[发明专利]含有磨粒混合物的磨料制品

说明书

发明的背景

本发明涉及一种带有两种不同磨粒混合物的磨料制品，尤其是磨轮。第一种磨粒包括加晶种的或有晶核的α-氧化铝，尤其是加氧化铁晶种的α-氧化铝，第二种磨粒包括稀土氧化物改性的α-氧化铝。

在研磨中使用熔凝法氧化铝磨粒已有近100年历史。熔凝法氧化铝磨粒是将氧化铝源物质加热至高于其熔点的温度，骤冷，随后粉碎形成氧化铝磨粒而制得的。在80年代初期，市场上推出了一种新的、完全改进型的氧化铝磨粒，通常称之为“溶胶凝胶”法磨粒或“溶胶凝胶产生的”磨粒。溶胶凝胶法磨粒是用烧结法而非熔凝法制得的。一般来说，溶胶凝胶法磨粒是这样制得的，即制备含水和氧化铝单水合物(勃姆石)的分散液或溶胶，胶凝该分散液，干燥该胶凝的分散液，将干燥产物粉碎成颗粒，煅烧该颗粒并在低于氧化铝熔点的温度下烧结经煅烧的颗粒。通常，该分散液还包含一种或多种氧化物改性剂、成核剂和/或其前体。溶胶凝胶法磨粒及其制造方法的进一步详细描述可参见美国专利4,314,827(Leitheiser等)、4,623,364(Cottringer等)、4,744,802(Schwabel)、4,881,951(Wood等)、5,011,508(Wald等)、5,090,968(Pellow)、5,201,916(Berg等)、5,213,591(Celikkaya等)和5,366,523(Rowenhorst等)。

常将溶胶凝胶法磨粒混入磨料制品(如涂覆磨料制品、非织造磨料制品和粘结磨料制品)中。粘结磨料制品包括磨轮、磨石(Stones)、油石(hones)和切割磨轮。用于将磨粒保持或粘结在磨轮中的粘结剂通常是树脂或有机聚合物，但也可以是无机材料，如陶瓷或玻璃(即玻璃质粘合剂)。

切割磨轮通常是小而薄的磨轮，一般用于切割加工。该磨轮的直径一般为数英寸，厚数厘米。它们的操作转速约为1000-50,000RPM，用于例如将金属或玻璃切割至名义长度。切割磨轮也称为“工业切割锯片”，在某些场合也称为“砍锯”。

市售的切割磨轮的例子包括购自美国3M公司名为“通用切割磨轮”的产品。这些3M公司的切割磨轮使用熔凝法氧化铝磨粒。其它市售的切割磨轮包括购自United Abrasive Inc.，of Vulcan，MI名为Vulcan的磨轮和购自Spedecut ofAdelanto，CA的磨轮。这些例子的磨轮均使用基本100％的褐色熔凝法氧化铝作为磨粒。切割磨轮(如上述磨轮)通常用于切割较软的工件，如低碳钢(如1018MS)和玻璃。

为改进切割磨轮的切割性能并降低成本，厂家还制造了含有两种或多种磨粒混合物的磨轮。在某些情况下，用低质量、低成本的磨粒部分地代替优质、高成本的磨粒。例如，美国专利3,867,795(Howard)公开了一种切割磨轮及其制造方法。这些切割磨轮含有熔凝氧化铝和熔凝氧化铝-氧化锆磨粒的混合物。氧化铝-氧化锆是中等价格的磨粒，尤其适用于切割镍合金或不锈钢材料。以GREEN CORPS的商品名购自美国3M公司的磨轮使用等量熔凝氧化铝磨粒和加氧化铁晶种的陶瓷磨粒的混合物，所述陶瓷磨粒含有约4.5％氧化镁。Norton Company，ofWorcester，MA制造的切割磨轮含有等量的褐色熔凝氧化铝和熔凝氧化铝-氧化锆磨粒。购自Norton公司的Medallion切割磨轮含有等量的熔凝氧化铝-氧化锆磨粒和加晶种的陶瓷氧化铝磨粒(该陶瓷氧化铝磨粒可以SG的商品名购自Norton公司，为松散的磨粒)。

用溶胶凝胶法制得的陶瓷氧化铝磨粒尤其适用于切割碳钢制品。通过将优质磨粒与低质量磨粒混合在一起，可降低磨轮总成本中磨粒所占的成本。然而，使用低质量的磨粒也会降低磨轮的切割性能。

在磨料工业中一直在研究使用已知的优质磨粒来改进磨轮的性能，同时仍保持良好的产品性能并将成本控制在可接受范围内的方法。要求制备一种磨轮，它能很好地加工各种制品，同时仍具有合理的价格。

发明的概述

本发明提供一种磨料制品，它包含第一种磨粒和第二种磨粒，所述第一种磨粒含有加晶种的或有晶核的α-氧化铝，所述第二种磨粒包含α-氧化铝和稀土氧化物。第二种磨粒可基本不含晶种或成核剂。用一种合适的粘合剂将第一种磨粒和第二种磨粒粘合在一起形成磨料制品。

磨料制品较好是粘结磨料制品，尤其是磨轮。一个较好的例子是常称为切割磨轮的薄磨轮。切割磨轮是一种薄磨轮，一般1-8mm(0.0035-0.315英寸)厚，直径为2.5-50cm(1-20英寸)。切割磨轮用于一般的切割加工。

附图简述

图1是本发明切割磨轮的透视图；