本發(fā)明廣義地涉及磨料制品及其制備方法。

背景技術(shù)：

粘結(jié)磨料制品具有保持在粘結(jié)劑(在本領(lǐng)域中也稱為粘結(jié)介質(zhì))中的磨粒，該粘結(jié)劑將這些磨粒粘結(jié)在一起作為成型團(tuán)塊。典型粘結(jié)磨料的示例包括砂輪、磨石、油石和切割輪。粘結(jié)劑可為有機(jī)樹(shù)脂、陶瓷或玻璃態(tài)材料(二者在本領(lǐng)域中已知作為玻璃質(zhì)粘結(jié)劑的示例)或金屬。

切割輪通常為用于普通切割操作的相對(duì)較薄的輪。輪的直徑通常為約1至約200厘米，并且厚度為若干毫米至若干厘米(輪的直徑越大，厚度越大)。它們可以約1000至50000轉(zhuǎn)/分鐘的速度操作，并用于諸如將聚合物、復(fù)合金屬或玻璃切割成標(biāo)稱長(zhǎng)度的操作。切割輪還被稱為“工業(yè)切割鋸片”，并且在諸如鑄造廠等一些環(huán)境中被稱為“劈鋸”。顧名思義，切割輪用于通過(guò)研磨穿過(guò)物品而切割儲(chǔ)料，諸如金屬棒。

一直存在對(duì)于新型粘結(jié)磨料的需求，所述新型粘結(jié)模料具有改善的研磨特性和/或在相同性能水平下降低的成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在第一方面，本公開(kāi)提供了制備磨料制品的方法，該方法包括以下步驟：

A)提供具有工作表面的定位工具，該工作表面中形成有多個(gè)腔體，其中該腔體根據(jù)圖案和取向布置在工作表面上；

b)制備磨料預(yù)成型件，該磨料預(yù)成型件包括粘附到第一加強(qiáng)構(gòu)件的多個(gè)成型磨粒，該第一加強(qiáng)構(gòu)件具有相背對(duì)的前表面和后表面，并且其中磨料預(yù)成型件通過(guò)包括以下步驟的方法制備：

i)將成型磨粒設(shè)置在定位工具的腔體中的至少一些腔體中；

ii)將成型磨粒轉(zhuǎn)移至第一加強(qiáng)構(gòu)件，使得成型磨粒根據(jù)腔體的圖案鄰近第一加強(qiáng)構(gòu)件的前表面設(shè)置；

iii)將轉(zhuǎn)移的成型磨粒粘附到第一加強(qiáng)構(gòu)件的前表面；以及

iv)將填充空間的粘結(jié)劑前體沉積在第一加強(qiáng)構(gòu)件和轉(zhuǎn)移的成型磨粒上，使得轉(zhuǎn)移的成型磨粒之間的空間至少部分地由填充空間的粘結(jié)劑前體填充；

c)將第二加強(qiáng)構(gòu)件設(shè)置在磨料預(yù)成型件上以提供磨料制品前體，其中第一加強(qiáng)構(gòu)件的前表面面向所述第二加強(qiáng)構(gòu)件；以及

d)壓緊并固化磨料制品前體以形成磨料制品。在另一方面，本公開(kāi)提供了制備磨料制品的方法，該方法包括以下步驟：

a)提供具有工作表面的定位工具，該工作表面中形成有多個(gè)腔體，其中該腔體根據(jù)圖案布置在工作表面上；

b)制備多個(gè)磨料預(yù)成型件，其中每個(gè)磨料預(yù)成型件分別包括粘附至第一加強(qiáng)構(gòu)件的多個(gè)成型磨粒，并且其中每個(gè)磨料預(yù)成型件分別由包括以下步驟的方法制備：

i)將成型磨粒設(shè)置在定位工具的腔體中的至少一些腔體中；

ii)將成型磨粒轉(zhuǎn)移至具有前表面和后表面的第一加強(qiáng)構(gòu)件，使得成型磨粒根據(jù)腔體的圖案設(shè)置在第一加強(qiáng)構(gòu)件的前表面上；

iii)將轉(zhuǎn)移的成型磨粒粘附到第一加強(qiáng)構(gòu)件的前表面；

iv)將填充空間的粘結(jié)劑前體沉積到第一加強(qiáng)構(gòu)件和轉(zhuǎn)移的成型磨粒上，使得轉(zhuǎn)移的成型磨粒之間的空間至少部分地由填充空間的粘結(jié)劑前體填充；

d)形成包括多個(gè)磨料預(yù)成型件的疊堆，其中該疊堆具有頂部和底部，從而提供磨料制品前體；以及

e)在將多個(gè)磨料預(yù)成型件壓緊在一起時(shí)固化磨料制品前體以形成磨料制品。

根據(jù)本公開(kāi)的方法可用于制備磨料制品。

因此，在另一方面，本公開(kāi)提供了磨料輪，該磨料輪包括保持在有機(jī)粘結(jié)劑材料中的精確成型的磨粒，其中磨料輪包括接觸周邊表面的兩個(gè)面，其中磨料輪具有延伸穿過(guò)其中心的旋轉(zhuǎn)軸線，其中該精確成型的磨粒的至少一部分根據(jù)預(yù)定的三維位置和取向設(shè)置在有機(jī)粘結(jié)劑材料中，其中該精確成型的磨粒包括由多個(gè)側(cè)壁連接的基部和頂部，并且其中精確成型的磨粒的相應(yīng)基部布置成基本上垂直于旋轉(zhuǎn)軸線。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“酚醛樹(shù)脂”是指通過(guò)至少一種苯酚(例如，苯酚、間苯二酚、間甲酚、3,5-二甲苯酚、叔丁基酚和/或?qū)Ρ交椒?與至少一種醛(例如，甲醛、乙醛、氯酸鹽、丁醛、糠醛和/或丙烯醛)的反應(yīng)獲得的合成熱固性樹(shù)脂。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“成型磨?！笔侵钙渲兄辽僖徊糠帜チ＞哂袑ｉT形成的形狀的磨粒，所述專門形成的形狀通過(guò)制造期間的成型工藝來(lái)賦予。如本文所用的成型磨粒不包括通過(guò)機(jī)械壓碎操作獲得的隨機(jī)設(shè)定尺寸的磨粒。制備成型磨粒的非限制性工藝包括：在具有預(yù)定的形狀的模具中使前體磨粒成型；通過(guò)具有預(yù)定的形狀的孔口擠出前體磨粒；通過(guò)具有預(yù)定的形狀的印刷絲網(wǎng)中的開(kāi)口印刷前體磨粒；或者將前體磨粒壓印成預(yù)定的形狀或圖案。成型磨粒的非限制性示例包括在模具中形成的成型磨粒，例如美國(guó)專利RE 35,570(Rowenhorst等人)、5,201,916(Berg等人)以及5,984,988(Berg等人)中所公開(kāi)的三角形板；或由圣戈班磨料磨具公司(Saint-Gobain Abrasives)生產(chǎn)的通常具有圓形橫截面的擠出的細(xì)長(zhǎng)陶瓷棒/細(xì)絲，其示例在美國(guó)專利5,372,620(Rowse等人)中有所公開(kāi)。本文所用的成型磨粒不包括通過(guò)機(jī)械壓碎操作獲得的隨機(jī)設(shè)定尺寸的磨粒。

如本文所用，關(guān)于定位工具或框架中的磨?；蚯惑w的術(shù)語(yǔ)“精確成型”是指具有由表面相對(duì)光滑的側(cè)面限定的三維形狀的磨粒或腔體，這些側(cè)面通過(guò)精確限定的銳邊來(lái)界定和接合，這些銳邊具有不同的長(zhǎng)度并且具有由各側(cè)面相交所限定的不同端點(diǎn)。因此，術(shù)語(yǔ)“精確成型的磨粒”不包括通過(guò)常規(guī)機(jī)械壓碎操作獲得的陶瓷磨粒。

在考慮具體實(shí)施方式以及所附權(quán)利要求書之后，將進(jìn)一步理解本公開(kāi)的特征和優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為制備根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的磨料制品的方法的示意性工藝流程圖。

圖2A為示例性定位工具210的示意性平面圖。

圖2B為圖2A中的腔體214的示意性透視圖。

圖3為磨料制品前體360的示意性分解透視圖。

圖4A為示例性粘結(jié)磨料輪400的示意性透視圖。

圖4B為粘結(jié)磨料輪400內(nèi)精確成型的磨粒410和填充空間的粘結(jié)劑前體140的示意圖。

圖5為精確成型的磨粒410的示意性透視圖。

圖6為實(shí)施例1所用的定位工具常規(guī)設(shè)計(jì)的示意性俯視圖。

圖7為實(shí)施例2和3所用的定位工具的示意性剖面透視圖。

圖8為實(shí)施例5所用的定位工具的示意性俯視圖。

圖9為實(shí)施例4所用的定位工具900的示意性剖面透視圖。

在說(shuō)明書和附圖中重復(fù)使用的參考符號(hào)旨在表示本公開(kāi)相同或類似的特征或元件。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可設(shè)計(jì)出落入本公開(kāi)原理的范圍和實(shí)質(zhì)內(nèi)的許多其他修改形式和實(shí)施方案。附圖可能未按比例繪制。

具體實(shí)施方式

圖1示出了制備根據(jù)本公開(kāi)的磨料制品180的方法的一個(gè)示例性實(shí)施方案。

首先，提供了定位工具110。定位工具110具有工作表面112，該工作表面中形成有多個(gè)腔體114，所述腔體根據(jù)預(yù)定的圖案119和取向布置在工作表面112上。在一些優(yōu)選實(shí)施方案中，定位工具的工作表面中的腔體具有沿著銳邊會(huì)聚的平面，并形成截棱錐的側(cè)面和頂部(例如，截頂三方錐)。

可用的定位工具可具有根據(jù)任何圖案以及任選地取向(例如，就具有直邊的腔體而言)布置的腔體。腔體可以隨機(jī)、偽隨機(jī)或根據(jù)規(guī)則陣列(例如，圓形陣列、矩形陣列、六邊形陣列)布置。在一些實(shí)施方案中，尤其對(duì)于制備磨料輪有用的是，腔體可被布置成使得它們周向交錯(cuò)，從而磨粒始終相對(duì)于輪的旋轉(zhuǎn)軸線位于任何徑向距離上。

聚合物定位工具可由金屬母模復(fù)制而成。母模工具將具有定位工具所需的反向圖案。在一個(gè)實(shí)施方案中，母模工具由金屬(例如，鎳)制成，并且經(jīng)過(guò)金剛石車削。主工具和/或定位工具可為帶、片材、連續(xù)纖維網(wǎng)、涂布輥(諸如輪轉(zhuǎn)凹版輥)、安裝在涂布輥上的套管、或模具。

可將聚合物片材連同母模工具一起加熱，使得通過(guò)將二者壓制在一起而對(duì)聚合物材料壓印出母模工具的反向圖案。也可將聚合物或熱塑性材料擠出或澆鑄到母模工具上，然后對(duì)其進(jìn)行壓制。冷卻熱塑性材料以使其硬化，從而制得定位工具。如果采用熱塑性定位工具，則應(yīng)當(dāng)注意不要產(chǎn)生過(guò)多熱量，這些熱量可使熱塑性定位工具變形，從而限制其壽命。

合適的聚合物材料的示例包括熱塑性材料，例如聚酯、聚碳酸酯、聚醚砜、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚氨酯、聚氯乙烯、聚烯烴(例如，聚乙烯和聚丙烯)、聚苯乙烯、熱固性材料以及它們的組合。在一個(gè)實(shí)施方案中，整個(gè)定位工具由聚合物材料制成。在另一個(gè)實(shí)施方案中，在干燥時(shí)與溶膠-凝膠(例如，勃姆石溶膠-凝膠)接觸的定位工具表面(例如，多個(gè)腔體的表面)包含聚合物材料，而該定位工具的其他部分可由其他材料制成。

圖2A示出了在工作表面212處具有腔體214的示例性定位工具210，所述腔體成型為截頂三方錐并且根據(jù)第一預(yù)定的圖案和取向布置。徑向重疊周邊行290、292、294被布置成使得在所得磨料制品中，在耗盡磨粒的外周邊行之前，來(lái)自外周邊緣的磨蝕使新的磨粒暴露至研磨表面。

圖2B示出了具有開(kāi)口217的腔體214，并且任選的導(dǎo)管258從定位工具210的工作表面212朝向減壓源(未示出)延伸。

關(guān)于定位工具和主工具的設(shè)計(jì)和制造的更多信息以及腔體圖案可見(jiàn)于美國(guó)專利5,152,917(Pieper等人)、5,435,816(Spurgeon等人)、5,672,097(Hoopman等人)、5,946,991(Hoopman等人)、5,975,987(Hoopman等人)和6,129,540(Hoopman等人)。

再次參見(jiàn)圖1，定位工具110用于制備包括粘附到第一加強(qiáng)構(gòu)件130的磨粒126的磨料預(yù)成型件125，所述第一加強(qiáng)構(gòu)件具有前表面132和后表面134。磨料預(yù)成型件125可通過(guò)以下方法制備：將磨粒126設(shè)置在定位工具110的腔體114中，將磨粒126粘附至第一加強(qiáng)構(gòu)件130，并移除定位工具110。然后將填充空間的粘結(jié)劑前體140沉積到第一加強(qiáng)構(gòu)件130和轉(zhuǎn)移的磨粒126上，使得磨粒之間的空間至少部分地由填充空間的粘結(jié)劑前體填充，從而得到經(jīng)填充的磨料預(yù)成型件120。

可根據(jù)需要將磨粒全部或僅部分地置于腔體中?？墒褂萌魏翁畛浼夹g(shù)，包括手動(dòng)填充、振動(dòng)填充、鼓吹和抽吸?；蝿?dòng)磨料框架、用刷子擦拭框架的表面和/或用壓緊氣體(例如，空氣或氮?dú)?在其上鼓吹可能有助于防止未與腔體一同駐留的外來(lái)微粒摻入所得磨料制品中。

將磨粒126轉(zhuǎn)移至第一加強(qiáng)構(gòu)件130，使得磨粒126根據(jù)預(yù)定的圖案119設(shè)置在前表面132上，然后粘附。該步驟可例如通過(guò)以下方式執(zhí)行：將第一加強(qiáng)構(gòu)件的前表面放置在定位工具的腔體中的磨粒頂部以形成組裝件，將該組裝件夾在一起，翻轉(zhuǎn)組裝件，使得第一加強(qiáng)構(gòu)件面朝上位于底部上，然后移除定位工具，并讓磨粒保持預(yù)定的位置和取向。

在一些實(shí)施方案中，通過(guò)將液體粘結(jié)劑前體薄涂層沉積在成型磨料的表面上；將顆粒狀粘結(jié)劑前體粘附至液體粘結(jié)劑前體薄涂層，然后再將它們置于定位工具中，從而實(shí)現(xiàn)粘附。通過(guò)加熱軟化顆粒狀粘結(jié)劑前體并將其粘附至加強(qiáng)構(gòu)件。另選地或除此之外，第一加強(qiáng)構(gòu)件的前表面可具有設(shè)置在其至少一部分上的可固化粘合劑前體(例如，其可發(fā)粘或可熱軟化)，用于向加強(qiáng)構(gòu)件提供粘附力。如果使用的話，可固化的粘合劑前體優(yōu)選地為液體，但其也可包含A階段或B階段發(fā)粘樹(shù)脂。

然后將填充空間的粘結(jié)劑前體140設(shè)置在磨粒126的表面和加強(qiáng)構(gòu)件130的表面132(例如，描述為稀松布)的至少一部分上。填充空間的粘結(jié)劑前體140包含固化的(即，共價(jià)交聯(lián))有機(jī)熱固性樹(shù)脂。熱固性樹(shù)脂的示例在上文中有所描述。優(yōu)選地，熱固性有機(jī)樹(shù)脂包含至少一種酚醛樹(shù)脂(例如，線型酚醛樹(shù)脂和/或可溶酚醛樹(shù)酯)。有機(jī)粘結(jié)劑材料通常但是任選地還包含一種或多種添加劑，這些添加劑已知用于樹(shù)脂粘結(jié)磨料制品中。示例包括助磨劑、潤(rùn)滑劑、抗靜電劑和填料；例如下文所述。

腔體114具有預(yù)定的形狀(即，截頂三方錐)并且根據(jù)預(yù)定的圖案119和取向布置在工作表面上。轉(zhuǎn)移的磨粒126通過(guò)加強(qiáng)構(gòu)件上液體粘結(jié)劑前體的粘著性或通過(guò)充分加熱顆粒狀粘結(jié)劑前體和/或粘合性粘結(jié)劑前體使其a)優(yōu)選地流動(dòng)；以及b)至少部分地固化，從而可粘附至前表面132(例如，在將磨粒與稀松布接觸之后，但是在分離第一加強(qiáng)構(gòu)件和定位工具之前)。經(jīng)填充的磨料預(yù)成型件120通過(guò)以下方式完成：將填充空間的粘結(jié)劑前體140沉積到第一加強(qiáng)構(gòu)件130的前表面132和轉(zhuǎn)移的磨粒126上，使得磨粒126之間的空間至少部分地由任選的填充空間的粘結(jié)劑前體140填充。

通過(guò)將任選的第二加強(qiáng)構(gòu)件142設(shè)置到填充空間的粘結(jié)劑前體140和轉(zhuǎn)移的磨粒126上來(lái)提供磨料制品前體160。

根據(jù)本公開(kāi)的磨料預(yù)成型件可包含陶瓷和/或非陶瓷磨粒。在一些實(shí)施方案中，磨粒包括精確成型的磨粒(例如，包括至少一種金屬的氧化物或碳化物)。陶瓷金屬氧化物的示例包括氧化鋁、鎂鋁氧化物(例如，尖晶石)、氧化鋯、鈉鋁氧化物、鍶鋁氧化物、鋰鋁氧化物、鐵鋁氧化物、鎂鋁氧化物和/或錳鋁氧化物。合適的陶瓷金屬碳化物的示例包括碳化硅、碳化鈦和碳化鎢。

由α-氧化鋁、鎂鋁尖晶石和稀土六鋁酸鹽的微晶構(gòu)成的磨?？筛鶕?jù)例如美國(guó)專利5,213,591(Celikkaya等人)和美國(guó)公布專利申請(qǐng)2009/0165394A1(Culler等人)和2009/0169816A1(Erickson等人)中描述的方法制備。

溶膠-凝膠法制備的磨粒及其制備方法的示例可見(jiàn)于美國(guó)專利4,314,827(Leitheiser等人)、4,623,364(Cottringer等人)、4,744,802(Schwabel)、4,770,671(Monroe等人)和4,881,951(Monroe等人)，以及美國(guó)公布專利申請(qǐng)2009/0165394Al(Culler等人)中。還可以設(shè)想，磨?？砂ㄑ心F(tuán)聚物，例如在美國(guó)專利4,652,275(Bloecher等人)或4,799,939(Bloecher等人)中描述的那些。在一些實(shí)施方案中，磨粒可用偶聯(lián)劑(例如，有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑)進(jìn)行表面處理或進(jìn)行其它物理處理(例如氧化鐵或二氧化鈦)以提高磨粒與粘結(jié)劑的附著力。磨?？稍谒鼈兣c粘結(jié)劑結(jié)合之前進(jìn)行處理，或者它們可通過(guò)將偶聯(lián)劑包括到粘結(jié)劑中進(jìn)行原位表面處理。

雖然對(duì)成型磨粒的形狀沒(méi)有特別限制，但是其優(yōu)選地通過(guò)利用模具將包括陶瓷前體材料(例如，勃姆石溶膠-凝膠)的前體顆粒成型然后通過(guò)燒結(jié)而形成為預(yù)定的形狀。成型磨?？砂▎我环N磨?；蛲ㄟ^(guò)兩種或更多種磨料或兩種或更多種磨料的磨料混合物形成的磨料聚集體。在一些實(shí)施方案中，成型磨粒是精確成型的，因?yàn)楦鱾€(gè)成型磨粒將具有這樣的形狀，該形狀基本上為模具或定位工具的腔體的一部分的形狀，在該模具或定位工具中顆粒前體被干燥，然后進(jìn)行任選的煅燒和燒結(jié)。

在一些實(shí)施方案中，磨粒包括成型磨粒(例如，溶膠-凝膠法制備的成型多晶α氧化鋁顆粒)，該成型磨粒一般成型為棱柱(例如，3、4、5或6面棱柱)或截棱錐(例如，3、4、5或6面截棱錐)。在一些實(shí)施方案中，溶膠-凝膠法制備的成型α-氧化鋁顆粒為精確成型顆粒(即，顆粒具有的形狀至少部分地由用于制備其的定位工具中的腔體的形狀決定)。溶膠-凝膠法制備的成型α-氧化鋁磨粒的示例可見(jiàn)于美國(guó)專利5,201,916(Berg)、5,366,523(Rowenhorst(Re 35,570))和5,984,988(Berg)中。

關(guān)于此類磨粒及其制備方法的詳細(xì)信息可見(jiàn)于例如美國(guó)專利8,142,531(Adefris等人)、8,142,891(Culler等人)和8,142,532(Erickson等人)；以及美國(guó)專利申請(qǐng)公布2012/0227333(Adefris等人)、2013/0040537(Schwabel等人)和2013/0125477(Adefris)中。

本公開(kāi)中使用的成型磨粒通常可以使用工具(即，模具)制成，并使用精確加工工具進(jìn)行切割，從而提供比其它制造替代方法(諸如，壓印或沖壓等)更高的特征清晰度。通常，工具表面中的腔體具有沿著尖銳邊緣交匯的平面，并形成截棱錐的側(cè)面和頂部。所得的成型磨粒具有對(duì)應(yīng)于工具表面中的腔體的形狀(例如，截棱錐)的對(duì)應(yīng)標(biāo)稱平均形狀；然而，在制造過(guò)程中可發(fā)生標(biāo)稱平均形狀的變型(例如，無(wú)規(guī)變型)，并且表現(xiàn)這種變型的成型磨粒被包括在本文所用的成型磨粒的定義內(nèi)。

在一些實(shí)施方案中，成型磨粒的基部和頂表面基本上平行，從而得到棱柱或截棱錐形狀，但是這不是必需的。在一些實(shí)施方案中，截頂三方錐的側(cè)面具有相等的尺寸并且與基部形成約82度的二面角。然而，將認(rèn)識(shí)到，也可使用其它二面角(包括90度)。例如，基部和側(cè)面中的每一個(gè)之間的二面角可獨(dú)立地在45至90度的范圍內(nèi)變化，通常在70至90度的范圍內(nèi)變化，更通常在75至85度的范圍內(nèi)變化。

如本文所用，在涉及成型磨粒時(shí)，術(shù)語(yǔ)“長(zhǎng)度”是指成型磨粒的最大尺寸?！皩挾取笔侵概c長(zhǎng)度垂直的成型磨粒的最大尺寸。術(shù)語(yǔ)“厚度”或“高度”是指與長(zhǎng)度和寬度垂直的成型磨粒的尺寸。

磨粒通常被選為具有1微米至15000微米、更通常10微米至約10000微米、并且仍然更通常150微米至2600微米范圍內(nèi)的長(zhǎng)度，但是也可使用其它長(zhǎng)度。

優(yōu)選地，成型磨粒具有0.1微米至3500微米、更優(yōu)選100微米至3000微米、并且更優(yōu)選100微米至2600微米范圍內(nèi)的寬度，但是也可使用其它寬度。優(yōu)選地，成型磨粒具有0.1微米至1600微米、更優(yōu)選1微米至1200微米范圍內(nèi)的厚度，但是也可使用其它厚度。在一些實(shí)施方案中，成型磨料顆?？删哂兄辽?、3、4、5、6或更大的縱橫比(長(zhǎng)度與厚度之比)。

在一些實(shí)施方案中，長(zhǎng)度可被表示為包含其的磨料輪的厚度的一部分。例如，成型磨粒的長(zhǎng)度可大于磨料輪的厚度的一半。在一些實(shí)施方案中，例如對(duì)于切割輪，成型磨粒的長(zhǎng)度可大于切割輪的厚度。

除成型磨粒之外，根據(jù)本公開(kāi)的磨料預(yù)成型件和制品可任選地還包含其它磨粒。

可用的其它磨?？砂ɡ缟衔墓_(kāi)的成型磨粒中的任一種，以及/或者特別壓碎的顆粒磨粒。其它磨粒可為壓碎的磨?；虺尚湍チ；蛩鼈兊慕M合。其它磨粒可包含在填充空間的粘結(jié)劑前體中。

可用的其它磨粒(例如，壓碎的磨粒)可包括例如：熔融氧化鋁；熱處理的氧化鋁；白色熔融氧化鋁；陶瓷氧化鋁材料，諸如以商品名3M CERAMIC ABRASIVE GRAIN(3M陶瓷磨料顆粒)從美國(guó)明尼蘇達(dá)州圣保羅的3M公司(3M Company,Saint Paul,Minnesota)商購(gòu)獲得的那些；棕色氧化鋁；藍(lán)色氧化鋁；以及溶膠-凝膠法制備的磨粒(例如，包括成型形式和壓碎形式)；以及它們的組合。

磨粒(例如，成型磨粒和/或壓碎的磨粒)上的表面涂層可用于改善磨粒與粘結(jié)劑材料之間的粘附力，或者可用于幫助陶瓷磨粒的沉積。在一個(gè)實(shí)施方案中，可使用如美國(guó)專利5,352,254(Celikkaya)中描述的表面涂層，相對(duì)于成型磨粒的重量，表面涂層的量為0.1％至2％。此類表面涂層在美國(guó)專利5,213,591(Celikkaya等人)、5,011,508(Wald等人)、1,910,444(Nicholson)、3,041,156(Rowse等人)、5,009,675(Kunz等人)、5,085,671(Martin等人)、4,997,461(Markhoff-Matheny等人)和5,042,991(Kunz等人)中有所描述。另外，表面涂層可防止成型磨粒封堵?！胺舛隆边@一術(shù)語(yǔ)用來(lái)描述來(lái)自正在研磨的工件的金屬顆粒熔焊到成型磨粒的頂部的現(xiàn)象。實(shí)現(xiàn)上述功能的表面涂層是本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的。

根據(jù)磨料行業(yè)公認(rèn)的規(guī)定標(biāo)稱等級(jí)，可獨(dú)立地設(shè)定磨粒(例如，壓碎的磨?；虺尚湍チ?的尺寸。示例性磨料行業(yè)公認(rèn)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)包括由ANSI(美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì))、FEPA(歐洲磨料制造者聯(lián)盟)和JIS(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))頒布的那些標(biāo)準(zhǔn)。這種行業(yè)公認(rèn)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)包括例如：ANSI 4、ANSI 6、ANSI 8、ANSI 16、ANSI 24、ANSI 30、ANSI 36、ANSI 40、ANSI 50、ANSI 60、ANSI 80、ANSI 100、ANSI 120、ANSI 150、ANSI180、ANSI 220、ANSI 240、ANSI 280、ANSI 320、ANSI 360、ANSI 400和ANSI 600；FEPA P8、FEPA P12、FEPA P16、FEPA P24、FEPA P30、FEPA P36、FEPA P40、FEPA P50、FEPA P60、FEPA P80、FEPA P100、FEPA P120、FEPA P150、FEPA P180、FEPA P220、FEPA P320、FEPA P400、FEPA P500、FEPA P600、FEPA P800、FEPA P1000、FEPA P1200；FEPA F8、FEPA F12、FEPA F16和FEPA F24；以及JIS 8、JIS 12、JIS16、JIS 24、JIS 36、JIS 46、JIS 54、JIS 60、JIS 80、JIS 100、JIS 150、JIS180、JIS 220、JIS 240、JIS 280、JIS 320、JIS 360、JIS 400、JIS 400、JIS600、JIS 800、JIS 1000、JIS 1500、JIS 2500、JIS 4000、JIS 6000、JIS 8000和JIS 10,000。更通常的是，將粉碎的氧化鋁顆粒和無(wú)晶種溶膠-凝膠衍生的氧化鋁基磨料顆粒的尺寸被獨(dú)立地設(shè)定為ANSI 60和80或者FEPA F36、F46、F54和F60或者FEPA P60和P80分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

另選地，磨粒(例如，成型磨粒或壓碎的磨粒)可利用符合ASTM E-11“Standard Specification for Wire Cloth and Sieves for Testing Purposes”(ASTM E-11“針對(duì)測(cè)試目的的篩布和篩的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格”)的美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)篩被分級(jí)為標(biāo)稱篩選等級(jí)。ASTME-11規(guī)定了試驗(yàn)篩的設(shè)計(jì)和構(gòu)造需求，該試驗(yàn)篩利用安裝在框架中的織造篩布為介質(zhì)，以用于根據(jù)指定的粒度對(duì)材料進(jìn)行分類。典型標(biāo)號(hào)可以表示為-18+20，其意指陶瓷成型磨粒通過(guò)符合ASTM E-11規(guī)范的18目試驗(yàn)篩，并且保留在符合ASTM E-11規(guī)范的20目試驗(yàn)篩上。在一個(gè)實(shí)施方案中，成型磨粒具有這樣的粒度：使得大多數(shù)磨粒通過(guò)18目試驗(yàn)篩并且可保留在20目、25目、30目、35目、40目、45目或50目試驗(yàn)篩上。在多個(gè)實(shí)施方案中，陶瓷成型磨粒可具有的標(biāo)稱篩分等級(jí)包括：-18+20、-20+25、-25+30、-30+35、-35+40、-40+45、-45+50、-50+60、-60+70、-70+80、-80+100、-100+120、-120+140、-140+170、-170+200、-200+230、-230+270、-270+325、-325+400、-400+450、-450+500或-500+635?；蛘?，可以使用諸如-90+100的定制網(wǎng)目尺寸。

用于顆粒狀粘結(jié)劑前體、液體粘結(jié)劑前體和填充空間的粘結(jié)劑前體的合適的可固化材料包括例如一種或多種有機(jī)熱固性化合物，這些化合物通常包含一種或多種添加劑，例如填料、固化劑(例如，催化劑、硬化劑、自由基引發(fā)劑(光引發(fā)劑或熱引發(fā)劑)、助磨劑(例如，冰晶石)、增塑劑、抗負(fù)荷化合物、潤(rùn)滑劑、偶聯(lián)劑、抗氧化劑、光穩(wěn)定劑和/或抗靜電劑。

合適的有機(jī)熱固性化合物的示例包括酚醛樹(shù)脂(例如，線型酚醛樹(shù)脂和/或可溶酚醛樹(shù)酯)、丙烯酸類單體(例如，聚(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酰胺)、環(huán)氧樹(shù)脂、氰酸酯樹(shù)脂、異氰酸酯樹(shù)脂(包括聚脲和聚氨酯樹(shù)脂)、醇酸樹(shù)脂、脲醛樹(shù)脂、氨基塑料樹(shù)脂以及它們的組合。在固化期間，這些熱固性化合物形成共價(jià)交聯(lián)的粘結(jié)網(wǎng)絡(luò)，并且將所得粘結(jié)劑材料硬化和強(qiáng)化。

可用的酚醛樹(shù)脂包括線型酚醛樹(shù)脂和可溶酚醛樹(shù)脂。線型酚醛樹(shù)脂的特征在于被酸催化，并且甲醛與苯酚的比率小于1，通常介于0.5:1和0.8:1之間。可溶酚醛樹(shù)脂的特征在于被堿催化，并且甲醛與苯酚的比率大于或等于1，通常為1:1至3:1。線型酚醛樹(shù)脂和可溶酚醛樹(shù)脂可以被化學(xué)改性(例如，通過(guò)與環(huán)氧化合物反應(yīng))，或者它們可以不被改性。適于固化酚醛樹(shù)脂的示例性酸性催化劑包括硫酸、鹽酸、磷酸、草酸和對(duì)甲苯磺酸。適于固化酚醛樹(shù)脂的堿性催化劑包括氫氧化鈉、氫氧化鋇、氫氧化鉀、氫氧化鈣、有機(jī)胺和/或碳酸鈉。

線型酚醛樹(shù)脂在室溫下通常為固態(tài)，并且通常可以粉末和/或顆粒形式使用。它們特別適合用作顆粒狀粘結(jié)劑前體和填充空間的粘結(jié)劑前體；但是作為替代或補(bǔ)充，也可使用其它熱固性樹(shù)脂。

可溶酚醛樹(shù)脂在室溫下通常為液態(tài)。它們尤其適合用作液態(tài)粘結(jié)劑前體，但其它液體熱固性樹(shù)脂通常也是合適的。

可商購(gòu)獲得的酚醛樹(shù)脂的示例包括下述商品名的那些：“DUREZ”和“VARCUM”，得自美國(guó)密歇根州諾維的杜雷茲公司(Durez Corporation,Novi,Michigan)；“RESINOX”，得自美國(guó)密蘇里州圣路易斯的孟山都公司(Monsanto Co.,Saint Louis,Missouri)；“AROFENE”和“AROTAP”，得自美國(guó)俄亥俄州哥倫布的亞仕蘭化學(xué)品公司(Ashland Chemical Co.,Columbus,Ohio)；“RUTAPHEN”，得自美國(guó)俄亥俄州哥倫布的邁圖公司(Momentive,Columbus,Ohio)；以及“PHENOLITE”，得自韓國(guó)首爾的江南化學(xué)公司(Kangnam Chemical Company Ltd.,Seoul,South Korea)?？缮藤?gòu)獲得的線型酚醛樹(shù)脂的示例包括杜雷茲公司(Durez Corporation)以商品名DUREZ 1364和VARCUM 29302出售的那些?？缮藤?gòu)獲得的可溶酚醛樹(shù)脂的示例包括等級(jí)為29217、29306、29318、29338和29353的VARCUM的可溶酚醛樹(shù)脂；AEROFENE 295；以及PHENOLITE TD-2207。

可用的氨基塑料的示例包括可以商品名CYMEL 373和CYMEL 323得自美國(guó)康涅狄格州斯坦福德的氰特公司(Cytec Inc.,Stamford,Connecticut)的那些。

可用脲醛樹(shù)脂的示例包括美國(guó)俄亥俄州哥倫布的波頓化學(xué)公司(Borden Chemical,Columbus,Ohio)以商品名AL3029R出售的那些，以及美國(guó)喬治亞州亞特蘭大的喬治亞太平洋公司(Georgia Pacific Corp.,Atlanta,Georgia)以商品名AMRES LOPR、AMRES PR247HV和AMRES PR335CU出售的那些。

可用多異氰酸酯的示例包括單體多異氰酸酯、低聚多異氰酸酯和聚合多異氰酸酯(例如，二異氰酸酯和三異氰酸酯)以及它們的混合物和封端型式。多異氰酸酯可為脂族、芳族和/或它們的混合物。

可用聚環(huán)氧化合物的示例包括單體聚環(huán)氧化合物、低聚聚環(huán)氧化合物、聚合聚環(huán)氧化合物以及它們的混合物。聚環(huán)氧化合物可為脂族、芳族或它們的混合物。

脂環(huán)聚環(huán)氧化合物單體的示例包括環(huán)氧環(huán)己烷-羧酸酯(例如，3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲基3,4-環(huán)氧環(huán)己烷羧酸酯(例如，如可以“ERL-4221”得自美國(guó)密歇根州米德蘭的陶氏化學(xué)公司(Dow Chemical Co.,Midland,Michigan))；3,4-環(huán)氧-2-甲基環(huán)己基甲基3,4-環(huán)氧-2-甲基環(huán)己烷-羧酸酯；雙(3,4-環(huán)氧-6-甲基環(huán)己基甲基)己二酸酯；3,4-環(huán)氧-6-甲基環(huán)己基甲基3,4-環(huán)氧-6-甲基環(huán)己烷羧酸酯(可以ERL-4201得自陶氏化學(xué)公司(Dow Chemical Co.))；乙烯基環(huán)已烯二氧化物(可以ERL-4206得自陶氏化學(xué)公司(Dow Chemical Co.))；雙(2,3-環(huán)氧環(huán)戊基)醚(可以ERL-0400得自陶氏化學(xué)公司(Dow Chemical Co.))；雙(3,4-環(huán)氧-6-甲基環(huán)己基甲基)己二酸酯(可以ERL-4289得自陶氏化學(xué)公司(Dow Chemical Co.))；浸腸道二氧化物(dipenteric dioxide)(可以ERL-4269得自陶氏化學(xué)公司(Dow Chemical Co.))；2-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基-5,1'-螺-3',4'-環(huán)氧環(huán)己烷-1,3-二烷；和2,2-雙(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)丙烷；以及衍生自表氯醇的聚環(huán)氧化合物)。

芳族聚環(huán)氧化合物的示例包括多羥基酚的丙三醇縮水甘油醚，例如：雙酚A型樹(shù)脂及其衍生物，包括以商品名“EPON”得自美國(guó)德克薩斯州休斯頓的銳意卓越高性能產(chǎn)品公司(Resolution Performance Products,Houston,Texas)的這類環(huán)氧樹(shù)脂；環(huán)氧甲酚酚醛樹(shù)脂；雙酚F型樹(shù)脂及其衍生物；環(huán)氧苯酚酚醛清漆樹(shù)脂；以及芳族羧酸的縮水甘油酯(如，鄰苯二甲酸二縮水甘油酯、間苯二甲酸二縮水甘油酯、偏苯三甲酸三縮水甘油酯和苯均四酸四縮水甘油酯)，以及它們的混合物?？缮藤?gòu)獲得的芳族聚環(huán)氧化合物包括例如可以商品名“ARALDITE”得自美國(guó)紐約州塔里敦的汽巴精化公司(Ciba Specialty Chemicals，Tarrytown，N.Y.)的那些；以商品名“EPON”得自銳意卓越高性能產(chǎn)品公司(Resolution Performance Products)的芳族聚環(huán)氧化合物；以及以商品名“DER”、“DEN”和“QUATREX”得自陶氏化學(xué)公司(Dow Chemical Co.)的芳族聚環(huán)氧化合物。

聚環(huán)氧化合物通常與諸如聚胺(例如，雙(咪唑))、聚酰胺(例如，雙氰胺)、多硫醇或酸性催化劑的固化劑混合，但固化劑可能不是固化所必需。

可用的丙烯酸類樹(shù)脂可包括至少一種(甲基)丙烯酸酯(術(shù)語(yǔ)“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯)單體或低聚物(具有至少為二的平均丙烯酸官能度，例如至少為3、4或甚至是5)，并且可為不同(甲基)丙烯酸酯單體、(甲基)丙烯酸酯低聚物和/或(甲基)丙烯酸化聚合物的共混物。多種(甲基)丙烯酸酯單體、(甲基)丙烯酸酯低聚物和(甲基)丙烯酸化聚合物易于從例如美國(guó)賓夕法尼亞州埃克斯頓的沙多瑪公司(Sartomer Company,Exton,Pennsylvania)和美國(guó)喬治亞州士麥那的UCB雷德科公司(UCB Radcure,Smyrna,Georgia)等供應(yīng)商處商購(gòu)獲得。示例性的丙烯酸酯單體包括乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯和、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、山梨糖醇三(甲基)丙烯酸酯、山梨糖醇六(甲基)丙烯酸酯、雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化雙酚A二(甲基)丙烯酸酯以及它們的混合物。其它可用的多官能(甲基)丙烯酸酯低聚物包括聚醚低聚物，諸如沙多瑪公司(Sartomer Company)以商品名SR 259出售的聚乙二醇200二丙烯酸酯；以及沙多瑪公司(Sartomer Company)以商品名SR 344出售的聚乙二醇400二丙烯酸酯。

聚合性丙烯酸類單體和諸如上述的低聚物通常借助于至少一種自由基熱引發(fā)劑(例如，有機(jī)過(guò)氧化物)或光引發(fā)劑(例如，噻噸酮、?；ⅰⅤ；⒀趸?、安息香縮酮、α-羥基酮和α-二烷基氨基酮)固化?；谟袡C(jī)粘結(jié)劑材料前體的重量計(jì)，典型量在0.1重量％至10重量％、優(yōu)選1重量％至3重量％的范圍內(nèi)。

基于所得磨料制品的總重量計(jì)，有機(jī)熱固性化合物以及任選的熱塑性聚合物(如果存在)通常的使用量足以得到總含量在約5重量％至約30重量％、更典型地約10重量％至約25重量％、更典型地約15重量％至約24重量％的范圍內(nèi)的有機(jī)粘結(jié)劑材料，但也可使用其它量。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，粘結(jié)劑材料前體包含與糠醇和填料結(jié)合的線型酚醛樹(shù)脂。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，延展性熱固性粘結(jié)劑材料組合物包含與糠醇和填料結(jié)合的線型酚醛樹(shù)脂(粉末形式)?；诳傊亓坑?jì)，優(yōu)選的組合物包含3重量％至12重量％的糠醇(更優(yōu)選4重量％至8重量％)、30重量％至60重量％的線型酚醛樹(shù)脂(任選地包含六亞甲基四胺，更優(yōu)選為35重量％至45重量％)以及40重量％至70重量％的助磨劑和/或填料。線型酚醛樹(shù)脂在室溫下通常為固體，但是通過(guò)添加糠醇和填料(以及任何其它成分)，它們被優(yōu)選地配制以形成延展性和/或類似油灰的組合物，該組合物可進(jìn)行模制但是除非受熱和/或受到機(jī)械力(例如，拉伸或擠壓)，否則將保持其形狀?？缮藤?gòu)獲得的線型酚醛樹(shù)脂的示例包括：以GP 2074、GP 5300、GP 5833、RESI-FLAKE GP-2049、RESI-FLAKE GP-2050和RESI-FLAKE GP-2211得自美國(guó)喬治亞州亞特蘭大的喬治亞太平洋公司(Georgia Pacific Resins,Atlanta,Georgia)的那些；以RUTAPHEN 8656F得自德國(guó)弗里倫多爾夫的巴特利克公司(Bakelite AG,Frielendorf,Germany)的那些；以及以DURITE 423A和DURITE SD 1731得自美國(guó)俄亥俄州哥倫布波頓化學(xué)公司(Borden Chemical,Inc.,Columbus,Ohio)的那些。

可用填料的示例包括金屬碳酸鹽(例如，碳酸鈣(例如白堊、方解石、泥灰土、石灰華、大理石和石灰石、碳酸鈣鎂、碳酸鈉、碳酸鎂))、氟化鉀鋁、二氧化硅(例如，石英、玻璃珠、玻璃泡和玻璃纖維)、硅酸鹽(例如，滑石、粘土、(蒙脫石)長(zhǎng)石、云母、硅酸鈣、偏硅酸鈣、鋁酸鈉、硅酸鈉)、金屬硫酸鹽(例如，硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鈉、硫酸鋁鈉、硫酸鋁)、碳化硅、石膏、蛭石、木粉、三水合鋁、炭黑、金屬氧化物(例如，氧化鈣(石灰)、氧化鋁、二氧化鈦)和金屬亞硫酸鹽(例如，亞硫酸鈣)。

對(duì)于顆粒狀粘結(jié)劑前體和填料，只要顆粒足夠小且適合其預(yù)期用途，則粒度并非特別重要。通常，粉末形式是優(yōu)選的，因?yàn)槠淇裳b填到小特征結(jié)構(gòu)中。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“顆粒狀粘結(jié)劑前體”是指包括固體或準(zhǔn)固體顆粒的粘結(jié)劑前體。術(shù)語(yǔ)“顆粒狀粘結(jié)劑前體”不包括液體粘結(jié)劑前體小滴/霧。

為了有利于與磨?；蚩蚣艿慕佑|粘合，可將液體粘結(jié)劑前體施加至磨?；蚩蚣埽沟妙w粒狀粘結(jié)劑前體和/或填充空間的粘結(jié)劑前體(如果為顆粒狀)將會(huì)一直粘附(例如，通過(guò)毛細(xì)管作用)直至固化在適當(dāng)位置。

再次參見(jiàn)圖1，任選的第二加強(qiáng)構(gòu)件142設(shè)置在磨料預(yù)成型件120上，使得第一加強(qiáng)構(gòu)件130的前表面132面向第二加強(qiáng)構(gòu)件142以提供磨料制品前體160。

合適的加強(qiáng)構(gòu)件(第一加強(qiáng)構(gòu)件和/或第二加強(qiáng)構(gòu)件)的示例包括已知用于帶涂層磨料制品、粘結(jié)磨料制品和成套磨料輪中的背襯和加強(qiáng)稀松布。示例包括紙張、聚合物膜、金屬箔、硫化纖維、合成纖維和/或天然纖維非織造物(例如，膨松有彈性的開(kāi)放非織造合成纖維網(wǎng)和熔紡稀松布)、合成和/或天然纖維針織物、合成纖維和/或天然纖維織造物(例如，織造玻璃織物/稀松布、織造聚酯纖維、它們經(jīng)處理的型式以及它們的組合)。合適的多孔加強(qiáng)稀松布的示例包括多孔玻璃纖維稀松布和多孔聚合稀松布(例如，包含聚烯烴、聚酰胺、聚酯、醋酸纖維素、聚酰亞胺和/或聚氨酯)，該稀松布可為例如熔紡、熔吹、濕法成網(wǎng)或氣流成網(wǎng)的。

對(duì)于本文所述的各種加強(qiáng)構(gòu)件(例如，稀松布和背襯)的孔隙率和基重的選擇在磨料領(lǐng)域的技術(shù)人員的能力范圍內(nèi)，并且通常取決于預(yù)期用途。

再次參見(jiàn)圖1，磨料制品前體160受壓緊固化(其中磨料預(yù)成型件120和第二加強(qiáng)構(gòu)件142壓緊在一起)，以提供磨料制品180(例如，切割輪)。

固化條件的選擇將根據(jù)所制備的特定磨料制品以及所選的粘結(jié)劑前體體系而變化。此類選擇在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員的能力范圍內(nèi)。

加熱通常在施加外部壓力的情況下進(jìn)行(例如，在加熱壓機(jī)或模具中)，但這并非必需。加熱條件將取決于所選特定粘結(jié)劑材料前體的性質(zhì)以及預(yù)期的磨料制品。

例如，含有機(jī)樹(shù)脂粘結(jié)劑的粘結(jié)磨料通常在最高至約220℃的溫度下(但也可使用更高的溫度)受熱足夠時(shí)間以固化熱固性材料并形成耐用的粘結(jié)劑材料。

在另一個(gè)實(shí)施方案中(在圖3中示出)，堆疊填充的磨料預(yù)成型件320a、320b、320c(如圖1所示制備成磨料預(yù)成型件120)以形成磨料制品前體360。經(jīng)填充的磨料預(yù)成型件320a、320b、320c具有相應(yīng)的正面322a、322b、322c。

疊堆361包括經(jīng)填充的磨料預(yù)成型件320a、320b、320c以及鄰近正面322a、322b、322c的任選加強(qiáng)構(gòu)件340a、340b、340c。經(jīng)填充的磨料預(yù)成型件320a、320b、320c的正面322a、322b、322c面向疊堆361的頂部362。

磨料制品前體360經(jīng)壓緊固化，使得經(jīng)填充的磨料預(yù)成型件320a、320b、320c和加強(qiáng)構(gòu)件342壓緊在一起并受熱以形成磨料制品。

根據(jù)本公開(kāi)的方法可用于制備粘合制品，例如切割輪和磨削輪?，F(xiàn)在參見(jiàn)圖4A和圖4B，示例性粘結(jié)磨料輪400包括保持在有機(jī)粘結(jié)劑材料140中的精確成型的磨粒410，并通過(guò)任選的稀松布430強(qiáng)化。精確成型的磨粒410根據(jù)預(yù)定的三維位置和取向布置成垂直于粘結(jié)磨料輪400的旋轉(zhuǎn)軸線440。

現(xiàn)在參見(jiàn)圖5，精確成型的磨粒410包括截頂三方錐，該截頂三方錐包括通過(guò)三個(gè)傾斜側(cè)壁425a、425b、425c連接的基部421和頂部423，形成周向表面416?；?21和頂部423接觸并被周向表面416分隔開(kāi)。

根據(jù)本公開(kāi)的磨料制品可用作例如油石、磨削輪和切割輪。

磨削輪的厚度通常為0.5cm至100cm，更通常地為1cm至10cm，并且其直徑通常在約1cm和100cm之間，更通常地在約10cm和100cm之間，但也可以使用其它尺寸。例如，磨料制品可以采用直徑通常在10和15cm之間的杯形輪的形式，或者可以采用直徑最多100cm的荒磨輪形式?？梢允褂萌芜x的中心孔來(lái)將磨削輪附接至動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的工具。如果存在的話，中心孔通常直徑為0.5cm至2.5cm，但也可使用其它尺寸。任選的中心孔可以是經(jīng)過(guò)強(qiáng)化的；例如，通過(guò)金屬凸緣強(qiáng)化。作為另外一種選擇，可以將機(jī)械緊固件沿軸向固定至切割輪的一個(gè)表面。示例包括螺紋柱和卡口安裝架。

典型切割輪的厚度通常為0.80毫米(mm)至16mm，更通常為1mm至8mm，并且其直徑通常在2.5cm至100cm(40英寸)之間，更通常地在約7cm至13cm之間，但最高達(dá)若干米的直徑也是已知的。可以使用任選的中心孔(可壓縮該中心孔)來(lái)將切割輪附接至動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的工具。如果存在的話，中心孔通常直徑為0.5cm至2.5cm，但也可使用其它尺寸。任選的中心孔可以是經(jīng)過(guò)強(qiáng)化的；例如，通過(guò)金屬凸緣強(qiáng)化。作為另外一種選擇，可以將機(jī)械緊固件沿軸向固定至切割輪的一個(gè)表面。示例包括螺紋柱、螺母、Tinnerman螺母和卡口安裝柱。

根據(jù)本公開(kāi)制備的磨料制品可用于例如研磨工件。例如，可將它們形成磨削輪或切割輪，該磨削輪或切割輪表現(xiàn)良好的磨削特性，同時(shí)保持可避免對(duì)工件造成熱損壞的相對(duì)低的工作溫度。

在使用中，該方法通常包括：將磨料制品中的磨粒與工件的表面進(jìn)行摩擦接觸，以及使磨料制品和工件的表面中的至少一個(gè)相對(duì)于另一個(gè)移動(dòng)，以研磨工件的表面的至少一部分。磨料制品還可用于精密研磨應(yīng)用，諸如用玻璃化粘結(jié)輪磨削凸輪軸。用于特定研磨應(yīng)用的磨料顆粒的尺寸對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將是顯而易見(jiàn)的。

粘結(jié)磨料輪可安裝在磨削工具(例如，直角磨削工具)上使用。該工具可通常以約1000至50000轉(zhuǎn)/分鐘(rpm)的速度被電力或氣壓驅(qū)動(dòng)。

研磨可以干法或濕法進(jìn)行。對(duì)于濕法研磨，所引入的液體可以按輕霧到完全水流的形式提供。常用液體的示例包括：水、水溶性油、有機(jī)潤(rùn)滑劑和乳液。這些液體可用來(lái)減少與研磨相關(guān)的熱和/或作為潤(rùn)滑劑使用。液體可含有微量添加劑，諸如殺菌劑、消泡劑等。

工件的示例包括鋁金屬、碳鋼、低碳鋼(例如1018低碳鋼和1045低碳鋼)、工具鋼、不銹鋼、硬化鋼、鈦、玻璃、陶瓷、木材、木材類材料(例如膠合板和刨花板)、油漆、涂漆表面、有機(jī)物涂覆表面等。在研磨期間施加的力通常在約1至約100千克(kg)的范圍內(nèi)，但也可以使用其它壓力。

本公開(kāi)的精選實(shí)施方案

在第一實(shí)施方案中，本公開(kāi)提供了制備磨料制品的方法，該方法包括以下步驟：

a)提供具有工作表面的定位工具，該工作表面中形成有多個(gè)腔體，其中該腔體根據(jù)圖案和取向布置在工作表面上；

b)制備磨料預(yù)成型件，該磨料預(yù)成型件包括粘附到第一加強(qiáng)構(gòu)件的多個(gè)成型磨粒，該第一加強(qiáng)構(gòu)件具有相背對(duì)的前表面和后表面，并且其中磨料預(yù)成型件通過(guò)包括以下步驟的方法制備：

i)將成型磨粒設(shè)置在定位工具的腔體中的至少一些腔體中；

ii)將成型磨粒轉(zhuǎn)移至第一加強(qiáng)構(gòu)件，使得成型磨粒根據(jù)腔體的圖案鄰近第一加強(qiáng)構(gòu)件的前表面設(shè)置；

iii)將轉(zhuǎn)移的成型磨粒粘附到第一加強(qiáng)構(gòu)件的前表面；以及

iv)將填充空間的粘結(jié)劑前體沉積在第一加強(qiáng)構(gòu)件和轉(zhuǎn)移的成型磨粒上，使得轉(zhuǎn)移的成型磨粒之間的空間至少部分地由填充空間的粘結(jié)劑前體填充；

c)將第二加強(qiáng)構(gòu)件設(shè)置在磨料預(yù)成型件上以提供磨料制品前體，其中第一加強(qiáng)構(gòu)件的前表面面向所述第二加強(qiáng)構(gòu)件；以及

d)壓緊并固化磨料制品前體以形成磨料制品。

在第二實(shí)施方案中，本公開(kāi)提供了根據(jù)第一實(shí)施方案所述的方法，其中在步驟i)中，成型磨粒具有設(shè)置在其表面的至少一部分上的顆粒狀粘結(jié)劑前體。

在第三實(shí)施方案中，本公開(kāi)提供了根據(jù)第二實(shí)施方案所述的方法，其中顆粒狀粘結(jié)劑前體通過(guò)包括以下步驟的方法設(shè)置在成型磨粒上：

將液體粘結(jié)劑前體的薄涂層沉積在成型磨粒的表面上；然后

將顆粒狀粘結(jié)劑前體粘附至液體粘結(jié)劑前體的薄涂層。

在第四實(shí)施方案中，本公開(kāi)提供了根據(jù)第三實(shí)施方案所述的方法，其中液體粘結(jié)劑前體包含可溶酚醛樹(shù)脂。

在第五實(shí)施方案中，本公開(kāi)提供了根據(jù)第一實(shí)施方案至第四實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的方法，其中在步驟i)中，加強(qiáng)構(gòu)件磨粒的前表面具有設(shè)置在其至少一部分上的可固化粘合劑前體。

在第六實(shí)施方案中，本公開(kāi)提供了根據(jù)第一實(shí)施方案至第五實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的方法，其中腔體的預(yù)定的圖案和取向具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸，并且其中腔體布置在徑向重疊的周邊行中。

在第七實(shí)施方案中，本公開(kāi)提供了根據(jù)第一實(shí)施方案至第六實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的方法，其中成型磨粒包括精確成型的磨粒，其中精確成型的磨粒包括由多個(gè)側(cè)壁連接的基部和頂部，并且其中精確成型的磨粒的相應(yīng)基部布置成基本上平行于磨料預(yù)成型件的背部。

在第八實(shí)施方案中，本公開(kāi)提供了根據(jù)第一實(shí)施方案至第七實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的方法，其中大部分的腔體具有平行于定位工具的工作表面的平坦底部。

在第九實(shí)施方案中，本公開(kāi)提供了根據(jù)第一實(shí)施方案至第八實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的方法，其中腔體中的至少一些腔體包括從定位工具的工作表面朝向減壓源延伸的導(dǎo)管。

在第十實(shí)施方案中，本公開(kāi)提供了根據(jù)第一實(shí)施方案至第九實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的方法，其中顆粒狀粘結(jié)劑前體和填充空間的粘結(jié)劑前體中的至少一者包含線型酚醛樹(shù)脂。

在第十一實(shí)施方案中，本公開(kāi)提供了根據(jù)第一實(shí)施方案至第十實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的方法，其中第一加強(qiáng)構(gòu)件包括多孔稀松布。

在第十二實(shí)施方案中，本公開(kāi)提供了包括以下步驟的制備磨料制品的方法：

a)提供具有工作表面的定位工具，該工作表面中形成有多個(gè)腔體，其中該腔體根據(jù)圖案布置在工作表面上；

b)制備多個(gè)磨料預(yù)成型件，其中每個(gè)磨料預(yù)成型件分別包括粘附至第一加強(qiáng)構(gòu)件的多個(gè)成型磨粒，并且其中每個(gè)磨料預(yù)成型件分別由包括以下步驟的方法制備：

i)將成型磨粒設(shè)置在定位工具的腔體中的至少一些腔體中；

ii)將成型磨粒轉(zhuǎn)移至具有前表面和后表面的第一加強(qiáng)構(gòu)件，使得成型磨粒根據(jù)腔體的圖案設(shè)置在第一加強(qiáng)構(gòu)件的前表面上；

iii)將轉(zhuǎn)移的成型磨粒粘附到第一加強(qiáng)構(gòu)件的前表面；

iv)將填充空間的粘結(jié)劑前體沉積到第一加強(qiáng)構(gòu)件和轉(zhuǎn)移的成型磨粒上，使得轉(zhuǎn)移的成型磨粒之間的空間至少部分地由填充空間的粘結(jié)劑前體填充；

d)形成包括多個(gè)磨料預(yù)成型件的疊堆，其中該疊堆具有頂部和底部，從而提供磨料制品前體；以及

e)在將多個(gè)磨料預(yù)成型件壓緊在一起時(shí)固化磨料制品前體以形成磨料制品。

在第十三實(shí)施方案中，本公開(kāi)提供了根據(jù)第十二實(shí)施方案所述的制備磨料制品的方法，其中疊堆的頂部和底部各自包括相應(yīng)的第一加強(qiáng)構(gòu)件。

在第十四實(shí)施方案中，本公開(kāi)提供了根據(jù)第十二實(shí)施方案或第十三實(shí)施方案所述的方法，其中在步驟i)中，成型磨粒具有設(shè)置在其表面的至少一部分上的顆粒狀粘結(jié)劑前體。

在第十五實(shí)施方案中，本公開(kāi)提供了根據(jù)第十四實(shí)施方案所述的方法，其中顆粒狀粘結(jié)劑前體通過(guò)包括以下步驟的方法設(shè)置在成型磨粒上：

將液體粘結(jié)劑前體的薄涂層沉積在成型磨粒的表面上；然后

將顆粒狀粘結(jié)劑前體粘附至液體粘結(jié)劑前體的薄涂層。

在第十六實(shí)施方案中，本公開(kāi)提供了根據(jù)第十五實(shí)施方案所述的方法，其中液體粘合劑前體包含可溶酚醛樹(shù)脂。

在第十七實(shí)施方案中，本公開(kāi)提供了根據(jù)第十二實(shí)施方案至第十六實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的方法，其中在步驟i)中，第一加強(qiáng)構(gòu)件的前表面具有設(shè)置在其至少一部分上的粘合劑前體。

在第十八實(shí)施方案中，本公開(kāi)提供了根據(jù)第十二實(shí)施方案至第十七實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的方法，其中腔體具有預(yù)定的形狀，并且其中腔體根據(jù)預(yù)定的圖案和取向布置在工作表面上。

在第十九實(shí)施方案中，本公開(kāi)提供了根據(jù)第十二實(shí)施方案至第十八實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的方法，其中精確成型的磨粒共同采用的預(yù)定的三維位置和取向相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)對(duì)稱，并且其中精確成型的磨粒腔體布置在徑向重疊的周邊行中。

在第二十實(shí)施方案中，本公開(kāi)提供了根據(jù)第十二實(shí)施方案至第十九實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的方法，其中成型磨粒包括精確成型的磨粒，其中精確成型的磨粒包括通過(guò)多個(gè)傾斜側(cè)壁連接的基部和頂部，并且其中精確成型的磨粒的相應(yīng)基部布置成基本上平行于彼此。

在第二十一實(shí)施方案中，本公開(kāi)提供了根據(jù)第十二實(shí)施方案至第二十實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的方法，其中大部分的腔體具有平行于定位工具的工作表面的平坦底部。

在第二十二實(shí)施方案中，本公開(kāi)提供了根據(jù)第十二實(shí)施方案至第二十一實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的方法，其中顆粒狀粘結(jié)劑前體和填充空間的粘結(jié)劑前體中的至少一者包含線型酚醛樹(shù)脂。

在第二十三實(shí)施方案中，本公開(kāi)提供了根據(jù)第十二實(shí)施方案至第二十二實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的方法，其中成型磨粒中的至少一些包括精確成型的磨粒。

在第二十四實(shí)施方案中，本公開(kāi)提供了根據(jù)第十二實(shí)施方案至第二十三實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的方法，其中腔體包括從定位工具的工作表面朝向減壓源延伸的導(dǎo)管。

在第二十五實(shí)施方案中，本公開(kāi)提供了根據(jù)第十二實(shí)施方案至第二十四實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的方法，其中相應(yīng)的第一加強(qiáng)構(gòu)件中的至少一個(gè)第一加強(qiáng)構(gòu)件包括多孔稀松布。

在第二十六實(shí)施方案中，本公開(kāi)提供了磨料輪，該磨料輪包括保持在有機(jī)粘結(jié)劑材料中的精確成型的磨粒，其中磨料輪包括接觸周邊表面的兩個(gè)面，其中磨料輪具有延伸穿過(guò)其中心的旋轉(zhuǎn)軸線，其中精確成型的磨粒的至少一部分根據(jù)預(yù)定的三維位置和取向設(shè)置在有機(jī)粘結(jié)劑材料中，其中精確成型的磨粒包括由多個(gè)側(cè)壁連接的基部和頂部，并且其中精確成型的磨粒的相應(yīng)基部布置成基本上垂直于旋轉(zhuǎn)軸線。

在第二十七實(shí)施方案中，本公開(kāi)提供了根據(jù)第二十六實(shí)施方案所述的磨料輪，其中精確成型的磨粒包括截棱錐。

在第二十八實(shí)施方案中，本公開(kāi)提供了根據(jù)第二十六實(shí)施方案或第二十七實(shí)施方案所述的磨料輪，其中有機(jī)粘結(jié)劑材料包含固化的酚醛樹(shù)脂。

在第二十九實(shí)施方案中，本公開(kāi)提供了根據(jù)第二十六實(shí)施方案至第二十八實(shí)施方案中任一項(xiàng)所述的磨料輪，其中精確成型的磨粒共同采用的預(yù)定的三維位置和取向相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。

通過(guò)以下非限制性實(shí)施例，進(jìn)一步說(shuō)明了本公開(kāi)的目的和優(yōu)點(diǎn)，但是這些實(shí)施例中引用的具體材料及其量以及其它條件和細(xì)節(jié)不應(yīng)視為對(duì)本公開(kāi)的不當(dāng)限制。

實(shí)施例：

除非另外指明，否則在實(shí)施例及本說(shuō)明書的其余部分中的所有份數(shù)、百分?jǐn)?shù)、比率等均為以重量計(jì)。

磨粒的制備

實(shí)施例中的精確成型的α氧化鋁磨粒SAP1、SAP2、SAP3、SAP4大體上根據(jù)美國(guó)專利8,142,531(Adefris等人)的實(shí)施例1的公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)在等邊三角形聚丙烯模具腔體中模制氧化鋁溶膠-凝膠制備而成，不同之處在于磨粒尺寸有所變化，并且對(duì)于SAP1和SAP3，浸漬溶液包含93.1重量％的Mg(NO₂)₃、6.43重量％的去離子水以及0.47重量％的Co(NO₃)₂。

下面的表1列出了實(shí)施例中所使用的各種材料。

表1

切割測(cè)試方法

將1/8英寸(3.2mm)厚、40英寸(16cm)長(zhǎng)的不銹鋼片材固定，使其主表面相對(duì)于水平面以35度角傾斜。沿著傾斜片材的向下傾斜頂表面固定導(dǎo)軌。將DeWalt D28114型4.5英寸(11.4cm)/5英寸(12.7cm)切割輪角磨機(jī)固定至導(dǎo)軌，使得工具在重力作用下沿向下路徑引導(dǎo)。

將用于評(píng)估的切割輪安裝在工具上，使得在切割輪被釋放以在重力作用下沿著軌道向下行進(jìn)時(shí)遇到不銹鋼片材的整個(gè)厚度。激活切割輪工具以在10000rpm下旋轉(zhuǎn)切割輪，釋放工具以開(kāi)始下降，并且在60秒后測(cè)量不銹鋼片材的所得切割的長(zhǎng)度。在切割測(cè)試之前和之后測(cè)量切割輪的尺寸以確定磨損情況。

實(shí)施例1

將SCA(3.3克)添加至165克RP并用壓舌板手動(dòng)混合。將SCA和RP混合物添加至1950克SAP1，并在KitchenAid Commercial攪拌器(Model KSM C50S)中混合。然后將該混合物在Eirich攪拌器(Model#RV02E)的攪拌缽中與885克PP混合，并以75RPM的水平轉(zhuǎn)速和977RPM的轉(zhuǎn)子電機(jī)軸速度混合。使Eirich攪拌器以逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，并且工具直徑為185mm。然后使用16目和30目篩網(wǎng)(+16/-30)篩選所得混合物，以分離被顆粒狀粘結(jié)劑涂覆的成型磨粒。

然后用被顆粒狀粘結(jié)劑涂覆的成型磨粒借助于輕敲來(lái)填充將具有水平三角形腔體的定位工具600(如圖6所示)，該水平三角形腔體具有0.075英寸(1.9mm)長(zhǎng)的尺寸、相對(duì)于每個(gè)腔體底部的98度側(cè)壁角以及0.0138英寸(0.35mm)的模具腔體深度并且以徑向陣列(所有頂點(diǎn)都指向周邊)布置。通過(guò)掃刷和晃動(dòng)去除容納到工具腔體中的磨粒之外的過(guò)量磨粒。

然后用25重量％的RP在異丙醇中的溶液用漆刷涂覆125mm直徑的玻璃纖維網(wǎng)片圓盤RXO 10-125×23mm(還稱為稀松布，得自波蘭雷馬努夫的瑞瑪泰克斯公司(Rymatex in Rymanów,Poland))。讓網(wǎng)片上的涂層風(fēng)干10分鐘，以允許涂層變得發(fā)粘。然后將裝有成型磨粒的工具貼近被粘合劑涂覆的圓盤并翻轉(zhuǎn)從而在被粘合劑涂覆的圓盤上以精確布置和取向的圖案沉積成型磨粒。總共施加2.2克(g)的被樹(shù)脂涂覆的SAP。

直徑為125mm的第二稀松布同樣用樹(shù)脂和顆粒涂覆，并放置在5英寸(127mm)直徑×1英寸(2.5cm)深的金屬模具腔體的底部，使涂覆側(cè)朝上。模具的內(nèi)徑為23mm。然后將包含650克AP1、1.1克SCA、55克RP和295克PP的填充混合物(26.6g)放置在經(jīng)涂覆的稀松布的頂部上。接著將第一稀松布放置在填充混合物的頂部上，使涂覆側(cè)朝下。將得自波蘭亞斯沃盧曼特PPUH公司(Lumet PPUH in Jaslo,Poland)的金屬凸緣28mm×22.45mm×1.2mm放置在第一稀松布的頂部上。閉合模具，并且將帶涂層稀松布-填充物-帶涂層稀松布的夾心構(gòu)造在室溫下以50噸(907kg)的負(fù)載按壓2秒。然后將切割輪前體從模具上移除，并在疊堆中以30小時(shí)(hr)固化周期固化：在75℃下保持2小時(shí)，在90℃下保持2小時(shí)，在110℃下保持5小時(shí)，在135℃下保持3小時(shí)，在188℃下保持3小時(shí)，在188℃下保持13小時(shí)，然后冷卻2小時(shí)使溫度降至60℃。輪的最終厚度為0.050英寸。對(duì)總共5個(gè)輪進(jìn)行四次根據(jù)實(shí)施例1所述的平行測(cè)定。

實(shí)施例2

重復(fù)實(shí)施例1，不同之處在于定位工具是具有緊密堆積的等邊三角形腔體陣列(如圖7所示)的聚丙烯片材，其中三角形腔體具有邊長(zhǎng)為0.088英寸(2.24mm)的尺寸、98度的側(cè)壁錐角以及0.022英寸(0.559mm)的模具腔體深度。每塊稀松布具有根據(jù)定位工具圖案定位的5.5克被樹(shù)脂涂覆的SAP2，并且填充混合物為約20克由650克AP1、55克RP和295克PP制備的混合物。

實(shí)施例3

以與實(shí)施例2相同的方式制備實(shí)施例3的磨料制品，不同之處在于填充混合物完全由20克PP構(gòu)成。

實(shí)施例4

重復(fù)實(shí)施例1，不同之處在于定位工具具有等邊三棱柱開(kāi)口，其中每個(gè)棱柱的基部面向工具中的開(kāi)口，使得三棱柱SAP在工具孔中垂直上下倒轉(zhuǎn)，如圖9所示。腔體具有1.698mm的長(zhǎng)度和1.456mm的深度。開(kāi)口的頂部為0.621mm寬并且側(cè)壁以8度角傾斜，使得在最深點(diǎn)處，腔體寬度為0.363mm。腔體(以及由此定位在每塊稀松布上的被樹(shù)脂涂覆的顆粒)的密度為0.729個(gè)腔體/mm²。顆粒之間的區(qū)域由PP填充。

實(shí)施例5

重復(fù)實(shí)施例1，不同之處在于被樹(shù)脂涂覆的顆粒通過(guò)將1.2克SCA與45克RP混合并用壓舌板手動(dòng)混合來(lái)制備。將SCA和RP混合物添加至650克SAP4，并在KitchenAid Commercial攪拌器(Model KSM C50S)中混合。然后在KitchenAid Commercial攪拌器(Model KSM C50S)中將該混合物與340克PP結(jié)合。使用10目和30目篩網(wǎng)(+10/-30)篩選所得混合物以分離磨粒。

如圖8所示，定位工具800具有水平三角形腔體，該水平三角形腔體具有0.136英寸(3.4545mm)長(zhǎng)的尺寸、98度的側(cè)壁角以及0.0315英寸(0.8mm)的模具深度并且以徑向陣列布置(所有頂點(diǎn)指向周邊)。然后借助于輕敲用SAP4填充定位工具。通過(guò)掃刷和晃動(dòng)去除容納到工具腔體中的成型磨粒之外的過(guò)量磨粒。將被樹(shù)脂涂覆的磨粒(7.2克)轉(zhuǎn)移至每塊稀松布。

將每個(gè)所得的磨料預(yù)成型件放置在5英寸(127mm)直徑×1英寸(2.5cm)深的金屬模具腔體的底部，使涂覆側(cè)朝上。模具的內(nèi)徑為23mm。然后將包含600克AP1、60克RP、1.2克SPC和340克PP的填充混合物(33.8克)放置在經(jīng)涂覆的稀松布的頂部上。然后將未涂覆的稀松布放置在填充混合物的頂部上，使玻璃纖維網(wǎng)片側(cè)朝下，后接金屬凸緣。模制切割輪，并且以與實(shí)施例1相同的方式固化。輪的最終厚度為0.073英寸(1.85mm)。對(duì)總共4個(gè)樣品進(jìn)行三次根據(jù)實(shí)施例5所述的平行測(cè)定。

實(shí)施例6

重復(fù)實(shí)施例5，不同之處在于SAP4顆粒未涂覆樹(shù)脂。如圖8所示，該定位工具與定位工具800相似，具有水平三角形腔體，該水平三角形腔體具有0.136英寸(3.4545mm)長(zhǎng)的尺寸、98度的側(cè)壁角以及0.0315英寸(0.8mm)的模具深度并且以徑向陣列布置(所有頂點(diǎn)指向周邊)，不同之處在于每個(gè)腔體還具有從定位工具的工作表面朝向減壓源延伸的導(dǎo)管。其他區(qū)別在于定位工具僅包含三角形腔體的七個(gè)外圈。借助于輕敲用裸SAP4填充定位工具。開(kāi)啟減壓源，并且將定位工具上下倒轉(zhuǎn)，同時(shí)保持大多數(shù)腔體中具有單個(gè)顆粒。以這種方式去除容納到工具腔體中的成型磨粒之外的過(guò)量磨粒。將SAP4磨粒(4.5克)轉(zhuǎn)移至123mm直徑的玻璃纖維網(wǎng)片圓盤RXO 08-123×23mm(還稱為稀松布2，得自波蘭雷馬努夫的瑞瑪泰克斯公司(Rymatex in Rymanów,Poland))，并通過(guò)稀釋的樹(shù)脂固定在適當(dāng)?shù)奈恢?，如?shí)施例1所述。所得磨料預(yù)成型件包括附接至稀松布2的SAP4。

使用減壓源使得定位工具的腔體能夠以比不使用減壓源的情況下更快且更好地填充。此外，在使用減壓源時(shí)，從定位工具到稀松布的轉(zhuǎn)移過(guò)程中SAP4的移動(dòng)更少。

自動(dòng)化Maternini壓機(jī)用于制備切割輪。將一塊未涂覆的稀松布2放置到六個(gè)模具腔體中的每一個(gè)中，使玻璃纖維網(wǎng)片側(cè)朝上。將包含1200克AP2、120克RP和680克PP的填充混合物(大約39克)在稀松布2的頂部上進(jìn)行梭箱處理。將磨料預(yù)成型件放置在模具腔體頂部上，使磨粒側(cè)朝下。將2.625英寸直徑的標(biāo)簽放置在磨料預(yù)成型件頂部上，后接金屬凸緣。模制切割輪，并且以與實(shí)施例1相同的方式固化。輪的最終厚度為0.068英寸(1.73mm)。對(duì)總共18個(gè)樣品進(jìn)行根據(jù)實(shí)施例6所述的三個(gè)梭箱周期。測(cè)試了三個(gè)樣品。

實(shí)施例7

以與實(shí)施例6相同的方式制備實(shí)施例7，不同之處在于用于制備磨料預(yù)成型件的稀松布為123mm直徑的玻璃纖維網(wǎng)片圓盤，該玻璃纖維網(wǎng)片圓盤具有附接至底側(cè)面的聚乙烯膜。對(duì)總共6個(gè)樣品進(jìn)行根據(jù)實(shí)施例7所述的一個(gè)梭箱周期。測(cè)試了兩個(gè)樣品。

比較例A

重復(fù)實(shí)施例1，不同之處在于未在任一稀松布上放置成型磨粒，并且填充混合物為200克SAP2、400克SAP3、60克RP、1.2克SCP和340克PP的31克混合物。此外，輪具有標(biāo)簽。對(duì)總共四個(gè)樣品進(jìn)行三次根據(jù)比較例A所述的平行測(cè)定。

比較例B

重復(fù)實(shí)施例1，不同之處在于未在任一稀松布上放置SAP，并且填充混合物為200g SAP2、400g SAP3、60g RP、1.2g SCP和340g PP的31克混合物。此外，采用更短的24小時(shí)固化周期對(duì)輪進(jìn)行固化：在75℃下保持2小時(shí)、在90℃下保持2小時(shí)、在110℃下保持5小時(shí)、在135℃下保持3小時(shí)、在188℃下保持3小時(shí)、在188℃下保持7小時(shí)，然后冷卻2小時(shí)使溫度降至60℃。對(duì)總共四個(gè)樣品進(jìn)行三次根據(jù)比較例B所述的平行測(cè)定。

比較例C

以與實(shí)施例1相同的方式制備比較例C的磨料制品，不同之處在于未在任一稀松布上放置SAP，并且填充混合物為用650克AP1、55克RP和295克PP制備的26克混合物。對(duì)總共2個(gè)樣品進(jìn)行根據(jù)比較例C所述的平行測(cè)定。

比較例D

以與實(shí)施例1相同的方式制備比較例D的磨料制品，不同之處在于未在任一稀松布上放置SAP，并且填充混合物為3.3克SCA、165克RP、1950克SAP1和885克PP的26克混合物，如實(shí)施例1所述進(jìn)行制備。對(duì)總共2個(gè)樣品進(jìn)行根據(jù)比較例D所述的平行測(cè)定。

比較例E

以與比較例D相同的方式制備比較例E的磨料制品，不同之處在于填充混合物為1.1克SCA、55克RP、650克SAP1和295克PP的41克混合物，如實(shí)施例1所述進(jìn)行制備。輪的最終厚度為0.070英寸(1.78mm)。對(duì)總共3個(gè)樣品進(jìn)行兩次根據(jù)比較例D所述的平行測(cè)定。

比較例F

重復(fù)實(shí)施例6，不同之處在于未在任一稀松布上放置成型磨粒，并且填充混合物為1200克AP2、120克RP、680克PP的大約40克混合物。對(duì)總共12個(gè)樣品進(jìn)行根據(jù)比較例F所述的兩個(gè)梭箱周期。測(cè)試了兩個(gè)樣品。

下面的表2列出了以上各個(gè)實(shí)施例根據(jù)切割測(cè)試方法得到的結(jié)果。

表2

以上獲得專利證書的申請(qǐng)中所有引用的參考文獻(xiàn)、專利和專利申請(qǐng)以一致的方式全文以引用方式并入本文中。在并入的參考文獻(xiàn)部分與本申請(qǐng)之間存在不一致或矛盾的情況下，應(yīng)以前述說(shuō)明中的信息為準(zhǔn)。為了使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)受權(quán)利要求書保護(hù)的本公開(kāi)而給出的前述說(shuō)明不應(yīng)理解為是對(duì)本公開(kāi)范圍的限制，本公開(kāi)的范圍由權(quán)利要求書及其所有等同形式限定。