用于高速磨削操作的磨料物品的制作方法
【專利摘要】一種磨料物品可以包括一個(gè)粘結(jié)的磨料本體，該本體具有包含在一種粘結(jié)劑材料中的、包括微晶氧化鋁(MCA)的磨料顆粒。在一個(gè)實(shí)施例中，該粘結(jié)的磨料本體具有占該粘結(jié)的磨料本體總體積的至少約42vo1％的孔隙率。另外，在一個(gè)實(shí)施例中，該粘結(jié)的磨料本體能夠在至少約60m/s的速度下以至少約0.4in3/min/in(258mm3/min/mm)的材料去除速率來磨削一種包含金屬的工件。
【專利說明】用于高速磨削操作的磨料物品
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]以下內(nèi)容是針對磨料物品，并且具體地是適合用于進(jìn)行高速磨削操作的粘結(jié)的磨料物品。
【背景技術(shù)】
[0002]磨削工具一般被形成為具有包含在一種粘結(jié)劑材料內(nèi)的磨料粒子用于材料去除的應(yīng)用。在這類磨削工具中可以采用超級磨料粒子(例如，金剛石或立方氮化硼(CBN))或加晶種的(或甚至未加晶種的)燒結(jié)的溶膠凝膠氧化鋁磨料粒子(又被稱為α-微晶氧化鋁(MCA)磨料粒子)。該粘結(jié)劑材料可以是有機(jī)材料類，如樹脂；或一種無機(jī)材料，如玻璃或玻璃化的材料。具體地說，使用玻璃化粘結(jié)劑材料并且含有MCA粒子或超級磨料粒子的粘結(jié)的磨削工具對磨削是商業(yè)上有用的。
[0003]某些粘結(jié)的磨削工具(特別是利用了玻璃化粘結(jié)劑材料的那些)要求高溫成形工藝(時(shí)常近似于1100°c或更大)，這會對具有MCA的磨料粒子產(chǎn)生不利的影響。事實(shí)上，已經(jīng)認(rèn)識到，在形成磨削工具必要的這種升高的溫度下，該粘結(jié)劑材料可以與這些磨料粒子(具體是MCA晶粒)進(jìn)行反應(yīng)、并且損害磨料的完整性，從而降低粒子的銳度和性能特性。其結(jié)果是，業(yè)界已經(jīng)轉(zhuǎn)向于降低形成該粘結(jié)劑材料必要的形成溫度，以便抑制成形工藝過程中的這些磨料粒子的高溫降解。
[0004]例如，為了減小MCA粒子與玻璃化粘結(jié)劑之間的反應(yīng)的量，美國專利號4，543，107披露了一種適合于在低達(dá)約900°C的溫度下進(jìn)行燒制的粘結(jié)劑組合物。在一種替代的途徑中，美國專利號4，898，597披露了包含至少40%的制成玻璃料的材料、適合于在低達(dá)約900°C的溫度下進(jìn)行燒制的一種粘結(jié)劑組合物。其他利用了能夠在低于1000°C的溫度下形成的粘結(jié)劑材料的此類粘結(jié)的磨料物品包括美國專利號5，203，886;美國專利號5，401，284 ;美國專利號5，536，283 ;以及美國專利號6，702，867。然而，業(yè)界繼續(xù)要求這類粘結(jié)的磨料物品的改進(jìn)的性能。
[0005]以上這些玻璃體粘結(jié)劑材料不一定適合于高速磨削操作。典型地，高速磨削操作要求在超過1100°c的燒結(jié)溫度下形成的玻璃體粘結(jié)的磨料物品，這樣使得該磨料物品可以經(jīng)受住在高速磨削操作過程中施加的力。工業(yè)上繼續(xù)要求改進(jìn)的粘結(jié)的磨料物品。
[0006]概述
[0007]根據(jù)一方面，一種磨料物品包括一個(gè)粘結(jié)的磨料本體，該本體具有包含在一種粘結(jié)劑材料內(nèi)的、包括微晶氧化鋁(MCA)的磨料顆粒，該粘結(jié)劑材料是由不大于約20wt%的氧化硼(B2O3)形成的、具有不大于約3.2(按重量百分比計(jì))的硅石重量百分比(SiO2):氧化鋁重量百分比(Al2O3)之比以及不大于約3.0wt%的氧化磷(P2O5)。該粘結(jié)的磨料本體具有占該粘結(jié)的磨料本體總體積的至少約42vol %的孔隙率，并且該粘結(jié)的磨料本體能夠在至少約60m/s的速度下磨削一種包含金屬的工件。
[0008]根據(jù)另一方面，一種磨料物品具有一個(gè)粘結(jié)的磨料本體，該本體具有包含在一種單相玻璃體粘結(jié)劑材料內(nèi)的、包括微晶氧化鋁(MCA)的磨料顆粒，該粘結(jié)劑材料是由不大于約20wt%的氧化硼(B2O3)形成、具有的硅石(SiO2)重量百分比:氧化鋁(Al2O3)重量百分比之比是不大于約3.2 (按重量百分比計(jì))。該粘結(jié)的磨料本體具有占該粘結(jié)的磨料本體總體積的至少約42ν01%的孔隙率，并且該粘結(jié)的磨料本體能夠在至少約60m/s的速度下磨削一種包含金屬的工件。
[0009]在又另一個(gè)方面，一種磨料物品包括一個(gè)粘結(jié)的磨料本體，該本體具有包含在一種粘結(jié)劑材料內(nèi)的、包括微晶氧化鋁(MCA)的磨料顆粒，其中該粘結(jié)的磨料本體具有占該粘結(jié)的磨料本體總體積的至少約42vol%的孔隙率。該粘結(jié)的磨料本體能夠在至少約60m/s的速度下磨削一種包含金屬的工件、并且在1.8的切削深度下具有不大于約0.07英寸(1.78mm)的轉(zhuǎn)角保持因子。
[0010]在另一個(gè)方面，一種磨料物品包括一個(gè)粘結(jié)的磨料本體，該本體具有包含在一種粘結(jié)劑材料內(nèi)的、包括微晶氧化鋁(MCA)的磨料顆粒，其中該粘結(jié)的磨料本體具有占該粘結(jié)的磨料本體總體積的至少約42vol%的孔隙率。該粘結(jié)的磨料本體能夠在至少約60m/s的速度下、在不大于約IOHp的最大功率下、并且以至少約0.4in3/min/in(258mmVmin/mm)的材料去除速率來磨削一種包含金屬的工件。
[0011]根據(jù)又另一個(gè)方面，一種磨料物品包括一個(gè)粘結(jié)的磨料本體，該本體具有包含在一種粘結(jié)劑材料內(nèi)的、包括微晶氧化鋁(MCA)的磨料顆粒，其中該粘結(jié)的磨料本體具有占該粘結(jié)的磨料本體總體積的至少約42vol %的孔隙率。該粘結(jié)的磨料本體能夠在至少約60m/s的速度下、在至少約0.003英寸(0.076mm)的切削深度下、并且以至少約0.4in3/min/in(258mm3/min/mm)的材料去除速率來磨削一種包含金屬的工件。
[0012]在另一個(gè)方面，一種磨料物品包括一個(gè)粘結(jié)的磨料本體，該本體具有包含在一種粘結(jié)劑材料內(nèi)的、包括微晶氧化鋁(MCA)的磨料顆粒，其中該粘結(jié)的磨料本體具有占該粘結(jié)的磨料本體總體積的至少約42vol%的孔隙率。該粘結(jié)的磨料本體能夠在至少約60m/s的速度下以至少約0.4in3/min/in(258mmVmin/mm)的材料去除速率來磨削一種包含金屬的工件。
[0013]附圖簡要說明
[0014]通過參見附圖可以更好地理解本披露，并且使其許多特征和優(yōu)點(diǎn)對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員變得清楚。
[0015]圖1包括針對現(xiàn)有技術(shù)的粘結(jié)的磨料主體和根據(jù)在此的實(shí)施例的粘結(jié)的磨料主體的孔隙率百分?jǐn)?shù)、磨料百分?jǐn)?shù)、以及粘結(jié)劑百分?jǐn)?shù)的一個(gè)簡圖。
[0016]圖2包括對于常規(guī)的粘結(jié)的磨料物品以及根據(jù)在此多個(gè)實(shí)施例的粘結(jié)的磨料物品而言，MOR對比MOE的一個(gè)圖。
[0017]圖3包括對于常規(guī)的粘結(jié)的磨料物品與根據(jù)在此的一個(gè)實(shí)施例的粘結(jié)的磨料物品相比較而言材料去除速率對比切削深度的一個(gè)圖表。
[0018]圖4包括對于常規(guī)的粘結(jié)的磨料物品以及根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的粘結(jié)的磨料物品而言材料去除速率對比切削深度的一個(gè)圖表。
[0019]圖5包括對于常規(guī)的粘結(jié)的磨料物品以及根據(jù)在此多個(gè)實(shí)施例的粘結(jié)的磨料物品而言最大功率對比材料去除速率的一個(gè)曲線圖。
[0020]圖6包括對于常規(guī)的粘結(jié)的磨料物品以及根據(jù)多個(gè)實(shí)施例的粘結(jié)的磨料物品而言最大功率對比材料去除速率的一個(gè)曲線圖。[0021]圖7包括對于常規(guī)的粘結(jié)的磨料物品以及根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的粘結(jié)的磨料物品而言最大功率對比材料去除速率的一個(gè)曲線圖。
[0022]圖8包括對于常規(guī)的粘結(jié)的磨料物品以及根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的粘結(jié)的磨料物品而言半徑變化對比切削深度(Zw)(證明了轉(zhuǎn)角保持因子)的一個(gè)曲線圖。
[0023]圖9包括一系列照片，展示了對于常規(guī)的粘結(jié)的磨料物品以及根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的粘結(jié)的磨料物品而言的轉(zhuǎn)角保持因子。
[0024]圖10包括一系列照片，展示了對于常規(guī)的粘結(jié)的磨料物品對比根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的粘結(jié)的磨料物品而言的轉(zhuǎn)角保持因子。
[0025]圖11包括一系列照片，展示了對于常規(guī)的粘結(jié)的磨料物品對比根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的粘結(jié)的磨料物品而言的轉(zhuǎn)角保持因子。
[0026]在不同的圖中使用相同的參考符號指示相似或相同的物件。
[0027]詳細(xì)說明
[0028]以下內(nèi)容是針對粘結(jié)的磨料物品，這些粘結(jié)的磨料物品可以適合用于對工件進(jìn)行磨削和成形。值得注意地，在此的實(shí)施例的粘結(jié)的磨料物品可以將磨料顆粒結(jié)合在玻璃體粘結(jié)劑材料內(nèi)。用于使用在此的實(shí)施例的粘結(jié)的磨料物品的適合的應(yīng)用包括磨削操作，這些磨削操作包括，例如無心磨削、外圓磨削、曲軸磨削、各種表面磨削操作、軸承和齒輪磨削操作、緩進(jìn)給磨削、以及各種工具室應(yīng)用。
[0029]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，形成一個(gè)實(shí)施例的粘結(jié)的磨料物品的方法可以通過形成適合的化合物與組分的混合物從而形成一種粘結(jié)劑材料來開始。該粘結(jié)劑可以由無機(jī)材料的化合物(如氧化合物(oxide compound))形成。例如，一種適合的氧化物材料可以包括氧化硅(SiO2)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該粘結(jié)劑材料可以由對于該粘結(jié)劑材料的總重量而言為不大于約55?〖％的氧化硅形成。在其他實(shí)施例中，氧化硅的含量可以是更少的，如不大于約54wt%、不大于約53wt%、不 大于約52wt%、或甚至不大于約51wt%。然而,在某些實(shí)施例中，該粘結(jié)劑材料可以由對于該粘結(jié)劑材料的總重量而言為至少約45wt%，如至少約46wt%、近似于至少約47wt%、至少約48wt%、或甚至于至少約49￥丨％的氧化硅形成。將了解的是，氧化硅的量可以在以上指出的任何最小與最大百分比之間的范圍內(nèi)。
[0030]該粘結(jié)劑材料還可以結(jié)合一定含量的氧化鋁(Al2O3)15例如，該粘結(jié)劑材料可以包括對于該粘結(jié)劑材料的總重量而言為至少約12wt%的氧化鋁。在其他實(shí)施例中，氧化鋁的量可以是至少約14wt%、至少約15wt%、或甚至于至少約16wt%。在某些例子中，該粘結(jié)劑材料包括的氧化鋁的量對于該粘結(jié)劑的總重量而言可以為不大于約23wt%、不大于約21wt%、不大于約20wt%、不大于約19wt%、或甚至不大于約18wt%。將了解的是，氧化鋁的量可以在以上指出的任何最小與最大百分比之間的范圍內(nèi)。
[0031]在某些例子中，該粘結(jié)劑材料可以由以重量百分比測量的氧化硅的量與以重量百分比測量的氧化鋁的量之間的一個(gè)特定比率形成。例如，硅石對氧化鋁的比率可以通過把粘結(jié)劑材料內(nèi)的氧化硅的重量百分比除以氧化鋁的重量百分比來描述。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，氧化硅對氧化鋁的比率可以是不大于約3.2。在其他例子中，粘結(jié)劑材料內(nèi)的氧化硅對氧化鋁的比率可以是不大于約3.1、不大于約3.0、或甚至不大于約2.9。然而，在某些例子中，該粘結(jié)劑材料可以形成為使得氧化硅的重量百分比對氧化鋁的重量百分比的比率是至少約
2.2，如至少約2.3、如近似于至少約2.4、至少約2.5、至少約2.6、或甚至于至少約2.7。將了解的是，氧化鋁和氧化硅的總量可以在以上指出的任何最小與最大值之間的范圍內(nèi)。
[0032]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該粘結(jié)劑材料可以由一定含量的氧化硼(B2O3)形成。例如，該粘結(jié)劑材料可以結(jié)合對于該粘結(jié)劑材料的總重量而言為不大于約20wt%的氧化硼。在其他例子中，氧化硼的量可以是更少的，如不大于約19wt%、不大于約18wt%、不大于約17wt%、或甚至不大于約16wt%。然而，該粘結(jié)劑材料可以由對于該粘結(jié)劑材料的總重量而言為至少約IIwt如至少約12wt%、至少約13wt%、或甚至于至少約14wt%的氧化硼形成。將了解的是，氧化硼的量可以在以上指出的任何最小與最大百分比之間的范圍內(nèi)。
[0033]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該粘結(jié)劑材料可以形成為使得該粘結(jié)劑材料內(nèi)的氧化硼的重量百分比和氧化硅的重量百分比的總含量(即，總和)可以是對于該粘結(jié)劑材料的總重量而言為不大于約70wt%。在其他例子中，氧化硅和氧化硼的總含量可以是不大于約69wt%，如不大于約68wt%、不大于約67wt%、或甚至不大于約66wt%。根據(jù)一個(gè)具體實(shí)施例,氧化硅和氧化硼的總重量百分比含量可以是對于該粘結(jié)劑材料的總重量而言為至少約55wt%，如至少約58wt%、至少約60wt%、至少約62wt%、至少約63wt%、至少約64wt%、或甚至于至少約65wt%。將了解的是，該粘結(jié)劑材料內(nèi)的氧化硅和氧化硼的總重量百分比可以在以上指出的任何最小與最大百分比之間的范圍內(nèi)。
[0034]此外，在具體例子中，如以重量百分比測量的，粘結(jié)劑材料內(nèi)的氧化硅的量可以大于氧化硼的量。值得注意地，氧化硅的量可以比氧化硼的量大至少約1.5倍、大至少約1.7倍、大至少約1.8倍、大至少約1.9倍、大至少約2.0倍、或甚至大至少約2.5倍。然而，在一個(gè)實(shí)施例中，該粘結(jié)劑材料包括的氧化硅的量可以為大不大于約5倍，如大不多于約4倍、大不多于約3.8倍、或甚至大不多于約3.5倍。將了解的是，氧化硅的量與氧化硼的量相比的差值可以在以上指出的任何最小與最大值之間的范圍內(nèi)。
[0035]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該粘結(jié)劑材料可以由至少一種堿金屬氧化合物(R2O)形成，其中R代表選自元素周期表中的第IA族元素的一種金屬。例如，該粘結(jié)劑材料可以由來自以下化合物組的一種堿金屬氧化合物(R2O)形成，該化合物組包括:氧化鋰(Li2O)、氧化鈉(Na2O)、氧化鉀(K2O)、及氧化銫(Cs2O)、以及它們的組合。
[0036]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該粘結(jié)劑材料可以由總含量對于該粘結(jié)劑材料的總重量而言為不大于約20wt%的堿金屬氧化合物形成。對于根據(jù)在此的實(shí)施例的其他粘結(jié)的磨料物品，堿金屬氧化合物的總含量可以是不大于約19wt%、不大于約18wt%、不大于約17wt%、不大于約16wt%、或甚至不大于約15wt%。然而,在一個(gè)實(shí)施例中，粘結(jié)劑材料內(nèi)的堿金屬氧化合物的總含量可以是至少約IOwt%，如至少約12wt%、至少約13wt%、或甚至于至少約14wt%。將了解的是，該粘結(jié)劑材料包括的堿金屬氧化合物的總含量可以在以上指出的任何最小與最大百分比之間的范圍內(nèi)。
[0037]根據(jù)一個(gè)具體實(shí)施例，該粘結(jié)劑材料可以由如以上指出的不大于約3種單獨(dú)的堿金屬氧化合物(R2O)形成。事實(shí)上，某些粘結(jié)劑材料可以將不大于約2種的堿金屬氧化合物結(jié)合在該粘結(jié)劑材料內(nèi)。
[0038]此外，該粘結(jié)劑材料可以形成為使得該粘結(jié)劑材料內(nèi)的任何這些堿金屬氧化合物的單獨(dú)含量不大于堿金屬氧化合物的總含量(以重量百分比計(jì))的一半。此外，根據(jù)一個(gè)具體實(shí)施例，氧化鈉的量可以大于氧化鋰或氧化鉀的含量(重量百分比)。在更具體的例子中，以重量百分比測量的氧化鈉的總含量可以大于以重量百分比測量的氧化鋰和氧化鉀的含量的總和。此外，在一個(gè)實(shí)施例中，氧化鋰的量可以大于氧化鉀的含量。
[0039]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，以重量百分比測量的形成該粘結(jié)劑材料的堿金屬氧化合物的總量可以小于該粘結(jié)劑材料內(nèi)的氧化硼的量(以重量百分比測量)。事實(shí)上，在某些情況下，與該粘結(jié)劑材料內(nèi)的氧化硼的總重量百分比相比，多種堿金屬氧化合物的總重量百分比可以是在約0.9至約1.5之間的范圍內(nèi)，如在約0.9與約1.3之間的范圍內(nèi)、或甚至在約0.9與約1.1之間的范圍內(nèi)。
[0040]該粘結(jié)劑材料可以由一定量的堿土金屬化合物(RO)形成，其中R代表來自元素周期表的第IIA族的元素。例如，該粘結(jié)劑材料可以結(jié)合堿土金屬氧化合物，如氧化鈣(CaO)、氧化鎂(MgO)、氧化鋇(BaO)、或甚至氧化鍶(SrO)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該粘結(jié)劑材料可以包含對于該粘結(jié)劑材料的總重量而言為不大于約3.0wt %的堿土金屬氧化合物。在再其他的例子中，該粘結(jié)劑材料可以包含更少的堿土金屬氧化合物，如近似于不大于約2.8wt%、不大于約2.2wt%、不大于約2.0wt%、或不大于約1.8wt% ο然而，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該粘結(jié)劑材料包含的一種或多種堿土金屬氧化合物的含量對于該粘結(jié)劑材料的總重量而言可以為至少約0.5wt%,如至少約0.8wt%、至少約1.0wt%、或甚至于至少約1.4wt%。將了解的是，該粘結(jié)劑材料內(nèi)的堿土金屬氧化合物的量可以在以上指出的任何最小與最大百分比之間的范圍內(nèi)。
[0041]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該粘結(jié)劑材料可以由不大于約3種的不同堿土金屬氧化合物形成。事實(shí)上，該粘結(jié)劑材料可以包含不大于2種的不同堿土金屬氧化合物。在一個(gè)具體例子中，該粘結(jié)劑材料可以由2種堿土金屬氧化合物形成，這些堿土金屬氧化合物由氧化鈣和氧化鎂組成。
[0042]在一個(gè)實(shí)施例中，該粘結(jié)劑材料包括的氧化鈣的量可以大于氧化鎂的量。此外，粘結(jié)劑材料內(nèi)的氧化鈣的量可以大于在該粘結(jié)劑材料內(nèi)存在的任何其他堿土金屬氧化合物
的含量。
[0043]該粘結(jié)劑材料可以由堿金屬氧化合物與堿土金屬氧化合物的一種組合來形成，這樣使得總含量對于該粘結(jié)劑材料的總重量而言為不大于約20wt%。在其他實(shí)施例中，該粘結(jié)劑材料內(nèi)的堿金屬氧化合物和堿土金屬氧化合物的總含量可以是不大于約19wt%，如不大于約18wt%、或甚至不大于約17wt%。然而，在某些實(shí)施例中，在該粘結(jié)劑材料內(nèi)存在的堿金屬氧化合物和堿土金屬化合物的總含量可以為至少約12wt%，如至少約13wt%，如至少約14wt%、至少約15wt%、或甚至于至少約16wt%。將了解的是,該粘結(jié)劑材料具有的堿金屬氧化合物和堿土金屬氧化合物的總含量可以在以上指出的任何最小與最大百分比之間的范圍內(nèi)。
[0044]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該粘結(jié)劑材料可以形成為使得在該粘結(jié)劑材料內(nèi)存在的堿金屬氧化合物的含量大于堿土金屬氧化合物的總含量。在一個(gè)具體實(shí)施例中，該粘結(jié)劑材料可以形成為使得堿金屬氧化合物的總含量(以重量百分比計(jì))與堿土金屬氧化合物的總重量百分比相比的比率(R2O:R0)是在約5:1與約15:1之間的范圍內(nèi)。在其他實(shí)施例中，在該粘結(jié)劑材料內(nèi)存在的堿金屬氧化合物的總重量百分比對堿土金屬氧化合物的總重量百分比的比率可以是在約6:1與約14:1之間的范圍內(nèi)，如在約7:1與約12:1之間的范圍內(nèi)、或甚至在約8:1與約10:1之間的范圍內(nèi)。
[0045]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該粘結(jié)劑材料可以由對于該粘結(jié)劑材料總重量而言不大于約3wt%的氧化磷形成。在某些其他例子中，該粘結(jié)劑材料可以包含對于該粘結(jié)劑材料的總重量而言為不大于約2.5wt%,如不大于約2.0wt%、不大于約1.5wt%、不大于約1.0wt%、不大于約0.8wt%、不大于約0.5wt%、或甚至不大于約0.2wt%的氧化磷。事實(shí)上,在某些例子中，該粘結(jié)劑材料可以基本上不含有氧化磷。適合含量的氧化磷可以促進(jìn)如在此所描述的某些特征和磨削性能特性。
[0046]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該粘結(jié)劑材料可以由不大于一種的組合物形成，該組合物包含不大于約Iwt %的某些氧化合物,這些氧化合物包括例如像Mn02、ZrSiO2> CoA1204、以及MgO的氧化合物。事實(shí)上，在具體實(shí)施例中，該粘結(jié)劑材料可以基本上不含有以上認(rèn)定的氧化合物。
[0047]除了置于混合物內(nèi)的粘結(jié)劑材料之外，形成粘結(jié)的磨料物品的方法可以進(jìn)一步包括結(jié)合一定類型的磨料顆粒。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，這些磨料顆?？梢园ㄎ⒕а趸X(MCA)。事實(shí)上，在某些例子中，這些磨料顆?？梢灾饕晌⒕а趸X組成。
[0048]這些磨料顆?？梢跃哂胁淮笥诩s1050微米的平均粒徑。在其他實(shí)施例中，這些磨料顆粒的平均粒徑可以是更小的，如近似于不大于800微米、不大于約600微米、不大于約400微米、不大于約250微米、不大于約225微米、不大于約200微米、不大于約175微米、不大于約150微米、或甚至不大于約100微米。然而，這些磨料顆粒的平均粒徑可以是至少約I微米，如至少約5微米、至少約10微米、至少約20微米、至少約30微米、或甚至于至少約50微米、至少約60微米、至少約70微米、或甚至于至少約80微米。將了解的是，這些磨料顆粒的平均粒徑可以在以上指出的任何最小與最大值之間的范圍內(nèi)。
[0049]進(jìn)一步提及利用了微晶氧化鋁的磨料顆粒，將了解的是微晶氧化鋁可以由具有被設(shè)定成亞微米大小的平均粒子大小的粒子組成。事實(shí)上，微晶氧化鋁的平均粒子大小可以是不大于約I微米，如不大于約0.5微米、不大于約0.2微米、不大于約0.1微米、不大于約0.08微米、不大于約0.05微米、或甚至不大于約0.02微米。
[0050]此外，這種包括磨料顆粒和粘結(jié)劑材料的混合物的形成可以進(jìn)一步包括添加其他的組分，如填充劑、成孔物、以及適合于形成最終形成的粘結(jié)的磨料物品的材料。成孔材料的一些適合的實(shí)例可以包括但不限于:空心氧化招(bubble alumina);空心莫來石(bubble mullite);空心球,包括空心玻璃球、空心陶瓷球、或空心聚合物球；聚合物或塑料材料；有機(jī)化合物；纖維材料，包括玻璃、陶瓷、或聚合物的繩股和/或纖維。其他適合的成孔材料可以包括:萘、PDB、貝殼、木材，等等。在再另一個(gè)實(shí)施例中，填充劑可以包括一種或多種無機(jī)材料(包括例如氧化物)，并且具體地可以包括結(jié)晶相或非晶相的氧化鋯、二氧化硅、二氧化鈦、以及它們的組合。
[0051]在適合地形成混合物之后，可以使該混合物成形。適合的成形方法可以包括壓制操作和/或模制操作以及它們的組合。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，可以通過在一個(gè)模具內(nèi)冷壓該混合物以便形成生坯來使該混合物成形。
[0052]在適合地形成該生坯之后，可以在一個(gè)特定溫度下燒結(jié)該生坯以便促進(jìn)形成具有一種玻璃相粘結(jié)劑材料的磨料物品。值得注意地，該燒結(jié)操作可以在小于約1000°c的燒結(jié)溫度下進(jìn)行。在具體實(shí)施例中，該燒結(jié)溫度可以小于約980°c，如小于約950°C、并且特別地是在約800°C與950°C之間的范圍內(nèi)。將會了解的是，對于以上提及的粘結(jié)劑組分可以使用特別低的燒結(jié)溫度，這樣避免了過高的溫度并且因此限制了該形成過程中這些磨料顆粒的降解。
[0053]根據(jù)一個(gè)具體實(shí)施例，粘結(jié)的磨料本體包含具有一種玻璃相材料的一種粘結(jié)劑材料。在具體例子中，該粘結(jié)劑材料可以是一種單相玻璃體材料。
[0054]最終形成的粘結(jié)的磨料本體可以具有特定含量的粘結(jié)劑材料、磨料顆粒、以及孔隙率。值得注意地，粘結(jié)的磨料物品的本體可以具有對于該粘結(jié)的磨料本體的總體積而言為至少約42ν01%的孔隙率。在其他實(shí)施例中，孔隙率的量可以是更大的，如對于該粘結(jié)的磨料本體的總體積而言為至少約43vol%,如至少約44vol%、至少約45vol%、至少約46vol%、至少約48νο1%、或甚至于至少約50νο1%。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例,該粘結(jié)的磨料本體可以具有不大于約70vol %，如不大于約65vol %、不大于約62vol %、不大于約60vol %、不大于約56vol%、不大于約52vol%、或甚至不大于約50vol%的孔隙率。將了解的是,該粘結(jié)的磨料本體可以具有在以上指出的任何最小與最大百分比之間的范圍內(nèi)的孔隙率。
[0055]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該粘結(jié)的磨料本體可以具有對于該粘結(jié)的磨料本體的總體積而言為至少約35ν01%的磨料顆粒。在其他實(shí)施例中，磨料顆粒的總含量可以是更大的，如至少約37vol%、或甚至于至少約39vol%。根據(jù)一個(gè)具體實(shí)施例,該粘結(jié)的磨料本體可以形成為使得它具有對于該粘結(jié)的磨料本體的總體積而言為不大于約50vol %的磨料顆粒，如不大于約48vol%、或甚至不大于約46vol%。將了解的是,該粘結(jié)的磨料本體內(nèi)的磨料顆粒的含量可以在以上指出的任何最小與最大百分比之間的范圍內(nèi)。
[0056]在具體例子中，該粘結(jié)的磨料本體被形成為使得它包含與孔隙率和磨料顆粒的含量相比最小含量(V01%)的粘結(jié)劑材料。例如，該粘結(jié)的磨料本體可以具有對于該粘結(jié)的磨料本體的總體積而言為不大于約15vol%的粘結(jié)劑材料。在其他例子中，該粘結(jié)的磨料本體可以形成為使得它包含對于該粘結(jié)的磨料本體的總體積而言不大于約14Vol%、不大于約13vol%、或甚至不大于約12vol%的粘結(jié)劑材料。在一個(gè)具體例子中，該粘結(jié)的磨料本體可以形成為使得它包含對于該粘結(jié)的磨料本體的總體積而言為至少約7vol %，如至少約8vol%、近似于至少約9νο1%、或甚至于至少約IOvol %的粘結(jié)劑材料。
[0057]圖1包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施例存在于一種特定的粘結(jié)的磨料物品中的多個(gè)相的簡圖。圖1包括粘結(jié)劑的vol%、磨料顆粒的Vol%、以及孔隙率的Vol%。陰影區(qū)域101代表一種適合于高速磨削應(yīng)用的常規(guī)的粘結(jié)的磨料物品，而陰影區(qū)103代表根據(jù)在此的實(shí)施例的一種粘結(jié)的磨料物品的相含量，也適合于高速磨削應(yīng)用。高速磨削應(yīng)用典型地被認(rèn)為是以60m/s或更大的操作速度進(jìn)行的磨削。
[0058]值得注意地，這些常規(guī)的高速粘結(jié)的磨料物品的相含量(即，陰影區(qū)域101)與一個(gè)實(shí)施例的粘結(jié)的磨料物品的相含量顯著不同。值得注意地，常規(guī)的高速粘結(jié)的磨料物品典型地具有在大致40vol %與51vol %之間的范圍內(nèi)的最大孔隙率、大致42vol %至50vol%的磨料顆粒含量、以及大致9至20vol%的粘結(jié)劑含量。常規(guī)的粘結(jié)的磨料物品典型地具有50Vol%或更小的最大孔隙率含量，因?yàn)楦咚倌ハ鲬?yīng)用要求一種粘結(jié)的磨料本體具有足夠的強(qiáng)度來應(yīng)對在高速磨削過程中遇到的過度的力，并且高度多孔粘結(jié)的磨料本體之前并不能經(jīng)受住所述力。
[0059]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，一種粘結(jié)的磨料物品可以具有比常規(guī)的高速粘結(jié)的磨料物品顯著更大的孔隙率。例如，一個(gè)實(shí)施例的一種粘結(jié)的磨料物品可以具有對于該粘結(jié)的磨料本體的總體積而言在約51vol%與約58vol%之間的范圍內(nèi)的孔隙率含量。此外，如在圖1中所展示的，一個(gè)實(shí)施例的粘結(jié)的磨料物品可以具有對于該粘結(jié)的磨料物品的總體積而言在約40vol%與約42vol%之間的范圍內(nèi)的磨料顆粒含量,和在大約2vol%與約9vol%之間的范圍內(nèi)的特別低的粘結(jié)劑含量。
[0060]值得注意地，在此的實(shí)施例的粘結(jié)的磨料本體可以具有不同于常規(guī)的粘結(jié)的磨料本體的特別特征。具體地，這里這些粘結(jié)的磨料物品可以具有特定含量的孔隙率、磨料顆粒和粘結(jié)劑，同時(shí)展現(xiàn)出特別的機(jī)械特征使得它們適合于特定的應(yīng)用，如高速磨削應(yīng)用。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，該粘結(jié)的磨料本體可以具有一個(gè)特定的斷裂模量(MOR)，該斷裂模量可以對應(yīng)于一個(gè)特定的彈性模量(MOE)。例如，對于至少約40GPa的Μ0Ε，該粘結(jié)的磨料本體可以具有至少45MPa的M0R。在一個(gè)實(shí)施例中，對于40GPa的MOE，MOR可以是至少約46MPa，如至少約47MPa、至少約48MPa、至少約49MPa、或甚至于至少約50MPa。然而，對于40GPa的Μ0Ε，該粘結(jié)的磨料本體可以具有不大于約70MPa，如不大于約65MPa、或不大于約60MPa的MOR0將了解的是，MOR可以在以上給出的任何最小與最大值之間的范圍內(nèi)。
[0061]MOR可以在尺寸為4”X1”X0.5”的樣品上使用標(biāo)準(zhǔn)的3點(diǎn)彎曲試驗(yàn)來測量，其中在I” Χ0.5”平面上施加荷載，除了樣品尺寸外，總體上是按照ASTM D790。可以記錄失效載荷并且使用標(biāo)準(zhǔn)方程計(jì)算M0R。可以通過使用GrindoSonic儀器或類似設(shè)備、按照磨料磨輪工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程對復(fù)合物的固有頻率進(jìn)行測量來計(jì)算Μ0Ε。
[0062]在另一個(gè)實(shí)施例中，對于具有45GPa的MOE的某些粘結(jié)的磨料本體，MOR可以是至少約45MPa。事實(shí)上，對于具有45GPa的MOE的某些粘結(jié)的磨料本體，MOR可以是至少約46MPa,如至少約47MPa、至少約48MPa、至少約49MPa、或甚至于至少約50MPa。然而，對于45GPa的MOE，MOR可以是不大于約70MPa、不大于約65MPa、或不大于約60MPa。將了解的是，MOR可以在以上給出的任何最小與最大值之間的范圍內(nèi)。
[0063]在一個(gè)實(shí)施例中，該粘結(jié)的磨料本體可以具有一個(gè)強(qiáng)度比，該強(qiáng)度比是MOR除以MOE的度量。在具體例子中，一個(gè)具體的粘結(jié)的磨料本體的強(qiáng)度比(M0R/M0E)可以是至少約0.8。在其他例子中，該強(qiáng)度比可以是至少約0.9，如至少約1.0、至少約1.05、至少約1.10。然而，該強(qiáng)度比可以是不大于約3.00，如不大于約2.50、不大于約2.00、不大于約1.70、不大于約1.50、不大于約1.40、或不大于約1.30。將了解的是，這些粘結(jié)的磨料本體的強(qiáng)度比可以在以上指出的任何最小與最大值之間的范圍內(nèi)。
[0064]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該粘結(jié)的磨料本體可以適合在特定的磨削操作中使用。例如，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這里的實(shí)施例的粘結(jié)的磨料本體適合于要求高速操作的磨削操作中。事實(shí)上，這些粘結(jié)的磨料本體可以在特別高的速度下使用而不損害工件并且提供適當(dāng)?shù)幕蚋倪M(jìn)的磨削性能。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該粘結(jié)的磨料本體能夠在至少約60m/s的速度下磨削一種包含金屬的工件。在其他情況下，該粘結(jié)的磨料本體的運(yùn)行速度可以更大，如至少約65m/s、至少約70m/s、或者甚至于至少約80m/s。在某些情況下,該粘結(jié)的磨料本體可以能夠在不大于約150m/s、例如不大于約125m/s的速度下磨削工件。將了解的是本申請的粘結(jié)的磨料本體可以在以上指出的任何最小與最大值之間的范圍內(nèi)的運(yùn)行速度下磨削工件。
[0065]在此關(guān)于該粘結(jié)的磨料本體的磨削能力可以涉及多種磨削操作，如無心磨削、夕卜圓磨削、曲軸磨削、各種表面磨削操作、軸承和齒輪磨削操作、緩進(jìn)給磨削、以及各種工具室磨削過程。此外，用于這些磨削操作的適合的工件可以包括無機(jī)或有機(jī)材料。在具體例子中，該工件可以包括一種金屬、金屬合金、塑料、或天然材料。在一個(gè)實(shí)施例中，該工件可以包括一種鐵金屬、非鐵金屬、金屬合金、金屬超級合金、以及它們的組合。在另一個(gè)實(shí)施例中，該工件可以包括一種有機(jī)材料，該有機(jī)材料包括，例如一種聚合物材料。在再其他的例子中，該工件可以是一種天然材料，該天然材料包括，例如木材。
[0066]在具體情況下，已經(jīng)注意到該粘結(jié)的磨料本體能夠在高速運(yùn)行下并且以特別高的去除速率來磨削工件。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，該粘結(jié)的磨料本體可以在至少約0.4英寸3/分鐘/英寸(in3/min/in) (258mm3/min/mm)的材料去除速率下進(jìn)行磨削操作。在其他實(shí)施例中，該材料去除速率可以是至少約0.45英寸3/分鐘/英寸(290mm3/min/mm),如至少約0.5英寸3/分鐘/英寸(322mm3/min/mm)、至少約0.55英寸3/分鐘/英寸(354mmVmin/mm)、或甚至于至少約0.6英寸3/分鐘/英寸(387mm3/min/mm)。然而,對于某些粘結(jié)的磨料本體，材料去除速率可以是不大于約1.5英寸3/分鐘/英寸(967mm3/min/mm),如不大于約1.2英寸3/分鐘/英寸(774mm3/min/mm)、不大于約1.0英寸3/分鐘/英寸(645mm3/min/mm)、或甚至不大于約0.9英寸3/分鐘/英寸(580mm3/min/mm)。將了解的是,本申請的粘結(jié)的磨料本體可以在處于以上指出的任何最小與最大值之間的范圍內(nèi)的材料去除速率下對工件進(jìn)行磨削。
[0067]在某些磨削操作過程中，已經(jīng)注意到本申請的粘結(jié)的磨料本體可以在高速下在特定的切削深度(DOC)下進(jìn)行磨削。例如，該粘結(jié)的磨料本體所達(dá)到的切削深度可以是至少約0.003英寸(0.0762毫米)。在其他情況下，該粘結(jié)的磨料本體能夠在高速磨削操作過程中實(shí)現(xiàn)至少約0.004英寸(0.102毫米)的切削深度，如至少約0.0045英寸(0.114毫米)、至少約0.005英寸(0.127毫米)、或甚至于至少約0.006英寸(0.152毫米)。將會了解的是，使用這里的粘結(jié)的磨料本體進(jìn)行的高速磨削操作的切削深度可以是不大于約0.01英寸(0.254毫米)、或不大于約0.009英寸(0.229毫米)。將了解的是，該切削深度可以在以上指出的任何最小與最大值之間的范圍內(nèi)。
[0068]在其他實(shí)施例中，已指出該粘結(jié)的磨料本體可以在不超過約IOHp (7.5kW)的最大功率下對工件進(jìn)行磨削，同時(shí)利用了以上指出的磨削參數(shù)。在其他實(shí)施例中，高速磨削操作過程中的最大功率可以是不大于約9Hp(6.8kW)，如不大于約8Hp(6.0kff)、或甚至不大于約
7.5Hp (5.6kff)。
[0069]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，在高速磨削操作過程中，已經(jīng)注意到了這里這些實(shí)施例的粘結(jié)的磨料物品具有優(yōu)越的轉(zhuǎn)角保持能力，特別是與常規(guī)的高速粘結(jié)的磨料物品相比的話。事實(shí)上，該粘結(jié)的磨料本體可以在至少約1.8的切削深度(Zw)下具有不大于約0.07英寸的轉(zhuǎn)角保持因子，該切削深度對應(yīng)于0.00255英寸/秒，弧度。值得注意地，如在此所使用的，1.0的切削深度對應(yīng)于0.00142英寸/秒，弧度，并且1.4的切削深度(Zw)對應(yīng)于0.00198英寸/秒，弧度。將了解的是，該轉(zhuǎn)角保持因子是在特定切削深度下、對4330V的工件(該工件是NiCrMoV硬化且回火的高強(qiáng)度鋼合金)進(jìn)行5次磨削之后以英寸計(jì)的半徑變化的度量。在某些其他實(shí)施例中，粘結(jié)的磨料物品顯示出對于至少約1.80的切削深度而言，不大于約0.06英寸，如不大于約0.05英寸、不大于約0.04英寸的轉(zhuǎn)角保持因子。
[0070]實(shí)例
[0071]實(shí)例I
[0072]圖2包括對于根據(jù)在此多個(gè)實(shí)施例的粘結(jié)的磨料物品以及常規(guī)的粘結(jié)的磨料物品而言破裂模量(MOR)對比彈性模量(MOE)的一個(gè)曲線圖。曲線201代表一系列根據(jù)在此的多個(gè)實(shí)施例形成的粘結(jié)的磨料物品的MOR和Μ0Ε。這個(gè)系列的每個(gè)樣品被制造為具有在下表I中提供的粘結(jié)劑組成(以被％計(jì))。這些樣品具有大致42vol%至大致56vol%的孔隙率范圍、在約42vol%與約52vol%之間范圍內(nèi)的磨料顆粒含量范圍(即，微晶氧化鋁顆粒)、以及在約6vol%與約14vol%之間范圍內(nèi)的粘結(jié)劑材料含量范圍。每個(gè)樣品被冷壓而形成棒并在大致900。C至1250。C的燒結(jié)溫度下燒結(jié)。
[0073]表I
[0074]
【權(quán)利要求】
1.一種磨料物品,包括: 一個(gè)粘結(jié)的磨料本體，該本體具有包含在一種粘結(jié)劑材料中的、包括微晶氧化鋁(MCA)的磨料顆粒，其中該粘結(jié)的磨料本體具有占該粘結(jié)的磨料本體總體積的至少約42vol%的孔隙率，該粘結(jié)的磨料本體能夠在至少約60m/s的速度下以至少約0.4in3/min/in (258mm3/min/mm)的材料去除速率來磨削一種包含金屬的工件。
2.—種磨料物品,包括: 一個(gè)粘結(jié)的磨料本體，該本體具有包含在一種粘結(jié)劑材料中的、包括微晶氧化鋁(MCA)的磨料顆粒，其中該粘結(jié)的磨料本體具有占該粘結(jié)的磨料本體總體積的至少約42vol%的孔隙率，該粘結(jié)的磨料本體能夠在至少約60m/s的速度下、在不大于約IOHp的最大功率下、并且以至少約0.4in3/min/in(258mm3/min/mm)的材料去除速率來磨削一種包含金屬的工件。
3.一種磨料物品，包括: 一個(gè)粘結(jié)的磨料本體，該本體具有包含在一種粘結(jié)劑材料中的、包括微晶氧化鋁(MCA)的磨料顆粒，其中該粘結(jié)的磨料本體具有占該粘結(jié)的磨料本體總體積的至少約42vol%的孔隙率，該粘結(jié)的磨料本體能夠在至少約60m/s的速度下、在至少約0.003英寸(0.076mm)的切削深度下、并且以至少約0.4in3/min/in(258mm3/min/mm)的材料去除速率來磨削一種包含金屬的工件。
4.一種磨料物品，包括: 一個(gè)粘結(jié)的磨料本體，該本體具有包含在一種粘結(jié)劑材料中的、包括微晶氧化鋁(MCA)的磨料顆粒，其中該粘結(jié)的磨料本體具有占該粘結(jié)的磨料本體總體積的至少約42vol%的孔隙率，該粘結(jié)的磨料本體能夠在至少約60m/s的速度下磨削一種包含金屬的工件、并且在1.8的切削深度下具有不大 于約0.07英寸(1.78mm)的轉(zhuǎn)角保持因子。
5.如權(quán)利要求4所述的磨料物品，其中該粘結(jié)的磨料本體能夠具有0.4in3/min/in(258mm3/min/mm)的材料去除速率。
6.如權(quán)利要求1至3以及5中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該材料去除速率是至少約0.45in3/min/in (290mm3/min/mm)。
7.如權(quán)利要求1至3、5、以及6中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該材料去除速率是至少約 0.Sin3Zmin/in (323mm3/min/mm)。
8.如權(quán)利要求1至3、以及5至7中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該材料去除速率是至少約 0.55in3/min/in (355mm3/min/mm)。
9.如權(quán)利要求1至3、以及5至8中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該材料去除速率是至少約 0.Bin3Zmin/in (387mm3/min/mm)。
10.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該粘結(jié)劑材料是由對于該粘結(jié)劑材料的總重量而言不大于約20wt%的氧化硼(B2O3)形成的。
11.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該粘結(jié)劑材料包含的氧化硅(SiO2)重量百分比:氧化鋁(Al2O3)重量百分比之比是不大于約3.2。
12.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該粘結(jié)劑材料是由不大于約3.0wt%的氧化磷(P2O5)形成的。
13.—種磨料物品，包括:一個(gè)粘結(jié)的磨料本體，該本體具有包含在一種粘結(jié)劑材料中的、包括微晶氧化鋁(MCA)的磨料顆粒，該粘結(jié)劑材料由不大于約2( 1:%的氧化硼(B2O3)和不大于約3.0wt%的氧化磷(P2O5)形成、具有的硅石重量百分比(SiO2):氧化鋁重量百分比(Al2O3)之比是不大于約.3.2 (按重量百分比計(jì))，其中該粘結(jié)的磨料本體具有占該粘結(jié)的磨料本體總體積的至少約.42vol %的孔隙率,并且該粘結(jié)的磨料本體能夠在至少約60m/s的速度下磨削一種包含金屬的工件。
14.如權(quán)利要求12或13所述的磨料物品，其中該粘結(jié)劑材料基本上不含氧化磷(P2O5)。
15.—種磨料物品,包括: 一個(gè)粘結(jié)的磨料本體，該本體具有包含在一種單相玻璃體粘結(jié)劑材料中的、包括微晶氧化招(MCA)的磨料顆粒,該單相玻璃體粘結(jié)劑材料由不大于約2 1:%的氧化硼(B2O3)形成、具有的硅石重量百分比(SiO2):氧化鋁重量百分比(Al2O3)之比是不大于約3.2(按重量百分比計(jì))，其中該粘結(jié)的磨料本體具有占該粘結(jié)的磨料本體總體積的至少約42vol%的孔隙率，并且該粘結(jié)的磨料本體能夠在至少約60m/s的速度下磨削一種包含金屬的工件。
16.如權(quán)利要求1以及3至15中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該粘結(jié)的磨料本體能夠在不大于約IOHp的最大功率下磨削該工件。
17.如權(quán)利要求2或16所述的磨料物品，其中該最大功率是不大于約9Hp。
18.如權(quán)利要求2、16和17中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該最大功率是不大于約.8Hp。
19.如權(quán)利要求1、2、以及4至18中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該粘結(jié)的磨料本體能夠在至少約0.003英寸(0.076mm)的切削深度下進(jìn)行磨削。
20.如權(quán)利要求3或19所述的磨料物品，其中該切削深度是至少約0.004英寸(0.101 mm)。
21.如權(quán)利要求3、19、和20中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該切削深度是至少約.0.0045 英寸(0.114mm)。
22.如權(quán)利要求1至3、以及5至21中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該粘結(jié)的磨料本體在1.8的切削深度下包含不大于約0.07英寸的轉(zhuǎn)角保持因子。
23.如權(quán)利要求4或22所述的磨料物品，其中該粘結(jié)的磨料本體在1.8的切削深度下包含不大于約0.06英寸(1.52mm)的轉(zhuǎn)角保持因子。
24.如權(quán)利要求4、22、和23中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該粘結(jié)的磨料本體在1.8的切削深度下包含不大于約0.05英寸(1.27mm)的轉(zhuǎn)角保持因子。
25.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該工件在至少約0.4in3/min/in (258mm3/min/mm)的材料去除速率下沒有展現(xiàn)出可見的燒毀證據(jù)。
26.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該工件包括選自以下金屬組的一種金屬，該金屬組由以下各項(xiàng)組成:金屬、金屬合金、塑料、天然材料、以及它們的組合。
27.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該粘結(jié)的磨料本體能夠在至少約.65m/s的速度下磨削該工件。
28.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該粘結(jié)的磨料本體能夠在至少約.70m/s的速度下磨削該工件。
29.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該粘結(jié)的磨料本體能夠在至少約80m/s的速度下磨削該工件。
30.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中這些磨料顆粒主要由微晶氧化鋁組成。
31.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中這些磨料顆粒具有不大于約250微米的平均粒徑。
32.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中這些微晶氧化鋁包括具有不大于約I微米的平均粒子尺寸的粒子。
33.如權(quán)利要求1至14以及16至31中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該粘結(jié)劑材料包含一種單相玻璃體材料。
34.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該粘結(jié)的磨料本體包含占該粘結(jié)的磨料本體總體積的至少約43vol%的孔隙率。
35.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該粘結(jié)的磨料本體包含不大于約70vol%的孔隙率。
36.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該粘結(jié)的磨料本體包含占該粘結(jié)的磨料本體總體積的至少約35vol%的磨料顆粒?！?br> 37.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該粘結(jié)的磨料本體包含占該粘結(jié)的磨料本體總體積的不大于約15vol %的粘結(jié)劑材料。
38.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該粘結(jié)劑材料是由一種堿土金屬氧化合物(RO)形成的。
39.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中在該粘結(jié)劑材料中存在的堿土金屬氧化合物(RO)的總量是不大于約3.0wt%。
40.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該粘結(jié)劑材料是由不大于約3種的不同堿土金屬氧化合物(RO)形成的，這些堿土金屬氧化合物選自下組:氧化鈣(CaO)、氧化鎂(MgO)、氧化鋇(BaO)、氧化銀(SrO)。
41.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該粘結(jié)劑材料包含選自以下化合物組的一種堿金屬氧化合物(R2O),該化合物組由以下各項(xiàng)組成:氧化鋰(Li2O)、氧化鈉(Na2O)、氧化鉀(K2O)、和氧化銫(Cs2O)、以及它們的組合。
42.>如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該粘結(jié)劑材料是由總量不大于約20wt%的堿金屬氧化合物(R2O)形成的。
43.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該粘結(jié)劑材料包含不大于約3種的堿金屬氧化合物(R2O)。
44.如權(quán)利要求42 所述的磨料物品，其中在該粘結(jié)劑材料內(nèi)存在的任何堿金屬氧化合物的含量(wt% )是不大于堿金屬氧化物的總含量(wt% )的一半。
45.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該粘結(jié)劑材料是由不大于約55界1:%的氧化娃(SiO2)形成的。
46.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該粘結(jié)劑材料是由至少約12wt%的氧化鋁(Al2O3)形成的。
47.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該粘結(jié)劑材料是由至少一種堿金屬氧化合物(R2O)以及至少一種堿土金屬氧化合物(RO)形成的，其中該堿金屬氧化合物和該堿土金屬氧化合物的總含量是不大于約20wt%。
48.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該粘結(jié)劑是由氧化硼(B2O3)和氧化硅(SiO2)形成的，并且其中氧化硼和氧化硅的總含量是不大于約70wt%。
49.如權(quán)利要求47所述的磨料物品，其中氧化硅(SiO2)的含量比氧化硼的含量大。
50.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該粘結(jié)劑是由一種組合物形成的，該組合物包含不大于約lwt%的選自下組的氧化合物，該組由以下各項(xiàng)組成:Mn02、ZrSiO2,CoA1204、以及 MgO。
51.如權(quán)利要求49所述的磨料物品，其中該粘結(jié)劑是由基本上不含有選自下組的氧化合物的一種組合物形成，該組由以下各項(xiàng)組成:Mn02、ZrSiO2> CoA1204、以及MgO。
52.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該粘結(jié)的磨料本體是在不大于約1000°C的溫度 下燒結(jié)的。
【文檔編號】C09C1/68GK103442851SQ201280014709
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月31日
【發(fā)明者】N·薩蘭基, R·菲克斯, S·伍茲, J·加夫尼, J·坎帕尼爾羅, J·R·貝西, S·E·?？怂? 申請人:圣戈班磨料磨具有限公司, 法國圣戈班磨料磨具公司