CN103764347B - 用于修整平板玻璃的磨轮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于修整玻璃的新型磨轮，尤其是具有小于或等于4mm厚度的玻璃，此磨轮包括由至少一种金属粘结剂以及分布在粘结剂中的钻石形成的至少一个研磨部分，所述粘结剂具有95到105之间的洛氏B级硬度并且包含钨，且钻石具有75到95µm之间的尺寸和2.2 ct/cm³到2.64 ct/cm³之间的密度。本发明也涉及一种使用此磨轮用于修整玻璃的方法，尤其是用于修整机动车辆玻璃窗单元，其使用所述模具并使得可以获得不低于30米/分钟的移动速度。

Description

用于修整平板玻璃的磨轮

技术领域

本发明涉及一种用于修整玻璃的新型磨轮，尤其是称为“平板”的玻璃（板状玻璃或玻璃窗单元，不管该板是平坦的还是尤其弯曲的），尤其是称为“薄的”玻璃（小于或等于2.6 mm厚，尤其是小于或等于2.1 mm厚），并且如果需要的话被称为“厚的”玻璃，就是说多于2.6 mm厚（尤其在2.6 mm和4 mm之间），尤其是在机动车辆领域，所述磨轮设计成尤其用于车辆玻璃窗单元的修整，车辆玻璃窗单元为如风挡、用于天窗或叠层侧窗的玻璃窗单元，或者如果需要的话后窗类型等。本发明也涉及一种用于制造所述磨轮的方法及其用于修整如上所述的玻璃窗单元或任何其它玻璃的用途，玻璃窗单元尤其是用于机动车辆，其它玻璃尤其是小于或等于4 mm厚，尤其是小于或等于2.6 mm厚。本发明还涉及一种用于使用此磨轮修整玻璃的新型方法，尤其是用于修整机动车辆玻璃窗单元，且尤其是使得可以达到大于或等于30米/分钟的修整移动速度。

背景技术

本发明涉及改变平板玻璃的领域。已经特别为机动车辆领域开发了磨轮，但是也可用于使用具有相同厚度的玻璃元件的任何玻璃制造应用。用于诸如玻璃的硬材料的这些修整磨轮包括研磨材料，如人造钻石，其由于它们的高硬度和耐热性特性，能够切割许多材料。这些钻石或研磨材料通常位于基质或粘结剂中，基质或粘结剂通常是金属的（尤其是钴基的），设计用于修整的此组件通常包围中间芯，例如金属芯（尤其是不锈钢），并且还按需要插入在两个金属部分之间，这两个金属部分尤其可以增强其机械强度，使得更容易对其进行附接、平衡等。

在玻璃的修整中，常考虑四个重要参数：修整移动速度（以米/分钟为单位），修整密封的质量（通过观察由修整产生的碎片的密度和尺寸来评估，所需密封的质量取决于机动车辆制造商设置的规格并且在本申请中通过由Bystronic Machinen AG销售的基准装置GQM来评估，此装置计算碎片的密度和尺寸），磨轮的寿命，以及磨轮抛光的频率（抛光通常涉及磨轮的清洁以及重置表面中的钻石，此操作导致时间的损失以及通过磨除其金属粘结剂导致的磨轮的磨损）。修整移动速度常小于或等于平均20-22米/分钟，且抛光频率常为大约每90到135米修整的玻璃（即对于具有大约4.5 m周长的玻璃每20到30个玻璃元件）一次抛光。

增大修整移动速度会使得能够减少循环时间（以及因此增加生产率）并降低对生产机械的投资。因此，将可以例如用一台或两台修整机而不是现在的三台（对于叠层中使用的玻璃）来供给玻璃炉；但是，这样的速度造成极大地挤压修整磨轮的问题。

因此，当前市场上可获得的磨轮不适于高速修整，其尤其是由于以下原因而依然难以实现：

- 在至少30米/分钟的移动速度下，极快地（几个玻璃窗单元之后）出现烧糊（在玻璃/磨轮接触的点处过高的温度导致玻璃被撕掉而没有被修整，可以看到并辨认的此现象的特征是玻璃表面上的白线，在修整期间还在喷雾室中出现火焰），使得修整密封的质量不可接受，

- 在至少30米/分钟的移动速度下，抛光频率大得多（可能上升至每22.5 m到45m一次抛光，或者对于具有大约4.5m周长的玻璃每5到10个修整的玻璃元件一次）。

- 密封的质量也在制造方法期间变化（偶尔劣化）。

发明内容

本发明因而试图开发一种用于修整玻璃的新型磨轮，尤其是平板玻璃，且尤其是薄的玻璃，或者甚至是厚的玻璃，其尤其适于机动车辆领域，使得尤其可以修整单体玻璃元件，单体玻璃元件用于诸如风挡、用于天窗或机动车辆侧面叠层玻璃窗单元中的叠层玻璃窗单元中，或者任何其它玻璃元件（或玻璃制造材料）的修整，其尤其小于或等于4mm厚，尤其是小于或等于2.6mm厚（薄的玻璃），或者甚至小于或等于2.1mm，所述磨轮使得可以增加修整移动速度（尤其是使得可以获得大于或等于30米/分钟的修整移动速度），但却没有以上所见的缺点或者不相容性，尤其是使得可以保持良好的修整密封的质量（尤其是可见缺陷的数量，就是说在玻璃表面区域中长于250 µm的缺陷的数量，少于每分米7个），同时提供等于至少50 km的修整密封的服务寿命，以及不超过每90 m修整的玻璃1次抛光的抛光频率（就是对于具有大约4.5m的常见周长的玻璃每20个玻璃元件一次抛光）。

此目标根据本发明通过修整磨轮而实现，该修整磨轮设计用于修整玻璃，尤其是平板玻璃，其小于或等于4 mm厚，尤其具有1.6到3.85mm之间的厚度，且尤其是薄的玻璃，小于或等于2.6mm厚，尤其在1.6到2.6mm厚之间，但是如果需要也可以是厚的玻璃，具有尤其在2.6到3.85mm之间的厚度，此磨轮适于且有利地意图用于高速修整，此磨轮包括设计成用于修整的至少一个研磨部分，所述研磨部分由至少一种金属粘结剂（至少一种金属，此粘结剂在本申请中有利地为一种合金）以及分散在粘结剂中的钻石形成，所述粘结剂具有95到105之间的洛氏B级硬度，并且是钨基的，而钻石具有75到95µm之间的尺寸以及2.2 ct/cm³到2.64 ct/cm³之间的密度（研磨部分中的密度，由粘结剂和钻石形成）。

根据本发明的磨轮尤其适合于如上所示平板玻璃的修整，尤其是源自浮法的平板玻璃（或者通过浮法工艺获得），尤其是用于机动车辆领域中的玻璃板或者玻璃窗，且尤其是用于薄的玻璃的修整，玻璃小于或等于2.6mm厚，尤其小于或等于2.1mm厚（尤其是用于意图用来形成叠层风挡、天窗或侧窗等的玻璃窗单元的修整），但是如果需要的话其也可有利地适于用于厚的（平板）玻璃的修整，尤其是2.6到4mm厚之间，尤其是2.6到3.85mm厚之间（用作机动车辆领域中单体玻璃元件以便例如形成机动车辆后窗、天窗、机动车侧窗等的玻璃板或玻璃窗单元的修整）。

根据本发明的磨轮尤其是有利的，因为其使得可以以等于至少30米/分钟的移动速度修整，同时保持良好的密封质量，不超过每90m一次的抛光频率以及等于至少50km的修整玻璃的服务寿命。在本发明定义中提及的特征的组合使得可以提高修整速度而不受前述缺点的影响。

根据本发明的磨轮通常呈碟形，具有130到250mm之间的直径，例如大约150mm，由中间金属（环状）芯（例如为不锈钢）和具有研磨部分（常为中性的）周边冠（或环，在端面上包围芯）形成，研磨部分设置在两个金属部分（常由和芯一样的不锈钢制成）之间。磨轮通过组装已经大体上成形（除了研磨部分之外所有的前述部分）的金属部分，并且通过在周边金属部分之间的空间中添加研磨混合物（粘结剂，呈金属粉末的形式，以及钻石），然后通过在压力下加热组件以便实施粘结剂的烧结以及不同部分的结合而获得。然后可将适于意图修整的一个或更多（通常在研磨部分的厚度中或者端面上至多提供两个轮廓）轮廓（例如至少一个所需的轮廓以便在玻璃窗单元的周边上获得圆形边缘）在研磨部分的外观周边上赋予该研磨部分，例如通过火花加工，这些轮廓随后借助适当的抛光棒（这些棒常为基于铝的）被重新抛光或者保持。用于意图优选的机动车辆应用的研磨部分的厚度常在6.4到10mm之间，研磨部分在磨轮内（直至金属芯）的深度常具有相同大小（6.4到10mm之间）。

如上所述，所选择粘结剂和钻石特性的组合使得可以获得前述优点。尤其是，研磨部分的粘结剂选择成以便具有95到105之间的洛氏B级硬度，此硬度根据EN ISO 6508-1标准测量，硬度尤其与粘结剂的成分相关联并且尤其影响磨轮的服务寿命以及抛光频率。如本发明的定义中所示，粘结剂是基于（金属）钨的，钨有利地为其主要成分，粘结剂尤其由按重量算至少58%（且优选至少59%，尤其至少60%，特别至少61%）的且优选地至多75%的钨（粉末）形成（基于），钨颗粒/所述粉末的尺寸有利地不超过100 µm。

如上所述，除了粘结剂的主要成分钨，粘结剂还有利地由其他金属形成并构成这些不同金属的合金。有利的是，（以重量百分比表示的）粘结剂的成分如下（就是说粘结剂由以下（金属）成分的混合物获得，它们的结合尤其如上所述通过烧结获得）：

- 钨（粉末） 58%-75%，尤其59%-75%，

- 青铜（粉末） 30%-37%，尤其28%-33%，

- 铬（粉末） 0.5%-5%，尤其大约1%，

- 镍（粉末） 0.5%-5%，尤其大约1%，

青铜重量的75%到85%由铜形成而重量的15%到25%由锡形成，尤其是由大约80%的铜和20%的锡形成。

青铜颗粒的尺寸有利地选择成小于100 µm，铬颗粒的尺寸选择成小于50 µm，且镍颗粒的尺寸选择成小于50 µm。钨的比例如果必要在本发明中可以对于厚玻璃的修整比对于薄玻璃更高，例如尤其在厚玻璃的情况下尤其为大约61%到75%，例如大约65%到70%，或者尤其在薄玻璃的情况下则可以最好为大约59%到70%，例如大约59%到65%。

粘结剂因此选择成尤其帮助获得期望的抛光频率和服务寿命。

存在于研磨部分中的钻石常是人造的。它们的尺寸（通过钻石包括在其中的圆圈或球的直径的算术均数表示，并且通常通过尤其根据ANSI B74 16或FEPA标准的筛分进行评估）在本发明中选择成在75到95µm之间（或者另外在180到240目之间，以目为单位的尺寸和以µm为单位的尺寸之间的对应关系根据FEPA(Fédération Européenne des fabricantsde produits abrasifs)（欧盟研磨产品）标准评估）。根据本发明的所述钻石的密度（常通过在磨轮的制造期间称重来评估）也在2.2 ct/cm³（就是说每cm³克拉）到2.64 ct/cm³之间，其也对应于研磨部分中钻石的0.44 g/cm³到0.528 g/cm³之间的密度（也对应于研磨部分中按体积算10%到20%之间比例的钻石）。

根据一个有利的实施例，尤其当所选择的粘结剂的钨含量最低（例如在58%到70%）时，钻石选择成具有（对于它们的大部分，尤其至少90%且优选地100%）至少一个钛涂层（尤其是一层或更多层），或者如果需要的话基于钛的涂层，钛的比率优选地为所述涂覆钻石的按重量算2%到10%之间（例如按重量算大约6%）。此涂覆或覆盖尤其在制造磨轮前在钻石上实施，例如在钻石上在它们被用于制造根据本发明的磨轮前通过真空中呈蒸气相的薄膜的物理沉积（PVD或“物理蒸气沉积”，例如通过阴极溅射）或者通过电镀或者通过化学蒸气沉积。钨的高比率和/或钻石的表面上此钛涂层的存在尤其允许在磨轮的制造期间当固化磨轮时在粘结剂/钻石界面处形成碳化物，其倾向于限制修整过程期间钻石的脱落。

如上所示，根据本发明的磨轮使得可以在等于至少30米/分钟的移动速度下修整；因此可以将其定性为高速磨轮。

在这方面本发明的另一个目标是一种用于使用前述磨轮修整玻璃的新型方法（或新型操作），尤其是用于修整玻璃板或玻璃窗单元，尤其用于机动车辆，例如用于形成风挡、用于天窗或用于侧窗的玻璃窗单元的那些，具有小于或等于4mm的厚度，尤其是小于或等于2.6mm，尤其是小于或等于2.1mm，并从而使得尤其可以获得大于或等于30米/分钟的修整移动速度。

在一个有利的实施例中，此方法的特征也在于60到180之间的磨轮的旋转速度（以米/分钟为单位，此旋转速度尤其在2400到4200米/分钟之间变化）与修整移动速度（以米/分钟为单位，就是说每分钟修整玻璃的米数，此修整移动速度通常在20到33米/分钟之间变化，根据本发明的磨轮使得可以既以高速度也以低速度工作，后一种情况下的好处尤其是磨轮的极大改善的服务寿命）之间的比值，这样的比值使得可以同时获得根据本发明的磨轮的良好效率以及高移动速度。

本发明也覆盖一种用于制造尤其用于机动车辆的玻璃窗单元的方法，尤其是风挡、用于天窗或用于侧窗的玻璃窗单元，其结合了如之前所述根据本发明的修整操作，以及用于制造玻璃窗单元的一种装置，其结合了根据本发明的磨轮。

根据本发明的修整方法或操作有许多好处：

- 可以通过减少供给成形炉所需的修整机械的数量来减少投资成本，

- 也可以减少修整期间的循环次数（相对于通常的修整方法对于一个玻璃元件到下一个玻璃元件的修整时间的节省为大约30%），从而产生生产率增益（尤其在循环时间上百分之几或者甚至百分之几十的减少），

- 在用于制造风挡、用于天窗或侧窗的机动车辆玻璃窗单元的生产线上，也可以限制产线停止，高速下的修整使得可以确保丝印机的连续供料的连续性，而没有与玻璃元件的修整相关的减速。

根据本发明的磨轮尤其适合于玻璃元件的周边的修整，其目的在于赋予设计成形成期望玻璃窗单元的玻璃元件的边缘特定的轮廓（通过例如在周边上形成倒圆并从而去除尖锐的角部）。在机动车辆领域中，这些玻璃元件尤其源自浮法方法并且常在形成后经历切割和修整的操作。通常，源自浮法工艺的玻璃板首先经历切割成期望形状的阶段，且然后在设计成如果需要的话给玻璃窗单元（尤其用于机动车辆应用）赋予适当的弯曲的成形或弯曲步骤（例如通过放置在合适的金属弯曲框架上或电枢上然后传送到炉中，例如在大约650°C的温度下）之前，如果需要的话在经历丝印步骤前被修整、清洗，此成形或弯曲能够同时在设计成组合成一个且同一个叠层的若干板上同时实施，从而形成的玻璃板然后如果需要的话被冷却，并按要求在辗压、加热并放置合适的周边密封件之前与具有相似尺寸的一个或更多塑料插入件相关联。

冷却液（尤其是水，如果需要的话带有一种或更多冷却添加物）常在磨轮与玻璃之间的接触点处与磨轮结合使用，以便冲走玻璃颗粒并耗散产生的能量。

根据本发明的磨轮已经显示其自身非常适合于有利地替代用于成形和制造玻璃窗单元尤其是用于机动车辆的玻璃窗单元的现有设施中的常规磨轮，因为支配材料的去除的机械通常是复杂的，磨轮或其环境的变化能够具有相当大的影响。

本发明也涉及使用根据本发明的修整或玻璃窗单元制造方法获得的玻璃窗单元，尤其是风挡、用于机动车辆天窗或侧窗的玻璃窗单元，以及结合了所述玻璃窗单元的车辆。

本发明还涉及一种用于制造根据本发明的磨轮的方法。这些磨轮由根据本发明的磨轮的定义中以上提及的金属粉末（它们用于形成粘结剂）和钻石的混合物制成，此混合物插入在如上所述的金属部分之间，然后形成的组件被带至尤其高于800°C且通常低于980°C、并且尤其在900到960°C之间的高温下，然后尤其在1500到2500 psi（磅每平方英寸，对应于大约103.4到172.4巴之间的压力）的压力下加压例如45分钟到1小时30分钟之间的一段时间（此操作对应于烧结步骤，持续大约平均1小时），由结合钻石的金属粘结剂形成的组件被牢固地楔入金属部分之间，然后从模具以磨轮形状卸下，且然后例如通过火花腐蚀在研磨部分上形成磨轮的切割轮廓。在磨轮用在生产线上之前，所获得的磨轮也优选地借助一个或两个抛光棒抛光，抛光棒是相同或不同的，例如一根称为软棒而一根称为硬棒，且磨轮的密度进行验证，这两个操作通常在包装磨轮之前实施。

具体实施方式

在阅读了根据本发明制造的磨轮的以下示例之后，本发明将被更好地理解且将显出本发明的其他细节和有利特征。

示例：

通过在不锈金属部分之间插入设计成形成研磨部分的混合物且然后通过在压力下加热该组件以便使不同部分粘合，然后通过借助火花腐蚀在研磨部分上产生修整轮廓，生产了根据本发明的磨轮，设计成形成研磨部分的混合物由以下成分形成：

- 按体积算大约85%的粘结剂，其具有以下成分（按相对于粘结剂的重量给出）：

- 钨（粉末）：61%

- 青铜（粉末）：37%

- 铬（粉末）：1%

- 镍（粉末）：1%,

青铜由大约80%的铜和20%的锡形成，此粘结剂具有大约100的洛氏B级硬度，

- 按体积算大约15%的钻石（在磨轮的研磨部分中大约2.64 ct/cm³的密度），所述钻石具有220目（或76 µm）的尺寸，用钛覆盖（以占所覆盖钻石重量的6%的比例）。

已经观察到此磨轮使得可以获得至少30米/分钟的修整移动速度（磨轮的旋转速度为大约60米/秒），同时保持良好的修整密封质量（尤其具有少于每分米6个的可视缺陷数量），并同时提供在最少修整密封下至少50km的服务寿命，具有每25到30个玻璃元件（或者每112.5到135m修整玻璃，修整玻璃元件的周长在此示例中为4.5m）一次的抛光频率。

通过使用根据本发明的磨轮修整获得的玻璃窗单元例如可用于机动车辆或交通工具中，诸如风挡、用于天窗或用于侧窗的玻璃窗单元等。

Claims (11)

1.一种用于修整玻璃的磨轮，所述磨轮包括由至少一种金属粘结剂以及分布在所述粘结剂中的金刚石形成的至少一个研磨部分，所述粘结剂具有95到105之间的洛氏B级硬度并且是基于钨的，且所述金刚石具有75 µm到95 µm之间的尺寸和2.2 ct/cm³到2.64 ct/cm³之间的密度。

2.如权利要求1所述的磨轮，其特征在于，所述磨轮被设计用于修整小于或等于4 mm厚的玻璃。

3.如权利要求1或2所述的磨轮，其特征在于，所述磨轮被设计用于修整小于或等于2.6mm厚的玻璃，和/或被设计用于高速修整。

4.如权利要求1或2所述的磨轮，其特征在于，所述粘结剂的成分包含58%-75%的钨。

5.如权利要求1或2所述的磨轮，其特征在于，所述金刚石用钛涂覆。

6.一种用于制造如权利要求1到5的任一项所述的磨轮的方法，根据所述方法制造一种金属粉末和金刚石的混合物，所述混合物被升温至高于800°C的高温，并被加压，由结合金刚石的金属粘结剂形成的组件然后从模具中以磨轮的形态被取出。

7.一种用于修整玻璃的方法或操作，其中，使用了至少一个如权利要求1到5中任一项所述的磨轮，所述方法允许大于或等于30米/分钟的修整移动速度。

8.如权利要求7所述的修整方法或操作，其特征在于，所述磨轮的旋转速度与所述修整移动速度之间的比值在60到180之间。

9.如权利要求7所述的修整方法或操作，其特征在于，所述方法或操作用于修整小于4mm厚的机动车辆玻璃窗单元。

10.一种用于制造用于机动车辆的玻璃窗单元的方法，其结合了如权利要求7-9中任一项所述的修整操作。

11.一种用于制造用于机动车辆的玻璃窗单元的装置，其结合了如权利要求1到5中任一项所述的磨轮。