CN106163743A - 磨粒和包含磨粒的磨料制品 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种陶瓷成形磨粒，该陶瓷成形磨粒由具有周边的基部表面、邻接该周边的多个连续侧壁和包括多个连续小平面的多面表面界定。该多个连续侧壁中的每个连续侧壁邻接该周边，并且该多个连续侧壁共同地邻接整个该周边。该多个连续侧壁中的相邻的一对连续侧壁沿相应的拐角边缘彼此邻接。该多面表面通过该多个连续侧壁与该基部表面间隔开。至少一个V形沟槽跨该多面表面从拐角边缘中的一个拐角边缘延伸到多个连续侧壁中的不接触该拐角边缘的一个连续侧壁。小于10％的多面表面区域平行于基部表面。本发明还公开了多种成形磨粒和包括该成形磨粒的经涂覆的磨料制品。

Description

磨粒和包含磨粒的磨料制品
背景技术
磨粒和利用磨粒制成的磨料制品可在产品制造过程中用于研磨、修整或磨削多种材料和表面。因此，一直存在对磨粒和其中掺入该磨粒的磨料制品的成本、性能或寿命进行改善的需求。
成形磨粒以及尤其是陶瓷成形磨粒(例如，由α-氧化铝制成)在过去十年左右的时间内已经革新了磨料行业。成形磨粒具有由制成它们的方式赋予的非随机形状。一般来讲，成形磨粒相比于随机粉碎的磨粒可具有优异的性能。通过控制磨粒的形状可以控制其中掺入该磨粒的磨料制品的所得性能。
根据在美国专利申请公开号2011/0146867 A1(Boden等人)中描述的一种常规方法，具有沟槽的α-氧化铝成形磨粒可由氧化铝一水合物的分散体制成，该分散体被胶凝、模制成型、干燥定型、煅烧并然后烧结。
已知磨削不锈钢材料比磨削碳钢更有挑战性。事实上，在经涂覆的磨料制品中，以修整不锈钢为目标的材料大体具有被称为顶胶层(或只是“顶胶”)的顶层。此类顶胶层大体高度填充有增强磨料的研磨(例如磨削)性能的含有卤素的颗粒(例如，KBF4和/或Na3AlF6(冰晶石))，也被称为助磨剂。然而，卤素在不锈钢中尤其是在核工业中大体被认为是污染物。卤素的存在还已知在奥氏体焊接，诸如例如，304不锈钢和镍基合金焊接中促进应力腐蚀断裂。
发明内容
在一个方面，本公开提供陶瓷成形磨粒，其由以下项界定：
具有周边的基部表面；
邻接所述周边的多个连续侧壁，其中所述多个连续侧壁中的每个连续侧壁邻接所述周边，其中所述多个连续侧壁共同地邻接整个所述周边，并且其中所述多个连续侧壁中的相邻的一对连续侧壁沿相应的拐角边缘彼此邻接；和
包括多个连续小平面的多面表面，其中所述多面表面通过所述多个连续侧壁与所述基部表面间隔开，并且其中至少一个V形沟槽跨所述多面表面从所述拐角边缘中的第一拐角边缘延伸到所述多个连续侧壁中的不接触所述拐角边缘中的所述第一拐角边缘的一个侧壁；
并且其中，基于总面积，小于10％的所述多面表面平行于所述基部表面。
通常，多于一种陶瓷成形磨粒用于特定应用和/或磨料制品。因此，在第二方面，本公开提供根据本公开的多个陶瓷成形磨粒。陶瓷成形磨粒能够被选择以具有对应于磨料行业规定的标称等级的尺寸分布。
在第三方面，本公开提供经涂覆的磨料制品，其包含粘结到背衬的根据本公开的多个陶瓷成形磨粒。
出乎意外地并且有利地，根据本公开的陶瓷成形磨粒表现出充分地改善的研磨特性，所述陶瓷成形磨粒可用于制作经涂覆的磨料制品，而无需添加含有卤素的助磨剂，与含有助磨剂的常规经涂覆的磨料制品同等地执行，或另选地增强经涂覆的磨料制品研磨时的研磨性能。
如本文所用，如参考特性(例如，平面性)所用的术语“标称地”是指包括由制造公差产生的特性中的微小变型。例如，标称地平坦将包括具有非预期表面缺陷诸如由于制造过程形成的随机孔穴或随机曲率的表面。
如本文所用，如参考磨粒的表面所用的术语“基本上平坦的”是指表面具有大体平面特征，其可具有与平面性相比的周期性微小偏差。
在考虑具体实施方式以及所附权利要求书之后，将进一步理解本公开的特征和优点。
附图说明
图1是根据本公开的一个实施例的示例性陶瓷成形磨粒100的示意透视图。
图2是根据本公开的一个实施例的示例性陶瓷成形磨粒200的示意透视图。
图3是根据本公开的一个实施例的示例性陶瓷成形磨粒300的示意透视图。
图4是根据本公开的一个实施例的示例性陶瓷成形磨粒400的示意透视图。
图5是根据本公开的一个实施例的示例性陶瓷成形磨粒500的示意透视图。
图6是陶瓷成形磨粒CSAP2的显微图。
图7是根据本公开的一个实施例的示例性经涂覆的磨料制品700的示意侧视图。
图8是对于使用316不锈钢条作为工件的比较例A和比较例B以及示例1的总切削量对循环数的曲线图。
图9是对于使用1045碳钢条作为工件的比较例A和比较例B以及示例1的总切削量对循环数的曲线图。
图10是对于使用716铬镍铁合金条作为工件的比较例A和比较例B以及示例1的总切削量对循环数的曲线图。
在说明书和附图中重复使用的参考字符旨在表示本公开相同或类似的特征或元件。应当理解，本领域的技术人员可设计出落入本公开原理的范围和实质内的许多其它修改形式和实施例。附图可以不按比例绘制。
具体实施方式
参见图1，示出了示例性陶瓷成形磨粒100。制备陶瓷成形磨粒100的材料包含陶瓷材料(例如，α-氧化铝)。
陶瓷成形磨粒100由具有周边115的基部表面110、连续侧壁120a、120b、120c，和多面表面130界定。连续侧壁120a、120b、120c中的每个连续侧壁邻接周边115。连续侧壁120a、120b、120c共同地邻接整个周边115。连续侧壁120a和120b、120b和120c以及120a和120c中的相邻的一对连续侧壁沿相应的拐角边缘122a、122b、122c彼此邻接。
多面表面130包括连续小平面135。多面表面130通过连续侧壁120a、120b、120c与基部表面110间隔开。三个V形沟槽140a、140b、140c通过公共点150并且跨多面表面130从相应的拐角边缘122a、122b、122c延伸到相应的侧壁120b、120c和120a。尖端160中的每一个尖端由两个小平面135和一个侧壁120形成。
如图1所示，基部表面、每一个连续侧壁和小平面是平坦的；然而，这不是必要条件。在一些优选的实施例中，基部表面、每个连续侧壁和小平面至少为基本上平坦的或至少为标称平坦的(例如，平坦的)。在其它优选的实施例中，基部表面、连续侧壁和小平面中的任一个或所有(或其任一个子组合)都能够是弯曲的(例如，凹的、凸的或它们的组合)或具有附加形貌特征。
在第二实施例中，图2中示出陶瓷成形磨粒200由具有周边215的基部表面210、连续侧壁220a、220b、220c和多面表面230界定。连续侧壁220a、220b、220c中的每一个侧壁邻接周边215。连续侧壁220a220b、220c共同地邻接整个周边215。连续侧壁220a和220b、220b和220c，以及220a和220c中的相邻的一对连续侧壁沿相应的拐角边缘222a、222b、222c彼此邻接。
多面表面230包括连续小平面235。多面表面230通过连续侧壁220a、220b220c与基部表面210间隔开。两个V形沟槽240a、240c跨多面表面230从相应的拐角边缘222a、222c延伸到相应的侧壁220c、220b。尖端260由两个小平面和一个侧壁形成。
在第三实施例中，图3中示出陶瓷成形磨粒300由具有周边315的基部表面310，连续侧壁320a320b、320c、320d，以及多面表面330界定。连续侧壁320a、320b320c、320d中的每一个连续侧壁邻接周边315。连续侧壁共同地320a、320b、320c、320d邻接整个周边315。连续侧壁320a和320b、320b和320c、320c和320d、320d和320a中的相邻的一对连续侧壁沿相应的拐角边缘322a、322b、322c、322d彼此邻接。
多面表面330包括连续小平面335。多面表面330通过连续侧壁320a320b、320c320d与基部表面310间隔开。两个V形沟槽340a、340b跨多面表面330分别从拐角边缘322a、322b延伸到拐角边缘322c、322d。两个附加V形沟槽340c、340d在多面表面330上于侧壁320a和320c、320b和320d中的非相邻对侧壁之间延伸。尖端360中的每一个尖端由两个小平面和一个侧壁形成。
在第四实施例中，图4中示出陶瓷成形磨粒400由具有周边415的基部表面410，连续侧壁420a、420b、420c，以及多面表面430界定。连续侧壁420a、420b、420c中的每一个连续侧壁邻接周边415。连续侧壁420a420b、420c共同地邻接整个周边415。连续侧壁420a和420b、420b和420c、420c和420a中的相邻的一对连续侧壁沿相应的拐角边缘422a、422b、422c彼此邻接。
多面表面430包括连续小平面435。多面表面430通过连续侧壁420a、420b420c与基部表面410间隔开。V形沟槽440跨多面表面430从相应的拐角边缘422c延伸到侧壁420b。尖端460各自由一个小平面和两个侧壁形成。
在第五实施例中，图5中示出陶瓷成形磨粒500由具有周边515的基部表面510，连续侧壁520a、520b、520c，以及多面表面530界定。连续侧壁520a、520b、520c中的每一个连续侧壁邻接周边515。连续侧壁520a、520b、520c共同地邻接整个周边515。连续侧壁520a和520b、520b和520c，以及520a和520c中的相邻的一对连续侧壁沿相应的拐角边缘522a、522b、522c彼此邻接。
多面表面530包括连续小平面535。多面表面530通过连续侧壁520a、520b、520c与基部表面510间隔开。两个V形沟槽540a、540b跨多面表面530从相应的拐角边缘522a、522b延伸到相应的侧壁520b、520c。V形沟槽540c跨多面表面530从侧壁520b延伸到侧壁520a。尖端560a由两个小平面和一个侧壁形成，而尖端560b由一个小平面和两个侧壁形成，并且尖端560c由三个小平面和无侧壁形成。
在本公开的实施过程中可用的陶瓷成形磨粒可包含、基本上由或由任何陶瓷材料组成。可用的陶瓷材料包括例如结晶陶瓷和玻璃陶瓷。优选地，陶瓷材料为熔融或烧结并且多晶的；然而，这不是必要条件。可用的陶瓷材料包括例如α-氧化铝、熔融氧化铝-氧化锆以及熔融氮氧化合物。关于适用于根据本公开所述的成形的陶瓷磨粒的溶胶-凝胶法制备的陶瓷材料的更多细节可见于例如美国专利号4,314,827(Leitheiser等人)；4,518,397(Leitheiser等人)；4,623,364(Cottringer等人)；4,744,802(Schwabel)；4,770,671(Monroe等人)；4,881,951(Wood等人)；4,960,441(Pellow等人)；5,139,978(Wood)；5,201,916(Berg等人)；5,366,523(Rowenhorst等人)；5,429,647(Larmie)；5,547,479(Conwell等人)；5,498,269(Larmie)；5,551,963(Larmie)；5,725,162(Garg等人)以及6,054,093(Torre等人)中。
由α-氧化铝、镁铝尖晶石以及稀土六铝酸盐的晶粒构成的陶瓷成形磨粒可根据描述于例如美国专利号5,213,591(Celikkaya等人)以及美国公开专利申请号2009/0165394A1(Culler等人)和2009/0169816 A1(Erickson等人)中的方法，使用溶胶-凝胶α氧化铝前体颗粒来制备。α-氧化铝磨粒可包含氧化锆，如美国专利号5,551,963(Larmie)中所公开。另选地，α-氧化铝磨粒可具有微结构或添加剂，如美国专利号6,277,161(Castro)中所公开。关于制备陶瓷成形磨粒的方法的更多信息在共同未决的美国公开专利申请号2009/0165394 Al(Culler等人)中进行了公开。
在本公开中使用的陶瓷成形磨粒可通常利用工具(即模具)制成，利用精密机械加工切割，这样比其它制造替代方法(诸如例如压印或冲压)提供更高的特征清晰度。通常，工具表面中的腔具有沿着锋利边缘相接的平面，并且形成正四面体的侧面。所得陶瓷成形磨粒具有与工具表面中腔的形状对应的相应标称平均形状；然而，在制造期间可产生标称平均形状的变型(例如，随机变型)，并且表现出此类变型的陶瓷成形磨粒被包括在本文所用的陶瓷成形磨粒的定义中。
根据本公开制成的陶瓷成形磨粒可掺入磨料制品中，或以松散形式使用。磨粒在使用前大体按给定的颗粒尺寸分布进行分级。此类分布通常具有一定范围的颗粒尺寸，即从粗颗粒到细颗粒。在磨料领域中，该范围有时是指“粗”、“对照”和“细”级分。根据磨料行业公认的分级标准分级的磨粒将每一个标称等级的颗粒尺寸分布规定在数值极限内。此类行业公认的分级标准(即磨料行业规定的标称等级)包括如下已知标准：美国国家标准协会(ANSI)的标准、欧洲研磨产品制造商联合会(FEPA)的标准和日本工业标准(JIS)的标准。ANSI等级标号(即规定的标称等级)包括：ANSI 4、ANSI 6、ANSI 8、ANSI 16、ANSI 24、ANSI36、ANSI 40、ANSI 50、ANSI 60、ANSI 80、ANSI 100、ANSI 120、ANSI 150、ANSI 180、ANSI220、ANSI 240、ANSI 280、ANSI 320、ANSI 360、ANSI 400和ANSI 600。FEPA等级标号包括：P8、P12、P16、P24、P36、P40、P50、P60、P80、P100、P120、P150、P180、P220、P320、P400、P500、P600、P800、P1000和P1200。JIS等级标号包括：JIS8、JIS12、JIS16、JIS24、JIS36、JIS46、JIS54、JIS60、JIS80、JIS100、JIS150、JIS180、JIS220、JIS240、JIS280、JIS320、JIS360、JIS400、JIS600、JIS800、JIS1000、JIS1500、JIS2500、JIS4000、JIS6000、JIS8000和JIS10,000。
另选地，陶瓷成形磨粒可使用符合ASTM E-11“针对测试目的的筛布和筛的标准规格”(Standard Specification for Wire Cloth and Sieves for Testing Purposes)的美国标准试验筛被分级为标称筛选等级。ASTME-11规定了试验筛的设计和构造需求，所述试验筛使用安装在框架中的织造筛布为介质根据指定的颗粒尺寸对材料进行分类。典型标号可表示为-18+20，其意指磨粒通过符合18目筛的ASTM E-11规范的试验筛，并且保留在符合20目筛的ASTM E-11规范的试验筛上。在一个实施例中，陶瓷成形磨粒具有这样的颗粒尺寸：使得大多数颗粒通过18目试验筛并且可保留在20,25,30,35,40,45，或50目试验筛上。在本公开的各种实施例中，陶瓷成形磨粒可具有的标称筛选粒级包括：-12+14、-14+16、-16+14、-18+20、-20+25、-25+30、-30+35、-35+40、-40+45、-45+50、-50+60、-60+70、-70+80、-80+100、-100+120、-120+140、-140+170、-170+200、-200+230、-230+270、-270+325、-325+400、-400+450、-450+500或-500+635。
在一个方面，本公开提供具有磨料行业规定的标称等级或标称筛分等级的多个陶瓷成形磨粒，其中多种磨粒的至少一部分磨粒为根据本公开的陶瓷成形磨粒。在另一方面，本公开提供一种方法，其包括对根据本公开制成的陶瓷成形磨粒进行分级，以得到具有磨料行业规定的标称等级或标称筛分等级的多个陶瓷成形磨粒。
连续侧壁将基部表面与多面表面隔开。连续侧壁连同小平面在多面表面的周边边缘处形成尖端。例如，尖端能够由两个侧壁和一个小平面、两个小平面和一个侧壁、三个小平面和一个侧壁或两个小平面和两个侧壁形成。虽然在图1中每个尖端接触侧壁，但在其它实施例中多面表面可包括不接触任一个侧壁的一个或多个另外的尖端(例如，见图5)。优选地，随着侧壁远离基部表面延伸，侧壁朝向多面表面的中心向内渐缩，但这不是必要条件。锥角(对应于用于制造磨粒的模具的拔模角)优选地具有相对于垂直于基部表面从5度到11度，并且更优选7度到9度的值。
连续侧壁的数目将取决于周边基部表面的形状。能够存在大于或等于三的任何数目的连续侧壁。优选地，连续侧壁的数目分别为3、4或6，对应于三角形、矩形或正方形，以及六边形基部表面。
虽然多面表面包括连续小平面，但其还可包含其它元件。在优选的实施例中，多面表面至少完全由小平面标称地构成(例如，由小平面构成)(例如，如图1所示)；然而，这不是必要条件。在一些实施例中，小平面都不平行于基部表面；然而，在其它实施例中，一些小平面能够平行于基部表面。在此类实施例中，由此类小平面占用的多面表面的累积分数可小于10％、小于8％、小于6％，小于4％、小于2％，或甚至小于1％的多面表面的面积。
置于多面表面处的尖端相对于基部表面可具有至少标称地相同(例如相同)或不同高度。
在优选的实施例中，可根据多步骤工艺来制备陶瓷成形磨粒。该工艺可使用任何陶瓷前体分散体材料进行。
简而言之，所述方法包括以下步骤：制备可被转变为对应陶瓷的有晶种或无晶种的陶瓷前体分散体(例如，可被转变为α-氧化铝的勃姆石溶胶-凝胶)；用陶瓷前体分散体填充具有成形磨粒的所需形状的一个或多个模具腔，使陶瓷前体分散体干燥以形成前体陶瓷成形磨粒；将前体陶瓷成形磨粒从模具腔中移出；对前体陶瓷成形磨粒进行煅烧以形成已煅烧的前体陶瓷成形磨粒，然后对已煅烧的前体陶瓷成形磨粒进行烧结以形成陶瓷成形磨粒。现在，将在含α-氧化铝的陶瓷成形磨粒的上下文中对该工艺进行更详细地描述。
第一工艺步骤涉及提供可被转变为陶瓷的有晶种或无晶种的陶瓷前体分散体。陶瓷前体分散体常常包含作为挥发性组分的液体。在一个实施例中，该挥发性组分是水。分散体应当包含足量的液体，以使分散体的粘度足够低，从而能够填充模具腔并且复制模具表面，但是液体的量不太多，因为会导致随后将液体从模具腔中移除的成本过高。在一个实施例中，陶瓷前体分散体包括2重量％至90重量％的可被转变为陶瓷的颗粒(诸如，氧化铝一水合物(勃姆石)的颗粒)，以及至少10重量％，或50重量％至70重量％，或50重量％至60重量％的挥发性组分(诸如，水)。相反地，在一些实施例中，陶瓷前体分散体包含30重量％至50重量％，或40重量％至50重量％的固体。
可用的陶瓷前体分散体的示例包括氧化锆溶胶、氧化钒溶胶、氧化铈溶胶、氧化铝溶胶以及它们的组合。可用的氧化铝分散体包括例如勃姆石分散体以及其它氧化铝水合物分散体。勃姆石可通过已知的技术来制备或者可商购获得。可商购获得的勃姆石的示例包括以商品名DISPERAL和DISPAL可得自沙索北美公司(Sasol North America,Inc.)的产品，或以商品名HIQ-40可得自巴斯夫公司(BASF Corporation)的产品。这些氧化铝一水合物相对较纯；也就是说，它们除一水合物外只包含相对较少的(如果有的话)水合物相，并且具有高表面积。
所得陶瓷成形磨粒的物理特性大体将取决于陶瓷前体分散体中使用的材料类型。如本文所用，“凝胶”是分散在液体中的固体的三维网状结构。
陶瓷前体分散体可包含改性添加剂或者改性添加剂的前体。改性添加剂可用于增强磨粒的一些期望特性，或者提高后续烧结步骤的效率。改性添加剂或改性添加剂的前体可为可溶性盐的形式，通常为水溶性盐。它们通常由含金属的化合物组成，并且可为下列物质的氧化物的前体：镁、锌、铁、硅、钴、镍、锆、铪、铬、钇、镨、钐、镱、钕、镧、钆、铈、镝、铒、钛，以及它们的混合物。可存在于陶瓷前体分散体中的这些添加剂的特定浓度可由本领域技术人员进行调整。
通常，引入改性添加剂或改性添加剂前体将导致陶瓷前体分散体胶凝。也可通过以下方式使陶瓷前体分散体胶凝：在一定时期内进行加热，从而通过蒸发来减少分散体中的液体含量。
陶瓷前体分散体还可包含成核剂。适用于本公开的成核剂可包括α-氧化铝、α-氧化铁或其前体、二氧化钛和钛酸盐、氧化铬的细粒，或者将使所述转化成核的任何其它材料。如果使用成核剂的话，则其量应当足够多，以实现α-氧化铝的转化。使α-氧化铝前体分散体成核的方法在美国专利号4,744,802(Schwabel)中进行了公开。
胶溶剂可被添加到陶瓷前体分散体，从而生产更稳定的水溶胶或胶态陶瓷前体分散体。合适的胶溶剂为单质子酸或酸性化合物，诸如乙酸、盐酸、甲酸和硝酸。也可使用多质子酸，但是它们可使陶瓷前体分散体快速胶凝，从而使得难以对其进行处理或难以向其引入附加组分。一些商业来源的勃姆石包含将有助于形成稳定陶瓷前体分散体的酸滴度(诸如，所吸收的甲酸或硝酸)。
陶瓷前体分散体可通过任何合适的方法形成；例如，就溶胶-凝胶氧化铝前体而言，通过将氧化铝一水合物与包含胶溶剂的水简单混合，或者通过形成添加有胶溶剂的氧化铝一水合物浆液。可添加消泡剂或其它合适的化学品，以降低在混合时形成气泡或夹带空气的趋势。如果需要，那么可添加附加化学品，诸如润湿剂、醇类、或偶联剂。
第二工艺步骤涉及提供模具，该模具具有至少一个模具腔，并且优选地具有形成于模具的至少一个主表面中的多个腔。在一些实施例中，模具被形成为生产工具，其可为例如束带、片材、连续纤维网、诸如轮转凹辊的涂布辊、安装在涂布辊上的套筒，或模具。在一个实施例中，所述生产工具包含聚合物材料。适合的聚合物材料的示例包括诸如聚酯、聚碳酸酯、聚(醚砜)、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚氨酯、聚氯乙烯、聚烯烃、聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯或上述项的组合等热塑性材料，或者热固性材料。在一个实施例中，整个工具由聚合物材料或热塑性材料制成。在另一个实施例中，在干燥时与陶瓷前体分散体接触的工具的表面(诸如所述多个腔的表面)包含聚合物材料或热塑性材料，并且该工具的其它部分可由其它材料制成。以举例的方式，可将合适的聚合物涂层施加至金属工具上，以改变其表面张力特性。
聚合物型或热塑性生产工具可由金属母模工具复制而成。母模工具将具有对于生产工具所需的反向图案。母模工具可按照与生产工具相同的方式制成。在一个实施例中，母模工具由金属(例如，镍)制成，并且经过金刚石车削。在一个实施例中，母模工具至少部分地使用立体光照型技术形成。可将聚合物片材与母模工具一起加热，由此使得通过将二者压制在一起而对聚合物材料压印出母模工具图案。也可将聚合物材料或热塑性材料挤出或浇注到母模工具上，然后对其进行压制。将热塑性材料冷却，以硬化并且制备生产工具。如果利用热塑性生产工具，那么应当注意不要产生过多热量，因为这些热量可使热塑性生产工具变形，从而限制其寿命。关于生产工具或母模工具的设计和制造的更多信息可见于美国专利号5,152,917(Pieper等人)；5,435,816(Spurgeon等人)；5,672,097(Hoopman等人)；5,946,991(Hoopman等人)；5,975,987(Hoopman等人)；和6,129,540(Hoopman等人)。
从模具的顶部表面或底部表面中的开口均可进入腔中。在一些情况下，腔可延伸模具的整个厚度。另选地，腔可仅延伸模具的厚度的一部分。在一个实施例中，顶部表面基本上平行于模具的底部表面，其中腔具有基本上均匀的深度。模具的至少一个侧面，即，在其中形成腔的侧面可以在去除挥发性组分的步骤中保持暴露于周围大气环境。
腔具有特定三维形状，以制备陶瓷成形磨粒。该深度尺寸等于从顶部表面至底部表面上的最低点的垂直距离。给定模具的腔的形状可相同或不同。
在一个实施例中，当从顶部观察时，腔的形状可描述为具有倾斜侧壁的三角形，由此使得腔的底部表面(即，对应于陶瓷成形磨粒的多面表面)略小于顶部表面内的开口。据信倾斜侧壁能够使成形的前体磨粒更易于从模具去除，并且可增强磨粒的磨削性能。
可使用模具腔形状，诸如圆形、矩形、正方形、六边形、星形、或它们的组合，所有形状均具有基本上均匀的深度尺寸。该深度尺寸等于从顶部表面至底部表面上的最低点的垂直距离。另外，腔的形状可为其它几何形状的反转，例如为角锥形、截头角锥形、截球形、截椭球形、圆锥形和截头圆锥形。给定腔的深度可为均匀的，或者可沿其长度和/或宽度而发生变化。给定模具的腔的形状可相同或不同。
第三工艺步骤涉及使用陶瓷前体分散体填充模具中的腔(例如，通过常规技术)。在一些实施例中，可使用刀辊涂布机或真空槽模涂布机。如果需要，那么脱模剂可以用于帮助从模具去除颗粒。典型的脱模剂包括油类(诸如花生油或矿物油、鱼油)、有机硅、聚四氟乙烯、硬脂酸锌和石墨。一般来讲，将在液体(诸如水或醇)中的脱模剂(诸如花生油)施加至与陶瓷前体分散体接触的生产模具的表面，由此使得当需要脱模时，每单位面积模具上存在约0.1mg/in2(0.6mg/cm2)至约3.0mg/in2(20mg/cm2)之间、或约0.1mg/in2(0.6mg/cm2)至约5.0mg/in2(30mg/cm2)之间的脱模剂。在一些实施例中，模具的顶部表面涂覆有陶瓷前体分散体。陶瓷前体分散体可被抽吸到该顶部表面上。
接着，可使用刮刀或平整棒将陶瓷前体分散体完全压入模具的腔中。未进入腔的陶瓷前体分散体的剩余部分可以从模具的顶部表面移除，并且回收利用。在一些实施例中，陶瓷前体分散体的一小部分可保留在顶部表面上，并且在其它实施例中，顶部表面基本上不含分散体。刮刀或平整棒施加的压力通常小于100psi(0.6MPa)、小于50psi(0.3MPa)，或甚至小于10psi(60kPa)。在一些实施例中，陶瓷前体分散体的暴露表面基本上不延伸超过顶部表面。
为了有利于腔的暴露表面形成成形陶瓷磨粒的平坦基部表面，这可期望使腔装填过满(例如，使用微喷嘴阵列)，并且使陶瓷前体分散体缓慢地干燥。
第四工艺步骤涉及去除挥发性组分，以干燥分散体。有利地，以快速蒸发速率去除挥发性组分。在一些实施例中，在高于挥发性组分的沸点的温度下进行通过蒸发去除挥发性组分。干燥温度的上限通常取决于制成模具的材料。对于聚丙烯工具，温度应当低于该塑料的熔点。
在一个实施例中，针对约40％至50％之间固体的水分散体以及聚丙烯模具，干燥温度可在约90℃至约165℃之间，或者在约105℃至约150℃之间，或者在约105℃至约120℃之间。较高的温度可导致改善的生产速度，但是也可导致聚丙烯工具的降解，从而限制其作为模具的使用寿命。
在干燥期间，陶瓷前体分散体收缩，从而通常导致从腔壁回缩。例如，如果腔具有平坦的壁，那么所得陶瓷成形磨粒可趋于具有至少三个凹的主侧面。通过使腔壁凹陷(由此，腔体积增加)，就可以获得具有大体平坦的主侧壁的陶瓷成形磨粒。所需凹陷程度大体取决于陶瓷前体分散体的固体含量。
第五工艺步骤涉及将所得前体陶瓷成形磨粒从模具腔中去除。可通过在模具上单独或组合使用下列工艺从腔中去除前体陶瓷成形磨粒：重力、振动、超声振动、真空或加压空气工艺从模具腔中去除颗粒。
前体陶瓷成形磨粒可在模具外部进行进一步干燥。如果陶瓷前体分散体在模具中干燥至所需程度，则不需要该附加干燥步骤。然而，在一些情况下，采用该附加干燥步骤来最小化陶瓷前体分散体停留在模具中的时间可为经济的。通常，前体陶瓷成形磨粒将在50℃至160℃，或在120℃至150℃的温度下干燥10分钟至480分钟，或120分钟至400分钟。
第六工艺步骤涉及对前体陶瓷成形磨粒进行煅烧。在煅烧期间，基本上所有的挥发性物质都被去除，并且存在于陶瓷前体分散体中的各种组分均转化成金属氧化物。将前体陶瓷成形磨粒大体加热到400℃至800℃的温度，并且将其保持在该温度范围内，直至去除游离水和90重量％以上的任何结合的挥发性物质为止。在任选步骤中，可期望通过浸渍工艺引入改性添加剂。水溶性盐可通过浸渍而被引入至已煅烧的前体陶瓷成形磨粒的孔中。然后使前体陶瓷成形磨粒再次预焙烧。该选项进一步描述于美国专利号5,164,348(Wood)中。
第七工艺步骤涉及烧结已煅烧的前体陶瓷成形磨粒，以形成陶瓷颗粒。在烧结之前，已煅烧的前体陶瓷成形磨粒并未完全致密化，因此，缺乏用作陶瓷成形磨粒所需的硬度。通过将已煅烧的前体陶瓷成形磨粒加热至1000℃到1650℃的温度来进行烧结。为了实现该转化程度而将已煅烧的前体陶瓷成形磨粒暴露于烧结温度下的时间长度取决于多种因素，但通常为五秒至48小时。在另一个实施例中，烧结步骤的持续时间在一分钟至90分钟的范围内。
烧结之后，陶瓷成形磨粒可具有10GPa(吉帕斯卡)、16GPa、18GPa、20GPa或更大的维氏硬度。
可使用其它步骤来修改所述工艺，所述步骤诸如例如将材料从煅烧温度快速加热至烧结温度，和/或对陶瓷前体分散体进行离心处理以去除淤渣和/或垃圾。此外，如果需要，那么可通过组合这些工艺步骤中的两个或更多个来修改该工艺。可用于修改本公开的工艺的常规工艺步骤在美国专利号4,314,827(Leitheiser)中进行了更全面地描述。
如果需要，那么具有磨料行业规定的标称等级或标称筛分等级的陶瓷成形磨粒可与其它已知的磨粒或非磨粒混合。在一些实施例中，基于多种磨粒的总重量，至少5重量％、10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％、50重量％、55重量％、60重量％、65重量％、70重量％、75重量％、80重量％、85重量％、90重量％、95重量％或甚至100重量％的具有磨料行业规定的标称等级或标称筛分等级的多种磨粒是根据本公开制成的陶瓷成形磨粒。
适于与陶瓷成形磨粒混合的颗粒包括常规磨粒、稀释剂粒子，或可侵蚀的凝聚物，诸如在美国专利号4,799,939和5,078,753中描述的那些。常规磨粒的代表性示例包括熔融氧化铝、碳化硅、石榴石、熔融氧化铝-氧化锆、立方晶型氮化硼、金刚石等。稀释剂粒子的代表性示例包括大理石、石膏和玻璃。可使用不同陶瓷成形磨粒(例如，三角形或正方形)的共混物。
陶瓷成形磨粒还可具有表面涂层。已知表面涂层改善磨料制品中磨粒与粘结剂之间的粘附力，或可用于帮助陶瓷成形磨粒的静电沉积。此类表面涂层在美国专利号5,213,591(Celikkaya等人)；5,011,508(Wald等人)；1,910,444(Nicholson)；3,041,156(Rows等人)；5,009,675(Kunz等人)；5,085,671(Martin等人)；4,997,461(Markhoff-Matheny等人)；以及5,042,991(Kunz等人)中有所描述。另外，表面涂层可防止成形磨粒被封堵。封堵这一术语用来描述来自正在研磨的工件的金属颗粒熔焊到成形磨粒的顶部的现象。执行上述功能的表面涂层对本领域的技术人员而言是已知的。
现在参见图7，经涂覆的磨料制品700包括背衬710，在背衬710的主表面715上涂覆有第一粘结剂材料层(下文称为底胶层720)。多个陶瓷成形磨粒730附着于或部分地嵌入底胶层720。在陶瓷成形磨粒上方的是第二粘结剂材料层(下文称为复胶层740)。底胶层720和复胶层740的目的是为了将陶瓷成形磨粒730固定到背衬710。共同地，底胶层720、复胶层740和陶瓷成形磨粒730形成磨料层760。任选的顶胶层770置于磨料层760上。
陶瓷成形磨粒可取向成由此使得顶端或顶点如图所示远离背衬或朝向背衬。
示例性可用的背衬包括(例如)织物，诸如非织造织物(例如，包括针缝(needletacked)、熔纺、纺粘、水刺，或熔喷非织造织物)、针织织物、缝编织物和织造织物(例如，布)；纸；网孔；聚合物膜(包括底涂膜)，诸如聚烯烃膜(例如，聚丙烯(包括双轴取向的聚丙烯)、聚酯膜、聚酰胺膜、纤维素酯膜)；薄膜；泡沫(例如，天然海绵材料或聚氨酯泡沫)；两种或更多种这些材料的组合；以及它们经处理的型式。背衬还可为两种材料(例如，纸/膜、布/纸、膜/布)的层合物。
底胶层和复胶层包含粘结剂材料(例如，树脂粘合剂)。底胶层的粘结剂材料与复胶层的粘结剂材料可相同或不同。适用于这些层的粘结剂材料的示例包括酚醛树脂、环氧树脂、脲醛树脂、丙烯酸酯树脂、氨基塑料树脂、三聚氰胺树脂、丙烯酸酯化环氧树脂、氨基甲酸酯树脂以及它们的组合。在一些实施例中，酚醛树脂是优选的，并且可按照粉末状和液态二者的形式被使用。有机粘结剂材料也可用其它粘结剂材料来改性，以改善或改变其特性。底胶层或复胶层或这两层还可包含本领域已知的添加剂诸如例如填料、助磨剂、润湿剂、表面活性剂、染料、颜料、偶联剂、增塑剂、粘合促进剂以及它们的组合。填料的示例包括碳酸钙、硅石、滑石、粘土、偏硅酸钙、白云石、硫酸铝以及它们的组合。
助磨剂被定义为颗粒物质，所述颗粒物质的加入显著地影响研磨的化学和物理过程，从而导致性能改善。如上所述，据信由于开口22充当助磨剂贮存器，故陶瓷成形磨粒可具有提高的性能。据信在静电沉积陶瓷成形磨粒之前，成形磨粒20可具有填充有助磨剂的开口22，从而执行该功能。
助磨剂涵盖各种各样不同的材料，并且可为无机的或有机的。助磨剂化学组的示例包括蜡、有机卤化物、卤化物盐和金属以及它们的合金。在研磨期间有机卤化物通常分解，并且释放卤酸或气态卤化物。此类材料的示例包括氯化石蜡，诸如四氯化萘、五氯化萘；和聚氯乙烯。卤化物盐的示例包括氯化钠、钾冰晶石、钠冰晶石、铵冰晶石、四氟硼酸钾、四氟硼酸钠、氟化硅、氯化钾、氯化镁。金属的示例包括锡、铅、铋、钴、锑、镉、铁和钛。其它助磨剂包括硫、有机硫化合物、石墨和金属硫化物。使用不同助磨剂的组合也在本公开的范围内；在一些情况下，这可产生协同增强效应。在一个实施例中，助磨剂为冰晶石或四氟硼酸钾。可调节此类添加剂的量，以赋予所需特性。顶胶涂层的使用也在本公开的范围内。顶胶层通常包含粘结剂和助磨剂。粘结剂可由如下材料形成：酚醛树脂、丙烯酸酯树脂、环氧树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、氨基甲酸酯树脂以及它们的组合。
根据本公开的经涂覆的(或其它)磨料制品还可包括粉碎的磨粒(即，不是由陶瓷成形磨粒的破碎而形成并且对应于磨料行业规定的标称等级的磨粒，或这些磨粒的组合)。粉碎的磨粒通常是比陶瓷成形磨粒更细小的尺寸等级或多个等级(例如，如果使用多个尺寸等级)，但这不是必要条件。
可用的粉碎的磨粒包括以下项的粉碎的磨粒：例如，熔融氧化铝、棕色熔融氧化铝、经热处理的氧化铝、白色熔融氧化铝、陶瓷氧化铝材料(诸如，以商品名“3M CERAMICABRASIVE GRAIN”由明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company of St.Paul,Minnesota)可商购获得的那些)、黑色碳化硅、绿色碳化硅、二硼化钛、碳化硼、碳化钨、碳化钛、金刚石、立方晶型氮化硼、石榴石、熔融氧化铝-氧化锆、氮氧化铝、溶胶-凝胶法制备的磨粒、氧化铁、氧化铬、氧化铈、氧化锆、氧化钛、硅酸盐、氧化锡、二氧化硅(诸如，石英、玻璃珠、玻璃泡和玻璃纤维)、硅酸盐(诸如，滑石粉、粘土(例如，蒙脱石)、长石、云母、硅酸钙、偏硅酸钙、铝硅酸钠、硅酸钠)、燧石和金刚砂。溶胶-凝胶法制备的磨粒的示例可见于美国专利号4,314,827(Leitheiser等人)；4,623,364(Cottringer等人)；4,744,802(Schwabel)；4,770,671(Monroe等人)；以及4,881,951(Monroe等人)。还设想，磨粒可包含研磨凝聚物诸如，例如，在美国专利号4,652,275(Bloecher等人)和4,799,939(Bloecher等人)中描述的那些。
磨粒可选地用一种或多种偶联剂处理，以增强磨粒对粘结剂的粘附力。磨粒可在它们与粘结剂材料组合之前用(一种或多种)偶联剂处理，或者它们可通过将偶联剂包括到粘结剂材料中来原位表面处理。偶联剂对于磨料行业的技术人员是熟知的。偶联剂的示例包括有机硅烷偶联剂(例如，γ-氨基丙基三乙氧基硅烷)、钛酸盐和锆酸盐。
关于制造具有底胶层和复胶层的经涂覆的磨料制品的详细信息在经涂覆的磨料领域中是熟知的，并可见于(例如)美国专利号4,734,104(Broberg)；4,737,163(Larkey)；5,203,884(Buchanan等人)；5,152,917(Pieper等人)；5,378,251(Culler等人)；5,417,726(Stout等人)；5,436,063(Follett等人)；5,496,386(Broberg等人)；5,609,706(Benedict等人)；5,520,711(Helmin)；5,954,844(Law等人)；5,961,674(Gagliardi等人)；4,751,138(Bange等人)；5,766,277(DeVoe等人)；6,077,601(DeVoe等人)；6,228,133(Thurber等人)；以及5,975,988(Christianson)。
陶瓷成形磨粒可用于粘结磨料制品、非织造磨料制品或研磨刷也在本公开的范围内。粘结磨料可包括使用粘结剂粘结在一起以形成成形团块的多个陶瓷成形磨粒。用于粘结磨料的粘结剂可为金属粘结剂、有机粘结剂或玻璃质粘结剂。非织造磨料包括使用有机粘结剂粘结到纤维质非织造幅材中的多个陶瓷成形磨粒。
本公开的精选实施例
在第一实施例中，本公开提供陶瓷成形磨粒，其由以下项界定：
具有周边的基部表面；
邻接所述周边的多个连续侧壁，其中所述多个连续侧壁中的每个连续侧壁邻接所述周边，其中所述多个连续侧壁共同地邻接整个所述周边，并且其中所述多个连续侧壁中的相邻的一对连续侧壁沿相应的拐角边缘彼此邻接；和
包括多个连续小平面的多面表面，其中所述多面表面通过所述多个连续侧壁与所述基部表面间隔开，并且其中至少一个V形沟槽跨所述多面表面从所述拐角边缘中的第一拐角边缘延伸到所述多个连续侧壁中的不接触所述拐角边缘中的所述第一拐角边缘的一个连续侧壁；
并且其中，基于总面积，小于10％的所述多面表面平行于所述基部表面。
在第二实施例中，本公开提供根据第一实施例所述的陶瓷成形磨粒，其中基部表面为基本上平坦的。
在第三实施例中，本公开提供根据第一实施例或第二实施例所述的陶瓷成形磨粒，其中基部表面为三角形的。
在第四实施例中，本公开提供根据第一实施例至第三实施例中任一项所述的陶瓷成形磨粒，其中所述至少一个V形沟槽包括在公共点处相交的至少三个V形沟槽。
在第五实施例中，本公开提供根据第一实施例至第四实施例中任一项所述的陶瓷成形磨粒，其中基于总面积，小于1％的多面表面平行于基部表面。
在第六实施例中，本公开提供根据第一实施例至第五实施例中任一项所述的陶瓷成形磨粒，其中多面表面都不平行于基部表面。
在第七实施例中，本公开提供根据第一实施例至第六实施例中任一项所述的陶瓷成形磨粒，其中多面表面包括的连续小平面的数量为连续侧壁的数量的至少四倍。
在第八实施例中，本公开提供根据第一实施例至第七实施例中任一项所述的陶瓷成形磨粒，其中多面表面和多个连续侧壁共同限定至少六个尖端。
在第九实施例中，本公开提供根据第一实施例至第八实施例中任一项所述的陶瓷成形磨粒，其中多面表面包括不接触多个连续侧壁的居中设置的锥体。
在第十实施例中，本公开提供根据第一实施例至第九实施例中任一项所述的陶瓷成形磨粒，其中多面表面由多个连续小平面构成。
在第十一实施例中，本公开提供根据第一实施例至第十实施例中任一项所述的陶瓷成形磨粒，其中至少多面表面由模制工艺形成。
在第十二实施例中，本公开提供根据第一实施例至第十一实施例中任一项所述的陶瓷成形磨粒，其中随着多个连续侧壁远离基部表面延伸，所述多个连续侧壁向内渐缩。
在第十三实施例中，本公开提供根据第一实施例至第十二实施例中任一项所述的陶瓷成形磨粒，其中所述陶瓷成形磨粒包含α-氧化铝。
在第十四实施例中，本公开提供根据第一实施例至第十三实施例中任一项所述的多个陶瓷成形磨粒。
在第十五实施例中，本公开提供根据第十四实施例所述的多个陶瓷成形磨粒，其具有对应于磨料行业规定的标称等级或标称筛分等级中的至少一者的尺寸分布。
在第十六实施例中，本公开提供经涂覆的磨料制品，其包含粘结到背衬的根据第十四实施例或第十五实施例所述的多个陶瓷成形磨粒。
在第十七实施例中，本公开提供根据第十六实施例所述的经涂覆的磨料制品，还包括：
至少部分地置于所述背衬上的底胶层；以及
至少部分地置于所述底胶层上的复胶层。
在第十八实施例中，本公开提供根据第十六实施例或第十七实施例所述的经涂覆的磨料制品，其中所述经涂覆的磨料制品还包括至少部分地置于复胶层上的顶胶层，并且其中顶胶层包含助磨剂。
在第十九实施例中，本公开提供根据第十六实施例或第十七实施例所述的经涂覆的磨料制品，其中所述经涂覆的磨料制品不含有包含助磨剂的顶胶层。
在第二十实施例中，本公开提供根据第十六实施例或第十七实施例所述的经涂覆的磨料制品，其中经涂覆的磨料制品不含有助磨剂。
通过以下非限制性示例，进一步说明了本公开的目的和优点，但是这些实例中引用的具体材料及其量以及其它条件和细节不应视为对本公开的不当限制。
示例
除非另有说明，否则在示例及本说明书的其余部分中的所有份数、百分数、比率等按重量计。用于制备示例的各种原料的概述在下表1中提供。
表1
制备陶瓷成形磨粒
CSAP1的制备
CSAP1的成型磨粒通过使用以下配方制备勃姆石溶胶-凝胶而制成：通过高剪切混合含有水(2400重量份)和70％硝酸水溶液(72重量份的HNO3)的溶液11分钟而分散DISPERAL一水合氧化铝粉末(1600重量份，得自德克萨斯州休斯敦的沙索北美公司(SasolNorth America,Houston,Texas))。在涂覆前将所得溶胶-凝胶老化至少1小时。迫使溶胶-凝胶进入具有等边三角形模具腔(深28密耳(0.71mm)，每条边110密耳(2.78mm))的生产工具中。模具的侧壁和底部之间的角度为98度。使用脱模剂(在甲醇中的1％花生油)涂覆生产工具，其中约0.5mg/in2(0.08mg/cm2)的花生油被施加至生产工具。通过将生产工具的片材放置于空气对流烘箱中在45℃下持续5分钟去除过量的甲醇。用油灰刀迫使溶胶-凝胶进入腔，使得生产工具的开口被完全填充。将溶胶-凝胶涂覆的生产工具放置于空气对流烘箱中在45℃下持续至少45分钟，以干燥。使前体成形磨粒在超声变幅杆上通过，从而将其从生产工具移除。在约650℃下煅烧前体成形磨粒，并且然后用1.2％的MgO、1.2％的Y2O3和2.4％的La2O3的混合硝酸盐溶液(记录为氧化物)进行饱和。使饱和的前体成形磨粒干燥，在此之后再次在650℃下煅烧并且在约1400℃下烧结。煅烧和烧结步骤均采用管式回转炉进行。所得的陶瓷成形磨粒从炉中退出进入室温空气，其中将其收集在金属容器中并使之冷却至室温。
CSAP2的制备
与CSAP1一样地制备CSAP2，不同的是生产工具腔导致陶瓷成形磨粒带有如图1所示三棱柱特征结构，其中具有对称的三重旋转轴线的陶瓷成形磨粒的V形沟槽具有0.249mm的标称深度，并且每条边长度具有2.189mm的标称长度，和标称颗粒厚度为0.794mm。
研磨盘的制备
比较例A
通过将厚度为0.83mm(33密耳)的硫化纤维背衬的7英寸圆盘((17.8cm)直径和7/8英寸(2.2cm)直径心轴孔)(以DYNOS硫化纤维得自德国特罗斯多夫的DYNOS股份有限公司(DYNOS GmbH,Troisdorf,Germany))用3.5克/圆盘(g/圆盘)的底胶涂层组合物涂覆来制备比较例A的研磨盘，所述组合物由49.15重量份的甲阶酚醛树脂、40.56重量份的填料、0.1份的表面活性剂1和10.19重量份的水组成。然后将圆盘用15.0g/圆盘的磨粒CSAP1进行静电涂覆，并且然后用13.0g/圆盘的复胶组合物涂覆，所述组合物由29.42重量份的甲阶酚醛树脂、50.65重量份的助磨剂1、1.81重量份的表面活性剂1和18.12重量份的水组成。然后将圆盘在90℃下加热90分钟。然后将部分固化的圆盘进一步用10克的顶胶涂层涂覆，所述顶胶涂层由30.96重量份的环氧树脂、56.34重量份的助磨剂2、0.78份的表面活性剂2、0.36份的固化剂、0.04份的消泡剂和11.52重量份的水组成。在102℃下固化10小时后，将所得的研磨盘挠曲。
比较例B
与比较例A的那些一样地制备比较例B的磨料盘，除了没有施加顶胶涂层。
示例1
与比较例B的那些一样地制备示例1的研磨盘，除了磨粒CSAP2代替磨粒CSAP1。
磨削测试
使用下面的过程测试示例1以及比较例A和比较例B的研磨盘。
直径为7英寸(17.8cm)的研磨盘连接到配有7英寸(17.8cm)有棱纹的磨盘垫面板(得自明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,Minnesota)的80514EXTRA HARDRED)的转台磨床)。然后启动磨床，并使研磨盘在12磅(5.5kg)的负荷下抵靠横截面积为0.75英寸×0.75英寸(1.9cm×1.9cm)的预称重的304不锈钢条(工件)的端面。磨床在该负荷下紧靠该工件的所得旋转速度为5000rpm。使工件在这些条件下研磨总共二十(20)个10秒的磨削间隔(循环)。每个10秒循环后，使工件冷却至室温并称重，以确定钢的去除量。测试结果(4个圆盘的平均值)在图8中记录为总切削量。
使用1045碳钢工件(进行50个循环，结果记录于图9中)和716铬镍铁合金工件(进行16个循环，结果记录于图10中)重复磨削测试。
以上获得专利证书的申请中所有引用的参考文献、专利和专利申请全文以一致的方式全文通过引用方式并入本文中。在并入的参考文献的部分与本申请之间存在不一致或矛盾的情况下，应以前述说明中的信息为准。为了使本领域的普通技术人员能够实现受权利要求书保护的本公开而给定的前述说明不应理解为限制本公开的范围，本公开的范围由权利要求书及其所有等同形式限定。

Claims (20)

1.一种陶瓷成形磨粒，所述陶瓷成形磨粒由以下项界定：
具有周边的基部表面；
邻接所述周边的多个连续侧壁，其中所述多个连续侧壁中的每个连续侧壁邻接所述周边，其中所述多个连续侧壁共同地邻接整个所述周边，并且其中所述多个连续侧壁中的相邻的一对连续侧壁沿相应的拐角边缘彼此邻接；和
包括多个连续小平面的多面表面，其中所述多面表面通过所述多个连续侧壁与所述基部表面间隔开，并且其中至少一个V形沟槽跨所述多面表面从所述拐角边缘中的第一拐角边缘延伸到所述多个连续侧壁中的不接触所述拐角边缘中的所述第一拐角边缘的一个连续侧壁；
并且其中，基于总面积，小于10％的所述多面表面平行于所述基部表面。
2.根据权利要求1所述的陶瓷成形磨粒，其中所述基部表面为基本上平坦的。
3.根据权利要求1或2所述的陶瓷成形磨粒，其中所述基部表面为三角形的。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的陶瓷成形磨粒，其中所述至少一个V形沟槽包括在公共点处相交的至少三个V形沟槽。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的陶瓷成形磨粒，其中基于总面积，小于1％的所述多面表面平行于所述基部表面。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的陶瓷成形磨粒，其中所述多面表面都不平行于所述基部表面。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的陶瓷成形磨粒，其中所述多面表面包括的连续小平面的数量为所述连续侧壁的数量的至少四倍。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的陶瓷成形磨粒，其中所述多面表面和所述多个连续侧壁共同限定至少六个尖端。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的陶瓷成形磨粒，其中所述多面表面包括不接触所述多个连续侧壁的居中设置的锥体。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的陶瓷成形磨粒，其中所述多面表面由所述多个连续小平面构成。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的陶瓷成形磨粒，其中至少所述多面表面通过模制工艺形成。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的陶瓷成形磨粒，其中随着所述多个连续侧壁远离所述基部表面延伸，所述多个连续侧壁向内渐缩。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的陶瓷成形磨粒，其中所述陶瓷成形磨粒包含α-氧化铝。
14.多个陶瓷成形磨粒，其为根据权利要求1至13中任一项所述的陶瓷成形磨粒。
15.根据权利要求14所述的多个陶瓷成形磨粒，其具有对应于磨料行业规定的标称等级或标称筛分等级中的至少一者的尺寸分布。
16.一种经涂覆的磨料制品，所述经涂覆的磨料制品包含粘结到背衬的根据权利要求14或15所述的多个陶瓷成形磨粒。
17.根据权利要求16所述的经涂覆的磨料制品，所述经涂覆的磨料制品还包括：
至少部分地置于所述背衬上的底胶层；和
至少部分地置于所述底胶层上的复胶层。
18.根据权利要求16或17所述的经涂覆的磨料制品，其中所述经涂覆的磨料制品还包括至少部分地置于所述复胶层上的顶胶层，并且其中所述顶胶层包含助磨剂。
19.根据权利要求16或17所述的经涂覆的磨料制品，其中所述经涂覆的磨料制品不含有包含助磨剂的顶胶层。
20.根据权利要求16或17所述的经涂覆的磨料制品，其中所述经涂覆的磨料制品不含有助磨剂。
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