经烧结的、多晶的、扁平构造的、几何图形结构化的陶瓷研磨元件，其制造方法和用途技术

本发明专利技术涉及经烧结的、多晶的、扁平构造的、几何图形结构化的陶瓷研磨元件，其用于合成树脂粘结的砂轮片特别是切割片中的使用。本发明专利技术还涉及用于制造这种扁平构造、几何图形结构化的陶瓷研磨元件的方法和其用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】经烧结的、多晶的、扁平构造的、几何图形结构化的陶瓷研磨元件，其制造方法和用途
本专利技术涉及用于合成树脂粘结的砂轮片(特别是切割片)的经烧结的、多晶的、扁平构造的、几何图形结构化的陶瓷研磨元件(Schleifelement)。本专利技术还涉及用于制造这种经烧结的、多晶的、扁平构造的、几何图形结构化的陶瓷研磨元件的方法及其用途。专利技术背景合成树脂粘结的砂轮片的一种特殊形式是合成树脂粘结的切割片，其在本申请的范围内用作为合成树脂粘结的砂轮片的实例，但并不意味着本专利技术局限于切割片。事实上，在现有工作中证明原本设计用于切割片的根据本专利技术的研磨元件一般性地适用于合成树脂粘结的砂轮片。切割片是扁平圆片，其主要用于切分金属型材。针对各种待加工的材料，例如金属、不锈钢、天然石块、水泥或沥青，使用不同的切割片，就此所述切割片分为两个主要类别，即合成树脂粘结的切割片和钻石切割片。用于制造合成树脂粘结的切割片将研磨颗粒，例如刚玉或碳化硅，与填充剂、粉末树脂和液体树脂混合成物料，然后在特殊机器中以各种厚度和直径压制成切割片。在此，所述磨料被包埋入由玻璃纤维构成的组织中，从而在切割片的使用中能够承受住所产生的巨大离心力。在钻石切割片的情况下，其几乎仅用于天然石块、水泥或沥青，借助各种方法，例如烧结、软焊或激光焊接，将钻石片段(Diamantsegmente)涂覆到钢制主片上。磨料工业常年坚持寻求改良切割片功效的途径，其中特别专注于高级研磨颗粒的使用。就此EP1007599B1描述了一种切割片，其具有作为研磨颗粒的不同溶胶-凝胶-刚玉的混合物。EP0620082B1描述了一种切割片，其除了高研磨性组分，例如立方氮化硼或钻石、具有一致取向的微晶丝状氧化铝颗粒，其中所述磨料以被涂覆到金属主片上的片段(Segmenten)的形式存在。根据US专利申请号2013/0040537A1，通过溶胶-凝胶-法获得的四面体和棱锥体形状的陶瓷研磨颗粒以与其它高级研磨颗粒的混合物被用于合成树脂粘结的切割片中。类似的合成树脂粘结的切割片被描述于US专利申请号2013/0203328A1中，其中通过溶胶-凝胶-法获得的三角小片、棱镜体(Prismen)或截顶棱锥体(kegelstumpfartigenPyramiden)形状的陶瓷研磨颗粒与其它高级研磨颗粒被用于与酚树脂、研磨助剂、填料和其它添加剂的混合物中。借助于这种研磨颗粒混合物，其中研磨颗粒以经定义的形状使用，不仅可以在合成树脂粘结的切割片中，还一般性地在合成树脂粘结的砂轮片中，相比具有高级研磨颗粒的砂轮片以未定义的切割，达到了出乎意料高的功效提升。专利技术描述受到这种结果的鼓舞，磨料工业还进一步寻求合成树脂粘结的砂轮片(特别是切割片)的功效改良。由此本专利技术的任务在于，提供用于合成树脂粘结的砂轮片(特别是切割片)的、相比现有技术具有优点的磨料。该任务是通过经烧结的、多晶的、扁平构造的、几何图形结构化的陶瓷研磨元件完成的，其意图用于替代研磨颗粒构入合成树脂粘结的砂轮片(特别是切割片)。本专利技术的任务还在于提供用于制造在合成树脂粘结的砂轮片中使用的经烧结的、多晶的、扁平构造的、几何图形结构化的陶瓷研磨元件的方法。该任务是通过可成形的陶瓷前体材料的形成完成的，由所述前体材料成型用于经烧结的、多晶的、扁平构造的、几何图形结构化的陶瓷研磨元件的扁平构造的、几何图形结构化的前体，然后烧结成多晶的、扁平构造的、几何图形结构化的陶瓷研磨元件。本专利技术进一步的任务在于，提供改良的合成树脂粘结的砂轮片(特别是切割片)。该任务是通过使用经烧结的、多晶的、扁平构造的、几何图形结构化的研磨元件作为替代合成树脂粘结的砂轮片(特别是切割片)中的研磨颗粒而完成的。所述经烧结的、多晶的、扁平构造的、几何图形结构化的研磨元件涉及具有均质微结构、在所述研磨元件的整个区域上均一构成的化学组成和统一的几何图形结构的经烧结的成型体。所述烧结体具有第一表面和与第一表面相对并与其平行设置的第二表面。这两个表面通过厚度介于50μm和2000μm之间的侧壁彼此相隔。所述研磨元件的直径与厚度的比大于30，优选大于50。构造所述均质微结构的晶体的中值直径小于10μm，优选小于5μm。优选所述经烧结的、多晶的、扁平构造的、几何图形结构化的陶瓷研磨元件的化学组成基于氧化铝和/或其它化合物，所述化合物选自下组：选自Al、B、Si、Ti和Zr的至少一种的碳化物、氧化物、氮化物、碳氧化物、氧氮化物和碳氮化物。所述经烧结的、多晶的、扁平构造的、几何图形结构化的研磨元件优选具有维氏硬度Hv为至少15GPa，特别优选至少18GPa。在本专利技术优选的实施形式中，所述经烧结的、多晶的、扁平构造的、几何图形结构化的研磨元件的密度为理论密度的至少95％，优选理论密度的至少97.5％。优选所述研磨元件是圆片或圆形片段(Kreissegmente)，就直径和厚度而言其适合于由其形成的切割片。在优选的实施形式中，根据本专利技术的研磨元件被构造成穿孔的、设计有空隙的陶瓷体。在此，陶瓷体的所述穿孔或空隙有利地显示为具有成几何图形的开口或空隙的均一的几何图形结构。在此优选研磨元件的开口与实心部分(denmassivenAnteilen)的体积比在研磨元件的整个可使用直径上是恒定的，其中对于可使用直径的理解是在使用研磨元件工作时研磨元件的区域。在本专利技术另一个有利的实施形式中，所述经烧结的、多晶的、扁平构造的、几何图形结构化的陶瓷研磨元件是多孔的陶瓷体，其本身具有足够的孔隙度以确保砂轮片所需要的孔隙度，或者是额外穿洞的或具有空隙，然而其中所述穿洞或空隙则是被较低强度地铸造的。在本专利技术的意义中，作为多孔的陶瓷体是用或多或少的小孔穿透的这种陶瓷体，而上述穿洞和空隙是大体积并优选是成几何图形结构化的。在本专利技术的优选实施形式中，研磨元件的化学组成的基础是氧化铝，其中所述化学组成优选包含至少50重量％的氧化铝和可选的选自下组的氧化物的一种或多种：SiO2、MgO、TiO2、Cr2O3、MnO2、Co2O3、Fe2O3、NiO、Cu2O、ZnO、ZrO2和稀土氧化物。此外，基于选自元素Al、B、Si、Ti、和Zr的氧化物、碳化物、氮化物、碳氧化物、氧氮化物和碳氮化物的其它化合物，适宜的材料也适用于制造根据本专利技术的陶瓷研磨元件。根据本专利技术的研磨元件的制造可根据不同的方法进行，其中在所有情况下首先制造一个可成形的陶瓷物料，由其形成用于陶瓷研磨元件的扁平构造、几何图形结构化的前体，所述前体被烧结成多晶的、扁平构造的几何图形结构化的陶瓷研磨元件。由此可以例如通过湿法在球磨机中在分散剂的存在下研磨具有中值粒度优选小于1μm的α-氧化铝并随即向所述分散液添加有机粘结剂和任选的增塑剂和/或消泡剂获得陶瓷物料或陶瓷前体材料。所述分散液被混合数小时，直至形成稳定的胶状分散液，其通过流延成膜加工成具有层厚直至3mm的层。所述流延膜层被干燥并剪切出扁平构造、几何图形结构化的研磨元件的前体，所述前体然后被煅烧和烧结。此外，所有获得可成形的陶瓷物料的方法都是适宜的，从中然后形成相应的研磨元件并随即可被烧结。由此例如溶胶-凝胶-法也非常好地适用于制造可成形的陶瓷物料，其中所述溶胶-凝胶-组成包含液态载体，在所述液态载体中溶解或分散可转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.经烧结的、多晶的、扁平构造的、几何图形结构化的陶瓷研磨元件，其由经烧结的成型体组成，所述成型体具有‑均质微结构，‑在整个研磨元件上均一构成的化学组成和‑统一的几何图形结构，其中所述烧结体具有第一表面和与第一表面相对并与其平行设置的第二表面，其中这两个表面通过厚度介于50μm和2000μm之间的侧壁彼此相隔，并且所述研磨元件的直径与厚度的比大于30，其特征在于，构造所述均质微结构的晶体的中值直径小于10μm。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.09 DE 102015119213.6;2016.11.02 DE 10201611.经烧结的、多晶的、扁平构造的、几何图形结构化的陶瓷研磨元件，其由经烧结的成型体组成，所述成型体具有-均质微结构，-在整个研磨元件上均一构成的化学组成和-统一的几何图形结构，其中所述烧结体具有第一表面和与第一表面相对并与其平行设置的第二表面，其中这两个表面通过厚度介于50μm和2000μm之间的侧壁彼此相隔，并且所述研磨元件的直径与厚度的比大于30，其特征在于，构造所述均质微结构的晶体的中值直径小于10μm。2.根据权利要求1的研磨元件，其特征在于，所述研磨元件的化学组成基于氧化铝和/或其它化合物，所述化合物选自下组：选自Al、B、Si、Zr和Ti的至少一种的碳化物、氧化物、氮化物、碳氧化物、氧氮化物和碳氮化物。3.根据权利要求1或2的研磨元件，其特征在于，所述研磨元件是圆片或圆形片段。4.根据权利要求1至3任一项的研磨元件，其特征在于，所述研磨元件是穿孔的陶瓷体。5.根据权利要求4的研磨元件，其特征在于，所述陶瓷体的穿孔具有均一几何图形结构，其具有几何图形形状的开口。6.根据权利要求1至5任一项的研磨元件，其特征在于，所述研磨元件是多孔陶瓷体。7.根据权利要求1至6任一项的研磨元件，其特征在于，所述研磨元件的...

【专利技术属性】
技术研发人员：JA·艾拉瑞，F·珀尔格，P·罗纳奇，
申请(专利权)人：研磨剂与耐火品研究与开发中心CARRD有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT