專利名稱：制造玻態(tài)粘結(jié)磨料制品的方法和用該方法制造的產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于玻璃態(tài)粘結(jié)磨輪和制造這種磨輪以及其他玻璃態(tài)粘結(jié)磨料制品(Vitreous bonded abrasive，下文譯作玻態(tài)粘結(jié)磨料)的方法。本發(fā)明也涉及一種改進(jìn)的生產(chǎn)玻態(tài)粘結(jié)磨料制品，特別是磨輪的方法，其中采用了收縮減少劑用來(lái)減少或防止磨料制品在制造該產(chǎn)品的方法的焙燒工序中的收縮。本發(fā)明使現(xiàn)有制造方法中焙燒玻態(tài)粘結(jié)磨料制品時(shí)與收縮有關(guān)的問(wèn)題減至最少或得以解決。
釉質(zhì)的粘結(jié)磨料磨輪在現(xiàn)有技術(shù)中，長(zhǎng)期以來(lái)是基本采用以下步驟的方法生產(chǎn)的把磨料、玻璃的或陶瓷粘結(jié)的初配料，(例如玻璃料或氧化物和硅酸鹽)，和一種暫時(shí)粘結(jié)劑相混合，再把混合物放入一個(gè)模具中，并且在模具中壓該混合物，使大致形成所需尺寸和形狀的磨輪;從被壓的磨輪中抽走易揮發(fā)物，通常是通過(guò)在相對(duì)低的溫度下(例如200℃至300℃)加熱被壓制的磨輪;然后從模具中卸出磨輪，并且在一個(gè)爐中，在相對(duì)高溫下(例如500℃至1200℃)焙燒磨輪，形成玻璃狀粘結(jié)和凝固在一起的磨料。一般在焙燒前要從被壓制的磨輪中去除易揮發(fā)物，在現(xiàn)有方法中，因?yàn)檫@種易揮發(fā)物是由配料，例如暫時(shí)粘結(jié)劑引入的，如果允許把它保留在壓過(guò)的磨輪中，磨輪在高溫焙燒工序中它能夠使受焙燒的磨輪發(fā)生鼓脹(不均勻膨脹)、斷裂和變形，易揮發(fā)物可以是水和/或有機(jī)材料。以相對(duì)低溫加熱壓過(guò)的磨輪進(jìn)一步的目的是使暫時(shí)粘結(jié)劑以一種臨時(shí)脆弱的方式把磨輪的各種組份粘結(jié)在一起;使得壓過(guò)的磨輪能從模中卸出。這種暫時(shí)粘結(jié)的壓過(guò)的磨輪通常指的是未燒結(jié)的磨輪。在焙燒工序中，一般焙燒的溫度遠(yuǎn)高于暫時(shí)粘結(jié)劑的分解溫度，暫時(shí)粘結(jié)劑從磨輪中被除去，并且任何殘余易揮發(fā)材料也都被排除了。
壓過(guò)的、暫時(shí)粘結(jié)(即未燒結(jié)的)磨輪通常焙燒溫度是在500°～1000℃范圍內(nèi)。在這個(gè)高溫加熱時(shí)，發(fā)生各種物理的和/或化學(xué)的轉(zhuǎn)變，結(jié)果形成把磨料結(jié)合在一起的一種玻璃或陶瓷基體。在焙燒工序中，磨輪中形成氣孔并且發(fā)生體積變化。體積上的變化經(jīng)常表現(xiàn)在磨輪的收縮上。用于形成玻態(tài)粘結(jié)基體的顆粒材料由于化學(xué)反應(yīng)和/或熔化和/或熔融在一起的物理變化而變化。這些化學(xué)和/或物理變化使形成玻態(tài)粘結(jié)的顆粒材料占有的體積減少。除磨料以外的附加顆粒材料可以被混合到玻態(tài)粘結(jié)基體之中并起作用，至使體積進(jìn)一步減小。收縮的程度主要取決于這些變化的量及其總量，以及玻態(tài)粘結(jié)形成基體材料和其他用于制造磨輪的顆粒材料的化學(xué)和/或物理特性，并且取決于磨輪所獲得的孔隙度。收縮0.5%至10%的體積是公知的，具體在相對(duì)多孔的磨輪上為(例如20%或更高的孔隙度)。為舉例說(shuō)明和解釋收縮起見(jiàn)，可以把用于制成磨輪的玻態(tài)粘結(jié)基體的顆粒材料想象成玻璃小球。以最有效的放置形式將這些小球均勻地裝填進(jìn)一個(gè)容器，只留下一些小球無(wú)法占據(jù)的空間。熔化小球形成液體玻璃，結(jié)果玻璃的體積小于小球占有的體積。這種體積變化(即減少)是由玻璃小球的熔化所產(chǎn)生的收縮引起的。
磨輪尺寸減少，相對(duì)多孔的磨輪的中心安裝孔超出公差范圍之外，配合部分分離(例如中心和輪緣)以及甚至玻態(tài)粘結(jié)磨輪斷裂或變形，這是在焙燒時(shí)，磨輪收縮產(chǎn)生的某些可看見(jiàn)的后果。其中的一些問(wèn)題(例如磨輪尺寸縮小)在技術(shù)上已經(jīng)克服，這是通過(guò)制造比焙燒后磨輪尺寸足夠大的未燒結(jié)磨輪以補(bǔ)償縮小，或者通過(guò)制造比所要求精加工尺寸磨輪還大的焙燒砂輪，然后把磨輪加工至適合的尺寸。由于對(duì)相對(duì)多孔磨輪的收縮控制(例如獲得一致的可重復(fù)的結(jié)果)，現(xiàn)在技術(shù)上還有困難，所以要規(guī)定能足以補(bǔ)償收縮的一種尺寸，使能可造適用于各種未燒結(jié)的磨輪現(xiàn)在還辦不到。對(duì)收縮來(lái)說(shuō)，一個(gè)更可接受的答案是將玻態(tài)粘結(jié)磨輪制成大于所需的尺寸，然后把磨輪加工至正確尺寸。但這還有問(wèn)題。校正超差的安裝孔，即使采用機(jī)械加工，也還是很難。加工玻態(tài)粘結(jié)磨輪至尺寸，從制造上來(lái)說(shuō)增加了工序和費(fèi)用。某些玻態(tài)粘結(jié)磨輪，特別是采用昂貴磨料、例如金剛石和立方氮化硼生產(chǎn)的磨輪，是用玻態(tài)粘結(jié)磨料輪緣環(huán)繞含有不貴的磨料或無(wú)磨料的一種玻態(tài)粘結(jié)輪芯制成的。在制造這些磨輪的公知方法中，可見(jiàn)的收縮使得輪芯與輪緣分離，甚至使磨輪變形。這些問(wèn)題導(dǎo)致磨輪報(bào)廢(即磨輪不能使用)，并且增加了那些已很昂貴的磨輪的成本。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種制造玻態(tài)粘結(jié)磨料制品，例如磨輪的改進(jìn)方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種制造減少或沒(méi)有收縮的玻態(tài)粘結(jié)磨料制品的改進(jìn)方法。
本發(fā)明進(jìn)一步的目的是提供一種免除或基本免除收縮影響的玻態(tài)粘結(jié)磨料制品。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中在制造玻態(tài)粘結(jié)磨料制品時(shí)的收縮問(wèn)題。
這些，和從以下的說(shuō)明和附帶的權(quán)利要求中可明顯看出的其他目的，以本發(fā)明的下列改進(jìn)方法可以達(dá)到。本發(fā)明的一種制造具有從20%至55%體積范圍的孔隙度(例如磨輪)的玻態(tài)粘結(jié)磨料制品的改進(jìn)方法，包括以下步驟把磨料和制造制品的其他配料相混合;在模具中把混合配料壓制成制品的形狀和尺寸;焙燒制品以形成與磨料粘結(jié)在一起的玻態(tài)基體，其中改進(jìn)之處包括把一種無(wú)包層的，非磨料，非金屬的，顆粒狀的無(wú)機(jī)物固體收縮控制劑(SCA)(例如六角氮化硼)混合進(jìn)制造玻態(tài)粘結(jié)磨料制品的配料中的步驟。
本發(fā)明的具有20%至55%體積比的孔隙度的玻態(tài)粘結(jié)磨料制品，具體是玻態(tài)粘結(jié)磨料磨輪，而更具體的是具有20%到55%體積比孔隙度的帶輪緣磨輪的改進(jìn)方法的實(shí)施中，獲得了沒(méi)有，或基本沒(méi)有現(xiàn)有技術(shù)中收縮引起的缺陷和問(wèn)題(例如安裝孔尺寸縮小，磨輪輪緣與輪芯部分分離，以及磨輪變形)。帶輪緣的玻態(tài)粘結(jié)磨輪可以是具有一個(gè)玻態(tài)粘結(jié)磨料鑲條，通常是有例如金剛石或立方氮化硼的昂貴的磨料，附著到含有不貴磨料(例如氧化鋁、碳化硅)，或不含磨料的玻態(tài)粘結(jié)輪芯上。
現(xiàn)有技術(shù)制造相對(duì)多孔(例如至少20%體積比的孔隙度)玻態(tài)粘結(jié)磨輪采用以下基本步驟a)把磨料、玻態(tài)粘結(jié)初始配料和其他配料，混合形成混合物;b)把混合物放入模具中;c)在模具中把混合物加壓成型;及d)把成形混合物加熱以形成與磨料粘結(jié)在一起的玻態(tài)基體。這些步驟可以增補(bǔ)其他步驟或各種條件，包括諸如在模具中加熱壓過(guò)的混合物，以除去易揮發(fā)材料;在焙燒工序之前，以模具中卸出壓過(guò)的混合物;以及在混合物上保持加壓的同時(shí)焙燒或加熱在模具中的壓制的混合物以形成玻態(tài)基體的這些單獨(dú)步驟。在玻態(tài)粘結(jié)磨輪的制造工藝中所包含的最后步驟，產(chǎn)生一種公知的熱壓方法，并一般需要特殊和昂貴的模具(例如石墨模具)。這種熱壓方法通常在技術(shù)上用來(lái)制造小磨輪，經(jīng)常與惰性氣體或減少大氣一起進(jìn)行。在不采用熱壓技術(shù)制造玻態(tài)粘結(jié)磨輪的方法中，經(jīng)一段低溫(200℃到300℃)加熱期以去掉易揮發(fā)材料，并使暫時(shí)粘結(jié)劑凝固之后，從模具中卸出壓過(guò)的混合物。成形的混合物從模具中卸出，然后進(jìn)行焙燒工序以形成與磨料粘結(jié)在一起的玻態(tài)基體。該后述方法一般指的是冷壓方法。在技術(shù)上，熱壓在惰性氣體或減少大氣中進(jìn)行，其中氧化是制造玻態(tài)粘結(jié)磨輪或其他磨料制品的一個(gè)問(wèn)題。相對(duì)而言，冷壓方法是制造玻態(tài)粘結(jié)磨輪技術(shù)上普遍使用的方法。
在現(xiàn)有技術(shù)中，制造相對(duì)多孔(例如至少20%體積比的孔隙度)的玻態(tài)粘結(jié)磨輪磨料或磨料混合物(例如氧化鋁和碳化硅)的方法是與一種玻態(tài)粘結(jié)初始物相混合。這種初始物可以是一種玻璃料，或一種原材料的混合物(例如硅、氧化物等)，在焙燒工序中其形成玻態(tài)粘結(jié)劑或基體，把磨料粘結(jié)在一起。玻璃料一般是一種顆粒狀的玻璃材料，該材料熔化或熔融形成磨輪或其他磨料制品的玻態(tài)粘結(jié)或基體。磨料和玻態(tài)粘結(jié)初始物的混合能與一種有機(jī)材料結(jié)合在一起，該有機(jī)材料在焙燒工序操作之前把磨輪混合料的組份臨時(shí)粘結(jié)在一起。這種暫時(shí)粘結(jié)劑可以是一種有機(jī)聚合材料或聚合物制成的材料。已發(fā)現(xiàn)酚醛樹脂在技術(shù)上是有用的暫時(shí)粘結(jié)劑。其他材料，如潤(rùn)滑劑，極端壓力劑和填充劑可以與磨料、玻態(tài)粘結(jié)初始物和暫時(shí)粘結(jié)劑相混合。然后，把測(cè)量過(guò)重量的磨輪混合組份放入具有所要求的磨輪尺寸和形狀的模具之中。其后，模具中均勻散布的混合物通過(guò)施加壓力，被壓縮成所要求的尺寸并且在模具中低溫(例如200℃至300℃)加熱，以除去混合物中的易揮發(fā)材料(例如水或有機(jī)溶劑)。低溫加熱壓縮的混合物也使該暫時(shí)粘結(jié)劑把磨輪的配料粘結(jié)在一起，形成一種相對(duì)脆弱的自我支撐，成形的制品，能夠在焙燒工序之前搬運(yùn)。然后，磨輪從模具中卸出，并放在一個(gè)窯中或爐中，加熱到高溫(例如500°至1000℃)超過(guò)一個(gè)規(guī)定時(shí)間/溫度周期，以形成與磨料粘結(jié)在一起的玻態(tài)粘結(jié)或基體。加熱磨料、玻態(tài)粘結(jié)初始物，暫時(shí)粘結(jié)劑和其他材料的混合物至高溫，形成玻態(tài)粘結(jié)，產(chǎn)生化學(xué)和/或物理變化，結(jié)果使高溫加熱工序(即焙燒)之前的磨輪尺寸和體積收縮。這樣，在焙燒之后的磨輪小于焙燒之前的。因此，這種收縮在現(xiàn)有技術(shù)的制造精加工過(guò)的磨輪的特定尺寸的方法中不得不予以考慮。已發(fā)現(xiàn)在相對(duì)多孔的磨輪上，收縮是不準(zhǔn)確、或不能可靠再現(xiàn)，因此，現(xiàn)有技術(shù)中的方法一般是通過(guò)把焙燒過(guò)的玻態(tài)粘結(jié)磨輪尺寸制造得大于所要求的尺寸，然后把焙燒過(guò)的磨輪再加工至正確或最后尺寸。這種加工或精加工對(duì)磨輪的生產(chǎn)說(shuō)來(lái)，費(fèi)時(shí)并增加了成本。因此，所需加工或精加工量越多，加到制造磨輪的成本和工時(shí)也就越多。為了把磨輪安裝到機(jī)床上進(jìn)行磨削加工，磨輪一般均有一中心孔。該孔的正確尺寸對(duì)使用磨輪來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。在制造玻態(tài)粘結(jié)磨輪中產(chǎn)生的收縮，影響了安裝孔的尺寸，使它小于所要求的尺寸。因此，必須把該孔加工至正確的尺寸。這種對(duì)玻態(tài)粘結(jié)磨料的加工，由于其特性，是困難的，費(fèi)時(shí)、增加成本的。因此，在制造玻態(tài)粘結(jié)磨輪和其他磨料制品的技術(shù)中，收縮是一個(gè)重要的問(wèn)題。所以減少和客觀需要的消除收縮是對(duì)制造玻態(tài)粘結(jié)磨輪和其他磨料制品的技術(shù)的有益改進(jìn)。
本發(fā)明解決相對(duì)多孔的玻態(tài)粘結(jié)磨輪的收縮問(wèn)題，并提供一種減少或消除收縮的制造玻態(tài)粘結(jié)磨料制品的改進(jìn)方法。已發(fā)現(xiàn)，把某種材料、此處指的是收縮控制劑(SCA)，用在制造具有20%到55%體積比范圍的孔隙度的玻態(tài)粘結(jié)磨料制品的配料組份的混合物之中，能夠在制造工序中減少制品的收縮。因此，根據(jù)本發(fā)明，提供一種制造具有20%到55%體積比范圍的孔隙度的玻態(tài)粘結(jié)磨料制品，特別是磨輪的改進(jìn)方法，包括以下步驟a)把磨料和玻態(tài)基體的初始物混合一起形成均勻的混合物，b)把混合物放入一個(gè)模具中，c)把混合物加壓，制成壓過(guò)的形體，和d)在使玻態(tài)基體初始物轉(zhuǎn)變成與磨料粘結(jié)在一起的玻態(tài)基體的溫度下加熱壓過(guò)的形體，改進(jìn)之處包括一個(gè)把收縮減少有效量的收縮控制劑與磨料和玻態(tài)基體初始物相混合的步驟，該控制劑是一種無(wú)包層、非磨料、非金屬的顆粒狀的無(wú)機(jī)物固體。
本發(fā)明所公開(kāi)和要求保護(hù)的收縮控制劑(SCA)的一個(gè)最佳方面是一個(gè)從以下組中選出的，具有從1到4范圍的莫氏硬度的無(wú)包層、非磨料、非金屬、顆粒狀的無(wú)機(jī)固體。該組的組成是a)含有氧和至少硅、鋁和鎂元素中一種的礦物質(zhì)，和b)六角形氮化硼。
本發(fā)明所公開(kāi)和權(quán)利要求中所用的詞，無(wú)包層，意指在表面上無(wú)金屬覆蓋或涂覆層。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例中，提供一種制造具有從20%到55%體積比孔隙度的玻態(tài)粘結(jié)磨輪的改進(jìn)方法，包括以下步驟a)把磨料，玻態(tài)基體初始物和暫時(shí)粘結(jié)劑材料相混合，形成一種均勻的混合物，b)把混合物放入一個(gè)模具中，c)把混合物在模具中加壓，d)在模具中，在低于玻態(tài)基體初始物轉(zhuǎn)變成與磨料粘結(jié)在一起的玻態(tài)基體的溫度下加熱壓過(guò)的混合物，形成一種自我支撐的成形的模壓體，e)從模具中卸出模壓體，和f)在一個(gè)有效地把玻態(tài)基體初始物轉(zhuǎn)變成與磨料粘結(jié)在一起的玻態(tài)基體的溫度下加熱模壓體，其中，改進(jìn)之處包括把減少收縮有效量的非磨料六角氮化硼與磨料、玻態(tài)基體初始物及暫時(shí)粘結(jié)劑材料相混合的一個(gè)步驟。
本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)例提供一種制造具有20%到55%體積比范圍的孔隙度的玻態(tài)粘結(jié)磨料磨輪的改進(jìn)方法，包括以下步驟a)把立體氮化硼磨料，玻態(tài)基體初始物和暫時(shí)粘結(jié)劑材料相混合，形成均勻混合物，b)把混合物放入一個(gè)模具中，c)在模具中壓混合物，d)在模具中，以一個(gè)低于玻態(tài)基體初始物轉(zhuǎn)變成與磨料粘結(jié)在一起的玻態(tài)基體的溫度下加熱壓過(guò)的混合物，形成一個(gè)自我支撐成形的模壓體，e)從模具中卸出模壓體，和f)在一個(gè)有效地把玻態(tài)基體初始轉(zhuǎn)變成與磨料粘結(jié)在一起的玻態(tài)基體的溫度下加熱模壓體，其中改進(jìn)之處，包括把減少收縮有效量的非磨料六角氮化硼與立方氮化硼磨料、玻態(tài)基體初始物和暫時(shí)粘結(jié)劑材料相混合的步驟。
本發(fā)明還有一個(gè)實(shí)施例，提供一種制造具有20%到55%體積比的孔隙度的玻態(tài)粘結(jié)磨料磨輪的改進(jìn)方法，包括以下步驟a)把立方氮化硼磨料、熔融的氧化鋁磨料，玻態(tài)基體初始物和暫時(shí)粘結(jié)劑材料相混合，形成一種均勻混合物，b)把混合物放入一個(gè)模具中，c)在模具中壓混合物，d)從模具中卸出模壓體，并以一個(gè)能有效地把玻態(tài)基體初始物轉(zhuǎn)變成與磨料粘結(jié)在一起的玻態(tài)基體的溫度下加熱模壓體，其中改進(jìn)之處，包括把減少收縮有效量的非磨料六角氮化硼與立方氮化硼磨料、熔融的氧化鋁磨料和暫時(shí)粘結(jié)劑材料相混合的步驟。
本發(fā)明的其他實(shí)例可采用上述的步驟和葉蠟石、滑石或云母作為控制收縮劑，替代六角氮化硼控制收縮劑。
在本發(fā)明的實(shí)施中，可采用各種磨料和磨料的混合物，包括、但不局限于此，如熔融氧化鋁，燒結(jié)可溶一凝膠氧化鋁，可溶凝膠氮化鋁/硝酸鋁，碳化硅，立方氮化硼和金剛石砂或磨粒。這些或其他的磨?？刹捎迷诩夹g(shù)上通用的尺寸。按美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)篩60至325目的磨料，最好是100到200目范圍的磨料，適用于本發(fā)明的實(shí)例，可以使用各種不同組份和/或尺寸的磨料組合。同樣組份但不同尺寸磨料的組合，以及具有不同組份但尺寸相同或不同的磨料的組合物均可用于本發(fā)明的方法和制品之中。
本發(fā)明所采用的玻態(tài)基體初始物是這樣材料或材料的混合物，在焙燒工序中加熱時(shí)，形成與磨料制品的磨料粘結(jié)在一起的玻態(tài)基體。這種與磨料粘結(jié)在一起的玻態(tài)基體，在技術(shù)上被認(rèn)為是磨料制品的玻璃相、玻態(tài)粘結(jié)、陶瓷粘結(jié)，或玻璃粘結(jié)。玻態(tài)基體初始物可以具體是一種氧化物和硅酸鹽的混合物或組合物，其在加熱至高溫時(shí)反應(yīng)，形成玻璃或陶瓷基體;或者可以是玻璃料，在焙燒工序中加熱至高溫時(shí)，熔化和/或熔融形成磨料制品的玻態(tài)基體。技術(shù)上公知的各種材料的組合可用來(lái)作為玻態(tài)基體初始物。這些材料首先是金屬氧化物和硅酸鹽。由氧化物和硅酸鹽的各種組份制成的細(xì)顆粒玻璃(即玻璃料)可以用來(lái)作為玻態(tài)基體初始物。這些玻璃料一般是公知的并且可在商店買到。這些玻璃料一般首先通過(guò)制備氧化物和硅酸鹽的組合物，其加熱至高溫形成玻璃。然后該玻璃在冷卻后破碎成小顆粒。本發(fā)明的實(shí)例中可采用1000°F到2500°F范圍的溫度，把玻態(tài)基體初始物轉(zhuǎn)變成與磨料制品的磨料粘結(jié)在一起的玻態(tài)基體。這種加熱一般指的是焙燒工序，并且通常在一個(gè)窯、或爐中進(jìn)行，加熱磨料制品的時(shí)間和溫度按照磨料制品的尺寸和形狀、磨料和玻態(tài)基體初始物的組份等因素來(lái)控制，或隨其變化控制。制造玻態(tài)粘結(jié)磨料制品的焙燒條件在技術(shù)上是公知的，并且這些條件可在本發(fā)明的實(shí)踐中使用。
在制造玻態(tài)粘結(jié)磨料制品中，使用各種添加物在技術(shù)上是公知的，其有助于產(chǎn)品的制作容易和改進(jìn)制品的性能。這些添加物可以包括潤(rùn)滑劑、填料、暫時(shí)粘結(jié)劑和工藝輔料。這些添加物其量在技術(shù)上是公知的，可在本發(fā)明的實(shí)踐中為實(shí)現(xiàn)其進(jìn)一步的目的而使用。
在制造時(shí)，相對(duì)多孔(例如20%或大于20%體積比的孔隙度)的玻態(tài)粘結(jié)磨料制品的收縮在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的。一個(gè)磨料、玻態(tài)基體初始物和任意的其他配料的混合物的給定量，在放入模具并施壓時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)壓過(guò)的規(guī)定尺寸和體積的形體。這個(gè)形體在焙燒工序中加熱時(shí)形成與磨料粘結(jié)在一起的玻態(tài)基體，引起體積上的收縮而導(dǎo)致玻態(tài)粘結(jié)磨料制品其體積小于焙燒工序之前的被壓形體體積。為補(bǔ)償這種收縮(即體積減小)，公知的辦法是在焙燒之前，使壓過(guò)的形體顯著地大于焙燒過(guò)的磨料制品的尺寸，以糾正焙燒時(shí)的收縮。這種補(bǔ)償基本可以補(bǔ)償焙燒過(guò)的玻態(tài)粘結(jié)磨料制品(例如磨輪)所要求的尺寸和形狀。采用使壓過(guò)的形體具有不僅足以補(bǔ)償焙燒時(shí)的收縮，而且還使其具有大于所要求尺寸的焙燒過(guò)的玻態(tài)粘結(jié)磨料制品以使能把制品加工成所要求的尺寸的尺寸，這在技術(shù)上都是公知的。具有恰好大到足以補(bǔ)償所期望的收縮量的壓過(guò)的形體，不能一致地產(chǎn)生所要求尺寸的焙燒過(guò)的磨輪，因?yàn)楹茈y控制和再現(xiàn)收縮在滿意的范圍。因此，涉及收縮的這個(gè)方法不是完全滿意的。制造大于所要求尺寸的磨輪，然后把它加工到所要求的尺寸對(duì)磨輪的制造來(lái)說(shuō)增加了工序、工時(shí)和成本。本發(fā)明試圖克服這些制造玻態(tài)粘結(jié)磨料制品工藝現(xiàn)有技術(shù)中的困難。為克服這些困難和不足，根據(jù)本發(fā)明的方法提供的步驟是把減少收縮有效量的收縮控制劑與磨料和玻態(tài)基體初始物相混合，該收縮控制劑是無(wú)包層、非磨料、非金屬的顆粒狀的無(wú)機(jī)物固體。收縮控制劑可以具有寬范圍的粒度尺寸。粒度尺寸可以比磨料小，或甚至較大。收縮控制劑的粒度尺寸，在按美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)篩的60到325目范圍內(nèi)，最好在100到200目，均可用在本發(fā)明實(shí)踐中。因?yàn)椴B(tài)粘結(jié)磨料制品的收縮可能隨其配料的化學(xué)及物理性質(zhì)，以及制造該制品的條件，在很寬的范圍內(nèi)變化，在本發(fā)明的實(shí)踐中所采用的收縮控制劑有效減少收縮的量也可在很寬的范圍內(nèi)變化。本發(fā)明的實(shí)踐可采用的收縮控制劑，根據(jù)玻態(tài)粘結(jié)磨料制品的體積作基準(zhǔn)，從0.5%到20%體積比的量，較好是1%到10%體積比的量，最好是4%到8%體積比的量。最好，收縮控制劑是從下述組中選出的具有1到4范圍的莫氏硬度的一種無(wú)包層、非磨料、非金屬、顆粒狀的無(wú)機(jī)固體，該組的組成如下a)含有氧和至少硅、鋁、鎂元素中一種的礦物質(zhì)，和b)六角形氮化硼。含有氧和至少硅、鋁、鎂元素中一種的，并且具有從1到4范圍內(nèi)的莫氏硬度的礦物質(zhì)，例如包括，但不限于此的是葉蠟石，滑石，云母，水鋁英石，水鎂石和綠泥石。本發(fā)明的實(shí)踐中作為收縮控制劑，可用的礦物質(zhì)除有硅、鋁、鎂元素中一種之外，各種其他元素(例如鐵、鋰、鉀、鈉)也可存在。除了出現(xiàn)氧之外，葉蠟石含有鋁和硅;滑石含有硅和鎂;水鋁英石含有硅和鋁;水鎂石含有鎂;綠泥石含有硅、鋁和鎂;以及云母含有硅和鋁;與鎂、鐵、鋰、鈉、鉀中一種或多種可出現(xiàn)。
在制造玻態(tài)粘結(jié)磨料磨輪時(shí)，根據(jù)所制造的磨輪使用的材料和磨輪的形狀和尺寸，改變生產(chǎn)步驟和條件是公知的。本發(fā)明的方法的實(shí)踐的步驟和條件是公知的。本發(fā)明的方法和實(shí)踐的步驟和條件可以改變，以滿足制造玻態(tài)粘結(jié)磨料制品所用各種材料以及制品形狀和尺寸的要求。因此，例如在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例中，磨料可以與玻態(tài)基體初始物相混合，然后暫時(shí)粘結(jié)劑再混入磨料和玻態(tài)基體初始物的混合物中，其后加入添加物并混合，然后加入收縮控制劑并與在前已混合的配料相混合。最后的混合物放入一個(gè)模具中，并堅(jiān)實(shí)地壓成所要求的尺寸和形狀。該壓過(guò)的混合物可在模具中加熱到足以去掉混合物中任何易揮發(fā)材料，而且暫時(shí)粘結(jié)劑可把配料粘結(jié)在一起形成一個(gè)臨時(shí)自我支撐的形體的溫度，但低于能使玻態(tài)基體初始物轉(zhuǎn)變成與磨料粘結(jié)在一起的玻態(tài)基體的溫度。然后，該自我支撐的形體從模具中卸出，并加熱到能把玻態(tài)基體初始物轉(zhuǎn)變成與磨料粘結(jié)在一起的玻態(tài)基體的溫度。在本發(fā)明的實(shí)踐的另一實(shí)例中，除配料(即磨料、玻態(tài)基體初始物、收縮控制劑等)是混合在一起的規(guī)定之外，基本上遵循上述工藝。磨料可以與暫時(shí)粘結(jié)劑材料混合，磨粒均勻涂覆上粘結(jié)劑，然后玻態(tài)基體初始物與涂覆的磨料相混合，其他配料單獨(dú)加入并混入在先已混合的材料之中，而后加入收縮控制劑，并混入組合物中。本發(fā)明的方法實(shí)踐的另一個(gè)實(shí)例能夠包括混合在一起的收縮控制劑和磨料、添加物，以及混合的玻態(tài)基體初始物，然后添加物和混合暫時(shí)粘結(jié)劑，制造制品的其他配料分別隨后混入。該混合工序接下去可有按制造工藝的若干其余步驟(例如混合物加入模具之中;對(duì)混合物加壓;以及焙燒壓過(guò)的混合的)。因此，本發(fā)明的方法的特別點(diǎn)在于把收縮控制劑與制造玻態(tài)粘結(jié)磨料制品所用的磨料、玻態(tài)基體初始物和其他配料相混合所采取的步驟是可變化的。
傳統(tǒng)技術(shù)公知的摻合和混合技術(shù)、條件和設(shè)備可在本發(fā)明的實(shí)踐中使用。在焙燒制品前壓制玻態(tài)粘結(jié)磨料制品，例如磨輪的已公知的技術(shù)、條件和設(shè)備均可使用。在焙燒制品前，壓制的玻態(tài)粘結(jié)磨料制品的干燥習(xí)慣上是去掉通常是由暫時(shí)粘結(jié)劑引入制品的水或是有機(jī)溶劑，這可用公知的技術(shù)、條件和設(shè)備來(lái)進(jìn)行。在干燥壓制過(guò)的磨料制品之后，通常稱作未燒結(jié)的制品或磨輪被加熱到例如1000°F到2500°F的高溫，以形成與磨料粘結(jié)在一起的玻態(tài)基體。
一種玻態(tài)粘結(jié)磨料制品，例如磨輪，一般都知道有氣孔(即自由空間)。制品中通?？刂瓶椎牧康淖兓Q于這些因素磨料的組份和粒度，玻態(tài)粘結(jié)劑的組成，這些導(dǎo)致焙燒制品的條件不同，及材料中孔的狀況、組成和量的變化。玻態(tài)粘結(jié)磨料制品中孔隙度的寬范圍在技術(shù)上是公知的。這種孔隙度一般表示成一種制品的整體的，或幾何體積的百分比。因此，例如一個(gè)玻態(tài)粘結(jié)磨料磨輪具有40%幾何體積的孔隙度，意思是指焙燒過(guò)的磨輪的40%的幾何體積是孔、或自由空間。焙燒過(guò)的玻態(tài)粘結(jié)磨料制品的百分比體積比孔隙度可以由公知制品的幾何體積和在制造焙燒工序之后保留在制品中每一種組份的體積百分比來(lái)計(jì)算。由制品中所用每一組份的重量所給定的量和每種組份的實(shí)際密度，能夠計(jì)算出制品中每種組份的體積。在焙燒后保留在制品中制品中的各組份的全部體積被制品的幾何體積減去，而后結(jié)果值除以制品的幾何體積。如此獲得的值乘以100%得出制品的百分比孔隙度。以類似方法，把保留在焙燒后制品中的每種組份的體積百分比加在一起，用100%減去，得出孔隙度的體積百分比。該后一種計(jì)算程序可用于實(shí)例中，把每一實(shí)例中的磨料、粘結(jié)劑和收縮控制劑的體積百分比加在一起，并用100%減去其總和。
現(xiàn)在本發(fā)明將進(jìn)一步以下列不作為限制的實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明，其中，除非另有說(shuō)明，材料的量以重量計(jì)，溫度以華氏計(jì)，目以美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)篩眼孔徑計(jì)。并且，1)2A氧化鋁是熔融氧化鋁磨料。
2)MEM氧化鋁是根據(jù)1989年11月21日授權(quán)的美國(guó)專利US-4，881，951的權(quán)利要求和所公開(kāi)內(nèi)容的CUBITRONMEM可溶凝膠氧化鋁磨料，并且從米尼蘇達(dá)采礦和制造公司可以買到。(CUBITRON是米尼蘇達(dá)采礦和制造公司Minnesota Miningand Manufacturing Company注冊(cè)的商標(biāo))
3)3029樹脂是具有65%重量比的固體尿素甲醛樹脂和35%重量比的水的暫時(shí)粘結(jié)劑材料。
4)粘結(jié)劑A是兩種具有相等重量比份的玻璃料的混合物。號(hào)碼1的玻璃料具有一組氧化物，組份以重量比計(jì)43.5%的SiO2，1.18%TiO2，14.26%的Al2O3，28.63%的B2O3，2.14%的CaO和10.29%的MgO。號(hào)碼2的玻璃料具有一組氧化物，組份以重量比計(jì)59.0%的SiO2，3.0%的Al2O3，25.0%的B2O3，4.0%的MgO，1.0%的Li2O，2.0%的K2O，2.0%的Na2O和4.0%的ZnO.
5)Agrashell在市場(chǎng)上可買到的由Agrashell公司出品的破碎胡桃殼。
以下例1至34涉及的玻態(tài)粘結(jié)磨料棒，具有0.25×0.254×1.56英寸的名義尺寸(體積是0.099立方英寸)并且是為測(cè)定收縮性能而制成的。這些棒以下述方式制備，所用材料和量(即重量%)表示在實(shí)例中。磨料或磨料混合物完全與收縮控制劑(即六角形氮化硼、葉蠟石，滑石或云母)相混合。在這樣得到的混合物中以攪拌形式與3029樹脂摻和而得到一種組合物。粘和劑和糊精是均勻地混合在一起并且在產(chǎn)生的混合物中，用混合方式加入磨料、收縮控制劑和3029樹脂的組合物。然后產(chǎn)生的均勻的混合物或組合物經(jīng)測(cè)定，放入一個(gè)具有0.254×1.56英寸名義尺寸的和可變深度的模具凹腔中，并壓到0.25英寸的名義厚度。壓制的棒具有0.25×0.254×1.56英寸的名義尺寸，從模具中卸出并經(jīng)至少一小時(shí)室溫下風(fēng)干。根據(jù)測(cè)定收縮的程序，在測(cè)量和搬運(yùn)該棒后，把它放在爐中通過(guò)以每小時(shí)升溫100°F的速度加熱到1525°F并在1525°F溫度下經(jīng)六小時(shí)的焙燒，然后允許棒在爐中，隨著爐的關(guān)閉冷卻至室溫。
實(shí)例35至37的磨輪，關(guān)于配料混合和焙燒壓制后的磨輪是按實(shí)例1至34棒的同樣方式制備的。制造實(shí)例35至37的磨輪所用的模具具有一名義外徑0.75英寸，名義厚度0.5英寸，名義內(nèi)徑0.5英寸的制造磨輪凹腔。完全混合過(guò)的實(shí)例35至37的配料經(jīng)測(cè)定后放入模具中，壓到所要求的尺寸，并把壓過(guò)的磨輪從模具中卸出。在經(jīng)至少一小時(shí)的風(fēng)干后，磨輪按實(shí)例1至34的棒制作工序中所述的條件及規(guī)定進(jìn)行焙燒。
在下述實(shí)例中給出的收縮的體積百分比是按John Wiley&Sons公司出版的1948年版權(quán)，由A.I.Andrews著的《陶瓷試驗(yàn)和計(jì)算》一書第四章，第27至42頁(yè)所述的公知標(biāo)準(zhǔn)程序和計(jì)算方法確定的。在某些實(shí)例中，要注意產(chǎn)生的是膨脹，而非收縮。膨脹體積百分比是用收縮體積百分比相似的方法確定的，在計(jì)算中適當(dāng)改變必要的運(yùn)算符號(hào)。
實(shí)例 1至3實(shí)例號(hào) 1 2 32A氧化鋁80磨料 63.75 62.78 61.693029樹脂 6.69 6.58 6.70粘結(jié)劑A 27.78 27.36 26.89糊精 1.79 1.76 1.73六角形氮化硼(HBN) 1.52 2.99HBN粒度(目) 100/120 100/120經(jīng)焙燒的制品中磨料體積% 41.0 41.0 41.0經(jīng)焙燒的制品中粘結(jié)劑體積% 31.0 31.0 31.0六角形氮化硼體積% 0 2 4收縮體積% 1.668 1.28 1.087
實(shí)例4至8實(shí)例號(hào) 4 5 6 7 82A氧化鋁80磨料 69.37 68.23 66.9 65.88 64.713029樹脂 6.25 6.15 6.29 6.19 6.30粘結(jié)劑A 22.43 22.06 21.65 21.30 20.93糊精 1.94 1.91 1.88 1.85 1.81HBN100/120目 1.65 3.24 4.79 6.25磨料(經(jīng)焙燒的制品)體積% 41.0 41.0 41.0 41.0 41.0粘結(jié)劑(經(jīng)焙燒的制品)體積% 23.0 23.0 23.0 23.0 23.0HBN體積% 0 2 4 6 8收縮體積% 0.833 0.770 0.640 0.255*0.899**為膨脹體積%實(shí)例9至11實(shí)例號(hào) 9 10 112A氧化鋁80磨料 69.37 65.88 65.883029樹脂 6.25 6.19 6.19粘結(jié)劑A 22.43 21.30 21.30糊精 1.94 1.85 1.85六角形氮化硼(HBN) 4.79 4.79經(jīng)焙燒的制品中磨料體積% 41.0 41.0 41.0經(jīng)焙燒的制品中粘結(jié)劑體積% 23.0 23.0 23.0HBN體積% 0 6 6收縮體積% 0.833 0.126 0.448
實(shí)例12至13實(shí)例號(hào) 12 132A氧化鋁280磨料 63.29 62.333029樹脂 7.36 7.25粘結(jié)劑A 27.58 27.17糊精 1.77 1.75HBN100/120目 1.51經(jīng)焙燒的制品中磨料體積% 41.0 41.0經(jīng)焙燒的制品中粘結(jié)劑體積% 31.0 31.0六角形氮化硼體積% 0 2收縮體積% 0.574 0.255實(shí)例14至15實(shí)例號(hào) 14 152A氧化鋁100磨料 58.94 58.523029樹脂 7.07 7.02粘結(jié)劑A 32.34 32.11糊精 1.65 1.64六角形氮化硼(HBN) 0.71HBN粒度(目) 100/120經(jīng)焙燒的制品中磨料體積% 41.0 41.0經(jīng)焙燒的制品中粘結(jié)劑體積% 39.0 39.0六角形氮化硼體積% 0 1收縮體積% 1.923 1.923**為膨脹體積%
實(shí)例16至17實(shí)例號(hào) 16 172A氧化鋁100磨料 72.82 69.333029樹脂 6.72 7.32粘結(jié)劑A 18.01 17.13糊精 2.39 2.28HBN100/120目 3.94經(jīng)焙燒的制品中磨料體積% 35.0 35.0經(jīng)焙燒的制品中粘結(jié)劑體積% 15.0 15.0六角形氮化硼體積% 0 4收縮體積% 3.896 2.391實(shí)例18至19實(shí)例號(hào) 18 192A氧化鋁80磨料 65.65 62.733029樹脂 7.07 7.05粘結(jié)劑A 21.23 20.29糊精 1.84 1.76葉蠟石100/120目 4.28 8.17經(jīng)焙燒的制品中磨料體積% 41.0 41.0經(jīng)焙燒的制品中粘結(jié)劑體積% 23.0 23.0葉蠟石的體積% 4 8收縮體積% 0 0.826**為膨脹體積%
實(shí)例20至22實(shí)例號(hào) 20 21 222A氧化鋁80磨料 63.75 62.79 61.253029樹脂 6.69 7.06 7.35粘結(jié)劑A 27.78 27.37 26.69糊精 1.79 1.76 1.72葉蠟石100/120目 1.02 2.99經(jīng)焙燒的制品中磨料體積% 41.0 41.0 41.0經(jīng)焙燒的制品中粘結(jié)劑體積% 31.0 31.0 31.0葉蠟石體積% 0 1 3收縮體積% 1.668 1.153 0.767實(shí)例23和24實(shí)例號(hào) 23 242A氧化鋁80磨料 62.72 61.063029樹脂 7.05 7.33粘結(jié)劑A 27.33 26.61糊精 1.76 1.71云母100/120目 1.14 3.28經(jīng)焙燒的制品中磨料體積% 41.0 41.0經(jīng)焙燒的制品中粘結(jié)劑體積% 31.0 31.0云母體積% 1 3收縮體積% 0.996 0.777
實(shí)例29和30實(shí)例號(hào) 29 302A氧化鋁280磨料 28.26 27.28立方氮化硼230/270磨料 38.71 37.363029樹脂 7.59 7.33粘結(jié)劑A 23.41 22.60糊精 2.03 1.96六角形氮化硼100/120目 3.47經(jīng)焙燒的制品中磨料體積% 41.0 41.0經(jīng)焙燒的制口中粘結(jié)劑體積% 23.0 23.0六角形氮化硼體積% 0 4收縮體積% 2.319 1.247實(shí)例31和32實(shí)例號(hào) 31 32碳化硅100磨料 5.19 5.01立方氮化硼80/100磨料 60.43 58.253029樹脂 7.90 7.62粘結(jié)劑A 24.37 23.49糊精 2.11 2.04六角形氮化硼100/120目 3.60經(jīng)焙燒的制品中磨料體積% 41.0 41.0經(jīng)焙燒的制品中粘結(jié)劑體積% 23.0 23.0六角形氮化硼體積% 0 4收縮體積% 4.484 0.288
實(shí)例33和34實(shí)例號(hào) 33 34MEM氧化鋁80磨料 63.3
62.363029樹脂 6.76 6.66粘結(jié)劑A 28.10 27.67糊精 1.81 1.78六角形氮化硼100/120目 1.54經(jīng)焙煤的制品中磨料體積% 41.0 41.0經(jīng)焙燒的制品中粘結(jié)劑體積% 31.0 31.0六角形氮化硼體積% 0 2收縮體積% 1.926 1.283實(shí)例35至37實(shí)例號(hào) 35 36 37立方氮化硼60磨料 59.11 57.78 57.193029樹脂 9.60 9.39 9.29粘結(jié)劑A 29.39 28.73 28.44糊精 1.90 1.86 1.84收縮控制劑無(wú) AS*HBN**＊AS是Agrashell100/120目＊＊HBN是六角形氮化硼100/120目磨輪尺寸0.75英寸外徑×0.50英寸厚×0.5英寸內(nèi)徑收縮體積比% 2.821 3.040 0.704
實(shí)例 38和39實(shí)例號(hào) 38 39立方氮化硼100/120磨料 36.10 34.932A氧化鋁100磨料 26.36 25.513029樹脂 8.10 7.84粘結(jié)劑A 27.55 26.66糊精 1.90 1.84六角形氮化硼100/120目 0 3.23收縮體積% 4.566 0.461G-速度 250.82 453.28磨輪尺寸0.75×0.625×0.375英寸實(shí)例38和39的磨輪除了所采用的有關(guān)模具尺寸之外，它們是以實(shí)例1到34中棒和實(shí)例35對(duì)37中磨輪的制備所述的同樣條件和方式制備的。G-比值(即每單位磨輪磨損體積磨掉金屬體積的比)是以用以下指導(dǎo)的磨削試驗(yàn)中測(cè)出的。
在磨削試驗(yàn)中，磨輪安裝在IEFCINTERNAL磨床上，并以41，009每分鐘轉(zhuǎn)(RPM)的磨輪轉(zhuǎn)速，每分鐘0.060英寸的進(jìn)給速度，每分鐘150英尺的工件表面速度，反復(fù)磨削一個(gè)3英寸×1.045英寸×0.375英寸的淬硬硬度RC為60至62的52100號(hào)鋼的圓筒件的內(nèi)徑。每次試驗(yàn)導(dǎo)致去掉0.75立方英寸的金屬。在每次試驗(yàn)中使用CIMPERIAL HD-90水基金屬加工液。CIMPERIAL是辛辛那堤米拉克龍公司(CINCINNATI Milacron Inc)登記的商標(biāo)。用每次試驗(yàn)測(cè)得的磨輪磨損和磨掉的金屬計(jì)算出G的比值。
權(quán)利要求
1.一種制造具有20%至55%體積百分比范圍的孔隙度的玻態(tài)粘結(jié)磨料制品的改進(jìn)方法，包括以下步驟a)把磨料和玻態(tài)基體積初始物混合在一起，形成均勻的混合物，b)把該混合物放入一個(gè)模具中，c)對(duì)在壓模中的該混合物加壓，并形成一個(gè)壓過(guò)的形體，d)在能把玻態(tài)基體初始物轉(zhuǎn)變成與磨料粘結(jié)在一起的玻態(tài)基體的溫度下加熱該壓制形體，其特征為該改進(jìn)之處包括了把一個(gè)減少收縮有效量的收縮控制劑與該磨料和玻態(tài)基體初始物相混合的步驟，所述控制劑是一種無(wú)包層，非磨料，非金屬，顆粒狀的無(wú)機(jī)物固體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是該收縮控制劑是一種具有從以下組中選出的，莫氏硬度在1至4范圍內(nèi)的無(wú)包層、非磨料、非金屬、顆粒狀的無(wú)機(jī)物固體，該組組成(1)含有氧和至少硅、鋁、鎂元素中一種的礦物質(zhì)，和(2)六角形氮化硼。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征為該收縮控制劑是一種含有氧和至少硅、鋁、鎂元素中一種的礦物質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征為該收縮控制劑是非磨料的六角形氮化硼。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征為一種暫時(shí)粘結(jié)劑包括在步驟a)中，并且提供于進(jìn)一步步驟在模具中把壓制的形體加熱到低于把玻態(tài)基體初始物轉(zhuǎn)變成與磨料粘結(jié)在一起的玻態(tài)基體的溫度，形成一種自我支撐成形的模壓體，并且此后，在步驟d)之前把所述模壓體從該模具中卸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征為該磨料是立方氮化硼。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征為該磨料是立方氮化硼磨料和熔融氧化鋁磨料的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征為在把磨料與制造玻態(tài)粘結(jié)磨料制品的其他配料相混合的步驟之前，包括一個(gè)把磨料和收縮控制劑相混合在一起的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征為該收縮控制劑所用的量是以制品體積為基礎(chǔ)的從1%到10%體積比范圍。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征為該玻態(tài)基體初始物是一種玻璃料。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征為該磨料是立方氮化硼。
12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征為該玻態(tài)基體初始物是一種玻璃料。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征為該收縮控制劑是非磨料的六角形氮化硼。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征為該收縮控制劑的量是基于該制品體積的從4%到8%范圍的體積比的量。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征為該六角形氮化硼使用量是在基于該制品體積的從1%到10%范圍的體積比的量。
16.一種具有20%到55%體積比范圍的孔隙度的由改進(jìn)方法所生產(chǎn)的玻態(tài)粘結(jié)磨料制品，該方法包括以下步驟a)把磨料和玻態(tài)基體初始物混合在一起，形成一種均勻的混合物，b)把該混合物放入模具之中，c)把該混合物在模具中加壓，形成一個(gè)壓制的形體，和d)在能使玻態(tài)基體初始物轉(zhuǎn)變成與磨料粘結(jié)在一起的玻態(tài)基體的溫度下，加熱該壓制的形體，其特征為改進(jìn)之處包括把一個(gè)收縮減少有效量的收縮控制劑與磨料和玻態(tài)粘結(jié)初始物相混合的步驟，所述控制劑是一種無(wú)包層、非磨料、非金屬、顆粒狀的無(wú)機(jī)物固體。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的一種玻態(tài)粘結(jié)磨料制品，其特征在于該收縮控制劑是一種從以下組中選出的，莫氏硬度在1到4的范圍之內(nèi)的無(wú)包層、非金屬、非金屬、顆粒狀的無(wú)機(jī)物固體，該組組成(1)含有氧和至少硅、鋁、鎂元素中一種的礦物質(zhì)，和(2)六角形氮化硼。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的玻態(tài)粘結(jié)磨料制品，其特征在于該收縮控制劑是一種含有氧和至少硅、鋁、鎂元素中一種的礦物質(zhì)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的玻態(tài)粘結(jié)磨料制品，其特征在于該收縮控制劑是六角形氮化硼。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的玻態(tài)粘結(jié)磨料制品，其特征在于該磨料是立方氮化硼。
全文摘要
提供一種制造具有20％至55％體積比孔隙度的玻態(tài)粘結(jié)磨輪的方法以減少或防止收縮。該法包括一個(gè)把無(wú)包層、非磨料、非金屬、顆粒狀的無(wú)機(jī)固體收縮控制劑與磨料，玻態(tài)粘結(jié)初始物及制造磨輪的其他配料相混合的步驟。非磨料的六角形氮化硼是一種最佳收縮控制劑且可以基于磨輪體積的1％至10％范圍的體積的量來(lái)使用。由本法所制的磨輪，其收縮的減少超過(guò)與之相比的無(wú)收縮控制劑制成的磨輪。
文檔編號(hào)B24D3/00GK1079685SQ9310208
公開(kāi)日1993年12月22日 申請(qǐng)日期1993年1月22日 優(yōu)先權(quán)日1992年1月23日
發(fā)明者加里·赫澤尼克 申請(qǐng)人:辛辛那提米勒克郎公司