[发明专利]包含聚集体的涂布研磨产品有效
申请号: | 200880002768.5 | 申请日: | 2008-01-23 |
公开(公告)号: | CN101668825A | 公开(公告)日: | 2010-03-10 |
发明(设计)人: | S·C·斯塔林 | 申请(专利权)人: | 圣戈本磨料股份有限公司;圣戈本磨料公司 |
主分类号: | C09K3/14 | 分类号: | C09K3/14 |
代理公司: | 上海专利商标事务所有限公司 | 代理人: | 顾 敏 |
地址: | 美国马*** | 国省代码: | 美国;US |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 包含 聚集体 研磨 产品 | ||
发明领域
本发明一般涉及研磨微粒材料、结合了研磨微粒材料的研磨产品、以及对 工件进行机加工的方法。
发明背景
研磨产品一般包含研磨微粒材料,或者由研磨微粒材料形成。这些研磨微 粒材料可以用作自由研磨剂(例如以浆液形式)或用作固定研磨剂(通常为涂布 研磨制品或粘结研磨制品)。各种工业中使用研磨产品对工件进行机加工,例 如通过精研、磨光或抛光进行机加工。利用研磨制品进行机加工包括从光学工 业、汽车漆修复工业、牙科应用至金属制造工业的广泛范围。在家庭应用中, 消费者也通常用手进行机加工,或者用常用工具(例如轨道式抛光器(无规和固 定轴)、带式砂磨机和振动式砂磨机)进行机加工。在这样的各例子中,使用研 磨剂来去除本体材料和/或影响产品的表面特征(例如平面度、表面粗糙度)。
表面特征包括光泽度、质地纹理和均匀性。例如,金属组件的制造商使用 研磨制品精细抛光表面,经常需要均匀平滑的表面。类似地,光学产品制造商 需要研磨制品来生产无缺陷表面,以避免光线衍射和散射。因此,研磨制品的 研磨表面经常会影响表面品质。
人们认为,例如通过化学合成途径或本体材料加工途径(例如熔融和粉碎) 形成研磨颗粒是得到很好开发并且是成熟的现有技术。因此,对宏观结构的开 发倾注了很多资源,例如在涂布研磨剂方面开发了工程设计的研磨产品,在粘 合研磨剂方面开发了特定的三维结构以及配方。除了持续的努力之外,在该领 域还持续要求改进的微粒材料。
微粒材料包括基本单相的无机材料,例如氧化铝、碳化硅、氧化硅、二氧 化铈、以及更硬的高性能超级研磨晶粒(例如立方氮化硼和金刚石)。通过复合 微粒材料的开发,获得了提高的甚至更为高级的研磨性质。这些材料包括形成 聚集体(aggregate),聚集体可以通过浆液加工途径形成,该途径包括通过挥 发或蒸发去除液体载剂,留下生料附聚体(green agglomerate),随后高温处 理(即烧制)形成可用的经过烧制的附聚体。
这些复合附聚体已经商用于各种研磨产品应用中。但是,工业中仍然需要 更为改进的微粒材料,特别是可以提供加强的机加工性能的复合聚集体。
发明概述
根据一个实施方式,一种涂布研磨产品包括基材以及与其粘结的微粒材 料,所述微粒材料包含未烧制的生料研磨聚集体,所述聚集体具有基本类球形 或环形的形状,所述聚集体由包含磨料颗粒和纳米颗粒粘结剂的组合物形成。
根据另一个实施方式,一种研磨浆液包含在悬浮液中提供的未烧结的生料 研磨聚集体,所述聚集体具有基本类球形或环形的形状,所述聚集体包含磨料 颗粒和纳米颗粒粘结剂。
根据另一个实施方式,一种粘合研磨剂形式的固定研磨剂包含未烧制的生 料研磨聚集体,用聚集体间粘结剂彼此固定就位,所述聚集体具有基本类球形 或环形的形状,所述聚集体包含磨料颗粒和纳米颗粒粘结剂。
根据另一个实施方式,一种形成研磨微粒材料的方法包括:形成包含液体 载剂、磨料颗粒和纳米颗粒粘结剂的浆液;喷雾干燥浆液形成包含磨料颗粒和 纳米颗粒粘结剂的未烧制的生料聚集体。而且,对聚集体进行分级,以用于研 磨产品中。
根据另一个实施方式,一种对工件进行机加工的方法,其包括:提供具有 初始表面粗糙度Rai的工件;用单一研磨产品研磨该工件,从工件上去除材料; 该工件的最终表面粗糙度Raf不大于0.2Rai。
附图简要说明
通过参考附图,可以更好地理解本发明,而且其各特征和优点对本领域技 术人员而言是显而易见的。
图1-3是显示根据本发明一个实施方式在基材上的涂层中的研磨聚集体的 扫描电子显微镜的显微照片,所述聚集体包含组合的金刚石砂(grit)和氧化硅 纳米颗粒。
图4-6是显示根据本发明另一个实施方式在基材上的涂层中的研磨聚集体 的扫描电子显微镜的显微照片,所述聚集体包含组合的碳化硅砂和氧化硅纳米 颗粒。
图7表示根据实施方式对实施例的热重分析(TGA)结果。
图8显示对根据实施方式的含金刚石聚集体进行合成后热处理的结果。
图9-16显示根据不同配方或工艺参数形成的不同聚集体。
各附图中使用相同的附图标记表示类似或相同的项目。
具体实施方式
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