粘结的磨料物品及形成方法技术

一种磨料物品包括一个磨料本体，该磨料本体具有位于一种粘结剂材料内的磨料颗粒，该磨料本体进一步包括一个布置在这些磨料颗粒与该粘结剂基质之间的界面处的一种尖晶石材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
以下内容是针对粘结的磨料并且具体地是结合了微晶氧化铝磨料颗粒的粘结的磨料物品。
技术介绍
研磨工具一般被形成为具有包含在ー种粘结剂材料内的磨料颗粒以用于材料去 除的应用中。超级磨料颗粒(例如，金刚石或立方氮化硼(CBN))或加晶种的(或甚至未加晶种的)烧结的溶胶凝胶氧化铝磨料颗粒，也被称为微晶α -氧化铝(MCA)磨料颗粒，可以用于这类研磨工具中并且已知其在多种材料上提供了优异的研磨性能。该粘结剂材料可以是有机材料如树脂，或一种无机材料如玻璃或玻璃化的材料。具体的说，使用了ー种玻璃化的粘结剂材料且包含了 MCA颗粒或超级磨料颗粒的粘结的研磨工具在商业上可用于对精密的金属零件以及其他要求一致且改进的研磨性能的エ业部件进行研磨。某些粘结的研磨工具，特别是使用了玻璃化的粘结剂材料的那些，要求高温成形エ艺，这会对这些磨料颗粒产生不利的影响。事实上，已经认识到，在形成研磨工具必要的这样高的温度下，该粘结剂材料可以与这些磨料颗粒(具体地MCA颗粒)发生反应，从而损害磨料的整体性、降低颗粒的锐度和性能特性。其结果是，业界已经转向于降低形成该粘结剂材料必要的成形温度，以便抑制这些磨料颗粒在成形过程中的高温降解。例如，为了减少MCA颗粒与玻璃化的粘结剂之间的反应的量，美国专利号4，543，107披露了适用于在低至约900° C的温度下进行烧结的ー种粘结剂组分。在ー种替代途径中，美国专利号4，898，597披露了ー种包含至少40%的玻璃料材料的、适用于在低至约900° C的温度下进行烧结的ー种粘结剂组分。使用了能够在低于1100° C并且事实上低于1000° C的温度下成形的粘结剂材料的其他这类粘结的磨料物品包括美国专利号5，203，886、美国专利号5，401，284、美国专利号5，536，283、以及美国专利号6，702，867。然而，业界继续要求这类粘结的磨料物品的改进的性能。
技术实现思路
根据ー个第一方面,一种磨料物品包括一个磨料本体,该磨料本体包括位于ー种粘结剂材料内的磨料颗粒，该磨料本体进ー步包括ー种布置在这些磨料颗粒与该粘结剂基质之间的界面处的尖晶石材料。根据另ー个方面，一种磨料物品具有一个磨料本体，该磨料本体包括被包含在一种粘结剂材料基质内的磨料颗粒，该磨料本体进ー步包括ー个含尖晶石材料的层，该层覆盖在这些磨料颗粒的外表面上。在又另ー个方面，一种磨料物品包括一个磨料本体，该磨料本体具有包括微晶氧化铝的、被包含在ー种含玻璃质相的粘结剂材料中的磨料颗粒，这些磨料颗粒具有覆盖在这些磨料颗粒的外表面上的ー个材料层，其中该层包括一种尖晶石材料。另ー个方面包括一种磨料物品，这种磨料物品包括一个粘结的磨料本体，该粘结的磨料本体具有包括微晶氧化铝的、被包含在ー种玻璃质粘结剂材料内的第一组磨料颗粒,其中该粘结的磨料本体进ー步包括一个环绕了这些磨料颗粒的至少一部分的钝化区域，该钝化区域包括ー种具有的一般化学组成为AB2O4的尖晶石材料,其中A代表ー种第一元素，B代表ー种不同于A的第二元素，且O是氧。根据另ー个方面，一种磨料物品包括一个磨料本体，该磨料本体具有包括微晶氧化铝的磨料颗粒以及ー个包括尖晶石材料的、覆盖在这些磨料颗粒的外表面上至少一部分上的层。该磨料本体进ー步包括ー种由含有足量的尖晶石形成材料的组合物所形成的粘结剂材料，该尖晶石形成材料是选自以下的氧化物组，该组由以下各项组成氧化镁、氧化锌、氧化铁、氧化锰、以及它们的组合。在又另ー个方面，ー种形成磨料物品的方法包括将磨料颗粒与ー种粘结剂材料粉末进行混合、将该混合物成形以便形成一个生坯、并且处理该生坯以便形成包含位于粘结剂材料中的磨料颗粒的一种磨料物品，其中在处理过程中，围绕这些磨料颗粒形成了ー个含尖晶石材料的钝化区域。附图说明通过參见附图可以更好地理解本披露，并且使其许多特征和优点对于本领域的普通技术人员变得清楚。图I包括ー个流程图，展示了根据ー个实施方案来形成磨料物品的ー种方法；图2A到2C包括根据多个实施方案的ー种具有一个尖晶石材料层的磨料物品的多个部分的图像；图3包括根据ー个实施方案形成的样品以及一个常规样品的平均功率消耗相对于研磨周期数的曲线图；图4包括根据ー个实施方案形成的样品以及一个常规样品的直度相对于研磨周期数的曲线图；图5包括根据ー个实施方案的一种磨料物品的ー个部分的扫描电子显微图像；图6包括根据ー个实施方案形成的样品以及一个常规样品的平均功率消耗相对于研磨周期数的曲线图； 图7包括根据ー个实施方案形成的样品以及一个常规样品的直度相对于研磨周期数的曲线图。在不同的图中使用相同的參考符号表示相似的或相同的事项。具体实施例方式以下内容总体上是针对一种磨料物品，具体是使用了被包含在粘结剂材料内的磨料颗粒的一种粘结的磨料物品。此类磨料物品在材料去除应用中是有用的，如在不同行业中用于对エ件进行精加工和/或研磨的那些。这些磨料物品的形状和尺寸可以被确定成制造出不同的精加工工具，如轮、锥体、杯形物品、珩磨石、和/或石材。图I包括ー个流程图，展示了根据ー个实施方案来形成磨料物品的ー种方法。如所展示的，该方法在步骤101通过将磨料颗粒与ー种粘结剂材料粉末进行混合而开始。根据ー个实施方案，这些磨料颗粒可以包括一种无机材料，如ー种氧化物。更具体地，这些磨料颗粒可以包括微晶氧化铝(MCA)颗粒。这些MCA或溶胶凝胶氧化铝颗粒优选是通过ー种加晶种的或未加晶种的溶胶-凝胶法来生产。如在此使用的，术语“溶胶凝胶氧化铝砂砾”是通过以下方法制造的氧化铝砂砾包括将氧化铝一水合物的溶胶进行胶溶以便形成一种凝胶，将该凝胶进行干燥和烧制以便将其烧结，并且然后将该烧结的凝胶进行破碎、筛分、并且确定大小以便形成由α-氧化铝微晶(例如，至少约95%的氧化铝)制成的聚晶颗粒。除了这些α氧化铝微晶之外，该初始的溶胶可以进ー步包括按重量计高达15%的尖晶石、莫来石、ニ氧化锰、ニ氧化钛、氧化镁、稀土金属氧化物、氧化锆粉末或者氧化锆前体(它们可以按更大的量值来添加，例如40wt%或更多)或者其他相容的添加剂或其前体。这些添加剂经常被包括以便改性诸如断裂韧性、硬度、脆性、断裂力学、以及干燥行为这些特性。烧结的溶胶凝胶α-氧化铝颗粒的制备在别处进行了更详细地说明。此类制备的细节可以在例如美国专利号4，623，364、4，314，827、以及5，863，308中找到，其内容通过引用结合在此。术语MCA颗粒被定义为包括任何含有至少60%的、具有至少95%的理论密度以及在500克下至少ISGPa的维氏硬度(500克)的α氧化铝微晶的颗粒。这种烧结的溶胶凝胶α氧化铝颗粒可以包含不同于被分散在这些α氧化铝微晶之间的α氧化铝的材料片晶。总体上，这些α氧化铝颗粒以及这些片晶是亚微米级的，当它们以这种形式制造的话。MCA磨料颗粒的制备以及在本专利技术中有用的MCA磨料颗粒类型的另外细节可以在引用了在美国专利号4，623，364和4，314，827中披露的基本技术的众多其他专利和公开物的任何一个中找到。用于这些磨料颗粒中的微晶氧化铝可以具有小于I微米的平均微晶粒大小。事实上，在某些情况下，该微晶氧化铝具有的平均微晶粒大小可以小于约O. 5微米、并且特别地在约O. I与约O. 2微米之间的范围内。另外，将认识到，在此的多个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·奎尔，S·J·如克马尼，M·吉瓦纳撒姆，K·马克奈尔，S·E·福克斯，
申请(专利权)人：圣戈班磨料磨具有限公司，法国圣戈班磨料磨具公司，
类型：发明
国别省市：