CN102905849B

CN102905849B - 研磨轮及其制作和使用方法

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Publication number: CN102905849B
Application number: CN201180025225.7A
Authority: CN
Inventors: H·张; J·H·库伊特; R·J·威立廷
Original assignee: Saint Gobain Abrasifs SA; Saint Gobain Abrasives Inc
Current assignee: Saint Gobain Abrasifs SA; Saint Gobain Abrasives Inc
Priority date: 2010-12-30
Filing date: 2011-12-30
Publication date: 2015-05-20
Anticipated expiration: 2031-12-30
Also published as: US8961269B2; BR112012029991A2; EP2658679A1; JP2013527045A; RU2012154837A; JP2015061738A; CN102905849A; WO2012092610A1; US20120225611A1

Abstract

粘结的磨料物品并且特别是具有一个或多个增强物的有机粘结的中心凹入式轮与常规对应轮相比具有降低的刚性。描述了用于制造和使用这些轮的技术。在一个实例中，一种用于降低有机地粘结的研磨轮的刚性的方法包括将力施加到一个被增强的中心凹入式轮的一个凸起毂区，该力有效地用来不可逆地降低所述轮的刚性。

Description

研磨轮及其制作和使用方法

背景

通常，粘结的磨料物品是通过将磨料颗粒与一种粘结剂以及任选的添加剂进行混合、并且使用例如一个合适模具来使所得混合物成形而制备的。可以使混合物成形以形成一个生坯，例如通过固化、烧结等等对该生坯进行热处理以产生一个物品，其中磨料颗粒被保持在三维的粘结基质中。在粘结的研磨工具中，研磨（或磨削）轮常常是利用一种有机的（例如，树脂）粘结剂来制备的。可以使用例如由尼龙、碳、玻璃或棉布切出的圆盘来增强这些轮，或者可以不增强这些轮。

在一些情况下，需要使用相对刚性的轮来处理工件。然而，最佳地用刚性较低或者较容易弯曲的轮来进行其他操作，并且用于生产这些轮的一种现有技术在轮的工作面或者非工作面上赋予了一个图案。该图案典型地包含例如以十字形、环形或另一合适安排来成形的多个通道和突出部。然而一直需要具有降低的刚性的轮，并且需要用于制作和使用这些轮的方法。

概述

本发明总体上涉及粘结的磨料制品，并且具体来说涉及具有降低的刚性的有机粘结研磨/切割轮以及用于制造和使用这些轮的方法。

在一个方面，本发明是针对一种用于降低一个有机地粘结的研磨轮的刚性的方法。该方法包括将一个力施加到一个被增强的中心凹入式轮的一个凸起毂区，该力有效地用来不可逆地降低所述轮的刚性。在另一方面，一种用于降低一个被增强的有机地粘结的、中心凹入式研磨轮的方法包括使该轮偏转一个经计算以产生目标刚性的量。

在另一方面，本发明是针对一种用于制造被增强的中心凹入式轮的工艺。该工艺包括例如在室温或者升高的温度下以该中心凹入式轮的形状形成一个生坯，所述生坯包括一个或多个增强物；热处理该生坯以获得一个固化产品；以及将一个负载施加到该固化产品的凸起毂区，该负载有效地用来不可逆地降低该固化产品的刚性，由此制造出该中心凹入式轮。

本发明的若干方面涉及具有降低的刚性的轮。在一个实施方案中，一种被增强的、有机地粘结的中心凹入式轮具有的刚性比一个相同规格的比较性轮的刚性小至少10%的刚性。该刚性降低的轮和该比较性轮可以具有不含图案化特征的表面、或者可以均具有至少一个图案化表面。举例来说，在一个实例中，这两个轮均具有一个不含图案化特征的工作面（表面）。在另一实例中，这两个轮均具有一个图案化的工作表面。在又一实例中，这两个轮均具有一个图案化的非工作表面。在另一实施方案中，一种被增强的有机地粘结的中心凹入式轮具有通过公式[(Sc-Sn)/Sc]x100%计算出的至少约10%的刚性降低，其中Sc是一个对应的常规产品的刚性，并且Sn是该被增强的有机地粘结的中心凹入式轮的测得刚性，Sc和Sn都是在相同条件下测得的。在又一实施方案中，一种被增强的有机地粘结的中心凹入式轮具有（i）一个加载前的偏转-负载曲线，该曲线包括具有锯齿状轮廓的一个锯齿区，以及（ii）一个加载后的偏转-负载曲线，其中所述锯齿区是平滑的。在又一实施方案中，一种被增强的有机地粘结的中心凹入式轮规格具有（i）一个加载前偏转-负载曲线，该曲线包括具有一个锯齿状轮廓的一个锯齿区，以及（ii）一个加载后偏转-负载曲线，其中所述锯齿区是平滑的。

在一个实例中，一种在轮的面部处不具有玻璃纤维网片的有机地粘结的被增强的中心凹入式轮，在一个负载对偏转曲线图的初始区内展现出均匀偏转行为，其中该初始区是由该曲线图的在断裂负载下的总偏转的0%偏转（mm）与70%偏转（mm）之间、例如0%偏转（mm）与50%偏转（mm）之间的一个区域界定的。在另一实例中，一种有机地粘结的被增强的中心凹入式轮，在一个初始区内展现出实质上不具有自发偏转的机械行为，该初始区是由一个负载对偏转曲线图的在断裂负载下的总偏转的0%与70%之间、例如0%与60%之间或者0%与50%之间的一个区域界定的。在又一实例中，一种有机地粘结的被增强的中心凹入式轮（例如具有125x3.2x22.3mm的尺寸的轮）展现出小于750N/mm的初始刚性，其中该初始刚性是作为一个负载对偏转曲线图在5N与150N之间的斜率来测量的。

本发明的另外方面涉及一种用于使用例如本文描述的中心凹入式轮的方法。在一个实施方案中，一种用于研磨工件的方法包括：将一个中心凹入式轮附接到一台研磨机的一个主轴上；抵靠一个工件旋转所述轮，由此研磨所述工件，其中该中心凹入式轮相对于一个相同规格的常规轮展现了在相同研磨条件下测得的Q比率的增加。在另一实施方案中，一种用于研磨工件的方法包括将一个中心凹入式轮附接到一台研磨机的一个主轴上；并且抵靠一个工件旋转所述轮，由此研磨所述工件，其中该中心凹入式轮相对于一个相同规格的常规轮展现了在相同研磨条件下的声级的降低。

在又一方面，本发明是针对一种用于确定中心凹入式轮的刚性降低的方法。该方法包括将该中心凹入式轮的一个偏转-负载曲线与一个相同规范规格的常规中心凹入式轮的一个偏转-负载曲线进行比较，其中前者中一个锯齿区的不存在以及后者中一个锯齿区的存在指示了该中心凹入式轮与所述常规中心凹入式轮相比具有降低的刚性。

本发明具有许多优点。在本发明的一些实施方案中，提供了用于降低轮的刚性的相对简单的技术。该技术可以整合在一种现有制造工艺中、或者可以对一个完成的产品独立地进行（例如，在制造后）。本文描述的方法可以省去对图案化的工作表面或非工作表面的需要，还不要求图案化特征的不存在。根据本发明的方面的轮提供了良好的轮寿命以及良好的Q比率。此外，操作例如本文描述的轮而产生的声级常常降低，在一些情况下，这些轮伴随有峰值到较低频率的第一模式的偏移以及峰值高度的降低。

本发明的以上和其他特征，包括部件的构造及组合的不同细节以及其他优点，将会参照附图更加具体地进行说明，并且在权利要求书中指出。应理解的是实施本发明的具体方法和装置是通过说明的方式示出，而不作为对本发明的限制。本发明的原理和特征可在不脱离本发明的范围的前提下用于不同的和众多的实施方案中。

附图简要说明

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理。在附图中：

图1A是一个中心凹入式轮的截面图；

图1B是一个中心凹入式轮的图案化的工作（正）面的视图；

图1C是一个中心凹入式轮的工作（正）面的视图，该工作面不含图案化特征；

图1D是正在由一个顺应性的中心凹入式轮处理的工件的视图；

图2A到2E是一个中心凹入式轮的平坦区的一部分的截面图，图解说明了混合层以及增强物的各种安排；

图3是可以用来在一个中心凹入式轮的凸起毂区施加力的一种安排的示意图；

图4所示为两个偏转对负载图，图解说明了加载过程对机械行为的影响；

图5是与具有零斜率、稍微为正的斜率以及稍微为负的斜率的多个锯齿区相关联的形状的图解说明。

优选实施方式的详细说明

本发明总体上涉及粘结的磨料物品，并且具体来说涉及具有降低的刚性的有机粘结的磨削轮以及用于生产和使用这些轮的方法。

在特定实施方案中，这些轮是中心凹入式轮，例如ANSI（美国国家标准学会）类型27、类型28或类型29的轮，或者欧洲标准（EN 14312）类型42的轮。举例来说，图1A所示为中心凹入式研磨轮10的截面图，该研磨轮包括背（顶）面12和正（底）面14。背面12包括凸起毂区16以及外部平坦后轮区18。正面14包括凹入的中心区20以及外部平坦前轮区22（提供轮的工作表面）。另外，凸起毂区16具有凸起毂表面24以及背斜式（或倾斜）表面26，凹入的中心区20包括凹入的中心28以及前斜式（或倾斜）表面30。轮10具有中心开口32，用于将轮安装在一个工具（例如，手持式角向研磨机）的旋转心轴上。在操作期间，轮10典型地由例如一个合适的凸缘系统等安装硬件（图1A未图示）紧固。该轮也可以是一种包括安装硬件的集成式安排的一部分。

轮10具有厚度A，该厚度是在例如轮的周边处测得。在许多设计中，轮10的厚度沿着从轮的中心开口到外部边缘（周边）的径向方向保持相同或者基本上相同。在其他设计中，轮厚度可以沿着从中心开口到其周边的径向距离变化（可以增加或降低）。

在许多情况下，轮的厚度（例如，A）是小于约6.5毫米（mm），例如6mm、4.8mm、3.5mm、3.2mm、3mm、2.5mm、1.5mm，且至少为约0.8mm。本发明的一些方面还可以用具有不同厚度的轮来实践。在一些情况下，本文描述的中心凹入式轮称为“薄”轮或手持式的，即，具有不大于6.5mm的厚度的轮。

本发明的各种实施方案可以用具有图案化的工作表面的中心凹入式轮来实践。举例来说，图1B所示为中心凹入式轮150的正视图，该中心凹入式轮具有安装孔155、凹入的中心151以及工作表面153，该工作表面可以经图案化而具有由凹口（或通道）159分离的多个突出部157的阵列。可以采用其他经图案化的安排，例如本领域中已知的。

在许多实施方案中，中心凹入式轮具有不含图案化特征的工作表面。举例来说，图1C所示为轮100的正视图，该轮具有凹入的中心101、安装孔105以及光滑（未经图案化）的工作表面103。换句话说，工作表面103不具有突出部或通道（凹口）。

本文描述的中心凹入式轮可以具有约50mm的外直径111，例如至少约75mm。直径111可以更大，例如至少约100mm、至少约115mm、至少约125mm或至少约150mm。在特定实例中，直径111在约50mm到250mm之间的范围内，例如在约75mm到约230mm之间的范围内。

轮直径与轮厚度之间的比率（直径：厚度）可以在约125：1到约15：1之间的范围内，例如约100：1到约30：1之间。

本发明可以用具有不同尺寸以及尺寸之间的不同比率的轮来实践。

本发明的许多方面总体上涉及具有降低的刚性的轮。这些轮在本文还称为容易弯曲的或者顺应性的。轮的顺应性可以通过其偏转能力来描述，并且根据本发明的多个方面的轮能够进行有限的偏转而不会断裂。作为说明，图1D所示为容易弯曲的或者顺应性的中心凹入式轮100，该中心凹入式轮如箭头所指示正抵靠工件120的表面122旋转。在轮100的外部部分103接触并且磨削工件时，该外部部分可以偏转而与轮的本体的其余部分脱离共面，因此增强与正在处理的工件的接触。

与对应的常规轮的刚性相比，本文描述的研磨轮具有通过公式[(Sc-Sn)/Sc]x100%计算出的降低的刚性（例如，至少约10%），其中Sc是对应的常规产品的刚性，并且Sn是根据本文揭示的实施方案的磨料物品的测得刚性，Sc和Sn都是在相同条件下测得的。

对应的常规（或比较性）产品可以是与根据本发明的多个方面的轮相同规格的磨料物品。轮规格是本领域中已知的，并且用来识别例如轮类型、轮组成、例如颗粒类型、磨料粒度、使用的粘结剂、轮的结构、轮硬度等特征。研磨轮也可以通过其尺寸、制造商和/或其他属性（例如，存在或不存在增强物）来识别。在一些实施方案中，常规轮可以视为具有与其普通关联的刚性的轮，而不是具有本发明的轮的降低的刚性。在其他实施方案中，常规轮是未经过根据本文描述的实施方案的加载过程的轮。

用于在本发明的轮与对应的常规轮之间进行比较的另一种方法依赖于通过轮的偏转和力的曲线所展现的机械偏转行为的差异。如下文进一步描述的，常规轮可能在其曲线中展现出锯齿区（具有锯齿状外观，如图4中曲线850（灰线）上BC所示），在针对该对应轮（或根据本发明的多个方面的轮规格）获得的曲线中，此锯齿区是平滑的。

在一些情况下，也可以使用在一种特定材料上进行相同磨削操作时轮的可互换性来进行比较。也可以例如关于同一个轮在该轮经历本文描述的被设计成降低轮的刚性的技术之前（常规）以及之后（例如，增加的易弯性）进行比较。在特定实施方案中，可以利用相同配方、几何形状、增强物设计等等，用相同方式准备两个轮。使用本文描述的技术，第一个轮的刚性与第二个“常规”轮（不经历这些技术）相比可以降低。

例如根据本文揭示的实施方案的中心凹入式轮等磨料物品与对应的常规磨料物品相比具有至少约10%、例如至少约15%的降低的刚性。在再其他实例中，刚性的差异可以更大，使得与常规磨料物品相比，刚性可以降低至少约20%、降低至少约30%、降低至少约40%、降低至少约50%、降低至少约60%、降低至少约70%、降低至少约75%、降低至少约80%、甚至降低至少约90%。再者，本文的实施方案与常规物品相比可以具有的刚性降低是在约10%到约90%的范围内，例如与常规磨料物品相比在约15%到约85%之间或者甚至约20%到约80%之间的范围内。

优选地，用一个或多个，例如两个或三个增强物来增强该中心凹入式轮。如在此使用的，术语如“增强的”或“增强物”是指由一种材料构成的多个分离的层或插入物或其他此种部件，该材料不同于用来制成该粘结研磨轮的粘结剂和磨料混合物。典型地，增强物材料不包含磨料颗粒。相对于轮的厚度，可以将一个增强物嵌入轮本体内，并且这些轮典型地称为“在内部”增强的。增强物也可以靠近或者附接到轮的正面和/或背面。若干增强物可以在整个轮厚度上安置于各种深度处。

典型地增强物具有圆形几何形状。增强物的外部周边也可以具有正方形、六边形或者另一多边形的几何形状。也可以使用不规则的外部边缘。可以利用的合适的非圆形增强物形状在第6,749,496和6,942,561号美国专利中有所描述，这两个专利分别在2004年6月15日和2005年9月13日颁与莫塔（Mota）等人，并且以全文引用的方式结合在此。在许多情况下，增强物从轮的内直径（中心开口的边缘）延伸到最外部边缘。也可以采用局部增强物，并且在这些情况下，增强物可以例如从轮内直径（中心开口的外直径）延伸到沿着轮半径的30%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、99%，或者对于非圆形形状是沿着增强物的最大“半径”的等效物。

可以使用各种增强物材料来增强轮，并且在单个轮中可以采用一种以上类型的增强物材料。合适的增强物可以是纺织的或非纺织的，利用例如玻璃（C、E或S2）、Kevlar、Basalt、碳、有机纤维材料（例如，弹性体、橡胶）、材料组合等等材料，但不限于此。本发明的许多方面得益于使用的增强物实现了增强物与轮的这个或这些邻近区（含有分布于三维粘结基质中的磨料颗粒）之间的界面处的剪力。

在特定实例中，该轮具有例如以玻璃纤维网片的形式提供的至少一个、例如两个玻璃纤维增强物。典型地，玻璃纤维网片是由极细的玻璃纤维纺织成的。玻璃纤维网片可以是纱罗纺织的或者平纹纺织的。

所使用的玻璃纤维可以是E-玻璃（具有小于1wt%的碱氧化物类的铝硼硅酸盐玻璃）。其他类型的玻璃纤维，例如，A-玻璃（具有很少或没有氧化硼的碱-石灰玻璃）、E-CR-玻璃（具有小于1wt%的碱性氧化物类的硅酸铝-石灰玻璃，具有高的耐酸性能）、C-玻璃（具有高氧化硼含量的碱-石灰玻璃，例如用于玻璃短纤维）、D-玻璃（具有高介电常数的硼硅酸盐玻璃）、R-玻璃（不具有MgO及CaO、具有高机械要求的硅铝酸盐玻璃）以及S-玻璃（不具有CaO但是具有高MgO含量具有高拉伸强度的硅铝酸盐玻璃）。

玻璃纤维网片可以在粘结的研磨工具中以任何合适方式安排。在许多实施方案中，避免将玻璃纤维网片放置于轮的工作面处。许多本文描述的中心凹入式轮是经完全增强的，其中至少一个玻璃纤维网片具有与轮相似的内直径（对应于安装孔的直径）和相同的外直径。也可以使用从安装孔延伸穿过轮的平坦区的一部分但不是全部的局部网片增强物，可以有其他网片增强物的放置。

增强物可以由一个或多个以下物理参数来表征：重量（g/m²），厚度（mm），每厘米开口数以及拉伸强度（MPa），该拉伸强度可以相对于经线（沿着辊的长度连续行进的长网片组分）的拉伸强度和纬线（与辊方向交叉行进的短组分）的拉伸强度进一步分解。在许多实例中，所采用的一个或多个玻璃纤维网片具有至少200MPa的最小拉伸强度。如本领域中已知，其他因数包括例如细丝直径、涂层量、例如具有涂层的网片的覆盖率和其他因数。

化学参数可以涉及在玻璃纤维网片上提供的涂层的化学性质。总体上，存在两种类型的化学“涂层”。通常被称为“胶料”的第一涂层在这些玻璃纤维原丝离开套管之后被立即施用在它们上并且该涂层包括多种成分，如成膜剂、润滑剂、硅烷（典型地分散在水中）。该胶料典型地提供对细丝的保护，使其免于加工相关的退化（如磨耗）。它还可以在二次加工（如编织成网片）过程中提供磨耗保护。对与第一涂层（胶料）相关联的性质的策略性操纵可以影响玻璃纤维与第二涂层的相容性，这又可以影响涂层与树脂粘结剂的相容性。典型地，将第二涂层施用在玻璃网片上并且它按照惯例包括蜡，主要用来防止在运输和储存过程中的“堵塞”。在许多情况下，该第二涂层是与该胶料（第一涂层）以及该增强物打算用于其中的基质树脂相容的。

例如增强的中心凹入式轮等粘结的研磨工具可以通过将磨料颗粒，粘结材料，例如有机物（树脂）并且在许多情况下还有其他成分，例如填充剂、加工辅助剂、润滑剂、交联剂、抗静电剂等等进行组合来制备。

各种成分可以按任何合适的次序添加，并且使用例如已知的技术和设备来混合，所述设备是例如Eirich混合器，例如RV02型、Littleford、碗型混合器等等。所得混合物可以用来形成生坯。如在此使用的，术语“生坯（green）”指的是一个本体在下一个操作步骤过程中保持它的形状、但是总体上不具有足够的强度以永久保持它的形状；存在于该生坯中的树脂粘结剂是处于未固化的或未聚合的状态。生坯优选地被模制成所需物品、例如中心凹入式轮的形状（冷、暖或热模制）。

一个或多个增强物，例如本文描述的玻璃纤维网片，可以并入到生坯中。举例来说，含有磨料颗粒和粘结材料的混合物的第一部分可以放置并且分布于一个适当模腔的底部处、并且随后用第一增强物覆盖。合适的增强物是如以上说明的一个玻璃纤维筛网或网片。然后该粘结剂/磨料混合物的第二部分可以被布置并且分布在该第一增强物层之上。如果希望这样的话，则可以提供额外的增强物和/或粘结剂/磨料混合物层。被添加用于形成特定层厚度的混合物的量可以如本领域中已知的来计算。可以采用其他合适的工序和/或技术来使增强的生坯成形。举例来说，可以在第一混合物之前将一张纸或一个玻璃纤维筛网或网片或者一张纸与一个玻璃纤维筛网或网片插入模腔中。

在一些安排中，含有磨料颗粒和粘结剂的各种层（本文也称为“混合层”）可以关于一个或多个特性彼此不同，例如层厚度、层配方（例如采用的成分的量和/或类型、磨料粒度、磨粒形状、孔隙率等等）。为了形成这种中心凹入式轮，将第一混合层a₁（含有磨料颗粒和粘结剂）放在模具的底部处。将第一增强物V₁放在顶部，随后是第二层a₂，该第二层可以与a₁相同或不同。将第二增强物V₂（可以与V₁相同或不同）安置于a₂上。在需要时，可以使用包含磨料颗粒和粘结剂的第三混合层a₃来覆盖V₂。第三层可以与a₁和/或a₂相同或不同。基本上如所描述的，可以添加额外的增强物和层以获得所需数目的层和增强物。在另一方法中，将第一增强物V₁放置于模具的正底部处并且用第一混合物a₁覆盖，其中如上所述的安置额外的层和增强物。在其中邻近的混合层a_x和a_y未被增强物分离的安排也是可能的，例如在其中两个或两个以上增强层（例如，V_x和V_y）未被混合层分离的那些安排。

为了说明，图2A是一个中心凹入式轮的平坦外部区200的一部分的截面，具有混合层202和204并且在其间无增强物。混合层202和204的单独厚度可以实质上相同，或者可以不同。举例来说，混合层之间的厚度差可以是相差至少约5%、相差至少约10%、相差至少约20%、相差至少约25%、相差至少约30%、或甚至相差至少约50%。图2B是包括一个增强物层212和一个混合层202的平坦外部区210的截面。图2C是包括夹在混合层202与204之间的中间增强物212的平坦外部区220的截面。图2D是一个中心凹入式轮的平坦外部区230的一部分的截面，具有包括增强物212、混合层202、增强物214（可以与增强物212相同或不同）和混合层204的交替式安排。图2E是平坦外部区240的一部分的截面，该平坦外部区具有包括混合层202、增强物212、混合层204和位于轮的工作表面处的增强物214的交替式安排。在许多情况下，增强物的厚度小于任一混合层的厚度。

混合层的单独厚度可以实质上相同。在某些实例中，混合层的厚度可以不同，甚至显著不同。举例来说，两个磨料层之间的厚度差可以是相差至少约5%、相差至少约10%、相差至少约20%、相差至少约25%、相差至少约30%、或甚至相差至少约50%。两个磨料层之间的厚度的工程化差异可以促进某些机械性质以及研磨性能中的优点。除了厚度变化之外或作为替代，混合层和/或增强物可以关于配方、所采用的材料和/或其他性质而不同。

可以用来生产粘结的研磨物品，例如增强的中心凹入式轮的技术包括例如冷压、温压或热压。冷压被描述在例如美国专利号3,619,151中，该专利通过引用结合在此。在冷压期间，模具中的材料维持在环境温度，例如通常小于约30°C摄氏度（C）。通过适当的装置（如，液压机）将压力施加在未固化的材料块体上。施加的压力可以是例如在大约70.3kg/cm²（0.5tsi）至大约2109.3kg/cm²（15tsi）的范围内，并且更典型地是在大约140.6kg/cm²（1tsi）至大约843.6kg/cm²（6tsi）的范围内。在压机之中的保持时间可以是例如在从大约2.5秒至大约1分钟的范围之内。

温压是极为类似于冷压的技术，不同的是模具中的混合物的温度被升高，通常升高到低于约120°C的温度，并且更经常升高到低于约100°C的温度。合适的压力和保持时间参数可以例如与冷压的情况相同。

热压在例如Bakelite公开案Rutaphen^TM-用于磨削轮的树脂-技术信息（KN 50E-09.92-G和S-BA）中以及另一Bakelite公开案：Rutaphen酚醛树脂-指南/产品范围/应用[Rutaphen Phenolic Resins-Guide/Product Ranges/Application]（KN107/e-10.89 GS-BG）中有所描述。有用的信息还可以在1981年乔治古德温有限公司[George Goodwin Ltd.]与塑料和橡胶研究所[The Plastics and Rubber Institute]联合发行的由J.F.Monk编辑的热固性塑料[Thermosetting Plastics]第三章（"热固性物质的压缩模制[Compression Moulding of Thermosets]"）中找到。为了本发明的目的，术语“热压”的范围包含本领域中已知的热精压过程。在典型的热精压过程中，在将模具组件取出加热炉之后将压力施加到该模具组件。

为了展示，磨料物品可以通过将在一个或多个增强物层之下或之上的一种混合物的多个层放置在一个适当的模具（通常由不锈钢、高碳钢、或高铬钢制成）中来制备，该混合物包括磨料颗粒、粘结材料以及任选的其他成分。成形的柱塞可以被用来将混合物脱盖。有时使用冷预压，接着在带负载的模具组件已经被放在适当的炉中之后预热。可以通过任何方便的方法来加热模具组件：电、蒸汽、加压的热水、热油或者气体火焰。可以采用电阻型加热器或感应型加热器。可以引入惰性气体（像氮气）以最小化在固化过程中的氧化作用。

具体的温度、压力和时间的范围可以改变并且将取决于所采用的具体材料、使用的设备类型、尺寸和其他参数。压力可以是例如在大约70.3kg/cm²（0.5tsi）至大约703.2kg/cm²（5.0tsi）的范围内，并且更典型地是从大约70.3kg/cm²（0.5tsi）至大约281.2kg/cm²（2.0tsi）。用于这个过程的压制温度典型地在约115°C到约200°C的范围内，并且更典型地从约140°C到约190°C的范围内。模具内的保持时间通常为每毫米磨料物品厚度约30秒到约60秒。

通过固化该有机粘结材料而形成一个粘结的磨料物品。如在此使用的，术语“最终固化温度”是为完成该有机粘结剂材料的聚合（例如，交联）而将模制的物品保持在的温度，由此形成该磨料物品。如在此使用的，“交联”是指在热量存在下并且经常是在交联剂（例如，“六料（hexa）”或六亚甲基四胺）的存在下发生的这个或这些化学反应，由此该有机粘结剂组合物硬化。总的来说，该模制的物品在最终固化温度下被浸泡一段时间，例如，在6小时与48小时之间，例如在10与36小时之间，或者直到该模制的物品的质心达到交联温度和所需的研磨性能（例如，交联剂的密度）。

例如，固化温度的选择取决于多种因素，如所采用的粘结材料的类型、所希望的强度、硬度以及研磨性能。在许多情况下，固化温度可以在从约150°C到约250°C的范围内。在采用有机粘结剂的更特别的实施方案中，固化温度可以在约150°C到约230°C的范围内。例如，基于酚的树脂的聚合总体上是在约110°C到约225°C之间的范围内的温度下发生。甲阶酚醛树脂总体上是在约140°C到约225°C之间的范围内的温度下聚合，并且线性酚醛树脂总体上是在约110°C到约195°C之间的范围内的温度下聚合。

为了展示，用于生产一个增强的粘结的磨料物品的生坯可以被预加热至一个初始温度，例如，大约100°C，在此它被浸泡一段时间，例如，从大约0.5小时至几小时。然后经过一段时间（例如，几小时）将该生坯加热至一个最终固化温度，在此它被保持或浸泡一个适当的时间间隔以实现固化。一旦该烘烤循环完成，便可以将该磨料物品（例如，增强的中心凹入式轮）进行空气冷却。如果希望的话，可以根据标准惯例实施随后的步骤，如，饰边、最终处理、校准、平衡等等。

在一个实施方案中，本发明是针对一种用于降低一个有机地粘结的中心凹入式轮的刚性的方法。在也称为“加载”、“加载过程”、“加载方法”或者“加载技术”的这个方法中，通过对毂区，例如毂表面（图1A的表面24处）施加一个力来降低轮的刚性。可以使用例如上文描述的冷压或温压或热压工艺而将加载整合在制造工艺中。举例来说，可以在烘焙循环完成之后进行该方法。也可以在完成的产品上进行该方法。

在优选实施方案中，在现有技术的机器（例如，配备了计算机的设备，用以精确控制加载速度、负载量或轮偏转；记录偏转对负载曲线、并且计算加载过程之后的刚性）上进行加载过程。在其他方法中，也可以在简单的机械设备上进行加载过程，该设备具有一个负载仪或压力传感器，用来控制施加于轮毂区或者轮工作表面区域上的压力或负载。

该方法也可以独立于轮的制造工艺而进行，例如使用一个现有的完成产品，例如市售的中心凹入式轮。

在该加载方法中，例如在一个可具有光滑的或图案化的工作面的、增强的中心凹入式轮的表面24（图1A）处，对凸起毂区施加一个力（负载）。还可以用具有光滑或图案化的非工作面的轮来实践加载。在许多情况下，在轮的工作面处不存在玻璃纤维网片增强物。

可以在持续例如秒到5分钟的范围内的时间间隔的单个循环中突发式或脉冲式地施加该力，或者可以重复地以相同负载值或者使用不同负载值来施加该力。可以使用若干（例如，五个）脉冲或循环来将该力（本文也称为“脉冲加载”）施加到轮的毂区。在按比例放大的设施中，使用单个或较少数目的负载循环（负载脉冲）降低了生产时间并且提高了制造效率。

在具体实施方案中，可以使用例如图3中图解说明的安排来施加力或者负载。如此图中所示，中心凹入式轮900在其周边处由一个压板（例如，刚性圆筒903）支撑。磨料物品经历如图解说明所施加的一个力或者负载（L）。该负载可以是静态或者可变的。也就是说，可以将单个静态负载值施加到磨料物品900。替代地，该负载可以例如从一个初始负载值变化到一个最终负载值，其中该初始负载值可以小于该最终负载值。在具体实例中，设备经设计为促进在整个毂表面上施加一个均匀的力。

所施加的力（负载）是使得有效地赋予轮刚性的永久（不可逆）降低，而不会改变轮的机械完整性。总体上，该负载是低于轮的断裂（破裂）负载（对应于轮失效时的负载或对应于使轮破裂或裂开所需的力）。在轮的断裂负载以下，一些负载值太小而无法带来刚性的不可逆降低，并且在轮的凸起毂区上施加一个这种负载之后，轮直接返回到其原始（初始）状态。在某一水平处及以上（本文称为“临界负载”），轮的刚性可以不可逆地降低，从而使轮（更）容易弯。在一次或者重复使用中、并且优选在轮的整个寿命中，维持这个性质。

例如可以通过将轮放置于一个固体支架上、之后进行一个逐渐加载过程来确定要施加的力，该逐渐加载过程是从轮的毂区施加以允许该轮偏转，直到达到所需的刚性降低。在另一方法中，通过首先确定基于目标刚性而计算出的该轮的一个或多个偏转值而开始。对于例如一个给定的中心凹入式轮或轮规格W，目标刚性X（N/mm）可以通过计算而与为了获得刚性X所需要施加的偏转Y（mm）相关。一经确定，便接着将该力施加到毂区（例如，图1A中的毂表面24）以降低轮的刚性，直到达到目标偏转量（应记住可施加于该给定的轮或轮规格上的断裂负载和/或任何安全裕量）。

典型地，本文描述的加载方法降低了产品的弹性模量，从而带来与常规产品（例如，未经历该加载技术的产品）相比改善的研磨性能以及较低的噪声级。

举例来说，根据本文描述的实施方案的中心凹入式轮可以具有改善的性能特性。在许多实施方案中，这些轮展现了与可比较的现有技术的轮相比改善的轮寿命。举例来说，该磨料物品可以展现与常规等效物相比改善了至少约5%的Q比率（即，相对Q比率），该比率是对于从工件上移除的材料（重量）除以从磨料物品的本体中损失的材料（重量）的量度。相对Q比率可以通过公式[(Qn-Qc)/Qc]x100来计算，其中Qc是常规产品的Q比率，并且Qn是在相同（或基本上相同）研磨条件下根据本文描述的实施方案的磨料物品的测得Q比率。

可以通过将磨料物品安装在一个具有约80m/s的最大操作速度的便携式角向研磨机上来测量Q比率。将将具有典型尺寸（例如，300mm（长度）x100mm（宽度）x20mm（厚度））和已知重量的工件材料夹持并且准备好进行研磨。可以将该工件材料的重量与该磨料物品的直径和重量一起记录到一个计算机系统中。操作者随后对该工件进行研磨或者切割操作。可以使用一个连接到该角向研磨机上的数据采集系统来在测试期间监测该研磨机的功率和电流以及研磨时间。测试持续到该磨料物品的工作区域完全消耗为止。在该磨料物品被消耗之后，测量并且记录所测试的磨料物品的剩余直径和重量。也对剩余的工件材料的重量进行称量并且记录。使用合适的软件应用程序的计算机系统确定了材料去除率（MRR）以及轮磨损率（WWR）。这种应用程序通过用MRR除以WWR计算出绝对Q比率。

本文描述的实施方案的某些磨料物品可以具有与常规磨料物品相比大出了至少约5%或10%、例如大出了至少约20%、大出了至少约30%、大出了至少约40%或者大出了至少约50%的相对Q比率。特定实施方案可以具有与常规磨料物品相比在约5%到约100%的范围内、例如在约20%到约100%之间或者甚至约20%到约90%之间的范围内的相对Q比率值。

本发明的实施方案还得到了与研磨操作相关联的相对于声学性质的改善，并且在许多情况下，该研磨操作展现出较低的噪声级。在一种说明性设置中，通过用必凯公司（Brüel & Kjaer）制造的2250型测声计、使用软件BZ-7222来测量噪声级。这是对应于标准化测试IEC 61672-1的要求的1类测声计。将麦克风放置于一个金属三脚架上，位于地平面上方一米并且离开操作位置一米。测试期间的室温是25°C。所记录的噪声级是在30秒研磨时间中在5到20kHz频带上经加权噪声级dB(A)的平均值。用于测试的工件材料是304不锈钢。所使用的研磨机是1020W的Bosch GWS-10角向研磨机，在11000rpm下操作。

在具体实例中，本文的磨料物品证明了与常规磨料物品相比至少约1dB的噪声降低（即，研磨期间噪声的相对改变）。噪声降低（NR）可以由等式NR=[dBc-dBn]来表示，其中dBc是在本文陈述的条件下测得的常规产品的分贝数，并且dBn是在本文陈述的条件下测得的根据一个实施方案的磨料物品的以分贝为单位的测得噪声。根据一个实施方案，本文的实施方案的磨料物品可以具有至少约2dB、至少约2.5dB、至少约3dB或者甚至至少约4dB的噪声降低。在特定实例中，本文描述的研磨轮可以具有与常规磨料物品相比在约1dB与约10dB之间或者在约1dB与约5dB之间的范围内的噪声降低。

在一些情况下，这些轮伴随有峰值到较低频率的第一模式的偏移以及峰值高度的降低。

本发明的具体方面是涉及针对给定的轮或轮规格而产生随着所施负载而变的偏转曲线图（偏转）。可以利用一台Instron机器以1.5mm/min或者更高的速率将例如150N的负载施加于邻近于中心开口的区域。在刚性测试期间并且在正施加一个负载时，一个圆柱形支撑件接触该磨料物品的工作表面。该圆柱形支撑件在该工作表面上最靠近该磨料物品的周边边缘的位置处在完整圆周上接触该磨料物品，该位置界定了该工作表面与顶部表面之间的一个表面。在施加该负载时，可以收集该负载对偏转的数据以产生负载-偏转曲线。在自动化实施方案中，由一个计算机收集该数据，并且使用一个计算机程序（例如，电子数据表程序）自动绘制一个负载-偏转曲线。可以通过线性曲线拟合技术（例如，计算机程序）确定以牛顿（N）每毫米测得的负载-偏转曲线的斜率，并且该斜率表示磨料物品的测得的绝对刚性。相对刚性是磨料物品的绝对刚性与常规磨料物品（例如，不经历本文描述的加载方法）的绝对刚性相比的比率。可以利用相对刚性来比较刚性改变。

如本文所述产生的曲线（曲线图）可以帮助确定以下一项或多项：使用本文描述的技术是否可以降低轮的刚性；为产生轮的刚性的永久或不可逆降低而可以施加的合适力范围的值；轮构造、厚度、轮几何形状、增强物性质、增强物（例如，纤维网片）与混合物的比率等等对临界负载的影响。

为了说明，图4中的曲线图850（灰线）和852（黑线）所示为随着针对有机地粘结的中心凹入式轮所施加的负载值（以牛顿为单位）而变的偏转（以mm为单位），这些轮具有呈例如图2D所示的分层安排的两个增强物以及一个图案化的工作面。曲线图850所示为未经历加载的中心凹入式轮（常规轮）直到断裂的行为。曲线图852所示为轮（根据本发明的实施方案的轮）直到断裂的加载后行为。

未经历加载过程的（常规）中心凹入式增强轮的曲线图850（图4中的灰线）包括一个弹性线性区（A到B）、一个锯齿区（B到C）、一个线性区2（C到D）、一个线性区3（D到E）以及一个由宏观断裂表征的点E。该曲线图还示出了临界负载C以及轮断裂负载E。曲线图852所示为增强的中心凹入式轮（对应于本发明的实施方案的轮）直到断裂的加载后行为。

如图4所见，常规的磨料物品展示了在一个初始区内的实质上不均匀的偏转行为（参见曲线图850上锯齿区B到C的高达约4.8mm偏转）。这种不均匀的偏转行为被识别为该曲线图的由锯齿状线所表征的一个区，或者更具体来说，是该曲线的可以更容易地由一个曲线的两个或两个以上斜率（与单个曲线不同）限定的一个区。该初始区是该曲线图的一个代表了在磨料物品初始地经历根据本文详述的加载参数进行的加载过程时该磨料物品的初始刚性行为的区域。该初始区可以更合适地被界定为该曲线图的一个在该本体的总偏转的0%偏转与70%偏转之间的区域，其中100%偏转是作为施加断裂负载并且磨料物品失效时的点测量的。该初始区也可以被界定为该曲线图的、在磨料本体的断裂负载的0%负载（N）与60%之间的区预，其中该断裂负载是磨料物品断裂并且失效时的负载。

该常规的磨料物品在实质的负载增加下经历了很小的初始偏转，从而表现出有限的偏转。在施加某一初始临界负载之后，常规磨料的行为明显改变，并且本体经历了不均匀的并且突然的偏转行为，其中在所施加的负载存在极少改变到实质上无改变的情况下偏转量急剧增加。

与上文论述的锯齿区相反，曲线图852（轮的加载后行为）证明了初始区中的均匀偏转行为（参见平滑曲线）。更具体来说，曲线图852展现了单个平滑曲线，证明了初始区内随着负载增加的连续偏转，与展现出界定了不均匀偏转行为（其中负载急剧地增加而偏转极少）以及随后的“自发偏转行为”（其中在极少到没有施加负载的情况下偏转急剧地增加）的两个相异行为的曲线不同。

在力对偏转的曲线图中，锯齿区（如果存在）可以具有基本上为零的斜率、稍微为正的斜率或者稍微为负的斜率。图5中提供与每一情形相关联的形状的视觉描绘。

虽然本文描述的加载方法可以产生更为顺应性的研磨轮，但该方法实质上并不改变其特征性断裂负载（参见图4中的点E）或者其爆裂强度。

可以产生轮刚性随着所施负载而变的相关性。作为一个实例，表A呈现了随着所施负载而变的轮刚性的值，示出了在所施负载超过临界负载之后负载增加情况下的刚性降低。刚性降低总体上随着所采用的负载而变，而临界负载与一个或多个因素有关，例如轮配方、轮构造、轮厚度、轮几何形状、纤维网片（如果采用纤维网片作为增强物）的量与混合物的比率等等。在许多实施方案中，被选择用于降低轮的刚性的负载远低于破裂负载，例如在本文也称为“锯齿区”的一个区内，在图4中由B到C的区域图解说明。一经确定，便可以将负载值整合到生产线中，其中可以使用本文描述的加载方法作为总体轮制造工艺中的一个步骤来使与所测试轮具有相同规格的轮更具顺应性。

表A

负载（N）	刚性（加载前，N/mm）	刚性（加载后，N/mm）	刚性
				0	476	476	0%
250	548	549	-0.2%
				750	516	159	69.1%
1250	469	87	81.4%
				1750	469	63	86.6%

在具体实例中，与常规磨料物品相比，加载使得轮的初始刚性降低了至少约10%、至少约20%、至少约30%、至少约40%、至少约50%、至少约60%或者甚至至少约80%。“初始刚性”涉及在不施加本文描述的加载过程的情况下的同一个磨料物品，并且总体上取决于与轮配方、几何形状、尺寸、模量以及轮的测量技术相关的因素。

特定实施方案展现了初始刚性的降低是在常规磨料物品的初始刚性的约10%到约90%的范围内，例如在约30%到约90%之间或者甚至约50%到约90%之间的范围内。在许多实施方案中，可以实现的刚性比该可比较的轮的刚性小了达10倍。

在一些实施方案中，该磨料物品可以具有小于1000N/mm的初始刚性，其中初始刚性是作为在5N与150N之间本体的负载对偏转曲线图的斜率测量的。在其他实施方案中，初始刚性可以更小，例如小于1000N/mm、小于约750N/mm、小于约500N/mm、小于约400N/mm、小于约350N/mm或者甚至小于约250N/mm。在特定实例中，本文的实施方案的磨料物品具有的初始刚性可以在约250N/mm到约900N/mm的范围内，例如在约250N/mm到约850N/mm之间，例如在约250N/mm到约800N/mm之间，或者甚至在约250N/mm到约750N/mm之间。

轮的初始刚性随着轮的配方、几何形状、尺寸、热固化、孔隙含量以及模量而变。总体上，锯齿区，例如图4中的锯齿区804，其存在指示了使用本文描述的技术来可以不可逆地（永久地）降低轮的刚性；锯齿区的不存在指示了典型地无法使用这些技术来使轮更加顺应。可以操纵例如轮厚度、几何形状、轮构造、轮结构、增强物设计等等设计和/或轮参数来影响临界负载。

举例来说，本文描述的方法可以用较薄（例如，1.5mm）以及较厚的轮（例如，6mm）来实践，但后者可能需要较高负载和较多增强物来实现与前者相同的易弯性。

总体上，本文描述的加载技术将不适用于未增强的轮。在许多情况下，使用具有一个（例如，中间表面或者非工作表面）增强物的设计或者利用了两个增强物（例如在图2D中所示）的设计，获得了良好的刚性降低。在许多情况下，避免了在轮的工作面处具有玻璃纤维网片增强物的安排（例如图2E中所示）。

促进对混合层的充分加强的增强物材料是优选的。在许多实施方案中，玻璃纤维网片（如果采用此网片作为增强物）具有至少200MPa的拉伸强度。

工作表面处图案化特征的存在或者不存在对可以实现的最大偏转具有很小影响或者没有影响。因此本文描述的方法可以省去对图案化工作面的需要。在一些实例中，不存在图案化工作表面则需要更高的负载来获得相同的刚性降低。

关于轮配方，可以采用的合适的磨料颗粒包括例如基于氧化铝的磨料颗粒。如本文使用的，术语“矾土”、“Al₂O₃”以及“氧化铝”可以互换地使用。许多基于氧化铝的磨料颗粒是市售的，并且特殊颗粒可以定制。在本发明中可以采用的合适的基于氧化铝的磨料颗粒的具体实例包括来自圣戈班陶瓷和塑料有限公司（Saint-Gobain Ceramics and Plastics）的白色铝氧粉颗粒，或者来自太巴客磨料磨具公司（Treibacher Schleifmittel,AG）的粉红色铝氧粉，单晶氧化铝，经涂覆或未经涂覆的褐色熔融氧化铝，经热处理的氧化铝，碳化硅，或者其组合。也可以利用其他磨料颗粒，例如加晶种的或未加晶种的、具有或不具有化学改性的烧结溶胶凝胶氧化铝，例如稀土氧化物、MgO和类似物，氧化铝-氧化锆、硼-氧化铝、金刚石、立方氮化硼、氮氧化铝等等，以及不同类型的磨料颗粒的组合。在一个实施方案中，所采用的颗粒的至少一部分是耐磨并且防碎的氧化铝-氧化锆颗粒，通过在高温（例如，1950°C）下熔融氧化锆和氧化铝来制作。这些颗粒的实例可以从圣戈班集团（Saint-Gobain Corporation）以名称ZF(R)和NZ(R)购得。这些耐磨并且防碎的氧化铝-氧化锆颗粒可以例如与烧结铝土矿（例如，76A）颗粒、陶瓷涂覆的熔融氧化铝颗粒、特殊熔合有C和MgO并且具有棱角颗粒形状的熔融氧化铝颗粒（例如，从太巴客磨料磨具公司以名称KMGSK获得）以及其他磨料材料进行组合。磨料颗粒也可以由其他合适的无机材料制成，例如氧化物、碳化物、氮化物、硼化物或者其任何组合。

磨料颗粒的尺寸通常被表示为砂砾大小，并且显示砂砾大小与其对应的平均颗粒尺寸（表达为微米或英寸）之间的关系的图表在本领域中是已知的，如对应的美国标准筛（USS）网孔尺寸的关系。颗粒尺寸的选择取决于该研磨工具的预期的应用或方法。可以被用在本发明的不同实施方案中的适合的砂砾大小的范围是例如从大约16（对应于大约1660微米（μm）的平均尺寸）至大约220（对应于大约32μm的平均尺寸）。还可以使用不同的尺寸。可以利用各种颗粒形状（球体、长形的、不规则的和其他形状）或者形状的组合。

在本发明的具体实现方式中，该粘结剂是一种有机粘结剂，也被称为“聚合型”或“树脂”粘结剂，典型地通过固化一种粘结材料而获得。可以被用来制造粘结的磨料物品的有机粘结材料的实例包括一种或多种酚醛树脂。这些树脂可以通过使苯酚类和醛类聚合获得，具体是甲醛、多聚甲醛或糠醛。除了苯酚类以外，可以采用苯甲酚类、二甲苯酚类和取代的苯酚类。还可以使用同等的无甲醛树脂。

在酚醛树脂之中，甲阶酚醛树脂总体上是通过水性甲醛与苯酚之间在碱性催化剂存在下的一步反应获得的。线性酚醛树脂（也被称为两级酚醛树脂）总体上是在酸性条件下并且在与一种交联剂（如，六亚甲基四胺（通常也被称为“六料（hexa）”））混合的磨削过程期间生产的。

该粘结材料可以包含多于一种的酚醛树脂，例如，至少一种甲阶酚醛树脂和至少线性酚醛型酚醛树脂。在许多情况下，至少一种基于苯酚的树脂是处于液体形式。多种酚醛树脂的适当组合被描述在了例如授予Gardziella等人的美国专利号4,918,116中，其全部内容通过引用结合在此。

其他适合的有机粘结材料的实例包括环氧树脂类、聚酯树脂类、聚氨酯类、聚酯、橡胶、聚酰亚胺、聚苯并咪唑、芳香族聚酰胺、经改性的酚醛树脂（例如：经环氧改性和橡胶改性的树脂，或与增塑剂等等混合的酚醛树脂）等等，连同它们的混合物。在一个具体实施方案中，该粘结剂包括酚醛树脂。

该混合物还可以包括填充剂类、固化剂类以及其他典型地用来制造有机粘结的磨料物品的化合物。任何或所有这些额外成分可以与颗粒、粘结材料或与颗粒和粘结材料的混合物相结合。

填充剂类可以处于精细分离的粉末、颗粒、球体、纤维或一些其他形状的材料的形式。适合的填充剂类的实例包括砂、碳化硅、泡沫氧化铝（bubble alumina）、铝土矿、铬铁矿类、菱镁矿、白云石类、泡沫莫来石（bubble mullite）、硼化物类、二氧化钛、碳产品（例如，碳黑、焦炭或石墨）、木粉、粘土、滑石、六方氮化硼、二硫化钼、长石、霞石正长岩、不同形式的玻璃（如，玻璃纤维和空心玻璃球）以及其他，CaF2、KBF4、Cryolite（Na3AlF6）和钾冰晶石（K3AlF6）、硫化铁矿类、ZnS、铜的硫化物。还有可能是多于一种填充剂的混合物。可以添加的其他材料包括加工助剂，例如：抗静电剂或者金属氧化物，例如石灰、氧化锌、氧化镁、其混合物等等；以及润滑剂，例如，硬脂酸和单硬脂酸甘油酯、石墨、碳、二硫化钼、蜡球、碳酸钙、氟化钙及其混合物。应当注意，填充剂类可以是功能性的（例如，助磨剂，如润滑剂、孔隙诱导剂和/或二次磨料颗粒）或更倾向于非功能的特性，如美学（例如，着色剂）。在一个具体实现方式中，该填充剂包括氟硼酸钾和/或锰化合物，例如，锰的氯化物盐，例如通过熔融二氯化锰（MnCl2）和氯化钾（KCl）（可从华盛顿米尔斯公司（Washington Mills）以名称MKCS获得）制成的一种低共熔盐。

在许多情况下，填充剂的量是基于该整个组合物的重量在从大约1到大约30重量份的范围内。在研磨盘的情况下，填充材料的水平可以是基于该圆盘的重量在大约5至25重量份的范围内。

在具体实施方案中，这些磨料颗粒是熔融的氧化铝-氧化锆磨料、氧化铝磨料，并且粘结剂包括酚醛树脂和填充剂。

可以使用的固化剂或交联剂取决于选定的粘结材料。例如，为了固化苯酚线性酚醛树脂，典型的固化剂是六料。还可以采用其他胺类，例如，乙二胺、亚乙基三胺；甲基胺类以及固化剂的前体，例如，与甲醛反应以形成六料的氢氧化铵。固化剂的适当的量可以是在例如每百份的总线性酚醛树脂从大约5至大约20重量份固化剂的范围内。

通常可以采用的固化剂的有效量是每100份的总线性酚醛树脂大约5至大约20份（按重量计）的固化剂。在树脂粘结的磨料物品领域的普通技术人员将能够基于不同的因素调整这个水平，这些不同的因素是例如，所使用的树脂的具体类型；所需要的固化程度，以及物品的所希望的最终特性：强度、硬度、以及研磨性能。在研磨轮的制备中，固化剂的优选水平是按重量计大约8份至大约15份。

轮或者其混合层可以被形成为包括占该轮（或者一个具体混合层）的总体积的至少20vol%的粘结剂材料。可以利用更大含量的粘结剂材料，例如至少约30vol%、至少约40vol%、至少约50vol%或者甚至至少约60vol%。关于磨料颗粒，该轮（或者其给定混合层）含有至少约20vol%的磨料颗粒，例如至少约35vol%、至少约45vol%、至少约55vol%、至少约60vol%或者至少约65vol%。

在此说明的这些增强的粘结的磨料物品可以被制成为具有一个所希望的孔隙率。该孔隙率可以被设置成用于为提供一个所希望的轮的性能，包括参数如轮的硬度、强度和初始刚性等参数，、连同切屑间隙以及切屑排除。孔隙率可以在轮的整个本体上均匀地或者不均匀地分布，并且可以是固有孔隙率，通过颗粒在粘结剂基质内的排列、磨料颗粒的形状和/或所利用的粘结剂前体、压力条件等等来获得，或者可以通过使用孔隙诱导剂来产生。这两种类型的孔隙率都可以存在。

孔隙度可以是封闭的和/或互连（开放）的。在“封闭”型孔隙度中，空的孔隙或小室总体上不会彼此连通。相反，“开放”孔隙度呈现了彼此互连的孔。可以被用来诱导封闭的和连通的孔隙性的技术的实例被描述在美国专利号5,203,886、5,221,294、5,429,648、5,738,696和5,738,697、6,685,755和6,755,729中，这些专利各自通过引用将其全部结合在此。

完成的粘结的磨料物品可以含有在从约0vol%到约40vol%（基于物品的总体积）的范围内的孔隙率。在一些实施方案中，本文描述的研磨轮（或者其一个混合层）的孔隙率是在从约0vol%到约30vol%的范围内，例如不大于25vol%，常常不大于约20vol%，例如不大于约15vol%、约10vol%或者不大于约5vol%。在特定实例中，孔隙率是在约1vol%到约25vol%之间的范围内，例如约5vol%到25vol%之间。

通过以下实例进一步说明本发明的方面，这些实例并不旨在进行限制。

实例：

实例1

如图2D所示，具有不同配方和初始刚性值的若干125（OD）x3.2（厚度）x22.3（ID）mm的中心凹入式轮经历本文描述的加载技术。所施加的负载经过选择以实现刚性降低。在所有情况下，轮的刚性相对于初始刚性被降低，并且这些轮展现出易弯性的增加。轮A到D的初始刚性以及在加载过程之后实现的刚性在以下表1中示出。

表1

实验表明，在所有情况下刚性都可以降低，并且配方对轮的加载后的易弯性或者刚性没有影响。

实例2

对同一批次的八个125x3.2x22.3mm的中心凹入式轮评估研磨性能（在相同研磨条件下）。

其中四个经历本文描述的加载过程，并且其中另四个不经历加载过程。下文呈现的每一个数据点都是四个测量值的平均值。以下表2所示为关于Q比率（g/g）的结果：

表2

	刚性（N/mm）	Q比率（g/g）
			无加载	422	6.4
加载后	151	9.9

结果证明了降低的刚性对研磨性能的影响。

较高的Q比率意味着轮可以移除更多的材料。

实例3

对经历或不经历本文描述的加载过程的125x3.2x22.3mm的中心凹入式轮研究研磨期间的声级。针对加载力使用两个值：850N和1250N。以下表3中示出了结果，并且以下每一个数据点都是两个测量值的平均值。

表3

	刚性（N/mm）	声级（dB）
			无加载	556	102
850N的加载	164	100.1
			1250N的加载	88.2	98.5

该数据表明，通过本文描述的加载过程获得的轮的降低的刚性以及易弯性的对应增加带来了研磨期间的声级降低。

实例4

此实例提供了针对具有相同配方、尺寸（125x3.2x22.3mm）、表面图案以及构造（例如图2D的构造）（V₁a₁V₂a₂）的两个树脂粘结的中心凹入式轮所获得的曲线的细节。

以下表4中呈现了加载前和加载后的数据。刚性从431N/mm改变为118N/mm。

表4

实例5

以下表5所示为针对具有相同配方、尺寸（125x3.2x22.3mm）以及根据图2D的构造（V₁a₁V₂a₂）但不具有表面图案的两个树脂粘结的中心凹入式轮所获得的数据。刚性从658N/mm改变为272N/mm。

表5

实例6

对具有相同配方、相同构造以及相同表面图案的二十个125x3.2x22.3mm的中心凹入式轮评估爆裂速度（在相同测试条件下）。其中十个经历了本文描述的加载过程，并且所使用的负载为850N。另十个不经历加载过程。以下表6所示为关于爆裂速度（m/s）的结果。此表中呈现的每一个数据点都是十个测量值的平均值。

表6

	爆裂速度（m/s）	刚性（N/mm）
			加载前	214	342
加载后	212	150

结果证明了加载过程不影响爆裂速度，因为两组轮均展现了基本上相同的爆裂速度。相比之下，这两组轮展现了其刚性的显著差异。对于所有轮，爆裂速度都高于EN12413在144m/s或者ANSI B7.1-2000在140.8m/s的标准所要求的。

实例7

对具有相同配方、相同构造以及相同表面图案的二十个125x3.2x22.3mm的中心凹入式轮评估断裂/破裂（在相同测试条件下）。其中十个经历本文描述的加载过程，并且所使用的负载为850N。另十个不经历加载过程。通过推动轮毂区直到发生轮的可见断裂来进行测试。所使用的跨度是110mm。下文呈现的每一个数据点都是十个测量值的平均值。以下表7所示为关于断裂/破裂负载（N）（图4）的结果：

表7

	破裂点（N）	刚性（N/mm）
			加载前	2061	293
加载后	2120	127

该结果也证明了加载过程不影响断裂负载。这两组轮具有基本上相同的破裂点，但关于刚性仍显著不同。

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。

在上文中，提及的多个具体的实施方案以及某些组成部分的连接物是说明性的。这样，以上披露的主题应被认为不是限制性的，并且所附权利要求旨在覆盖落入本发明的真正范围内的所有此类修改、增进、以及其他实施方案。因此，在法律所允许的最大程度上，本发明的范围应由对以下权利要求和它们的等效物的可容许的最宽解释来确定、并且不应受以上的详细说明的约束或限制。而且，上述内容无意确立一种界定本发明的特征的层次结构。实际上，以上说明详述了所区别的特征，可以使用这些特征的任何组合来界定本发明的真实范围。

本披露的摘要是遵循专利权法而提供的，并且是按以下理解而提交的，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，在以上附图的详细说明中，为了使本披露精简的目的而可能将不同的特征集合在一起或者在单个的实施方案中描述。本披露不得被解释为反映了一种意图，即提出权利要求的实施方案所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，如以下的权利要求反映出，发明主题可以是针对少于任何所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附图的详细说明之中，而每一项权利要求自身独立地限定了单独提出权利要求的主题。

Claims

1.一种用于降低有机地粘结的研磨轮的刚性的方法，该方法包括将力施加到一个中心凹入式轮的凸起毂区，该力有效地用来不可逆地降低所述轮的该刚性。

2.一种用于制造中心凹入式轮的方法，该方法包括：

a.以该中心凹入式轮的形状来形成一个生坯；

b.热处理该生坯以获得一个固化的产品；并且

c.对该固化的产品的一个凸起毂区施加一个负载，该负载有效地用来不可逆地降低该固化的产品的刚性，由此制造出该中心凹入式轮。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中，该中心凹入式轮具有不含图案化特征的工作面。

4.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中，该中心凹入式轮具有一个图案化的工作面、一个图案化的非工作面，或者一个图案化的工作面和一个图案化的非工作面两者。

5.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中，该中心凹入式轮具有一个或多个增强物。

6.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中，该中心凹入式轮具有至少一个玻璃纤维网片增强物。

7.根据权利要求6所述的方法，其中该至少一个玻璃纤维网片增强物具有至少200兆帕斯卡的拉伸强度。

8.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中，该中心凹入式轮在该中心凹入式轮的工作面处不包括玻璃纤维网片增强物。

9.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中，所施加的力是在一个临界负载到一个断裂负载的60％的一个范围内。

10.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中，使用针对该中心凹入式轮或者针对一个具有相同规格的轮而言刚性随着所施加的负载而变的相关性来选择所施加的力。

11.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中，通过计算出产生目标刚性所需的力来选择所施加的力。

12.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中，以单个循环来施加该力。

13.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中，以两个或两个以上的重复脉冲来施加该力。

14.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中，该中心凹入式轮具有在1.5mm到6mm的范围内的厚度。

15.根据权利要求2所述的方法，其中，该生坯是在室温下或在升高的温度下形成的。

16.一种通过根据权利要求1到15中任一项所述的方法所制造的中心凹入式轮，。

17.一种有机地粘结的中心凹入式轮，具有的刚性比一个相同规格的比较性轮的刚性小了至少10％，这两个轮均具有：(i)一个不含图案化特征的工作表面；(ii)一个图案化的工作表面；(iii)一个图案化的非工作表面；或者(iv)一个图案化的工作表面和一个图案化的非工作表面二者。

18.一种有机地粘结的中心凹入式轮，具有通过公式[(Sc-Sn)/Sc]x100％计算出的至少10％的刚性降低，其中Sc是一个对应的常规产品的刚性，并且Sn是该有机地粘结的中心凹入式轮的测得刚性，Sc和Sn都是在相同条件下测得的。

19.一种有机地粘结的中心凹入式轮，具有：(i)一个加载前的偏转-负载曲线，该曲线包括具有锯齿状轮廓的一个锯齿区，以及(ii)一个加载后的偏转-负载曲线，其中所述锯齿区是平滑的。

20.一种有机地粘结的中心凹入式轮，具有(i)一个加载前的偏转-负载曲线，该曲线包括具有锯齿状轮廓的一个锯齿区，以及(ii)一个加载后的偏转-负载曲线，其中所述锯齿区是平滑的。

21.一种有机地粘结的中心凹入式轮，在一个负载对偏转的曲线图的初始区内展现出均匀偏转行为，其中该初始区是由该曲线图的一个在本体于一个断裂负载下的总偏转的0％偏转(mm)与70％偏转(mm)之间的区域所界定的。

22.一种有机地粘结的中心凹入式轮，在一个初始偏转区内展现出了实质上不具有自发偏转行为的一种机械行为，该初始偏转区是由一个负载对偏转的曲线图的、在断裂负载下的总偏转的0％与60％之间的一个区域所界定的。

23.一种有机地粘结的中心凹入式轮，展现出了小于750N/mm的初始刚性，其中该初始刚性是作为一个负载对偏转的曲线图在5N与150N之间的斜率来测量的。

24.根据权利要求17到23中任一项所述的中心凹入式轮，其中，该中心凹入式轮具有不含图案化特征的工作面。

25.根据权利要求17到23中任一项所述的中心凹入式轮，其中，该中心凹入式轮具有一个图案化的工作面、一个图案化的非工作面，或者一个图案化的工作面和一个图案化的非工作面两者。

26.根据权利要求17到23中任一项所述的中心凹入式轮，其中，该中心凹入式轮具有一个或多个增强物。

27.根据权利要求17到23中任一项所述的中心凹入式轮，其中，该中心凹入式轮具有至少一个玻璃纤维网片增强物。

28.根据权利要求27所述的中心凹入式轮，其中该至少一个玻璃纤维网片增强物具有至少200兆帕斯卡的拉伸强度。

29.根据权利要求17到23中任一项所述的中心凹入式轮，其中，该中心凹入式轮在该中心凹入式轮的工作面处不包括玻璃纤维网片增强物。

30.根据权利要求17到23中任一项所述的中心凹入式轮，其中，该中心凹入式轮具有在1.5mm到6mm的范围内的厚度。

31.一种用于研磨工件的方法，该方法包括：

a)将一个中心凹入式轮附接到一台研磨机的主轴上；

b)抵靠一个工件来旋转所述轮，由此研磨所述工件，其中该中心凹入式轮相对于一个相同规格的常规轮展现了在相同研磨条件下测得的Q比率的增加。

32.一种用于研磨工件的方法，该方法包括：

a)将一个中心凹入式轮附接到一台研磨机的主轴上；

b)抵靠一个工件来旋转所述轮，由此研磨所述工件，其中该中心凹入式轮相对于一个相同规格的常规轮展现了在相同研磨条件下的声级的降低。

33.一种用于确定中心凹入式轮的刚性降低的方法，该方法包括将该中心凹入式轮的偏转-负载曲线与一个相同规格的常规的中心凹入式轮的偏转-负载曲线进行比较，其中前者之中锯齿区的不存在以及后者之中锯齿区的存在表明，该中心凹入式轮与所述常规的中心凹入式轮相比具有降低的刚性。

34.根据权利要求31到33中任一项所述的方法，其中，该中心凹入式轮具有不含图案化特征的工作面。

35.根据权利要求31到33中任一项所述的方法，其中，该中心凹入式轮具有一个图案化的工作面、一个图案化的非工作面，或者一个图案化的工作面和一个图案化的非工作面两者。

36.根据权利要求31到33中任一项所述的方法，其中，该中心凹入式轮具有一个或多个增强物。

37.根据权利要求31到33中任一项所述的方法，其中，该中心凹入式轮具有至少一个玻璃纤维网片增强物。

38.根据权利要求37所述的方法，其中该至少一个玻璃纤维网片增强物具有至少200兆帕斯卡的拉伸强度。

39.根据权利要求31到33中任一项所述的方法，其中，该中心凹入式轮在该中心凹入式轮的工作面处不包括玻璃纤维网片增强物。

40.根据权利要求31到33中任一项所述的方法，其中，该中心凹入式轮具有在1.5mm到6mm的范围内的厚度。