[发明专利]结构化磨料制品及其制备方法

说明书

本发明公开了一种包括背衬和磨料层的结构化磨料制品，该背衬具有相反的第一主表面和第二主表面，该磨料层牢固地粘结到背衬的第一主表面。该磨料层包括成形的磨料复合物。每个成形的磨料复合物具有四个侧面、高度和面向背衬的第一主表面的底部。成形的磨料复合物具有410微米至650微米的平均高度和550微米至1450微米的底部的平均边长。该成形的磨料复合物包括不可磁化的成形的磨料片，该不可磁化的成形的磨料片具有150微米至350微米的平均边长和40微米至120微米的平均厚度。本发明还公开了制造和使用的方法。

技术领域

本公开广义地涉及包含粘附到背衬的多个成形的磨料复合物的磨料制品及其制备和使用方法。

背景技术

结构化磨料盘和带广泛用于磨料领域。诸如这些的结构化磨料制品通常包括具有固定到背衬的主表面的成形的磨料复合物(通常为成形的磨料复合物的紧密堆积的阵列)的磨料层。每个成形的磨料复合物具有与背衬接触的底表面和从背衬向外延伸的远侧端部。成形的磨料复合物包含分散在包括粘结剂(有机或玻璃质)的粘结剂基质中的磨料颗粒。成形的磨料复合物通常排列成阵列。在结构化磨料制品的一种常见配置中，成形的磨料复合物是棱锥(例如，3面、4面或6面)、截头棱锥(例如，3面、4面或6面)、棱柱(例如，3面、4面或6面)。许多此类结构化磨料制品是由明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,Minnesota)以“TRIZACT”商标销售的。

根据应用，成形的磨料复合物的尺寸可非常小(例如，用于汽车清漆涂层)或非常大(例如，原料去除)。

发明内容

许多结构化磨料制品被设计用于精加工应用，并且仅包含精细等级的稀释的粉碎磨料颗粒。然而，此类结构化磨料制品通常具有相对较差的切削性能。

本公开表明，出乎意料的是，与不可磁化的成形的磨料片和成形的磨料复合物的尺寸的其它组合相比，在某些尺寸的成形的磨料复合物中包括某些尺寸等级的不可磁化的成形的磨料片导致优异的切削性能。另外，该优异的切削性能不伴有切削速率相当的其它研磨产品所特有的深划痕。

在一方面，本发明提供结构化磨料制品，包括：

背衬，所述背衬具有相反的第一主表面和第二主表面；

磨料层，所述磨料层牢固地粘结到所述背衬的所述第一主表面，其中：

所述磨料层包括成形的磨料复合物，其中每个成形的磨料复合物具有四个侧面、高度和面向所述背衬的所述第一主表面的底部，其中所述成形的磨料复合物具有410微米至650微米的平均高度和550微米至1450微米的所述底部的平均边长，其中所述成形的磨料复合物包括不可磁化的成形的磨料片，并且其中所述不可磁化的成形的磨料片具有150微米至350微米的平均边长和40微米至120微米的平均厚度。

在另一个方面，本发明提供一种制备结构化磨料制品的方法，所述方法包括以下步骤：

a)提供生产工具，所述生产工具具有限定多个精确成形的腔体的模具表面，所述腔体具有410微米至650微米的深度和550微米至1450微米的所述模具表面的边长；

b)用浆料填充所述精确成形的腔体的至少大部分，所述浆料包含分散在可固化有机粘结剂前体材料中的不可磁化的成形的磨料片，其中所述不可磁化的成形的磨料片具有150微米至350微米的边长和40微米至120微米的厚度；

c)在将所述浆料设置在所述精确成形的腔体的所述至少大部分内时，使设置在背衬的主表面上的粘接层与所述生产工具的所述模具表面接触；

d)使所述可固化有机粘结剂前体材料至少部分地固化，以形成固定到所述背衬的所述主表面的成形的磨料复合物；以及

e)将所述成形的磨料复合物与所述生产工具分离，

其中所述方法在不影响有意施加的外部磁场的情况下进行。