立方晶型氮化棚、金刚石等。稀释剂颗粒的代表性例子包括大理石、石膏和 玻璃。不同地成形的陶瓷成形磨粒的共混物可用于本发明的制品。
[0087] 陶瓷成形磨粒还可W具有表面涂层。已知表面涂层可改善磨料制品中磨料颗粒 与粘结剂之间的粘附力，或可用于辅助陶瓷成形磨粒的静电沉积。此类表面涂层在美国 专利No. 5, 213, 591 (Cel化kaya等人）、5, 011，508(Wald等人）、1，910, 444(Nicholson)、 3,041，156巧〇讯36等人）、5,009,675化11112等人）、5,085,671 (]\^的111等人）、 4, 997, 461 (Marldioff-Matheny等人）、和 5, 042, 991 (Kunz)中有所描述。另外，该表面涂层 可W防止成形磨粒封堵。"封堵"该一术语用来描述来自正在研磨的工件的金属粒子被焊接 到成形磨粒顶部的现象。具有上述功能的表面涂层对本领域的技术人员而言是已知的。
[0088] 通过W下非限制性实例进一步说明本发明的目的和优点，但该些实例中所述的具 体材料及其用量，W及其他条件和细节不应视为对本发明进行不当限定。
[0089] 连例
[0090] 除非另外指明，否则在实例及本说明书的其余部分中的所有份数、百分数、比率等 均为W重量计。
[0091] 连例 1
[0092] 一种氧化侣溶胶的制备是通过在高剪切揽拌器（加利福巧亚州阿德兰托的Scott "Turbon揽拌器（ScottTurbonMixer,Adelanto,California))中在 1601RPM的操作条件下 将2316克去离子水与66克硝酸结合起来。将1600克一水合氧化侣（WDISPERAL得自德 克萨斯州休斯顿宝索北美公司（SasolNo;rthAmerica,Houston,Texas))经一分钟加入。5 分钟后，将另外6克硝酸加入，混合^;：分钟后，将12克花生油（WPEANUT0比，N.F.得自纽 约长岛谷溪阿尔诺石油公司（AlnorOilCompany,ValleyStream,NewYork))(水软侣石 的理论氧化物重量的0. 88% )加入混合物中，渗混2分钟。批量为4000克。使所得的组合 物在使用前胶凝并老化24小时，从而提供溶胶-凝胶组合物。
[0093] 使用5英寸（13cm)宽的不诱钢油灰刀迫使溶胶-凝胶组合物进入微复制模具的 腔体。模具为9英寸X13英寸（23cmX33cm)的聚丙締件，具有S角形模具腔体（110密耳 (2. 8mm)每条边X28密耳（0. 7mm)深）。侦幢模具面与底部模具面之间的拔模角为98度。 模具被制造成使得其50%的模具腔体具有从模具腔体底部表面升起的8条平行脊，该些脊 W90度角与=角形的一边相交，而其余的模具腔体具有平滑的底部模具腔体表面。该些平 行的脊的间距为0. 277mm，并且该些脊的横截面为S角形，该S角形的高为0. 0127mm、在顶 点处每条脊的边之间的角度为45度。通过油灰刀将多余的溶胶-凝胶组合物小屯、地从模具 中移除。随后将带涂层的模具在45°C下放置到空气对流烘箱中1.5小时W移除水分，并将 溶胶-凝胶组合物干燥为成形粒子。在超声聚能器的协助下将粒子从模具中移除。将含有 0. 75%花生油的成形磨料前体粒子在大约650°C下锻烧（15分钟），然后用W下浓度（W氧 化物记录）的混合硝酸盐溶液饱和；1. 0%Mg0、l. 2%Y203、4. 0%La2〇3和0. 05%CoO。去除 过量的硝酸盐溶液，使饱和的成形磨料前体粒子干燥，然后在650°C下再次锻烧粒子（15分 钟），并在大约1400°C下烧结巧分钟）。锻烧和烧结均采用管式回转炉进行。评估所得的成 形粒子的体密度和真密度。体密度根据ANSIB74.4-1992"ProcedureforBulkDensityof AbrasiveGrains"(磨料颗粒体密度测定工序）测量。真密度使用MicromeriticsACCUPYC 1330氮比重仪（乔治亚州诺克罗斯麦克默瑞提克仪器公司（MicromeriticsInstrument Corporation,Norcross,Georgia))测量。
[0094] 比较例A
[0095] 除了不添加花生油外，与实例7相同地制备了比较例A。基本上所有的粒子都在模 具腔体中干燥时破碎，但成功地从模具中脱离。
[0096] 连例 2-11
[0097] 除了如表1所示将不同量的花生油渗入外，如实例1制备了实例2-12。
[0098] 比较例B
[0099] 利用下列配方制备了水软侣石溶胶-凝胶；将商标名称为"DIS阳RAL"的一水合 氧化侣粉末（1600份）通过高剪切揽拌法分散在包含水（2400份）和70%硝酸水溶液（72 份）的溶液中，持续11分钟。在涂布前，将所得溶胶-凝胶老化至少一小时。迫使溶胶-凝 胶进入具有S角形模具腔体（深28密耳化71mm)，每条边110密耳化79mm))的模具中。 模具腔体的侧壁与底部之间的拔模角为98度。模具被制造成使得其50%的模具腔体具有 从模具腔体底部表面升起的8条平行脊，该些脊W90度角与=角形的一边相交，而其余的 模具腔体具有平滑的底部表面。该些平行的脊的间距为0.277mm，并且该些脊的横截面为= 角形，该S角形的高为0. 0127mm、在顶点处每一条脊的边之间的角度为45度，如在美国专 利申请公布No. 2010/0146867A1 @oden等人）中有所描述。
[0100] 用油灰刀迫使溶胶-凝胶进入模具腔体，使得完全填充模具的开口。使用脱模剂 (0. 2%的花生油的甲醇溶液）涂布模具，其中约0. 5mg/in2化08mg/cm2)的花生油被施加到 模具上。通过将模具的薄片置于空气对流烘箱中在45°C下持续5分钟而除去过量的甲醇。 将涂布了溶胶-凝胶的模具置于空气对流烘箱中在45°C下持续至少45分钟，W进行干燥。 通过使前体成形磨粒在超声聚能器的上方通过而将其从模具移除。将前体成形磨粒在大约 650°C下锻烧，然后用W下浓度（W氧化物记录）的混合硝酸盐溶液饱和：各自均为1.8% 的MgO、Y203、炯2〇3和La2〇3。去除过量的硝酸盐溶液，并使饱和的带开口的前体成形磨粒干 燥，然后在650°C下再次锻烧粒子，并在大约1400°C下烧结。锻烧和烧结均采用管式回转炉 进行。
[0101] 实例1-11W及比较例A和B的组成和/或密度记录在表1 (下文）中。
[0102]表 1
[0103]
【主权项】
1. 陶瓷成形磨粒，其中每个陶瓷成形磨粒包含a氧化铝并由具有沿着共同的边缘接 合的多个面的表面界定，其中所述表面在其至少一部分上具有空隙，其中所述空隙被成形 为中空椭圆形部分，其中所述多个面包括： 暴露面，所述暴露面在其上具有所述空隙的一部分，其中所述暴露面具有所述空隙的 第一密度；和 模具面，其中所述模具面在其上具有所述空隙的一部分，其中所述模具面具有所述空 隙的第二密度，并且其中所述空隙的第一密度大于所述空隙的第二密度。
2. 根据权利要求1所述的陶瓷成形磨粒，其中所述模具面小于所述暴露面。
3. 根据权利要求1所述的陶瓷成形磨粒，其中所述暴露面与所述模具面相对。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的陶瓷成形磨粒，其中所述陶瓷成形磨粒具有磨 料行业规定的标称等级。
5. 成形陶瓷前体粒子，其中每个成形陶瓷前体粒子包含能够被转化为a氧化铝的陶 瓷前体并由具有沿着共同的边缘接合的多个面的表面界定，其中所述表面在其至少一部分 上具有空隙，其中所述空隙被成形为中空椭圆形部分，其中所述多个面包括： 暴露面，所述暴露面在其上具有所述空隙的一部分，其中所述暴露面具有所述空隙的 第一密度；和 模具面，其中所述模具面在其上具有所述空隙的一部分，其中所述模具面具有所述空 隙的第二密度，并且其中所述空隙的第一密度大于所述空隙的第二密度。
6. 根据权利要求5所述的成形陶瓷前体粒子，其中所述模具面小于所述暴露面。
7. 根据权利要求5或6所述的成形陶瓷前体粒子，其中所述暴露面与所述模具面相对。
【专利摘要】本发明公开了一种陶瓷成形磨粒和成形陶瓷前体粒子，其中每个陶瓷成形磨粒包含α氧化铝并由具有沿着共同的边缘接合的多个面的表面界定，其中所述表面在其至少一部分上具有空隙，所述空隙被成形为中空椭圆形部分，其中所述多个面包括：暴露面，所述暴露面在其上具有所述空隙的一部分，其中所述暴露面具有所述空隙的第一密度；和模具面，所述模具面在其上具有所述空隙的一部分，其中所述模具面具有所述空隙的第二密度，并且所述空隙的第一密度大于所述空隙的第二密度。
【IPC分类】C04B35-10, C09K3-14
【公开号】CN104726062
【申请号】CN201510042520
【发明人】约翰·T·博登, 斯科特·R·卡勒, 德怀特·D·埃里克森
【申请人】3M创新有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2012年6月28日
【公告号】CA2841435A1, CN103649010A, EP2731922A2, US20140109490, WO2013009484A2, WO2013009484A3