CN108883519A - 包括涂层的磨料制品和其形成方法 - Google Patents

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D·M·格布二世
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Abstract

一种磨料制品,其包括主体,所述主体包括含于粘合材料内的磨料颗粒、第一主表面、第二主表面以及在所述第一主表面与所述第二主表面之间延伸的侧表面;和上覆于所述第一主表面或所述第二主表面中的一个的至少一部分的涂层。在一个实施例中,所述涂层包含至少一种选自以下群组的元素:铬、镍、碳、氮、钨、硫、钼、铁、锌、硅、钛、铝、锆、镁、锌、硼、钴、钙或其任何组合。在另一个实施例中,所述涂层包含金属陶瓷、陶瓷或其组合。

Description

包括涂层的磨料制品和其形成方法
技术领域
下文涉及磨料制品,并且尤其涉及包括涂层的粘合磨料制品。
背景技术
磨具(如磨轮)通常用于切割、研磨和塑形各种材料,如石材、金属、玻璃、塑料以及其它材料。通常,磨料制品可以具有各种材料相(包括磨粒、粘合剂)和一些孔隙。根据预期的应用,磨料制品可以具有各种设计、形状和构造。举例来说,对于涉及金属的精加工和切割的应用,对一些磨轮进行形状修改以使得其具有特别薄的轮廓来用于有效切割。
磨具通常成型为具有含于粘合材料内的磨粒以用于材料去除应用。粘合材料内可以含有各种类型的磨料颗粒,包括例如超级磨粒(例如金刚石或立方氮化硼)或氧化铝磨粒。粘合材料可以是有机材料(如树脂)或无机材料(如玻璃或玻璃化材料)。
然而,鉴于此类轮的应用,磨料制品易受疲劳和失效。实际上,根据使用频率,所述轮可能具有少于一天的限制使用时间。因此,行业内仍需求能够具有改进性能的磨轮。
发明内容
根据第一方面,磨料制品包括主体,所述主体具有含于粘合材料内的磨料颗粒、第一主表面、第二主表面以及在第一主表面与第二主表面之间延伸的侧表面;和上覆于第一主表面或第二主表面中的一个的至少一部分的涂层,其中涂层包含金属陶瓷。
根据第二方面,磨料制品包含主体,所述主体包括含于粘合材料内的磨料颗粒、第一主表面、第二主表面以及在第一主表面与第二主表面之间延伸的侧表面;和上覆于第一主表面或第二主表面中的一个的至少一部分的涂层,其中包括涂层的第一主表面或第二主表面的部分包含至少20微米的表面粗糙度。
在另一个方面中,磨料制品包含主体,所述主体包括含于粘合材料内的磨料颗粒、第一主表面、第二主表面以及在第一主表面与第二主表面之间延伸的侧表面;和上覆于第一主表面或第二主表面中的一个的至少一部分的涂层,其中与上覆于粘合材料的涂层含量相比,上覆于磨料颗粒的涂层含量更高。
在另一个方面中,磨料制品包含主体,所述主体包括含于粘合材料内的磨料颗粒、第一主表面、第二主表面以及在第一主表面与第二主表面之间延伸的侧表面的;和上覆于第一主表面或第二主表面中的一个的至少一部分的涂层,其中涂层包含至少一种选自由以下组成的群组的特性:a)在ASTM G65测试中至少0.15mm3/6000循环的耐磨性;b)小于0.8(μs)的静摩擦系数;c)至少10W/m.K的导热率;d)至少550的硬度(维氏硬度表(Vickershardness scale));e)小于0.9的发射率;或其任何组合。
根据一个方面,磨料制品包含主体,所述主体包括含于粘合材料内的磨料颗粒、第一主表面、第二主表面以及在第一主表面与第二主表面之间延伸的侧表面;和上覆于第一主表面或第二主表面中的一个的至少一部分的涂层,其中涂层包含至少一种选自以下的群组的元素:铬、镍、碳、氮、钨、硫、钼、铁、锌、硅、钛、铝、锆、镁、锌、硼、钴、钙或其任何组合。
对于另一个方面,磨料制品包含主体,所述主体包括含于粘合材料内的磨料颗粒、第一主表面、第二主表面以及在第一主表面与第二主表面之间延伸的侧表面;和上覆于第一主表面或第二主表面中的一个的至少一部分的涂层,其中涂层包含粘结剂材料和含于粘结剂材料内的颗粒,其中颗粒包括金属陶瓷、陶瓷或其任何组合。
在另一个方面中,制造磨料制品的方法包含将涂层涂覆到主体的第二主表面的第一主表面中的至少一个上,其中主体包括含于粘合材料内的磨料颗粒,并且其中涂层包含至少一个选自由以下组成的群组的特性:a)其中涂层包含金属陶瓷;b)其中包括涂层的第一主表面或第二主表面的部分包含至少400微米的表面粗糙度;c)其中与上覆于粘合材料的涂层含量相比,上覆于磨料颗粒的涂层含量更高;d)其中涂层包含至少10W/m.K的导热率;或e)特性a到e中的任一个的任何组合;另外,其中涂覆涂层的方法选自由以下组成的群组:i)热喷雾;ii)喷涂;iii)印刷;iv)沉积;v)固化;vi)烧结或e)方法i到vi中的任一个的任何组合。
附图说明
通过参考附图,可以更好地理解本公开且其众多特性和优点对于所属领域的技术人员而言显而易见。
图1包括提供根据一个实施例的形成磨料制品的方法的流程图。
图2包括根据一个实施例的磨料制品的一部分的横截面图像。
图3A到3E包括根据实施例的磨料制品的横截面图像。
图4包括根据一个实施例的包括粘合磨料主体和涂层的磨料制品的一部分的横截面图示
图5包括根据一个实施例的磨料制品的一部分的横截面图像。
图6包括根据一个实施例的磨料制品的一部分的横截面图像。
图7包括根据一个实施例的磨料制品的一部分的横截面图像。
图8包括根据一个实施例的磨料制品的一部分的横截面图像。
图9包括根据一个实施例的磨料制品的一部分的SEM图像。
图10到12包括包括涂层的磨料制品的SEM图像。
图13包括代表性样品和其它磨料制品的轮直径与研磨数目的关系曲线。
图14包括代表性样品和常规的未经涂布的磨料制品的轮直径与研磨数目的关系曲线。
图15包括代表性样品和常规样品的平均功率与切割数目的关系曲线。
图16包括代表性样品和常规样品的轮直径与研磨数目的关系曲线。
图17包括代表性样品和常规样品的平均功率与切割数目的关系曲线。
图18包括代表性样品和常规样品的研磨比(G-Ratio)的图。
图19包括说明与常规样品相比的代表性样品的研磨比的增加和研磨测试前后的代表性样品的涂层的厚度的图。
具体实施方式
下文涉及包括适用于研磨各种物体和各种类型的工件的粘合磨料制品的磨料制品。磨料制品是包括含于三维基质的粘合材料内的磨料颗粒的粘合磨具,用于精加工、塑形和/或调节工件。本文的某些实施例涉及粘合磨轮。然而,本文的实施例的特性可适用于其它研磨技术,包括例如涂布磨料等等。本文的某些实施例涉及合并工具主体内的一个或多个强化构件的切割轮。粘合磨料主体与其它磨料制品不同之处可能在于,主体基本上没有衬底。
图1包括说明根据一个实施例的形成磨料制品的方法的流程图。如所说明,在步骤101处,所述方法可以包括形成粘合磨料制品。形成粘合磨料制品的方法可以如下开始:形成可以包括待成为最终成型的粘合磨料制品的一部分的组分或前体组分的混合物。举例来说,混合物可以包括磨料颗粒、粘合材料或粘合材料的一种或多种前体、填充剂、添加剂、强化材料等等。
在一个实施例中,磨料颗粒可以包括以下材料:如氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、碳基材料(例如金刚石)、碳氧化物、氮氧化物、硼氧化物和其组合。根据一个实施例,磨料颗粒可以包括超级研磨材料。磨料颗粒可以包括选自下组的材料:二氧化硅、碳化硅、氧化铝、氧化锆、燧石、石榴石、金刚砂、稀土氧化物、含稀土的材料、氧化铈、溶胶-凝胶衍生的颗粒、石膏、氧化铁、含玻璃的颗粒和其组合。在另一种情况下,磨料颗粒还可以包括碳化硅(例如Green 39C和Black 37C)、棕色熔融氧化铝(57A)、引晶凝胶磨料、具有添加剂的烧结氧化铝、经塑形的和烧结的氧化铝、粉色氧化铝、红宝石色氧化铝(例如25A和86A)、电熔单晶氧化铝32A、MA88、氧化铝氧化锆磨料(例如来自圣戈班公司(Saint-GobainCorporation)的NZ、NV、ZF品牌)、挤出铝矾土、烧结铝矾土、立方氮化硼、金刚石、氮氧化铝、烧结氧化铝(例如Treibacher的CCCSK)、挤出氧化铝(例如可购自圣戈班公司的SR1、TG和TGII)或其任何组合。根据一个特定实施例,磨料颗粒主要由碳化硅组成。磨料颗粒的莫氏硬度(Mohs hardness)可以是或至少7,如至少8,或甚至至少9。
磨料颗粒可以具有其它特定特性。举例来说,磨料颗粒可以具有伸长形状。在特定情况下,磨料颗粒可以具有定义为至少约1:1的长度:宽度的比率的纵横比,其中长度是颗粒的最长维度并且宽度是垂直于长度维度的颗粒的第二长维度(或直径)。在其它实施例中,磨料颗粒的纵横比可以是至少约2:1,如至少约2.5:1,至少约3:1,至少约4:1,至少约5:1或甚至是至少约10:1。在一个非限制性实施例中,磨料颗粒的纵横比可为不超过约5000:1。
根据至少一个实施例,至少一部分磨料颗粒可以包括如例如US 20150291865、US20150291866和US 20150291867中所公开的经塑形的磨料颗粒。形成经塑形的磨料颗粒以使得对于具有相同二维和三维形状的经塑形的磨料颗粒来说,各颗粒具有相对于彼此大体上相同的表面和边缘布置。这样一来,相对于具有相同二维和三维形状的其它经塑形的磨料颗粒群组,经塑形的磨料颗粒在表面和边缘布置中可以具有高形状保真度(shapefidelity)和一致性。相比之下,未经塑形的磨料颗粒可以经由不同方法形成并且具有不同形状属性。举例来说,未经塑形的磨料颗粒通常通过粉碎方法形成,其中形成材料块,且接着经压碎和过筛来获得具有一定尺寸的磨料颗粒。然而,未经塑形的磨料颗粒将具有大体上任意的表面和边缘布置,且一般在主体周围的表面和边缘布置中将不具有任何可识别的二维或三维形状。此外,相同群组或批次的未经塑形的磨料颗粒一般不具有相对于彼此一致的形状,从而使得彼此相比时表面和边缘任意布置。因此,相比于经塑形的磨料颗粒,未经塑形的磨粒或经压碎的磨粒具有显著较低的形状保真度。
根据本文中的实施例的一个方面,混合物和所得固定研磨制品可以包括磨料颗粒的掺合物。磨料颗粒的掺合物可以包括第一类型的磨料颗粒和第二类型的磨料颗粒,第二类型的磨料颗粒与第一类型的磨料颗粒在至少一个方面上不同,如粒度、磨粒尺寸、组成、形状、硬度、脆度、韧度等等。举例来说,在一个实施例中,第一类型的磨料颗粒可以包括优质磨料颗粒(例如熔融氧化铝、氧化铝-氧化锆、引晶溶胶凝胶氧化铝、经塑形的磨料颗粒等),并且第二类型的磨料颗粒可以包括稀释剂磨料颗粒。
磨料颗粒的掺合物可以包括以第一含量(C1)存在的第一类型的磨料颗粒,所述含量可表达为相较于掺合物的颗粒总含量的第一类型的磨料颗粒的百分比(例如重量百分比)。此外,磨料颗粒的掺合物可以包括第二含量(C2)的第二类型的磨料颗粒,所述含量表达为相对于掺合物的总重量的第二类型的磨料颗粒的百分比(例如重量百分比)。第一含量与第二含量可相同或不同。举例来说,在某些情况下,可以使得第一含量(C1)不会大于掺合物总含量的90%来形成掺合物。在另一个实施例中,第一含量可以较少,如不大于85%、不大于80%、不大于75%、不大于70%、不大于65%、不大于60%、不大于55%、不大于50%、不大于45%、不大于40%、不大于35%、不大于30%、不大于25%、不大于20%、不大于15%、不大于10%或甚至不大于5%。另外,在一个非限制性实施例中,第一含量的第一类型的磨料颗粒可以以掺合物的磨料颗粒总含量的至少1%存在。在其它情况下,第一含量(C1)可以是至少5%,如至少10%、至少15%、至少20%、至少25%、至少30%、至少35%、至少40%、至少45%、至少50%、至少55%、至少60%、至少65%、至少70%、至少75%、至少80%、至少85%、至少90%或甚至至少95%。应了解,第一含量(C1)可存在于上文提到的任一个最小百分比和最大百分比之间的范围内。
磨料颗粒的掺合物可以包括特定含量的第二类型的磨料颗粒。举例来说,第二含量(C2)可以不大于掺合物总含量的98%。在其它实施例中,第二含量可以是不大于95%,如不大于90%、不大于85%、不大于80%、不大于75%、不大于70%、不大于65%、不大于60%、不大于55%、不大于50%、不大于45%、不大于40%、不大于35%、不大于30%、不大于25%、不大于20%、不大于15%、不大于10%或甚至不大于5%。另外,在一个非限制性实施例中,第二含量(C2)可以以掺合物总含量的至少约1%的量存在。举例来说,第二含量可以是至少5%,如至少10%、至少15%、至少20%、至少25%、至少30%、至少35%、至少40%、至少45%、至少50%、至少55%、至少60%、至少65%、至少70%、至少75%、至少80%、至少85%、至少90%或甚至至少95%。应了解,第二含量(C2)可存在于上文提到的任一个最小百分比和最大百分比之间的范围内。
根据另一个实施例,磨料颗粒的掺合物可以具有掺合比(C1/C2),其可以定义第一含量(C1)与第二含量(C2)之间的比率。举例来说,在一个实施例中,掺合比(C1/C2)可以不大于10。在另一个实施例中,掺合比(C1/C2)可以不大于8,如不大于6、不大于5、不大于4、不大于3、不大于2、不大于1.8、不大于1.5、不大于1.2、不大于1、不大于0.9、不大于0.8、不大于0.7、不大于0.6、不大于0.5、不大于0.4、不大于0.3或甚至不大于0.2。另外,在另一个非限制性实施例中,掺合比(C1/C2)可以是至少0.1,如至少0.15、至少0.2、至少0.22、至少0.25、至少0.28、至少0.3、至少0.32、至少0.3、至少0.4、至少0.45、至少0.5、至少0.55、至少0.6、至少0.65、至少0.7、至少0.75、至少0.8、至少0.9、至少0.95、至少1、至少1.5、至少2、至少3、至少4或甚至至少5。应了解,掺合比(C1/C2)可以在上文提到的任一个最小值和最大值之间的范围内。
在其它非限制性实施例中,掺合物可以包括其它类型的磨料颗粒。举例来说,掺合物可以包括第三类型的磨料颗粒,其可以包括常规磨料颗粒或经塑形的磨料颗粒。第三类型的磨料颗粒可以包括具有不规则形状的稀释剂类型的磨料颗粒,所述不规则形状可经由常规的压碎和粉碎技术实现。
在至少一个实施例中,磨料颗粒可以包括结晶粒,并且可以完全由用结晶粒制成的多晶材料组成。在特定情况下,磨料颗粒可以包括中值磨粒尺寸不大于1.2微米的结晶粒。在其它情况下,中值磨粒尺寸可以不大于1微米,如不大于0.9微米,或不大于0.8微米,或甚至不大于0.7微米。根据一个非限制性实施例,磨料颗粒的中值磨粒尺寸可以是至少0.01微米,如至少0.05微米,或至少0.1微米,或至少0.2微米,或甚至至少0.4微米。应了解,磨料颗粒的中值磨粒尺寸可以在上文提到的任一个最小值和最大值之间的范围内。中值磨粒尺寸通过SEM显微图根据未校正的截距法进行测量。
磨料颗粒可以具有特定平均粒度。举例来说,磨料颗粒的平均粒度可以不大于3mm,如不大于2mm,或不大于1mm,或不大于900微米,或不大于800微米,或不大于700微米,或甚至不大于600微米。根据一个非限制性实施例,磨料颗粒的平均粒度可以是至少100微米,如至少200微米,或至少300微米,或至少400微米,或至少500微米,或至少600微米,或至少700微米,或至少800微米,或至少900微米,或至少1mm,或至少1.2mm,或至少1.5mm,或至少2mm。应了解,磨料颗粒的平均粒度可以在包括上文提到的任一个最小值和最大值的范围内。
如本文所描述,除了磨料颗粒之外,混合物还可以包括其它组分或前体以辅助形成磨料制品。举例来说,混合物可以包括粘合材料或粘合材料的前体。根据一个实施例,粘合材料可以包括选自由以下组成的群组的材料:有机材料、有机前体材料、无机材料、无机前体材料、天然材料和其组合。在特定情况下,粘合材料可以包括金属或金属合金,如粉末金属材料或金属材料前体,其适合于在进一步处理期间形成金属粘合基质材料。
根据另一个实施例,混合物可以包括玻璃质材料或玻璃质材料的前体,其适合于在进一步处理期间形成玻璃质粘合材料。举例来说,混合物可以包括呈粉末形式的玻璃质材料,包括例如含氧材料、氧化物化合物或复合物、玻璃料和其任何组合。
在另一个实施例中,混合物可以包括陶瓷材料或陶瓷材料的前体,其适合于在进一步处理期间形成陶瓷粘合材料。举例来说,混合物可以包括呈粉末形式的陶瓷材料,包括例如含氧材料、氧化物化合物或复合物和其任何组合。
根据另一个实施例,混合物可以包括有机材料或有机材料的前体,其适用于在进一步处理期间形成有机粘合材料。此类有机材料可以包括一种或多种天然有机材料、合成有机材料和其组合。在特定情况下,有机材料可以由树脂制成,所述树脂可以包括热固性树脂、热塑性树脂和其组合。举例来说,一些合适的树脂可以包括酚系树脂、环氧树脂、聚酯、氰酸酯、虫胶、聚氨酯、聚苯并噁嗪、聚双马来酰亚胺、聚酰亚胺、橡胶和其组合。在一个特定实施例中,混合物包括经配置以经由进一步处理形成酚系树脂粘合材料的未固化树脂材料。
酚系树脂可以经固化剂或交联剂(如六亚甲基四胺)改性。在超过约90℃的温度下,六亚甲基四胺的一些实例可以形成交联,从而形成帮助固化树脂的亚甲基和二亚甲基氨基桥。六亚甲基四胺可以均匀地分散在树脂内。更确切地说,六亚甲基四胺可以均匀地分散在树脂区域内作为交联剂。甚至更确切地说,酚系树脂可以含有具有有亚微米平均尺寸的交联结构域的树脂区域。
其它材料如填充剂可以包括于混合物中。填充剂可以存在或可以不存在于最终成型的磨料制品中。填充剂可以包括选自由以下组成的群组的材料:粉末、细粒、球体、纤维和其组合。此外,在特定情况下,填充剂可以包括无机材料、有机材料、纤维、织造材料、非织造材料、颗粒、矿物质、坚果、壳体、氧化物、氧化铝、碳化物、氮化物、硼化物、聚合材料、天然存在的材料和其组合。在某些实施例中,填充剂可以包括如以下的材料:砂、泡沫氧化铝、铬铁矿、菱镁矿、白云石、泡沫多铝红柱石、硼化物、二氧化钛、碳产物(例如碳黑、焦炭或石墨)、碳化硅、木粉、粘土、滑石、六方氮化硼、二硫化钼、长石、霞石正长岩、玻璃球体、玻璃纤维、CaF2、KBF4、冰晶石(Na3AlF6)、钾冰晶石(K3AlF6)、黄铁矿、ZnS、硫化铜、矿物油、氟化物、碳酸盐、碳酸钙、硅灰石、多铝红柱石、钢、铁、铜、黄铜、青铜、锡、铝、蓝晶石、红柱石、石榴石、石英、氟化物、云母、霞石正长岩、硫酸盐(例如硫酸钡)、碳酸盐(例如碳酸钙)、钛酸盐(例如钛酸钾纤维)、岩棉、粘土、海泡石、硫化铁(例如Fe2S3、FeS2或其组合)、氟硼酸钾(KBF4)、硼酸锌、硼砂、硼酸、精细刚玉粉、P15A、软木、玻璃球体、二氧化硅微球体(山田照明(Z-light))、银、SaranTM树脂、对二氯苯、草酸、碱卤化物、有机卤化物、绿坡缕石或其任何组合。
在至少一个实施例中,填充剂可以包括选自由以下组成的群组的材料:抗静电剂、润滑剂、气孔诱导剂(porosity inducer)、着色剂或其组合。在其中填充剂是粒状材料的特定情况下,其可不同于磨料颗粒并且平均粒度显著地小于磨料颗粒的平均粒度。
在形成混合物之后,形成磨料制品的过程可以进一步包括形成包含含于粘合材料中的磨料颗粒的生坯。生坯是未经精加工并且在最终成型的磨料制品形成之前可以进行进一步处理的主体。生坯形成可以包括如压制、模制、浇铸、印刷、喷雾和其组合的技术。在一个特定实施例中,生坯形成可以包括将混合物压制成特定形状,包括例如进行压制操作以形成呈砂轮形式的生坯。
还应了解,一种或多种强化材料可以包含于混合物内或混合物的部分之间以产生包括一种或多种磨料部分(即含于粘合材料内的磨料颗粒以及气孔、填充剂等等)的复合主体和由强化材料组成的强化部分。强化材料的一些合适的实例包括织造材料、非织造材料、玻璃纤维、纤维、天然存在的材料、合成材料、无机材料、有机材料或其任何组合。如本文所使用,术语如“强化”或“强化件”是指不同于用于制备磨料部分的粘合材料和磨料材料的强化材料的离散层或部分。术语如“内部强化件”或“内部强化”指这些组分在磨料制品的主体内或嵌入其中。在切割轮中,内部强化件可以例如呈具有中间开口以容纳轮的心轴孔的盘的形状。在一些轮中,强化材料从心轴孔延伸到主体的边缘。在其它轮中,强化材料可以从主体的边缘延伸到恰好在用于保护主体的凸缘下方的点。一些磨料制品可以是具有在主体的心轴孔和凸缘区域(主体直径的约50%)周围的(内部)纤维强化件的“区强化”。
在形成具有所需组分的混合物并且在所需处理设备中施加混合物之后,所述方法可以继续处理混合物以形成最终成型的磨料制品。处理的一些合适的实例可以包括固化、加热、烧结、结晶、聚合、压制和其组合。在一个实例中,所述方法可以包括粘合批处理、混合磨料颗粒与粘合或粘合前体材料、填充模具、压制和加热或固化混合物。
在完成处理过程之后,形成包括磨料颗粒和任何其它含于三维基质的粘合材料内的添加剂的磨料制品。图2包括根据一实施例的包括涂层的粘合磨料制品的横截面示图。磨料制品200包括的主体201,其包括中心开口230和轴向轴231,所述轴向轴231在轴向方向上延伸穿过中心开口并且可以垂直于径向轴,所述径向轴沿定义主体直径(d)的方向延伸。主体201进一步包括含于三维基质的粘合材料203内的磨料颗粒205。应了解,任何其它填充剂和/或主体的相(例如气孔)可以含于粘合材料203内。在至少一个实施例中粘合材料203定义遍及主体201的整个体积的互连和连续相。
主体201可以包括特定含量的粘合材料203。举例来说,以主体201的总体积计,主体201可以具有至少30vol%粘合材料203。在其它情况下,主体201中的粘合材料203的含量可以更高,如至少35vol%、或至少40vol%、或至少45vol%、或至少50vol%、或至少55vol%、或至少60vol%或甚至至少65vol%。另外,在至少一个非限制性实施例中,主体201中的粘合材料203的含量可以不大于70vol%,如不大于65vol%、或不大于60vol%、或不大于55vol%、或不大于50vol%、或不大于45vol%、或不大于40vol%或甚至不大于35vol%。应了解,主体201中的粘合材料203的含量可以在上文提到的任一个最小百分比和最大百分比之间的范围内,包括例如但不限于在包括至少30vol%和不大于65vol%的范围内。
根据一个实施例,主体201可以具有特定含量的气孔。举例来说,以主体的总体积计,主体201可以具有不大于40vol%气孔。在特定情况下,主体201可以具有不大于35vol%气孔,如不大于30vol%、或不大于25vol%、或不大于20vol%、或不大于15vol%、或不大于10vol%、或不大于8vol%、或不大于5vol%、或不大于4vol%或甚至不大于3vol%气孔。对于至少一个实施例,主体201可以不具有气孔。根据一个非限制性实施例,以主体201的总体积计,主体201可以具有至少0.05vol%气孔,如至少0.5vol%、或至少1vol%、或至少2vol%、或至少3vol%、或至少5vol%、或至少10vol%、或至少15vol%、或至少20vol%或甚至至少30vol%气孔。应了解,主体201的气孔可以在上文提到的最小百分比和最大百分比中的任一个之间的范围内,包括例如但不限于在至少0.5vol%和不大于30vol%范围内的含量。
气孔可以是由离散孔定义的闭合气孔。在某些情况下,气孔还可以是定义延伸穿过主体的至少一部分的互连通道的网状结构的开放气孔。另外,在其它情况下,气孔可以是闭合气孔和开放气孔的组合。
主体201可以形成为具有特定含量的磨料颗粒205。举例来说,在一个实施例中,以主体201的总体积计,主体201可以包括至少30vol%磨料颗粒205,如至少35vol%、或至少40vol%、或至少45vol%、或至少50vol%、或至少55vol%、或至少60vol%磨料颗粒。在至少一个非限制性实施例中,主体201的磨料颗粒205含量可以不大于65vol%,如不大于60vol%、或不大于55vol%、或不大于50vol%、或不大于45vol%、或不大于40vol%或甚至不大于35vol%。应了解,主体201中的磨料颗粒205的含量可以在包括上文提到的任一个最小百分比和最大百分比的范围内,包括例如但不限于,在至少30vol%和不大于60vol%范围内。
应了解,主体201可以包括某些添加剂,如在本文中所提及的填充剂(例如活性填充剂、研磨助剂、成孔剂、混合助剂、强化剂等)。主体201可以包括特定含量的添加剂,包括例如,以主体的总体积计,少量的添加剂。举例来说,以主体的总体积计,主体201可以具有不大于40vol%添加剂。在特定情况下,主体201可以具有不大于35vol%添加剂,如不大于30vol%、或不大于25vol%、或不大于20vol%、或不大于15vol%、或不大于10vol%、或不大于8vol%、或不大于5vol%、或不大于4vol%或甚至不大于3vol%添加剂。对于至少一个实施例,主体201可以不具有添加剂。根据一个非限制性实施例,以主体201的总体积计,主体201可以具有至少0.05vol%添加剂,如至少0.5vol%、或至少1vol%、或至少2vol%、或至少3vol%、或至少5vol%、或至少10vol%、或至少15vol%、或至少20vol%或甚至至少30vol%添加剂。应了解,主体201内的添加剂可以在上文提到的任一个最小百分比和最大百分比之间的范围内,包括例如但不限于,在至少0.5vol%且不大于30vol%范围内的含量。
主体201以横截面形式示出,其显示为具有大体上矩形的形状,可以代表具有中心开口230的轮或盘形状,因此其是环状物。应了解,本文中的实施例的磨料制品可以具有可呈磨石形、锥形、杯形、凸缘形状、圆柱形、轮形、环形和其组合的形式的主体。
主体201可以具有自顶向下观看时大体上圆形的形状。应了解,在三维上,主体201可以具有一定厚度(t)以使得主体201具有盘状或圆柱形形状。如所说明,主体201可以具有延伸穿过主体201的中心的外径(d)。中心开口230可以延伸穿过整个厚度(t)的主体201,使得磨料制品200可以被安装在用于在操作期间旋转磨料制品200的轴或其它机器上。根据一个实施例,主体201可以具有厚度(t)与直径(d)之间的特定关系,从而使得主体的纵横比(D:t)是至少10:1,如至少20:1、或至少30:1、或至少40:1、或至少50:1、或至少60:1、或至少70:1、或至少80:1、或至少90:1或至少100:1。另外,在一个非限制性实施例中,纵横比(D:t)可以不大于1000:1或不大于500:1。应了解,纵横比(D:t)可以在包括上文提到的任一个最小值和最大值的范围内。
再次参考图1,在形成粘合磨料之后,所述方法可以在步骤102处继续,所述步骤102可以包括形成上覆于主体的至少一部分的涂层。适用于形成涂层的特定方法可以包括沉积、浸涂、印刷、压制、喷雾、加热、固化和其组合。
在至少一个实施例中,涂层可以通过热喷雾方法来涂覆。此方法族包括例如:HVOF(高速氧燃料(High Velocity Oxy-fuel))、HVAF(高速空气燃料(High-Velocity AirFuel))、冷喷雾、等离子喷雾(APS)、线材或传输线(flexicord)火焰喷雾等等。可以基于待喷雾的材料来部分确定所述方法。根据一个特定方法,热喷雾方法可以包括液体燃料HVOF方法,其中以高速度将原先呈固体粉末形式的待涂布的材料引导穿过具有充足温度的火焰,从而由粉末材料产生熔融或半熔融材料。熔融和/或半熔融材料从枪的端部射出并施加在工件的目标区域。沉积材料可以产生充分密集的粘附涂层。可以控制各种参数,如喷嘴标准、氧气流速、煤油(或其它可燃的源材料)流速、喷雾距离、粉末进料速率、线性相对速度和经过次数,从而控制涂层的特征。
根据一个实施例,喷嘴标准可以是200/11型喷嘴。
根据另一个实施例,氧气流速可以是至少200l/min,如至少400l/min、或至少500l/min、或至少600l/min、或至少700l/min或至少800l/min或至少900l/min。另外,在另一个非限制性实施例中,氧气流速可以不大于3000/l/min,如不大于2500/l/min、或不大于2000l/min、或不大于1500l/min或不大于1200l/min。应了解,氧气流速可以在包括上文提到的最小值和最大值中的任一个的范围内。
在另一个实施例中,所述方法可以使用流速为至少10l/min,如至少12l/min或至少14l/min或至少16l/min或至少18l/min或至少20l/min或至少24l/min的可燃材料(例如含烃材料,并且更确切地说煤油)。另外,在另一个非限制性实施例中,可燃材料的流速可以不大于40/l/min,如不大于35/l/min或不大于32l/min或不大于30l/min或不大于28l/min。应了解,流速可以在包括上文提到的最小值和最大值的范围内。
喷雾距离可以经测量为喷射熔融或半熔融材料的枪的端部与目标物表面的最短直线距离。根据一个实施例,喷雾距离可以不大于1000mm,如不大于900mm、或不大于800mm、或不大于600mm、或不大于500mm或甚至不大于400mm。另外,在至少一个实施例中,喷雾距离可以是至少100mm,如至少200mm或至少300mm或甚至至少375mm。应了解,喷雾距离可以在包括上文提到的任一个最小值和最大值的范围内。
对于至少一个实施例,粉末进料速率可以不大于1000g/min,如不大于900g/min、或不大于800g/min、或不大于600g/min、或不大于500g/min、或不大于400g/min、或不大于300g/min、或不大于200g/min或不大于100g/min。另外,在至少一个实施例中,粉末进料速率可以是至少10g/min,如至少20g/min、或至少40g/min或甚至至少60g/min或至少80g/min或至少90g/min。应了解,粉末进料速率可以在包括上文提到的任一个最小值和最大值的范围内。
在另一个方面中,定义枪横跨目标区域平移时的线速度的线性相对速度可以不大于15m/s,如不大于12m/s、或不大于10m/s、或不大于8m/s、或不大于5m/s、或不大于4m/s、或不大于3m/s、或不大于2m/s或不大于1m/s。另外,在至少一个实施例中,线性相对速度可以是至少0.1m/s,如至少0.2m/s、或至少0.4m/s、或甚至至少0.6m/s、或至少0.8m/s或至少0.9m/s。应了解,线性相对速度可以在包括上文提到的任一个最小值和最大值的范围内。
还应了解,可以控制枪在目标区域上方的经过次数以辅助合适地形成具有本文中的实施例的特征的层。在至少一个实施例中,经过次数可以是至少10次,如至少15次、或至少20次、或至少25次或至少30次。在一个非限制性实施例中,枪在目标区域上方的经过次数可以不大于100次或不大于80次或不大于60次或不大于40次。应了解,经过次数可以在包括上文提到的任一个最小值和最大值的范围内。
在另一个实施例中,涂布可以包括喷涂过程,其不必包括热喷雾过程。替代地,喷涂过程可以包括涂覆待沉积到材料上的液体形式(例如浆液)的材料。举例来说,喷涂过程可以包括在目标物处喷射数滴含有待沉积材料的液体。喷涂可以包括沉积液相的涂布材料或液相的涂布材料的前体材料。在将涂布材料涂覆到粘合磨料的主体表面的至少一部分上之后,可以进一步处理涂布材料以形成上覆于主体表面的至少一部分的最终成型的涂层。一些示例性方法可以包括加热、干燥、固化、照射、凝固、冷却等等。在某些方法中,可能发生挥发,其会影响涂层组分的最终含量。
根据一个特定实施例,涂层可以上覆于主体的主表面的至少一部分。举例来说,参考图2,主体201可以包括第一主表面208、与第一主表面相对并且通过侧表面207与第一主表面208分开的第二主表面209。如具有图2的实施例中所说明,磨料制品200可以包括上覆于第一主表面208的涂层221。涂层221可以直接粘合到第一主表面208上以使得涂层221与第一主表面208之间无插入层。在至少一个实施例中,涂层221可以从中心开口230延伸到由侧表面207定义的主体201的外部周边边缘。
如图2中进一步所说明,涂层221可以上覆于第二主表面209。涂层221可以直接粘合到第二主表面209上以使得涂层221与第二主表面209之间无插入层。在至少一个实施例中,第二主表面209上的涂层221可以从中心开口230延伸到由侧表面207定义的主体201的外部周边边缘。
图3A-3E包括有包括粘合磨料主体和上覆于主体表面的至少一部分的涂层的磨料制品的横截面示图。值得注意地,图3A-3E提供根据本文中的实施例的粘合磨料主体上的各种涂层布置的示图。在图3A中,粘合磨料主体301包括第一主表面302、第二主表面303和在第一主表面302与第二主表面303之间延伸的侧表面304。涂层305上覆于第一主表面302,但第二主表面303和侧表面304受到暴露,从而使得涂层305不上覆于第二主表面303和侧表面304。涂层305可以从中心开口306延伸到由侧表面304定义的主体301的外部周边边缘。应了解,涂层305还可以在第一主表面302周围周向地延伸,从而使得基本上全部的第一主表面302由涂层305覆盖。
在图3B中,粘合磨料主体311包括第一主表面312、第二主表面313和在第一主表面312与第二主表面313之间延伸的侧表面314。涂层315上覆于第一主表面312、第二主表面313和侧表面314。如所说明,涂层315可以从中心开口316延伸到由侧表面314定义的主体311的外部周边边缘,并且进一步在侧表面314周围轴向和周向地延伸,从而使得基本上全部的整体外表面(除了中心开口316的内表面之外)覆盖有涂层315。
在图3C中,粘合磨料主体321包括第一主表面322、第二主表面323和在第一主表面322与第二主表面323之间延伸的侧表面324。涂层325上覆于第一主表面322和第二主表面323。使侧表面324暴露以使得涂层不上覆于侧表面324。如所说明,涂层325可以从中心开口326延伸到由侧表面324定义的主体321的外部周边边缘。此外,在所说明的实施例中,涂层325可以具有随沿主体321的径向位置变化的厚度。举例来说,邻接于侧表面324和第一主表面322(或第二主表面323)的边缘的第一径向区域327内的涂层325的厚度可以不同于第二径向区域328中的涂层325的厚度,所述第二径向区域328相对于第一径向区域327更接近中心开口326。更确切地说,第一径向区域327中的涂层325的厚度可以小于第二径向区域328中的涂层325的厚度。涂层的厚度可以逐步地或以不连续的间隔如步进式排列的形式变化。
图3D说明粘合磨料主体331包括第一主表面332、第二主表面333和在第一主表面332与第二主表面333之间延伸的侧表面334。涂层335上覆于第一主表面332和第二主表面333。使侧表面334暴露以使得涂层不上覆于侧表面334。如所说明,涂层335可以从中心开口336延伸到由侧表面334定义的主体331的外部周边边缘。此外,在所说明的实施例中,涂层335可以具有随沿主体331的径向位置变化的厚度。举例来说,邻接于侧表面334和第一主表面332(或第二主表面333)的边缘的第一径向区域337内的涂层335的厚度可以不同于第二径向区域338中的涂层335的厚度,所述第二径向区域338相对于第一径向区域337更接近中心开口336。更确切地说,第一径向区域337中的涂层335的厚度可以大于第二径向区域338中的涂层335的厚度。涂层的厚度可以逐步地或以不连续的间隔如步进式排列的形式变化。
在图3E中,粘合磨料主体341包括第一主表面342、第二主表面343和在第一主表面342与第二主表面343之间延伸的侧表面344。涂层345上覆于第一主表面342的一部分和第二主表面343的一部分。使侧表面344暴露以使得涂层不上覆于侧表面344。如进一步所说明,涂层345可以上覆于第一径向区域347中的第一主表面342和第二主表面343,所述第一径向区域347邻接于侧表面344和第一主表面342(或第二主表面343)的边缘。因此,涂层345可以周向地延伸穿过第一径向区域347,从而使得涂层345定义第一和第二主表面342和343上的环形区域。如进一步所说明,第一主表面342和第二主表面343可以具有暴露部分,包括例如相对于第一径向区域347更接近中心开口346的第二径向区域348中的暴露部分。也就是说,涂层不上覆于第二径向区域348中的第一主表面342和第二主表面343。
应了解,可以利用涂层布置上的其它变化并且其在本文中的实施例的范围内。值得注意地,可以利用各种布置的涂层,包括例如但不限于在主体表面的至少一部分上经图案化并且定义底层粘合磨料主体的覆盖区域和暴露区域的涂层。同样,可以将各种涂层厚度选择性地施用到粘合磨料主体的特定区域中。
在至少一个实施例中,施用涂层以在材料去除操作期间限制主体的磨损。特别地主体的侧表面处的主体磨损和热产生证实了对磨料制品的使用寿命的限制。涂层可以在研磨期间在主体侧表面处限制磨损、增加润滑性并限制过度热产生,这可以促进磨料制品的改进性能。
涂层可以具有可以控制以得到合适的耐磨特性同时还不会负面地影响材料去除操作的平均涂层厚度(tc)。如本文中指出并说明,涂层可以具有在主体径向轴方面大体上相同的厚度。在其它实施例中,涂层的厚度在主体的径向轴方面可以是大体上不同的(参见例如图3C-3E的实施例)。
图4包括根据一个实施例的包括粘合磨料主体和涂层的磨料制品的一部分的横截面示图。如所说明,粘合磨料主体401包括第一主表面402、第二主表面403和在第一主表面402与第二主表面403之间延伸的侧表面404。涂层405上覆于第一主表面402的至少一部分和第二主表面403的一部分。使侧表面404暴露以使得涂层405不上覆于侧表面404。涂层405可以具有平均厚度(tc),其可以通过以下来测量:将磨料制品切片、使用合适的技术(例如光学显微镜或SEM)观察磨料制品并进行统计学上相关数目的任意样品测量以测定涂层的平均厚度(tc)。对于具有不均匀厚度的涂层,可以在任意的径向和/或环形位置处由合适的样品尺寸来测量平均厚度以测定平均厚度。
根据一个实施例,涂层405的平均厚度(tc)可以是至少10微米,如至少15微米或至少20微米或至少30微米或至少50微米或至少60微米或至少70微米或至少100微米或至少200微米或至少300微米或至少400微米或至少500微米或至少600微米或至少700微米或甚至至少800微米。另外,在另一个非限制性实施例中,涂层405的平均厚度(tc)可以不大于1mm,如不大于900微米或不大于800微米或不大于700微米或不大于600微米或不大于500微米或不大于400微米或不大于300微米或不大于200微米或不大于150微米或不大于100微米或不大于90微米或不大于70微米或不大于50微米或不大于30微米。应了解,平均涂层厚度(tc)可以在上文提到的最小值和最大值中的任一个之间的范围内。举例来说,平均涂层厚度(tc)可以在10微米与1毫米之间的范围内,如在15微米到600微米之间的范围内。在一个特定实施例中,平均涂层厚度(tc)可以在30微米到400微米之间的范围内,并且在一个更特定的实施例中,平均涂层厚度(tc)可以在60微米到150微米之间的范围内。
在至少一个实施例中,涂层405可以具有相对于粘合磨料的主体401的厚度(t)而言的特定平均厚度(tc)。举例来说,磨料制品400的厚度比(tc/t)可以不大于1,如不大于更大0.9或不大于0.8或不大于0.7或不大于0.6或不大于0.5或不大于0.4或不大于0.3或不大于0.2或不大于0.1或不大于0.08或不大于0.05或不大于0.04或不大于0.03。另外,在另一个非限制性实施例中,厚度比(tc/t)可以是至少0.005,如至少0.006或至少0.008或至少0.01,至少0.05或至少0.1或至少0.2或至少0.25或至少0.3或至少0.4或至少0.5或至少0.6或至少0.7或至少0.8或至少0.9。应了解,厚度比(tc/t)可以在包括上文提到的最小值和最大值中的任一个的范围内。举例来说,厚度比(tc/t)可以在0.005到0.9之间的范围内,如在0.008到0.2之间的范围内。在一个特定实施例中,厚度比(tc/t)可以在0.005到0.1之间的范围内,并且在更特定的实施例中,厚度比(tc/t)可以在0.008到0.05之间的范围内。在另一个特定实施例中,涂层的厚度可以是没有涂层的轮的厚度0.1%到3%。
根据一个实施例,涂层405可以包括金属陶瓷。更确切地说,涂层405可以主要由金属陶瓷组成以使得在至少一个实施例中涂层可以完全由金属陶瓷405制得。金属陶瓷包括有包括至少一个包含金属或金属合金的相和一个包含一种或多种陶瓷化合物的相的复合材料。一种或多种陶瓷化合物可以包括氧化物、碳化物、氮化物、硼化合物或其任何组合。在至少一个实施例中,金属相可以是大部分相以使得金属定义遍及主体的大部分延伸的互连网状结构。在另一个实施例中,陶瓷相可以是大部分相以使得陶瓷颗粒定义遍及主体的大部分延伸的互连网状结构。
在一个方面中,涂层405可以包括至少一个来自下组的元素:铬、镍、碳、氮、钨、硫、钼、铁、锌、硅、钛、铝、锆、镁、锌、硼、钴、钙或其任何组合。在一个特定实施例中,涂层405可以包括在金属陶瓷的金属相内的金属合金。金属合金可以包括过渡金属元素。举例来说,在一个特定实施例中,金属相可以包括铬,并且更确切地说可以包括镍和铬。在至少一个实施例中,金属相可以主要由镍铬合金组成。
对于包括金属陶瓷的涂层,金属陶瓷的陶瓷相可以包括碳化物。在至少一个实施例中,陶瓷相可以包括过渡金属碳化合物。举例来说,陶瓷相可以包括碳化铬。在至少一个实施例中,金属陶瓷包括有包括包含碳化铬的第一相(例如陶瓷相)和包含镍铬合金的第二相(例如金属相)的多相材料。镍铬合金可以包括相较于铬而言更大含量的镍,包括例如包括约80%镍和20%铬的混合物。
根据一个特定的方面,金属陶瓷可以包括特定含量的陶瓷相(Cc)和特定含量的金属相(Cm)。举例来说,陶瓷相的含量(Cc)以金属陶瓷的整个体积计可以是至少5vol%,所述金属陶瓷的整个体积可以是涂层405的整个体积。在另一个实施例中,陶瓷相的含量(Cc)可以更大,如至少10vol%或至少20vol%或至少30vol%或至少40vol%或至少50vol%或至少60vol%或至少70vol%或甚至至少80vol%或至少90vol%。另外,在至少一个非限制性实施例中,金属陶瓷中的陶瓷相的含量(Cc)可以不大于99vol%,如不大于90vol%或不大于80vol%或不大于70vol%或不大于60vol%或不大于50vol%或不大于40vol%或不大于30vol%或不大于20vol%或不大于10vol%或不大于5vol%。应了解,金属陶瓷中的陶瓷相的含量(Cc)可以在上文提到的最小百分比和最大百分比中的任一个之间的范围内。
在另一个实施例中,金属相的含量(Cm)以金属陶瓷的整个体积计可以是至少5vol%,所述金属陶瓷的整个体积可以是涂层405的整个体积。在另一个实施例中,金属相的含量(Cm)可以更大,如至少10vol%或至少20vol%或至少30vol%或至少40vol%或至少50vol%或至少60vol%或至少70vol%或甚至至少80vol%或至少90vol%。另外,在至少一个非限制性实施例中,金属陶瓷中的金属相的含量(Cm)可以不大于99vol%,如不大于90vol%或不大于80vol%或不大于70vol%或不大于60vol%或不大于50vol%或不大于40vol%或不大于30vol%或不大于20vol%或不大于10vol%或不大于5vol%。应了解,金属陶瓷中的金属相的含量(Cm)可以在上文提到的最小百分比和最大百分比中的任一个之间的范围内。
根据至少一个方面,金属陶瓷可以具有陶瓷相的含量(Cc)(vol%)比金属相的含量(Cm)的特定比率。举例来说,金属陶瓷可以具有可以不大于10的含量比率(Cc/Cm),如不大于8或不大于6或不大于5或不大于4或不大于3或不大于2或不大于1.8或不大于1.5或不大于1.2或不大于1或不大于0.9或不大于0.8或不大于0.7或不大于0.6或不大于0.5或不大于0.4或不大于0.3或不大于0.2或不大于0.1或不大于0.05。另外,在另一个非限制性实施例中,含量比率(Cc/Cm)可以是至少0.01,如至少0.05或至少0.1或至少0.2或至少0.3或至少0.4或至少0.5或至少0.6或至少0.7或至少0.8或至少0.9或至少0.95或至少1或至少1.5或至少2或至少3或至少4或甚至至少5。应了解,含量比率(Cc/Cm)可以在上文提到的最小值和最大值中的任一个之间的范围内,包括例如在包括至少1并且不大于10的范围内,如在包括至少2并且不大于8的范围内,或甚至在包括至少3并且不大于6的范围内。
在某些情况下,涂层405可以具有特定的表面粗糙度(Ra),其可以促进磨料制品的改进性能。涂层外表面的表面粗糙度可以在磨料制品的操作期间促进侧表面的改进冷却和/或润滑性。表面粗糙度可以是处理方法或后处理粗糙化操作的结果。根据至少一个实施例,如使用光学显微法所测量,涂层405的外表面的表面粗糙度(Ra)可以是至少20微米。在其它实施例中,涂层405的外表面的表面粗糙度(Ra)可以是至少40微米,如至少60微米或至少80微米或至少90微米或至少100微米或至少120微米或至少150微米或至少175微米或至少200微米或至少300微米或至少400微米或至少500微米或至少600微米或至少800微米。另外,在至少一个非限制性实施例中,表面粗糙度可以不大于1mm,如不大于900微米或不大于800微米或不大于700微米或不大于600微米或不大于500微米或不大于400微米或不大于300微米或不大于200微米。应了解,表面粗糙度可以在包括上文提到的最小值和最大值中的任一个的范围内。
图5包括根据一个实施例的包括粘合磨料主体和涂层的磨料制品的一部分的横截面示图。如所说明,磨料制品500包括具有主体501的粘合磨料,所述主体501包括含于粘合材料507内的磨料颗粒503。在至少一个实施例中,磨料制品500包括涂层505。如所说明,涂层505可以是定义涂层区域505之间的间隙区域506的不连续层。在至少一个实施例中,涂层505是选择性涂层以使得其上覆于主体501的选择部分并且不存在于其它区域中,由此定义主体501的外表面如第一主表面502的部分受到暴露的间隙区域。根据一个特定实施例,可以选择性地置放涂层505以上覆于磨料颗粒503。如图5中所说明,涂层505上覆于并直接粘合到在主体501的第一主表面502处暴露的磨料颗粒503。然而,对于其中不存在暴露的磨料颗粒并且仅由粘合材料507定义的第一主表面502的那些部分,此类部分大体上未经涂布并且定义间隙区域506。如进一步所说明,由粘合材料507定义的第一主表面502的部分未经涂布并且定义间隙区域506。因此,在一个实施例中,相较于上覆于粘合材料507的涂层505的含量,上覆于磨料颗粒503的涂层505的含量更大。
此类涂层的选择可以通过用于涂覆涂层的方法来实现。举例来说,在至少一个实施例中,选择性涂层可以通过以下来实现:以使涂层优先粘合到磨料颗粒但不必容易地粘合到主体的粘合材料的方式来沉积涂层。这可以经由合适地选择磨料颗粒、粘合材料和涂层材料来实现。在一个特定实施例中,选择性涂层可以通过使用热喷雾方法以涂覆涂层来实现。更确切地说,所述方法可以包括高速氧燃料沉积方法以形成涂层。
再次参考涂层的方面,涂层可以具有特定的耐磨性。举例来说,根据ASTM G65测试,涂层的耐磨性可以是至少0.01mm3/6000循环。在其它实施例中,耐磨性可以更大,如至少0.1mm3/6000循环或至少0.2mm3/6000循环或至少0.4mm3/6000循环或至少0.6mm3/6000循环或至少0.8mm3/6000循环或至少1mm3/6000循环或至少2mm3/6000循环或至少4mm3/6000循环或至少6mm3/6000循环或至少8mm3/6000循环或至少10mm3/6000循环或至少20mm3/6000循环或至少40mm3/6000循环或至少60mm3/6000循环或至少80mm3/6000循环。另外,在一个非限制性实施例中,耐磨性可以不大于100mm3/6000循环或不大于80mm3/6000循环或不大于60mm3/6000循环或不大于40mm3/6000循环或不大于20mm3/6000循环或不大于10mm3/6000循环或不大于8mm3/6000循环或不大于6mm3/6000循环或不大于4mm3/6000循环或不大于2mm3/6000循环或不大于1mm3/6000循环或不大于0.8mm3/6000循环或不大于0.6mm3/6000循环或不大于0.4mm3/6000循环或不大于0.2mm3/6000循环或不大于0.1mm3/6000循环。应了解,耐磨性可以在包括上文提到的最小值和最大值中的任一个的范围内。
在另一个实施例中,涂层可以具有特定的静摩擦系数。举例来说,根据ASTMC1028,涂层的静摩擦系数可以小于0.8(μs)。举例来说,涂层的静摩擦系数可以小于0.7μs,如小于0.6μs或小于0.5μs或小于0.4μs或小于0.3μs。另外,在至少一个非限制性实施例中,静摩擦系数可以是至少0.2μs,如至少0.3μs或至少0.4μs或至少0.5μs或至少0.6μs或至少0.7μs。应了解,静摩擦系数可以在包括上文提到的最小值和最大值中的任一个的范围内。
在另一个实施例中,涂层可以具有特定的导热率。举例来说,涂层的导热率可以是至少1W/m.K。在其它实施例中,涂层的导热率可以更大,如至少2W/m.K或至少5W/m.K或至少10W/m.K或至少25W/m.K或至少50W/m.K或至少75W/m.K或至少100W/m.K或至少150W/m.K或至少200W/m.K或至少250W/m.K或至少300W/m.K或至少350W/m.K或至少400W/m.K或至少450W/m.K。另外,在一个非限制性实施例中,导热率可以不大于500W/m.K或不大于450W/m.K或不大于400W/m.K或不大于350W/m.K或不大于300W/m.K或不大于250W/m.K或不大于200W/m.K或不大于150W/m.K或不大于100W/m.K或不大于75W/m.K或不大于50W/m.K或不大于25W/m.K或不大于10W/m.K或不大于5W/m.K。应了解,导热率可以在包括上文提到的最小值和最大值中的任一个的范围内。
在另一个实施例中,涂层可以具有特定的硬度。举例来说,涂层的硬度可以是至少500(维氏硬度表)。在其它实施例中,涂层的硬度可以更大,如至少600或至少800至少1000或至少1200或至少1500或至少1800或至少2000或至少2200或至少2500或至少2800或至少3000或至少3200或至少3500。另外,在一个非限制性实施例中,硬度可以不大于3500或不大于3200或不大于3000或不大于2800或不大于2500或不大于2200或不大于2000或不大于1800或不大于1500或不大于1200或不大于1000或不大于800或不大于600。应了解,硬度可以在包括上文提到的最小值和最大值中的任一个的范围内。
在另一个实施例中,涂层可以具有特定的发射率。举例来说,根据ASTM E1933-99a,涂层的发射率可以小于0.9。举例来说,涂层的发射率可以小于0.8或小于0.7或小于0.6或小于0.5或小于0.4或小于0.3或小于0.2。另外,在至少一个非限制性实施例中,发射率可以是至少0.1,如至少0.2或至少0.3或至少0.4或至少0.5或至少0.6或至少0.7或至少0.8。应了解,发射率可以在包括上文提到的最小值和最大值中的任一个的范围内。
图6包括根据一个实施例的包括粘合磨料主体和涂层的磨料制品的一部分的横截面示图。如所说明,涂层605可以包括粘结剂材料607和含于粘结剂材料607内的颗粒608。可以根据本文中所公开的方法中的任一种来形成涂层605。举例来说,可以使用沉积方法如浸涂方法、喷涂方法等等来形成涂层605。
在一个实施例中,涂层605可以包括可以促进磨料制品性能的特定含量的颗粒608。举例来说,以涂层的总重量计,涂层605可以包括呈至少42wt.%的含量的颗粒608,如至少45wt.%或至少52wt.%或至少58wt.%或至少60wt.%或至少64wt.%或至少68wt.%或至少71wt.%或至少75wt.%或至少81wt.%或至少88wt.%或至少90wt.%。在另一种情况下,以涂层的总重量计,涂层605可以包括呈最多91wt.%的含量的颗粒608,如最多88wt.%或最多85wt.%或最多80wt.%或最多78wt.%或最多76wt.%或最多72wt.%或最多68wt.%或最多63wt.%或最多60wt.%。此外,颗粒608的含量可以在包括本文所指出的最小百分比和最大百分比中的任一个的范围内。举例来说,涂层605可以包括呈在包括至少42wt.%和最多91wt.%的范围内的含量的颗粒608,如在包括至少60wt.%和最多90wt.%的范围内。在一个特定实施例中,颗粒608可以包括碳化铬(例如Cr3C2)。在一个更特定的实施例中,涂层605可以包括含有呈在包括本文所指出的最小百分比和最大百分比中的任一个的范围内的含量的碳化铬的颗粒。在另一个特定实施例中,颗粒608是碳化铬颗粒。在另一个更特定的实施例中,碳化铬颗粒在涂层中的存在含量可以在包括本文所指出的最小百分比和最大百分比中的任一个的范围内。
在另一个实施例中,涂层605可以包括可以促进涂层形成的特定含量的粘结剂材料607。举例来说,以涂层的总重量计,涂层605可以包括呈至少9wt.%的含量的粘结剂材料607,如至少10wt.%或至少15wt.%或至少18wt.%或至少20wt.%或至少24wt.%或至少29wt.%或至少32wt.%或至少36wt.%或至少40wt.%。在另一种情况下,以涂层的总重量计,涂层605可以包括呈最多42wt.%的含量的粘结剂材料607,如最多40wt.%或最多37wt.%或最多35wt.%或最多32wt.%或最多28wt.%或最多23wt.%或最多20wt.%或最多18wt.%或最多15wt.%或最多12wt.%或最多10wt.%。此外,粘结剂材料607的含量可以在包括本文所指出的最小百分比和最大百分比中的任一个的范围内。举例来说,涂层605可以包括呈在包括至少9wt.%和最多42wt.%的范围内的含量的粘结剂材料607,如在包括至少10wt.%和最多40wt.%的范围内或在包括至少15wt.%和最多32wt.%的范围内。
在另一个实施例中,涂层605可以包括可以促进涂层608形成和性能的特定比率(wp/wb)的颗粒608重量含量(wp)比粘结剂材料607重量含量(wb)。举例来说,比率(wp/wb)可以是至少1.2,如至少1.5或至少1.8或至少2.1或至少2.3或至少2.5或至少2.8或至少3.2或至少3.4或至少3.6或至少3.8或至少4.1或至少4.2或至少4.6或至少5.1或至少5.3或至少5.5或至少6.2或至少6.6或至少7.4或至少7.9或至少8.1或至少8.5或至少8.8或至少9。在另一种情况下,比率(wp/wb)可以是最多9.1,如最多8.5或最多7.6或最多7.2或最多6.8或最多6.4或最多6.2或最多5.8或最多5.4或最多5.2或最多4.8或最多4.5或最多4.3或最多3.8或最多3.6或最多3.2或最多2.8或最多2.6或最多2.2或最多1.6。此外,比率(wp/wb)可以在包括本文所指出的最小值和最大值中的任一个的范围内。举例来说,比率(wp/wb)可以在包括至少1.2和最多9.1的范围内,如在包括至少2.8和最多6.2的范围内。
粘结剂材料607可以包括有机材料、无机材料或其组合。在至少一个实施例中粘结剂材料607可以包括至少一个选自下组的材料:有机材料、聚合物、树脂、金属、陶瓷、玻璃质材料或其任何组合。根据一个方面,粘结剂材料607可以包括一种或多种天然有机材料、合成有机材料或其组合。在特定情况下,粘结剂材料607可以包括热固物、热塑物或其组合。举例来说,一些适用作粘结剂材料607的材料可以包括酚系树脂的、环氧树脂、聚酯、氰酸酯、虫胶、聚胺酯、橡胶和其组合。在一个特定实施例中,粘结剂材料607可以包括酚系树脂,并且更确切地说可以主要由酚系树脂组成。根据一个方面,粘结剂材料607可以是与粘合磨料的主体601的粘合材料604基本上相同的或确切地相同的材料。粘结剂材料607和粘合材料604可以彼此粘合。在某些情况下,可以将粘结剂材料607施用于主体601的表面并固化以使得粘结剂材料607和粘合材料604黏着并彼此直接粘合。
粘结剂材料607可以形成遍及整个体积的涂层605的连续性三维相。如此,如图6中所说明,颗粒608可以含于粘结剂材料607内并且经由一定体积的粘结剂材料607分散,从而使得颗粒608定义所述体积的涂层605中的不连续和离散的相。如图6中所说明,颗粒可以遍及所述体积的粘结剂材料607并遍及所述体积的涂层605大体上均匀地分布。另外,应了解,在其它实施例中,涂层605可以利用在粘结剂材料607内不均匀分布的颗粒608。
简单地参考图7-8,说明了使用在粘结剂材料内不均匀分布的颗粒的示例性涂层。图7包括有包括具有主体701和上覆于主体701主表面的至少一部分的涂层705的粘合磨料的磨料制品700的一部分的横截面示图。涂层705可以包括粘结剂材料707和含于粘结剂材料707内的颗粒708。如所说明,粘结剂材料707中的颗粒708的含量随涂层705的厚度(tc)变化而变化,从而使得区709中的粘结剂材料707中含有的颗粒708的含量大于区710中的粘结剂材料707内含有的颗粒708的含量。如此,颗粒708非均匀地分散于粘结剂材料707内,其中与在涂层705与主体701之间的介面712处的颗粒708的含量相比,接触粘结剂材料707的外表面和涂层705的外表面711的颗粒708的含量更大。这种布置视为粘结剂707中的颗粒708的轴向不均匀分布,因为粘结剂材料707中的颗粒707的含量随涂层705中的轴向位置变化而变化,在所述涂层705中的轴向位置中轴向轴平行于定义涂层705厚度的方向。应了解,这种浓度差异可以是定义浓度逐步变化的梯度。在另一个实施例中,浓度差异还可以是定义两个或更多个间隔的更不连续的变化或定义颗粒708的不连续的浓度变化的介面。还应了解,可使用其它在粘结剂材料707内不均匀分布的颗粒808,包括例如其中区710中的粘结剂材料707内的颗粒708的含量大于区709中的粘结剂材料707内含有的颗粒708的含量的实施例。
在另一个实施例中,在粘结剂材料707内不均匀分布的颗粒708可以通过由多个上覆于彼此的膜产生涂层来形成。在此类情况下,多个膜中的至少两个膜可以包括不同含量的颗粒708以使得涂层可以通过产生连续膜来形成,其中各膜中的磨料颗粒708的含量可以选择并且相应地根据其它膜中的任一个而变化。
图8包括有包括具有主体801和上覆于主体801主表面的至少一部分的涂层805的粘合磨料的磨料制品900的一部分的横截面示图。涂层805可以包括粘结剂材料807和含于粘结剂材料807内的颗粒808。如所说明,粘结剂材料807中的颗粒808的含量随主体801的径向长度(lr)变化而变化,从而使得区809中的粘结剂材料807中含有的颗粒808的含量不同于区810中的粘结剂材料807内含有的颗粒808的含量。更确切地说,在一个实施例中,在区809内的粘结剂材料807中含有的颗粒808的含量可以大于在区809内的粘结剂材料807中含有的颗粒808的含量。如此,颗粒808非均匀地分散于粘结剂材料807内,其中与在定义中心开口830的一部分的涂层805的内表面812处的颗粒808的含量相比,接触涂层805的周边外表面811的颗粒908的含量更大。这种布置视为粘结剂807中的颗粒808的径向不均匀分布,因为粘结剂材料807中的颗粒807的含量随涂层805中的径向位置变化而变化。应了解,这种浓度差异可以是定义粘结剂材料807内的颗粒808的逐步浓度变化的梯度。在另一个实施例中,浓度差异还可以是定义两个或更多个间隔的更不连续的变化或定义颗粒808的不连续的浓度变化的介面。还应了解,可使用其它在粘结剂材料807内不均匀分布的颗粒808,包括例如其中区810中的粘结剂材料807内的颗粒808的含量大于区809中的粘结剂材料807内含有的颗粒908的含量的实施例。
再次参考图6,颗粒608可以包括无机材料。举例来说,颗粒608可以包括金属陶瓷、陶瓷或其任何组合。在另一个实施例中,颗粒608可以取决于其组成是金属陶瓷或陶瓷。在至少一个实施例中,颗粒608可以主要由金属陶瓷组成。金属陶瓷可以包括本文所述的金属陶瓷组合物中的任一种。举例来说,颗粒608可以包括有包括复合材料的金属陶瓷,所述复合材料包括至少一种包含金属或金属合金的相和一种包含一种或多种陶瓷化合物的相。一种或多种陶瓷化合物可以包括氧化物、碳化物、氮化物、硼化合物或其任何组合。在至少一个实施例中,金属相可以是大部分相以使得金属定义遍及主体的大部分延伸的互连网状结构。在另一个实施例中,陶瓷相可以是大部分相以使得陶瓷相定义遍及主体的大部分延伸的互连网状结构,其可以是材料的多晶相。在一个方面中,包括金属陶瓷的颗粒608可以包括至少一种来自下组的元素:铬、镍、碳、氮、钨、硫、钼、铁、锌、硅、钛、铝、锆、镁、锌、硼、钴、钙或其任何组合。在一个特定实施例中,包括金属陶瓷的颗粒608可以包括在金属相内的金属合金。金属合金可以包括过渡金属元素。举例来说,在一个特定实施例中,金属相可以包括铬,并且更确切地说可以包括镍和铬。在至少一个实施例中,金属相可以主要由镍铬合金组成。在至少一个实施例中,颗粒608的金属陶瓷可以包括包括包含碳化铬的第一相(例如陶瓷相)和包含镍铬合金的第二相(例如金属相)的多相材料。在另一个实施例中,颗粒608可以包括陶瓷。在一个特定实施例中,颗粒608可以主要由陶瓷组成。在另一个实施例中,颗粒608可以包括含铬材料。在一个特定实施例中,颗粒608可以包括碳化铬。在一个更特定的实施例中,颗粒608可以主要由碳化铬组成。
在另一个实施例中,颗粒608的莫氏硬度可以不大于9,如小于8或小于7或小于6或甚至小于5。另外,颗粒608的莫氏硬度可以是至少1,如至少2或至少3或至少4或至少5或至少6。应了解,颗粒可以具有在包括上文提到的最小值和最大值中的任一个的范围内的莫氏硬度。
在又另一个实施例中,颗粒608的维氏硬度可以是至少500。在其它实施例中,颗粒608的维氏硬度可以更大,如至少600或至少800至少1000或至少1200或至少1500或至少1800或至少2000或至少2200或至少2500或至少2800或至少3000或至少3200或至少3500。另外,在一个非限制性实施例中,颗粒608的维氏硬度可以不大于3500或不大于3200或不大于3000或不大于2800或不大于2500或不大于2200或不大于2000或不大于1800或不大于1500或不大于1200或不大于1000或不大于800或不大于600。应了解,颗粒608的维氏硬度可以在包括上文提到的最小值和最大值中的任一个的范围内。
颗粒608可以具有可以促进涂层605的性能的特定尺寸。举例来说,颗粒608的平均粒度可以不大于1mm,如不大于900微米或不大于800微米或不大于700微米或不大于600微米或不大于500微米或不大于400微米或不大于300微米或不大于200微米或不大于100微米或不大于90微米或不大于80微米或不大于70微米或不大于60微米或不大于50微米或不大于40微米或甚至不大于30微米或不大于25微米或不大于23微米或不大于20微米或不大于15微米或不大于10微米或不大于8微米或不大于5微米。根据一个非限制性实施例,颗粒608的平均粒度可以是至少约0.1微米,如至少0.5微米或至少1微米或至少2微米或至少3微米或至少5微米或至少8微米或至少约10微米或至少20微米或至少30微米或至少40微米或至少50微米。应了解,颗粒的平均粒度可以在包括上文提到的最小值和最大值中的任一个的范围内,包括例如但不限于在包括至少0.1微米和不大于500微米的范围内,或甚至在包括至少1微米和不大于50微米的范围内。在一个特定实施例中,颗粒的平均粒度可以在包括至少2微米至不大于40微米的范围内。
颗粒608可以具有相对于磨料颗粒602而言的特定平均粒度,其可以促进磨料制品的性能。举例来说,颗粒608可以具有平均粒度(PSp)和磨料颗粒602可以具有平均粒度(PSab),其中与PSab相比,PSp是不同的。在至少一个实施例中,PSp可以小于PSab。在一个特定实例中,磨料制品可以具有值不大于1的粒度比率(PSp/PSab),如大于0.95或不大于0.9或不大于0.8或不大于0.7或不大于0.6或不大于0.5或不大于0.4或不大于0.3或不大于0.2或不大于0.1或不大于0.5。另外,在至少一个实施例中,粒度比率(PSp/PSab)可以是至少0.01,如至少0.05或至少0.1或至少0.15或至少0.2或至少0.25或至少0.3或至少0.35或至少0.4或至少0.5或至少0.6或至少0.7或至少0.8或至少0.9。应了解,粒度比率(PSp/PSab)可以在包括上文提到的最小值和最大值中的任一个的范围内,包括例如但不限于在包括至少0.01和不大于0.5的范围内,或在包括至少0.01和不大于0.3的范围内。
颗粒608可以具有相对于涂层605的平均厚度(tc)而言的特定平均粒度,其可以促进磨料制品的性能。举例来说,颗粒608可以具有平均粒度(PSp)并且涂层可以具有平均厚度(tc),其中平均粒度(PSp)不同于涂层605的平均厚度(tc)。在至少一个实施例中,PSp可以小于涂层605的平均厚度(tc)。在一个特定实例中,磨料制品可以具有值不大于1的粒度与厚度比(PSp/tc),如大于0.95或不大于0.9或不大于0.8或不大于0.7或不大于0.6或不大于0.5或不大于0.4或不大于0.3或不大于0.2或不大于0.1或不大于0.5。另外,在至少一个实施例中,粒度与厚度比(PSp/tc)可以是至少0.01,如至少0.05或至少0.1或至少0.15或至少0.2或至少0.25或至少0.3或至少0.35或至少0.4或至少0.5或至少0.6或至少0.7或至少0.8或至少0.9。应了解,粒度与厚度比(PSp/tc)可以在包括上文提到的最小值和最大值中的任一个的范围内,包括例如但不限于在包括至少0.01和不大于0.5的范围内,或在包括至少0.01和不大于0.2的范围内。
涂层605可以形成为具有可以促进磨料制品的性能的特定含量的颗粒608。举例来说,以涂层605的总体积计,涂层605可以包括至少20vol%颗粒608。在其它情况下,涂层605中的颗粒608的含量可以更大,如至少30vol%或至少40vol%或至少50vol%或至少60vol%或至少70vol%。另外,在一个非限制性实施例中,在涂层605内的颗粒608的总含量可以不大于80vol%或不大于75vol%或不大于70vol%或不大于60vol%或不大于50vol%或不大于40vol%。应了解,涂层中的颗粒608的总含量可以在包括上文提到的最小值和最大值中的任一个的范围内,包括例如但不限于至少20vol%和不大于80vol%或至少30vol%和不大于70vol%。在那些具有不均匀分布的颗粒的实施例中,以涂层的总体积计,总含量是平均值。
在某些情况下,涂层605可以是保形涂层并且上覆于主体601的所有组分,包括磨料颗粒602和粘合材料604。如此,在至少一个非限制性实施例中,涂层605可以是非选择性涂层。此外,如在本文中所指出,涂层605的粘结剂材料607可以直接粘合到粘合材料604。
根据一个实施例,涂层605的外表面611可以是相对平滑的。举例来说,涂层605的外表面611的平均表面粗糙度(Ra)可以不大于1mm,如在包括与表面粗糙度相关的上文提到的值中的任一个的范围内。
许多不同方面和实施例是可能的。那些方面和实施例中的一部分描述于本文中。阅读本说明书以后,所属领域的技术人员应了解,那些方面和实施例仅仅是说明性的并且不限制本发明的范围。实施例可以与如下所列的实施例中的任一个或多个一致。
实施例
实施例1.一种磨料制品,其包含:
包括以下的主体:
含于粘合材料内的磨料颗粒;
第一主表面、第二主表面和在第一主表面与第二主表面之间延伸的侧表面;和
上覆于第一主表面或第二主表面中的一个的至少一部分的涂层,其中涂层包含金属陶瓷。
实施例2.一种磨料制品,其包含:
包括以下的主体:
含于粘合材料内的磨料颗粒;
第一主表面、第二主表面和在第一主表面与第二主表面之间延伸的侧表面;和
上覆于第一主表面或第二主表面中的一个的至少一部分的涂层,其中包括涂层的第一主表面或第二主表面的部分包含至少20微米的表面粗糙度。
实施例3.一种磨料制品,其包含:
包括以下的主体:
含于粘合材料内的磨料颗粒;
第一主表面、第二主表面和在第一主表面与第二主表面之间延伸的侧表面;和
上覆于第一主表面或第二主表面中的一个的至少一部分的涂层,其中与上覆于粘合材料的涂层的含量相比,上覆于磨料颗粒的涂层的含量更大。
实施例4.一种磨料制品,其包含:
包括以下的主体:
含于粘合材料内的磨料颗粒;
第一主表面、第二主表面和在第一主表面与第二主表面之间延伸的侧表面;和
上覆于第一主表面或第二主表面中的一个的至少一部分的涂层,其中涂层包含至少一种选自由以下组成的群组的特性:
在ASTM G65测试中至少0.15mm3/6000循环的耐磨性;
小于0.8(μs)的静摩擦系数;
至少10W/m.K的导热率;
至少550(维氏硬度表)的硬度;
小于0.9的发射率;或
其任何组合。
实施例5.一种磨料制品,其包含:
包括以下的主体:
含于粘合材料内的磨料颗粒;
第一主表面、第二主表面和在第一主表面与第二主表面之间延伸的侧表面;和
上覆于第一主表面或第二主表面中的一个的至少一部分的涂层,其中涂层包含至少一种选自下组的元素:铬、镍、碳、氮、钨、硫、钼、铁、锌、硅、钛、铝、锆、镁、锌、硼、钴、钙或其任何组合。
实施例6.一种磨料制品,其包含:
包括以下的主体:
含于粘合材料内的磨料颗粒;
第一主表面、第二主表面和在第一主表面与第二主表面之间延伸的侧表面;和
上覆于第一主表面或第二主表面中的一个的至少一部分的涂层,其中涂层包含粘结剂材料和含于粘结剂材料内的颗粒,其中颗粒包括金属陶瓷、陶瓷或其任何组合。
实施例7.根据实施例1、2、3、4、5和6中任一项所述的磨料制品,其中主体包含定义至少10:1或至少20:1或至少30:1或至少40:1或至少50:1或至少60:1或至少70:1或至少80:1或至少90:1或至少100:1的纵横比(D:t)的厚度(t)和直径(d)。
实施例8.根据实施例1、2、3、4、5和6中任一项所述的磨料制品,其中涂层上覆于至少主体的第一主表面或第二主表面的大部分。
实施例9.根据实施例1、2、3、4、5和6中任一项所述的磨料制品,其中涂层定义主体的第一主表面或第二主表面中的至少一个上的环形区域。
实施例10.根据实施例1、2、3、4、5和6中任一项所述的磨料制品,其中涂层上覆于基本上全部的第一主表面。
实施例11.根据实施例1、2、3、4、5和6中任一项所述的磨料制品,其中涂层上覆于基本上全部的第一主表面和第二主表面。
实施例12.根据实施例1、2、3、4、5和6中任一项所述的磨料制品,其中涂层上覆于侧表面的仅一部分并且定义基本上不含涂层的侧表面上的暴露区域。
实施例13.根据实施例1、2、3、4、5和6中任一项所述的磨料制品,其中涂层直接粘合到至少部分的第一主表面或第二主表面。
实施例14.根据实施例1、2、3、4、5和6中任一项所述的磨料制品,其中涂层包含厚度(tc),并且其中厚度在主体的径向轴方面大体上相同。
实施例15.根据实施例1、2、3、4、5和6中任一项所述的磨料制品,其中涂层包含厚度(tc),并且其中厚度在主体的径向轴方面大体上不同。
实施例16.根据实施例1、2、3、4、5和6中任一项所述的磨料制品,其中磨料颗粒包括至少一种选自下组的材料:氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、金刚石、天然矿石或其任何组合。
实施例17.根据实施例1、2、3、4、5和6中任一项所述的磨料制品,其中粘合材料包含至少一种选自下组的材料:有机材料、聚合物、树脂、金属、陶瓷、玻璃质材料或其任何组合。
实施例18.根据实施例1、2、3、4、5和6中任一项所述的磨料制品,其中粘合材料包含酚系树脂。
实施例19.根据实施例1、2、3、4、5和6中任一项所述的磨料制品,其中主体包含含量在至少30体积%与不大于65体积%之间的范围内的粘合材料。
实施例20.根据实施例1、2、3、4、5和6中任一项所述的磨料制品,其中主体包含含量在至少30体积%与不大于56体积%之间的范围内的磨料颗粒。
实施例21.根据实施例1、2、3、4、5和6中任一项所述的磨料制品,其中主体进一步包含至少一种含于粘合材料内的填充剂,其中填充剂是至少一种选自下组的材料:纤维、颗粒、中空颗粒、中空球体、陶瓷、玻璃、金属、氧化物、碳化物氮化物硼化物含卤素化合物、含碱金属化合物、含碱土金属化合物、包括至少一种过渡金属元素的化合物、矿石、硫酸盐、钛酸盐、氯化物、聚合物、树脂、热固物、热塑物或其任何组合。
实施例22.根据实施例1、2、3、4、5和6中任一项所述的磨料制品,其中涂层的厚度(tc)是至少10微米。
实施例23.根据实施例1、2、3、4、5和6中任一项所述的磨料制品,其中涂层的厚度(tc)不大于1毫米。
实施例24.根据实施例1、2、3、4、5和6中任一项所述的磨料制品,其中主体进一步包含在至少0vol%与不大于30vol%之间的范围内的气孔。
实施例25.根据实施例2、3、4和5中任一项所述的磨料制品,其中涂层包含金属陶瓷。
实施例26.根据实施例1和25中任一项所述的磨料制品,其中金属陶瓷包含至少一种选自下组的元素:铬、镍、碳、钨、硫、钼、铁、锌、硅、钛、铝、锆、镁、锌、硼、钴、钙、碳、氮或其任何组合。
实施例27.根据实施例1和25中任一项所述的磨料制品,其中金属陶瓷包含碳化铬。
实施例28.根据实施例1和25中任一项所述的磨料制品,其中金属陶瓷包含镍和铬。
实施例29.根据实施例1和25中任一项所述的磨料制品,其中金属陶瓷包含有包括包含碳化铬的第一相和包含镍铬的第二相的多相材料。
实施例30.根据实施例1、3、4、5和6中任一项所述的磨料制品,其中包括涂层的表面的部分包含至少20微米或至少100微米或至少200微米或至少500微米或至少800微米或至少900微米的平均表面粗糙度。
实施例31.根据实施例30所述的磨料制品,其中平均表面粗糙度不大于1mm,或不大于900微米或不大于800微米或不大于700微米或不大于600微米或不大于500微米。
实施例32.根据实施例1、2、4、5和6中任一项所述的磨料制品,其中与上覆于粘合材料的涂层的含量相比,上覆于磨料颗粒的涂层的含量更大。
实施例33.根据实施例1、2、3、5和6中任一项所述的磨料制品,其中涂层包含至少一种选自由以下组成的群组的特性:
在ASTM G65测试中至少0.15mm3/6000循环的耐磨性;
小于0.8(μs)的静摩擦系数;
至少10W/m.K的导热率;
至少550(维氏硬度表)的硬度;
小于0.9的发射率;或
其任何组合。
实施例34.根据实施例1、2、3、4、5和6中任一项所述的磨料制品,其中粘合材料定义遍及所述体积的主体延伸的连续相。
实施例35.根据实施例1、2、3、4、5和6中任一项所述的磨料制品,其中主体基本上不含衬底。
实施例36.根据实施例6所述的磨料制品,其中涂层的粘结剂材料与粘合材料基本上相同。
实施例37.根据实施例6所述的磨料制品,其中粘结剂材料包含至少一种选自下组的材料:有机材料、聚合物、树脂、金属、陶瓷、玻璃质材料或其任何组合。
实施例38.根据实施例6所述的磨料制品,其中粘结剂材料包含酚系树脂。
实施例39.根据实施例6所述的磨料制品,其中粘结剂材料定义连续相并且颗粒分散于粘结剂材料内。
实施例40.根据实施例6所述的磨料制品,其中颗粒大体上均匀地分散于粘结剂材料内。
实施例41.根据实施例6所述的磨料制品,其中颗粒非均匀地分散于粘结剂材料内。
实施例42.根据实施例6所述的磨料制品,其中颗粒非均匀地分散于粘结剂材料内,其中与在涂层与主体之间的介面处的颗粒的含量相比,接触粘结剂材料的外表面的颗粒的含量更大。
实施例43.根据实施例6所述的磨料制品,其中颗粒包括选自由以下组成的群组的陶瓷:氧化物、碳化物、氮化物、硼化物或其任何组合。
实施例44.根据实施例6所述的磨料制品,其中颗粒具有不同于磨料颗粒硬度的硬度。
实施例45.根据实施例6所述的磨料制品,其中颗粒的莫氏硬度不大于9或小于5。
实施例46.根据实施例6所述的磨料制品,其中颗粒的平均粒度小于磨料颗粒的平均粒度。
实施例47.根据实施例6所述的磨料制品,其中颗粒的平均粒度在至少0.1微米和不大于500微米范围内。
实施例48.根据实施例6所述的磨料制品,其中颗粒的平均粒度小于涂层的平均厚度(tc)。
实施例49.根据实施例6所述的磨料制品,其中涂层包含含量在至少20vol%和不大于75vol%范围内的颗粒。
实施例50.根据实施例6所述的磨料制品,其中颗粒包括至少一种选自下组的元素:铬、镍、碳、钨、硫、钼、铁、锌或其任何组合。
实施例51.根据实施例6所述的磨料制品,其中金属陶瓷包含碳化铬。
实施例52.根据实施例6所述的磨料制品,其中金属陶瓷包含镍和铬。
实施例53.根据实施例6所述的磨料制品,其中金属陶瓷包含有包括包含碳化铬的第一相和包含镍铬的第二相的多相材料。
实施例54.根据实施例6所述的磨料制品,其中涂层是非选择性的,大体上上覆于磨料颗粒和粘合材料。
实施例55.根据实施例6所述的磨料制品,其中粘结剂材料直接粘合到主体的粘合材料。
实施例56.一种制造磨料制品的方法,其包含:
将涂层涂覆到主体的第二主表面的第一主表面中的至少一个上,其中主体包括含于粘合材料内的磨料颗粒,并且其中涂层包含至少一个选自由以下组成的群组的特性:
其中涂层包含金属陶瓷;
其中包括涂层的第一主表面或第二主表面的部分包含至少400微米的表面粗糙度;
其中与上覆于粘合材料的涂层的含量相比,上覆于磨料颗粒的涂层的含量更大;
其中涂层包含至少10W/m.K的导热率;或
特性a-e中的任一个的任何组合;并且
进一步其中涂覆涂层的方法选自由以下组成的群组:
热喷雾;
喷涂;
印刷;
沉积;
固化;
烧结;或
方法i-vi中的任一个的任何组合。
实施例57.一种磨料制品,其包含:
包括以下的主体:
含于粘合材料内的磨料颗粒;
第一主表面、第二主表面和在第一主表面与第二主表面之间延伸的侧表面;和
上覆于第一主表面或第二主表面中的一个的至少一部分的涂层,其中涂层包含粘结剂材料和粘结剂材料内的颗粒,所述颗粒包含至少一种选自下组的元素:铬、镍、碳、氮、钨、硫、钼、铁、锌、硅、钛、铝、锆、镁、锌、硼、钴、钙或其任何组合。
实施例58.根据实施例57所述的磨料制品,其中颗粒包含金属陶瓷。
实施例59.根据实施例57所述的磨料制品,其中颗粒包含陶瓷。
实施例60.根据实施例57所述的磨料制品,其中颗粒包含碳化铬。
实施例61.根据实施例57所述的磨料制品,其中以涂层的总重量计,颗粒的存在含量是至少42wt.%。
实施例62.根据实施例57所述的磨料制品,其中以涂层的总重量计,颗粒的存在含量是至少60wt.%并且最多90wt.%。
实施例63.根据实施例57所述的磨料制品,其中颗粒具有不同于磨料颗粒硬度的硬度。
实施例64.根据实施例57所述的磨料制品,其中颗粒的平均粒度小于磨料颗粒的平均粒度。
实施例65.根据实施例57所述的磨料制品,其中颗粒的平均粒度在至少0.1微米和不大于500微米范围内。
实施例66.根据实施例57所述的磨料制品,其中颗粒的平均粒度在至少2微米和不大于50微米范围内。
实施例67.根据实施例57所述的磨料制品,其中颗粒的平均粒度小于涂层的平均厚度(tc)。
实施例68.根据实施例57所述的磨料制品,其中涂层包含至少15微米并且不大于600微米的平均厚度。
实施例69.根据实施例57所述的磨料制品,其中涂层的粘结剂材料与粘合材料基本上相同。
实施例70.根据实施例57所述的磨料制品,其中粘结剂材料定义连续相并且颗粒分散于粘结剂材料内。
实例
实例1
生产具有不同涂层的四个粘合磨轮。所有样品使用相同类型的砂轮,所述砂轮是以Foundry获自诺顿公司(Norton Corporation)的砂轮。所述轮具有71wt%磨料颗粒、14wt%树脂和15wt%填充剂。砂轮的直径是20英寸,涂布前的平均厚度是约0.225英寸,并且涂布后的总厚度在0.230-0.240英寸之间。
第一样品(样品1)涂布有具有Cr3C2-NiCr的金属陶瓷,其中镍铬合金相占所述材料的约20-25wt%。使用具有高速氧燃料(HVOF)的热喷雾方法施用金属陶瓷。所述方法使用具有来自GTV GmbH的K2枪的液体燃料HVOF方法。在此方法中,经由以高流量在德拉法尔(de-laval)型喷嘴中进行氧气与煤油的燃烧,生成高速火焰羽流,从而实现能量和速度。将粉末进料到喷嘴中并且实现空中熔融或半熔融状态。用于金属陶瓷的HVOF的参数包括喷嘴标准200/11、氧气流速900l/min、煤油流速26l/h、喷雾距离400mm、粉末进料速率100gr/min、线性相对速度1m/s和34次经过第一磨轮样品的外部主表面。
图9包括样品1的磨料制品的一部分的SEM图像。值得注意地,涂层是主要上覆于磨料颗粒并且定义其中粘合材料在外表面处暴露的间隙区域的选择性涂层。如所说明,涂层902选择性地上覆于磨料颗粒901,并且粘合区域903未必具有与磨料颗粒901相同含量的涂层902。
第二涂布磨轮样品(样品2)使用与样品1相同的砂轮(即Foundry X),但涂布有具有Cr2O3-Al2O3的陶瓷材料,其中Cr2O3占材料的75wt%。经由等离子喷雾使用来自Saint-Gobain Coating Solutions的ProPlasma等离子枪并使用下文所提供的表1的参数来施用陶瓷材料。图10包括样品2的磨料制品的一部分的SEM图像。值得注意地,涂层912是总体上保形和非选择性的以使得其上覆于磨料颗粒911和粘合材料913。
表1
使用与样品1相同的底层砂轮的第三磨轮样品(样品3)涂布有具有Al2O3-TiO2的陶瓷材料,其中Al2O3占材料的40wt%。根据上文表1的方法经由等离子喷雾施用陶瓷材料。图11包括样品3的磨料制品的一部分的SEM图像。值得注意地,涂层922是总体上保形和非选择性的以使得其上覆于磨料颗粒921和粘合材料923。
第四磨轮样品(样品4)是通过在如样品1所使用的相同类型的砂轮上形成具有陶瓷材料的涂层产生的。陶瓷材料ZrO2-MgO,其中ZrO2占材料的77wt%。根据上文表1的方法经由等离子喷雾施用陶瓷材料。图12包括样品4的磨料制品的一部分的SEM图像。值得注意地,涂层932是总体上保形和非选择性的以使得其上覆于磨料颗粒931和粘合材料933。
随后在Braun切割机器上以16500sfpm切割速度在具有呈直径是3英寸的棒的形状的1018碳钢的工件上以0.2英寸/秒进料速率对各轮进行性能测试。
图13包括根据上文提到的研磨条件测试的样品1-4的轮的轮直径与研磨数目的关系曲线。所述关系曲线进一步包括不具有以FoundryX售自诺顿公司的涂层的常规样品(样品C1)。如所说明,样品1的磨轮证实相对于所有其它样品而言的优良性能。值得注意地,计算所得的样品1的研磨比(即从工件去除的材料比由磨轮损耗的材料)比不具有涂层和样品2-4的常规轮大约40%。
在砂轮的圆面上用红外相机(具有25mm透镜的FLIR SC6701SLS)测量在研磨操作期间的砂轮的温度变化。在轮切割工件之后的公转轮一半位置处连续地测量自转轮的温度。小型翼片位于温度测量位置处以由进入相机的视野并影响温度测量来偏斜火花。从轮的第一次切割开始到最后一次切割记录温度。为了得到正确的温度测量结果,我们测量标准规格轮使用前后的发射率。相机波长(7.5-13微米)中的发射率在0.93与0.936之间。轮速度是16500SFPM并且IR相机积分时间是0.0706ms,其像沿旋转轮方向的5mm空间温度平均值一样起作用。
下文表2概括与常规样品(样品C1)相比的研磨测试期间的峰值温度,其表示不具有涂层的常规样品C1。如数据所展示,使用样品1的研磨期间的峰值温度显著地小于常规样品并小于样品2-4的峰值温度。因此,样品1提供改进的研磨比和与所有其它经测试的样品相比的研磨测试期间的更低的峰值温度。
表2
样品 峰值温度(℃) 研磨比
样品C1 参考物 1.84
样品1 -100 2.53(+30%)
样品3 -25 1.69(-10%)
样品2 -100 1.56(-15%)
样品4 -100 1.56(-15%)
实例2
根据一个实施例产生具有涂层的新砂轮样品。样品使用以Foundry获自诺顿公司的砂轮。所述轮具有71wt%磨料颗粒、14wt%树脂和15wt%填充剂。砂轮的直径是20英寸,涂布前的平均厚度是约0.225英寸,并且涂布后的总厚度在0.230-0.240英寸之间。
通过混合具有Cr3C2的陶瓷颗粒与酚系树脂来产生液体混合物。陶瓷颗粒的平均粒度是约20微米,并且以580.054售自H.C.Starck Corporation。以混合物的总重量计,混合物包括70wt%金属陶瓷颗粒。随后使用刷具将混合物沉积在粘合磨轮的主要面上以形成识别为样品S1-2的涂布的粘合磨料主体。
随后根据上文实例1中记录的研磨条件测试样品S1-2的磨轮。
图14包括代表性样品(样品S1-2)和以FoundryX售自诺顿公司的常规的未经涂布的磨轮(样品SC-2)的轮直径与切割数目的关系曲线。样品S1-2的轮磨损概况显著地不同并且比样品SC-2的轮磨损概况更加线性。样品S1-2能够去除相同量的材料作为样品SC-2并且具有显著较少的磨损,产生具有约100%改进的产物寿命的轮并且没有增加轮功耗。
图15包括代表性样品(样品S1-2)和常规样品(样品SC-2)的平均功率与切割数目的关系曲线。如图14和15中所说明,样品S1-2胜过常规样品,证实基于切割数目的研磨比的约100%改进,其是通过常规样品(样品SC-2)来实现的切割数目的双倍。
实例3
使用相同类型的砂轮并且以除了具有不同平均粒度的Cr3C2颗粒用于形式样品S3-1和S3-2之外与实例2中所公开的方式相同的方式来形成代表性砂轮样品、样品S3-1和样品S3-2。样品S3-1的平均Cr3C2粒度是约23微米,并且样品S3-2的平均Cr3C2粒度是约5微米。样品S3-1和样品S3-2的涂层是另外相同的。平均涂层厚度是约144微米。未涂布砂轮用作对照样品,即样品SC-3。
随后在Braun切割机器上以16500sfpm切割速度在具有呈直径是3英寸的棒的形状的1018碳钢的工件上以0.3英寸/秒进料速率对各轮进行性能测试。当轮子达到约17英寸的最终直径时停止测试。
图16包括样品S3-1、样品S3-2和样品SC-3的轮直径与切割数目的关系曲线。样品S3-1和样品S3-2能够完成与具有显著较少的磨损的样品SC-3的切割数目相同的切割数目。在增加的切割数目(例如>20)情况下,样品S3-2的磨损与样品S3-1相比得到进一步改进。图17包括样品S3-1、样品S3-2和样品SC-3的轮直径与切割数目的关系曲线。如图17中所公开,样品S3-1、样品S3-2和样品SC-3的轮功耗是类似的。
实例4
使用相同类型的砂轮并且以除了不同含量的Cr3C2颗粒和酚系树脂用于形成不同轮样品之外与实例2中所公开的方式相同的方式来形成其它代表性砂轮样品。以液体混合物的总重量计的所述重量含量的Cr3C2颗粒和酚系树脂包括于下表3中。未涂布砂轮用作对照样品,即样品SC-4。
表3
组成 样品S4-1 样品S4-2 样品S4-3
液体酚系树脂(wt.%) 28 52 76
Cr3C2陶瓷颗粒(wt.%) 72 48 24
固化液体混合物以在各样品上形成最终涂层。由于最终组合物中的挥发和其它变化,最终成型的涂层中的颗粒和粘结剂材料的含量不同于液体混合物中含有的含量。表4公开液体混合物与最终涂层之间的含量的变化。
表4
随后以与实例3中所公开的方式相同的方式对各轮样品进行性能测试。图18包括说明所有样品的研磨比的图示。与样品SC-4相比,样品S4-1、S4-2和S4-3证实增加的研磨比,并且相较于SC-4的研磨比,样品S4-1、S4-2和S4-3的增加分别是9%、33%和47%,
实例5
使用相同类型的砂轮制得额外的砂轮样品并且以与实例2中所公开的方式相同的方式形成,除了不同体积的液体混合物施用于形成样品S5-1、S5-2、S5-3和S5-4的不同轮子,并且各轮的涂层厚度包括于下表5中。未涂布砂轮用作对照样品,即样品SC-5。
表5
代表性样品 涂层的厚度(微米)
S5-1 70
S5-2 144
S5-3 288
S5-4 450
随后以与实例3中所公开的方式相同的方式对各轮样品进行性能测试。
图19包括说明各样品的性能测试前后的厚度和研磨比%的变化的图示。通过式研磨比%=100%×(研磨s-研磨sc-5)/研磨sc-5测定研磨比%,其中研磨s是任何经测试样品的研磨比并且研磨sc-5是SC-5的研磨比。各代表性样品证实与样品SC-5相比的研磨比的增加。举例来说,样品S5-1和S5-2分别具有109%和115%的增加。此外,样品S5-1的涂层厚度似乎在研磨测试前后之间并不变化。样品S5-2证实研磨之后的涂层厚度的略微降低,144微米对130微米。样品S5-3的原始涂层厚度是288微米并且在研磨之后减小到175微米,并且对于样品S5-4其是450微米并且在研磨之后减小到200微米。
本说明书和本文中所描述的实施例的示图意在提供对各种实施例的结构的总体理解。本说明书和示图并非意在用于详尽和全面地描述使用本文所描述的结构或方法的装置和系统的所有元件和特性。单独的实施例还可以以组合形式提供于单个实施例中,且相反地,为简洁起见在单个实施例的上下文中描述的各种特性也可独立地或以任何子组合形式来提供。此外,对在范围中所陈述的值的引用包括所述范围内的每一个值。仅在阅读本说明书之后,所属领域的技术人员就可以清楚许多其它实施例。可使用其它实施例并且所述实施例可从本公开导出,从而使得在不脱离本公开的范围的情况下,可进行结构性替代、逻辑替代或另一种变化。因此,本公开应被视为说明性的而不是限定性的。上文关于特定实施例已描述了益处、其它优势和问题的解决方案。然而,这些益处、优势、问题的解决方案以及可能使任何益处、优势或解决方案发生或变得更显著的任何一种或多种特性不应被理解为任何或所有权利要求的重要、必要或基本的特性。
提供结合图式的描述以帮助理解本文中所公开的教示内容。以下论述将集中于教示内容的具体实施方案和实施例。提供此焦点以帮助描述教示内容,并且其不应被解释为限制所述教示内容的范围或可应用性。然而,其它教示内容当然可以用于本申请中。
如本文所用,术语“包含(comprises/comprising)”、“包括(includes/including)”、“具有(has/having)”或其任何其它变化意在涵盖非排它性的包括。举例来说,包含一系列特性的方法、制品或装置未必仅限于那些特性,但可以包含没有明确列出的其它特性或此类方法、制品或装置所固有的其它特性。另外,除非明确相反地陈述,否则“或”是指包括性的或而不是排他性的或。举例来说,条件A或B由以下中的任一个满足:A是真(或存在)并且B是假(或不存在),A是假(或不存在)并且B是真(或存在)以及A和B都是真(或存在)。
另外,使用“一(a/an)”是用于描述本文所述的要素和组分。这样做仅是为方便起见和给出本发明范围的一般性意义。除非显而易见指的是其它情况,否则应该阅读这份说明书以包括一个或至少一个,并且单数也包括多个,或反之亦然。举例来说,当本文中描述单个项目时,可以使用超过一个项目来代替单个项目。类似地,在本文中描述超过一个项目时,可以用单个项目取代所述超过一个项目。
除非另外定义,否则本文所使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的一般技术人员通常所理解相同的含义。材料、方法和实例仅是说明性的并且不欲为限制性的。在本文中没有描述的程度上,关于具体材料和加工行为的许多细节是常规的,并且可以在结构性技术和相应制造技术范围内的参考书籍和其它来源中找到。
上文所公开的标的物应视为说明性而非限制性的,并且所附权利要求书意图覆盖落入本发明的真实范围内的所有此类修改、增强以及其它实施例。因此,在法律允许的最大程度上,本发明的范围由以下权利要求和其等效物的最广泛容许解释判定,并且不应受前述实施方式约束或限制。
提供本公开的摘要以遵守专利法,并且在理解其将不用于解释或限制权利要求书的范围或含义情况下提交。另外,在图式的前述实施方式中,出于精简本发明的目的,可以将各种特性分组在一起或描述于单一实施例中。不应将本公开解释为反映以下意图:所要求保护的实施例需要比在每个权利要求中所明确叙述的特性更多的特性。相反地,如以下权利要求所反映,本发明的标的物可以涉及少于所公开的实施例中的任一个的全部特性的特性。因此,将以下权利要求书并入图示的具体实施方式中,并且每一权利要求就其自身来说如同单独定义所要求的主题一般。

Claims (15)

1.一种磨料制品,其包含:
主体,其包括:
含于粘合材料内的磨料颗粒;
第一主表面、第二主表面以及在所述第一主表面与所述第二主表面之间延伸的侧表面;和
上覆于所述第一主表面或所述第二主表面中的一个的至少一部分的涂层,其中所述涂层包含粘结剂材料和所述粘结剂材料内的颗粒,所述颗粒包含至少一种选自以下的群组的元素:铬、镍、碳、氮、钨、硫、钼、铁、锌、硅、钛、铝、锆、镁、锌、硼、钴、钙或其任何组合。
2.根据权利要求1所述的磨料制品,其中所述颗粒包含金属陶瓷。
3.根据权利要求1所述的磨料制品,其中所述颗粒包含陶瓷。
4.根据权利要求1所述的磨料制品,其中所述颗粒包含碳化铬。
5.根据权利要求1所述的磨料制品,其中以所述涂层的总重量计,所述颗粒的存在含量为至少42wt.%并且最多91wt.%。
6.根据权利要求1所述的磨料制品,其中所述颗粒的硬度不同于所述磨料颗粒的硬度。
7.根据权利要求1所述的磨料制品,其中所述颗粒的平均粒度小于所述磨料颗粒的平均粒度。
8.根据权利要求1所述的磨料制品,其中所述颗粒的平均粒度在至少0.1微米且不大于500微米范围内。
9.根据权利要求1所述的磨料制品,其中所述颗粒的平均粒度在至少2微米到不大于40微米范围内。
10.根据权利要求1所述的磨料制品,其中所述涂层包含至少15微米且不大于600微米的平均厚度。
11.根据权利要求1所述的磨料制品,其中所述涂层的所述粘结剂材料与所述粘合材料基本上相同。
12.一种磨料制品,其包含:
主体,所述主体包括:
含于粘合材料内的磨料颗粒;
第一主表面、第二主表面以及在所述第一主表面与所述第二主表面之间延伸的侧表面;和
上覆于所述第一主表面或所述第二主表面中的一个的至少一部分的涂层,其中所述涂层包含金属陶瓷、陶瓷或其组合。
13.根据权利要求12所述的磨料制品,其中所述金属陶瓷包含碳化铬。
14.根据权利要求12所述的磨料制品,其中所述金属陶瓷包含镍和铬。
15.根据权利要求12所述的磨料制品,其中所述金属陶瓷包含多相材料,所述多相材料包括包含碳化铬的第一相和包含镍铬的第二相。
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