CN102725102A - 用于轧辊研磨的方法以及装置 - Google Patents

Abstract

在一个方面，一种用于轧辊研磨的方法利用了一个多孔的并且可渗透的研磨轮。在另一方面，一种用于对轧辊进行研磨的方法包括当该研磨轮横过一个轧辊的表面时对该研磨轮进行修整。其他方面涉及一种系统，例如一个轧辊研磨机或其零件，其中一个修整工具在该研磨轮研磨轧辊的表面时与研磨轮接触。在一些具体的实例中，在研磨轮横过轧辊的表面时使研磨轮与一个旋转修整工具保持接触。

Description

用于轧辊研磨的方法以及装置

相关申请

本申请根据35 USC 119(e)要求了2009年5月19日提交的美国临时申请号61/179,518的权益，将其通过引用以其全文结合在此。

背景技术

轧制是指一种制造过程，其中使一种材料，例如一种金属通过至少一对辊。在金属片材的表面最终处理中所使用的轧辊总体上是大(例如，长7英尺、直径2英尺)的金属轧辊，这些金属轧辊可以是由锻钢、难以研磨的高速钢、或具有不同的Cr水平的ICDP钢制成的。这些辊的制造经常包括一个圆柱形的研磨过程，称为(轧)辊研磨，其中一个粘结的研磨轮在一个专用的轧辊研磨机上来回地横过该轧辊的表面以研磨该辊的表面并且使其光滑。

轧辊研磨过程提出的一些挑战涉及到该辊的表面光洁度。例如，不稳定的研磨系统可以引起在该研磨轮与该工件之间的振动幅值随着时间而增加。这导致了一连串的波纹(这些波纹是在一个称为再生的或自激发的震颤过程中沿着该研磨轮与该工件这两者的表面发展并且建立的)并且与研磨之后在轧辊的表面中的瑕疵(称为“震颤标记”)相关。这些震颤标记，连同其他研磨图案、进给线、随机的标记、凹痕、以及在该研磨过程中在该辊表面上产生的其他类型的瑕疵被转移到正在被该辊加工的金属片材上，从而折损了最终产品的品质。

在轧辊研磨过程中的其他挑战涉及到在该研磨过程中除去粘结剂材料以及累积的磨损的磨料颗粒。在许多轧辊研磨操作中，例如当由于用完而安装一个新的轮并且在该第一次运行之前开放(opening)该轮的表面时总体上进行修整。此外，该轮可以在轮的几趟之后使用在该研磨区之外的一个静态修整工具进行再修整。由于该研磨轮必须离开该研磨区以进行修整，所以该轧辊研磨被中断，从而增加了生产一个光洁的辊所要求的总时间。

发明内容

因此对于使轧辊的表面上的震颤标记以及的其他瑕疵的形成最小化或将其减少的技术以及设备存在一种需要。对于增加生产率和/或降低与轧辊的生产有关的生产成本的轧辊研磨方法以及系统也存在一种需要。

本发明的一个方面涉及一种用于轧辊研磨的方法，该方法使用了一种可渗透的研磨轮。

在一个实施方案中，一种用于对轧辊进行研磨的方法包括将一个研磨轮安装到一个轧辊研磨机上，该轮包括：由一种纤维粒子的基质限定的、按体积计约55％至约80％的互连的孔隙率，这些纤维粒子具有的长度与直径的长径比是至少4∶1，优选5∶1，以及对于研磨有效量的磨料颗粒和粘结剂，并且该轮具有的空气渗透性是以cc空气/秒/英寸水来测量为该磨料颗粒截面宽度的至少0.44倍；b)使该研磨轮与一个具有圆柱表面的旋转的轧辊接触；c)使该轮横过该轧辊的表面，保持该轮与该轧辊的表面持续接触；并且d)研磨该轧辊的表面。在该轮中存在的纤维粒子可以是磨料颗粒、填充剂、它们的组合、或它们的团聚体。这种互连的孔隙率提供了一种开放的通道结构，从而允许流体(例如，研磨冷却剂)或碎片在研磨过程中穿过该磨料物品而通过。

在另一个实施方案中，一种用于对轧辊进行研磨的方法包括：a)将一个研磨轮安装到一个轧辊研磨机上，该轮具有的以cc空气/秒/英寸水测量的空气渗透性是该磨料颗粒的截面宽度的至少0.44倍；b)使该轮与一个具有圆柱表面的旋转的轧辊接触；c)使该轮横过该轧辊的表面，同时保持该轮与该轧辊的表面持续接触；并且d)研磨该轧辊的表面。在具体实例中，该研磨轮包括：(i)在该研磨轮固化之前，一种纤维粒子的基质，这些纤维粒子具有的长度与直径的长径比是至少4∶1，优选5∶1；(ii)该研磨轮固化之后，按体积计约55％至约80％的互连的孔隙率，该互连的孔隙率是由该纤维粒子基质限定的；以及(iii)对研磨有效量的磨料颗粒和粘结剂。在该轮中存在的这种互连的孔隙率提供了一种开放的通道结构，从而允许流体或碎片在研磨过程中穿过该磨料物品而通过。该纤维粒子基质是至少一个结构化的填充剂的层，该结构化的填充剂选自下组，该组由以下各项组成：玻璃垫、有机垫、陶瓷纤维垫、以及它们的组合。

在又一个实施方案中，一种用于对轧辊进行研磨的方法包括：a)将一个研磨轮安装到一个轧辊研磨机上，该轮包括：由一种纤维粒子的基质限定的、按体积计约40％至约54％的互连的孔隙率，这些纤维粒子具有的长度与直径的长径比是至少4∶1，优选5∶1，以及对于研磨有效量的磨料颗粒和粘结剂，并且该轮具有的空气渗透性是以cc空气/秒/英寸水测量为该磨料颗粒截面宽度的至少0.22倍；b)使该轮与一个具有圆柱表面的旋转的轧辊接触；c)使该轮横过该轧辊的表面，保持该轮与该轧辊的表面持续接触；并且d)研磨该轧辊的表面。该轮的这种互连的孔隙率提供了一种开放的通道结构，从而允许流体或碎片在研磨过程中穿过该磨料物品而通过。这些纤维粒子可以是磨料颗粒、填充剂、它们的组合、以及它们的团聚体。

在还另一个实施方案中，一种用于对轧辊进行研磨的方法包括：a)将一个研磨轮安装到一个轧辊研磨机上，该轮具有的以cc空气/秒/英寸水测量的空气渗透性是该磨料颗粒的截面宽度的至少0.44倍；b)使该轮与一个具有圆柱表面的旋转的轧辊接触；c)使该轮横过该轧辊的表面，保持该轮与该轧辊的表面持续接触；并且d)研磨该轧辊的表面。在具体实例中，该轮包括：(i)在固化该磨料物品之前，一种纤维粒子的基质，这些纤维粒子具有的长度与直径的长径比是至少4∶1，优选5∶1；(ii)在固化该磨料物品之后，按体积计约55％至约80％的互连的孔隙率，该互连的孔隙率是由该纤维粒子基质限定的；以及(iii)对研磨有效量的磨料颗粒和粘结剂。这种互连的孔隙率提供了一种开放的通道结构，从而允许流体或碎片在研磨过程中穿过该磨料物品而通过。该纤维粒子基质是至少一个结构化的填充剂的层，该填充剂选自下组，该组由以下各项组成：玻璃垫、有机垫、陶瓷纤维垫、以及它们的组合。

在又一个实施方案中，一种用于对轧辊进行研磨的方法包括：a)将一个研磨轮安装到一个轧辊研磨机上，该轮包括：磨料颗粒的一种共混物，该共混物包括：i)一种单纤维的溶胶凝胶氧化铝磨料颗粒，该颗粒具有的长度与截面宽度的长径比是大于约1.0，或其一种团聚体；以及ii)团聚式磨料颗粒的粒料，这些磨料粒料包括被一种粘结材料保持在一个三维形状内的多个磨料颗粒；一种粘结剂；以及至少约35体积百分比的孔隙率；b)使该研磨轮与一个具有圆柱表面的旋转的轧辊接触；c)使该轮横过该轧辊的表面，保持该轮与该轧辊的表面持续接触；并且d)研磨该轧辊的表面。

在又另一个实施方案中，一种用于对轧辊进行研磨的方法包括：a)将一个研磨轮安装到一个轧辊研磨机上，该轮包括：一种团聚体，该团聚体包括：i)一种单纤维的溶胶凝胶氧化铝磨料颗粒，该颗粒具有的长度与截面宽度的长径比是大于约1.0；ii)一种非单纤维的磨料颗粒；以及iii)一种粘结材料，其中该非单纤维的磨料颗粒以及单纤维的溶胶凝胶氧化铝磨料颗粒被该粘结材料保持在一个三维形状内；一种粘结剂；以及至少约35体积百分比的孔隙率；b)使该轮与一个具有圆柱表面的旋转的轧辊接触；c)使该轮横过该轧辊的表面，保持该轮与该轧辊的表面持续接触；并且d)研磨该轧辊的表面。

任选地，以上描述的方法可以进一步包括对该研磨轮进行修整。在一些实现方式中，修整在该轮横过该轧辊的表面时进行。还可以采用顺序的修整。

本发明的另一个方面涉及一种用于对轧辊进行研磨的方法，该方法包括对在研磨操作中所使用的研磨轮的连续修整。

在一个实施方案中，一种用于对轧辊进行研磨的方法包括：将一个研磨轮安装到一个轧辊研磨机上；使该轮与一个旋转的轧辊接触；使该轮横过该轧辊的表面，保持该轮与该轧辊的表面持续接触；在该研磨轮横过该轧辊的表面时修整该研磨轮；并且研磨该轧辊的表面。

在又一个实施方案中，一种用于对轧辊进行研磨的方法包括使一个旋转的研磨轮与一个修整工具一起沿着一个旋转的轧辊的长度移动，其中该研磨轮研磨了该轧辊的一个表面并且该旋转的研磨工具接触了该研磨轮的周边。

在又另一个实施方案中，本发明涉及一种用于对正在研磨轧辊的一个轮进行修整的方法。该方法包括在该轮横过该轧辊的一个表面时保持在该轮与一个旋转修整工具之间的接触。

本发明的又一个方面涉及用于对轧辊进行研磨的设备。

在一个实施方案中，一种用于对轧辊进行研磨的装置，包括一个第一系统，该第一系统用于使一个旋转的研磨轮横过一个轧辊的表面并且保持该轮与该轧辊持续接触；以及一个第二系统，该第二系统用于保持正在横过该轧辊的表面的该旋转研磨轮与一个修整工具(例如，一个修整轮)之间的持续接触。

在另一个实施方案中，一种轧辊研磨机包括：用于安装一个研磨轮和一个旋转修整工具的一个组件，其中该旋转修整工具可以接触该研磨轮的周边，以及用于在该研磨轮横过该轧辊的一个表面时将该旋转修整工具与该研磨轮一起移动的装置。

在又一个实施方案中，一个用于对轧辊进行研磨的装置包括一个修整工具，该修整工具操作性地连接到一个研磨轮上以便当该研磨轮横过该轧辊的一个表面时保持在该修整工具与该研磨轮之间的接触。

本发明可以在辊的制造或修理中实施并且具有许多优点。本发明的多个方面提供了通用的并且灵活的特征，这些特征允许对由许多类型的合金制成的并且具有凸起的、凹陷的、瓶颈的或其他(复杂)形状的辊进行加工。在许多情况下，实施本发明产生了与标准的有机粘结的轮相比更高的G比率(在研磨过程中从工件上去除的材料体积与所消耗的研磨轮的体积之比)以及因此更长的轮寿命。在其许多实现方式中，径向的横给进可以显著地增加，由此降低了对于生产某一光洁度所要求的趟的数目。由于每趟的这种高准确度，需要去除更少的辊材料，另一种特征，该特征导致了减少的加工时间以及还有导致最终处理的工件具有更长的辊寿命。加工时间还可以通过使用一种修整操作而减少，该修整操作并不打断研磨但是可以连续地或按需要进行，而不要求该轮离开该研磨区用一个静态修整工具进行修整。

在此描述的这种修整系统可以使轧辊研磨稳定，从而增加该方法的一致性并且在此描述的某些方法允许很容易地修整并且整形该轮。该旋转修整器对比该研磨轮速度的速度比率可以精确地进行调整，这样该轮可以在非常强的切削作用下对多个粗糙研磨趟(或对轧机中的多个第一机架(stand))进行调整并且还由于该修整系统产生的减小的轮表面粗糙度而获得了一个光滑的表面光洁度。在此描述的修整安排以及修整操作可以由该轧辊研磨机的CNC系统进行控制。在一些实现方式中，该修整工具的轮廓可以被确定为通过破坏该研磨轮的边缘而避开进给线。

鉴于玻璃化的研磨轮可以产生烧伤问题，在此描述的这种高孔隙的并且可渗透的轮提供了改进的冷却剂通路，由此降低或最小化了热量的产生。本发明的多个方面还有助于增加的冷却系统寿命，因为每单位时间产生了更少的研磨轮碎片以及金属切屑(对于相同的材料去除率(MRR)更长的研磨轮寿命以及得到公差内的形状而更少的辊材料去除)。

鉴于当使用常规的技术时，该辊的表面品质典型地通过改变该轮的磨料粒度而实现，在其一些实施方案中，本发明使之有可能通过改变研磨轮的速度和/或修整的参数而控制该辊的表面品质。在具体实例中，表面光洁度通过该轮的速度比率而不是辊的速度进行控制。在其许多实现方式中，本发明产生了更好的受控的表面光洁度，当使用一种玻璃化的研磨轮时，等级从0.2微米一直到10微米。

附图说明

在附图中，贯穿不同视图的参考符号指代相同的部分。这些图不一定是按比例绘制的；重点是说明本发明的原则。在附图中：

图1是可以在轧辊研磨过程中使用的辊以及研磨轮安排的一个图。

图2是一个用于轧辊研磨的系统的图，包括一个辊、一个研磨轮以及一个静态修整棒。

图3是一个用于轧辊研磨的系统的图，包括一个辊、一个研磨轮以及一个静态的金刚石修整系统。

图4A和4B是一个用于轧辊研磨的系统的图，包括一个辊、一个研磨轮以及一个静态旋转的修整轧辊。

图5A和5B是一个用于轧辊研磨的系统的图，包括一个使用了非静态的旋转的修整轧辊的安排，该修整轧辊在该研磨轮横过该辊时与该研磨轮接触。

具体实施方式

本发明总体上涉及对轧辊进行研磨。在其不同实施方案中，它可以在对由不同的材料制成并且具有不同形状的辊的制造或修理中在热的、冷的、连同酸洗的以及冷轧(cold roll)应用中实施。可以使用本发明的多个方面进行加工的辊材料的例子包括但不限于：铸钢、锻钢、高速(HSS)钢、铸HSS钢、高铬(Cr)钢、5％Cr以及低Cr钢、无限冷双层铸(ICDP)钢、铸ICDP钢等等。

本发明的多个方面可以在被设计为用于生产以下项的轧辊的研磨中实施：厚板、板、大直径管、管材、管道以及配管、条、镀锡铁皮、钢锭、钢坯、热轧建筑型钢、钢轨、管坯(tube round)、无缝管、线材、线、条、冷拔条钢以及其他金属物品。这些辊可以是圆柱形的、凸起的、凹陷的、瓶颈的、或可以具有其他复杂的形状。

总体而言，轧辊研磨使用为此类操作所设计的机器来进行。在本发明的具体实例中，所使用的机器是数字控制的，优选计算机数字控制(CNC)的。适当的轧辊研磨机可以从德国马瑟威茨的赫克力斯(Herkules，Meuselwitz，Germany)、德国布尔巴赫的瓦德里希西根(Waldrich Siegen，Burbach，Germany)、以及意大利米兰的波米尼(Techint公司)、德国的纳科索斯-尤尼恩(Naxos Union)以及从向轧辊研磨行业供应设备的不同的其他设备厂商们那获得。

在轧辊研磨的过程中，将一个所选定的研磨轮安装到一个轧辊研磨机上，其安排为允许对该辊的表面进行研磨。例如图1示出了安排10，该安排包括在箭头A指示的方向上旋转的辊12，以及在箭头B指示的方向上旋转的研磨轮14。一旦旋转的研磨轮14与该旋转的辊接触，则将该轮在该辊的端部16与18之间(如箭头C指示的)逐渐横过该旋转的辊的表面，以便从该辊表面上除去材料。在一个说明性的实例中，辊12具有的辊长度是1880毫米(mm)并且辊直径是790mm；轮14的尺寸是915mm×102mm×304.8mm具有一个约550mm的轮轴端。

辊12以一个辊速度Vr旋转(箭头A)，该速度可以是在从大约每分钟20转(RPM)至大约60RPM的范围之内，例如40RPM。该轮的移动结合了该轮的速度，Vs(箭头B)以及该轮的振动，O，(图1中箭头D示出的)。在许多情况下Vs是在从约12至约50m/s的范围内，优选地以在从约30至约35m/s的范围内的速度。该轮的振动可以是例如Vs的约+/-10％。

该研磨轮的横过(箭头C)以一个横过速度Vf进行，该速度典型地是在从约200毫米每分钟(mm/min)至约4000mm/min的范围内，例如约2000mm/min。在一个度量为7英尺长并且2英尺直径的典型辊上，该横过步骤可以需要约0.6至1.0分钟完成。

还有意义的是描述了该恒定的横给进Ac(典型地以微米/分钟(μm/min)计)以及在一个辊的每一端部处发生的顺序的横给进(μm)的参数。这由箭头E展示。

在本发明的具体实施方案中，研磨轮14是在1998年4月14日发布的、授予Wu等人的题目为高渗透性研磨轮(High Permeability Grinding Wheels)的美国专利号5,738,697中描述的一个研磨轮，将其传授内容通过引用以其全文结合在此。

在一个实例中，研磨轮14包括：按体积计约55％至约80％的互连的孔隙率、对研磨有效量的磨料颗粒以及粘结剂，并且该研磨轮具有的空气渗透性是以cc空气/秒/英寸水测量为该磨料颗粒截面宽度的至少0.44倍，其中该互连的孔隙率提供了一种开放的通道结构从而允许流体或碎片在研磨过程中穿过该磨料物品通过。

在另一个实例中，研磨轮14包括：按体积计约40％至约54％的互连的孔隙率、对研磨有效量的磨料颗粒以及粘结剂，并且该研磨轮具有的空气渗透性是以cc空气/秒/英寸水测量为该磨料颗粒截面宽度的至少0.22倍，其中该互连的孔隙率提供了一种开放的通道结构从而允许流体或碎片在研磨过程中穿过该磨料物品而通过。

该研磨轮优选地包含一种玻璃化的粘结剂以及具有至少约4∶1(例如5∶1或更大)的L/D比的磨料颗粒的纤维粒子。该磨料颗粒可以是一种烧结的加晶种的溶胶凝胶氧化铝单纤维颗粒并且该轮可以通过添加或不添加孔诱导剂来制造。纤维的填充剂材料可以单独地或与纤维的磨料颗粒组合来使用以在磨料物品中创造互连的孔隙率。

该轮包括对于轧辊研磨操作所需要的有效量值的磨料颗粒以及粘结剂以及任选地填充剂、润滑剂或其他组分。它优选地包含能够实现的最大体积的可渗透的孔隙率同时保持足够的经受研磨力的结构强度。例如，该研磨轮可以包括按体积计约40％到80％，优选地55％到80％并且最优选地60％到70％的互连的孔隙率。如在此使用的，术语“互连的孔隙率”是指该研磨工具的孔隙率，该孔隙率是由粘结的磨料颗粒的粒子之间的、并且对一种流体的流动是开放的间隙组成。

该体积的剩余量，20％至60％是处于约20∶1至1∶1的颗粒比粘结剂比率的磨料颗粒以及粘结剂。这些量值是对于研磨有效的，其中对于更大的研磨轮并且对于包含有机粘结剂而不是玻璃化粘结剂的配方要求更高量值的粘结剂以及颗粒。相对于常规的磨料颗粒，玻璃化粘结剂中的超级磨料颗粒典型地包括更高的粘结剂含量。在一个实现方式中，该研磨轮使用一种玻璃化粘结剂形成并且包含约15％至43％的磨料颗粒以及3％至15％的粘结剂。

如在此所使用的，该研磨轮的渗透率是Q/P，其中Q意思是以空气流动的cc表达的流速，并且P意思是是压差。Q/P是在一种流体(例如，空气)的给定的流速下在该研磨工具结构与大气之间测量的压差。这个相对渗透率Q/P是与孔体积和孔径的平方的乘积成比例的。更大的孔径大小是优选的。孔的几何形状以及磨料粒径或粒度是影响Q/P的其他因素，其中更大的磨料粒径产生了更高的相对渗透率。

对于55％至80％的孔隙率，渗透性与磨料粒度之间的关系可以由以下等式表示：

最小渗透率＝0.44×磨料颗粒的截面宽度。

至少220粒度(70微米)的截面宽度是优选的。

Q/P可以使用渗透性测试基于达西定律来测量，该定律支配了多孔介质上流速与压力之间的关系。一种适当的装置包括：一个空气供应装置(air supply)、一个流量计(为测量Q，入口空气流速)、一个压力计(为测量在不同的轮位置处的压力变化)以及一个连接到该空气供应装置上用于引导该空气流对准该研磨轮上的不同表面位置的喷嘴。

对于在一种玻璃化的粘结剂中具有约55％至80％的孔隙率的研磨工具，使用在截面宽度上具有80至120粒度(132-194微米)的磨料颗粒粒径，一个优选的空气渗透性是至少40cc/秒/英寸水。对于大于80粒度(194微米)的磨料颗粒粒径，一个优选的渗透性是至少50cc/秒/英寸水。

对于在一种玻璃化的粘结剂中具有从约40％至小于约55％的孔隙率的研磨工具，使用具有80至120粒度(132-194微米)的磨料粒径，优选的空气渗透性是至少29cc/秒/英寸水。对于大于80粒度(194微米)的磨料粒径，要求至少42cc/秒/英寸水的最小渗透率。

对于从约40％至小于55％的孔隙率，渗透性与磨料粒度之间的关系可以由以下等式表示：

最小渗透率＝0.22×磨料颗粒的截面宽度。

对于其他磨料粒度、粘结剂类型、以及孔隙率水平的类似的相对渗透率限制可以由技术人员对于一个给定类型的磨料物品通过将这些关系以及达西定律应用到经验数据中进行确定。

更小截面宽度的颗粒可能要求使用单纤维间隔物(例如，鼓泡的氧化铝(bubble alumina))来保持在模制以及烧制步骤过程中的渗透性。可以使用更大的磨料粒度。总体上，粒度大小是基于该工件的性质进行选择的，在这种情况下，技术人员根据一个具体的研磨操作的要求对轧辊、所使用的研磨机、轮组成以及几何形状、表面光洁度以及其他变量要素进行选择和实施。

以上描述的研磨轮具有由一种纤维粒子(“这些纤维”)基质限定的、独特并且稳定的互连的孔隙率。这些纤维可以包括、其主要组成为或组成为磨料颗粒或填充剂或这两者的组合并且可以具有多种形状以及几何形式。这些纤维可以与该粘结剂组分以及其他研磨工具组分混合，然后压制并且固化或烧制以形成该研磨轮。在另一个优选实施方案中，将一种纤维垫、以及任选地其他工具组分进行预成型，并且任选地用其他混合组分浸渍，然后固化或烧制以便在一个或多个步骤中形成该工具。

如果通过加入封闭的孔或有机孔诱导剂将这些纤维甚至更松散地进行安排以进一步地分开粒子，则可以实现甚至更高的渗透率。当烧制时，由于这些纤维为了该物品的稳定性必须互连，所以由有机粒子构成的一种物品会退缩从而产生一种具有更小尺寸的物品。在研磨工具的烧制之后的最终尺寸和所创造的产生的渗透性是随着纤维的长径比而改变的。L/D越高，则填充排列的渗透率将保持得越高。

可以使用任何的磨料混合物配方来制备研磨轮14，条件是该混合物在形成物品并且将其烧制之后产生了一种具有最小的渗透率以及所讨论的互连的孔隙率特征的物品。

在一个优选实施方案中，轮14包括一种单纤维磨料颗粒的粒子，该粒子结合了基于烧结的溶胶凝胶α氧化铝的多晶研磨材料，优选地具有的晶体尺寸是不大于1-2微米，更优选地小于0.4微米。适当的单纤维磨料颗粒的粒子描述在授予Rue等人的美国专利号5,244,477；授予Kalinowski等人的5，129,919；授予Kalinowski等人的5,035,723；以及授予Rue，等人的5,009,676中，将它们通过引用由此结合。其他类型的具有更大晶体的多晶氧化铝磨料颗粒(单纤维磨料颗粒可以从中获得并且在此处使用)披露在例如授予Leitheiser等人的美国专利号4,314,705；以及授予Wood的5,431,705中，将其内容通过引用结合在此。单纤维颗粒具有的L/D长径比可以是至少4∶1，优选至少5∶1。可以使用不同的单纤维形状，包括，例如直的、弯曲的、螺旋的以及弯折的纤维。在一个具体实例中，这些氧化铝纤维是空心形状的。

在一个优选的实现方式中，该单纤维磨料颗粒的粒子具有的磨料粒度是大于220粒度(即，直径大于79微米的粒径)。在替代方案中，具有400到220粒度(23到79微米)的单纤维磨料颗粒的粒子可以用于具有大于79μm的平均团聚的粒径的团聚形式中。在一个第二替代的优选实施方案中，具有400至220粒度的磨料粒度的单纤维磨料颗粒的粒子可以与在烧制过程中对一个将这些单纤维分开有效的量的孔诱导剂(有机材料或封闭的孔)一起使用，并且由此在最终的研磨轮中保持至少约40cc/秒/英寸水的最小渗透率。

在该研磨轮中可以使用的磨料颗粒的例子(无论是否处于单纤维的形式)包括单不限于常规的磨料，例如像，氧化铝、碳化硅、氧化锆-氧化铝、石榴石以及金刚砂，可以按约0.5至5,000微米，优选地约2至200微米的磨料粒度来使用。超级磨料，包括但不限于金刚石、立方氮化硼以及硼的低氧化物(如在美国专利号5,135,892中说明的，将其通过引用由此结合)能以例如与常规的磨料颗粒相同的磨料粒度来使用。

尽管在磨料物品中通常使用的任何粘结剂可以与这些纤维粒子一起使用来形成一种粘结的磨料物品，但是对于结构强度而言一种玻璃化的粘结剂是优选的。其他本领域中已知的粘结剂，例如有机或树脂粘结剂，连同适当的固化剂也可以用来例如形成具有约40％至80％互连的孔隙率的物品。

这些研磨轮可以包括添加剂，例如填充剂，优选地如单纤维的或缠结的或团聚的单纤维粒子、孔诱导剂、润滑剂以及加工助剂，例如抗静电剂以及暂时的粘结材料，用于模制并且压制这些物品。如在此所使用的，“填充剂”排除了具有封闭孔的以及有机材料类型的孔诱导剂。这些任选的磨料混合物组分的适当量值可以由本领域的普通技术人员很容易地确定。

适当的填充剂包括：次级磨料，固体润滑剂、金属粉末或粒子、陶瓷粉末、例如碳化硅，以及本领域已知的其他填充剂。

该研磨轮可以使用常规的技术以及设备形成。可以使用冷、温或热压制并且该研磨轮可以通过本领域已知的常规的烧制过程进行烧制并且对于粘结剂以及其他组分的类型以及数量进行选择。总体而言，随着孔隙率含量的增加，烧制时间以及温度降低。

可以用来制造研磨轮的技术的例子在1998年4月14日发布的、授予Wu等人的题目为用于制造高渗透性研磨轮的方法(Method for Making HighPermeable Grinding Wheels)的美国专利号5,738,696中进行了描述，将其传授内容通过引用以其全文结合在此。此外，该研磨轮可以通过一步法制备，例如在1993年6月24日发布的、授予Carman等人的题目为用于生产自粘结的陶瓷研磨轮的方法(Process for Producing Self-Bonded Ceramic Abrasive Wheels，)的美国专利号5,221,294中所披露的，将其内容通过引用结合在此。当使用一种一步法时，通过选择一个垫或泡沫结构来最初获得一个多孔的结构，该垫或泡沫结构具有互连的孔隙率并且由一种有机(例如，聚酯)或无机(例如，玻璃)纤维或陶瓷纤维基质、或一种陶瓷或玻璃或有机的蜂窝基质或它们的一种组合来组成，并且然后用磨料颗粒以及粘结剂浸渍该基质，接着通过烧制和最终处理(如需要时)来形成该磨料物品。在一个优选的实施方案中，将聚酯纤维垫的层以总体上为一种研磨轮的形状进行安排并且用氧化铝浆料浸渍以涂覆这些纤维。可以将这种构造加热到约1510摄氏度(℃)持续约一小时以烧结该氧化铝并且热致分解该聚酯，并且然后将其进一步加工(例如，使用其他组分浸渍)并且烧制来形成该磨料物品。适当的纤维基质包括从美国麻省伍斯特市Saint-Gobain Corporation获得的聚酯尼龙纤维垫产品。

还可以使用以下树脂涂覆的玻璃纤维纺织垫，这些垫连同一种包含磨料颗粒的磨料混合物、玻璃化的粘结剂组分以及任选的组分一起分层进入到一个研磨轮的模具中。此种结构混合物可以使用常规的方法进行加工以形成一种磨料物品，这种磨料物品具有规则间隔开的、处于大通道形状的孔并且横过过该研磨轮。

在本发明的另一个具体实施方案中，研磨轮14是一个具有渗透结构的研磨轮，如在2007年4月5日公布的Xavier orlhac等人的题目为具有可渗透结构的研磨工具(Abrasive Tools Having a Permeable Structure)的美国专利申请公开号2007/0074456A1中描述的，将其传授内容通过引用以其全文结合在此。这个工具具有按该工具的体积计至少约35％的孔隙率，优选地约35％至约80％的孔隙率。在一个实现方式中，按体积计至少约30％的总孔隙率是互连的孔隙率。互连的孔隙率的存在典型地通过测量该研磨工具对于在受控条件下的空气或水流动的渗透率来证实，如以上讨论的美国专利号5，738,696以及5,738,697中所披露的测试方法。

术语“单纤维的”磨料颗粒用来指具有沿着其长度基本上一致的截面的单纤维陶瓷磨料颗粒，其中该长度大于该截面的最大尺寸。最大截面尺寸可以是高达约2mm，优选地低于约1mm，更优选地低于约0.5mm。该单纤维磨料颗粒可以是直的、弯折的、弯曲的或扭绞的，这样长度是沿着体长度而不必要以直线来测量的。优选地，该单纤维磨料颗粒是弯曲的或扭绞的。

在研磨轮14的这个实现方式中所使用的单纤维磨料颗粒具有的长径比是大于1.0，优选地至少2∶1，并且最优选地至少约4∶1，例如至少约7∶1并且在约5∶1与约25∶1之间的范围内。术语“长径比”或“长度比截面宽度的长径比”是指沿着主要的或更长维度的长度与沿着垂直于该主要维度的任何维度的颗粒的最大程度之间的比率。当该截面不是圆形时，例如多边形，该垂直于该长度方向的最长的测度被用于确定该长径比。

术语“团聚式磨料颗粒的粒料”或“团聚的颗粒”是指包括磨料颗粒以及一种粘结材料的三维粒料，这些料粒具有的孔隙率是至少35体积％。除非单纤维颗粒被描述为构成了这些料粒中的全部或部分的颗粒，否则这些团聚式磨料颗粒的料粒由块状的或球形的具有约1.0长径比的磨料颗粒组成。这些团聚式磨料颗粒的料粒通过在2004年1月20日发布的、授予Bright等人的题目为具有团聚的磨料的多孔磨料物品(Porous Abrasive Articles withAgglomerated Abrasives)的美国专利号6,679,758 B2中说明的团聚体进行例证。在这个实施方案中，研磨轮14由颗粒共混物制成，这些共混物包括单纤维磨料颗粒(或者处于松散的形式和/或处于团聚的形式)、连同团聚的、包含块状或球形磨料颗粒(具有的长径比是约1.0)的磨料颗粒料粒。在另一个实例中，该轮由团聚的单纤维磨料颗粒料粒制成，这些磨料颗粒料粒包含块状的或球形的磨料颗粒，该磨料颗粒具有的长径比是约1.0。这些轮各自任选地可以包括在该颗粒共混物中的一种或多种处于松散的形式的次级磨料颗粒。

在一个实现方式中，该共混物包括该单纤维的溶胶凝胶氧化铝磨料颗粒以及团聚式磨料颗粒的料粒。该共混物可以包括相对于该共混物的总重量按重量计约5％-90％，优选约25％-90％，更优选约45％-80％的单纤维的溶胶凝胶氧化铝磨料颗粒。该共混物可以进一步包括按重量计约5％-90％，优选约25％-90％，更优选约45％-80％的团聚式磨料颗粒的料粒。该共混物任选地包含按重量计最大值为约50％，优选约25％的次级磨料颗粒，该次级磨料颗粒既不是单纤维颗粒也不是团聚的颗粒。该单纤维颗粒、该团聚的颗粒以及该任选的次级磨料颗粒所选择的量值总计是按在本发明的研磨工具中所使用的总颗粒共混物重量计100％。用于任选地与该单纤维颗粒以及该团聚的颗粒共混的、适当的次级磨料颗粒如下所述。

在另一个实现方式中，该共混物包括该单纤维的溶胶凝胶氧化铝磨料颗粒的一种团聚体以及这些团聚式磨料颗粒的料粒。该单纤维的溶胶凝胶氧化铝磨料颗粒的团聚体包括多个单纤维的溶胶凝胶氧化铝磨料颗粒的颗粒以及一种第二粘结材料。该单纤维的溶胶凝胶氧化铝磨料颗粒由该第二粘结材料保持在一个三维形状中。

任选地，该单纤维的溶胶凝胶氧化铝磨料颗粒的团聚体进一步包括一种次级磨料颗粒。该次级磨料颗粒以及该单纤磨料颗粒由该第二粘结材料保持在一个三维形状中。该次级磨料颗粒可以包括一种或多种在本领域内已知的用于研磨工具中的磨料颗粒，例如氧化铝颗粒(包括熔凝的氧化铝、非单纤维的烧结的溶胶凝胶氧化铝、烧结的铝土矿，以及类似物)、碳化硅、氧化铝-氧化锆、铝的氧氮化物、二氧化铈、硼的低氧化物、石榴石、燧石、金刚石(包括天然的以及合成的金刚石)、立方氮化硼(CBN)，以及它们的组合。除使用烧结的溶胶凝胶氧化铝之外，该次级磨料颗粒可以是任何形状的，包括单纤维类型的形状。优选地，该次级磨料颗粒是一种非单纤维的磨料颗粒。

在该单纤维磨料颗粒在单纤维磨料颗粒的团聚体中的量值相对于该团聚体的总重量在按重量计可以是约15％-95％、优选约35％-80％、更优选约45％-75％的范围内。

该次级磨料颗粒在该单纤维磨料颗粒的团聚体中的量值相对于该团聚体的总重量按重量计典型地是在约5％-85％、优选约5％-65％、更优选约10％-55％的范围内。如在单纤维颗粒与该团聚的颗粒的共混物的情况下，任选的次级颗粒可以加入到该团聚的单纤维颗粒中以形成在本发明的研磨工具中所使用的总的颗粒共混物。再一次，按重量计最大值约50％，优选约25％的任选的次级磨料颗粒可以与该单纤维颗粒团聚体进行共混以达到在这些研磨工具中所使用的总的共混物。

该单纤维的溶胶凝胶氧化铝磨料颗粒包括多晶的烧结的溶胶凝胶氧化铝。在该单纤维的溶胶凝胶氧化铝磨料颗粒中可以包括加晶种的或未加晶种的溶胶凝胶氧化铝。优选地，对于该磨料颗粒的共混物，使用一种单纤维的、加晶种的溶胶凝胶氧化铝磨料颗粒。在一个具体实施方案中，该烧结的溶胶凝胶氧化铝磨料颗粒主要包括α氧化铝晶体，这些晶体具有的尺寸是小于约2微米，更优选地不大于约1-2微米，甚至更优选地小于约0.4微米。

溶胶凝胶氧化铝磨料颗粒可以通过本领域已知的方法制造(参见，例如美国专利号4,623,364；4,314,827；4,744,802；4,898,597；4,543,107；4,770,671；4,881,951；5,011,508；5,213,591；5,383,945；5,395,407；以及6,083,622，将其内容通过引用由此结合)。在许多情况下，这些颗粒通过形成一种水合的氧化铝凝胶，并且然后干燥和烧结该凝胶来制造，该水合的氧化铝凝胶还可以包含变化量值的一种或多种氧化物改性剂(例如，MgO、ZrO2或稀土金属氧化物)，或者加晶种的/成核的材料(例如α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3、α-Fe2O3或铬的氧化物)(参见例如美国专利号No.4,623,364)。

典型地，这种单纤维的溶胶凝胶氧化铝磨料颗粒可以通过多种方法获得，例如通过将一种水合的氧化铝的溶胶或凝胶挤出或纺丝成为连续的单纤维颗粒，将如此获得的单纤维颗粒干燥、将这些单纤维颗粒切割或打碎成所希望的长度并且然后将这些单纤维颗粒烧制到一个优选地不大于约1500℃的温度。在美国专利号5,244,477、美国专利号5,194,072以及美国专利号5,372,620中描述了用于制造该颗粒的优选的方法。挤出对于直径在约0.254mm与约1.0mm之间的水合氧化铝的溶胶或凝胶是最有用的，它在干燥并且烧制之后直径粗略地对应地等于用于100粒度至24粒度的磨料的筛孔的直径。纺丝对于烧制后直径为小于约100微米尺寸的单纤维颗粒是最有用的。

对于挤出最合适的凝胶总体上具有的固体含量是约30％-68％。最佳的固体含量随着正被挤出的单纤维的直径而变化。例如，对于具有烧结后的直径粗略地等于50粒度的粉碎的磨料颗粒的筛孔的单纤维磨料颗粒，优选约60％的固体含量。如果该单纤维的溶胶凝胶氧化铝磨料颗粒是通过纺丝形成的，则所希望的是将约1％-5％的一种非形成玻璃的纺丝助剂(例如聚氧化乙烯)加入到形成凝胶的溶胶中以便将所希望的粘度以及弹性特性赋予该用于形成单纤维磨料颗粒的凝胶。该纺丝助剂在煅烧或烧制过程中从这些单纤维磨料颗粒中被烧掉了。

当一种单纤维的、加晶种的溶胶凝胶氧化铝磨料颗粒被用于磨料颗粒的共混物时，在一种水合氧化铝的溶胶或凝胶挤出成或纺丝成连续的单纤维颗粒的过程中，优选地加入一个有效量的亚微米的结晶的晶种材料，该材料促进了凝胶中的水合氧化铝快速转化成非常细的α氧化铝晶体。晶种材料的例子如以上所述。

对于挤出的凝胶颗粒可以通过具有对于这些颗粒的截面所希望的形状的模口挤出凝胶而产生不同的所希望的形状。这些可以是例如正方形的、菱形的、椭圆形的、管状的、或星形的。然而总体上该截面是圆形的。优选地将初始形成的连续的单纤维颗粒破碎或切割成对于所打算的研磨应用所希望的最大尺寸的长度。在这些单纤维凝胶颗粒如所希望的成型、切割或粉碎并且干燥(如果需要时)之后，它们通过受控的烧制而转化成一种最终的磨料颗粒的形式。总体上，烧制步骤的温度是在约1200℃与约1350℃之间的范围内。典型地，烧制时间是在约5分钟与1小时之间的范围内。然而，也可以使用其他的温度以及时间。对于比约0.25mm更粗糙的颗粒而言，优选地是将干燥过的材料在约400℃-600℃预烧制从约几个小时至约10分钟以便除去残余的、可能在烧制过程中引起颗粒开裂的多种挥发物质以及所结合的水。具体地，对于从加晶种的凝胶所形成的颗粒，过度的烧制迅速地引起了更大的颗粒吸收在它们周围的、大多数的或者全部的更小的颗粒，由此降低了该产品在微结构水平上的均一性。

对于本发明中的磨料颗粒的共混物，团聚式磨料颗粒的料粒是三维的料粒，这些料粒包括多个磨料颗粒以及一种粘结材料。这些团聚式磨料颗粒的料粒具有的平均尺寸是比这些磨料颗粒的平均粒度大出约2至20倍。优选地，这些团聚式磨料颗粒的料粒具有的平均直径范围是从约200与约300微米之间。典型地，这些团聚式磨料颗粒的料粒具有的松散填充密度(LPD)是例如对于120粒度(106微米)的颗粒约1.6g/cc并且对于60粒度(250微米)的颗粒约1.2g/cc，并且孔隙率按体积计是约30％至88％。使用TG2颗粒制造的团聚的单纤维磨料颗粒料粒具有的松散填充密度是约1.0g/cc。对于大多数颗粒，团聚的磨料颗粒的松散填充密度是相同的颗粒作为松散的未团聚的颗粒而测量的松散填充密度的大约0.4倍。这些团聚式磨料颗粒的料粒优选地具有的最小粉碎强度值是约0.2MPa。

该团聚式磨料颗粒的料粒可以包括一种或多种已知的适合用于研磨工具中的磨料颗粒，例如氧化铝颗粒，包括熔凝的氧化铝、非单纤维的溶胶凝胶烧结的氧化铝、烧结的铝土矿，以及类似物；碳化硅；氧化铝-氧化锆，包括共熔凝的氧化铝-氧化锆以及烧结的氧化铝-氧化锆；铝的氧氮化物；硼的低氧化物；石榴石；燧石；金刚石，包括天然的以及合成的金刚石；立方氮化硼(CBN)；以及它们的组合。另外的适当的磨料颗粒的例子包括未加晶种的、烧结的溶胶凝胶氧化铝磨料颗粒，这些颗粒包括微晶α氧化铝以及至少一种氧化物改性剂，例如稀土金属的氧化物(例如，CeO2、Dy2O3、Er2O3、Eu2O3、La2O3、Nd2O3、Pr2O3、Sm2O3、Yb2O3、以及Gd2O3)、碱金属的氧化物(例如，Li2O、Na2O以及K2O)、碱土金属的氧化物(例如，MgO、CaO、SrO以及BaO)以及过渡金属的氧化物(例如，HfO2、Fe2O3、MnO、NiO、TiO2、Y2O3、ZnO以及ZrO2)(参见例如美国专利号5,779,743、4,314,827、4770,671、4881,951、5429,647和5,551,963，将其全部传授内容通过引用结合在此)。未加晶种的、烧结的溶胶凝胶氧化铝磨料颗粒的具体实例包括由化学式LnMAl11O19表示的稀土的铝酸盐，其中Ln是一个三价金属离子，例如La、Nd、Ce、Pr、Sm、Gd、或Eu、并且M是一个二价金属阳离子例如Mg、Mn、Ni、Zn、Fe、或Co(参见，例如美国专利号5,779,743)。此类稀土的铝酸盐总体上具有六方晶体结构，有时候称为磁铁铅矿晶体结构。团聚式磨料颗粒的料粒的多种实例可以在美国专利号6,679,758B2以及美国专利申请公开号2003/0194954中找到，其全部传授内容通过引用结合在此。

可以使用具有任何尺寸或形状的磨料颗粒。优选地，用于该磨料颗粒共混物的团聚式磨料颗粒的料粒的尺寸被选择为使轮孔隙率以及渗透性的损失最小。适合用于该团聚式磨料颗的粒料粒的粒径范围从规则的磨料粒度(例如，大于约60并且高达约7,000微米)至微磨料粒度(例如，约0.5至约60微米)，以及这些尺寸的混合物。对于一个给定的磨料研磨操作，所希望的是团聚多个磨料颗粒，这些磨料颗粒具有的磨料粒度是小于对于这个磨料研磨操作而言通常选择的磨料颗粒(非团聚的)的磨料粒度。例如团聚的80磨料粒度(180微米)的磨料可以代替54粒度(300微米)的磨料，团聚的100粒度(125微米)代替60粒度(250微米)的磨料并且团聚的120粒度(106微米)代替80粒度(180微米)的磨料。

对于典型的磨料颗粒而言，优选的团聚体尺寸的范围是平均直径从约200至约3,000，更优选地约350至约2,000，最优选地约425至约1,000微米。对于微磨料颗粒，优选的团聚体尺寸范围是平均直径从约5至约180，更优选地约20至约150，最优选地约70至约120微米。

在本发明的团聚式磨料颗粒的料粒中，磨料颗粒典型地以该团聚体的约10体积％至约95体积％存在。优选地，磨料颗粒以该团聚体的约35体积％至约体积95％，更优选约48体积％至约85体积％存在。该团聚体的余量包括该粘结剂材料以及孔。

正如团聚式磨料颗粒的料粒，单纤维的溶胶凝胶磨料颗粒的团聚体是三维的料粒，这些料粒包括多个单纤维的溶胶凝胶磨料颗粒以及一种第二粘结材料。优选地，该单纤维的溶胶凝胶磨料颗粒的团聚体进一步包括一种如以上描述的次级磨料颗粒。在一个具体实例中，该次级磨料颗粒在形状上是非单纤维。在一个实施方案中，该包括多个单纤维的溶胶凝胶磨料颗粒的颗粒以及一种次级磨料颗粒的这种单纤维的溶胶凝胶磨料颗粒团聚体可以用于磨料颗粒结合该团聚式磨料颗粒的料粒的共混物中。在另一个实施方案中，该包括多个单纤维的溶胶凝胶磨料颗粒的颗粒以及一种次级磨料颗粒的这种单纤维的溶胶凝胶磨料颗粒的团聚体可以用于本发明的研磨工具的磨料而不与这些团聚式磨料颗粒的料粒共混。该单纤维的溶胶凝胶磨料颗粒的团聚体的典型特征是如以上对于这些团聚式磨料颗粒的粒料所讨论的。

总体上，通过选择该单纤维颗粒与该非单纤维颗粒的共混物的不同粒径，人们可以调节包含这些团聚的颗粒的研磨工具的研磨性能。例如，在一个以较高的材料去除率(MRR)运行的研磨操作中所使用的一种工具可以使用一种包含46粒度(355微米)方形的或块状的氧化铝颗粒以及一种80粒度(180微米)的TG2颗粒的颗粒团聚体制造。以一种类似方式，对于高MRR操作所定制的工具可以包含以下团聚体，这些团聚体为仅仅与80粒度TG2颗粒的、松散的、非团聚的颗粒进行共混的该46粒度的方形或块状的氧化铝颗粒。在另一个实例中，在一个要求受控的、精细的表面光洁度、而在工件表面上没有划痕的研磨操作中所使用的一种工具，可以使用一种颗粒团聚体制造，该颗粒团聚体包含120粒度(106微米)方形的或块状的氧化铝颗粒以及一种80粒度(180微米)的TG2颗粒。在一个替代实施方案中，对于精细的表面品质的研磨或抛光操作所定制的工具可以包括以下的团聚体，这些团聚体为仅仅与80粒度(180微米)TG2颗粒的、松散的、非团聚的颗粒进行共混的该120粒度(106微米)的方形或块状的氧化铝颗粒。

在本领域的粘结的研磨工具中典型使用的任何粘结剂(粘结)材料可以用于这种团聚式磨料颗粒的料粒的粘结材料(在下文中“该第一粘结材料”)以及这种单纤维的溶胶凝胶磨料颗粒团聚体的第二粘结材料。优选地，该第一以及第二粘结材料各自独立地包括一种无机材料，例如陶瓷材料、玻璃化的材料、玻璃化的粘结剂组合物以及它们的组合，更优选地如对于玻璃化的粘结的磨料工具作为粘结系统所使用的类型的陶瓷以及玻璃化的材料。这些玻璃化的粘结剂材料可以是预烧制的研磨成一种粉末的玻璃(玻璃料)、或不同的原料，例如粘土、长石、石灰、硼砂以及苏打、或玻璃料的以及原料的组合的一种混合物。此类材料熔融化并且在范围从约500℃至约1400℃的温度下形成了一个液体玻璃相并且润湿了该磨料颗粒的表面从而在冷却时创造的了多个粘结位置，由此将磨料颗粒保持在一个复合结构内。用于在这些团聚体中使用的适当的粘结材料的例子可以在例如美国专利号No.6,679,758B2以及美国专利申请公开号2003/0194954中找到。优选的粘结材料特征在于在约1180℃约345至55,300泊的粘度，以及约800℃至约1300°C的熔化温度。

在一个优选的实例中，该第一以及第二粘结材料各自独立地是一种玻璃化的粘结剂组合物，该组合物包括SiO2、B2O3、Al2O3、碱土金属氧化物以及碱金属氧化物的一种烧制的氧化物组合物。在一种情况下，这种烧制的氧化物组合物包括71wt％SiO2以及B2O3、14wt％Al2O3、小于0.5wt％碱土金属的氧化物以及13wt％的碱金属的氧化物。

该第一以及第二粘结材料还可以是一种陶瓷材料，包括硅石、碱金属、碱土金属、混合的碱金属以及碱土金属的硅酸盐、硅酸铝、硅酸锆、水合硅酸盐、铝酸盐、氧化物、氮化物、氮氧化合物、碳化物、碳氧化物以及它们的组合以及衍生物。总体上，陶瓷材料与玻璃的或玻璃化的材料的区别在于这些陶瓷材料包括晶体结构。一些玻璃相可以与这种晶体结构结合而存在、特别是在一种未精制的状态下的陶瓷材料中。在此可以使用一种处于原料状态，例如粘土、水泥以及矿物的陶瓷材料。适合于在此使用的特定的陶瓷材料的例子包括：硅石、硅酸钠、莫来石以及其他铝硅酸盐、氧化锆莫来石、铝酸镁、硅酸镁、硅酸锆、长石以及其他碱金属铝硅酸盐、尖晶石、铝酸钙、铝酸镁以及其他碱金属的铝酸盐、氧化锆、氧化钇稳定的氧化锆、氧化镁、氧化钙、氧化铈、氧化钛、或其他稀土添加剂、滑石、氧化铁、氧化铝、勃姆石、氧化硼、氧化铈、氧化铝氮氧化合物、氮化硼、氮化硅、石墨以及这些陶瓷材料的组合。

总体上，该第一以及第二粘结材料各自独立地以粉末的形式使用，并且任选地加入到一种液体载体中以确保在这些团聚体的制造过程中粘结材料与磨料颗粒的一种均匀均相的混合物。

优选地将有机粘结剂的一种分散体作为模制或加工助剂而添加到这种粉末化的粘结材料组分中。这些粘结剂可以包括：糊精、淀粉、动物蛋白质胶、以及其他类型的胶；一种液体组分，例如水、溶剂、粘度或pH改性剂；以及混合助剂。有机粘结剂的使用改进了团聚体的均匀性、特别是在该颗粒上粘结材料分散体的均匀性、以及这种预烧制的或生坯团聚体的结构品质、连同包含这些团聚体的烧制的研磨工具的结构品质。因为在该团聚体的烧制过程中这些有机粘结剂被烧掉了，所以它们既不会成为该最终处理的团聚体的一部分也不会成为最终处理成的研磨工具的一部分。可以将一种无机的助黏附剂加入到该混合物中以便如所需要的改进该粘结材料与该磨料颗粒的附着从而改进该混合物的品质。这些无机的助黏附剂可以与或不与一种有机粘结剂一起在该团聚体的制备中使用。

尽管高温的熔融粘结材料在本发明的团聚体中是优选的，但是该粘结材料还可以包括其他的无机粘结剂、有机粘结剂、有机粘结剂材料、金属粘结剂材料以及它们的组合。在研磨工具行业中使用的粘结材料作为有机粘结的磨料、涂覆的磨料、金属粘结的磨料以及类似物的粘结剂是优选的。

优选地，粘结材料以该团聚体的约0.5体积％至约体积15％，更优选约1体积％至约10体积％，并且最优选地约2体积％至约8体积％存在。在该团聚体内优选的体积％孔隙率在技术上尽可能是对于制造一种研磨工具以及用其研磨所需要的团聚体机械强度限制内的那样高的。孔隙率的范围可以是从约30体积％至约88体积％，优选约40体积％至约80体积％以及最优选约50体积％至约75体积％。在这些团聚体内孔隙率的一部分(例如，高达约75体积％)优选地作为互连的孔隙率存在，或者作为对于流体包括液体(例如，研磨冷却剂以及切屑)以及空气可渗透的孔隙率而存在。

这些团聚体的密度能以多种方式表达。这些团聚体的整体密度可以作为LPD来表达。这些团聚体的相对密度可以作为初始相对密度的百分比来表达，或者作为这些团聚体与用来制造该团聚体的组分的相对密度的比率来表达，考虑了在这些团聚体内的互连的孔隙率体积。

以百分比表达的初始平均相对密度可以通过把该LPD除以这些团聚体的理论密度(假定零孔隙率)来计算。这个理论密度可以根据混合物方法的容积规律(volumetric rule of mixtures method)根据在这些团聚体内所包含的该粘结材料以及磨料颗粒的重量百分比以及比重来计算。对于在本发明中有用的团聚体，最大百分比相对密度是约50体积％，其中约30体积％的最大百分比相对密度是更优选的。

该相对密度可以通过一种流体排出体积技术进行测量以包括互连的孔隙率并且排除闭孔的孔隙率。该相对密度是通过流体排出而测量的这些团聚体的体积与用来制造这些团聚体的材料的体积之比。用来制造这些团聚体的材料的体积是基于用来制造这些团聚体的磨料颗粒以及粘结剂材料的数量以及填充密度对表观体积的一种测量。在一个优选实施方案中，这些团聚体的一个最大相对密度优选是约0.7，其中约0.5的最大相对密度是更优选的。

这些磨料颗粒的团聚体可以通过不同的技术而形成多种尺寸以及形状。这些技术可以在颗粒以及粘结材料的初始(“生坯”)阶段混合物的烧制之前、之中或之后进行。将该混合物加热以使这种粘结的材料熔化并且流动，由此将该粘结材料附着到颗粒上并且以团聚的形式固定颗粒的步骤，被称为烧制、煅烧或烧结。可以使用本领域内已知的用于将粒子的混合物进行团聚的任何方法来制备这些磨料团聚体。例如，可以使用的方法在美国专利号6,679,758 B2、美国专利申请公开号2003/0194954、以及美国专利申请公开号2007/0074456中披露，其全部传授内容通过引用结合在此。

该研磨轮总体上可以包括任何类型的常规的磨料产品。此类常规的磨料产品的例子包括：研磨轮、切割轮以及珩磨石，它们由一种粘结剂组分以及磨料颗粒一种共混物、或单纤维溶胶凝胶磨料颗粒的团聚体(如上所述的)而组成。用于制造粘结的研磨工具的适当方法披露在美国专利号5,129,919、5,738,696以及5,738,697中，它们的全部传授内容通过引用结合在此。

在磨料物品中通常使用的任何粘结剂可以用于本发明中。粘结剂以及磨料的量值按该工具的体积计典型地从约3％至约25％粘结剂以及约10％至约70％的磨料颗粒来改变。优选地，磨料颗粒的共混物在该粘结的磨料工具中以按该工具的体积计约10％-60％的量值，更优选地约20％-52％的量值存在。而且，当该单纤维的溶胶凝胶颗粒的团聚体没有与这些团聚的磨料粒料共混来使用时，单纤维的溶胶凝胶磨料颗粒的团聚体在该粘结的磨料工具中以按该工具的体积计约10％-60％的量值，更优选地约20％-52％的量值存在。粘结剂的优选的量值可以根据对于该研磨工具所使用的粘结剂的类型而改变。

在一个实现方式中，用作研磨轮14的研磨工具可以使用一种树脂粘结剂进行粘结。适当的树脂粘结剂包括：酚醛树脂、脲甲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、氨基甲酸乙酯树脂、丙烯酸酯树脂、聚酯树脂、氨基塑料树脂、环氧树脂、以及它们的组合。用于制造此类粘结剂的适当的树脂粘结剂以及技术的例子可以例如在美国专利号6,251,149；6,015,338；5,976,204；5,827,337；以及3,323,885中找到，它们的全部传授内容通过引用结合在此。典型地，这些树脂粘结剂包含在这些研磨工具的组分中的量值是按体积计约3％至48％。任选地，添加剂，例如纤维、研磨助剂、润滑剂、湿润剂、表面活性剂、颜料、染料、抗静电剂(例如，碳黑、氧化钒、石墨、等等)、偶联剂(例如，硅烷、钛酸盐、锆铝酸盐(zircoaluminate)、等等)、增塑剂、悬浮剂以及类似物可以被进一步加入到这些树脂粘结剂中。这些添加剂的一个典型的量值是按该工具的体积计约0-70％。

在另一个实现方式中，该工具的粘结剂组分包括一种选自下组的无机材料，该组由以下各项组成：陶瓷材料类、玻璃化的材料类、玻璃化的粘结组合物以及它们的组合。合适的粘结剂的实例可以在美国专利号4,543,107；4,898,597；5,203,886；5,025,723；5,401,284；5,095,665；5,711,774；5,863,308；和5,094,672中找到，所有这些的全部传授内容通过引用结合在此。例如，用于本发明的适当的玻璃质粘结剂包括用于熔凝的氧化铝或溶胶凝胶氧化铝磨料颗粒的常规的玻璃质粘结剂。此类粘结剂描述在美国专利号5,203,886、5,401,284和5,536,283中。这些玻璃质粘结剂可以在较低的温度下例如约850℃-1200℃进行烧制。适合用于本发明中的其他玻璃质粘结剂可以在低于约875℃的温度下烧制。这些粘结剂的实例在美国专利号5,863,308中披露。优选地，所使用的玻璃质粘结剂可以在约850℃与约1200℃之间范围内的温度下烧制。在一个具体实例中，该玻璃质粘结剂是一种碱金属硼铝硅酸盐(alkali boro alumina silicate)(参见，例如美国专利号5,203,886、5,025,723以及5,711,774)。

这些玻璃质粘结剂典型地以按体积计小于约28％，例如在约3体积％与约25体积％之间；在约4体积％与约20体积％之间；并且在约5体积％与约18.5体积％之间的量值在这些研磨工具的构成中存在。

任选地，该研磨工具的粘结剂组分以及粘结材料(包括该第一以及第二粘结材料)可以包括相同类型的粘结剂组合物，例如一种玻璃化的粘结剂组合物，包括SiO2、B2O3、Al2O3、碱土金属的氧化物以及碱金属的氧化物的一种烧制的氧化物组合物。

该单纤维的溶胶凝胶磨料颗粒结合该团聚的磨料颗粒，或者该单纤维的溶胶凝胶磨料颗粒与或不与该团聚式磨料颗粒的料粒共混的团聚体，允许了生产具有高度多孔的并且可渗透结构的粘结的研磨工具。然而，任选地，常规的孔诱导介质，例如空心玻璃珠粒、实心玻璃珠粒、空心树脂珠粒、实心树脂珠粒、泡沫的玻璃粒子、鼓泡的氧化铝、以及类似物可以被结合到本发明的轮中从而就等级以及结构数目的变体而言提供甚至更大的范围。

可以被用作研磨轮14的这些粘结的研磨工具优选地包含按体积计从约0.1％至约80％的孔隙率。更优选地，它们包含该工具的从约35％至约80％，并且甚至更优选地它们包含从约40％至约68体积％。

当使用一种树脂粘结剂时，磨料颗粒以及树脂粘结剂组分的组合的共混物例如在约60℃与约300℃之间的范围内的温度下进行固化从而制造出一种树脂型研磨工具。当使用一种玻璃质粘结剂时，磨料颗粒以及玻璃质粘结剂组分的组合的共混物例如在约600℃与约1350℃之间的范围内的温度下进行烧制从而制造用作玻璃化的研磨工具。

当使用一种玻璃质粘结剂时，该玻璃化的研磨工具典型地通过本领域的普通技术人员已知的方法进行烧制。这些烧制条件主要通过所使用的实际的粘结剂以及磨料来确定。烧制可以在一种惰性气氛或在空气中进行。在某些实施方案中，这些组合的组分在环境空气气氛中进行烧制。如在此所使用的，短语“环境空气气氛”是指从环境中抽出的、没有处理的空气。

形成该轮的模制以及压制的方法可以通过本领域已知的方法进行。例如，2003年8月26日公布的、授予Li等人的题目为玻璃化的超级磨料工具以及制造方法(Vitrified Superabrasive Tool and Method of Manufacture)的美国专利号6,609,963(将其全部传授内容通过引用结合在此)传授了一种这样的适当的方法。

可以用作研磨轮14的可商购的轮的例子包括在

或ALTOS IP

名下从美国麻省伍斯特Saint-Gobain Abrasives，Inc可获得的轮。这些研磨轮是高度多孔的并且可渗透的研磨工具，这些工具具有高的金属去除速率、改进的保持形式以及长的研磨轮寿命，连同大大降低的冶金学损害的风险。这些可渗透的研磨工具可以利用例如具有约7.5∶1的平均长径比的、烧结的、溶胶凝胶氧化铝陶瓷颗粒(美国麻省伍斯特的Saint-Gobain Abrasives)，例如

TG2或TGX磨料(下文″TG2″)，作为一种单纤维磨料颗粒。还可以使用TG1颗粒。可以使用的轮规格的例子包括，例如，ALTOS TGX 120F13VCF5；ALTOS TGX 120G13VCF5；ALTOS TGX 120H13VCF5；ALTOS TGX 80E13VCF5；ALTOS TGX 80G13VCF5；ALTOS TGX 80I12VCF5；ALTOS IPX120H13VCF5；ALTOS IPX120I13VCF5；ALTOS IPX120J12VCF5。

出人意料地，通过使用如上描述的轮，例如在美国专利号5,738,696、美国专利号5,738,697以及美国专利申请公开号20070074456 A1中披露的轮，例如或ALTOS

发现了该辊的表面品质可以通过改变轮的速度和/或修整参数进行控制。相比之下，当使用常规的技术时，该辊的表面品质仅可以通过改变该研磨轮的粒径来实现。

在具体的实现方式中，以上描述的研磨轮被用于粗的轧辊研磨操作中。此类操作总体上涉及快速的材料去除率，例如2至10mm3/s/mm，这使用了粗于或低于60粒度的磨料粒度。该轧辊研磨操作可以继续到实现一个所希望的表面品质，例如一种半光洁的或光洁的表面。

轧辊研磨过程经常包括以下操作，这些操作涉及除去粘结剂材料以及磨损的磨料颗粒以暴露新鲜的磨料。此类操作总体上被称为“修整”并且在控制工件的光洁度和/或尺寸准确度中是重要的，从而减小了热损害，等等。

例如在图2中示出了安排20，该安排包括辊12、研磨轮14以及修整棒26。在图3中示出了安排30，该安排包括辊12、研磨轮14以及旋转的金刚石修整系统38，例如修整轮或辊。可以使用其他适当类型的修整工具。研磨轮14可以是一种研磨轮，例如以上描述的或另一种类型的适合用于该轧辊研磨过程的研磨轮。

在例如使用将立方氮化硼(cBN)磨料颗粒包含在一种有机或玻璃化的粘结剂中的研磨轮进行的轧辊研磨操作中，当因为用完而安装一个新的研磨轮并且在该第一次运行之前开放该研磨轮表面并且轧辊研磨机典型地装备有一个静态的旋转修整器时，进行修整。此外，包括cBN颗粒的研磨轮经常在该轮的几趟之后使用在该研磨区之外的一个静态修整工具进行再修整。该修整操作总体上打断了该轧辊研磨操作，因为为了进行修整，该研磨轮需要离开该研磨区。这种类型的修整可以被认为是“顺序”修整。

例如在图4A和4B中示出了安排40，该安排包括一个具有端部16和18的、通过研磨轮14进行研磨的辊12、该研磨轮例如是一个如以上描述的可渗透的研磨轮。典型地，当该研磨轮14离开该研磨区，例如远离辊12并且由旋转辊修整器42进行修整之后，研磨轮从一端(如所示的，例如在图4A中)横过该轧辊至另一端(如所示的，例如4B中)持续几趟。在一些优选的实现方式中，该旋转修整辊42的轮廓被确定为通过破坏该研磨轮的边缘而避免进给线。如在图4A和4B中所示的，该旋转辊修整器42被安置在该轧辊12的末端16处或在其附近并且不会沿着该辊的长度来行进(箭头C方向)。

本发明的一个方面涉及一种用于对轧辊进行研磨的方法以及装置，其中使一个修整工具在该研磨轮横过该辊的表面时保持与该研磨轮接触。在优选的安排中，该修整工具与该研磨轮一起沿着该轧辊的长度行进(箭头C方向)。根据本发明的这个方面，该修整操作无需使该研磨轮离开该研磨区而进行并且这种类型的修整在此被称为“连续的”修整。

例如在图5A和5B中示出了安排50，该安排包括辊12以及组件52，该组件包括研磨轮54以及一个修整工具，例如像一个旋转修整工具，例如旋转修整辊56。在优选的实现方式中，该旋转修整辊的轮廓被确定为通过破坏该研磨轮的边缘而避免进给线。在具体实施方案中，研磨轮54是例如以上描述的一个可渗透的研磨轮，例如

或ALTOS研磨轮。还可以使用研磨轮，例如像于2006年1月24日发布的、授予Bonner等人的题目为轧辊研磨的方法(Method of Roll Grinding)的美国专利号6,988,937B2中披露的轮，其传授内容通过引用以其全文结合在此。在安排50中可以使用其他类型的适合用于轧辊研磨的轮。例子包括但不限于从美国麻省伍斯特Saint-Gobain Abrasives，Inc.在

或

名下可商购的研磨轮，连同从Tyrolit，Carborandum，Theleico，Atlantic，以及其他厂商们那可商购的研磨轮。在一些实现方式中，该研磨轮具有一种玻璃化的粘结剂。

如在图5A和5B中所示的，当该研磨轮在端部16与18之间横过辊12时(箭头C指出的方向)，旋转修整辊56伴随研磨轮54。组件52沿着该辊长度的移动(箭头C的方向)可以通过将研磨轮54操作性地连接到旋转修整辊18上进行。还可以使用当该研磨轮在端部16与18之间横过辊12时对其进行修整的其他手段。例如，该研磨轮的移动以及该修整工具的移动可以受到控制设备的支配以便提供这两者之间的接触，在该研磨轮横过辊12的时候。独立的系统可以用于：(i)使一个旋转的研磨轮横过一个轧辊的表面并且保持该研磨轮与该轧辊接触；并且(ii)保持在横过该轧辊表面的旋转的研磨轮与一个修整工具(例如，一个旋转的修整工具)之间的接触。这些系统或组件52可以包括多个平移台架、齿轮、控制器以及其他装置，如本领域内已知的。在优选的实现方式中，在图5A和5B中展示的修整操作可以整合到该使能进行CNC控制的轧辊研磨机器中。

在由图5A以及5B示出的轧辊研磨过程中，该研磨轮可以在该研磨轮从一个轧辊的一端到另一端的移动的过程中连续地旋转。如果希望的话，当该研磨轮在端部16与18之间前进时，该修整工具可以间歇性地旋转，例如每隔几英寸。

修整方案可以根据研磨轮的类型、轧辊材料、处理参数、等等来建立。该旋转修整器(例如旋转修整辊56)对比该研磨轮速度的速度比率可以精确地进行调整，从而允许该轮可以在非常侵蚀性的切割作用下对于多个粗糙的研磨趟(或对于轧机中的多个第一机架)而进行调整并且还允许该轮由于该修整操作产生的更小的轮表面粗糙度而获得了一个光滑的表面光洁度。由于该轮的粗糙边缘可以连续地或半连续地进行平滑(使用修整工具的间歇转动)，所以在该辊表面中的螺旋以及其他缺陷被减小或消除了。

进行该研磨过程，优选地包括以上描述的连续的修整操作、和/或以上描述的可渗透的研磨轮(例如

或ALTOS

类型的研磨轮)，从而获得一个所希望的表面光洁度。例如，可以继续研磨以获得一个表面，该表面优选是没有波纹、线、标记以及其他表面的不规则事物，因为如果保留此类不规则事物的话，它们将会被从该轧辊表面转移到正在被该有缺陷的辊轧制的金属的表面上。在本发明的许多实现方式中，该表面光洁度通过该研磨轮(例如，

或ALTOS

类型的研磨轮)对比该辊的速度的速度比进行控制。

描述该表面的品质的一种方式利用了“Ra”，它是一种用于表面光洁度品质的工业标准单位(能以微米或微英寸表达)，代表了平均粗糙度高度，即，在评估长度内距离该粗糙度轮廓的平均线的平均绝对距离。在一些实例中，该辊的表面被最终处理成一个Ra＝0.2至Ra＝10μm的表面粗糙度度量。

在其他实例中，这种研磨操作导致了特征为每英寸160至180条峰(或划痕)的表面品质。峰计数(“Pc”，即，代表了每英寸峰数目的工业标准，这些峰穿过以该平均线为中心的一个选择的带而伸出)是金属片材的表面的重要参数，这些金属片材在汽车车身零件的制造过程中进行油漆。具有太少的峰的表面与具有太多的峰的表面或具有过度的粗糙度的表面一样是不希望的。

以下提供了几个例子，它们并非旨在限制。

实例

在一个实例中，使用如图5A和5B中展示的一个单一的

类型的轮以及一个连续的修整安排来对1400个辊进行了加工。从该辊半径上以12mm3/s/mm的材料去除速率(MRR’)去除了约0.12mm。G比率是约35并且总加工时间是约15分钟。该轮在所有的轮廓上工作并且能够通过改变该轮的速度实现一个所希望的Ra。

在另一个实例中，一个单一的

类型的轮，如图5A和5B中展示的进行修整，加工了60个辊，从该辊半径上以5mm3/s/mm的MRR’去除了约0.2mm。G比率为约2。该研磨轮在所有的轮廓上工作并且能够通过改变该轮的速度实现一个所希望的Ra。

在又一个实例中，如图5A和5B中所展示的修整了的一个单一的Quantum研磨轮(有机规格)，加工了250个辊，在辊半径上去除了约0.25mm。该MRR’是8mm3/s/mm并且G比率是约8。该轮在所有的轮廓上工作并且能够通过改变该轮的速度实现一个所希望的Ra。

相比之下，一种单一标准的有机轮(没有连续的修整)加工了190个辊，在辊半径上去除了约0.25mm。使用有机的标准轮而不使用连续修整来对辊进行加工所需要的时间是每辊约30-40分钟。该MRR’是7mm3/s/mm并且G比率是6。粒度必须进行改变以实现所希望的Ra。

虽然已参考本发明的优选实施方案具体示出并描述了本发明，但本领域的普通技术人员将会理解，在不脱离所附权利要求涵盖的本发明的范围的前提下可以在其中进行形式和细节的不同的修改。

披露内容摘要是仅遵循U.S.要求而提供的，并且按以下理解而提交，即，它将不被用于解释或者限制权利要求的范围或含义。另外，在以上的详细说明中，为了使披露精简而可能将不同的特征集合在一起或者在一个单独的实施方案中描述。本披露不得被解释为反映了一种意图，即，提出要求的实施方案要求的特征多于在每一项权利要求中清楚引述的特征。相反，如以下的权利要求所反映，发明主题可以是针对少于任何披露的实施方案的全部特征。因此，以下的权利要求被结合在详细说明之中，而每一项权利要求自身独立地限定了分别提出权利要求的主题。

Claims (36)

1.一种用于对轧辊进行研磨的方法，该方法包括：

a.将一个研磨轮安装到一个轧辊研磨机上；

b.使该研磨轮与一个旋转的轧辊接触；

c.使该研磨轮横过该轧辊的一个表面而同时保持该研磨轮与该轧辊的表面的持续接触；

d.在该研磨轮与该轧辊的接触的同时修整该研磨轮；并且

e.研磨该轧辊的表面。

2.如权利要求1所述的方法，其中该研磨轮是使用一个旋转修整工具来修整的。

3.如权利要求1所述的方法，其中该修整工具是连续地旋转的。

4.如权利要求1所述的方法，其中该修整工具是间歇地旋转的。

5.如权利要求1所述的方法，其中该方法是处于计算机数字控制下。

6.如权利要求1所述的方法，其中该研磨轮包括一种玻璃化的粘结剂。

7.如权利要求1所述的方法，其中该研磨轮包括：由一种纤维粒子的基质限定的、按体积计约55％至约80％的互连的孔隙率，这些纤维粒子具有的长度与直径的长径比是至少5∶1，以及对于轧辊研磨有效量的磨料颗粒和粘结剂，并且该研磨轮具有的空气渗透性是以cc空气/秒/英寸水来测量为该磨料颗粒截面宽度的至少0.44倍，其中该互连的孔隙率提供了一种开放的通道结构从而允许流体或碎片在研磨过程中穿过该磨料物品而通过，并且其中这些纤维粒子由选自下组的材料组成，该组由以下各项组成：磨料颗粒、填充剂、它们的组合、以及它们的团聚体。

8.如权利要求1所述的方法，其中该研磨轮具有的空气渗透性是以cc空气/秒/英寸水来测量为该磨料颗粒截面宽度的至少0.44倍，并且包括：(i)在该研磨轮固化之前，一种纤维粒子的基质，这些纤维粒子具有的长度与直径的长径比是至少5∶1；(ii)该研磨轮固化之后，按体积计约55％至约80％的互连的孔隙率，该互连的孔隙率是由该纤维粒子基质限定的；以及(iii)对研磨有效量的磨料颗粒和粘结剂，其中该互连的孔隙率提供了一种开放的通道结构，从而允许流体或碎片在研磨过程中穿过该磨料物品而通过，并且其中该纤维粒子基质是至少一个结构化的填充剂的层，该填充剂选自下组，该组由以下各项组成：玻璃垫、有机垫、陶瓷纤维垫、以及它们的组合。

9.如权利要求1所述的方法，其中该研磨轮包括由一种纤维粒子的基质限定的、按体积计约40％至约54％的互连的孔隙率，这些纤维粒子具有的长度与直径的长径比是至少5∶1，以及对于研磨有效量的磨料颗粒和粘结剂，并且该研磨轮具有的空气渗透性是以cc空气/秒/英寸水来测量为该磨料颗粒截面宽度的至少0.22倍，其中该互连的孔隙率提供了一种开放的通道结构从而允许流体或碎片在研磨过程中穿过该磨料物品而通过，并且其中这些纤维粒子由选自下组的材料组成，该组由以下各项组成：磨料颗粒、填充剂、它们的组合、以及它们的团聚体。

10.如权利要求1所述的方法，其中该研磨轮具有的空气渗透性是以cc空气/秒/英寸水来测量为该磨料颗粒截面宽度的至少0.44倍，并且包括：(i)在该磨料物品固化之前，一种纤维粒子的基质，这些纤维粒子具有的长度与直径的长径比是至少5∶1；(ii)该磨料物品固化之后，按体积计约55％至约80％的互连的孔隙率，该互连的孔隙率是由该纤维粒子基质限定的；以及(iii)对研磨有效量的磨料颗粒和粘结剂，其中该互连的孔隙率提供了一种开放的通道结构，从而允许流体或碎片在研磨过程中穿过该磨料物品而通过，并且其中该纤维粒子基质是至少一个结构化的填充剂的层，该填充剂选自下组，该组由以下各项组成：玻璃垫、有机垫、陶瓷纤维垫、以及它们的组合。

11.如权利要求1所述的方法，其中该研磨轮包括：

磨料颗粒的一种共混物：该共混物包括：i)一种单纤维的溶胶凝胶氧化铝磨料颗粒，该颗粒具有的长度比截面宽度的长径比是大于约1.0，或其一种团聚体；以及ii)团聚式磨料颗粒的粒料，这些粒料包括被一种粘结材料保持在一个三维形状内的多个磨料颗粒；

一种粘合剂；以及

至少约35体积百分比的孔隙率。

12.如权利要求1所述的方法，其中该研磨轮包括：

一种团聚体，该团聚体包括：i)一种单纤维的溶胶凝胶氧化铝磨料颗粒，该颗粒具有的长度比截面宽度的长径比是大于约1.0；ii)一种非单纤维的磨料颗粒；以及iii)一种粘结材料，其中该非单纤维的磨料颗粒以及该单纤维的溶胶凝胶氧化铝磨料颗粒被该粘结材料保持在一个三维形状内的多个磨料颗粒；

一种粘结剂；以及

至少约35体积百分比的孔隙率。

13.一种用于对轧辊进行研磨的方法，该方法包括：

使一个旋转的研磨轮与一个修整工具一起沿着一个旋转的轧辊的长度移动，其中当该研磨轮沿着该旋转的轧辊的长度移动时，该研磨轮研磨了该轧辊的一个表面并且该修整工具接触该研磨轮的周边。

14.一种用于对正在研磨轧辊的研磨轮进行修整的方法，该方法包括：

在该研磨轮横过该轧辊的一个表面时保持该研磨轮与一个旋转修整工具之间的接触。

15.一种用于对轧辊进行研磨的方法，包括：

a)将一个研磨轮安装到一个轧辊研磨机上，其中该研磨轮包括由一种纤维粒子的基质限定的、按体积计约55％至约80％的互连的孔隙率，这些纤维粒子具有的长度与直径的长径比是至少5∶1，以及对于研磨有效量的磨料颗粒和粘结剂，并且该研磨轮具有的空气渗透性是以cc空气/秒/英寸水来测量为该磨料颗粒截面宽度的至少0.44倍，其中该互连的孔隙率提供了一种开放的通道结构从而允许流体或碎片在研磨过程中穿过该磨料物品而通过，并且其中这些纤维粒子由选自下组的材料组成，该组由以下各项组成：磨料颗粒、填充剂、它们的组合、以及它们的团聚体；

b)使该研磨轮与一个具有圆柱表面的旋转的轧辊接触；

c)使该研磨轮横过该轧辊的表面并且保持该研磨轮与该轧辊的表面的持续接触；并且

d)研磨该轧辊的表面。

16.如权利要求15所述的方法，其中进一步包括对该研磨轮进行修整。

17.如权利要求16所述的方法，其中在步骤(c)过程中对该研磨轮进行修整。

18.一种用于对轧辊进行研磨的方法，该方法包括：

a)将一个研磨轮安装到一个轧辊研磨机上，该研磨轮具有的空气渗透性是以cc空气/秒/英寸水来测量为该磨料颗粒截面宽度的至少0.44倍，并且包括：(i)在该研磨轮固化之前，一种纤维粒子的基质，这些纤维粒子具有的长度与直径的长径比是至少5∶1；(ii)该研磨轮固化之后，按体积计约55％至约80％的互连的孔隙率，该互连的孔隙率是由该纤维粒子基质限定的；以及(iii)对研磨有效量的磨料颗粒和粘结剂，其中该互连的孔隙率提供了一种开放的通道结构，从而允许流体或碎片在研磨过程中穿过该磨料物品而通过，并且其中该纤维粒子基质是至少一个结构化的填充剂的层，该填充剂选自下组，该组由以下各项组成：玻璃垫、有机垫、陶瓷纤维垫、以及它们的组合；

b)使该研磨轮与一个具有圆柱表面的旋转的轧辊接触；

c)使该研磨轮横过该轧辊的表面，保持该研磨轮与该轧辊的表面的持续接触；并且

d)研磨该轧辊的表面。

19.如权利要求18所述的方法，其中进一步包括对该研磨轮进行修整。

20.如权利要求19所述的方法，其中在步骤(c)过程中对该研磨轮进行修整。

21.一种用于对轧辊进行研磨的方法，该方法包括：

a)将一个研磨轮安装到一个轧辊研磨机上，其中该研磨轮包括由一种纤维粒子的基质限定的、按体积计约40％至约54％的互连的孔隙率，这些纤维粒子具有的长度与直径的长径比是至少5∶1，以及对于研磨有效量的磨料颗粒和粘结剂，并且该研磨轮具有的空气渗透性是以cc空气/秒/英寸水来测量为该磨料颗粒截面宽度的至少0.22倍，其中该互连的孔隙率提供了一种开放的通道结构从而允许流体或碎片在研磨过程中穿过该磨料物品而通过，并且其中这些纤维粒子由选自下组的材料组成，该组由以下各项组成：磨料颗粒、填充剂、它们的组合、以及它们的团聚体；

b)使该研磨轮与一个具有圆柱表面的旋转的轧辊接触；

c)使该研磨轮横过该轧辊的表面，保持该研磨轮与该轧辊的表面的持续接触；并且

d)研磨该轧辊的表面。

22.如权利要求21所述的方法，其中进一步包括对该研磨轮进行修整。

23.如权利要求22所述的方法，其中在步骤(c)过程中对该研磨轮进行修整。

24.一种用于对轧辊进行研磨的方法，该方法包括：

a)将一个研磨轮安装到一个轧辊研磨机上，该研磨轮具有的空气渗透性是以cc空气/秒/英寸水来测量为该磨料颗粒截面宽度的至少0.44倍，并且包括：(i)在该磨料物品固化之前，一种纤维粒子的基质，这些纤维粒子具有的长度与直径的长径比是至少5∶1；(ii)该磨料物品固化之后，按体积计约55％至约80％的互连的孔隙率，该互连的孔隙率是由该纤维粒子基质限定的；以及(iii)对研磨有效量的磨料颗粒和粘结剂，其中该互连的孔隙率提供了一种开放的通道结构，从而允许流体或碎片在研磨过程中穿过该磨料物品而通过，并且其中该纤维粒子基质是至少一个结构化的填充剂的层，该填充剂选自下组，该组由以下各项组成：玻璃垫、有机垫、陶瓷纤维垫、以及它们的组合；

b)使该研磨轮与一个具有圆柱表面的旋转的轧辊接触；

c)使该研磨轮横过该轧辊的表面，保持该研磨轮与该轧辊的表面的持续接触；并且

d)研磨该轧辊的表面。

25.如权利要求24所述的方法，其中进一步包括对该研磨轮进行修整。

26.如权利要求25所述的方法，其中在步骤(c)过程中对该研磨轮进行修整。

27.一种用于对轧辊进行研磨的方法，该方法包括：

a)将一个研磨轮安装到一个轧辊研磨机上，该研磨轮包括：磨料颗粒的一种共混物：该共混物包括：i)一种单纤维的溶胶凝胶氧化铝磨料颗粒，该颗粒具有的长度比截面宽度的长径比是大于约1.0，或其一种团聚体；以及ii)团聚式磨料颗粒的粒料，这些粒料包括被一种粘结材料保持在一个三维形状内的多个磨料颗粒；一种粘结剂；以及至少约35体积百分比的孔隙率；

b)使该研磨轮与一个具有圆柱表面的旋转的轧辊接触；

c)使该研磨轮横过该轧辊的表面，保持该研磨轮与该轧辊的表面的持续接触；并且

d)研磨该轧辊的表面。

28.如权利要求27所述的方法，其中进一步包括对该研磨轮进行修整。

29.如权利要求28所述的方法，其中在步骤(c)过程中对该研磨轮进行修整。

30.一种用于对轧辊进行研磨的方法，该方法包括：

a)将一个研磨轮安装到一个轧辊研磨机上，该研磨轮包括：一种团聚体，该团聚体包括：i)一种单纤维的溶胶凝胶氧化铝磨料颗粒，该颗粒具有的长度比截面宽度的长径比是大于约1.0；ii)一种非单纤维的磨料颗粒；以及iii)一种粘结材料，其中该非单纤维的磨料颗粒以及单纤维的溶胶凝胶氧化铝磨料颗粒被该粘结材料保持在一个三维形状中；一种粘结剂；以及至少约35体积百分比的孔隙率；

b)使该研磨轮与一个具有圆柱表面的旋转的轧辊接触；

c)使该研磨轮横过该轧辊的表面，保持该研磨轮与该轧辊的表面的持续接触；并且

d)研磨该轧辊的表面。

31.如权利要求30所述的方法，其中进一步包括对该研磨轮进行修整。

32.如权利要求31所述的方法，其中在步骤(c)过程中对该研磨轮进行修整。

33.一种轧辊研磨机，包括用于安装一个研磨轮和一个旋转修整工具的一个组件，其中该旋转修整工具可以接触该研磨轮的周边，以及用于在该研磨轮横过该轧辊的一个表面时将该旋转修整工具与该研磨轮一起移动的装置。

34.一个用于对轧辊进行研磨的装置，包括一个第一系统，用于使一个旋转的研磨轮横过一个轧辊的表面并且保持该研磨轮与该轧辊接触；以及一个第二系统，用于保持正在横过该轧辊的表面的该旋转的研磨轮与一个旋转的修整工具之间的接触。

35.如权利要求34所述的装置，其中该第一系统以及该第二系统是处于CNC控制之下。

36.一个用于对轧辊进行研磨的装置，包括一个修整工具，该修整工具操作性地连接到一个研磨轮上以便当该研磨轮横过该轧辊的一个表面时保持在该修整工具与该研磨轮之间的接触。

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