粘结磨料制品及其制备方法技术

一种制备粘结磨料制品的方法包括：在振荡的情况下推压粉碎磨料颗粒抵靠工具的表面，从而使粉碎磨料颗粒的第一部分在相对于工具的表面的预定位置处变为保留在水平取向的精确成型的空腔内，并且使粉碎磨料颗粒的第二部分保持在工具的表面上作为松散颗粒。使松散颗粒与工具分离。将工具定位在包含可固化粘结剂材料前体的模具内。将保留在精确成型的空腔中的粉碎磨料颗粒释放到模具中，并且从模具移除工具。将粉碎磨料颗粒和可固化粘结剂材料前体成型并固化以形成粘结磨料制品。还公开可通过该方法制备的粘结磨料制品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】粘结磨料制品及其制备方法
本公开广义上涉及粘结磨料制品及其制备方法。
技术介绍
通过机械地粉碎磨料矿物形成粉碎磨料颗粒或晶粒。由于粉碎操作的随机性质，所得的颗粒的形状和大小通常是随机的。普通初始制备的粉碎磨料颗粒按大小进行分选，用于随后在各种磨料产品诸如例如粘结磨料制品中使用。粘结磨料制品具有通过粘结介质而粘结在一起的磨料颗粒。对于树脂粘结(即，有机树脂粘结)磨料，粘结介质为固化有机树脂(任选地包含填料等)。对于玻璃状粘结(即，玻璃状粘结的)磨料，粘结介质为烧结无机材料(任选地包含填料等)诸如陶瓷或玻璃。粘结磨料包括，例如磨石和粘结磨轮，诸如磨石砂轮和切割轮。切割轮通常为用于普通切割操作的薄轮。轮直径通常为约2厘米至约200厘米，且厚度为从小于一毫米(mm)至几mm。它们通常以约1000转/分钟至约50000转/分钟的速度工作，并且用于诸如将金属或玻璃切割成例如标称长度的操作。切割轮还被称为“工业切割锯片”，并且在诸如铸造厂等一些环境中被称为“劈锯”。顾名思义，切割轮用于通过研磨穿过物品而切割所述物品(诸如例如金属棒和管)。仍然需要更高性能的粘结磨料制品及其制备方法。
技术实现思路
本公开推进粘结磨料制品的技术。在第一方面，本公开提供制备粘结磨料制品的方法，该方法包括依次执行以下步骤：a)提供具有相反的第一水平主表面和第二水平主表面的工具，第一主表面限定精确成型的空腔，其中每一个水平取向的精确成型的空腔相对于工具的表面具有预定位置，其中每一个精确成型的空腔具有水平底部表面，该水平底部表面具有流体连接到真空源的相应的导管开口；b)在振荡的情况下推压第一粉碎磨料颗粒抵靠工具的表面，从而使第一粉碎磨料颗粒的一部分变为保留在精确成型的空腔中的至少一些空腔内，并且使第一粉碎磨料颗粒的第二部分保持在工具的表面上作为第一松散颗粒；c)使基本上所有的第一松散颗粒与工具分离；d)将工具定位在包含可固化粘结剂材料前体的模具内，以及；e)将保留在精确成型的空腔中的第一粉碎磨料颗粒释放到模具中；f)从模具移除工具；g)压缩第一粉碎磨料颗粒和可固化粘结剂材料前体以形成成型生坯；以及g)至少部分地固化可固化粘结剂材料前体以产生粘结磨料制品。在一些实施方案中，该方法还包括在步骤e)之后且在步骤f)之前依次执行以下步骤：i)在振荡的情况下推压第二粉碎磨料颗粒抵靠工具的表面，从而使第二粉碎磨料颗粒的一部分变为保留在精确成型的空腔中的至少一些空腔内，并且使第二粉碎磨料颗粒的一部分保持在工具的表面上作为第二松散颗粒，其中基本上所有的精确成型的空腔都包含至多一个第二粉碎磨料颗粒；ii)使第二松散颗粒与工具分离；iii)将附加量的可固化粘结剂材料前体加入到模具中；iv)将工具定位在模具内；以及iv)将保留在精确成型的空腔中的第二粉碎磨料颗粒释放到模具中。在另一个方面，本公开提供粘结磨料制品，该粘结磨料制品包括牢固地保留在粘结剂材料中的粉碎磨料颗粒，其中粉碎磨料颗粒设置在粘结磨料制品中的预定位置处。在一些实施方案中，粉碎磨料颗粒根据规则图案布置。在一些实施方案中，粉碎磨料颗粒具有非随机取向。如本文所用，关于空腔的术语“水平取向”是指具有的长度和宽度局部平行于限定长度和宽度的工具的表面。如本文所用，关于工具中的空腔的术语“精确成型”是指具有由表面相对平滑的侧面限定的三维形状的空腔，该侧面由清楚限定的锐利边缘来界定和连接，该锐利边缘具有明确的边缘长度并且具有由各侧面的交点限定的明确的端点。在考虑具体实施方式以及所附权利要求书时，将进一步理解本公开的特征和优点。附图说明图1A是根据本公开的一个实施方案的示例性粘结磨料切割轮100的透视图；图1B是沿线1B-1B截取的图1中所示的示例性粘结磨料切割轮的侧面剖视图；图2A是适用于实施本公开的示例性工具210的示意性俯视图。图2B是图2A所示的空腔220的放大剖视图。应当理解，本领域的技术人员可以设计出许多落入本公开原理的范围内及符合本公开原理的实质的其它修改形式和实施方案。附图可不按比例绘制。具体实施方式现在参见图1A，根据本公开的一个实施方案的示例性粘结磨料切割轮100具有中心孔112，该中心孔112用于将切割轮100附接到例如动力驱动工具。现在参见图1B，其是沿线1B-1B截取的图1A中的切割轮100的横截面，示出粉碎磨料颗粒120、任选的填料颗粒130以及粘结剂材料125。切割轮100具有设置在切割轮100的相反的主表面上的第一稀松布115和第二稀松布116。粉碎磨料颗粒120可定位在预定位置处。根据本公开的粘结磨轮通常由模制工艺制成。在模制期间，将有机粘结剂材料前体与磨料颗粒混合。在某些情况下，首先将液体介质(树脂或溶剂)施加至磨料颗粒以润湿其外表面，然后被润湿的颗粒与粉末状介质混合。根据本公开的粘结磨轮可通过压缩模制、注模、转移模制等制成。可通过热压或冷压或者本领域技术人员已知的任何合适方式来完成模制。在已固化时，基于粘结磨料制品的总重量，所包含的有机粘结剂材料的量通常为5重量％至30重量％，更通常地为10重量％至25重量％，并且更通常地为15重量％至24重量％。酚醛树脂是最常用的有机粘结剂材料，并且可以以粉末状和液态两种形式进行使用。虽然酚醛树脂被广泛使用，但是使用其它有机粘结剂材料也在本公开的范围内，该其它有机粘结剂材料包括，例如，环氧树脂、脲醛树脂、橡胶、紫胶以及丙烯酸类粘结剂。有机粘结剂材料还可用其它粘结剂材料进行改性以提高或改变所述有机粘结剂材料的特性。可用的酚醛树脂包括线型酚醛树脂和甲阶酚醛树脂。线型酚醛树脂的特征在于被酸催化并且其中甲醛与酚的比率小于1，通常介于0.5:1和0.8:1之间。甲阶酚醛树脂的特征在于被碱催化并且其中甲醛与酚的比率大于或等于1，通常为1:1至3:1。线型酚醛树脂和甲阶酚醛树脂可被化学改性(例如，通过与环氧化合物反应)，或者它们可不被改性。适于固化酚醛树脂的示例性酸性催化剂包括硫酸、盐酸、磷酸、草酸和对甲苯磺酸。适于固化酚醛树脂的碱性催化剂包括氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化钾、氢氧化钙、有机胺或碳酸钠。酚醛树脂是公知的，并且可容易地从商业来源获得。可商购获得的线型酚醛树脂的示例包括DUREZ1364，其为一种两步粉末化的酚醛树脂(以商品名VARCUM(例如，29302)由美国德克萨斯州艾迪生的杜雷兹公司(DurezCorporationofAddison,Texas)出售)，或者HEXIONAD5534RESIN(由美国肯塔基州路易斯维尔的瀚森化工公司(HexionSpecialtyChemicals,Inc.ofLouisville,Kentucky)出售)。可用于实施本公开的可商购获得的甲阶酚醛树脂的示例包括以商品名VARCUM(例如，29217、29306、29318、29338、29353)由杜雷兹公司(DurezCorporation)出售的那些；以商品名AEROFENE(例如，AEROFENE295)由美国佛罗里达州巴托的阿施兰德化学公司(AshlandChemicalCo.ofBartow,Florida)出售的那些；以及商品名“PHENOLITE”(例如，PHENOLITETD-2207)由韩国首尔的江南化学有限公司(KangnamCh本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备粘结磨料制品的方法，所述方法包括依次执行以下步骤：a)提供具有相反的第一水平主表面和第二水平主表面的工具，所述第一主表面限定精确成型的空腔，其中每一个水平取向的精确成型的空腔相对于所述工具的所述表面具有预定位置，其中每一个精确成型的空腔具有水平底部表面，所述水平底部表面具有流体连接到真空源的相应的导管开口；b)在振荡的情况下推压第一粉碎磨料颗粒抵靠所述工具的所述表面，从而使所述第一粉碎磨料颗粒的一部分变为保留在所述精确成型的空腔中的至少一些空腔内，并且使所述第一粉碎磨料颗粒的第二部分保持在所述工具的所述表面上作为第一松散颗粒；c)使基本上所有的所述第一松散颗粒与所述工具分离；d)将所述工具定位在包含可固化粘结剂材料前体的模具内；e)将保留在所述精确成型的空腔中的所述第一粉碎磨料颗粒释放到所述模具中；f)从所述模具移除所述工具；g)压缩所述第一粉碎磨料颗粒和所述可固化粘结剂材料前体以形成成型生坯；以及g)至少部分地固化所述可固化粘结剂材料前体以产生所述粘结磨料制品。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.13 US 62/254,8721.一种制备粘结磨料制品的方法，所述方法包括依次执行以下步骤：a)提供具有相反的第一水平主表面和第二水平主表面的工具，所述第一主表面限定精确成型的空腔，其中每一个水平取向的精确成型的空腔相对于所述工具的所述表面具有预定位置，其中每一个精确成型的空腔具有水平底部表面，所述水平底部表面具有流体连接到真空源的相应的导管开口；b)在振荡的情况下推压第一粉碎磨料颗粒抵靠所述工具的所述表面，从而使所述第一粉碎磨料颗粒的一部分变为保留在所述精确成型的空腔中的至少一些空腔内，并且使所述第一粉碎磨料颗粒的第二部分保持在所述工具的所述表面上作为第一松散颗粒；c)使基本上所有的所述第一松散颗粒与所述工具分离；d)将所述工具定位在包含可固化粘结剂材料前体的模具内；e)将保留在所述精确成型的空腔中的所述第一粉碎磨料颗粒释放到所述模具中；f)从所述模具移除所述工具；g)压缩所述第一粉碎磨料颗粒和所述可固化粘结剂材料前体以形成成型生坯；以及g)至少部分地固化所述可固化粘结剂材料前体以产生所述粘结磨料制品。2.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤d)中，所述模具还包含第一加固稀松布。3.根据权利要求1所述的方法，还包括接触，其中所述精确成型的空腔是水平取向的。4.根据权利要求1所述的方法，其中基本上所有的所述水平取向的精确成型的空腔都包含所述第一粉碎磨料颗粒中的至多一个颗粒。5.根据权利要求1所述的方法，还包括在步骤e)之后且在步骤f)之前依次执行以下步骤：i)在振荡的情况下推压第二粉碎磨料颗粒抵靠所述工具的所述表面，从而使所述第二粉碎磨料颗粒的一部分变为保留在所述精确成型的空腔中的至少一些空腔内，并且使所述第二粉碎磨料颗粒的一部分保持在所述工具的所述表面上作为第二松散颗粒，其中基本上所有的所述精确成型的空腔都包含至多一个第二粉碎磨料颗粒；ii)使所述第二松散颗粒与所述工具分离；iii)将附加量的所述可固化粘结剂材料前体加入到所述模具中；iv)将所述工具定位在所述模具内；以及iv)将保留在所述精确成型的空腔中的所述第二粉碎磨料颗粒释放到所述模具中。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述模具还包含第二加固稀松布。7.根据权利要求1所述的方法，其中步骤b)包括使所述工具机械地振荡。8.根据权利要求1所述的方法，其中在将所述第一粉碎磨料颗粒放置在所述工具的所述表面上之前，所述第一粉碎磨料颗粒符合磨料行业规定标称等级。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一粉碎磨料颗粒符合从由以下等级标号构成的群组中选出的磨料行...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅利莎·C·席洛阿姆斯特朗，布赖恩·D·格斯，约瑟夫·B·埃克尔，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US