[发明专利]成形磨粒以及制备方法

说明书

背景技术

磨粒和由磨粒制造的磨料制品可用于在产品制造过程中研磨、磨光或磨削多种材料和表面。因此，一直存在对磨粒和/或磨料制品的成本、性能或寿命进行改善的需求。

三角形成形磨粒和使用三角形成形磨粒制造的磨料制品公开于授予Berg的第5,201,916号美国专利中；授予Rowenhorst的第5,366,523号美国专利中(Re.35,570)；以及授予Berg的第5,984,988号美国专利中。在一个实施例中，磨粒的形状包括等边三角形。三角形成形磨粒可用于制造能够增大切削速率的磨料制品。

发明内容

成形磨粒通常能够具有优于随机粉碎的磨粒的性能。通过控制磨粒的形状，可以控制磨料制品的所得性能。为了在使用成形磨粒研磨工件时降低切削率并提高光洁度，需要尺寸较小的成形磨粒。为了在制造成形磨粒时经济地进行大量生产，以商业数量制备的成形磨粒通常不是在炉中，而是在回转窑中煅烧和烧结的。回转窑通常具有相对于沿着回转窑的斜坡向下行进的磨粒而逆向流动的热空气流。当成形磨粒变得越来越小时，回转窑内的空气流能够阻止其穿过回转窑前进，从而减慢在回转窑内的正常停留时间，或甚至收集成形磨粒并使其与烧结过程中产生的气体挥发物一起排出。当成形磨粒变得太小时，最终没有任何成形磨粒离开回转窑，它们全都留在窑内，或者与气体挥发物一起排出。

发明人已确定，要解决该问题，必须用易碎的支承体将成形磨粒彼此暂时连接起来，以便形成包含单独形成的成形磨粒的较大磨片。由于它们的尺寸较大，所以这些较大磨片能够容易地穿过回转窑，而不会有上述问题，然后可以通过机械操作将被烧结的磨片破碎成单独的成形磨粒。易碎的支承体可以是基本上连续的包围成形磨粒的薄纤维网或将每个成形磨粒连接到下一个成形磨粒的不连续的粘柱。通过控制易碎支承体的厚度，能够控制它的断裂韧度，从而能够使被烧结的磨片破裂成单独的成形磨粒。

因此，在一个实施例中，本发明属于制备成形磨粒的方法，该方法包括：形成包括多个成形磨粒前体和易碎支承体的磨片，其中易碎支承体将成形磨粒前体连接在一起；输送磨片穿过回转窑，以烧结磨片；以及将被烧结的磨片破碎成单独的成形磨粒。

在另一个实施例中，本发明属于包括多个成形磨粒和将成形磨粒连接在一起的易碎支承体的烧结的磨片。

在另一个实施例中，本发明属于具有磨料行业指定的标称等级或标称筛分等级的多个成形磨粒，其中每个成形磨粒包括附接到成形磨粒上的易碎支承体的破裂表面。

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。

图1为包括成形磨粒和易碎支承体的烧结的磨片的显微照片。

图2为包括成形磨粒和易碎支承体的烧结的磨片的示意图。

图3为机械破碎易碎支承体之后搁置在筛网上的单独的成形磨粒的照片。

图4为成形磨粒的照片，其中易碎支承体的一部分保持附接到成形磨粒上。

图5A和5B为成形磨粒的另一个实施例的示意图。

在说明书和附图中重复使用的参考标号旨在表示本发明相同或类似的特征或元件。

定义

如本文所用，词语“包含”、“具有”和“包括”在法律上是具有等同含义的开放型术语。因此，除了列举的元件、功能、步骤或限制之外，还可以有其他未列举的元件、功能、步骤或限制。

如本文所用，术语“磨料分散体”意指可转化为引入到模具腔体中的α-氧化铝的α-氧化铝前体。可将该组合物称为磨料分散体，直到足量的挥发性组分被移除进而使磨料分散体固化为止。

如本文所用，“磨片”是指通过易碎支承体连接在一起的多个成形磨粒前体的未烧结结构，而“烧结的磨片”是指烧结后包括通过易碎支承体连接在一起的多个成形磨粒的结构。

如本文所用，术语“成形磨粒前体”意指通过从磨料分散体（当其位于模具腔体中时）移除足量的挥发性组分以形成固化体的方式所产生的未烧结颗粒，该固化体能够从模具腔体移除，并且在后续处理操作中基本上保持其模制形状。