專利名稱：金屬鍍層磨料、使用金屬鍍層磨料的砂輪以及生產(chǎn)金屬鍍層磨料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及一種用在砂輪、砂布或者類似裝置上的磨料，尤其涉及一種金屬鍍層(metal-coated)磨料，其中磨料顆粒的表面上鍍有金屬，以增大保持磨料的保持力。
背景技術(shù)：
使用樹脂做為粘結(jié)材料的樹脂砂輪具有如下缺陷磨料經(jīng)常會在研磨期間發(fā)生脫落，并且由于與使用其它類型粘結(jié)劑的砂輪相比其具有較低的使磨料保持在粘結(jié)層的保持力，從而砂輪的研磨比降低。因此，已經(jīng)提出了各種增加保持磨料的保持力的建議。
以立方形的氮化硼為例，已經(jīng)研制出了一種磨料，其表面具有一層或多層鎳鍍層、鎳-磷鍍層、鈷鍍層、鈷-磷鍍層或鈦鍍層，從而通過鍍層面的不規(guī)則性提高粘結(jié)層內(nèi)的保持力(如參見如下的專利申請)，目前，這種合成磨料被使用在樹脂砂輪中。
日本專利申請，首次公開號Sho60-51678日本專利申請，首次公開號Sho59-142066日本專利申請，首次公開號Sho59-30671
日本專利申請，首次公開號Sho60-52594日本專利申請，首次公開號Hei9-323046例如，首次公開號為Sho60-51678的日本專利申請中公開了一種生產(chǎn)鎳鍍層磨料的方法，通過在研磨顆粒的表面上提供金屬鍍層，并提供由海綿狀的鎳制成的第一層和由致密的鎳制成的第二層，該鎳鍍層磨料具有不規(guī)則的表面，并具有高的保持力。
還有首次公開號為Sho59-142066的日本專利申請中公開了一種樹脂砂輪，它的研磨比通過提供第一鎳層、第二鈷層和第三鎳層而得到提高。
如上所述，通過在磨料顆粒表面鍍覆能夠增大使磨料保持在粘結(jié)層中的保持力，從而將減少磨料在研磨期間的脫落，而提高砂輪的研磨比。
然而，金屬鍍層磨料與由金屬鍍覆獲得的樹脂粘結(jié)劑之間的保持力是一種由鍍層表面的不規(guī)則部產(chǎn)生的物理保持力。由于磨料的粒度降低，在鍍層表面上形成小的不規(guī)則部，并且在鍍層表面的不規(guī)則部的數(shù)目減少。因此，鍍層表面和粘結(jié)層之間的接觸面積減少，以及使磨料保持在樹脂粘結(jié)層內(nèi)的保持力變得不足。
在研磨過程中，必需降低磨料的粒度以改進加工材料的表面粗糙度。在趨于粒度降低和工件的較高精度過程中，工業(yè)領(lǐng)域十分期望研制一種粒度小的磨料，即使當用在樹脂砂輪中時也是如此。然而，如上所述，粒度很小的磨料仍然存在即使使用金屬鍍層也不能獲得充足保持力的缺陷，還存在如由于研磨比低而使工具成本增加的缺陷，以及由于增加了用于調(diào)整砂輪尺寸和修復(fù)刀刃的矯正和修整操作而使總加工成本增加的缺陷，由于磨料顆粒脫落而使加工材料的表面粗糙度受損的缺陷。因此，仍然很需要提高使磨料保持在樹脂粘結(jié)劑內(nèi)的保持力。
首次公開號為Hei10-337670的日本專利申請公開了一種不需使用金屬鍍層就能防止磨料早期脫落的方法，其包括形成一種磨料(復(fù)合磨料顆粒)，該復(fù)合磨料顆粒包括通過玻璃化粘結(jié)材料(vitrified-bond material)或金屬粘結(jié)材料粘結(jié)在一起的磨料顆粒，從而通過不規(guī)則部提高樹脂粘合層內(nèi)的保持力。
通過粘結(jié)這些磨料顆粒而形成的不規(guī)則部提高了使磨料保持在樹脂粘結(jié)層的保持力并且還提高了研磨比。然而，通過使用玻璃化粘結(jié)材料或者使用金屬粘結(jié)材料的粘結(jié)磨料顆粒而獲得的復(fù)合磨料顆粒具有缺陷，因為磨料顆粒的強粘結(jié)使得復(fù)合磨料顆粒所處的狀態(tài)與使用粒度比構(gòu)成復(fù)合磨料顆粒的磨料顆粒大的那些磨料顆粒的狀態(tài)相同，從而研磨功率值增加了。
在樹脂砂輪中，當研磨的功率值增加時，諸如樹脂粘結(jié)層的磨損和由于研磨熱而產(chǎn)生的加工材料的研磨燒傷的現(xiàn)象很可能會出現(xiàn)。為了防止出現(xiàn)這些現(xiàn)象，保持低的研磨功率值(保持銳度)是重要的。
在工具成本、總加工成本和加工材料表面粗糙度方面，使磨料保持的保持力急需要提高。為了保持精度而不增加研磨功率值，通過磨料顆粒的適當脫落和破碎使其恢復(fù)是必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種即使在粒度小的情況下也能夠在樹脂砂輪內(nèi)獲得充足保持力的磨料，一種生產(chǎn)該磨料的方法，和使用該磨料的砂輪、鍍層磨料。
本發(fā)明人針對上述目的做了深入的研究。因此，發(fā)現(xiàn)了一種即使在粒度小的情況下也能夠在樹脂砂輪內(nèi)的磨料上產(chǎn)生足夠保持力的方法，其還能抑制研磨功率值的增長，從而完成了本發(fā)明。本發(fā)明的主要方面如下(1)一種金屬鍍層的磨料，其包括金屬和多個由所述金屬粘結(jié)在一起的磨料顆粒；(2)根據(jù)(1)所述的金屬鍍層的磨料，其中所述的磨料顆粒鍍有金屬層；(3)根據(jù)(2)所述的金屬鍍層的磨料，其中鍍在磨料顆粒上的金屬層有多層；(4)根據(jù)(2)或(3)所述的金屬鍍層磨料，其中所述的鍍在磨料顆粒上的金屬層包含選自鎳、鎳-磷、鈷、鈷-磷、鈦、銅、鉻、鐵、鋯、鈮、鉬和鉭的至少一種金屬；(5)根據(jù)(4)所述的金屬鍍層磨料，其中所述的鍍在磨料顆粒上的金屬層包含鎳或者鎳-磷；(6)根據(jù)(4)所述的金屬鍍層磨料，其中除了最外面的金屬層之外，鍍在磨料顆粒上的金屬層包含鈷或者鈷-磷；(7)根據(jù)(3)至(6)任一所述的金屬鍍層磨料，其中鍍在磨料顆粒上的最外面的金屬層是由鎳或者鎳-磷構(gòu)成；(8)根據(jù)(2)所述的金屬鍍層磨料，其中所述的鍍在磨料顆粒上的金屬層由單層鎳或者鎳-磷構(gòu)成；(9)根據(jù)(1)至(8)任一所述的金屬鍍層磨料，其中所述的將磨料顆粒粘結(jié)在一起的金屬包含選自鎳、鎳-磷、鈷和鈷-磷的至少一種金屬；(10)根(9)所述的金屬鍍層磨料，其中所述的將磨料顆粒粘結(jié)在一起的金屬為鎳或鎳-磷；(11)根據(jù)(1)至(10)任一所述的金屬鍍層磨料，其中所述的磨料顆粒的平均粒度為0.5至300μm；(12)根據(jù)(11)所述的金屬鍍層磨料，其中所述的磨料顆粒的平均粒度為1至150μm；(13)根據(jù)(1)至(12)任一所述的金屬鍍層磨料，其中所述的磨料顆粒包括選自立方形的氮化硼、金剛石、氧化鋁和碳化硅的至少一種；(14)根據(jù)(13)所述的金屬鍍層磨料，其中所述的磨料顆粒包括立方形的氮化硼、金剛石以及它們的混合物中的一種；(15)根據(jù)(1)至(14)任一所述的金屬鍍層磨料，其中平均每2至100個磨料顆粒被所述金屬粘結(jié)在一起；(16)根據(jù)(15)所述的金屬鍍層磨料，其中平均每2至50個的磨料顆粒被所述金屬粘結(jié)在一起；(17)一種使用金屬鍍層磨料的砂輪，包含5重量％或更多的(1)至(16)任一所述的金屬鍍層磨料；(18)根據(jù)權(quán)利要求(17)所述的砂輪，其為樹脂砂輪；(19)使用(1)至(16)任一所述的金屬鍍層磨料的鍍層磨料；(20)一種生產(chǎn)(2)至(8)任一所述的金屬鍍層磨料的方法，其包括使用電鍍或無電電鍍方法形成覆蓋磨料顆粒的金屬層；(21)一種生產(chǎn)(1)至(16)任一所述的金屬鍍層磨料的方法，包括使用電鍍或無電電鍍方法用金屬將多個磨料顆粒粘結(jié)在一起；以及(22)一種生產(chǎn)(2)至(16)任一所述的金屬鍍層磨料的方法，包括將磨料顆粒浸漬在電鍍或無電電鍍浴中以在攪拌的同時在磨料顆粒的表面形成金屬層，并且在溫和攪拌的同時將鍍有金屬層的磨料顆粒粘結(jié)在一起。


圖1為本發(fā)明的金屬鍍層磨料的示例的示意圖。
圖2為本發(fā)明的金屬鍍層磨料的另一示例的示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的金屬鍍層磨料包括金屬和由金屬粘結(jié)在一起的磨料顆粒。在這種情況下，每一磨料顆粒優(yōu)選在形成金屬鍍層磨料顆粒之前被金屬層涂覆?？蛇x擇地是，多個磨料顆粒被金屬層涂覆。
在圖1和圖2中，示意性地示出了本發(fā)明的金屬鍍層磨料。如圖1所示，本發(fā)明的金屬鍍層磨料具有一種這樣的結(jié)構(gòu)，其中每一磨料顆粒1涂覆有金屬層2并且由金屬3將金屬鍍層磨料顆粒粘結(jié)在一起。如圖2所示，本發(fā)明的金屬鍍層磨料可具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中多個磨料顆粒4在被粘結(jié)的狀態(tài)下被金屬層5涂覆并且通過金屬7與其它金屬鍍層磨料顆粒6粘結(jié)在一起。在這種情況下，金屬層2和粘結(jié)金屬3可以由相同或不同種類的金屬制成。金屬層5和粘結(jié)金屬7也可以由相同或不同種類的金屬制成。
由于本發(fā)明的金屬鍍層磨料具有如此的結(jié)構(gòu)，所以與常規(guī)的單顆粒金屬鍍層磨料相比，樹脂粘結(jié)層內(nèi)的保持力增加了，因此，使得可能抑制磨料在研磨期間的脫落，并可能顯著地提高研磨比。如果磨料顆粒的粒度小，這一效果會更顯著。
以cBN為例，通常所用的金屬鍍層磨料是一種通過使用一層或多層金屬諸如鎳、鎳-磷、鈷、鈷-磷或鈦涂覆單個磨料顆粒而獲得的磨料，并且所得的磨料不象本發(fā)明的金屬鍍層磨料顆粒那樣包含多個由金屬鍍層粘結(jié)在一起的磨料顆粒。因此，在磨料顆粒的粒度減小時，在鍍層表面上形成小的不規(guī)則部，并且還減少了表面上的不規(guī)則部的數(shù)目。從而降低了樹脂粘結(jié)層內(nèi)的保持力，并且磨料經(jīng)常會在研磨期間脫落，從而產(chǎn)生了低的研磨比。在使用本發(fā)明的金屬鍍層磨料時，由于通過將金屬鍍層磨料顆粒粘結(jié)在一起而形成的不規(guī)則部起到樹脂粘結(jié)層內(nèi)的錨的作用，所以提高了樹脂粘結(jié)層內(nèi)的金屬鍍層磨料的保持力，并且提高了研磨比。
與通過使用玻璃化粘結(jié)材料或金屬粘結(jié)材料將多個磨料顆粒粘結(jié)在一起而獲得的常規(guī)磨料(復(fù)合磨料顆粒)相比，使用本發(fā)明金屬鍍層磨料的樹脂砂輪具有低的研磨功率值，并且還具有與使用單個顆粒金屬鍍層磨料的常規(guī)樹脂砂輪相同的研磨功率值。
其原因如下。雖然本發(fā)明的金屬鍍層磨料具有與常規(guī)磨料(復(fù)合磨料顆粒)相同的使磨料保持在樹脂粘結(jié)層內(nèi)的保持力(所述的常規(guī)磨料是通過使用玻璃化粘結(jié)材料或金屬粘結(jié)材料將多個磨料顆粒粘結(jié)在一起而獲得的)，但是磨料顆粒是由具有比玻璃化粘結(jié)材料或金屬粘結(jié)材料更小的粘結(jié)力的金屬粘結(jié)在一起，因此，當施加大載荷時，磨料顆粒就會從粘結(jié)金屬部分上脫落，然后產(chǎn)生新的用作切削刃的磨料顆粒，從而防止研磨功率值的增加。
本發(fā)明所使用的磨料顆粒可由單晶或多晶制成，也可以經(jīng)受任何表面處理。如圖2所示，多個磨料顆粒可通過燒結(jié)或其他方法而粘合在一起。
本發(fā)明金屬鍍層磨料中所使用的磨料顆粒的平均粒度優(yōu)選在300-0.5μm的范圍之內(nèi)，更優(yōu)選150-1μm。當平均粒度超過300μm時，磨料顆粒的粘結(jié)效果較差。另一方面，當平均粒度小于0.5μm時，如果磨料顆粒的表面具有金屬鍍層，則難以控制磨料顆粒的粘結(jié)度。
本發(fā)明金屬鍍層磨料內(nèi)要粘結(jié)在一起的磨料顆粒的數(shù)量優(yōu)選在2-100個的范圍之內(nèi)，更加優(yōu)選2-50個。當多于100個的磨料顆粒粘結(jié)在一起時，所得的金屬鍍層磨料將會太大，并且樹脂砂輪內(nèi)的金屬鍍層磨料的分布易于變得不均勻，從而在無磨料處的磨擦量在研磨期間趨于增加并且研磨比趨于降低。
涂覆磨料顆粒的金屬層優(yōu)選包含選自鎳、鎳-磷、鈷、鈷-磷、鈦、銅、鉻、鐵、鋯、鈮、鉬和鉭的至少一種金屬。在所述的金屬層由單層組成的情況下，金屬層優(yōu)選由鎳或鎳-磷構(gòu)成。在金屬層由兩層或多層組成時，最外面的金屬層優(yōu)選由鎳或鎳-磷構(gòu)成。當在金屬鍍層磨料顆粒上不完全地涂覆有將磨料顆粒粘結(jié)在一起的金屬層的情況下，最外面的金屬層優(yōu)選由鎳或鎳-磷構(gòu)成。由于鎳和鎳-磷具有良好的抗腐蝕性，所以它們優(yōu)選用于構(gòu)成最外面的金屬層。在形成多層金屬層的情況下，內(nèi)金屬層(除了最外面的金屬層之外的層)優(yōu)選由鈷或鈷-磷構(gòu)成。由于鈷和鈷-磷在高溫下具有大的抗變形力并抑制由研磨熱產(chǎn)生的損壞，所以它們能夠通過防止磨料顆粒脫落而保護磨料顆粒并獲得改進研磨比的效果。
在本發(fā)明的金屬鍍層磨料中，用于將金屬鍍層磨料顆粒粘結(jié)在一起的金屬優(yōu)選包含選自鎳、鎳-磷、鈷和鈷-磷的至少一種。在這些金屬中，鎳或者鎳-磷由于其抗腐蝕性和生產(chǎn)能力而被優(yōu)選使用。所述的金屬可以與用在金屬層中的金屬相同。
用在本發(fā)明金屬鍍層磨料中的磨料顆粒的示例包括立方形氮化硼、金剛石、氧化鋁、碳化硅和其它的粉末狀硬質(zhì)材料。這些硬質(zhì)材料可以單獨使用或混合使用。當使用立方形氮化硼、金剛石或者它們的混合物作為磨料顆粒時，可以獲得特別顯著的效果。因為立方形的氮化硼和金剛石具有優(yōu)異的磨料顆粒強度，但沒有相對不足的使磨料顆粒保持在粘結(jié)層內(nèi)的保持力，所以利用本發(fā)明金屬鍍層獲得的效果好于其它硬質(zhì)材料，并且能夠獲得顯著的效果。
在形成本發(fā)明金屬鍍層磨料顆粒的金屬層的過程中，可以使用諸如電鍍、無電(化學)電鍍方法的公知方法。在這些方法中，優(yōu)選使用電鍍方法。
現(xiàn)在將用示例來描述在本發(fā)明磨料顆粒上涂敷金屬層的方法，在該示例中，使用無電(化學)電鍍方法涂敷鎳(鎳-磷鍍層)。
在利用無電電鍍方法進行鍍鎳之前，優(yōu)選將一種用作用于鎳沉積的鍍核的金屬(比如鈀)沉積在磨料顆粒表面上。比如，在磨料顆粒的表面分散和涂上氯化錫之后，通常使用沉積鈀金屬的方法，并可以以公知的方式進行。
然后，磨料顆粒進行無電電鍍，其中，通過將其浸漬在無電電鍍浴(比如硫酸鎳、次磷酸鈉、乙酸鈉、檸檬酸鈉與硫酸的混合浴)中，鎳沉積在磨料顆粒的表面上。在這種情況下，無電電鍍浴在強力攪拌的同時混合，以便磨料顆粒不會被所要電鍍的金屬粘結(jié)在一起。由于該狀態(tài)隨著電鍍浴的尺寸和形狀以及攪拌槳葉的尺寸和形狀的變化而變化，所以必須為每一裝置設(shè)定條件。
在磨料顆粒表面形成鎳鍍層的階段中，通過降低攪拌槳葉的旋轉(zhuǎn)速度進行慢慢地攪拌，從而使磨料顆粒粘結(jié)在一起。在這種情況下，粘結(jié)度是由降低攪拌的速率和保持時間來控制的。
在完成金屬鍍覆之后，將金屬鍍層磨料從電鍍浴中取出，用水進行沖洗、干燥，然后使其通過篩子篩選以獲得具有本發(fā)明預(yù)定尺寸的金屬鍍層磨料。
本發(fā)明的砂輪含有金屬鍍層磨料。砂輪中本發(fā)明金屬鍍層磨料的含量優(yōu)選為5重量％或更高。更優(yōu)選25重量％或者更高。當金屬鍍層磨料的含量小于5重量％時，本發(fā)明金屬鍍層磨料的使用效果不能充分發(fā)揮出來，并且研磨比也很難改進。
在利用本發(fā)明金屬鍍層磨料生產(chǎn)樹脂砂輪的情況下，與使用常規(guī)單顆粒金屬鍍層磨料的情況相比，其獲得了更高的研磨比，從而降低了研磨的成本。在樹脂砂輪使用的金屬鍍層磨料含有粒度很小的磨料顆粒的情況下，其可以發(fā)揮顯著的效果。在這種情況下，研磨功率值與使用常規(guī)單顆粒金屬鍍層磨料的情況相同。與使用常規(guī)的單顆粒金屬鍍層磨料相比，在研磨之后的加工材料的表面粗糙度得到改進。
對于本發(fā)明樹脂砂輪的粘結(jié)，根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域，可以使用一種商業(yè)上可得到的樹脂粘結(jié)劑。粘結(jié)劑例如包括主要由酚醛聚合物和聚酰亞胺型聚合物組成的粘結(jié)劑。砂輪中粘結(jié)劑的量優(yōu)選控制在體積比為25％到90％的范圍內(nèi)，當粘結(jié)劑的量少于25％體積時，保持磨料的保持力就會降低，并導致由于研磨比的降低，磨料經(jīng)常會發(fā)生脫落。另一方面，當磨料的含量高于90％體積時，磨料顆粒的含量就會降低。因此，所得的磨料不適用于研磨工具。
在本發(fā)明的樹脂砂輪中，也可以使用在樹脂砂輪生產(chǎn)中常用的添加劑，比如固體減磨劑、輔助粘結(jié)材料、聚集劑和/或多孔材料。
實施例下面的實施例詳盡地示出了本發(fā)明，但并不限制本發(fā)明。
(實施例1)1kg的由SHOWA DENKO K.K.生產(chǎn)的cBN磨料顆粒SBN-B(標稱粒度G-30，平均粒度22μm)經(jīng)受敏化處理和活化處理。特別是，將磨料顆粒浸入到通過將蒸餾水加入到1g氯化錫和10ml鹽酸中而制備的1升氯化錫水溶液中，在室溫環(huán)境下保持攪拌2分鐘的同時進行敏化處理，從水溶液中取出，然后用水輕輕地沖洗。之后，將磨料顆粒浸入到通過將蒸餾水加入到0.5g氯化鈀和75ml鹽酸中而制備的1升氯化鈀水溶液中，在室溫環(huán)境下保持攪拌2分鐘的同時進行活化處理，從水溶液中取出，然后用水輕輕地沖洗。
將經(jīng)過敏化處理和活化處理的磨料顆粒浸入到按照表1所示配方制備的25升電鍍浴中。在使用硫酸將pH值調(diào)整到5之后，將電鍍浴加熱到90℃和利用攪拌器以60rpm的速度進行攪拌。對于電鍍浴，加入次磷酸鈉水溶液(5摩爾/升)直至電鍍浴變透明，然后使用無電電鍍方法將磨料顆粒進行鎳鍍覆(鎳-磷鍍層)。
在電鍍浴變透明之后，攪拌器的旋轉(zhuǎn)速度被降低到45rpm，另外加入按照表1所示配方制備的25升電鍍浴(使用硫酸將pH值調(diào)整到5并加熱到90℃)，以便粘結(jié)鎳鍍層磨料顆粒。在電鍍浴中，加入次磷酸鈉的水溶液(5摩爾/升)直至電鍍浴變透明，然后使用無電電鍍方法進行鍍鎳。
在電鍍浴變透明之后，將鍍層磨料顆粒(金屬鍍層磨料)從電鍍浴中取出，用水沖洗、干燥并使其穿過開口尺寸為50μm的篩子，之后收集篩子上的金屬鍍層磨料。SEM結(jié)果顯示，包含約2-10個磨料顆粒的金屬鍍層磨料占到了100％。
取出一部分金屬鍍層磨料，并且使用一種酸溶解金屬鍍層，之后計算出金屬鍍層的質(zhì)量比。結(jié)果，其重量比為60.4％。
(比較例1)在與實施例1相同的條件下，1kg的由SHOWA DENKO K.K.生產(chǎn)的cBN磨料顆粒SBN-B(標稱粒度G-30，平均粒度22μm)經(jīng)受敏化處理和活化處理，之后，將其浸入根據(jù)表1所示配方制備的50升電鍍浴中。在利用硫酸將pH值調(diào)整到5之后，將電鍍浴加熱到90℃并利用攪拌器以60rpm的速度進行攪拌。在電鍍浴中，加入次磷酸鈉水溶液(5摩爾/升)直至電鍍浴變透明，從而使用無電電鍍方法對磨料顆粒進行鍍鎳。
在電鍍浴變透明之后，將金屬鍍層磨料從電鍍浴中取出，用水沖洗、干燥，之后進行收集。SEM結(jié)果顯示，不存在包含大約2個或更多個互相粘結(jié)在一起的磨料顆粒。
取出一部分金屬鍍層磨料，并且使用一種酸溶解金屬鍍層，之后，計算出金屬鍍層的質(zhì)量比。結(jié)果，其重量比為60.4％。
(比較例2)根據(jù)首次公開號為Hei10-337670的日本專利申請所進行的說明生產(chǎn)復(fù)合磨料顆粒。將由SHOWA DENKO K.K.生產(chǎn)的cBN磨料顆粒SBN-B(標稱粒度G-30，平均粒度22μm)和占SBN-B的30重量％的硼硅酸鹽基玻璃化粘結(jié)材料(粒度5μm或更小)加入攪拌型成粒機中，之后，攪拌槳葉以500rpm的速度旋轉(zhuǎn)并且粉碎槳葉以2000rpm的速度旋轉(zhuǎn)。在通過將SBN-B與玻璃化粘結(jié)劑充分混合并穿過粉碎槳葉部分而獲得的粉末上噴射粘合劑(5重量％的纖維素/乙醇)，進行成粒。在干燥并將其穿過開口尺寸為20μm的篩子之后，將篩子上的磨料顆粒收集起來。
所收集的磨料顆粒的表面被部分地鍍上玻璃化粘結(jié)材料。取出一部分磨料顆粒并通過超聲波清洗將其溶解在醇中，并且計算出鍍層(玻璃化粘結(jié)材料和粘合劑)的重量比。結(jié)果其重量比為20％。
100g的所收集的磨料顆粒與1kg的SBN-B(標稱的粒度G-30，平均粒度22μm)混合，并將混合物在900℃的空氣中進行熱處理1小時，從而溶解所收集的用于涂敷磨料顆粒表面的玻璃化粘結(jié)材料，并粘結(jié)磨料顆粒，因而獲得復(fù)合磨料顆粒。在冷卻到室溫并經(jīng)過開口尺寸為50μm的篩子之后，收集篩子上的復(fù)合磨料顆粒。SEM結(jié)果顯示，包括約2個或更多個互相粘結(jié)在一起的磨料顆粒的復(fù)合磨料顆粒約占100％。
(實施例2和比較例3和4)使用實施例1和比較例1和2中所生產(chǎn)的磨料顆粒，生產(chǎn)樹脂砂輪。
下面示出了所得砂輪的形狀和組成。砂輪的形狀由JIS B 4131(金剛石和立方形的氮化硼砂輪)中所定義的符號表示，符號1A1表示砂輪的形狀，符號D、U、X和H分別表示砂輪的外徑、砂輪的寬度(磨料顆粒的鍍層)、磨料顆粒層的厚度，以及附屬部件的孔徑(單位mm)。
砂輪的形狀1A1形狀150D×5U×3X×76.2H組成磨料體積比為30.6％樹脂粘結(jié)材料體積比為69.4％(酚醛樹脂)(實施例3和比較例5和6)對于在實施例2和比較例3和4中所獲得的樹脂砂輪，在以下條件下進行研磨試驗。研磨試驗的結(jié)果在表2中示出。
研磨機水平心軸表面研磨機(砂輪的軸向電機3.7kW)加工材料SKH-51(HRc＝62至64)加工材料的表面200mm×100mm研磨系統(tǒng)濕面橫向研磨系統(tǒng)研磨條件砂輪的圓周速度1500m/分鐘工作臺速度15m/分鐘橫向進給量2mm/次磨削深度2μm磨削液JIS W2可溶型，專用于cBN的液體表1鎳電鍍浴的組成

表2研磨試驗結(jié)果

工業(yè)應(yīng)用由于與常規(guī)金屬鍍層磨料相比，包含金屬和多個由金屬粘結(jié)在一起的磨料顆粒的金屬鍍層磨料具有較高的使磨料保持在樹脂粘結(jié)層內(nèi)的保持力，減少了磨料的脫落，因此，可以生產(chǎn)具有較高研磨比的樹脂砂輪、鍍層磨料。在這種情況下，研磨功率值與使用常規(guī)單粒金屬鍍層磨料時相同，并且也改進了加工材料的表面粗糙度。
權(quán)利要求
1.一種金屬鍍層磨料，包含金屬和由所述金屬粘結(jié)在一起的多個磨料顆粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬鍍層磨料，其中所述的磨料顆粒被金屬層鍍覆。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬鍍層磨料，其中鍍在磨料顆粒上的金屬層由多層形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的金屬鍍層磨料，其中所述的鍍在磨料顆粒上的金屬層包含選自鎳、鎳-磷、鈷、鈷-磷、鈦、銅、鉻、鐵、鋯、鈮、鉬和鉭的至少一種金屬。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的金屬鍍層磨料，其中所述的鍍在磨料顆粒上的金屬層包含鎳或者鎳-磷。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的金屬鍍層磨料，其中除了最外面的金屬層之外，鍍在磨料顆粒上的金屬層包含鈷或者鈷-磷。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至6任一項所述的金屬鍍層磨料，其中鍍在磨料顆粒上的最外面的金屬層由鎳或者鎳-磷構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬鍍層磨料，其中所述的鍍在磨料顆粒上的金屬鍍層由單層鎳或者鎳-磷構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項所述的金屬鍍層磨料，其中所述的將磨料顆粒粘結(jié)在一起的金屬包含選自鎳、鎳-磷、鈷和鈷-磷的至少一種金屬。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的金屬鍍層磨料，其中所述的將磨料顆粒粘結(jié)在一起的金屬是鎳或鎳-磷。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10任一項所述的金屬鍍層磨料，其中所述的磨料顆粒的平均粒度為0.5至300μm。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的金屬鍍層磨料，其中所述的磨料顆粒的平均粒度為1至150μm。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12任一項所述的金屬鍍層磨料，其中所述的磨料顆粒包括選自立方形的氮化硼、金剛石、氧化鋁和碳化硅的至少一種。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的金屬鍍層磨料，其中所述的磨料顆粒包括立方形氮化硼、金剛石以及它們的混合物中的一種。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14任一項所述的金屬鍍層磨料，其中平均2至100個磨料顆粒被所述金屬粘結(jié)在一起。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的金屬鍍層磨料，其中平均2至50個磨料顆粒被所述金屬粘結(jié)在一起。
17.一種使用金屬鍍層磨料的砂輪，其包含5重量％或更多的權(quán)利要求1至16任一項所述的金屬鍍層磨料。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的砂輪，其為樹脂砂輪。
19.使用權(quán)利要求1至16任一項所述的金屬鍍層磨料的鍍層磨料。
20.一種生產(chǎn)權(quán)利要求2至8任一項所述的金屬鍍層磨料的方法，包括使用電鍍或無電電鍍方法形成鍍覆磨料顆粒的金屬層。
21.一種生產(chǎn)權(quán)利要求1至16任一項所述的金屬鍍層磨料的方法，其包括使用電鍍或無電電鍍方法用金屬將多個磨料顆粒粘結(jié)在一起。
22.一種生產(chǎn)權(quán)利要求2至16任一項所述的金屬鍍層磨料的方法，其包括將磨料顆粒浸漬在電鍍或無電電鍍浴中以在攪拌的同時在磨料顆粒表面上形成金屬層，并且在溫和攪拌的同時將涂有金屬鍍層的磨料顆粒粘結(jié)在一起。
全文摘要
本發(fā)明提供一種即使在粒度小的情況下也能夠在樹脂砂輪內(nèi)獲得充足保持力的磨料。所述的磨料通過將多個鍍有金屬層的磨料顆粒用金屬粘結(jié)在一起而生產(chǎn)。所述的金屬層是由選自鎳、鎳－磷、鈷、鈷－磷、鈦、銅、鉻、鐵、鋯、鈮、鉬和鉭的金屬構(gòu)成。此外，所述的磨料顆粒由選自諸如立方形氮化硼、金剛石、氧化鋁和碳化硅中的至少一種硬質(zhì)物質(zhì)構(gòu)成，其中每一磨料顆粒的平均粒度在0.5至300μm的范圍內(nèi)。
文檔編號C09K3/14GK1646267SQ03807719
公開日2005年7月27日 申請日期2003年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月11日
發(fā)明者井原榮治 申請人:昭和電工株式會社