本公開涉及一種磨料制品，特別是涉及一種具有包含聚合物材料的芯的磨料制品。

通常出于安全和美觀的原因而使用磨輪來勾勒和/或斜切扁平材料例如由玻璃或金屬制成的片材的邊緣。這樣的磨輪可包括含金剛石的磨輪并可用來為各種工業(yè)塑造材料邊緣，包括但不限于汽車、建筑、家具和器具工業(yè)。某些現(xiàn)有技術(shù)磨輪在美國專利號3,830,020、4,457,113、6,769,964和美國公布號20090017736中有述。市售磨邊輪通常包括重金屬芯部分和設(shè)置于金屬芯的周緣處的異形粘結(jié)磨料。

磨邊工具伴隨許多未解決的問題并繼續(xù)存在對改進(jìn)的產(chǎn)品的需要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)一個方面，磨料制品包含設(shè)置于芯的周緣表面的內(nèi)部凹進(jìn)內(nèi)的粘結(jié)磨料體，其中所述芯包含聚合物材料和增強(qiáng)纖維，并且其中所述芯具有在0.45MPa下至少約130℃的熱撓曲溫度(HDT)和不大于3％的收縮率。

根據(jù)另一個方面，磨料制品包含設(shè)置于芯的周緣表面的內(nèi)部凹進(jìn)內(nèi)的粘結(jié)磨料體，其中所述芯包含聚合物材料和增強(qiáng)纖維，所述增強(qiáng)纖維具有至少10至不大于5000的平均長/寬的縱橫比。

在另一個方面，磨料制品包含設(shè)置于芯的周緣表面的內(nèi)部凹進(jìn)內(nèi)的粘結(jié)磨料體，其中所述芯包含聚合物材料并還包含內(nèi)部和環(huán)繞所述內(nèi)部的周緣設(shè)置的外徑向部，其中所述外徑向部包含不同于所述內(nèi)部的厚度(T_ir)的厚度(T_or)。

在另一個方面，制造磨輪的方法包括向模具中插入粘結(jié)磨料體和繞所述粘結(jié)磨料體的至少一部分注塑芯來形成一體地粘結(jié)的磨料制品，其中所述芯包含聚合物材料并具有在0.45MPa下至少130℃的HDT和不大于3％的收縮率，并且其中所述粘結(jié)磨料體設(shè)置在所述芯的周緣表面的內(nèi)部凹進(jìn)內(nèi)。

附圖說明

結(jié)合附圖，本公開可得到更好的理解，并且其眾多特征和優(yōu)點將會對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見。

圖1示出流程圖，示意了制造根據(jù)一個實施例的磨料制品的方法。

圖2A示出根據(jù)一個實施例的磨輪的橫截面示意圖。

圖2B示出根據(jù)一個實施例的磨輪的橫截面示意圖。

圖3A示出根據(jù)一個實施例包含振動衰減層的磨輪的橫截面示意圖。

圖3B示出根據(jù)另一個實施例包含振動衰減層的磨輪的橫截面示意圖。

圖3C示出根據(jù)再一個實施例包含振動衰減層的磨輪的橫截面示意圖。

圖4示出根據(jù)一個實施例在芯與粘結(jié)磨料體之間的耦合連接的示意。

圖5示出根據(jù)一個實施例的磨輪的橫截面示意圖，示意了芯的直徑(D)和芯的最大厚度(t)。

圖6A示出根據(jù)一個實施例的磨輪的一段的橫截面示意圖，示意了粘結(jié)磨料體的最大厚度T_bm和芯的最大厚度T_cm。

圖6B示出根據(jù)一個實施例的磨輪的一段的橫截面示意圖，示意了粘結(jié)磨料體的最大厚度T_bm和芯的最大厚度T_cm。

圖7示出根據(jù)一個實施例的磨輪的橫截面示意圖，示意了外徑向部的厚度(T_or)和內(nèi)部的厚度(T_ir)。

圖8示出照片，示意了根據(jù)一個實施例裝配于鋼試驗輪轂上的注塑芯。

具體實施方式

如本文所用，術(shù)語“包含”、“包括”、“具有”或它們的任何其他變型意在涵蓋非排他性包括。例如，包含特征列表的工藝、方法、制品或裝置不一定僅限于這些特征而是可包括未明確列出的或此類工藝、方法、制品或裝置所固有的其他特征。

如本文所用，且如果不是明確指出相反，“或”指包括性的或而非排他性的或。例如，條件A或B由以下中的任一滿足：A為真(或存在)且B為假(或不存在)，A為假(或不存在)且B為真(或存在)，A和B二者均為真(或存在)。

另外，“一個”或“一種”的使用用來描述本文所述的要素和部件。這僅僅是為了方便和給出本發(fā)明的范圍的一般意義。本描述應(yīng)理解為包括一種或至少一種并且單數(shù)也包括復(fù)數(shù)，很明顯另有所指除外。

下面結(jié)合附圖僅以示例性方式描述本公開的各種實施例。

根據(jù)一個實施例，也如圖1中所示，制造本公開的磨料制品的方法可包括以下步驟：1)提供模具101；2)向模具中插入粘結(jié)磨料102；3)注塑芯103；4)使所述芯冷卻和凝固104；和5)從模具中取出磨料制品105。

所述模具可設(shè)計為具有與磨輪的芯的外形相對應(yīng)的內(nèi)容積。粘結(jié)磨料體可插入到模具中，例如插入到模具的周緣附近或周緣處，以便在注塑過程中粘結(jié)磨料體可由注入的聚合物材料包覆成型。

注塑溫度取決于用來形成芯的聚合物材料的類型。通常，注塑溫度可比用熔融聚合物材料填充磨具所需的最小溫度高至少約25℃至約50℃。在一個實施例中，注塑溫度可為至少230℃，如至少250℃或至少280℃。在另一個實施例中，注塑溫度可不高于400℃，如不高于350℃或不高于300℃。應(yīng)理解，注塑溫度可在任何上述最小和最大值之間的范圍內(nèi)，如約230℃至約380℃、約250℃至約350℃或約280℃至約330℃。

在使所述芯冷卻和凝固后，可將粘結(jié)磨料體設(shè)置在芯的周緣表面的內(nèi)部凹進(jìn)內(nèi)。

在又一個實施例中，制造磨料制品的方法可包括在芯的至少一部分與粘結(jié)磨料體的至少一部分之間添加振動衰減層。振動衰減層的引入可在向粘結(jié)磨料體注塑芯之前完成。例如，振動衰減層可部分地或臨時地固定到粘結(jié)磨料體的至少一部分。可將粘結(jié)磨料體和振動衰減層設(shè)置在模具中。其后，可向模具中注入材料以形成芯并粘結(jié)芯到振動衰減層和粘結(jié)磨料體。

如圖2A和2B中所示實施例中所顯示，通過上述方法形成的磨料制品20包含芯21和粘結(jié)磨料體23，其中芯21包含聚合物材料。在一個特定的情況下，可將粘結(jié)磨料體設(shè)置在芯的周緣表面的內(nèi)部凹進(jìn)內(nèi)。

芯21可包含將促進(jìn)粘結(jié)磨料體的性能改善的特定聚合物材料，所述性能包括但不限于強(qiáng)度、耐磨性、振動衰減和可制造性方面。

在一個實施例中，本公開的磨料制品的芯可具有在0.45MPa下至少約130℃、如至少約140℃、至少約150℃、至少約160℃、至少約180℃、至少約200℃、至少約230℃、至少約250℃或至少約260℃的特定熱撓曲溫度(HDT)。在另一個非限制性實施例中，所述芯在0.45MPa下的HDT可不高于400℃，如不高于380℃或不高于360℃。應(yīng)理解，所述芯在0.45MPa下的HDT可在任何上述最小和最大值之間的范圍內(nèi)，如約130℃至約400℃、約200℃至約350℃或約250℃至約330℃。

在另一個實施例中，磨料制品的芯21可具有不大于3％、如不大于2％、不大于1.5％、不大于1.0％、不大于0.8％、不大于0.5％、不大于0.3％、不大于0.1％或不大于0.05％的收縮率。在一個特別的實施例中，收縮率可不大于0.1％。

在另一個實施例中，所述芯的收縮率為至少0.001％或至少0.005％。應(yīng)理解，所述芯的收縮率可在任何上述最小和最大值之間的范圍內(nèi)，如0.001％至3％、0.005％至1％或0.001％至0.1％。

在又一個實施例中，磨料制品的芯21可具有至少45kJ/m²、如至少50kJ/m²、至少55kJ/m²、至少60kJ/m²、至少80kJ/m²、至少100kJ/m²或至少150kJ/m²的Charpy沖擊，在另一個方面，Sharpy沖擊可不大于300kJ/m²或不大于250kJ/m²。應(yīng)理解，Charpy沖擊可在任何上述最小和最大值之間的范圍內(nèi)，如45kJ/m²至300kJ/m²、50kJ/m²至250kJ/m²或100kJ/m²至180kJ/m²。

在一個實施例中，芯21可包含聚合物材料，所述聚合物材料選自聚酰胺(PA)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚苯硫醚(PPS)、乙烯-四氟乙烯(ETFE)、聚醚酮(PEEK)、聚酯(PE)、聚乙烯亞胺(PEI)、聚醚砜(PESU)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酞酰胺(PPA)、聚(對-苯硫醚)、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、PC-ABS或它們的任何組合。在一個方面，聚合物材料可為尼龍、PBT、PPS或PC-ABS。所述尼龍可例如為尼龍6、尼龍66、尼龍610、尼龍612、尼龍66/6、尼龍410或尼龍46。在一個特別的實施例中，所述芯的聚合物材料可基本上由PPS組成。在另一個特別的實施例中，所述芯的聚合物材料可基本上由PC-ABS組成。在另一個實施例中，所述芯的聚合物材料可基本上不含尼龍。

在另一個實施例中，芯21可還含分布在聚合物材料內(nèi)的增強(qiáng)纖維和/或粉末。所述增強(qiáng)纖維可包括例如玻璃纖維、碳纖維、陶瓷纖維、有機(jī)纖維、礦物纖維或它們的組合。合適的粉末可為例如碳酸鈣、玻璃粉末、礦物粉末或滑石。

在一個特別的實施例中，所述芯的增強(qiáng)纖維可基本上由碳纖維組成。在另一個特別的實施例中，所述芯的增強(qiáng)纖維可基本上由玻璃纖維組成。“基本上由……組成”應(yīng)理解為僅含不可避免的雜質(zhì)的僅一種特定纖維類型。

基于所述芯的總重量計，芯中所含增強(qiáng)纖維和/或粉末的量可為至少約1重量％，如至少約5重量％、至少約10重量％、至少約15重量％、至少約20重量％、至少約25重量％或至少約30重量％。在另一個方面，增強(qiáng)纖維和/或粉末的量可不大于60重量％，如不大于55重量％、不大于50重量％、不大于45重量％或不大于40重量％。應(yīng)理解，所述芯中所含增強(qiáng)纖維和/或粉末的量可在任何上述最小和最大值之間的范圍內(nèi)，如基于芯的總重量計，約5重量％至約50重量％、約15重量％至約40重量％、約30重量％至約50重量％或約20重量％至約35重量％。

在一個實施例中，增強(qiáng)纖維可具有至少約3、如至少約5、至少約10、至少約30、至少約50、至少約100、至少約500或至少約800的平均長/寬的縱橫比。在另一個實施例中，增強(qiáng)纖維的主要縱橫比可不大于5000，如不大于3500、不大于2000、不大于1200、不大于1100或不大于1000。應(yīng)理解，增強(qiáng)纖維的平均縱橫比可在任何上述最小和最大值之間的范圍內(nèi)，如約3至約5000、約3至約1300、約10至約1200、約100至約1200、約500至約1200、約700至約1200或約800至約1200。

在一個實施例中，本公開的磨料制品的芯可基本上由聚合物材料和增強(qiáng)纖維組成，增強(qiáng)纖維以基于芯的總重量計30至50重量％的量存在并具有500至1200的平均長/寬的縱橫比。

在一個特別的實施例中，所述芯可包含PPS和碳纖維，所述碳纖維具有約800至約1200的平均縱橫比，其中所述芯可具有不大于0.1％的收縮率和至少約20.0GPa的拉伸強(qiáng)度。

在另一個特別的實施例中，所述芯可包含PC-ABS和玻璃纖維，所述玻璃纖維具有約800至約1200的平均縱橫比，其中所述芯可具有不大于0.1％的收縮率和至少約20.0GPa的拉伸強(qiáng)度。

根據(jù)一個實施例，磨料制品的芯21可構(gòu)成磨料制品的總體積的大部分。例如，在一個實施例中，基于磨料制品的總體積計，所述芯可為至少約60體積％，如至少約70體積％、至少約75體積％、至少80體積％或至少85體積％。此外，在另一個非限制性實施例中，所述芯可不大于磨料制品的約99體積％，如不大于約97體積％、不大于約95體積％或不大于約90體積％。應(yīng)理解，基于磨料制品的總體積計，磨料制品的芯的體積百分?jǐn)?shù)可在任何上述最小和最大值之間的范圍內(nèi)，如約65體積％至約99體積％、約70體積％至約95體積％或約80體積％至約95體積％。

粘結(jié)磨料體22可設(shè)置在芯21的周緣表面處的凹進(jìn)中并可包含固定于粘結(jié)材料中的磨粒。合適的磨粒可包括例如氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、金剛石、立方氮化硼、碳化硅、碳化硼、氧化鋁、氮化硅、碳化鎢、氧化鋯或它們的組合。在一個特別的方面，粘結(jié)磨料的磨粒為金剛石顆粒。在至少一個實施例中，磨粒可基本上由金剛石組成。

粘結(jié)磨料體中所含磨粒可具有適于促進(jìn)特定磨削性能的平均粒度。例如，所述磨粒可具有小于約2000μm、如小于約1000μm、小于約500μm或小于約300μm的尺寸。在另一個方面，所述磨粒可具有至少0.01μm、如至少0.1μm、至少約1μm、至少5μm或至少10μm的尺寸。應(yīng)理解，粘結(jié)磨料中所含磨粒的尺寸可在任何上述最小和最大值之間的范圍內(nèi)，如約0.01μm至約2000μm、約1μm至約500μm、約5μm至約300μm或約50μm至約150μm。

粘結(jié)磨料體的粘結(jié)材料可包括無機(jī)材料、有機(jī)材料和它們的組合。用作粘結(jié)材料的合適無機(jī)材料可包括金屬、玻璃、玻璃-陶瓷和它們的組合。例如，無機(jī)粘結(jié)材料可包含一種或多種金屬組成或元素如Cu、Sn、Fe、W、WC、Co及它們的組合。有機(jī)材料可包括樹脂，例如熱固性樹脂、熱塑性樹脂和它們的組合。例如，一些合適的樹脂可包括酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酯、氰酸酯、蟲膠、聚氨酯、橡膠、聚酰亞胺和它們的組合。

還如圖2A和2B的實施例中所示，粘結(jié)磨料體可包括磨削于其中的V-形22或U-形23型材，其將再現(xiàn)于待塑造的材料上。

取決于工件，本公開的磨料制品可選自一系列合適的尺寸以促進(jìn)高效的磨削。在一個實施例中，磨料制品可包括直徑至少約25mm、如至少約30mm或至少約50mm的磨輪。在另一個實施例中，輪直徑可不大于500mm，如不大于450mm、不大于300mm或不大于200mm。應(yīng)理解，輪直徑可在任何上述最小和最大值之間的范圍內(nèi)，如約25mm至約500mm、約50mm至約250mm或約25mm至約150mm。

在一個實施例中，本公開的磨料制品可包含設(shè)置于芯的至少一部分與粘結(jié)磨料體的至少一部分之間的振動衰減層。

圖3A示出了一個實施例，其中振動衰減層33含在芯31的凹進(jìn)中粘結(jié)磨料體32的頂表面35上和底表面36上，并且其中振動衰減層33在粘結(jié)磨料體的頂表面35和底表面36的整個長度上延伸。

圖3B顯示了其中振動衰減層含在粘結(jié)磨料體32后面、芯31的凹進(jìn)中磨料體的側(cè)表面37上并在粘結(jié)磨料體的整個側(cè)表面37上延伸的實施例。

如圖3C中進(jìn)一步所示，振動衰減層33也可含在芯31的凹進(jìn)中粘結(jié)磨料體的側(cè)表面37上以及頂表面和底表面35、36上。在圖3C的實施例中，振動衰減層在粘結(jié)磨料體的整個頂表面35、整個底表面36和整個側(cè)表面37上延伸。

在一個方面，振動衰減層33可包含適于衰減磨料制品30的磨削操作過程中在粘結(jié)磨料體32處產(chǎn)生的振動的材料。在至少一個實施例中，振動衰減層33可還促進(jìn)磨料制品的制造和促進(jìn)形成過程中粘結(jié)磨料體32與芯31的接合。在一個特別的實施例中，振動衰減層33可包含聚合物材料。聚合物材料的一些合適例子可包括熱塑性橡膠或熱固性橡膠或熱塑性彈性體。例如，振動衰減層33可包含有機(jī)硅、聚氨酯、苯乙烯-丁二烯(SBR)或它們的組合。在一個特別的方面，振動衰減層33可基本上由有機(jī)硅組成。

在另一個方面，振動衰減層33可具有至少約50MPa、如至少約60MPa、至少約80MPa或至少約100MPa的拉伸模量。在又一個方面，拉伸模量可不大于約200MPa，如不大于約180MPa或不大于約150MPa。應(yīng)理解，拉伸模量可在任何上述最小和最大值之間的范圍內(nèi)，如約50MPa至約200MPa、約60MPa至約170MPa或約100MPa至約150MPa。

在又一個方面，振動衰減層33可具有至少0.2MPa、如至少0.5MPa或至少2MPa的壓縮模量(CM)。在再一個方面，振動衰減層的CM可不大于約10MPa，如不大于約8MPa或不大于約7MPa。應(yīng)理解，CM可在任何上述最小和最大值之間的范圍內(nèi)，如約0.2MPa至約9MPa或約0.3MPa至約5MPa。

在另一個實施例中，振動衰減層可具有促進(jìn)性能改善的合適厚度。例如，振動衰減層的厚度可為至少約0.0.05mm，如至少約0.2mm或至少約0.3mm。在又一個實施例中，振動衰減層的厚度可不大于2.0mm，如不大于1.6mm或不大于1.3mm。應(yīng)理解，振動衰減層的厚度可在任何上述最小和最大值之間的范圍內(nèi)，如約0.1mm至約2.0mm、約0.2至約1.5mm或約0.3mm至約1.0mm。

在又一個方面，基于振動衰減層在0.1MPa下的厚度，振動衰減層的厚度可在至少約10MPa的壓力下減小至少3％。

芯和粘結(jié)磨料體可直接或間接地耦合于一起。在一個實施例中，芯和粘結(jié)磨料體可由摩擦力結(jié)合于一起，其可不一定包括內(nèi)聚粘結(jié)或機(jī)械緊固件。在另一個方面，粘結(jié)磨料體可用粘合劑附接到芯。在又一個實施例中，粘結(jié)磨料體和芯可包含耦合連接，其可呈機(jī)械互鎖的形式。

看圖4，其顯示了示出芯41與粘結(jié)磨料體42之間呈機(jī)械互鎖形式的耦合連接的橫截面的實施例。機(jī)械互鎖可例如在注塑芯的過程中通過用熔融聚合物基材料填充粘結(jié)磨料體42的表面上提供的錐形通道43來形成。在芯41凝固后，即可建立楔形榫頭類型的緊固件結(jié)構(gòu)。

在另一個實施例中，粘結(jié)磨料體的一個或多個表面可具有將促進(jìn)粘結(jié)磨料體與芯之間改善的耦合的表面紋理。例如，粘結(jié)磨料體的一個或多個表面可通過刷擦或噴砂來粗糙化，或可施加機(jī)械結(jié)構(gòu)化，例如通過壓印蜂窩結(jié)構(gòu)。

在一個實施例中，如圖5的橫截面視圖中所顯示，磨料制品50可具有可促進(jìn)磨料制品50的制造和性能的特定芯51外徑(D)/芯51最大厚度(t)比率。例如，在一個方面，磨料制品可具有至少約10:1、如至少約12:1或至少約15:1的比率(D:t)。在另一個方面，比率(D:t)可不大于約30:1，如不大于約25:1或不大于約20:1。應(yīng)理解，芯直徑(D)/最大芯厚度(t)的比率可在任何上述最小和最大值之間的范圍內(nèi)，如約35:1至約10:1，約20:1至約10:1或約15:1至約10:1。

在另一個實施例中，如圖6A和6B中所顯示，磨料制品可具有特定的粘結(jié)磨料體62最大厚度(t_bm)/粘結(jié)磨料體頂表面和底表面近旁芯61最大厚度(t_cm)比率。在一個方面，比率(t_bm:t_cm)為至少約1:2，如至少約1:1.5或至少約1:1。在另一個方面，比率(t_bm:t_cl)可不大于約5:1，如不大于約3:1或不大于約2:1。應(yīng)理解，粘結(jié)磨料體的最大厚度/芯的最低厚度的比率可在任何上述最小和最大值之間的范圍內(nèi)，如約1:2至約5:1、約1:1至約3:1或約1:1至約2:1。

在再一個實施例中，如圖7中所顯示，本公開的磨料制品可包含芯71，其具有內(nèi)部和環(huán)繞所述內(nèi)部的周緣設(shè)置的外徑向部，其中所述外徑向部包含不同于所述內(nèi)部的厚度(T_ir)的厚度(T_or)。在一個實施例中，外徑向部厚度(T_or)/內(nèi)部厚度(T_ir)的比率(T_or:T_ir)可為至少約1.5:1，如至少約2:1或至少約3:1。在另一個實施例中，比率T_or:T_ir可不大于約10:1，如不大于約8:1或不大于約6:1。應(yīng)理解，T_or:T_ir的比率可在任何上述最小和最大值之間的范圍內(nèi)，如約1.5:1至約10:1、約2:1至約8:1或約6:1至約2:1。

圖8示出了根據(jù)一個實施例裝配于鋼試驗輪轂上的注塑砂輪。

本公開的磨料制品可設(shè)計用于塑造工件的邊緣。工件可為無機(jī)或有機(jī)材料，如玻璃、塑料、陶瓷或金屬。在一個特別的實施例中，工件可包括玻璃，包括但不限于汽車玻璃、建筑玻璃、家具玻璃、光學(xué)玻璃及顯示器和/或翻蓋電子設(shè)備(例如，手機(jī))中使用的玻璃。工件還可以是結(jié)晶的，如單晶的或多晶的，包括但不限于藍(lán)寶石。

在一個特別的實施例中，本公開的磨料制品可為磨輪。在一個方面，磨輪的爆裂強(qiáng)度可為至少135m/s，如至少150m/s、至少160m/s或至少180m/s。在另一個實施例中，爆裂強(qiáng)度可不大于300m/s，如不大于280m/s或不大于250m/s。

在另一個方面，磨輪可設(shè)計為其可機(jī)械緊固到心軸。在一個方面，心軸可為芯的一個不可分割的部分并在注塑過程中與芯一起形成。

已令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，某些聚合物基材料適于用作根據(jù)本文的實施例的芯。相應(yīng)地，可形成適于磨邊的具有高的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性的輕質(zhì)磨輪。此外，制造本文的實施例的磨料制品的方法在制造效率方面的好處已經(jīng)證實。

許多不同的方面和實施例都是可能的。本文描述了這些方面和實施例中的一些。在閱讀本說明書后，技術(shù)人員應(yīng)理解，這些方面和實施例僅是示意性的而不限制本發(fā)明的范圍。實施例可根據(jù)下面列出的項目中的任何一者或多者。

項目

項目1.一種磨料制品，包含設(shè)置于芯的周緣表面的內(nèi)部凹進(jìn)內(nèi)的粘結(jié)磨料體，其中所述芯包含聚合物材料并且所述芯具有在0.45MPa下至少約130℃的HDT。

項目2.一種磨料制品，包含設(shè)置于芯的周緣表面的內(nèi)部凹進(jìn)內(nèi)的粘結(jié)磨料體，其中所述芯包含聚合物材料并且所述芯具有不大于約3％的收縮率。

項目3.一種磨料制品，包含設(shè)置于芯的周緣表面的內(nèi)部凹進(jìn)內(nèi)的粘結(jié)磨料體，其中所述芯包含聚合物材料并還包含內(nèi)部和環(huán)繞所述內(nèi)部的周緣設(shè)置的外徑向部，其中所述外徑向部包含不同于所述內(nèi)部的厚度(T_ir)的厚度(T_or)。

項目4.一種磨料制品，包含設(shè)置于芯的周緣表面的內(nèi)部凹進(jìn)內(nèi)的粘結(jié)磨料體，其中所述芯包含聚合物材料并且所述芯具有至少約4GPa的拉伸模量。

項目5.項目4的磨料制品，其中所述芯的拉伸模量為至少約5GPa，如至少約10GPa、至少約15GPa、至少約18GPa或至少約20GPa。

項目6.項目1的磨料制品，其中所述芯具有在0.45MPa下至少約140℃、如至少約150℃、至少約160℃、至少約170℃、至少約180℃、至少約190℃、至少約200℃、至少250℃或至少260℃的HDT。

項目7.項目2的磨料制品，其中所述芯具有不大于2.5％、如不大于約2.0％、不大于約1.5％、不大于約1.0％、不大于約0.8％、不大于約0.5％、不大于約0.3％、不大于0.1％或不大于0.05％的收縮率。

項目8.前述項目中任一項的磨料制品，其中所述芯具有至少45kJ/m²、至少50kJ/m²、至少60kJ/m²、至少80kJ/m²或至少100kJ/m²或至少150kJ/m²的Sharpy沖擊。

項目9.項目1至8中任一項的磨料制品，其中所述Sharpy沖擊不大于300kJ/m²或不大于250kJ/m²。

項目10.項目3的磨料制品，其中外徑向部厚度(T_or)/內(nèi)部厚度(T_ir)的比率為約1:1至約10:1，如約1:1至約8:1或約1:1至約5:1。

項目11.前述項目中任一項的磨料制品，其中所述聚合物材料包含聚酰胺(PA)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚苯硫醚(PPS)、乙烯-四氟乙烯(ETFE)、聚醚酮(PEEK)、聚酯(PE)、聚乙烯亞胺(PEI)、聚醚砜(PESU)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酞酰胺(PPA)、聚(對-苯硫醚)、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、PC-ABS中的至少之一或它們的任何組合。

項目12.項目11的磨料制品，其中所述聚合物材料包含PPS或PC-ABS。

項目13.前述項目中任一項的磨料制品，其中所述芯還包含增強(qiáng)纖維和/或粉末。

項目14.項目13的磨料制品，其中基于芯的總重量計，所述增強(qiáng)纖維和/或粉末的量在約5重量％至約50重量％的范圍內(nèi)。

項目15.項目13或14的磨料制品，其中所述增強(qiáng)纖維包括玻璃纖維、碳纖維、陶瓷纖維、有機(jī)纖維、礦物纖維或它們的組合。

項目16.項目13至15的磨料制品，其中所述增強(qiáng)纖維具有至少3、如至少6、至少10、至少100、至少500、至少700、至少800、至少1000、至少1200或至少1500的平均縱橫比。

項目17.項目13至15的磨料制品，其中所述增強(qiáng)纖維具有不大于5000、如不大于3000或不大于1500的平均縱橫比。

項目18.項目13的磨料制品，其中所述粉末包含碳酸鈣、滑石或礦物粉末中的至少之一。

項目19.項目13至17中任一項的磨料制品，其中所述芯基本上由聚苯硫醚(PPS)和碳纖維組成。

項目20.項目13至17中任一項的磨料制品，其中所述芯基本上由PC-ABS和玻璃纖維組成。

項目21.前述項目中任一項的磨料制品，其中所述粘結(jié)磨料體包含磨粒，所述磨粒包括金剛石、立方氮化硼、碳化硅、碳化硼、氧化鋁、氮化硅、碳化鎢、氧化鋯或它們的組合。

項目22.項目21的磨料制品，其中所述磨粒包含金剛石。

項目23.前述項目中任一項的磨料制品，其中所述粘結(jié)磨料體的粘結(jié)材料包含Cu、Sn、Fe、W、WC、Co、Ti或它們的任何組合。

項目24.前述項目中任一項的磨料制品，其中基于芯和粘結(jié)磨料體的總體積量計，所述芯提供至少約60體積％并且不大于約99體積％、如至少約70體積％并且不大于約95重量％或至少約80體積％并且不大于95重量％的體積量。

項目25.前述項目中任一項的磨料制品，其中芯的最大直徑/芯的最大厚度的比率介于約30:1至約10:1之間。

項目26.前述項目中任一項的磨料制品，其中粘結(jié)磨料體的最大厚度/芯的最大厚度的比率介于約5:1至約1:5之間。

項目27.前述項目中任一項的磨料制品，其中所述芯與所述粘結(jié)磨料體直接接觸。

項目28.前述項目中任一項的磨料制品，還包含設(shè)置于芯的至少一部分與粘結(jié)磨料體的一部分之間的振動衰減層。

項目29.項目28的磨料制品，其中所述振動衰減層包含聚合物材料。

項目30.項目29的磨料制品，其中所述振動衰減層的聚合物材料包括有機(jī)硅、熱塑性或熱固性橡膠、熱塑性彈性體、聚氨酯或它們的組合。

項目31.項目30的磨料制品，其中所述聚合物材料包含有機(jī)硅。

項目32.項目31的磨料制品，其中所述振動衰減層基本上由有機(jī)硅組成。

項目33.項目28至32中任一項的磨料制品，其中所述振動衰減層具有至少50的拉伸模量。

項目34.項目28至33中任一項的磨料制品，其中所述振動衰減層具有至少0.2MPa的壓縮模量。

項目35.項目28至34中任一項的磨料制品，其中基于振動衰減層在0.1MPa下的厚度，所述振動衰減層的厚度在至少10MPa的壓力下減小至少3％。

項目36.項目1至35中任一項的磨料制品，還包含芯與粘結(jié)磨料體之間的耦合連接。

項目37.項目36的磨料制品，其中所述耦合連接為具有楔形榫頭結(jié)構(gòu)的機(jī)械互鎖。

項目38.前述項目中任一項的磨料制品，其中所述制品為磨輪。

項目39.項目38的磨輪，其中所述磨輪具有至少140m/s、如至少145m/s、至少150m/s、160m/s或至少180m/s的爆裂強(qiáng)度。

項目40.項目38或39的磨輪，其中所述磨輪為塑造包含玻璃的工件而配置，所述包含玻璃的工件如玻璃顯示器或用于電子設(shè)備的蓋、建筑玻璃、家具玻璃、光學(xué)玻璃或汽車玻璃。

項目41.一種制造磨輪的方法，包括向模具中插入粘結(jié)磨料體；和繞所述粘結(jié)磨料體的至少一部分注塑芯來形成一體地粘結(jié)的磨料制品，其中所述芯包含聚合物材料并具有在0.45MPa下至少130℃的HDT和至少3％的收縮率；和所述粘結(jié)磨料體設(shè)置在所述芯的周緣表面的內(nèi)部凹進(jìn)內(nèi)。

項目42.項目41的方法，其中所述聚合物材料包含聚酰胺(PA)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚苯硫醚(PPS)、乙烯-四氟乙烯(ETFE)、聚醚酮(PEEK)、聚酯(PE)、聚乙烯亞胺(PEI)、聚醚砜(PESU)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酞酰胺(PPA)、聚(對-苯硫醚)、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、PC-ABS中的至少之一或它們的任何組合。

項目43.項目42的方法，其中所述聚合物材料包含PPS或PC-ABS。

項目44.項目41、42或43中任一項的方法，其中所述聚合物材料包含增強(qiáng)纖維或粉末。

項目45.項目44的方法，其中基于聚合物材料的總重量計，所述增強(qiáng)纖維的量在約5重量％至約50重量％的范圍內(nèi)。

項目46.項目44或45的方法，其中所述增強(qiáng)纖維包括玻璃纖維、碳纖維、陶瓷纖維、有機(jī)纖維、礦物纖維或它們的任何組合。

項目47.項目41至46中任一項的方法，其中所述粘結(jié)磨料體包含磨粒，所述磨粒選自金剛石、立方氮化硼、碳化硅、碳化硼、氧化鋁、氮化硅、碳化鎢、氧化鋯和它們的組合。

項目48.項目47的方法，其中所述磨粒包含金剛石顆粒。

項目49.項目41至48中任一項的方法，其中所述芯與所述粘結(jié)磨料體直接接觸。

項目50.項目41至49中任一項的方法，還包括在注塑之前添加設(shè)置于粘結(jié)磨料體的至少一部分與芯的至少一部分之間的振動衰減層。

項目51.項目50的方法，其中所述振動衰減層包含熱塑性橡膠、熱固性橡膠、熱塑性彈性體、聚氨酯或它們的組合。

項目52.項目51的方法，其中所述振動衰減層基本上由有機(jī)硅組成。

項目53.項目50至52中任一項的方法，其中所述振動衰減層具有至少50MPa的拉伸模量。

項目54.項目50至53中任一項的方法，其中所述振動衰減層具有至少0.2MPa的壓縮模量(CM)。

項目55.一種磨料制品，包含：

設(shè)置于芯的周緣表面的內(nèi)部凹進(jìn)內(nèi)的粘結(jié)磨料體，其中所述芯包含聚合物材料和增強(qiáng)纖維，所述增強(qiáng)纖維具有至少10至不大于5000的平均長/寬的縱橫比。

項目56.項目55的磨料制品，其中所述增強(qiáng)纖維的縱橫比在100至1200的范圍內(nèi)。

項目57.項目55或56的磨料制品，其中所述芯具有在0.45MPa下至少130℃的HDT。

項目58.項目57的磨料制品，其中所述芯在0.45MPa下的HDT為至少260℃。

項目59.項目55至57中任一項的磨料制品，其中所述芯具有不大于約3％的收縮率。

項目60.項目59的磨料制品，其中所述芯的收縮率不大于約0.1％。

項目61.項目55至60中任一項的磨料制品，其中所述芯具有至少約4.0GPa的拉伸模量。

項目62.項目61的磨料制品，其中所述芯的拉伸模量為至少約20GPa。

項目63.項目55至62中任一項的磨料制品，其中外徑向部厚度(T_or)/內(nèi)部厚度(T_ir)的比率為約1:1至約10:1，如約1:1至約8:1或約1:1至約5:1。

項目64.項目55至63中任一項的磨料制品，其中所述聚合物材料包括聚酰胺(PA)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚苯硫醚(PPS)、乙烯-四氟乙烯(ETFE)、聚醚酮(PEEK)、聚酯(PE)、聚乙烯亞胺(PEI)、聚醚砜(PESU)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酞酰胺(PPA)、聚(對-苯硫醚)、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、PC-ABS中的至少之一或它們的組合。

項目65.項目55至64中任一項的磨料制品，其中所述增強(qiáng)纖維包括玻璃纖維、碳纖維、陶瓷纖維、有機(jī)纖維、礦物纖維或它們的組合。

項目66.項目65的磨料制品，其中所述增強(qiáng)纖維包含玻璃纖維。

項目67.項目65的磨料制品，其中所述增強(qiáng)纖維包含碳纖維。

項目68.項目55至67中任一項的磨料制品，其中基于芯的總重量計，所述增強(qiáng)纖維的量在約5重量％至約50重量％的范圍內(nèi)。

項目69.項目55的磨料制品，其中所述芯包含PPS和碳纖維并且所述芯的收縮率不大于0.1％。

項目70.項目55的磨料制品，其中所述芯包含PC-ABS和玻璃纖維并且所述芯的收縮率不大于0.1％。

項目71.項目55至70中任一項的磨料制品，其中所述粘結(jié)磨料體包含磨粒，所述磨粒選自金剛石、立方氮化硼、碳化硅、碳化硼、氧化鋁、氮化硅、碳化鎢、氧化鋯或它們的組合。

項目72.項目71的磨料制品，其中所述磨粒包含金剛石。

項目73.項目55至72中任一項的磨料制品，其中所述粘結(jié)磨料體的粘結(jié)材料包含Cu、Sn、Fe、W、WC、Co、Ti或它們的任何組合。

項目74.項目55至73中任一項的磨料制品，其中基于芯和粘結(jié)磨料體的總體積量計，所述芯提供至少約60體積％并且不大于約99體積％、如至少約70體積％并且不大于約95重量％或至少約80體積％并且不大于95重量％的體積量。

項目75.項目55至74中任一項的磨料制品，其中芯的最大直徑/芯的最大厚度的比率介于約30:1至約10:1之間。

項目76.項目55至75中任一項的磨料制品，其中粘結(jié)磨料體的最大厚度/芯的最大厚度的比率介于約5:1至約1:5之間。

項目77.項目55至76中任一項的磨料制品，其中所述芯與所述粘結(jié)磨料體直接接觸。

項目78.項目55至77中任一項的磨料制品，還包含設(shè)置于芯的至少一部分與粘結(jié)磨料體的一部分之間的振動衰減層。

項目79.項目78的磨料制品，其中所述振動衰減層包含聚合物材料。

項目80.項目79的磨料制品，其中所述振動衰減層的聚合物材料包括有機(jī)硅、熱塑性或熱固性橡膠、熱塑性彈性體、聚氨酯或它們的組合。

項目81.項目80的磨料制品，其中所述聚合物材料包含有機(jī)硅。

項目82.項目81的磨料制品，其中所述振動衰減層基本上由有機(jī)硅組成。

項目83.項目78至82中任一項的磨料制品，其中所述振動衰減層具有至少50的拉伸模量。

項目84.項目78至83中任一項的磨料制品，其中所述振動衰減層具有至少0.2MPa的壓縮模量。

項目85.項目78至84中任一項的磨料制品，其中基于振動衰減層在0.1MPa下的厚度，所述振動衰減層的厚度在至少10MPa的壓力下減小至少3％。

項目86.項目78至85中任一項的磨料制品，還包含芯與粘結(jié)磨料體之間的耦合連接。

項目87.項目86的磨料制品，其中所述耦合連接為具有楔形榫頭結(jié)構(gòu)的機(jī)械互鎖。

項目88.項目55至87中任一項的磨料制品，其中所述磨料制品為磨輪。

項目89.項目88的磨輪，其中所述磨輪具有至少150m/s的爆裂強(qiáng)度。

項目90.項目88或89的磨輪，其中所述磨輪為塑造包含玻璃的工件而配置。

實例

以下非限制性實例示意本發(fā)明。

芯材料的選擇

評價六種熱塑性樹脂材料可能與形成磨料制品的強(qiáng)芯相關(guān)的材料性質(zhì)。六種示例性樹脂材料的材料性質(zhì)示于表1中。

表1

砂輪的注塑

制備具有外徑102.25mm、深10.00mm的腔尺寸的盤注塑模具并向模具腔中放置磨料金剛石環(huán)。該金剛石環(huán)具有102.2mm的外徑、88.3mm的內(nèi)徑和6mm的厚度。磨料環(huán)的金剛石顆粒具有91μm的平均粒度，粘結(jié)基質(zhì)由Cu、Sn、Fe和Ti的混合物制成。

在具有38mm、21L/D、2.4CR通用螺桿的Van Dorn液壓120噸注塑機(jī)中進(jìn)行模塑試驗。對于注塑實驗，選擇表1的材料E2、E5和E6。模塑前，將選擇用于注塑的聚合物材料在除濕干燥機(jī)中于80℃下干燥4小時。注塑參數(shù)列于下表2中。

表2：注塑工藝參數(shù)

用材料E2、E5和E6制成的注塑砂輪的磨削性能和相關(guān)產(chǎn)物性質(zhì)的比較可見于表3中：

表3：

基于前面的數(shù)據(jù)，注意到控制芯材料在0.45MPa下的HDT、收縮率、拉伸模量及包含的增強(qiáng)纖維的類型和平均縱橫比可促進(jìn)砂輪的性能改善。

收縮率的測定

對于收縮率的測定，采用內(nèi)徑150mm、總體積238cm³的專門設(shè)計的試驗?zāi)＞摺！笆湛s率”按公式(1-(L₂-L₁)/L₂)計算，其中L₂表示試驗?zāi)＞咔坏某叽纾鳯₁表示室溫(20℃)下試驗?zāi)＞咧行纬傻牟牧系某叽纭τ谑湛s率，計算線性收縮率，其為線性尺寸變化相對于原尺寸的比率。

0.45MPa下HDT的測量

0.45MPa下的HDT按標(biāo)準(zhǔn)化試驗ASTM D 648-07測量，該試驗以引用方式明確并入本文。

拉伸模量的測量

MOE按標(biāo)準(zhǔn)化試驗ASTM D 638-08測量，該試驗以引用方式明確并入本文。

壓縮模量(CM)的測量

CM按標(biāo)準(zhǔn)化試驗ASTM D 695-10測量，該試驗以引用方式明確并入本文。

撓曲模量的測量

撓曲模量按標(biāo)準(zhǔn)化試驗ASTM D 790-10和D 6272-10測量，所述試驗以引用方式明確并入本文。

Charpy沖擊的測量

Charpy沖擊按標(biāo)準(zhǔn)化試驗ASTM D 6110-10測量，該試驗以引用方式明確并入本文。

失衡的測量

“失衡”參數(shù)用Hines平衡器HVR-50于630rpm的測量速度下測量。

前面的說明書中已結(jié)合具體實施例描述了概念。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)理解，可作各種修改和改變而不偏離本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍在附隨的權(quán)利要求書中給出。相應(yīng)地，說明書和附圖應(yīng)視為示意性的而非限制性的，并且所有此類修改意在包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。