[发明专利]非织造磨轮

说明书

背景技术

包括钻头、端铣刀以及类似切割工具在内的金属加工工具很多情况下由非常硬的材料(例如，胶合或金属结合的碳化物)制成，以在使用时在延长的时间内保持锋利。金属加工工具通常具有螺旋设置的或直的刀刃和刃沟。为了促使更容易地去除被切割的金属，可以对工具的刃沟进行改进，使其具有镜面或抛光的光洁度。可以使用被打磨成或被成形为所需外形的陶瓷或金属结合的磨轮完成这些抛光操作。陶瓷或金属结合的磨轮在任何时刻仅适用于一种外形，并且必须经常被打磨以更新所需的外形。

作为另外一种选择可以在诸如皮革或压缩棉的非常柔软的适形轮材料中填充金刚石颗粒研磨膏，并将其施用到工具刃沟表面，以将表面改进为抛光或镜面的状况。然而，由于成本高并且难以使用，导致浆料或膏状研磨剂的应用通常是不理想的。因此，使用任一抛光方法在金属加工工具上设置抛光刃沟对于供給市场的绝大多数金属加工工具来说是不可接受的。在工业领域，理想的是用简单的高性价比解决方案来有效地抛光非常硬的表面。

发明内容

当非织造磨轮抛光工件表面时，它们可以适形于各种外形。这种非织造磨轮通常由非织造纤维幅材（例如，膨松有弹性的开口纤维幅材）、磨粒和粘合材料（通常称为“粘合剂”）构成，所述粘合剂将纤维彼此粘合并将所述磨粒固化到非织造幅材上。非织造磨轮的例子包括回旋磨轮（绕着中心螺旋地卷绕非织造磨料幅材）以及成套磨轮（形成叠堆的一个或多个单独的圆盘状非织造幅材）。非织造磨轮可得自明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company of Saint Paul,Minnesota)，商品名为“H-BRITE”

本发明已确定一种非织造磨轮，其具有特定范围内的挠曲模量（柔软度），并具有足够硬的磨粒，能够在金属加工工具的刃沟上产生意想不到的镜面光洁度。即使金属加工工具的表面粗糙度可能大于陶瓷的磨轮产生镜面抛光的情况，也出现这样的结果。非织造磨轮能够在其周围或其上方进行抛光而不是磨平或去除微小的表面不平整地方（例如，暴露的碳化钨质相），从而得到需要去除较少原料的相同有益效果。这可以在更短时间内产生经抛光的刃沟，并且不需要非织造磨轮上有与刃沟的外形匹配的特定外形。因此，非织造磨轮可以用于几乎抛光任何金属加工工具，并且不需要经打磨而变成其他刃沟外形。另外，因为非织造磨轮比陶瓷磨轮明显更适形，所以明显不太可能使金属加工工具的刀刃受到不利损害，从而致使在抛光操作的过程中形成更少的受损工具。

因此，非织造磨轮的挠曲模量（柔软度）应该具有足够的刚性，使得能够产生镜面抛光，但仍然具有足够的挠性，以防止使用期间损坏或改变金属加工工具刀刃的外形。

因此，在一个方面，本发明提供了一种非织造磨轮，所述非织造磨轮包括：一层或多层的非织造纤维幅材；多个超级磨粒，其维克斯硬度大于40GPa；聚氨酯粘合剂，其将所述多个超级磨粒粘合至所述非织造纤维，并将所述非织造纤维幅材的各层彼此粘合，并且其中所述非织造磨轮包括每英寸位移4.0磅/英寸至128.0磅/英寸的厚度的挠曲模量。

附图说明

本领域的普通技术人员应当了解，本发明的讨论仅是针对示例性实施例的描述，其并不旨在限制本发明的更广泛的方面，其中更广泛的方面体现在示例性构造中。附图仅用于举例说明，并且不应该被用于标度非织造磨料幅材或所得的非织造磨轮的实际尺寸。

图1a示出非织造磨料幅材的透视图。

图1b示出图1a的非织造磨料幅材的放大视图。

图2示出回旋磨轮的透视图。

图3是成套磨轮的透视图。

图4是使用实例4的非织造磨轮的碳化钨上的表面光洁度Ra的曲线图。

图5是使用实例4的非织造磨轮的碳化钨上的表面光洁度Rz的曲线图。

图6是使用实例4的非织造磨轮的碳化钨上的测试条直径减小的曲线图。

图7是使用实例4的非织造磨轮的碳化钨上的测试条原料去除量的曲线图。

具体实施方式

可以用含有超级磨粒（如，金刚石或立方晶硝化硼磨粒）的膨松有弹性、纤维状、粘合的非织造片材或幅材制备非织造磨轮，如，成套磨轮和回旋磨轮。可以通过包括在非织造纤维幅材的上面或贯穿整个非织造纤维幅材涂覆通常为浆液形式的可固化组合物的过程，制造这种片材或幅材。在形成成套磨轮或回旋磨轮的过程中，通常相对于膨松有弹性的开口非幅材制品中使用的非织造纤维幅材压缩非织造纤维幅材（即，使其致密）。