專利名稱：具有受控的孔隙率分布的研磨工具的制作方法
具有受控的孔隙率分布的研磨工具技術領域
以下內(nèi)容是針對一種研磨工具、并且具體地針對一種具有特殊孔隙率分布的研磨工具。
背景技術：
研磨輪典型地用于不同材料如除其他材料之外的，石頭、金屬、玻璃、塑料的切削、 磨削、以及成型。一般，研磨輪可以具有不同的材料相，包括磨料顆粒、粘結劑、以及某種孔隙率。取決于預期的應用，研磨輪可以具有不同的設計和構型。例如，對于針對金屬進行精加工和切削的應用而言，某些研磨輪的形狀被做成為使得它們具有特別薄的輪廓以便有效的切削。
然而，考慮到此類研磨輪的應用，這些磨料物品會經(jīng)受疲勞和失效。事實上，取決于使用的頻率，這些研磨輪可能具有小于一天的有限使用時間。因此，工業(yè)上繼續(xù)要求能夠具有改進的性能的研磨輪。發(fā)明內(nèi)容
據(jù)一個方面，一種具有一個本體的研磨工具，該本體包括一個磨料部分以及孔隙率，該磨料部分具有包含在一種基體材料中的磨料顆粒，并且該孔隙率的特征在于一個雙峰的孔分布，該雙峰的孔分布包括具有平均大孔徑(P1)的大孔以及具有平均小孔徑(Ps)的小孔，其中P1 >ps。該研磨工具的本體進一步包括包含在該磨料部分內(nèi)的一個第一增強構件、以及在25°c至450°C的溫度范圍內(nèi)不大于約0. 7%的一個熱膨脹百分比。
根據(jù)另一個方面，一種包括一個本體的研磨工具，該本體具有一個磨料部分以及孔隙率，該磨料部分包括包含在一種基體材料中的磨料顆粒，并且該孔隙率的特征在于一個雙峰的孔徑分布，該雙峰的孔徑分布包括具有平均大孔徑(P1)的大孔以及具有平均小孔徑(Ps)的小孔，其中Pi>Ps。該研磨工具的本體進一步包括一個包含在該磨料部分中的第一增強構件，其中該本體具有被定義為直徑與厚度之間的比率的為至少約10 1的長徑比。
在又另一個方面，一種研磨工具包括一個本體，該本體具有一個磨料部分，該磨料部分包括包含在一種基體材料中的磨料顆粒，其中該磨料部分包括一個雙峰的孔分布，該雙峰的孔分布包括具有平均大孔徑(P1)的大孔以及具有平均小孔徑(Ps)的小孔，其中P1 > Ps，并且其中該基體材料包括至少約60V01%的有機材料。該本體進一步包括一個在該磨料部分內(nèi)的第一增強構件。
根據(jù)另一個方面，一種研磨工具具有一個本體，該本體包括一個磨料部分、大孔以及小孔，該磨料部分包括包含在一種基體材料中的磨料顆粒，其中這些大孔具有平均大孔徑(P1)并且這些小孔具有平均小孔徑(Ps)，并且在該平均大孔徑(P1)與平均小孔徑(Ps) 之間的差值百分比是基于等式((P1-PsVP1)Xioo)為至少25%，其中P1 >PS。該研磨工具的本體進一步包括一個包含在該磨料部分中的第一增強構件，以及一個超過常規(guī)的研磨工具至少約15%的G比率增大百分比，其中該增大百分比是基于等式GGn-Gc)/Gc) X 100)，其中&代表具有大孔以及小孔的研磨工具的G比率，并且G。代表一種常規(guī)的研磨工具的G比率。


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)點對于本領域的普通技術人員變得清楚。
圖1包括根據(jù)一個實施方案的一種研磨工具的圖示。
圖2包括根據(jù)一個實施方案的一種研磨工具的一部分的截面圖示。
圖3包括根據(jù)一個實施方案的一種研磨工具的一部分的截面圖示。
圖4包括根據(jù)一個實施方案的一種研磨工具的一部分的擴大的照片。
圖5包括一種常規(guī)的研磨工具以及一個實施方案的研磨工具的G比率曲線圖。
圖6包括一種常規(guī)的研磨工具以及一個實施方案的研磨工具的線性熱膨脹的曲線圖。
圖7包括根據(jù)一個實施方案的研磨工具的孔徑分布的曲線圖。
在不同的圖中使用相同的參考符號表示相似的或相同的事項。
具體實施方式
以下內(nèi)容是針對多種研磨工具，這些研磨工具使用了包含在一種基體材料中的磨料顆粒的磨料部分，用于對工件進行切削、磨削和精加工。此處的某些實施方案是針對大直徑的研磨輪，這些研磨輪在其工具本體內(nèi)結合了一個或多個增強構件，這些工具特別適合于對金屬進行切削和/或成型。
圖1包括根據(jù)一個實施方案的一種研磨工具的圖示。值得注意的是，該研磨工具 100包括一個本體101，該本體具有在兩個維度中觀看時為基本上圓形的形狀。將理解的是在三維尺度中，該工具具有某個厚度，使得本體101具有一種盤狀或圓柱形的形狀。如所示的，該本體可以具有穿過該工具中心而延伸的一個外徑103，該外徑可以特別大，具有至少約45cm的尺寸。在其他應用中，本體101可以具有如在至少約60厘米、至少約75厘米、或甚至至少100厘米的等級上的一個外徑103。特殊的研磨工具使用了具有的外徑103在45 厘米與約200厘米之間的范圍內(nèi)的本體101，如在45cm與約175cm之間，并且更特別地是在約45厘米與約150厘米之間。
如進一步展示的，研磨工具100可以包括由一個內(nèi)部圓形表面102圍繞本體101 的中心所限定的一個中央開口 105。該中央開口 105可以貫穿本體101的整個厚度而延伸， 使得研磨工具100可以在操作過程中被安裝在一個轉軸或用于研磨工具100轉動的其他機器上。
圖2包括根據(jù)一個實施方案的一種研磨工具的一部分的截面圖示。磨料本體201 可以是包括不同類型的材料的多個部分的組合的一種復合物品。具體而言，本體201可以包括磨料部分204、206、208、和210以及增強構件205、207、和209。可以將研磨工具200設計為使得增強構件205、207、和209能被置于其本體內(nèi)，使得它們彼此間隔開并且在其中將每個磨料部分204、206、208、和210彼此分開。即，可以將研磨工具200形成為使得增強構件205、207、和209穿過本體201的厚度212而彼此橫向地間隔開并且被磨料部分206和 208所分開。如將會了解的，在這樣一種設計中，磨料部分206和208可以被置于增強構件 205、207、和 209 之間。
如進一步展示的，增強構件205、207、和209可以是具有第一平的面和第二平的面的基本上平面的構件。例如，可以將增強構件205形成為使得它是具有一個第一主表面215 和一個第二主表面216的一個平面構件。此外，本體201可以具有一種設計，使得磨料部分204、206、208、和210可以覆蓋在增強構件205、207、和209的主表面上。例如，磨料部分204 可以覆蓋在增強構件205的第一主表面215上，并且磨料部分206覆蓋在增強構件205的第二主表面216上。在具體情況下，可以將本體201形成為使得磨料部分204和206基本上分別覆蓋了第一主表面215和第二主表面216的整個表面區(qū)域。因此，磨料部分204和 206可以在第一和第二主表面215和216處在任一側上直接接觸(即，鄰接)該增強構件205。
值得注意的是，可以將磨料本體201設計為使得增強構件205、207、和209可以穿過本體201的直徑103的大部分而延伸。在具體情況下，可以將增強構件205、207、和209 形成為使得它們穿過本體201的直徑103的至少約75%，如至少約80%、或甚至整個直徑而延伸。
根據(jù)一個實施方案，本體201被形成為使得它可以具有一個平均厚度212，該平均厚度是在平行于穿過中央開口 105的中心而延伸的軸向軸線250的一個方向上測量的。本體201的平均厚度212可以特別薄，使得它適合于切削金屬工件。例如，本體201的平均厚度可以是不大于約3厘米。在其他實施方案中，本體201的平均厚度212可以是不大于約 2. 5厘米，如不大于約2厘米、或甚至不大于約1. 5厘米。然而，某些實施方案可以利用在約 0. 5厘米與約3厘米之間，例如在約0. 5厘米與約2厘米之間的范圍內(nèi)的平均厚度212。
此處這些實施方案的磨料物品可以具有特殊的長徑比，它被定義為本體201的外徑103與平均厚度212之間的比值。根據(jù)某些設計，該長徑比是至少約10 1，如至少約 20 1、甚至約50 1、或至少約75 1。某些實施方案利用了在約10 1與約125 1 之間、如在約20 1與約125 1之間的范圍內(nèi)的長徑比。
進一步關于增強構件205、207、和209，此類構件是用一種有機材料、無機材料、以及它們的組合制成的。例如，增強構件205、207、和209可以用一種無機材料制造，如陶瓷、 玻璃、石英、或以及它們的組合。特別適合用作增強構件205、207、和209的材料可以包括玻璃材料、結合的玻璃材料的纖維(incorporating fibers of glass materials)，它們可以包括基于氧化物的玻璃材料。
用于增強構件205、207、和209中的特別合適的有機材料可以包括酚醛樹脂、聚酰亞胺類、聚酰胺類、聚酯類、芳族聚酰胺類、以及它們的組合。例如，在一個具體的實施方案中，增強構件205、207、和209可以包括Kevlar ，一種特殊類型的芳族聚酰胺。
另外，這些增強構件205、207、和209可以包括一種纖維材料，該纖維材料具有覆蓋并且直接粘結在纖維的外表面上的一個涂層。該涂層可以是一種有機材料、無機材料、或它們的組合。某些研磨工具可以使用那些利用了具有一個有機材料涂層的纖維的增強構件 205、207、和209，該有機材料可以是一種天然的有機材料或合成的有機材料，如聚合物，它可以輔助該增強構件與該磨料部分之間的結合。一些適當?shù)挠袡C涂層材料可以包括樹脂，這些樹脂可以是熱固性材料、熱塑性材料、或它們的組合。特別適合的樹脂可以包括酚醛樹脂類、環(huán)氧樹脂類、聚酯類、氰酸酯類、蟲膠類、聚氨酯類，以及它們的組合。在一種具體情況下，該研磨工具結合了一個含酚醛樹脂涂覆的玻璃纖維的增強構件。
增強構件205、207、和209可以包括多個紡織在一起的纖維。這些纖維可以按多種方式紡織或縫合在一起。在某些情況下，這些增強構件可以被紡織在一起，使得形成了包括主要在兩個垂直方向上延伸的纖維的一種圖案。
增強構件205、207、和209可以具有一個平均厚度218，這個厚度被定義為該增強構件205的第一主表面215與第二主表面216之間的距離。該平均厚度218可以是小于 0. 6厘米，例如小于0. 6厘米，或甚至小于0. 4厘米。
以相對百分比計，取決于該磨料物品的設計，這些增強構件可以被形成為具有某些尺寸，使得它們構成該本體的總平均厚度的某個百分比。例如，增強構件205可以具有占本體201的總平均厚度212的至少約3 %的一個平均厚度218。在其他情況下，增強構件205 可以具有占本體201的總平均厚度212的至少約5%、如至少約8%、或甚至至少約10%的一個平均厚度218。某些增強構件可以具有占本體201的總平均厚度212的在約3%與約 15%之間的范圍內(nèi)的一個平均厚度218。
根據(jù)此處的實施方案，研磨工具200被形成為使得本體201包括磨料部分204、 206,208和210。在下面的段落中將提及磨料部分204，但會了解的是所有標識的磨料部分可以包括相同的特征。磨料部分204可以是一種復合材料，該復合材料具有包含在一種基體材料內(nèi)的磨料顆粒并且進一步包括一種特殊的組成和類型的孔隙率。
這些磨料顆粒可以包括一種適合于磨削和材料去除應用的特別硬的材料。例如， 這些磨料顆粒可以具有至少約5GPa的維氏硬度。這些磨料顆粒的硬度在某些工具中可以更大，使得這些磨料顆粒具有至少約lOGPa、至少約20GPa、至少約30GPa、或甚至至少約 50GPa的維氏硬度。
這些磨料顆粒可以包括一種無機材料。某些適合的無機材料可以包括氧化物類、 碳化物類、硼化物類、氮化物類、以及它們的組合。例如，磨料部分204可以被形成為包括基本上由氧化物組成的磨料顆粒。特別合適的氧化物可以包括氧化鋁、氧化鋯、硅石、以及它們的組合。某些設計可以利用基本上由氧化鋁組成的磨料顆粒。其他設計可以利用結合了氧化鋁和/或氧化鋁-氧化鋯合金的組合的磨料顆粒，然而，在這樣的配制品中，氧化鋁材料比氧化鋁-氧化鋯合金材料可以形成一個更大百分比的磨料顆粒。
此外，某些研磨工具可以利用超級磨料材料作為磨料顆粒。超級磨料材料可以包括金剛石、立方氮化硼、以及它們的組合。在某一實施方案中，這些磨料顆粒主要由金剛石組成。
磨料部分204、206、208和210可以被形成為使得這些磨料顆粒被包含在一種基體材料中并且被其包圍，以便將磨料顆粒固定在位，用于切削和研磨操作。總體上，磨料部分204、206、208和210可以被形成為使得該磨料部分總體積的至少約40Vol%包括磨料顆粒。在其他實施方案中，磨料部分內(nèi)的磨料顆粒含量可以更高，如在該磨料部分總體積的至少約44V01%的等級上，如至少約50VOl%、或甚至至少約54V01%。特殊的實施方案利用了具有在約40vol%與60vol%之間、更具體地在約40vol%與約54vol%之間的磨料顆粒的一個磨料部分。事實上，在一種情況下，該磨料部分是由在對應磨料部分的總體積的約42vol%與約50vol%之間的磨料顆粒構成。
總體上，磨料部分204被形成為使得該磨料部分的總體積百分比的至少約 30Vol%是基體材料。在其他實施方案中，磨料部分204包括更大含量的基體材料，如在至少約40vol %，至少約42vol %，至少約4445vol %，或者甚至至少約46vol %的等級上。然而，此處的實施方案可以利用量值在約30Vol%與約56Vol%之間的范圍內(nèi)的基體材料，如在約30vol%與約50vol%之間、或在約40vol%與約48vol%之間的等級上。
此處的實施方案可以利用一種基體材料，這種基體材料可以包括能起主要粘結組分作用的有機材料。此類有機材料可以包括天然的有機材料、合成的有機材料、以及它們的組合。在具體的情況下，該有機材料可以由一種樹脂形成，該樹脂可以是熱固性材料、 熱塑性材料、或它們的組合。例如，一些適當?shù)臉渲梢园ǚ尤渲悺h(huán)氧樹脂類、聚酯類、氰酸酯類，蟲膠類、聚氨酯類、橡膠以及它們的一個組合。酯類
在具體情況下，該基體材料可以被形成為使得它包括大部分量值的有機材料。例如，基體材料總體積的至少約65ν01%可以由有機粘結劑材料形成。在其他磨料部分中，該基體材料內(nèi)的有機材料含量可以更大，例如至少約70VOl%、或甚至至少約75V01%。然而， 某些實施方案利用了具有的有機粘結劑材料含量在約60Vol%與約85Vol%之間、如在約 65vo 1 %與約80vo 1 %之間的范圍內(nèi)的一種基體材料。
此處這些磨料部分還可以包括結合在該磨料部分中的填充劑材料。某些填充劑材料可以作為預期與正在被成型的表面進行反應的化學反應性試劑來摻入。其他填充劑材料可以包括吸濕劑、黏合劑、以及有助于該形成過程的不同的其他材料。根據(jù)一個實施方案， 該填充劑材料可以是一種成孔材料，如有助于在最終形成的磨料物品內(nèi)形成某些類型的孔隙率的微球。
如圖2中進一步展示的，該本體可以被形成為使得它結合這些增強構件202和 203，這些增強構件圍繞該中央開口 105鄰接了磨料部分204和210的外表面。在某些設計中，增強構件202和203可以延伸達外徑103的一部分，如磨料本體201的外徑103的一半。 圍繞中央開口 105來提供增強構件202和203有助于在預期將該研磨工具200固定到轉軸或機器上的位置處增強該本體201。如將會了解的，增強構件202和203可以具有與增強構件205、207和209相同的特征。
圖3包括根據(jù)一個實施方案的一種研磨工具的一部分的截面圖示。所展示的研磨工具300的一部分包括根據(jù)一個實施方案的研磨工具的外圓周。具體地，該研磨工具300的一部分可以具有一個包括如之前描述的磨料部分204、206、208、和210的本體201。此外， 該研磨工具201包括增強構件205、207、和209，它們被布置在如之前描述的磨料部分204、 206、208、和 210 之間。
值得注意的是，本體201被形成為使得它具有一個鄰近研磨輪中心并且包圍該中央開口 105的一個平坦區(qū)域301、以及在本體201的外邊緣處的一個楔形區(qū)域303。如所展示的，楔形區(qū)域303被形成為使得它具有一個在本體201的外徑處測量的平均厚度312，這個厚度顯著大于本體201在平坦區(qū)域301內(nèi)的平均厚度311。形成該楔形區(qū)域303是通過將該磨料部分210的楔形邊緣305的延伸部分來輔助的，該延伸部分與該磨料部分210的平坦區(qū)域310的外表面308成一個角度延伸。楔形區(qū)域303進一步由磨料部分204的一個楔形表面306限定，這個楔形表面與磨料部分204的表面310成一個角度延伸。如所展示的，楔形區(qū)域303可以圍繞研磨輪的外徑形成一個輪緣，其中楔形表面305和306分別從表面308和310以一個角度軸向向外延伸。楔形表面305和306可以與一條從本體的中心延伸的、基本上平行于表面308和310的半徑成一個角度而延伸，并且此外，楔形表面305和 306可以與一條延伸穿過本體201的中心的軸向軸線250成一個角度延伸。
根據(jù)一些實施方案，楔形區(qū)域303可以圍繞本體201的外周的一部分環(huán)圓周地延伸。某些設計可以利用一個貫穿本體201的整個圓周延伸的楔形區(qū)域303。盡管在此參照結合了楔形區(qū)域303的磨料物品，將會了解的是對于某些磨料物品而言，楔形區(qū)域303可能不必存在。
如所展示的，楔形區(qū)域303可以從本體201的平坦區(qū)域301徑向延伸。此處的實施方案可以形成一個具有長度330的楔形區(qū)域303，這個長度是在平行于從本體201的中心延伸的一條半徑的方向上測量的、可以是本體201的外徑103的尺寸的一個特定百分比。 例如，楔形區(qū)域303可以具有占外徑103的尺寸的至少約5%的一個長度330。在其他情況下，取決于預期的應用，該本體201具有一個楔形區(qū)域303，該楔形區(qū)域具有的長度330是該外徑103的尺寸的至少約10%，例如至少約15%，至少約20%，至少約30%，或甚至至少約35%。具體的實施方案可以利用一個楔形區(qū)域303，其中其長度330是在該外徑103的約5%與約50%之間的范圍內(nèi)，并且特別是在約5%與約35%之間，或者甚至更特別地是在約5%至約20%之間。
在其他方面，該楔形區(qū)域的長度330可以是至少約10厘米。在一些實施方案中， 楔形區(qū)域303的長度330可以更大，如至少約13厘米、至少約15厘米、或甚至至少約20厘米。然而，此處的特定實施方案可以利用具有的長度330在約10厘米與約30厘米之間、如在約10厘米與約20厘米之間的范圍內(nèi)的一個楔形區(qū)域303。
圖4包括根據(jù)一個實施方案的研磨工具的磨料部分的一個放大的圖像。如圖4所展示的，該磨料部分包括在基體材料405中包含的磨料顆粒403。此外，該研磨工具包括一個磨料部分，該部分具有一個雙峰的孔分布，該雙峰的孔分布包括具有平均大孔徑(P1)的大孔401以及具有平均小孔徑(Ps)的小孔402，其中P1 >PS。在此提及一個雙峰的孔分布是指一種連續(xù)分布，這種連續(xù)分布具有沿著曲線的、彼此分開的兩個不同的峰或局部最大值。盡管一種雙峰分布的某些嚴格定義可以要求每種模式的手段與通常的標準偏差相差至少兩倍，然而對于此處的實施方案而言，這可以不必是此種情況，并且此類實施方案可以是兩個單峰分布的一種混合。因此，代表根據(jù)此處的實施方案的孔分布的曲線可以具有兩個 (或更多)不同的峰，其中每個不同的峰與一種類型的孔隙率的平均孔徑有關。圖7包括根據(jù)此處的一個實施方案的磨料物品產(chǎn)生的孔徑分布曲線的圖。值得注意地，該孔徑分布表現(xiàn)了根據(jù)此處的實施方案的兩個不同的最大值以及一個雙峰的孔徑分布。
此處的研磨工具可以利用多個磨料部分，其中該平均大孔徑(P1)與平均小孔徑 (Ps)之間的差值百分比是基于等式(P1-Ps)/P1) X 100)為至少25%，其中P1 >PS。在其他實施方案中，該平均大孔徑(P1)與平均小孔徑(Ps)之間的差值百分比更大，例如在至少30%， 至少約50%，至少75%，或甚至至少約90%的等級上。根據(jù)此處的實施方案的某些研磨工具可以利用的該平均大孔徑與平均小孔徑之間的差值百分比是在約75%與約99%之間的范圍內(nèi)，例如在約90%與約99%之間。在以上內(nèi)容中注意到的特征是基于從使用根據(jù)實施方案的研磨工具微結構的擴大的截面圖像所獲取的測量結果產(chǎn)生的經(jīng)驗數(shù)據(jù)。具體地，該孔徑通過隨機地選擇多個孔并且測量在截面上觀察到的孔的最大尺寸而測量。
用來對在此處的實施方案進行限定的孔隙率的測量使用了作為ImageJ免費來源軟件可得的成像軟件來進行，該軟件能夠?qū)⒖紫堵逝c該本體內(nèi)的其他相區(qū)分開，對該研磨工具的截面的擴大的圖像進行分析，并且對于一個特定照相區(qū)域的孔隙率的量進行計算。 分析該研磨工具的孔隙率的方法，以及更特別是確定大孔與小孔的百分比以及它們的平均尺寸的方法可以使用一個或多個圖像完成。在一個提供了該研磨工具的放大的截面的單個圖像中，這些大孔可以通過對該圖像中的小孔進行數(shù)字掩蔽并且運行該軟件而進行分析。 使用同一圖像，小孔可以通過對大孔進行數(shù)字掩蔽并且在掩蔽了的圖像上運行該軟件而進行分析。這樣，對于一個給定的截面圖像，該軟件可以對該本體內(nèi)存在的大孔和小孔進行計算和分析。
在其他方面，該平均大孔徑(P1)與平均小孔徑(Ps)之間的差值可以是至少一個數(shù)量級。即，例如，該平均大孔徑與平均小孔徑之間的差值可以是至少兩個數(shù)量級，并且更特別是在一個數(shù)量級與三個數(shù)量級之間。
這些小孔402可以具有不大于約0. 70mm的平均小孔徑(Ps)。例如，該平均小孔徑可以是不大于約0. 65mm,如，不大于約0. 60mm,或者甚至不大于約0. 50mm。具體實施方案可以利用具有的平均小孔徑在約0. Olmm與約0. 70mm之間，如在約0. Olmm與約0. 65mm之間、 并且更具體是在約0. Olmm與約0. 60mm之間的范圍內(nèi)的小孔。
實際上，該雙峰的孔徑分布可以被控制為使得至少約80%的這些小孔具有在約 0. Olmm與約0. 70mm之間的范圍內(nèi)的孔徑。在其他例子下，至少約90%的小孔具有的孔徑是在約0. Olmm與約0. 70mm之間的范圍內(nèi)，并且更特別是至少約95%的小孔具有的孔徑是在約0. Olmm與約0. 70mm之間的范圍內(nèi)。具體的研磨工具可以被形成為使得基本上所有的這些小孔具有在約0. Olmm與約0. 70mm之間的范圍內(nèi)的孔徑。
這些小孔402可以使用成孔劑在該基體材料405中形成。適合的成孔材料可以包括有機和/或無機材料。例如，某種材料(例如聚合物材料、玻璃材料、或陶瓷材料)的珠粒或微球可以被結合到該初始混合物中，其一部分可以在處理過程中揮發(fā)從而在最終形成的磨料物品中留下孔。這樣，大多數(shù)的小孔具有圓形的截面形狀。實際上，在某些實施方案中，基本上所有的這些小孔具有圓形的截面形狀。大孔401可以是在該成形過程中可以生產(chǎn)的天然孔隙率的結果。
此外，根據(jù)此處的實施方案，這些大孔可以具有至少約0. 75mm的平均大孔徑(P1)。 在其他實施方案中，這些大孔可以具有的平均大孔徑為至少約0. 80mm，如至少約0. 90mm, 至少約1mm，或甚至至少約5mm。然而，此處的實施方案典型地利用具有的平均大孔徑(P1) 在0. 75mm與約IOmm之間，如在0. 75mm與約8mm之間、并且更特別是在約0. 8mm與約5mm 之間的范圍內(nèi)的大孔。
這些大孔401的特征可以進一步在于以下事實即，至少80 %的這些大孔具有在約0. 75mm與約IOmm之間的范圍內(nèi)的孔徑。例如，在更具體的情況下，至少約90%的大孔具有的孔徑是在0. 75mm與約IOmm之間的范圍內(nèi)，例如至少95%的等級上的大孔具有的孔徑是在約0.75mm與約IOmm之間的范圍內(nèi)。實際上，在某些實施方案中，基本上所有的這些大孔具有在約0. 75mm與約IOmm之間的范圍內(nèi)的孔徑。
總體上，此處的研磨工具的磨料部分可以具有的平均總孔隙率是該磨料部分的總體積的至少0. 5vol %。在其他情況下，該磨料部分內(nèi)的孔隙率百分比可以是更大，例如至少約Ivol %、如至少約5vol%、至少約8vol%、至少約IOvol %、至少約12vol%、至少約15ν01%、或甚至于至少約20Vol%。具體的實施方案利用了具有的孔隙率百分比在約 0. 5vol%與30vol%之間，例如在約5vol%與約30vol %之間，并且特別是在約8vol%與 25vo 1 %之間范圍內(nèi)的磨料部分。
在此描述的研磨工具可以具有使得該研磨工具適合于改進研磨和/或切割應用的特殊特征。值得注意的是，這些研磨工具的熱膨脹百分比可以被最小化。例如，此處的實施方案的這些磨料物品展示了在25°C至450°C的范圍上與常規(guī)磨料物品相比一個改進的熱膨脹百分比。值得注意的是，出于比較的目的，這些常規(guī)的磨料物品包括具有該磨料部分和增強構件的、具有相同設計的磨料。根據(jù)經(jīng)驗的證明，此處的實施方案的這些研磨工具展示了在熱膨脹百分比方面超過常規(guī)研磨工具至少約5%的下降百分比。這個下降百分比是基于等式((TEc-TEn)/TEc) X 100% )，其中TCn代表根據(jù)此處的實施方案的一種研磨工具的熱膨脹，并且 。代表一種常規(guī)的研磨工具的熱膨脹。在其他的實施方案中，熱膨脹百分比的下降百分比為至少約10 %，如至少約20 %、至少約50 %、至少約75 %、或甚至至少約 100%。具體的實施方案表現(xiàn)了熱膨脹的下降百分比是在約5%與約150%之間的范圍內(nèi)， 更具體是在約5%與約100%之間，并且甚至更具體是在約5%與約75%之間。此種區(qū)別使用標準的熱機械分析(TMA)證明。
在更具體的方面，對于此處的研磨工具，在25°C至450°C的范圍內(nèi)的熱膨脹百分比是不大于約0. 7%。將會了解的是該熱膨脹百分比是對研磨工具的線性熱膨脹的一種度量，這是通過獲取該研磨工具(包括所有其組成的磨料部分和增強構件)的一個截面樣品而測量的。在某些其他的實施方案中，該熱膨脹百分比是不大于約0.65%，如不大于約 0. 6%、或甚至不大于約0. 55%。某些實施方案可以具有在約0. 3%與約0. 7%之間的范圍內(nèi)的熱膨脹百分比，如在0. 3%與約0. 65%之間、或甚至更具體地在約0. 4%與約0. 65%之間。
另外，此處描述的研磨工具已經(jīng)證實了改進的研磨和切削特征。例如，此處的實施方案的磨料物品證明了超過常規(guī)磨料物品的改進的G比率，這個比率這是對原料去除的立方體積除以磨料物品的磨損的立方體積的一種度量。值得注意的是，出于比較的目的，這些常規(guī)的磨料物品包括具有該磨料部分和增強構件的、具有相同設計的磨料。根據(jù)經(jīng)驗證據(jù)， 此處的實施方案的研磨工具表現(xiàn)了一個超過常規(guī)的研磨工具至少約15%的G比率增大百分比，其中該增大百分比是基于等式((GN-G。)/G。)X100% )，其中&代表具有大孔以及小孔的研磨工具的G比率，并且G。代表一種常規(guī)的研磨工具的G比率。在其他實施方案中，G 比率的增大百分比為至少約20%，如至少約25%、至少約30%、至少約35%、或甚至至少約 40%。具體的實施方案展示了在約15%與約200%之間的范圍內(nèi)的G比率增大百分比，如在約15%與約150%之間的范圍內(nèi)、并且更特別地在約15%與約100%之間、并且甚至更特別地在約15%與約75%之間。
^M
形成了兩種類型的磨料物品并進行測試以便比較某些性能參數(shù)常規(guī)樣品(CSl) 以及根據(jù)此處實施方案的新樣品(NSl)。這些CSl樣品是通過形成一個磨料部分而生產(chǎn)的， 該磨料部分包括65. 3Iwt %的氧化鋁和氧化鋁-氧化鋯合金顆粒的磨料顆粒與34. 7wt%的基體材料的混合。該基體材料是由一種混合物形成，該混合物具有大致57. 3vol %的酚醛樹脂以及包括黃鐵礦填充劑、鋁氟化物(aluminofluoride)填充劑材料以及吸濕填充劑材料 (用于輔助形成最終形成的磨料物品)的一種混合物的其余量值。然后將該混合物與多層涂覆的玻璃纖維增強構件(從IPAC可商購)在一個成形室中合并而形成一個磨料預成型件。然后在該成形室中以1.6噸/平方英寸的壓力在室溫下壓制該磨料預成型件以形成最終形成的磨料物品。
這些NSl樣品是通過形成一個磨料部分而生產(chǎn)的，該磨料部分包括62. 2wt%的氧化鋁磨料顆粒與31. 5wt%的基體材料的混合。該基體材料是由一種混合物形成的，該混合物具有大致72. Svol %的酚醛樹脂以及包括黃鐵礦填充劑、鋁氟化物填充劑材料、以及吸濕填充劑材料的一種混合物的其余量值。然后將該混合物與多層涂覆的玻璃纖維增強構件 (從IPAC可商購)在一個成形室中合并而生產(chǎn)出一個磨料預成型件。在該成形室中以0. 64 噸/平方英寸的壓力在室溫下壓制該磨料預成型件以形成最終形成的磨料物品。
兩種類型的樣品被形成為具有20英寸的直徑(51cm)以及約0. 335英寸(0. 85cm) 的平均厚度。然后對這些CSl和NSl樣品進行性能測試以通過G比率來比較它們的磨削性能。這個G比率測試是使用一個Braun切斷鋸以120HP和20000表面英尺每分鐘的研磨輪速度進行操作來進行。工件為1. 5英寸的1018碳鋼棒料，以大致0. 21英寸每秒的速率進料，并且通過一次對一個棒切割總共200個切口來進行測試。對每種樣品類型(CSl和NSl) 測試并評估三個研磨輪。
圖5包括一個對CSl和NSl樣品的G比率進行比較的曲線圖的圖示。如所展示的， CSl樣品的平均G比率展示了比NSl樣品的平均G比率顯著更低的G比率。事實上，這些樣品之間基于平均G比率差值的G比率增大百分比是NSl樣品高出CSl樣品約30%。因此， 根據(jù)此處實施方案形成的樣品證明了超過常規(guī)磨料物品的改進的并且更有效的研磨能力。
對CSl和NSl樣品的線性熱膨脹百分比也進行了測試，作為衡量在高溫下使用該物品過程中的預期熱膨脹的方式。使用來自精工公司(Seiko Corporation)的TMA-120機器將這兩個樣品均在25°C至450°C之間的溫度范圍上加熱。將這些樣品以10°C /min的速率進行加熱。
圖6包括一個對CSl和NSl樣品的線性熱膨脹百分比進行比較的曲線圖的圖示。 如所展示的，CSl樣品的平均熱膨脹百分比顯著高于NSl樣品的線性熱膨脹百分比。事實上，這些CSl樣品在平均線性熱膨脹百分比方面展現(xiàn)了超過NSl樣品的幾乎30%的增大。 因此，這些NSl樣品具有顯著更低的熱膨脹，這使得它們適合于產(chǎn)生顯著溫度并且更可能避免在高溫下操作的過程中的熱誘導應力和失效的侵蝕性磨料應用，特別是在材料部件之間的界面處。
此外，如所描述的，圖7包括樣品NSl的孔徑分布的一個圖。如所展示的，NSl樣品表現(xiàn)了一個雙峰的孔徑分布，具有在310微米處代表平均小孔徑的最大值以及另一個在 4. 61mm處代表平均大孔徑的不同的最大值。
此處披露的這些方法和磨料物品代表了與現(xiàn)有技術的偏離。此處的磨料物品可以利用多種特征的組合，這些特征包括多個磨料部分，這些磨料部分具有某些利用了磨料顆粒和基體材料的磨料部分，用于形成具有特殊的直徑與厚度的長徑比的磨料結構。此外，此處的實施方案的磨料物品可以具有受控的孔隙率分布，特別是一個雙峰的孔徑分布，包括大孔以及小孔，它們被認為至少部分地對改進的性能特征負責。大孔可以通過磨料物品的結構以及氣體的釋放經(jīng)由天然成孔的路徑形成，而小孔可以經(jīng)由成孔材料形成，從而有助于控制該孔隙率。此外，這些實施方案的磨料物品可以利用其它特征，如可以包括不同特征的增強構件。
以上披露的主題應當被認為是說明性的、而非限制性的，并且所附權利要求是旨在涵蓋落在本發(fā)明的真正范圍內(nèi)的所有此類變更、增強以及其他實施方案。因此，在法律所允許的最大程度上，本發(fā)明的范圍應由對以下權利要求和它們的等效物可容許的最寬解釋來確定，并且不應受以上的詳細的說明的約束或限制。
披露的摘要是遵循專利權法而提供的，并且按以下理解而提交，S卩，它將不被用于解釋或者限制權利要求書的范圍或含義。另外，在附圖的以上詳細說明中，為了使披露精簡而可能將不同的特征集合在一起或者在一個單獨的實施方案中描述。本披露不得被解釋為反映了一種意圖，即，提出要求的實施方案要求的特征多于在每一項權利要求中清楚引述的特征。相反，如以下的權利要求所反映，發(fā)明主題可以是針對少于任何披露的實施方案的全部特征。因此，以下的權利要求被結合在附圖的詳細說明之中，而每一項權利要求自身獨立地限定了分別提出權利要求的主題。
權利要求
1.一種研磨工具，包括一個本體，該本體包括一個磨料部分，該磨料部分具有包含在一種基體材料中的磨料顆粒以及孔隙率，該孔隙率的特征在于一個雙峰的孔分布，該雙峰的孔分布包括具有平均大孔徑(P1)的大孔以及具有平均小孔徑(Ps)的小孔，其中P1 > Ps ；一個包含在該磨料部分內(nèi)的第一增強構件；以及一個在25°C至450°C的溫度范圍內(nèi)不大于約0. 7%的熱膨脹百分比。
2.如權利要求1所述的研磨工具，其中該熱膨脹百分比是不大于約0.65%。
3.如權利要求2所述的研磨工具，其中該熱膨脹百分比是不大于約0.6%。
4.如權利要求3所述的研磨工具，其中該熱膨脹百分比是不大于約0.55%。
5.如權利要求1和2中的任一項所述的研磨工具，其中該熱膨脹百分比是在約0.3% 與約0.7%之間的范圍內(nèi)。
6.如權利要求5所述的研磨工具，其中該熱膨脹百分比是在約0.3%與約0. 65%之間的范圍內(nèi)。
7.如權利要求1、2、和5中的任一項所述的研磨工具，進一步包括在該平均大孔徑(P1) 與平均小孔徑(Ps)之間的差值百分比是基于等式((P1-PsVP1)Xioo)為至少25%，其中P1 >PS。
8.如權利要求7所述的研磨工具，其中在該平均大孔徑與平均小孔徑之間的差值百分比是至少約30%。
9.如權利要求8所述的研磨工具，其中在該平均大孔徑與平均小孔徑之間的差值百分比是至少約50%。
10.如權利要求9所述的研磨工具，其中在該平均大孔徑與平均小孔徑之間的差值百分比是至少約75%。
11.如權利要求10所述的研磨工具，其中在該平均大孔徑與平均小孔徑之間的差值百分比是至少約90%。
12.如權利要求7所述的研磨工具，其中在該平均大孔徑與平均小孔徑之間的差值百分比是在約75%與約99%之間的范圍內(nèi)。
13.如權利要求12所述的研磨工具，其中在該平均大孔徑與平均小孔徑之間的差值百分比是在約90%與約99%之間的范圍內(nèi)。
14.如權利要求1、2、5、和7中的任一項所述的研磨工具，其中在該平均大孔徑與平均小孔徑之間的差值是至少一個數(shù)量級。
15.如權利要求14所述的研磨工具，其中在該平均大孔徑與平均小孔徑之間的差值是在約1個數(shù)量級與3個數(shù)量級之間的范圍內(nèi)。
16.如權利要求1、2、5、7、和14中的任一項所述的研磨工具，其中這些小孔具有不大于約0. 70mm的平均小孔徑(Ps)。
17.如權利要求16所述的研磨工具，其中這些小孔具有不大于約0.65mm的平均小孔徑 0\)。
18.如權利要求17所述的研磨工具，其中這些小孔具有不大于約0.60mm的平均小孔徑 0\)。
19.如權利要求1、2、5、7、14、和16中的任一項所述的研磨工具，其中這些小孔具有在約0. Olmm與約0. 70mm之間的范圍內(nèi)的平均小孔徑(Ps)。
20.如權利要求19所述的研磨工具，其中這些小孔具有在約0.Olmm與約0. 65mm之間的范圍內(nèi)的平均小孔徑(Ps)。
21.如權利要求20所述的研磨工具，其中這些小孔具有在約0.Olmm與約0. 60mm之間的范圍內(nèi)的平均小孔徑(Ps)。
22.如權利要求1、2、5、7、14、16、和19中的任一項所述的研磨工具，其中這些大孔具有至少約0. 75mm的平均大孔徑(Ps)。
23.如權利要求22所述的研磨工具，其中這些大孔具有至少約0.80mm的平均大孔徑 (P1)0
24.如權利要求23所述的研磨工具，其中這些大孔具有至少約0.90mm的平均大孔徑 (P1)0
25.如權利要求M所述的研磨工具，其中這些大孔具有至少約Imm的平均大孔徑(P1)。
26.如權利要求22所述的研磨工具，其中這些大孔具有在約0.75mm與約IOmm之間的范圍內(nèi)的平均大孔徑(P》。
27.如權利要求沈所述的研磨工具，其中這些大孔具有在約0.75mm與約8mm之間的范圍內(nèi)的平均大孔徑(P》。
28.如權利要求27所述的研磨工具，其中這些大孔具有在約0.8mm與約5mm之間的范圍內(nèi)的平均大孔徑(P》。
29.如權利要求1、2、5、7、14、16、19、和22中的任一項所述的研磨工具，其中該本體具有被定義為直徑與厚度之間的比率的為至少約10 1的長徑比。
30.如權利要求四所述的研磨工具，其中該長徑比是至少約20 1。
31.如權利要求30所述的研磨工具，其中該長徑比是在約10 1與約100 1之間的范圍內(nèi)。
32.—種研磨工具，包括一個本體，該本體包括一個磨料部分，該磨料部分具有包含在一種基體材料中的磨料顆粒以及孔隙率，該孔隙率的特征在于一個雙峰的孔徑分布，該雙峰的孔徑分布包括具有平均大孔徑(P1)的大孔以及具有平均小孔徑(Ps)的小孔，其中P1 > Ps ；一個包含在該磨料部分內(nèi)的第一增強構件；并且其中該本體具有被定義為直徑與厚度之間的比率的為至少約10 1的長徑比。
33.如權利要求32所述的研磨工具，其中這些小孔具有不大于約0.70mm的平均小孔徑 0\)。
34.如權利要求33所述的研磨工具，其中至少約80%的這些小孔具有在約0.Olmm與約0. 70mm之間的范圍內(nèi)的孔徑。
35.如權利要求34所述的研磨工具，其中至少約90%的這些小孔具有在約0.Olmm與約0. 70mm之間的范圍內(nèi)的孔徑。
36.如權利要求35所述的研磨工具，其中至少約95%的這些小孔具有在約0.Olmm與約0. 70mm之間的范圍內(nèi)的孔徑。
37.如權利要求36所述的研磨工具，其中基本上所有的這些小孔具有在約0.Olmm與約 0. 70mm之間的范圍內(nèi)的孔徑。
38.如權利要求32、和33中的任一項所述的研磨工具，其中這些大孔具有至少約 0. 75mm的平均大孔徑(P1)。
39.如權利要求38所述的研磨工具，其中至少約80%的這些大孔具有在約0.75mm與約IOmm之間的范圍內(nèi)的孔徑。
40.如權利要求39所述的研磨工具，其中至少約90%的這些大孔具有在約0.75mm與約IOmm之間的范圍內(nèi)的孔徑。
41.如權利要求40所述的研磨工具，其中至少約95%的這些大孔具有在約0.75mm與約IOmm之間的范圍內(nèi)的孔徑。
42.如權利要求41所述的研磨工具，其中基本上所有的這些大孔具有在約0.75mm與約 IOmm之間的范圍內(nèi)的孔徑。
43.如權利要求32、33、和38中的任一項所述的研磨工具，其中大多數(shù)的這些小孔具有圓形的截面形狀。
44.根據(jù)權利要求43所述的研磨工具，其中基本上所有的這些小孔具有圓形的截面形狀。
45.一種研磨工具，包括 一個本體，該本體包括一個磨料部分，該磨料部分具有包含在一種基體材料中的磨料顆粒以及孔隙率，其中該磨料部分包括一個雙峰的孔分布，該雙峰的孔分布包括具有平均大孔徑(P1)的大孔以及具有平均小孔徑(Ps)的小孔，其中P1 > Ps，并且其中該基體材料包括至少約60Vol%的有機材料；以及一個包含在該磨料部分內(nèi)的第一增強構件。
46.如權利要求45所述的研磨工具，其中該本體包括一個圓柱形的形狀。
47.如權利要求45和46中的任一項所述的研磨工具，其中該本體包括至少約45cm的外徑。
48.如權利要求45、46、和47中的任一項所述的研磨工具，其中該本體包括不大于約 3cm的平均厚度。
49.如權利要求48所述的研磨工具，其中該平均厚度在約0.5cm與約2cm之間的范圍內(nèi)。
50.如權利要求45、46、47、和48中的任一項所述的研磨工具，其中該本體包括一個楔形區(qū)域，該楔形區(qū)域圍繞該本體的外周的一部分環(huán)圓周地延伸。
51.如權利要求50所述的研磨工具，其中該楔形區(qū)域貫穿該本體的整個圓周而延伸。
52.如權利要求50所述的研磨工具，其中該楔形區(qū)域從該本體的一個平坦區(qū)域徑向延伸。
53.如權利要求52所述的研磨工具，其中該本體的楔形區(qū)域包括的平均厚度大于該本體的平坦區(qū)域的平均厚度。
54.如權利要求45、46、47、48、和50中的任一項所述的研磨工具，其中該本體包括穿過該本體的厚度延伸的一個中央開口。
55.如權利要求45、46、47、48、50、和M中的任一項所述的研磨工具，其中該基體材料包括一種有機材料。
56.如權利要求55所述的研磨工具，其中該基體材料包括選自以下材料的組的一種材料，該材料的組由以下各項組成天然的有機物質(zhì)、合成的有機物質(zhì)、以及它們的一種組合。
57.如權利要求56所述的研磨工具，其中該基體材料包括一種樹脂。
58.如權利要求45、46、47、48、50、54、和55中的任一項所述的研磨工具，其中該基體材料包括一種選自下組的樹脂材料，該組由以下各項組成聚酰亞胺類、聚酯類、聚苯并咪唑類、聚氨酯類、蟲膠類、酚醛樹脂類、環(huán)氧樹脂類、氰酸酯類、以及它們的一種組合。
59.如權利要求45、46、47、48、50、54、55、和58中的任一項所述的研磨工具，其中該磨料部分包括占該磨料部分的總體積至少約30Vol%的基體材料。
60.如權利要求59所述的研磨工具，其中該磨料部分包括占該磨料部分的總體積至少約40vol%的基體材料。
61.如權利要求60所述的研磨工具，其中該磨料部分包括占該磨料部分的總體積至少約42vol%的基體材料。
62.如權利要求59所述的研磨工具，其中該磨料部分包括占該磨料部分的總體積約 30vol%與約56vol%之間的基體材料。
63.如權利要求62所述的研磨工具，其中該磨料部分包括占該磨料部分的總體積約 30vol%與約50vol%之間的基體材料。
64.如權利要求63所述的研磨工具，其中該磨料部分包括占該磨料部分的總體積約 40vol%與約48vol%之間的基體材料。
65.如權利要求45、46、47、48、50、54、55、58、和59中的任一項所述的研磨工具，其中該基體材料包括占該基體材料的總體積的至少約65vol%的有機材料。
66.如權利要求65所述的研磨工具，其中該基體材料包括占該基體材料的總體積至少約70VOl%的有機材料。
67.如權利要求45、46、47、48、50、54、55、58、59、和64中的任一項所述的研磨工具，其中該基體材料包括占該基體材料的總體積的約60vol %與約85vol %之間的有機材料。
68.如權利要求67所述的研磨工具，其中該基體材料包括占該基體材料的總體積約 65vol%與約80vol%之間的有機材料。
69.一種研磨工具，包括一個本體，該本體包括一個磨料部分，該磨料部分包括包含在一種基體材料中的磨料顆粒、大孔以及小孔，其中這些大孔具有平均大孔徑(P1)并且這些小孔具有平均小孔徑(Ps)，并且在該平均大孔徑 (P1)與平均小孔徑(Ps)之間的差值百分比是基于等式((P1-Ps)/Pi) X 100)為至少25%，其中 P1 > Ps ；一個包含在該磨料部分內(nèi)的第一增強構件；以及一個超過常規(guī)的研磨工具至少約15%的G比率增大百分比，其中該增大百分比是基于等式(( - ) /Gc) X 100)，其中&代表具有大孔以及小孔的研磨工具的G比率，并且G。代表一種常規(guī)的研磨工具的G比率。
70.如權利要求69所述的研磨工具，其中該G比率增大百分比是至少約20%。
71.如權利要求70所述的研磨工具，其中該G比率增大百分比是至少約25%。
72.如權利要求71所述的研磨工具，其中該G比率增大百分比是至少約30%。
73.如權利要求72所述的研磨工具，其中該G比率增大百分比是至少約35%。
74.如權利要求69所述的研磨工具，其中該G比率增大百分比是在約15%與約200% 之間的范圍內(nèi)。
75.如權利要求74所述的研磨工具，其中該G比率增大百分比是在約15%與約150% 之間的范圍內(nèi)。
76.如權利要求75所述的研磨工具，其中該G比率增大百分比是在約15%與約100% 之間的范圍內(nèi)。
77.如權利要求69和70中的任一項所述的研磨工具，其中這些磨料顆粒包括一種無機材料。
78.如權利要求77所述的研磨工具，其中這些磨料顆粒包括選自以下材料的組的一種材料，該材料的組由以下各項組成氧化物類、碳化物類、硼化物類、氮化物類、以及它們的組合。
79.如權利要求78所述的研磨工具，其中這些磨料顆粒主要由氧化物構成。
80.如權利要求78所述的研磨工具，其中這些磨料顆粒包含選自以下氧化物的組的一種氧化物材料，該氧化物的組由以下各項組成氧化鋁、氧化鋯、硅石、以及它們的組合。
81.如權利要求69、70、和77中的任一項所述的研磨工具，其中這些磨料顆粒由超級磨料材料組成。
82.如權利要求81所述的研磨工具，其中這些超級磨料顆粒包含選自下組的一種材料，該組由以下各項組成金剛石、立方氮化硼、以及它們的組合。
83.如權利要求81所述的研磨工具，其中這些磨料顆粒主要由金剛石構成。
84.如權利要求69、70、77、和81中的任一項所述的研磨工具，其中該第一增強構件是一種紡織的構件。
85.如權利要求84所述的研磨工具，其中該第一增強構件包括一種有機材料。
86.如權利要求85所述的研磨工具，其中該第一增強構件包括聚酰亞胺、聚酰胺、聚酯、芳族聚酰胺、以及它們的組合。
87.如權利要求69、70、77、81、和84中的任一項所述的研磨工具，其中該第一增強構件包括一種無機材料。
88.如權利要求87所述的研磨工具，其中該第一增強構件包括選自以下材料的組的一種無機材料，該材料的組由以下各項組成陶瓷材料、玻璃材料、玻璃陶瓷材料、以及它們的組合。
89.如權利要求88所述的研磨工具，其中該第一增強構件包括一種玻璃纖維。
90.如權利要求89所述的研磨工具，其中該第一增強構件包括酚醛樹脂涂覆的玻璃纖維。
91.如權利要求69、70、77、81、84、和87中的任一項所述的研磨工具，其中該第一增強構件穿過該本體的整個直徑而延伸。
92.如權利要求91所述的研磨工具，其中該第一增強構件是一種包括一個第一主表面以及一個第二主表面的平面構件，并且其中該磨料部分覆蓋在該第一主表面上。
93.如權利要求92所述的研磨工具，其中該磨料部分覆蓋在該第二主表面上。
94.如權利要求92所述的研磨工具，其中該磨料部分是與該第一主表面以及第二主表面直接接觸的。
95.如權利要求92所述的研磨工具，其中該磨料部分基本上覆蓋了該整個第一主表面以及第二主表面。
96.如權利要求69、70、77、81、84、87、和91中的任一項所述的研磨工具，其中該本體包括一個平均厚度，并且至少約3%的平均厚度包括該第一增強構件。
97.如權利要求69、70、77、81、84、87、91、和96中的任一項所述的研磨工具，其中該本體進一步包括在該磨料部分內(nèi)的一個第二增強構件。
98.如權利要求97所述的研磨工具，其中該第一增強構件以及第二增強構件是彼此間隔開的。
99.如權利要求98所述的研磨工具，其中該磨料部分的一部分是布置在該第一增強構件與該第二增強構件之間的。
100.如權利要求69、70、77、81、84、87、91、96、和97中的任一項所述的研磨工具，其中該磨料部分包括占該磨料部分的總體積至少約40Vol%的磨料顆粒。
101.如權利要求100所述的研磨工具，其中該磨料部分包括占該磨料部分的總體積至少約44vol%的磨料顆粒。
102.如權利要求100所述的研磨工具，其中該磨料部分包括占該磨料部分的總體積約 40vol%與約60vol%之間的磨料顆粒。
103.如權利要求102所述的研磨工具，其中該磨料部分包括占該磨料部分的總體積約 40vol%與約Mvol%之間的磨料顆粒。
104.如權利要求103所述的研磨工具，其中該磨料部分包括占該磨料部分的總體積約 42vol%與約50vol%之間的磨料顆粒。
全文摘要
一種研磨工具，該研磨工具具有一個本體，該本體包括一個磨料部分，該磨料部分具有包含在一種基體材料中的磨料顆粒以及孔隙率，該孔隙率的特征在于一個雙峰的孔分布，該雙峰的孔分布包括具有平均大孔徑(P1)的大孔以及具有平均小孔徑(Ps)的小孔，其中P1＞Ps。該研磨工具的本體進一步包括包含在該磨料部分內(nèi)的一個第一增強構件、以及在25℃至450℃的溫度范圍內(nèi)不大于約0.7％的熱膨脹百分比。
文檔編號B24D5/04GK102497959SQ201080038992
公開日2012年6月13日 申請日期2010年8月3日 優(yōu)先權日2009年8月3日
發(fā)明者A·M·邦納, D·S·松本, E·C·佛蘭克伊斯, K·S·促野伍, M·W·克萊特, M·吉瓦納撒姆 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