CN101848793B - 去毛刺介质和工艺 - Google Patents
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Abstract
一种振动精加工介质元件,其至少具有包括反玻璃化材料的部分。
Description
技术领域
本发明涉及精加工介质,并且涉及对物品进行精加工的工艺。特别地但不排他地,本发明涉及一种与振动精加工装置一起使用的精加工介质。
背景技术
众所周知,使用振动精加工工艺来去除毛刺并且使得大规模生产的物品表面变得光滑。由于多种原因,毛刺可能会出现在物品上。特别地,通过金属铸造、机械加工以及一般处理而生产的零件的表面常常具有毛刺,并且具有在最终产品中所不可接受的粗糙度。
物品的精加工可能涉及毛刺的去除以及物品表面粗糙度的降低。
典型地,待精加工的物品和精加工介质元件一起被放置在振动精加工装置中,所述振动精加工装置例如滚磨或磨光装置、振动槽或碗、离心机或拖拉式精加工机。还可以添加抛光或脱脂化合物。
在对物品进行去毛刺的情况下,精加工介质典型地具有相对粗糙的表面,而在对物品进行抛光的情况下,精加工介质典型地具有相对光滑的表面。
在精加工工艺中,对精加工介质进行搅拌,使得介质的元件撞击待精加工的物品。一种或更多化合物可以和精加工介质一起提供,所述化合物例如液体肥皂、脱脂剂、抛光剂等。
许多不同类型的精加工装置都是已知的。翻滚研磨机是其中的一种类型。翻滚研磨机通过精加工介质的元件在物品上的“翻滚”动作而对所述物品进行精加工。
精加工介质本身典型地包括具有尖锐点或棱角的物品。所述介质可以选择性地或者额外地具有嵌入的研磨材料颗粒。一些精加工材料表现为烧结瓷土的形式,这些烧结瓷土中具有嵌入的氧化铝颗粒。在精加工材料表现为塑料材料形式的情况下,可以添加石英颗粒。
在精加工工艺的过程中,暴露于介质表面的尖锐点或棱角以及/或者嵌入的颗粒进入物品的沟槽和裂隙中,从而使得物品变得光滑。在某些情况下,精加工介质在物品上具有清洁效果而不是光滑效果,或者具有清洁效果以及光滑效果。
存在的问题是,在精加工工艺的过程中,精加工介质的元件的尖锐点、边缘或棱角被非常快地磨损并且用旧。结果,所述元件不再能够到达沟槽和裂隙以高效地对物品进行精加工。
US3375615公开了一种精加工翻滚介质,其表现为三角形或星形盘的形式,这种精加工翻滚介质上具有通孔。这些孔接近盘的顶点而形成。为了促进精加工,在顶点处提供有介质的尖锐边缘。为了延长精加工介质的使用寿命,该介质被布置为当其用旧至预定程度的时候在使用中破碎。该介质被布置为在孔的区域破碎,从而为精加工提供新的尖锐边缘。
根据所公开的内容,该介质由基本上100%的无机陶瓷形成,或者由陶瓷研磨剂颗粒和玻璃质或塑料树脂粘合剂的组合物形成,该塑料树脂粘合剂将颗粒粘合在一起。
陶瓷介质的缺点在于,它们的生产成本高,并且需要加入研磨剂以产生切削作用。
GB1130923公开了一种精加工介质,其表现为具有星形截面的物品的形式,并且该精加工介质的长度大于星形截面的最大尺寸。根据所公开的内容,该介质由基于锌的模具铸造材料、钢、铝、黄铜或陶瓷材料中的一种形成。
陶瓷材料具有的缺点在于,它们一旦被用旧,就必须被抛弃,因为这些材料难于再次使用。另一方面,金属材料能够在很多情况下通过熔化和重铸而再次成形。
然而,在使用金属精加工材料对金属工件进行精加工的时候,与更加坚硬的材料相比,例如与陶瓷相比,该介质将相对更快地失去其尖锐边缘。因此,金属振动精加工介质倾向于是基于碳化物的材料。而基于碳化物的材料的缺点在于它们的生产成本相对较高。
金属精加工介质的其它缺点包括:这种介质相对难于进行机械加工和大规模生产。这种材料在潮湿的处理环境中也倾向于快速腐蚀,特别是在使用酸性化合物的环境中。
结果,在某些情况下,根本就不使用精加工介质。更确切地说,零件处于“自处理”状态下。换言之,零件在振动精加工环境中只剩下移动以自身发生对撞的份,而并不添加精加工介质。这种状态典型地仅仅在以下情况中加以利用:大量的低质量的零件基本上不需要进行修边或去毛刺。在精加工工艺的过程中,自精加工工艺会导致零件的损害。
US5373047公开了一种热塑性可处理聚合物颗粒的爆破介质,其填充有精细切分的金属,这些金属颗粒被粘合增进剂所覆盖。聚合物振动介质具有的缺点在于,它们展现出了并非无足轻重的碳足迹,它们相对难于生产并且它们不易于再循环。
US2004/0148966公开了制造玻璃和包括Al2O3和SiO2的玻璃陶瓷的方法,并且公开了玻璃陶瓷颗粒可以用作研磨剂颗粒。该文献公开了将玻璃陶瓷颗粒嵌入主基体中以形成研磨物,例如砂轮。在一个实施方案中,颗粒通过粘合剂结合至纤维垫,该纤维垫设置在基质上。
另外,精加工介质元件可以形成为不需要基体支撑的分离构件,所述基体例如US2004/0148966的纤维垫(参见上文)。
在本发明的第一方面中,提供了一种振动精加工介质元件,其至少具有包括反玻璃化材料的部分。
在一些实施方案中,所述精加工介质元件基本上由至少部分地反玻璃化的材料构成。在一些实施方案中,所述精加工介质元件基本上由已经部分地反玻璃化的玻璃材料组成。换言之,在一些实施方案中,所述精加工介质元件并不包括主基体中的至少部分地反玻璃化的材料颗粒,所述主基体例如陶瓷基体、聚合物基体或者任何其它种类的基体,而是相反地所述精加工介质元件基本上完全由至少部分地反玻璃化的材料形成,优选地为玻璃材料。
在一些实施方案中,所述精加工介质元件由已经至少部分地反玻璃化的玻璃材料构成。
在一些实施方案中,所述精加工介质元件基本上并且几乎排他地由玻璃材料形成,所述玻璃材料已经随后进行了热处理以形成部分地反玻璃化的材料。在一些实施方案中,所述精加工介质元件排他地由玻璃材料形成,所述玻璃材料已经随后进行了热处理以形成部分地反玻璃化的材料。
在一些实施方案中,所述元件基本上或排他地由玻璃材料形成,这些实施方案与现有技术中的介质相比是特别有利的,所述现有技术中的介质包括具有嵌入的研磨颗粒的基体元件,所述研磨颗粒例如氧化铝或类似材料。这是因为现有技术元件倾向于在使用过程中散发它们的研磨颗粒,形成研磨剂颗粒、基体部件以及来自正被精加工的物品的切削物的浆体。由于存在某些研磨颗粒,这种浆体可能存在环境保护方面的问题,并且在其能够被处理之前还需要进一步的高成本的工序。比较起来,本发明的实施方案仅仅散发玻璃颗粒,其易于进行处理或者再循环。
反玻璃化的意思是,一种材料从前具有无定形(玻璃状)结构,反玻璃化后具有晶体结构。无定形结构的意思是,一种材料缺乏通过X射线衍射确定的任何长范围晶体结构。玻璃或玻璃状的意思是,一种无定形材料,其展现玻璃转化温度。
根据本发明的精加工介质的优点在于,其可以由相对低成本的起始材料并且以相对低成本的方式来制造。根据本发明的一个或更多实施方案的元件由再循环的玻璃材料制造。
从原始材料中获得陶瓷,所述原始材料例如瓷土,这些原始材料典型地是通过采矿操作而获得的,因此对于这种材料的使用存在环境方面的考虑。然而,再循环材料的使用的优点在于,由于采矿操作而导致的对于地貌的干扰不再是必须的。
特别地,绿色(或棕色)玻璃通常不进行再循环。因此,本发明的实施方案对这种材料的进行了非常好的利用,否则这些材料就会被置于垃圾填埋点或者其它废物处置设备中。
优选地,所述精加工介质元件包括硅石。
优选地,表现为反玻璃化材料形式的元件的体积在从大约1%到大约100%的范围内。
更加优选地,表现为反玻璃化材料形式的元件的体积可以在从大约20%到大约80%的范围内。
已经发现,反玻璃化材料的比例越高,所述精加工元件就越坚硬。在一些实施方案中,所述精加工元件的硬度为大约5.5莫氏硬度。
如果硬度太高,在使用的过程中就会存在精加工元件破裂的风险。如果元件太软,由于元件的边缘的倒圆,就会存在元件失去其有效性的风险。
优选地,元件的最长尺寸在从大约5mm到大约80mm的范围内。
元件的最长尺寸可以在从大约5mm到大约50mm的范围内。
元件的最长尺寸可以在从大约10mm到大约40mm的范围内。
已经发现,具有在这些范围内的尺寸的元件特别适合于不同尺寸范围的精加工物品。另外,可以对元件的尺寸进行选择,从而使得元件可能能够撞击物品的所有需要的表面而不会变得容纳在物品的凹槽或裂隙或其它特征中。
优选地,提供一种元件,其具有从下列形状中选择的至少一种形状:长方体、椭圆体、棱柱、圆锥体、四面体、棱锥、多面体以及球体。
所述元件可以包括或合并多个空隙,所述空隙例如通过气体泡泡形成,优选地通过空气泡泡形成。
所述空隙可以基本上均匀地分散在所述元件中,或者可以至少位于其表面层中。
所述空隙的公称直径在从大约1微米到大约1mm的范围内,优选地从大约10微米到大约500微米,更加优选地从大约100微米到大约500微米。在一些实施方案中,所述空隙的尺寸在从大约50nm到大约5mm的范围内。
当暴露于所述元件的表面区域时,所述空隙表现出尖锐边缘,其尺寸非常适合于切削、去毛刺以及精加工。暴露的空隙也能够作为流体精加工介质的储液器,所述流体精加工介质可以在振动精加工工艺中使用。
优选地,所述元件在其自由表面上具有多个区域的晶体材料。
优选地,所述元件基本上由至少部分地反玻璃化的材料组成,优选地由至少部分地反玻璃化的玻璃材料组成。
在本发明的第二方面中,提供了一种形成精加工介质元件的方法,包括以下步骤:提供至少一块包括玻璃部分的材料;使得所述的至少一块材料经过热处理,从而形成固体铸造构件,该固体铸造构件至少具有包括反玻璃化材料的部分。
玻璃部分的意思是,由无定形或玻璃状材料形成的部分。
优选地,提供至少一块材料的步骤包括提供多块材料的步骤,例如表现为碎玻璃(回收的玻璃)形式的多块破碎玻璃。
优选地,所述的多块材料的平均尺寸的范围为最大至大约4mm。
所述的多块材料的平均尺寸可以在从大约4mm到大约2mm的范围内。
所述的多块材料的平均尺寸可以在从大约3mm到大约1mm的范围内。
所述的多块材料的平均尺寸可以在从大约1.5mm到大约0.75mm的范围内。
所述的多块材料的平均尺寸可以在从大约1.5mm到大约500微米的范围内。
所述的多块材料的平均尺寸的范围可以为最大至100微米。
通常发现,制造精加工元件的多块材料的平均尺寸越小,加工完成的物品的表面也就越光滑。由具有在范围的下端的平均尺寸的片制成的元件特别适合于对物品进行精加工,从而使得加工完成的物品具有相对较低的表面粗糙度。
优选地,所述铸造构件进一步包括无定形玻璃材料。
无定形玻璃材料的出现可以具有增加元件粗糙度的效果。换言之,无定形玻璃材料的出现可以降低材料破裂的倾向。
优选地,所述方法进一步包括对所述铸造构件进行切削的步骤,从而形成多个精加工介质元件。
所述铸造构件的切削可以通过标准的锯子来执行,例如配备金刚石的圆锯。选择性地或者额外地,切削可以通过激光切削装置以及/或者喷水切削装置来执行。
优选地,在对所述的至少一块材料进行热处理的步骤之前,存在将所述的至少一块材料放置于模具中的步骤,所述模具具有与精加工介质元件的形状相对应的形状。所述模具可以包括形成在托盘中的多个模具,类似于松饼托盘,在所述托盘处形成圆锥体,已经发现具有30°、60°、90°以及高至120°圆锥角的元件是有用的。
优选地,所述精加工介质元件形成为从下列形状中选择的至少一种形状:长方体、椭圆体、棱柱、圆锥体、四面体、棱锥、多面体以及球体。
优选地,所述热处理的步骤包括加热至在从大约700℃到大约1100℃的范围内的温度的步骤。
更加优选地,所述热处理的步骤包括加热至在从大约800℃到大约1000℃的范围内的温度的步骤。
仍然更加优选地,所述热处理的步骤包括加热至在从大约850℃到大约950℃,优选地从大约900℃到大约920℃的范围内的温度,更加优选地为大约900℃的步骤。
所述热处理的步骤可以包括加热至在从大约700℃到大约1100℃的范围内的温度,并持续在该温度进行热处理大约1小时到大约3小时的时间,更加优选地从大约700℃到大约950℃,仍然更加优选地加热至大约900℃的温度,并在该温度持续进行热处理大约1小时到大约3小时,更加优选地大约2小时的时间。
优选地,所述热处理的步骤包括加热至在从大约700℃到大约1100℃的范围内的温度,并在该温度持续进行热处理大约2小时的时间的步骤。
为了形成振动精加工介质,通过如下玻璃材料的处理的材料可以具有大约5.5莫氏硬度的硬度值。
所述热处理的步骤可以包括对所述的至少一块材料进行热处理的步骤,从而使得所述至少一块材料的至少一部分熔化;随后冷却以形成固体铸造构件,该固体铸造构件至少具有包括反玻璃化材料的部分。
在本发明的第三方面中,提供了一种形成精加工介质元件的方法,包括以下步骤:提供至少一块包括玻璃部分的材料;对所述的至少一块材料进行热处理,从而使得所述的至少一块材料的至少一部分熔化;随后冷却以形成固体铸造构件,该固体铸造构件至少具有包括反玻璃化材料的部分。
在本发明的第四方面中,提供了一种再次形成至少一个精加工介质元件的方法,包括以下步骤:提供根据第一方面的至少一个精加工介质元件;进行热处理;随后冷却以形成包括反玻璃化材料的固体铸造构件。
这样具有的优点是,用过的精加工元件可以再次形成以生产新的精加工元件。因此,不需要将用过的精加工元件置于垃圾填埋点或者其它废物处置设备中。
优选地,提供所述的至少一个精加工介质元件的步骤进一步包括使得所述至少一个精加工介质元件破裂的步骤,从而形成多块材料。
在使得所述的至少一个精加工介质元件破裂的步骤之后,可以存在将所述的多块材料的至少一个放置在模具中的步骤。
在本发明的第五方面中,提供了一种再次形成至少一个精加工介质元件的方法,包括以下步骤:提供根据本发明的第一方面的至少一个精加工介质元件;执行热处理从而使得所述元件的至少一部分熔化;随后,冷却以形成包括反玻璃化材料的固体铸造构件。
在本发明的第六方面中,提供了根据第一方面的精加工介质元件与脱脂剂和/或抛光化合物的组合。
在本发明的第七方面中,提供了一种对物品进行精加工的方法,包括以下步骤:提供根据第一方面的多个精加工介质元件;并且使得多个精加工介质元件撞击物品,从而降低该物品的表面粗糙度。
优选地,所述方法进一步包括以下步骤:提供从脱脂或清洁或抛光化合物中选择的至少一种材料,从而在精加工工艺过程中增强物品表面粗糙度的降低。
现在将参考附图来对本发明的实施方案进行描述,其中:
图1是根据本发明的第一和第二实施方案的热处理的温度作为时间的函数的曲线图;
图2显示了根据本发明的第一实施方案的棱柱形的精加工介质元件;
图3显示了根据本发明的第二实施方案的基本上圆锥形的精加工介质元件;
图4显示了适合于形成根据本发明的第二实施方案的多个精加工介质元件的模具;
图5显示了圆锥形的多个精加工介质,圆锥角在从大约15°到大约90°的范围内;
图6是具有通气结构的精加工元件的截面图;以及
图7是精加工元件的截面图,显示了晶体(反玻璃化)材料在元件的自由表面上的存在。
根据本发明的第一实施方案,精加工介质由部分再结晶硅石玻璃材料形成。其它玻璃材料也是有用的。
作为与金属材料比较价格相对较低的日用材料,无定形硅石玻璃是广泛可用的。例如,表现为再循环饮料瓶以及其它再循环物品形式的无定形硅石玻璃是可用的。
根据制造按照本发明的实施方案的精加工介质的方法,表现为无定形硅石玻璃形式的起始材料被压碎成小块。在本发明的一些实施方案中,这些小块的直径为大约4mm。“直径”意味着一块材料的最大尺寸。
在一些实施方案中,使用了分级混合碎玻璃,其具有最大尺寸为大约4mm的小块。
在一些实施方案中,使用了具有较大直径的小块。例如,可以使用具有高至大约5mm的直径的小块。
在一些实施方案中,使用了直径从几微米到大约5mm的小块。
根据第一实施方案,压碎的块被放置在基本上为长方体形状的模具中并且进行热处理。热处理使得压碎的块在被冷却以形成至少具有包括反玻璃化硅石材料部分的材料之前被至少部分地熔化。反玻璃化硅石具有的性质是,其相对坚硬并且对于磨损导致的用旧具有抵抗力。
冷却的材料具有无定形材料的区域以及反玻璃化、晶体硅石材料的区域。另一方面,压碎的玻璃起始材料典型地几乎完全由无定形硅石材料组成。
在图1中示出了热处理的温度作为时间的函数的曲线图。
压碎的块被加热至从大约700℃到大约1400℃的温度T1。所述的块被保持在这个温度持续从大约1到大约6小时的时间t1。
在本发明的优选实施方案中,压碎的块被加热至大约900℃的温度T1持续大约2小时的时间t1。在一些实施方案中,压碎的片被加热至大约925℃的温度T1。
在从升高的温度T1冷却的过程中,玻璃材料所经历的再结晶的程度决定了产生的精加工介质的硬度的基本程度。所使用的时间t1和温度T1将会影响包括在精加工介质中的晶体材料的比例。典型地发现,晶体材料的更高比例会导致硬度增大的精加工介质。
包含更高比例的晶体材料的精加工介质也具有增加的脆性,这种脆性可能会导致精加工工艺过程中的破裂。因此,必须实现无定形和晶体材料的相对比例之间的可接受的平衡,以获得这样一种精加工介质,其足够坚硬从而不以过高的比率用旧,同时又足够强韧从而在精加工工艺过程中不过分容易破裂。
一旦部分再结晶的玻璃材料已经冷却至室温,就对其进行切削,以形成形状和尺寸都适合用作精加工介质的元件。典型地,切削是通过使用传统的配备金刚石的圆锯刀片来进行的。
在本发明的一些实施方案中,切削是通过喷水或激光来执行的。
根据本发明的第一实施方案,材料被切削以形成棱柱形精加工介质,一般地如图1中的110所示。根据第一实施方案,每一棱锥的底面的侧边的长度在从大约5mm到大约50mm的范围内。在一些实施方案中,该范围为从大约10mm到大约40mm。
介质的尺寸是根据待精加工的物品的尺寸和形状而选择的。对尺寸进行选择以避免在待精加工的物品的凹槽或其它形式中的精加工介质元件的干扰的问题。
根据本发明的第一实施方案,精加工介质为通过从部分反玻璃化材料的块上切削而形成的固体棱柱块的形式。
在选择性的实施方案中,材料被切削以形成不同的形状,例如立方体、长方体、椭圆体、具有星形或任何其它合适形状形式的横截面或其它部分的体。
根据本发明的第二实施方案,精加工介质通过在单个模具中熔化压碎硅石玻璃的颗粒而形成,从而直接形成所需最终形状的精加工介质。因此,不需要对凝固的熔化物进行切削以形成精加工介质元件。
图3是具有直接从模具形成的基本上圆锥形状的精加工介质元件210的图示。在图4中示出了用于形成这种元件210的合适的模具。该模具具有多个井元件310,其形状对应于圆锥形精加工介质元件210的形状。
圆锥形状的精加工介质的优点在于,一旦铸造材料已经冷却,它们能容易地从模具移除。从而,可以快速而方便地制造精加工介质元件。
通过根据本发明的第二实施方案的铸造工艺,能够以快速而有效的方式形成各种复杂形状的精加工介质。这至少部分归因于一旦熔化物已经冷却就不需要执行切削操作。
应该认识到,一旦根据本发明的实施方案的精加工介质元件已经用过,即用旧至它们的有效性不再可接受的程度,它们可以再循环以形成新的精加工介质元件。
从而,用过的元件可以被加热和冷却以形成新的精加工介质元件。在一些实施方案中,用过的元件被压碎以形成然后要进行热处理的颗粒。在一些实施方案中,颗粒被放置在例如在图4中显示的模具中,并且以与上面所述相类似的方式进行热处理。
用过的元件的再循环具有减少材料损耗的优点,从而减轻了废物处置设备上的精加工工艺的负担。形成精加工元件的原始材料首先是从再循环的硅石材料获得的,这个事实在减轻工艺的环境冲击方面也是一个重要优点。
图5显示了根据本发明的实施方案的一组精加工介质元件,具有在从大约15°到大约90°的范围内的圆锥角。高至大约120°的圆锥角也是有用的。
根据任意前述权利要求所述的元件,基本上由玻璃材料和结晶玻璃材料组成。
图6显示了形成为具有多孔或通气结构的精加工介质元件410的内部结构。也就是说,该精加工介质元件包括多个毛孔或空隙450。这种结构所具有的优点是,可以以方便的方式不需要将颗粒粘合至基体而提供具有表现出多个尖锐边缘415的自由表面411的元件。此外,应该理解的是,由于精加工介质元件在使用中用旧,新的空隙暴露于自由表面。从而,在元件用旧时新的尖锐表面被暴露出来。
此外,在元件用旧时,从元件脱离的材料的任何碎片的尺寸与元件本身的尺寸比较起来相对较小。从而,相对于一些已知的精加工介质元件和研磨材料来说,碎片堵塞振动精加工工具的过滤器以及相关流体处理装置的风险降低了。
在本发明的一些实施方案中,精加工介质元件包括暴露于元件的表面的晶体材料,其呈现了对于待精加工的物品的研磨表面。在一些实施方案中,元件的晶体材料为从元件的外部表面凸出的伸长晶体的形式。图7是具有自由表面511的精加工元件510的一部分的截面视图。晶体(反玻璃化)材料520、525在自由表面511上,在一些实施方案中,一些晶体材料为从自由表面511凸出的伸长晶体520的形式。空隙(或毛孔)550也可以在元件510上。
应该理解的是,出现在精加工元件中的晶体的尺寸可以依赖于应用于玻璃起始材料的热处理。在升高的温度下更长的退火时间典型地导致形成更大的晶体。
还应该理解的是,在一些实施方案中,反玻璃化材料与玻璃状材料530的基体进行组合,从而使得晶体材料520、525有效地“嵌入”玻璃状材料530。从而,对玻璃进行热处理的工艺导致颗粒/基体结构的形成而不需要将来自分离的源的颗粒和基体材料混合起来。从而大大简化了制造工艺的成本和复杂性。
从而,在本发明的一些实施方案中,精加工元件的多达至少三个特征对于与该元件接触的物品的精加工做出了贡献。它们是:(i)用于形成精加工介质元件的碎玻璃的尺寸,(ii)碎玻璃所承受的热处理的时间/温度曲线所确定的元件中出现的材料的晶体的尺寸,以及(iii)元件具有形成于其中的毛孔的程度。
已经发现,较大的碎玻璃块导致元件比使用较小的碎玻璃块的情况具有更加粗糙的表面形态,所述较大的碎玻璃块灌注进入模具并随后进行热处理,从而碎玻璃被烧结以形成精加工元件并且至少部分反玻璃化。从而,与较小的碎玻璃块比较,较大的碎玻璃块通常导致产生具有更加粗糙的表面的元件。
从而,使用较大的碎玻璃块提供了一种更加具有颗粒状的结构,元件表面所具有的波浪形的长度等级比如果使用较小的碎玻璃片的情况要大。
出现在精加工元件中的材料的晶体的尺寸很大程度上由给定的热处理的温度曲线(即在热处理过程中元件的温度作为时间的函数)所确定。应该理解的是,暴露于精加工元件的自由表面的较大的晶体典型地导致与较小的晶体暴露于自由表面的元件比较元件具有更加粗糙的表面形态。
在本申请文件的说明书和权利要求书中,术语“包括”和“包含”以及这些术语的变体形式,例如“包括”,表示“包括但不限于”,并且并不意在(并不)排除其它部分、添加物、部件、整数或步骤。
在本申请文件的说明书和权利要求书中,除非上下文另外需要,单数形式包含复数形式。特别地,在使用不定冠词的地方,申请文件应该理解为企图表示复数以及单数形式,除非上下文另外需要。
与本发明的特别方面、实施方案或例子一起描述的特征、整数、特定、化合物、化学部分或群组应该理解为适用于这里描述的任何其它方面、实施方案或例子,除非它们之间不相容。
Claims (60)
1.一种振动精加工介质元件,所述振动精加工介质元件基本上或者排他地由玻璃材料形成并且至少具有包括反玻璃化材料的部分,并且进一步具有包括基本上无定形的材料的部分,其中所述元件包括或合并多个空隙,所述空隙通过气体泡泡形成,所述空隙至少位于所述元件的表面层中,并且暴露于所述表面层中,从而在所述表面层呈现尖锐边缘。
2.根据权利要求1所述的元件,包括硅石。
3.根据权利要求1或2所述的元件,其中以反玻璃化材料为形式的元件的体积在从1%到100%的范围内。
4.根据权利要求3所述的元件,其中以反玻璃化材料为形式的元件的体积在从20%到80%的范围内。
5.根据权利要求1或2所述的元件,具有在从5mm到80mm的范围内的最长尺寸。
6.根据权利要求5所述的元件,具有在从5到50mm的范围内的最长尺寸。
7.根据权利要求6所述的元件,具有在从10到40mm的范围内的最长尺寸。
8.根据权利要求1或2所述的元件,具有从下列形状中选择的至少一种形状:长方体、椭圆体、棱柱、圆锥体、四面体、棱锥以及球体。
9.根据权利要求1所述的元件,其中所述空隙通过空气泡泡形成。
10.根据权利要求1所述的元件,其中所述空隙基本上均匀地分散在所述元件中。
11.根据权利要求1所述的元件,其中所述空隙暴露于所述表面层,从而为流体精加工介质提供储液器,在振动精加工工艺中可以使用所述流体精加工介质。
12.根据权利要求1所述的元件,其中所述空隙的公称直径在从50nm到5mm的范围内。
13.根据权利要求12所述的元件,其中所述空隙的公称直径在从1微米到1mm的范围内。
14.根据权利要求13所述的元件,其中所述空隙的公称直径在从10微米到500微米的范围内。
15.根据权利要求14所述的元件,其中所述空隙的公称直径在从100微米到500微米的范围内。
16.根据权利要求1或2所述的元件,在所述元件的自由表面上包括多个区域的晶体材料。
17.根据权利要求1或2所述的元件,基本上由无定形玻璃材料和结晶玻璃材料构成。
18.根据权利要求1或2所述的元件,由无定形玻璃材料和结晶玻璃材料构成。
19.根据权利要求17所述的元件,其中所述结晶玻璃材料表现为分散在所述无定形玻璃材料中的颗粒的形式。
20.根据权利要求17所述的元件,其中所述无定形玻璃材料表现为分散在所述结晶玻璃材料中的颗粒的形式。
21.根据权利要求1或2所述的元件,基本上至少部分地由反玻璃化的材料构成。
22.根据权利要求21所述的元件,其中基本上至少部分地由玻璃材料构成。
23.根据权利要求1或2所述的元件,具有5.5的莫氏硬度。
24.根据权利要求1或2所述的精加工介质元件,与脱脂剂和/或抛光化合物组合。
25.一种形成精加工介质元件的方法,包括以下步骤:
提供至少一块包括玻璃部分的材料;
使得所述的至少一块材料经过热处理,从而形成固体铸造构件,该固体铸造构件至少具有包括反玻璃化材料的部分,
其中所述元件包括或合并多个空隙,所述空隙通过气体泡泡形成,所述空隙至少位于所述元件的表面层中,并且暴露于所述表面层中,从而在所述表面层呈现尖锐边缘。
26.根据权利要求25所述的方法,其中所述的提供至少一块材料的步骤包括提供多块材料的步骤。
27.根据权利要求26所述的方法,其中所述的多块材料包括碎玻璃。
28.根据权利要求26或27所述的方法,其中所述的多块材料的平均尺寸的范围为最大至4mm。
29.根据权利要求28所述的方法,其中所述的多块材料的平均尺寸在从4mm到2mm的范围内。
30.根据权利要求28所述的方法,其中所述的多块材料的平均尺寸在从3mm到1mm的范围内。
31.根据权利要求28所述的方法,其中所述的多块材料的平均尺寸在从1.5mm到0.75mm的范围内。
32.根据权利要求28所述的方法,其中所述的多块材料的平均尺寸在从1.5mm到500微米的范围内。
33.根据权利要求28所述的方法,其中所述的多块材料的平均尺寸的范围为最大至100微米。
34.根据权利要求25所述的方法,其中所述铸造构件包括无定形玻璃材料。
35.根据权利要求25所述的方法,进一步包括对所述铸造构件进行切削的步骤,从而形成多个精加工介质元件。
36.根据权利要求25所述的方法,其中在对所述的至少一块材料进行热处理的步骤之前,存在将所述的至少一块材料放置于模具中的步骤,所述模具具有与精加工介质元件的形状相对应的形状。
37.根据权利要求36所述的方法,其中在所述的热处理的步骤之前,存在将所述的至少一块材料放置在多个模具中的一个模具里的步骤,所述的多个模具在托盘中形成。
38.根据权利要求25所述的方法,从而所述精加工介质元件形成为从下列形状中选择的至少一种形状:长方体、椭圆体、棱柱、圆锥体、四面体、棱锥以及球体。
39.根据权利要求38所述的方法,其中所述精加工介质元件成形为圆锥体的形状,所述圆锥体具有在从30°到120°的范围中的圆锥角。
40.根据权利要求39所述的方法,其中所述精加工介质元件成形为具有从30°、60°、90°和120°中选择的一个圆锥角。
41.根据权利要求25所述的方法,从而所述热处理包括加热至范围在从700℃到1100℃的温度的步骤。
42.根据权利要求41所述的方法,从而所述热处理包括加热至范围在从800℃到1000℃的温度的步骤。
43.根据权利要求42所述的方法,从而所述热处理包括加热至范围在从850℃到950℃的温度的步骤。
44.根据权利要求43所述的方法,所述加热至范围在从900℃到920℃的温度。
45.根据权利要求44所述的方法,所述加热至900℃。
46.根据权利要求41所述的方法,从而所述热处理包括加热至范围在从700℃到1100℃的温度,并在该温度下持续热处理1小时到3小时的步骤。
47.根据权利要求46所述的方法,所述加热至范围从700℃到950℃。
48.根据权利要求47所述的方法,所述加热至范围从900℃到920℃。
49.根据权利要求48所述的方法,所述加热范围为900℃。
50.根据权利要求46所述的方法,从而所述热处理包括加热至范围在从700℃到1100℃的温度,并在该温度下持续热处理2小时的步骤。
51.根据权利要求50所述的方法,所述加热至范围从700℃到950℃。
52.根据权利要求51所述的方法,所述加热至范围从900℃到920℃。
53.根据权利要求52所述的方法,所述加热至范围为900℃。
54.根据权利要求25所述的方法,其中所述的热处理包括对所述的至少一块材料进行热处理的步骤,从而使得所述的至少一块材料的至少一部分熔化;随后
冷却以形成固体铸造构件,该固体铸造构件至少具有包括反玻璃化材料的部分。
55.根据权利要求25所述的方法,从而所述方法提供一种精加工介质元件,该精加工介质元件具有5.5的莫氏硬度。
56.一种再次形成至少一个精加工介质元件的方法,包括以下步骤:
提供根据权利要求1至24的任一项所述的至少一个精加工介质元件;
进行热处理;随后,
冷却以形成固体铸造构件,该固体铸造构件包括反玻璃化材料。
57.根据权利要求56所述的方法,其中所述的提供所述至少一个精加工介质元件的步骤进一步包括使得所述至少一个精加工介质元件破裂的步骤,从而形成多块材料。
58.根据权利要求57所述的方法,其中在使得所述至少一个精加工介质元件破裂的步骤之后,存在将所述的破裂的多块元件放置在模具中的步骤。
59.一种对物品进行精加工的方法,包括以下步骤:
提供多个根据权利要求1至24的任一项所述的精加工介质元件;并且
使得所述的多个精加工介质元件撞击物品,从而降低物品的表面粗糙度。
60.根据权利要求59所述的方法,进一步包括以下步骤:
提供从脱脂或清洁或抛光化合物中选择的至少一种化合物,从而增强物品表面粗糙度的降低。
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JP2007181912A (ja) | 研磨砥石及びその製造方法 |
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Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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Effective date of registration: 20170915 Address after: British South Yorkshire Patentee after: Pakistan, Loti Portes Co. Ltd. Address before: Yorkshire Patentee before: Vibraglaz Limited |
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TR01 | Transfer of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20131023 Termination date: 20190912 |
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CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |