[发明专利]磨料颗粒及其形成方法

说明书

背景

本披露的领域

以下内容是针对磨料颗粒、并且具体而言是针对一种包含软木的复合磨料颗粒。

相关技术的说明

磨料物品（如涂覆的磨料以及粘结的磨料）被用在不同的工业中以便通过如精研、研磨或抛光来加工工件。利用磨料物品的机加工跨越了从光学工业、汽车补漆工业到金属制造工业的一个广阔的工业范围。在这些实例的每一个中，多种制造设备使用磨料来去除成块材料或影响产品的表面特性。

表面特性包括光泽、质地以及均匀性。例如，金属部件的制造商们使用磨料物品来精整加工和抛光表面，并且常常希望有一个均匀的光滑表面。类似地，光学器件制造商们希望生产无缺陷的表面以防止光的衍射和散射的磨料物品。

就某些应用而言，制造商们还希望磨料物品具有高的原料去除速率。然而，在去除速率与表面品质之间经常存在着权衡。更细颗粒磨料物品典型地产生更光滑的表面，然而具有更低的原料去除速率。更低的原料去除速率导致了更慢的产量以及增加的成本。

某些可商购的磨料具有留下不规则的表面缺陷的倾向，例如比平均原料去除划痕更深的划痕。此类划痕可由从磨料物品脱离的粒子引起，从而引起滚动压痕。当存在时，这些划痕散射了光，从而降低了镜片的透光率或者在装饰金属工件内产生了雾度或一个模糊饰面层。此种划痕还提供了降低表面的释放特征的成核点或附着点。

微粒磨料材料可以包括单相无机材料，例如氧化铝、碳化硅、硅石、二氧化铈、以及更硬的、高性能超级磨料粒子，例如立方氮化硼以及金刚石。此外，业界发展了复合微粒材料，例如聚集体，这些聚集体可以通过浆料加工途径来形成，该途径包括通过挥发或蒸发去除液体载体，留下生的聚集体，随后进行高温处理（例如，烧制）从而形成可用的、烧制的聚集体。

然而，工业继续要求甚至更进一步的改进的微粒材料，并且特别是可以提供增强的机加工性能的复合聚集体。

概述

根据一个方面，一种磨料物品包括一种复合磨料颗粒，该复合磨料颗粒包括一个含可压缩材料的内芯以及一个覆盖在该内芯外表面上的壳层，该壳层包括一个覆盖在该内芯外表面上的中间层以及一个包含磨料粒子的覆盖在该中间层上的外层；该中间层具有小于该外层的厚度。

在另一个方面，一种磨料物品包括一种磨料颗粒，该磨料颗粒包括一个含软木的内芯、一个含粘结剂材料的覆盖在该内芯外表面上的中间层，以及一个含磨料粒子的覆盖在该中间层上的外层。

在又另一个方面中，一种磨料物品包括一种复合磨料颗粒，该复合磨料颗粒包括一个内芯以及一个覆盖在该内芯上的壳层，其中该内芯包含一种可压缩材料并且该壳层包括一个覆盖在该内芯上的中间层以及一个覆盖在该中间层上的外层。该磨料颗粒具有至少约1:1的壳层比率（Wi:Wo），其中Wi是该中间层对于该磨料颗粒的整体重量的重量百分比并且Wo是该外层对于该磨料颗粒的整体重量的重量百分比。

根据另一个方面，一种磨料物品包括一种磨料颗粒，该磨料颗粒具有一个含软木的内芯以及一个覆盖在该内芯上的包含粘结到一种粘结剂材料上的磨料颗粒的壳层。该粘结剂材料具有选自下组的一种材料，该组由以下各项组成：酚醛树脂、脲甲醛、氨基甲酸酯、环氧化物、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酯、丙烯酸酯、聚乙烯基物、基于蛋白质的材料、基于淀粉的材料、以及它们的一种组合。

在另一个方面中，一种磨料物品包括一种涂覆的磨料物品，该涂覆的磨料物品具有一个背衬以及一种粘结到该背衬上的复合磨料颗粒，其中该复合磨料颗粒包括一个含软木的内芯、一个含粘结剂材料的覆盖在该内芯外表面上的中间层、以及一个含磨料粒子的覆盖在该中间层上的外层。

根据一个具体方面，一种磨料物品包括一种涂覆的磨料物品，该涂覆的磨料物品具有一个背衬、一种粘结到该背衬上的复合磨料颗粒、以及一个覆盖在这些复合磨料颗粒以及该背衬上的外层，其中该复合磨料颗粒包括一个含软木的内芯以及一个覆盖在该内芯上的壳层。

一个方面包括一种形成复合磨料颗粒的方法，该方法包括：形成一种包含软木颗粒以及粘结剂材料的混合物；将磨料粒子添加到混合物中以涂覆这些软木颗粒；并且干燥该混合物以形成复合颗粒，该复合颗粒包括一个含这些软木颗粒的内芯、一个覆盖在该内芯的外表面上的中间层、以及一个覆盖在该中间层上的外层。