专利名称：包括表面改性的磨料颗粒的精密线材的制作方法
包括表面改性的磨料颗粒的精密线材相关申请的交叉引用本申请主张2008年9月16日提交的美国临时申请61/097，422和2009年6月17 日提交的美国临时申请61/187，789的权益，这些申请通过参考以其完整的形式并入本文中。
图1(a)是常规金刚石包覆的线材的扫描电子显微镜(SEM)图像。图1(b)是常规金刚石包覆的线材在使用之后的扫描电子显微镜(SEM)图像。图2(a)是用于常规金刚石包覆的线材中的常规金刚石颗粒的扫描电子显微镜 (SEM)图像。图2(b)显示了常规金刚石包覆的线材中的常规金刚石颗粒。图3(a)是表面改性的金刚石颗粒的扫描电子显微镜(SEM)图像。图3(b)显示了在包覆线材应用中的表面改性的金刚石颗粒。图4(a)是常规金刚石颗粒的扫描电子显微镜(SEM)图像。图4(b)是表面改性的金刚石颗粒的扫描电子显微镜(SEM)图像。图5(a)是根据实施例1制备的含常规金刚石颗粒的线材的扫描电子显微镜(SEM) 图像。图5(b)是根据实施例1制备的含表面改性的金刚石颗粒的线材的扫描电子显微镜(SEM)图像。图5(c)是根据实施例1制备的含常规金刚石颗粒的线材在使用之后的扫描电子显微镜(SEM)图像。图5(d)是根据实施例1制备的含表面改性的金刚石颗粒的线材在使用之后的扫描电子显微镜(SEM)图像。
发明内容
^JL在本发明的说明书和权利要求书中，根据下述定义使用如下术语。如本文中使用的，术语“磨料”，是指用于将更软材料磨掉的任何材料。如本文中使用的，术语“线材”是指材料的圆柱形的、细长的线。所述材料可以是金属、复合材料或金属和/或复合材料的组合。复合材料可以包括KEVLAR材料、碳材料及其组合。线材可以是单绞线或者包括多绞线。如本文中使用的，术语“暴露度”是指相对暴露度=100(tc0-tb0) /tc0切割点与结合剂表面之间的距离=tc0-tb0其中U为所述磨料颗粒从所述线材表面到与工件接触的颗粒最外尖端的初始高度，和tb(l为结合层的初始平均厚度。
如本文中使用的，术语“化学结合”是指已经化学吸附了金属或有机分子基团的表面。如本文中使用的，术语“结合剂，，或“结合剂基体，，是指用于将所述磨料颗粒附连于所述线材的材料。所述附连可以是机械的、化学的或者两者的组合。如本文中使用的，术语“包覆层”是指部分或全部包封所述磨料颗粒的材料。所述包覆层可以是金属的、聚合物的、玻璃质的或这些的组合的层或混合物。如本文中使用的，术语“常规金刚石”是指不进行美国临时申请61/097，422和/或美国临时申请61/187，789中所教导的加工的任何金刚石。如本文中所使用的，术语“表面粗糙度”是指如在CLEMEX图像分析仪，Clemex Vision使用者指南PE 3.5 2001中所述的对物体的边缘或边界的凹坑(pit)和刺突 (spike)的范围或程度进行定量的二维图像的量度。通过凸边周长除以周长之比来确定表面粗糙度。
权利要求
1.一种线材，其包含 表面；和由结合剂基体结合到所述表面上的金刚石颗粒，其中每个金刚石颗粒具有约0. 60至约0. 80的表面粗糙度和约0. 25至约0. 50的球度。
2.权利要求1所述的线材，其中所述线材包含选自如下的材料金属，聚合物(合成的或天然的)，碳，以及金属的合金，纺织品，有机或无机纤维，丝以及它们的组合。
3.权利要求2所述的线材，其中所述金属选自铁、钢、不锈钢、镍和/或它们的合金和组I=I ο
4.权利要求1所述的线材，其中所述结合剂基体选自金属材料、聚合物树脂、混合系统 (玻璃质+聚合物)以及它们的组合。
5.权利要求1所述的线材，其中所述线材的长度为约Icm至约1000km。
6.权利要求5所述的线材，其中所述线材的长度为约200cm至约600km。
7.权利要求1所述的线材，其中所述线材为连续的环。
8.权利要求1所述的线材，其中所述线材具有约10μ m至约500 μ m的直径或粗度。
9.权利要求8所述的线材，其中所述线材具有约50μ m至约200 μ m的直径或粗度。
10.权利要求1所述的线材，其还包含包覆层。
11.权利要求1所述的线材，其中所述金刚石颗粒还包含包覆层。
12.权利要求11所述的线材，其中所述包覆层为金属或树脂。
13.权利要求1所述的线材，其中所述金刚石颗粒的平均暴露度为至少约20%。
14.权利要求13所述的线材，其中所述金刚石颗粒的平均暴露度为约30%至约60%。
15.权利要求1所述的线材，其中所述金刚石颗粒包含表面功能化的金刚石颗粒。
16.权利要求1所述的线材，其还包含在所述结合剂基体中的添加剂，所述添加剂选自磨料超级磨料、表面功能化的金刚石颗粒、聚合物纤维、无机纤维、润滑剂、固化剂、填料、多孔齐U、金属和金属的合金以及它们的组合。
17.—种线材，其包含并入到所述线材中的金刚石颗粒；其中每个金刚石颗粒具有约0. 60至约0. 80的表面粗糙度和约0. 25至约0. 50的球度。
18.—种线材，其包含并入到所述线材中的金刚石颗粒；和由结合剂基体结合到所述表面上的金刚石颗粒，其中每个金刚石颗粒具有约0. 60至约0. 80的表面粗糙度和约0. 25至约0. 50的球度。
19.一种制造包含超级磨料颗粒的线材的方法，所述方法包括如下步骤 提供线材；清洁所述线材；用超级磨料颗粒包覆所述线材，所述超级磨料颗粒具有约0. 60至约0. 80的表面粗糙度和约0. 25至约0. 50的球度。
20.一种用于切割的设备，其包含用于切割物体的第一装置，其中所述第一装置具有约0. 60至约0. 80的表面粗糙度和约0. 25至约0. 50的球度；用于保持所述第一装置的第二装置；以及用于支持所述第二和第一装置的第三装置。
21.一种切割材料的方法，所述方法包括如下步骤提供线材，所述线材包含表面和由结合剂基体结合到所述表面的金刚石颗粒，其中每个金刚石颗粒具有约0. 60至约0. 80的表面粗糙度和约0. 25至约0. 50的球度； 通过牵拉所述线材穿过所述材料而切割穿过所述材料的表面； 引导所述线材或物体使得所述线材连续切割穿过所述材料，形成切割区域； 在所述线材切割所述材料的同时向所述切割区域内提供冷却剂和/或润滑剂。
22.权利要求21所述的方法，其中所述线材的切割速度为约0.Im/秒至约20m/秒。
全文摘要
本发明提供一种线材，其包括表面和由结合剂基体结合到所述表面上的金刚石颗粒，其中每个金刚石颗粒具有约0.60至约0.80的表面粗糙度和约0.25至约0.50的球度。
文档编号B23D61/18GK102470463SQ201080034134
公开日2012年5月23日 申请日期2010年8月2日 优先权日2009年7月31日
发明者吴庚贤, 蒂莫西·达姆 申请人:戴蒙得创新股份有限公司