CN101528418A - 以短纤维增强的磨具 - Google Patents

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Abstract

公开了一种可用于研磨加工的组合物。该组合物包含有机粘结材料、分散于所述有机粘结材料中的研磨材料，和均匀分散于所述有机粘结材料中的多根微纤维。所述微纤维是平均长度低于约1000微米的单根细丝。由该组合物制得的磨料制品与未增强的磨具相比具有提高的强度和冲击阻力，与常规增强的工具相比具有提高的轮磨损率和G－比率。与微纤维相互反应的活性填充剂可用来进一步提供研磨工艺益处。

Description

以短纤维增强的磨具
相关申请
本申请要求2006年9月15日提交的美国临时申请60/844,862的权益。
该申请以其全文纳入本文作为参考。
发明背景
短切纤维用于致密树脂基砂轮以增加强度和冲击阻力。短切纤维通常长3-4mm，具有多根细丝。细丝的数量根据制造方法而不同，但通常每束由400到6000根细丝组成。细丝通过已知为胶料、结合剂或涂料的粘合剂维持在一起，所以粘合剂应基本上与树脂基质相容。短切纤维的一个例子是183
Figure A20078003396700051
可从欧文斯康宁公司(Owens Corning)购得。
通常，通过将短切纤维、树脂、填充物和研磨剂颗粒掺混一规定时间，然后成型、熟化、或将该混合物加工成成品砂轮，从而将短切纤维掺入干砂轮混合物中。
在任何这类例子中，短切纤维增强的砂轮通常存在多种问题，包括研磨性能差以及砂轮使用寿命不足。
因此，需要为研磨处理工具提供改进的增强技术。
发明内容
本发明的一个实施方式提供一种组合物，该组合物含有有机粘结材料(如热固树脂、热塑树脂、或橡胶)、分散于所述有机粘结材料中的研磨材料、和均匀分散在该有机粘结材料中的微纤维。该微纤维是单根细丝，可包括例如矿棉纤维(mineral wool fiber)、渣棉纤维、岩棉纤维、石棉纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维、碳纤维、芳纶、和聚酰胺纤维，及其组合。该微纤维的平均长度为例如低于约1000μm。在一个具体实例中，微纤维的平均长度为约100到500μm，直径低于约10微米。该组合物还可含有一种或多种活性填充剂。这些填充剂可与微纤维反应，提供各种研磨工艺益处(如改进的砂轮寿命、较高的G比率、和/或磨具面的抗负荷性能)。在一个这样的实例中，所述一种或多种活性填充剂选自：锰化合物、银化合物、硼化合物、磷化合物、铜化合物、铁化合物、锌化合物、及其组合。在一个具体实例中，所述一种或多种活性填充剂包括二氯化锰。该组合物可包括例如10体积％到50体积％的有机粘结材料，30体积％到65体积％的研磨材料，和1体积％到20体积％的微纤维。在另一具体实例中，组合物包括25体积％到40体积％的有机粘结材料，50体积％到60体积％的研磨材料，和2体积％到10体积％的微纤维。在另一具体实例中，组合物包括30体积％到40体积％的有机粘结材料，50体积％到60体积％的研磨材料，和3体积％到8体积％的微纤维。在另一实施方式中，组合物呈用于工件的研磨加工中的磨料制品的形式。在一个这样的实例中，该磨料制品是砂轮或其它适合研磨加工的形式。
本发明的另一实施方式提供一种研磨加工工件的方法。该方法包括将该工件固定到能促进研磨加工的机器上，并操作性地将磨料制品连接到该机器上。该磨料制品包括有机粘结材料、分散于所述有机粘结材料中的研磨材料、和均匀分散在该有机粘结材料中的多根微纤维，其中，所述微纤维是平均长度低于约1000μm的单根纤维。该方法还包括使该磨料制品与该工件的表面接触。
本文所述的特征和优点并不是本文的全部特征和优点，具体而言，在附图、说明书和权利要求书的基础上，许多其它的特征和优点对于本领域技术人员而言将是显而易见的。此外，应注意的是，用于本说明书的语言主要基于可读性和指导性目的而使用，它们并不限定本发明主题的范围。
附图描述
附图显示的曲线代表了依本发明各实施方式制备的组合物的强度分析。
发明详述
如上所述，短切纤维可用于致密树脂基砂轮以增加强度和冲击阻力，其中，通常通过将短切纤维、树脂、填充物和研磨剂颗粒掺混一规定时间而将短切纤维掺入干砂轮混合物中。但是，掺混或混合时间在实现可用的混合品质中起到重要作用。不充分的混合产生不均匀的混合物，使得填模和扩展变得困难，并产生具有较低性能和高可变性的非均质复合物。另一方面，过度的混合会形成“起球”(多根短切纤维的簇丛)，该“起球”(“fuzz balls”)不能再分散在混合物中。而且，短切纤维本身是一捆有力地粘结在一起的细丝。在任一情况下，这些簇丛或捆都有效地降低研磨混合物的均一性，使其更难以转移和扩展到模子中。此外，复合物中这些簇丛或捆的存在降低了复合物的特性如强度和模量，并增加性能可变性。此外，玻璃如短切纤维或其簇丛的高浓度对砂轮寿命有有害影响。此外，增加砂轮中短切纤维的量也可降低研磨性能(如，采用G-比率和/或WWR所测得的)。
在本发明的一个具体实施方式中，生产微纤维增强的复合物包括将单根细丝完全分散在合适粘结材料(如有机树脂)和填充剂的干混物中。完全分散可以定义为，例如，模塑和熟化微纤维、粘结材料和填充剂的充分掺混/混合的组合物后的最大复合物特性(如强度)。例如，差的混合产生低的强度，而好的混合产生高的强度。评价分散的另一种方法是使用筛分技术分离和称重未分散的材料(如混合前类似于该原始微纤维的材料)。在实践中，微纤维增强物的分散可在模塑和熟化前通过肉眼检测(如用或不用显微镜)混合物来评估。基于本发明将显而易见的是，不完全的或不充分的微纤维分散通常导致较低的复合物特性和研磨性能。
根据本发明的各种实施方式，微纤维是小且短的单根细丝，具有高的抗张模量，且可以是无机或有机的。微纤维的例子是矿棉纤维(也称为渣棉纤维或岩棉纤维)、玻璃纤维、陶瓷纤维、碳纤维、芳纶或浆状芳纶纤维(pulped aramidfibers)、聚酰胺纤维或芳族聚酰胺纤维。本发明一个具体实施方式使用的微纤维为无机单根细丝，其长度低于约1000微米，直径低于约10微米。此外，此例微纤维具有高熔点或分解温度(如高于800℃)，大于约50GPa的抗张模量，且没有粘合层或有非常少的粘合层。该微纤维还可高度分散为不连续的细丝，并具有抵抗形成成捆的纤维的性能。此外，该微纤维应能与所使用的粘结材料(如有机树脂)化学粘结。相反，短切纤维及其变化形式包括多根由粘合剂维持在一起的细丝，因此如前文所讨论的存在各种与纤维簇丛和捆相关的问题(如起球)。但是，一些短切纤维可碾磨或断裂成分散的细丝，这些细丝也可作为微纤维用于本发明的实施方式中。在一些这样的例子中，所得到的细丝可通过碾磨/断裂方法(如由于去除将细丝维持在短切纤维或捆中的粘合剂或粘结剂所需的加热工艺)而被明显弱化。因此，用于粘结组合物中的微纤维的类型将取决于实际的应用和所需的强度性质。
在一个这样的实施方式中，适用于本发明的微纤维是矿棉纤维，如可从斯咯斯工业公司(Sloss Industries Corporation，AL)购得的以商品名
Figure A20078003396700081
销售的那些纤维。类似的矿棉纤维可从纤维技术有限公司(Fibertech Inc.，MA)购得，产品名称为“矿棉FLM”(“Mineral wool FLM”)。纤维技术有限公司也销售玻璃纤维(如Microglass 9110和Microglass 9132)。也可使用这些玻璃纤维以及具有类型特征的其它天然或合成的矿物纤维或玻璃质单根细丝纤维，如石棉、玻璃和陶瓷纤维。矿棉纤维通常包括由矿物或金属氧化物制得的纤维。表1和表2分别总结了本发明一个具体实施方式中的示例性组合物，以及可用于粘结增强的磨具的微纤维的一组性能。在本发明的基础上，其它各种微纤维组合物及其性能组也将是显而易见的，本发明并不意图受限于其中任意具体的组合物或亚组。
表1：斯咯斯工业公司的纤维
  氧化物   重量％
  SiO2   34-52
  Al2O3   5-15
  CaO   20-23
  MgO   4-14
  Na2O   0-1
  K2O   0-2
  TiO2   0-1
  Fe2O3   0-2
  其它   0-7
表2：斯咯斯工业公司的
Figure A20078003396700083
纤维的物理特性
  硬度   7.0莫氏硬度(mohs)
  纤维直径   平均4-6微米
  纤维长度   平均0.1-4.0毫米
  纤维抗张强度   506000psi
  比重   2.6
  熔点   1260℃
  脱玻温度   815.5℃
  膨胀系数   543.7E-7℃
  退火点   638℃
  应变点   612℃
可用于依本发明实施方式构建的磨具的粘结的粘结材料包括有机树脂，如环氧树脂、聚酯树脂、酚醛树脂和氰酸酯树脂，以及其它合适的热固树脂或热塑树脂。在一个具体实施方式中使用聚酚醛树脂(如Novolac树脂)。可使用的树脂的具体例子包括：杜勒兹公司(Durez Corporation，TX)公司销售的目录册/产品编号为29722、29344和29717的树脂；递倪阿公司(Dynea Oy，芬兰)销售的商品名为
Figure A20078003396700091
的树脂，目录册/产品编号为8522G、8723G和8680G；和合雄专业化学公司(Hexion Specialty Chemicals，OH)销售的商品名为
Figure A20078003396700092
的树脂，目录册/产品编号为9507P、8686SP以及8431SP。根据本申请的教导，大量的其它合适的粘结材料将是显而易见的，例如橡胶，本发明并不意图受限于其中任意具体的一种或亚组。
可用来生产本发明实施方式的磨具的粘合剂材料包括市售购得的材料，例如氧化铝(如挤出的矾土、烧结和溶胶凝胶烧结的矾土、熔融氧化铝)、碳化硅和氧化铝-氧化锆颗粒。依据给定应用，也可使用超磨料颗粒如金刚石和立方氮化硼(cBN)。在一个具体实施方式中，磨料颗粒的努普(Knoop)硬度为1600到2500kg/mm2，大小为约50微米到3000微米，或更具体而言，为约500微米到约2000微米。在一个这样的例子中，制造磨具的组合物含有大于或等于约50重量％的研磨材料。
组合物还可含有一种或多种反应性填充剂(也称为“活性填充剂”)。用于本发明各实施方式中的活性填充剂的例子包括：锰化合物、银化合物、硼化合物、磷化合物、铜化合物、铁化合物和锌化合物。合适的活性填充剂的具体实例包括：氟化钾铝、氟硼酸钾、氟化钠铝(如
Figure A20078003396700101
)、氟化碳、氯化钾、二氯化锰、硫化铁、硫化锌、硫酸钾、氧化钙、氧化镁、氧化锌、磷酸钙、多磷酸钙和硼酸锌。在本申请的基础上，适合用作活性填充剂的大量化合物将是显而易见的，例如金属盐、氧化物和卤化物。活性填充剂起到微纤维的分散助剂的作用，可与微纤维反应，产生所需的益处。由所选择的活性填充剂与微纤维的反应衍生的这些益处通常包括，例如增加的微纤维热稳定性，以及更好的砂轮寿命和/或G-比率。此外，纤维与活性填充剂之间的反应有利地在研磨应用中在砂轮面上提供抗金属负荷性能。基于本申请所公开的内容，由微纤维与填充剂之间的协同相互作用产生的各种其它益处将是显而易见的。
因此，提供了包含玻璃纤维与活性填充剂的混合物的磨料制品组合物。该组合物的益处包括，例如在粗研磨应用中研磨性能的改进。用该组合物制造的磨具与未增强的或常规增强的磨具相比具有高强度，并具有高的软化温度(如，高于1000℃)以改进基质的热稳定性。此外，还提供了相对于常规磨具降低的基质热膨胀系数，产生更好的耐热冲击性。此外，纤维与活性填充剂之间的相互作用导致活性填充剂的结晶行为发生变化，这使该磨具具有更好的性能。
现在提供微纤维增强的研磨复合物的大量例子，以进一步阐述依本发明实施方式制得的磨具复合物的特征和益处。具体而言，实施例1证明用或不用矿棉的粘结物条和混合物条的复合物性能；实施例2证明随混合品质(mixquality)的变化而变化的复合物性能；实施例3证明随混合品质的变化而变化的研磨性能数据；实施例4证明随用或不用矿棉时作为活性填充剂的变化而变化的研磨性能。
实施例1
实施例1包括表3、4和5，证明用和不用矿棉纤维时的粘结物条(bond bar)和复合物条(composite bar)的性能。注意到粘结物条不含研磨剂，而复合物条包括研磨剂并体现为砂轮组合物。表3提供了8种粘结组合物样品的组分(体积百分比，或体积％)。一些粘结样品不包括增强物(样品1和5)，一些包括碾磨玻璃纤维或短切纤维(样品3、4、7和8)，一些包括依据本发明一个实施方式的斯咯斯工业公司的
Figure A20078003396700111
矿棉纤维(样品2和6)。也可使用单根细丝纤维的其它类型(如陶瓷或玻璃纤维)，这在本发明基础上是显而易见的。注意，粘结物中褐色熔融氧化铝(粒度为220)用作这些粘结样品的填充剂，但也可作为第二研磨剂使用(主要研磨剂可以是例如挤出矾土，粒度(grit)为16)。还注意的是，SaranTM 506是道尔化学公司(Dow Chemical Company)生产的聚偏二氯乙烯粘结剂，褐色熔融氧化铝从华盛顿磨料公司(Washington Mills)购得。
表3：含有或不含矿棉的示例粘结物
对于表3中粘结物样品1-4这一组，除了所使用的增强剂类型以外，组合物是相同的。样品1和5不含增强剂，填充剂(在此例中为褐色熔融氧化铝)的体积％相应增加。同样，对于表3中样品5-8这一组，除了所使用的增强剂类型外，组合物也是相同的。
表4阐述了粘结物条(无研磨剂)的性能：包括表3中8份样品各自的应力和弹性模量(E-Mod)。
表4：粘结物条性能(3-点弯曲)
  样品→   #1   #2   #3   #4   #5   #6   #7   #8
  应力(MPa)   90.1   115.3   89.4   74.8   103.8   118.4   97   80.7
  标准偏差(MPa)   8.4   8.3   8.6   17   8   6.5   8.6   10.8
  E-Mod(MPa)   17831   17784   17197   16686   21549   19574   19191   19131
  标准偏差(MPa)   1032   594   1104   1360   2113   1301   851   1242
表5阐述了复合物条(包括表3的粘结物与研磨剂如挤出的矾土)的性能，包括表3中8份样品各自的应力和弹性模量(E-Mod)。从表4和5可以看出，用矿棉增强的粘结物/复合物(样品2和6)与所示的其它样品相比具有更高的强度。
表5：复合物条性能(3-点弯曲)
  样品→   #1   #2   #3   #4   #5   #6   #7   #8
  应力(MPa)   59.7   66.4   61.1   63.7   50.1   58.2   34   34
  标准偏差(MPa)   8.1   10.2   8.5   7.2   9.8   4.6   4.4   4.1
  E-Mod(MPa)   6100   6236   6145   6199   5474   5544   4718   4427
  标准偏差(MPa)   480   424   429   349   560   183   325   348
在每一个研磨复合物样品1-8中，约44体积％是粘结剂(包括所指出的粘结物组分，少于研磨剂)，约56体积％是研磨剂(如挤出的矾土，或其它合适的研磨剂颗粒)。此外，使用少但足够量的糠醛(总研磨剂的约1体积％或更少)来湿润研磨剂颗粒。掺混样品组合物1-8与糠醛增湿的研磨剂颗粒(老化2小时)，然后模塑。各混合物预称重，然后转移到3孔模具(26mm×102.5mm)(1.5mm×114.5mm)中，并在160℃、140kg/cm2热压45分钟，然后在对流加热炉中在200℃熟化18小时。所得复合物条用ASTM方法D790-03以三点弯曲(5：1的跨高比)进行测试。
实施例2
实施例2包括表6、7和8，阐述随混合品质的变化而变化的复合物性能。表6提供了8种样品组合物的组分(体积％)。样品A不包括增强物，样品B到H包括依据本发明一个实施方式的斯咯斯工业公司的矿棉纤维。也可使用其它类型的单根细丝微纤维(如陶瓷或玻璃纤维)，如上文所述。样品A的粘结材料包括碳化硅(粒度为220)作为填充剂，样品B到H的粘结剂使用褐色的熔融氧化铝(粒度为220)作为填充剂。如先前所述，这些填充剂有助于分散，并且也可作为第二研磨剂使用。在各样品A到H中，所使用的主要研磨剂是粒度为60和80的褐色熔融氧化铝的组合。注意，也可将单种主要研磨剂粒度与粘结物混合，也可改变粒度大小(如粒度为6到220)，这取决于诸如所需的移除速率和表面光洁度之类的因素。
表6：用或不用矿棉的复合物例子
Figure A20078003396700131
可以看出，样品B到H的组成是相同的。样品A中没有增强物，其它粘结组分的体积％如所示地相应增加。
表7：随混合过程的变化而变化的复合物性能
  样品→   A   B   C   D   E   F   G   H
  混合方法   有桨的赫巴特型混合器   有桨的赫巴特型混合器   有维斯克的赫巴特型混合器   有桨的赫巴特型混合器和因特雷特锤磨机，6500rpm   爱力奇型混合器   因特雷特锤磨机，3500rpm   因特雷特锤磨机，6500rpm   爱力奇型混合器和因特雷特锤磨机，3500rpm
  混合时间   30分钟   30分钟   30分钟   30分钟   15分钟   N/A   N/A   15分钟
  未分散的矿棉   N/A   0.9g   0.6g   0   0.5   0   0   0
表7指示用于各样品的混合过程。样品A和B各自用使用桨的赫巴特(Hobart)型混合器混合30分钟。样品C用使用维斯克(wisk)的赫巴特型混合器混合30分钟。样品D用使用桨的赫巴特型混合器混合30分钟，然后使其以6500rpm通过因特雷特(Interlator)锤磨机(或其它合适的锤磨机装置)加工。样品E用爱力奇(Eirich)型混合器混合15分钟。样品F以3500rpm通过因特雷特锤磨机加工。样品G以6500rpm通过因特雷特锤磨机加工。样品H用爱力奇型混合器混合15分钟，然后以3500rpm通过因特雷特锤磨机加工。采用分散测试测量各样品B到H中未分散的矿棉的量。分散测试如下：采用转叩(Rototap)法摇动100克的混合物1分钟后，接着使其过20目的筛，然后计算残留物的量。可以看到，观察到样品B具有0.9克的矿棉残留在筛网上，样品C有0.6克的残留物，样品E有0.5克残留物。样品D、F、G和H各自没有明显的纤维残留在筛网上。因此，可根据所需的矿棉的分散要求使用各种混合技术。
掺混样品组合物A到H与糠醛增湿的研磨剂颗粒(老化2小时)，然后模塑。各混合物预先称重，然后转移到3孔模具(26mm×102.5mm)(1.5mm×114.5mm)中，并在160℃、140kg/cm2热压45分钟，然后在对流加热炉中在200℃熟化18小时。所得复合物条用ASTM方法D790-03以三点弯曲(5∶1的跨高比)进行测试。
表8：平均值和标准偏差
样品    测试次数  平均值      标准偏差   标准误差平均值    下限95％    上限95％
A        18        77.439     9.1975     2.1679            73.16         81.72
B        18        86.483     9.2859     2.1887            82.16         90.81
C        18        104.133    10.2794    2.4229            99.35         108.92
D        18        126.806    5.9801     1.4095            124.02        129.59
E        18        126.700    5.5138     1.2996            124.13        129.27
F        18        127.678    4.2142     0.9933            125.72        129.64
G        18        122.983    4.8834     1.1510            120.71        125.26
H        33        123.100    6.4206     1.1177            120.89        125.31
附图是单路ANOVA分析样品A到H各自的复合物强度。表8阐述了平均值和标准偏差。标准误差使用误差方差的合并估计。可以看到，样品B到H(各自依据本发明的一个实施方式用矿棉增强)各自的复合物强度明显优于未增强样品A的强度。
实施例3
实施例3包括表9和10，阐述了随混合品质的变化而变化的研磨性能。表9提供了两种样品制剂的组分(体积％)。制剂是相同的，但制剂1混合45分钟，而制剂2混合15分钟(所用的混合方法也相同，但混合时间如文中所示)。各制剂包括依据本发明一个实施方式的斯咯斯工业公司的矿棉纤维。也可使用其它类型的单根细丝微纤维(如陶瓷或玻璃纤维)，如上文所述。
表9：随混合品质的变化而变化的研磨性能
Figure A20078003396700161
从表9可以看到，根据本发明一个实施方式的微纤维增强的研磨复合物的制备顺序包括5个步骤：粘结物制备；混合、复合物制备；填模和冷压；和熟化。粘结物制备和混合步骤后实施粘结物品质评价。如上文所讨论的，评价粘结物品质的一种方法是进行分散测试，以测定依转叩法未分散矿棉的重量百分比。在此具体实例中，转叩法包括将50-100g的粘结物样品加到40目筛中，经5分钟的转叩搅拌后，测量残留在该40目筛上的残留物的量。步骤3中两种制剂中使用的研磨剂均为挤出的矾土(粒度为16)。褐色的熔融氧化铝(粒度为220)用作步骤1的粘结物制备中的填充剂，但可作为第二研磨剂使用，如上文所解释的。注意Varcum 94-906是从杜勒兹公司购得的糠醛基酚醛树脂(resole)。
表10阐述了由制剂1和2制得的增强的砂轮在各切割速率(包括0.75、1.0和1.2秒/切)的研磨性能。
表10：研磨性能的说明
  制剂  切割速率(秒/切)   MRR(in3/min)   WWR(in3/min)   G比率
  制剂1   0.75   31.53   4.35   6.37
  制剂1   1.0   23.54   3.29   7.15
  制剂1   1.2   19.97   2.62   7.63
  制剂2   0.75   31.67   7.42   4.27
  制剂2   1.0   23.75   4.96   4.79
  制剂2   1.2   19.88   3.64   5.47
可以看到，制剂1的以立方英寸每分钟计的材料移除速率(MRR)与制剂2的相对类似。但是，制剂1的以立方英寸每分钟计的轮磨损率(WWR)始终低于制剂2的轮磨损率。还注意到的是，制剂1的G-比率(用WWR除MRR来计算)始终高于制剂2的G-比率。回顾表9可以看出，制剂1的示例粘结物混合45分钟，而制剂2混合15分钟。因此，混合时间与研磨性能有直接的关联。在此具体实例中，与制剂1的改进的性能和45分钟的混合时间相比，用于制剂2的15分钟的混合时间实在太短。
实施例4
实施例4包括表11、12和13，阐述用和不用矿棉的情况下随活性填充物的变化而变化的研磨性能。表11提供了4种样品复合物的组分(体积％)。复合物样品A和B是相同的，但样品A包括短切纤维而不含有褐色的熔融氧化铝(粒度为220)或斯咯斯工业公司的
Figure A20078003396700171
矿棉纤维。另一方面，样品B包括斯咯斯工业公司的
Figure A20078003396700172
矿棉纤维和褐色的熔融氧化铝(粒度为220)，而不含有短切纤维。样品B的复合物密度(以克每立方厘米计)略高于样品A的密度。复合物样品C和D是相同的，但样品C包括短切纤维而不含有斯咯斯工业公司的矿棉纤维。另一方面，样品D包括斯咯斯工业公司的
Figure A20078003396700174
矿棉纤维而不含短切纤维。样品C的复合物密度略高于样品D的密度。此外，用少量但足够量的糠醛(总研磨剂的约1体积％或更少)湿润研磨剂颗粒，在此例中所示研磨剂颗粒是氧化铝颗粒(样品C和D)和氧化铝-氧化锆颗粒(样品A和B)。
表11：随活性填充剂的变化而变化的研磨性能
表12阐述了所实施的比较样品B和D、以及样品A和C的研磨性能的测试，其中样品B和D两种都由矿棉和示例活性填充剂二氯化锰(MKC-S，获自华盛顿磨料公司)的混合物制得，样品A和C由代替矿棉的短切纤维制得。
表12：研磨性能的说明
Figure A20078003396700182
可以看出，使用由各样品制得的砂轮研磨各工件，即板坯。更详细地说，在由奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢制得的板坯上测试样品A和B，在奥氏体不锈钢和碳钢制得的板坯上测试样品C和D。从表12还可以看出，使用矿棉和二氯化锰的混合物的样品B和D与样品A和B(由代替矿棉的短切纤维制得)相比提供约27％到36％的改进。这清楚显示了由矿棉和填充剂(在此例中，为二氯化锰)之间的正反应而导致的研磨性能的提高。短切纤维和二氯化锰组合之间没有发生这种正反应。表13列出了测试复合物A到D的条件。
表13：研磨条件的说明
  测试编号  研磨功率(kw)   板坯材料   板坯条件
1  第一次为120，接着为85   奥氏体不锈钢   冷
2  第一次为120，接着为85   铁素体不锈钢   冷
  3 105   奥氏体不锈钢   热
4 105 碳钢   热
基于阐述性和描述性目的提供了前述关于本发明实施方式的描述。并不意图排他性地或限制性地将本发明限制于本文所公开的具体形式。在本发明的基础上可作出各种改变和改动。本发明的范围不受到这些详细描述的限制，相反本发明的范围由附带的权利要求限定。

Claims (31)

1.一种组合物，其含有：
有机粘结材料；
分散于所述有机粘结材料中的研磨材料，和
均匀分散于所述有机粘结材料中的多根微纤维，其中所述微纤维是平均长度低于约1000微米的单根细丝。
2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述有机粘结材料是热固树脂、热塑树脂或橡胶之一。
3.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述有机粘结材料是酚醛树脂。
4.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述微纤维是有机的。
5.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述微纤维是无机的。
6.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述微纤维包括玻璃纤维、陶瓷纤维、碳纤维、芳纶纤维、和聚酰胺纤维中的一种或多种。
7.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述微纤维包括矿棉纤维。
8.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述微纤维包括渣棉纤维、岩棉纤维和石棉纤维中的至少一种。
9.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述微纤维的平均长度约为100到500微米，直径低于约10微米。
10.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物还含有一种或多种与所述微纤维反应以提供研磨工艺益处的活性填充剂。
11.如权利要求10所述的组合物，其特征在于，所述一种或多种活性填充剂选自：锰化合物、银化合物、硼化合物、磷化合物、铜化合物、铁化合物、锌化合物、及其组合。
12.如权利要求10所述的组合物，其特征在于，所述一种或多种活性填充剂包括二氯化锰。
13.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物包含：
10体积％到50体积％的有机粘结材料，
30体积％到65体积％的研磨材料，和
1体积％到20体积％的微纤维。
14.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物包含：
25体积％到40体积％的有机粘结材料，
50体积％到60体积％的研磨材料，和
2体积％到10体积％的微纤维。
15.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物包含：
30体积％到40体积％的有机粘结材料，
50体积％到60体积％的研磨材料，和
3体积％到8体积％的微纤维。
16.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物为用于工件的研磨加工中的磨料制品的形式。
17.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述磨料制品是砂轮。
18.一种磨料制品，其包含：
有机粘结材料，其包括热固树脂、热塑树脂或橡胶之一；
分散于所述有机粘结材料中的研磨材料；和
均匀分散于所述有机粘结材料中的多根微纤维，其中，所述微纤维是平均长度低于约1000微米、直径低于约10微米的单根细丝；
其中所述磨料制品含有10体积％到50体积％的所述有机粘结材料，30体积％到65体积％的所述研磨材料，和1体积％到20体积％的所述微纤维。
19.如权利要求18所述的制品，其特征在于，所述微纤维包括玻璃纤维、陶瓷纤维、碳纤维、芳纶纤维、和聚酰胺纤维中的一种或多种。
20.如权利要求18所述的制品，其特征在于，所述微纤维包括矿棉纤维。
21.如权利要求18所述的制品，其特征在于，所述微纤维包括渣棉纤维、岩棉纤维和石棉纤维中的至少一种。
22.如权利要求18所述的制品，其特征在于，所述制品还包括一种或多种与所述微纤维反应以提供研磨工艺益处的活性填充剂。
23.如权利要求22所述的制品，其特征在于，所述一种或多种活性填充剂选自：锰化合物、银化合物、硼化合物、磷化合物、铜化合物、铁化合物、锌化合物、及其组合。
24.如权利要求22所述的组合物，其特征在于，所述一种或多种活性填充剂包括二氯化锰。
25.一种研磨加工工件的方法，其特征在于，所述方法包括：
将该工件固定能促进研磨加工的机器上；
将磨料制品操作性连接到该机器上，该磨料制品包括：
有机粘结材料，
分散于所述有机粘结材料中的研磨材料，和
均匀分散于所述有机粘结材料中的多根微纤维，其中，所述微纤维是平均长度低于约1000微米的单根细丝；和
使该磨料制品与该工件的表面接触。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述微纤维包括玻璃纤维、陶瓷纤维、碳纤维、芳纶纤维、和聚酰胺纤维中的一种或多种。
27.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述微纤维包括矿棉纤维。
28.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述微纤维包括渣棉纤维、岩棉纤维和石棉纤维中的至少一种。
29.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述制品还包括一种或多种与所述微纤维反应以提供研磨工艺益处的活性填充剂。
30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述一种或多种活性填充剂选自：锰化合物、银化合物、硼化合物、磷化合物、铜化合物、铁化合物、锌化合物、及其组合。
31.如权利要求29所述的组合物，其特征在于，所述一种或多种活性填充剂包括二氯化锰。
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