[发明专利]用于研磨玻璃和玻璃陶瓷工件的磨料制品

说明书

背景

本发明涉及磨料制品和用这种磨料制品研磨玻璃或玻璃陶瓷工件的方法。

玻璃陶瓷已知可用作磁存储盘的基片，例如可用作个人电脑中的存储器(如硬盘)。为了制造合格的磁存储盘，该磁存储盘必须有精确控制的尺寸和精确控制的表面光洁度。确定存储盘基片的尺寸并使其获得所需的表面光洁度一般包括使用松散磨粒浆料的多步骤方法。在该方法的第一步中，确定玻璃陶瓷盘的尺寸，使其具有所需的厚度和厚度均匀度。确定尺寸后，对这些盘进行表面处理，以产生所需的表面光洁度。

虽然松散磨粒浆料广泛地应用于上述方法，但松散磨粒浆料也具有许多缺点。这些缺点包括不便于处理所要求的大量浆料、为防止磨料颗粒沉积并保证抛光界面上磨料颗粒浓度均匀而需要搅拌、和需要一些设备来制备、输送、弃置或回收松散磨粒浆料和用于再循环。另外，也必须对浆料本身进行周期性分析，保证其质量和分散稳定性。此外，与松散磨粒浆料接触的泵头、阀门、供料管线、研磨盘和浆料供应设备的其他零件最终会出现不希望的磨损。另外，使用浆料的步骤通常很不清洁，因为松散磨粒浆料为粘滞液体，容易散溅，而且难于盛装。

鉴于上述使用浆料法研磨(即形成所需尺寸和(texture)表面处理)玻璃陶瓷存储盘基片的许多缺点，工业上需要的是适用于研磨这些基片的固定磨料制品。

发明概述

本发明提供一种适于研磨(即形成所需尺寸或抛光)玻璃或玻璃陶瓷工件的磨料制品。该磨料制品包括背衬和至少一层粘接到所述背衬表面的三维研磨涂层。上述的研磨涂层包含已分散入许多金刚石珠磨粒和填料的粘结剂。上述的填料约占研磨涂层的40-60％重量，更好约占研磨涂层的50-60％重量。

上述的三维研磨涂层较好包含许多研磨复合体。这些研磨复合体可以是精确成形的研磨复合体、不规则成形的研磨复合体或包含截头平顶棱锥形的精确成形的研磨复合体。精确成形的研磨复合体的底面确定的表面积不比该研磨复合体顶表面积大50％，较好不比其大25％，最好不比其大15％。

上述的粘结剂较好由含烯键式不饱和树脂(如丙烯酸酯树脂)的粘结剂前体形成。烯键式不饱和单体较好选自单官能丙烯酸酯单体、二官能丙烯酸酯单体、三官能丙烯酸酯单体及其混合物。

本发明磨料制品中的磨粒包含金刚石珠磨粒。金刚石珠包含大量用金属氧化物基质(较好是氧化硅基质)粘结在一起的各个金刚石颗粒。上述的金刚石珠磨粒的平均粒度较好约为6-100微米。

现已发现，本发明的磨料制品特别适用于研磨玻璃和玻璃陶瓷工件。也就是说，当本发明的磨料制品与润滑剂一起用于研磨玻璃或玻璃陶瓷工件时，产生高的磨削速率。这样高的磨削速率在该磨料制品的使用寿命期间是比较稳定的。因此，本发明的另一方面涉及研磨玻璃或玻璃陶瓷工件的方法。该方法包括如下步骤：

(a)使玻璃或玻璃陶瓷工件与上述的磨料制品接触；

(b)把润滑剂加到上述工件与磨料制品之间的界面上；和

(c)使上述工件与磨料制品作相对运动。

上述磨料制品的三维研磨涂层包含已分散入金刚石珠磨粒和至少一种填料的粘结剂。上述的填料约占研磨涂层的40-60％重量。选择的填料量应使研磨涂层能在正常的使用条件下磨蚀掉，从而暴露和释放出新的金刚石珠磨粒。据认为，金刚石珠磨粒是特别适用的，因为它的较大粒度阻止其嵌入研磨涂层中。而且认为，金刚石珠磨粒不易产生导致降低磨削速率的磨损平面(即不易变钝)。

在一个优选的实施方式中，三维研磨涂层具有精确成形的表面。本文所用的“精确成形”描述既在背衬上形成粘结剂前体又将该前体填充入模具表面上空腔内时进行固化制得的研磨复合体。这些研磨复合体的三维形状由有较光滑表面的侧面和各侧面相交形成的各自顶点确定。上述的侧面以具有不同边长的清晰锐利的边缘为界并相连。从使用许多精确成形的研磨复合体的意义上讲，这种磨料制品称为结构磨料制品。这些研磨复合体也可有不规则的形状。在本申请中，不规则的形状是指形成研磨复合体的侧面或边界发生沉陷，且是不精确的。在不规则成形的研磨复合体的情况下，先将磨粒浆料成形为所需的形状和/或图形。一旦形成磨粒浆料，就使该磨粒浆料中的粘结剂前体固化或凝固。一般在成形和固化粘结剂前体之间存在一个时间差。在这段时间中，磨粒浆料会发生流动和/或沉陷，从而使形成的形状发生一些变形。如WO 95/07797(1995年3月23日出版)和WO 95/22436(1995年8月24日出版)中所述，在单种磨料制品中研磨复合体的大小、倾斜度或形状也会发生变化。