CN113195163A - 具有经微粒涂覆的磨粒的磨料制品 - Google Patents
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Abstract
一种磨料制品，所述磨料制品包括：多个成型磨料颗粒(20)，每个成型磨料颗粒包括设置在所述磨料颗粒的外表面的至少一部分上的微粒层，其中所述微粒层包括分散在微粒粘结剂中的微粒(22)并且所述磨料颗粒为成型磨料颗粒；和粘结剂，所述多个成型磨料颗粒分散在所述粘结剂中。
Description
背景技术
包含磨料颗粒的磨料制品(例如，粘结磨料制品，包括切断轮)可与助磨剂组合使用，其中助磨剂用作磨料制品的单独组分。助磨剂的功能中的一种功能是通过用作冷却剂和/或润滑剂来延长磨料制品的寿命。
附图说明
附图通常以举例的方式示出，但不受限于本文档中讨论的各种实施方案。
图1A-图1B是根据各种实施方案的具有平面三角形形状的成型磨料颗粒的示意图。
图2A-图2E是根据各种实施方案的具有四面体形状的成型磨料颗粒的示意图。
图3A-图3D示出了根据各种实施方案的涂覆在微粒中的成型磨料颗粒。
图4A-图4B示出了根据各种实施方案的粘结磨料制品。
图5A-图5B示出了根据各种实施方案的成型微粒。
图6A和图6B是根据各种实施方案的经涂覆的磨料制品的剖视图。
图7A-图7B是根据各种实施方案的粘结磨料制品的透视图和剖视图。
图8-图10是示出根据各种实施方案的形成粘结磨料制品的各个阶段的透视图。
图11是示出根据各种实施方案的制备磨料制品的方法的示意图。
图12是示出根据各种实施方案的根据图11的方法的对成型磨料颗粒进行取向的方法的示意图。
图13是示出根据各种实施方案的根据图11的方法的对成型磨料颗粒进行取向的方法的示意图。
图14是示出根据各种实施方案的根据图11的方法的对成型磨料颗粒进行取向的方法的示意图。
图15是非织造磨料制品的透视图。
图16是沿剖面线12-12截取的图15的磨料制品的剖视图。
图17是粘结磨料切断轮切割不锈钢的切割速率/磨损速率(mm/mm3)的曲线图。
应当理解，本领域的技术人员可以设计出许多落入本公开原理的范围内及符合本公开原理的实质的其它修改形式和示例。这些图可不按比例绘制。
具体实施方式
现在将详细参照本发明所公开主题的特定实施方案，其示例在附图中部分说明。虽然本发明所公开的主题将结合所列举的权利要求来描述，但应当理解，示例性主题不旨在将权利要求限制于本发明所公开的主题。
本公开提供了成型磨料颗粒等等，该成型磨料颗粒包括设置在磨料颗粒的外表面的至少一部分上的微粒层，其中微粒层包括分散在粘结剂中的微粒。
微粒可与磨料颗粒成一整体，并因此不是在使用前或在使用中添加的单独组分，但本公开的确设想使用例如助磨剂和磨料颗粒的组合，该磨料颗粒包括设置在磨料颗粒的外表面的至少一部分上的微粒层，其中微粒层包括分散在粘结剂中的微粒。
已令人惊讶地发现，当微粒用于磨料制品诸如切断轮(COW)中时，观察到性能(其中性能被定义为切割速率除以轮磨损速率)的显著提高，相对于包含缺少设置在磨料颗粒的外表面的至少一部分上的微粒的磨料颗粒的磨料制品，性能提高超过50％。
微粒层的微粒可具有任何合适的微粒尺寸，例如在μm范围内，包括在约0.5μm至约100μm、约0.5μm至约50μm、约1μm至约20μm、约1μm至约5μm、约40μm至约60μm的范围内，或小于、等于或大于约20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm或约100μm的微粒尺寸。“微粒尺寸”是指微粒层中微粒的最大尺寸。例如，微粒的最大尺寸可指微粒的直径、宽度或高度。
微粒层可包含助磨剂微粒和磨料微粒中的至少一者，其中相对于其上设置有磨料微粒的磨料颗粒，磨料微粒可由相同的材料或不同的材料制成。
如本文所用，术语“助磨剂”通常是指通过任何合适的机制提高工件切割速率和/或降低磨料制品的磨损速率的物质，该机制包括润滑工件和磨料制品之间的界面以及增加从工件移除原料的容易程度中的至少一者。助磨剂操作的其他机制是已知的，并且在例如美国专利6,251,149B1中有所描述，该专利以引用方式并入，如同本文对其全文进行了充分阐述。
一种合适的助磨剂微粒包括例如氧化铁、硫化铁以及它们的组合。硫化铁的示例包括FeS2和FeS。氧化铁的示例包括Fe2O3。参见例如美国专利5,552,225，该专利以引用方式并入，如同本文进行了充分阐述。
另一种合适的助磨剂微粒包括硅灰石，其由钙、硅和氧组成，分子式为CaSiO3。硅灰石可以商品名
购自英格瓷公司(Imerys)。
合适的助磨剂微粒的示例还包括氯化蜡、卤化物盐以及它们的组合。氯化蜡的示例包括四氯化萘、五氯化萘、聚氯乙烯以及它们的组合。卤化物盐的示例包括氯化钠、钾冰晶石、钠冰晶石、铵冰晶石、四氟化铝酸钾、四氟化铝酸钠、四氟硼酸钾、四氟硼酸钠、氟化硅、氯化钾、氯化镁以及它们的组合。
合适的助磨剂微粒的其他示例包括水合填料和无机非卤化填料。合适的水合填料是在金属工件的磨料研磨期间脱水以释放出水的那些填料。合适的水合填料的示例包括：硼酸锌，以商标FIREBRAKETMZB(2ZnO·3B2O3·3.5H2O：在293℃下脱水)或以商标FIREBRAKETM415(4ZnO·B2O3·H2O：在415℃下脱水)购自美国硼砂集团(U.S.Borax)；三水合铝(Al(OH)3)，以商标HYDRALTM710或PGA-SDTM购自美国铝业公司(Alcoa)；氢氧化钙(Ca(OH)2)；氢氧化镁(Mg(OH)2)，作为FR-20MHRMTM23-2(氨基硅烷处理的)、FR-20MHRMTM640(具有聚烯烃偶联剂)或FR-20MHRMTM120(脂肪表面处理的)购自Ameribrom公司；水合硅酸钠(Na2SiO3·9H2O)；碱金属水合物；水碳镁石(MgCO3·Mg(OH)2·3H2O)；亚水合碳酸镁(MgO·CO2(0.96)H2O(0.30))；等等。
特定水合填料提供特别优选的优点。特别优选的水合填料是硼酸锌。硼酸锌在500℃-600℃下玻璃化，并且据信在有机粘结剂上形成硼酸盐型玻璃密封，从而防止有机粘结剂的热降解。据信另一种水合填料三水合铝在加热和脱水时形成氧化铝(Al2O3)。氧化铝是可有助于研磨过程的已知磨料。优选的水合填料包括三水合铝和氢氧化镁。
合适的无机非卤化填料的示例包括氧化钼(VI)(MoO3，购自奥德里奇公司(Aldrich))、锑酸钠(NaSbO3，以商标THERMOGUARDTMFR购自埃尔夫阿托化学公司(ElfAtochem))、氧化锑(Sb2O3，以商标THERMOGUARDTMS购自埃尔夫阿托化学公司(ElfAtochem))等。
助磨剂微粒可为任何合适的形式，包括单个微粒或助磨剂微粒的附聚物的形式。精确成型助磨剂颗粒的示例在美国专利公布2002/0026752 Al中有所描述，该专利公布以引用方式并入，如同本文进行了充分阐述。
微粒层中的微粒可以任何合适的量存在，包括磨料颗粒的约0.1重量％至约25重量％、约0.1重量％至约10重量％、约1重量％至5重量％或约10重量％至约20重量％的量，但受到其他组分所要满足的重量范围要求的限制。
微粒层可包含设置在磨料颗粒的外表面的至少一部分(例如，多个磨料颗粒中的每个磨料颗粒的外表面的至少一部分)上的微粒，诸如设置在磨料颗粒的外表面的至少约10％、至少约20％、至少约30％、至少约40％、至少约50％、至少约60％、至少约70％、至少约80％、至少约90％或至多约100％上的微粒。例如，微粒层可包含设置在磨料颗粒的外表面的约10％至约90％、约20％至约50％、约30％至约70％、约50％至约90％、约60％至约100％、约40％至约80％或约70％至约99％上的微粒。
微粒层可包含用粘结剂粘结在磨料颗粒的外表面的至少一部分上的微粒。粘结剂可为任何合适的粘结剂，包括无机粘结剂或有机粘结剂。无机粘结剂的示例包括但不限于石灰、粘土、硅酸盐粘结剂以及它们的混合物。硅酸盐粘结剂的示例包括硅酸钠粘结剂、硅酸钾粘结剂以及它们的混合物。有机粘结剂包括但不限于聚合物粘结剂，诸如丙烯酸类聚合物、聚氨酯、聚(乳酸)、聚(乙烯基吡咯烷酮)、苯氧基树脂或它们的组合。
可使用多种磨料颗粒(和磨料微粒)。磨料颗粒可以多种尺寸、形状和轮廓提供，包括例如无规则或粉碎形状、规则(例如，对称)轮廓(诸如正方形、星形或六边形轮廓)以及不规则(例如，不对称)轮廓。例如，磨料颗粒可为不同类型的磨料颗粒的混合物。例如，磨料制品可包括板状和非板状颗粒、粉碎和成型颗粒、常规的非成型和非板状磨料颗粒(例如，填充材料)以及不同尺寸的磨料颗粒的混合物。
如本文所用，“成型颗粒”和“成型磨料颗粒”意指具有预定或非无规形状的磨料颗粒。制备成型磨料颗粒诸如成型陶瓷磨料颗粒的一种工艺包括在具有预定形状的模具中使前体陶瓷磨料颗粒成型以制备陶瓷成型磨料颗粒。在模具中形成的陶瓷成型磨料颗粒是在成型陶瓷磨料颗粒种类中的一个种类。制备其他种类的成型陶瓷磨料颗粒的其他工艺包括通过具有预定形状的孔口挤出前体陶瓷磨料颗粒，通过具有预定形状的印刷丝网中的开口印模前体陶瓷磨料颗粒，或者将前体陶瓷磨料颗粒压印成预定形状或图案。在其他示例中，可将成型陶瓷磨料颗粒从片材切割成单独的颗粒。合适的切割方法的示例包括机械切割、激光切割或水射流切割。成型陶瓷磨料颗粒的非限制性示例包括成型磨料颗粒，诸如三角板或细长的陶瓷杆/长丝。成型陶瓷磨料颗粒是大体均匀的或基本上一致的，并且保持其烧结形状而无需使用将较小磨料颗粒粘结成附聚结构的粘结剂诸如有机或无机粘结剂，但不包括通过生产无规尺寸和形状的磨料颗粒的压碎或粉碎工艺获得的磨料颗粒。在许多实施方案中，成型陶瓷磨料颗粒包括烧结的α氧化铝的均匀结构或基本上由烧结的α氧化铝组成。
图1A和图1B示出了为符合截棱锥的等边三角形的成型磨料颗粒100的示例。如图1A和图1B所示，成型磨料颗粒100包括截短的规则三棱锥，其由三角形基部102、三角形顶部104以及连接三角形基部102(示出为等边三角形，但不等边、钝角、等腰和直角三角形也是可能的)和三角形顶部104的多个倾斜侧面106A、106B、106C界定。本文所述的成型磨料颗粒包括设置在磨料颗粒的外表面的至少一部分上(例如，设置在三角形顶部104和倾斜侧面106A-C中的至少一者上)的微粒层(未示出)，其中微粒层包括分散在粘结剂中的微粒。
倾斜角108A是由侧面106A与三角形基部102相交所形成的二面角。类似地，倾斜角108B和108C(均未示出)对应于由侧面106B和106C分别与三角形基部102相交所形成的二面角。就成型磨料颗粒100而言，所有这些倾斜角具有相等的值。在一些实施方案中，侧边缘110A、110B和110C具有在约0.5μm至约80μm、约10μm至约60μm范围内、或者小于、等于或大于约0.5μm、5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm或约80μm的平均曲率半径。
在图1A和图1B中示出的实施方案中，侧面106A、侧面106B、侧面106C具有相等的尺寸，并与三角形基部102形成约82度(与82度的倾斜角相对应)的二面角。然而，应当理解，也可使用其他二面角(包括90度)。例如，基部和侧面中的每者之间的二面角可独立地为在45度至90度(例如，70度至90度或在75至85度)的范围内。连接侧面106、基部102和顶部104的边缘可具有任何合适的长度。例如，边缘的长度可在约0.5μm至约2000μm、约150μm至约200μm的范围内，或者小于、等于或大于约0.5μm、50μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm、500μm、550μm、600μm、650μm、700μm、750μm、800μm、850μm、900μm、950μm、1000μm、1050μm、1100μm、1150μm、1200μm、1250μm、1300μm、1350μm、1400μm、1450μm、1500μm、1550μm、1600μm、1650μm、1700μm、1750μm、1800μm、1850μm、1900μm、1950μm或约2000μm。
图2A-图2E是成型为四面体磨料颗粒的成型磨料颗粒200的透视图。如图2A-图2E所示，成型磨料颗粒200被成型为规则的四面体。如图2A所示，成型磨料颗粒200A具有由终止于四个顶点(240A、242A、244A和246A)的六个边缘(230A、232A、234A、236A、238A和239A)接合的四个面(220A、222A、224A和226A)。面中的每个在边缘处接触所述面中的其他三个。尽管图2A中描绘的是规则的四面体(例如具有六条等边和四个面)，但将认识到，其他形状也是允许的。例如，四面体磨料颗粒200可成型为不规则的四面体(例如，具有不同长度的边缘)。由图2A-图2E描述的成型磨料颗粒包括设置在磨料颗粒的外表面(例如，面220A、222A、224A和226A)的至少一部分上的微粒层(未示出)，其中微粒层包括分散在粘结剂中的微粒。
现在参见图2B，成型磨料颗粒200B具有由终止于四个顶点(240B、242B、244B和246B)的六个边缘(230B、232B、234B、236B、238B和239B)接合的四个面(220B、222B、224B和226B)。面中的每个是凹面的，并且在相应的公共边缘处接触所述面中的其他三个。尽管图2B中描绘的是具有四面体对称性(例如，四条三次对称旋转轴线以及六个对称反射平面)的颗粒，但将认识到，其他形状也是允许的。例如，成型磨料颗粒200B可具有一个、两个或三个凹面，其余面为平面。
现在参见图2C，成型磨料颗粒200C具有由终止于四个顶点(240C、242C、244C和246C)的六个边缘(230C、232C、234C、236C、238C和239C)接合的四个面(220C、222C、224C和226C)。所述面中的每个是凸面的，并且在相应的公共边缘处接触所述面中的另外三个。尽管图2C中描绘的是具有四面体对称性的颗粒，但将认识到，其他形状也是允许的。例如，成型磨料颗粒200C可具有一个、两个或三个凸面，其余面为平面或凹面。
现在参见图2D，成型磨料颗粒200D具有由终止于四个顶点(240D、242D、244D和246D)的六个边缘(230D、232D、234D、236D、238D和239D)接合的四个面(220D、222D、224D和226D)。尽管图2D中描绘的是具有四面体对称性的颗粒，但将认识到，其他形状也是允许的。例如，成型磨料颗粒200D可具有一个、两个或三个凸面，其余面为平面。
可以存在与图2A至2D中描绘的偏差。此类成型磨料颗粒200的示例描绘于图2E中，该图示出了成型磨料颗粒200E，其具有由终止于四个顶点(240E、242E、244E和246E)的六个边缘(230E、232E、234E、236E、238E和239E)接合的四个面(220E、222E、224E和226E)。面中的每个在相应公共边缘处接触所述面中的另外三个。面、边缘和顶点中的每个具有不规则形状。
在成型磨料颗粒200A-200E的任一个成型磨料颗粒中，边缘可具有相同的长度或不同的长度。边缘中的任一个的长度可为任何合适的长度。作为示例，边缘的长度可在约0.5μm至约2000μm、约150μm至约200μm的范围内，或者小于、等于或大于约0.5μm、50μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm、500μm、550μm、600μm、650μm、700μm、750μm、800μm、850μm、900μm、950μm、1000μm、1050μm、1100μm、1150μm、1200μm、1250μm、1300μm、1350μm、1400μm、1450μm、1500μm、1550μm、1600μm、1650μm、1700μm、1750μm、1800μm、1850μm、1900μm、1950μm或约2000μm。成型磨料颗粒200A-200E可具有相同的尺寸或不同的尺寸。
成型磨料颗粒100或200中的任一个成型磨料颗粒可包括任何数量的形状特征。形状特征可有助于改善成型磨料颗粒100或200中的任一个成型磨料颗粒的切割性能。合适的形状特征的示例包括开口、凹表面、凸表面、凹槽、脊、断裂表面、低圆度系数或包括一个或多个具有尖锐顶端的拐角点的周边。单个成型磨料颗粒可包括这些特征中的任一者或多者。
除了已经描述的材料之外，可将至少一种磁性材料包含在成型磨料颗粒100或200内或涂覆到成型磨料颗粒上。磁性材料的示例包括铁；钴；镍；销售为各种等级的坡莫合金(Permalloy)的各种镍和铁的合金；销售为铁镍钴合金(Fernico)、科瓦铁镍钴合金(Kovar)、铁镍钴合金I(Fernico I)或铁镍钴合金II(Fernico II)的各种铁、镍和钴的合金；销售为各种等级的铝镍钴合金(Alnico)的各种铁、铝、镍、钴、以及(有时还有)铜和/或钛的合金；销售为铁铝硅合金的铁、硅和铝(按重量计约85:9:6)的合金；赫斯勒合金(例如，Cu2MnSn)；锰铋化物(也称为铋化锰(Bismanol))；稀土可磁化材料，诸如钆、镝、钬、铕氧化物、以及钕、铁和硼的合金(例如，Nd2Fe14B)、以及钐和钴的合金(例如，SmCo5)；MnSb；MnOFe2O3；Y3Fe5O12；CrO2；MnAs；铁氧体，诸如铁氧体、磁铁矿；锌铁氧体；镍铁氧体；钴铁氧体、镁铁氧体、钡铁氧体、以及锶铁氧体；钇铁石榴石；以及前述的组合。在一些实施方案中，可磁化材料是含有8重量％至12重量％的铝、15重量％至26重量％的镍、5重量％至24重量％的钴、高达6重量％的铜、至多1重量％的钛的合金，其中总计达100重量％的材料的余量为铁。在一些其它实施方案中，使用气相沉积技术诸如例如物理气相沉积(PVD)，包括磁控溅射，可在磨料颗粒100上沉积可磁化涂层。
包含这些可磁化材料可允许成型磨料颗粒100或200对磁场有响应。成型磨料颗粒100或200中的任一个成型磨料颗粒可包含相同的材料或包含不同的材料。
成型磨料颗粒100或200可以许多合适的方式形成，例如，成型磨料颗粒100或200可根据多操作工艺制备。该方法可以使用任何材料或前体分散体材料进行。简而言之，对于其中成型磨料颗粒100或200是单片陶瓷颗粒的实施方案，该方法可包括以下操作：制备可被转变为对应物的有晶种或无晶种的前体分散体(例如，可转变为α氧化铝的勃姆石溶胶-凝胶)；用前体分散体填充具有成型磨料颗粒100的所需外形的一个或多个模具腔；干燥前体分散体以形成成型磨料颗粒前体；从模具腔中移除成型磨料颗粒100前体；煅烧成型磨料颗粒100前体以形成经煅烧的成型磨料颗粒100或200前体；然后烧结经煅烧的成型磨料颗粒100或200前体以形成成型磨料颗粒100或200。现在，将在含α-氧化铝的成型磨料颗粒100或200的上下文中对该方法进行更详细地描述。在其它实施方案中，模具腔可填充有三聚氰胺以形成三聚氰胺成型磨料颗粒。
一些成型磨料颗粒100或200可包含聚合物材料并且可表征为软磨料颗粒。本文所述的软成型磨料颗粒可独立地包括任何合适的材料或材料的组合。例如，软成型磨料颗粒可包括包含一种或多种可聚合树脂的可聚合混合物的反应产物。该一种或多种可聚合树脂诸如为烃基可聚合树脂。此类树脂的示例包括选自酚醛树脂、脲醛树脂、聚氨酯树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、乙烯基醚树脂、氨基塑料树脂(其可包括侧链α、β不饱和羰基)、丙烯酸酯树脂、丙烯酸酯化异氰脲酸酯树脂、异氰脲酸酯树脂、丙烯酸酯化聚氨酯树脂、丙烯酸酯化环氧树脂、烷基树脂、聚酯树脂、干性油或它们的混合物的那些。可聚合混合物可包括附加组分，诸如增塑剂、酸催化剂、交联剂、表面活性剂、柔和磨料、颜料、催化剂和抗菌剂。
在可聚合混合物中存在多种组分的情况下，这些组分可占混合物的任何合适的重量百分比。例如，可聚合树脂可在可聚合混合物的约35重量％至约99.9重量％、约40重量％至约95重量％的范围内，或者可小于、等于或大于约35重量％、40重量％、41重量％、42重量％、43重量％、44重量％、45重量％、46重量％、47重量％、48重量％、49重量％、50重量％、51重量％、52重量％、53重量％、54重量％、55重量％、56重量％、57重量％、58重量％、59重量％、60重量％、61重量％、62重量％、63重量％、64重量％、65重量％、66重量％、67重量％、68重量％、69重量％、70重量％、71重量％、72重量％、73重量％、74重量％、75重量％、76重量％、77重量％、78重量％、79重量％、80重量％、81重量％、82重量％、83重量％、84重量％、85重量％、86重量％、87重量％、88重量％、89重量％、90重量％、91重量％、92重量％、93重量％、94重量％、95重量％、96重量％、97重量％、98重量％或约99.9重量％。
如果存在交联剂的话，则该交联剂可在可聚合混合物的约2重量％至约60重量％、约5重量％至约10重量％的范围内，或者可小于、等于或大于约2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、11重量％、12重量％、13重量％、14重量％或约15重量％。合适的交联剂的示例包括以商品名CYMEL 303LF购自美国佐治亚州阿尔法利塔的湛新美国股份有限公司(Allnex USA Inc.,Alpharetta,Georgia,USA)的交联剂；或以商品名CYMEL 385购自美国佐治亚州阿尔法利塔的湛新美国股份有限公司的交联剂。
如果存在柔和磨料的话，则该柔和磨料可在可聚合混合物的约5重量％至约65重量％、约10重量％至约20重量％的范围内，或者可小于、等于或大于约5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、11重量％、12重量％、13重量％、14重量％、15重量％、16重量％、17重量％、18重量％、19重量％、20重量％、21重量％、22重量％、23重量％、24重量％、25重量％、26重量％、27重量％、28重量％、29重量％、30重量％、31重量％、32重量％、33重量％、34重量％、35重量％、36重量％、37重量％、38重量％、39重量％、40重量％、41重量％、42重量％、43重量％、44重量％、45重量％、46重量％、47重量％、48重量％、49重量％、50重量％、51重量％、52重量％、53重量％、54重量％、55重量％、56重量％、57重量％、58重量％、59重量％、60重量％、61重量％、62重量％、63重量％、64重量％或约65重量％。合适的柔和磨料的示例包括以商品名MINSTRON 353 TALC购自美国蒙大拿州斯里福克斯的英格瓷滑石美国公司(Imerys Talc America,Inc.,Three Forks,Montana,USA)的柔和磨料；以商品名USG TERRA ALBA NO.1CALCIUM SULFATE购自美国伊利诺伊州芝加哥的USG公司(USGCorporation,Chicago,Illinois,USA)的柔和磨料；购自美国宾夕法尼亚州哈特菲尔德的ESCA工业有限公司(ESCA Industries,Ltd.,Hatfield,Pennsylvania,USA)的回收玻璃(40-70号砂)、二氧化硅、方解石、霞石、正长岩、碳酸钙或它们的混合物。
如果存在增塑剂的话，则该增塑剂可在可聚合混合物的约5重量％至约40重量％、约10重量％至约15重量％的范围内，或者小于、等于或大于约5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、11重量％、12重量％、13重量％、14重量％、15重量％、16重量％、17重量％、18重量％、19重量％、20重量％、21重量％、22重量％、23重量％、24重量％、25重量％、26重量％、27重量％、28重量％、29重量％、30重量％、31重量％、32重量％、33重量％、34重量％、35重量％、36重量％、37重量％、38重量％、39重量％或40重量％。合适的增塑剂的示例包括丙烯酸类树脂或苯乙烯丁二烯树脂。丙烯酸类树脂的示例包括以商品名RHOPLEX GL-618购自美国密歇根州米德兰的陶氏化学公司(DOW Chemical Company,Midland,Michigan,USA)的丙烯酸类树脂；以商品名HYCAR 2679购自美国俄亥俄州威克利夫的路博润公司(Lubrizol Corporation,Wickliffe,Ohio,USA)的丙烯酸类树脂；以商品名HYCAR 26796购自美国俄亥俄州威克利夫的路博润公司的丙烯酸类树脂；以商品名ARCOLLG-650购自美国密歇根州米德兰的陶氏化学公司的聚醚多元醇；或以商品名HYCAR 26315购自美国俄亥俄州威克利夫的路博润公司的丙烯酸类树脂。苯乙烯丁二烯树脂的示例包括以商品名ROVENE 5900购自美国北卡罗来纳州夏洛特的马拉德克里科聚合物公司(MallardCreek Polymers,Inc.,Charlotte,North Carolina,USA)的树脂。
如果存在酸催化剂的话，则该酸催化剂可在可聚合混合物的1重量％至约20重量％、约5重量％至约10重量％的范围内，或者可小于、等于或大于约1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、11重量％、12重量％、13重量％、14重量％、15重量％、16重量％、17重量％、18重量％、19重量％或约20重量％。合适的酸催化剂的示例包括氯化铝溶液或氯化铵溶液。
如果存在表面活性剂的话，则该表面活性剂可在可聚合混合物的约0.001重量％至约15重量％、约5重量％至约10重量％的范围内，或者可小于、等于或大于约0.001重量％、0.01重量％、0.5重量％、1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、11重量％、12重量％、13重量％、14重量％或约15重量％。合适的表面活性剂的示例包括以商品名GEMTEX SC-85-P购自美国北卡罗来纳州索尔兹伯里的Innospec功能化学品公司(Innospec Performance Chemicals,Salisbury,NorthCarolina,USA)的表面活性剂；以商品名DYNOL 604购自美国宾夕法尼亚州阿伦敦的空气化工产品有限公司(Air Products and Chemicals,Inc.,Allentown,Pennsylvania,USA)的表面活性剂；以商品名ACRYSOL RM-8W购自美国密歇根州米德兰的陶氏化学公司的表面活性剂；或以商品名XIAMETER AFE 1520购自美国密歇根州米德兰的陶氏化学公司的表面活性剂。
如果存在抗微生物剂的话，则该抗微生物剂可在可聚合混合物的0.5重量％至约20重量％、约10重量％至约15重量％的范围内，或者可小于、等于或大于约0.5重量％、1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、11重量％、12重量％、13重量％、14重量％、15重量％、16重量％、17重量％、18重量％、19重量％或约20重量％。合适的抗微生物剂的示例包括吡啶硫酮锌。
如果存在颜料的话，则该颜料可在可聚合混合物的约0.1重量％至约10重量％、约3重量％至约5重量％的范围内，或者可小于、等于或大于约0.1重量％、0.2重量％、0.4重量％、0.6重量％、0.8重量％、1重量％、1.5重量％、2重量％、2.5重量％、3重量％、3.5重量％、4重量％、4.5重量％、5重量％、5.5重量％、6重量％、6.5重量％、7重量％、7.5重量％、8重量％、8.5重量％、9重量％、9.5重量％或10重量％。合适的颜料的示例包括以商品名SUNSPERSE BLUE 15购自美国新泽西州帕西帕尼的太阳化学有限公司(Sun ChemicalCorporation,Parsippany,New Jersey,USA)的颜料分散体；以商品名SUNSPERSE VIOLET23购自美国新泽西州帕西帕尼的太阳化学有限公司的颜料分散体；以商品名SUN BLACK购自美国新泽西州帕西帕尼的太阳化学有限公司的颜料分散体；或以商品名BLUE PIGMENTB2G购自美国北卡罗来纳州夏洛特的科莱恩有限公司(Clariant Ltd.,Charlotte,NorthCarolina,USA)的颜料分散体。组分的混合物可通过固化来聚合。
该方法可包括提供能够转化为陶瓷的有晶种或无晶种的前体分散体的操作。在对前体加晶种的示例中，前体可引入晶种铁氧化物(例如，FeO)。前体分散体可包含作为挥发性组分的液体。在一个示例中，该挥发性组分是水。分散体可包含足量的液体，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，但是液体的量不能太多，因为会导致随后将液体从模具腔中移除的成本过高。在一个示例中，前体分散体包含2重量％至90重量％的能够转化为陶瓷的颗粒诸如一水合氧化铝(勃姆石)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。反之，在一些实施方案中，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。
合适的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。合适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。市售勃姆石的示例包括均购自沙索尔北美有限公司(Sasol North America,Inc.)的商品名为“DISPERAL”和“DISPAL”的产品，或购自BASF公司的商品名为“HIQ-40”的产品。这些一水合氧化铝是相对纯的；即，它们除了一水合物外只包含相对较少的(如果有的话)其它水合物相，并且具有高表面积。
所得成型磨料颗粒100或200的物理特性通常可取决于前体分散体中所用材料的类型。如本文所用，“凝胶”是分散在液体中的固体的三维网络。
前体分散体可包含改性添加剂或改性添加剂的前体。改性添加剂可用于增强磨料颗粒的某些所需特性，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呈可溶性盐的形式，诸如水溶性盐。它们可包括含金属的化合物，并且可以是镁、锌、铁、硅、钴、镍、锆、铪、铬、钇、镨、钐、镱、钕、镧、钆、铈、镝、铒、钛的氧化物的前体，以及它们的混合物。可存在于前体分散体中的这些添加剂的具体浓度可以变化。
引入改性添加剂或改性添加剂前体可导致前体分散体胶凝。也可以通过以下方式使前体分散体胶凝：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。前体分散体还可包含成核剂。适用于本公开的成核剂可以包括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，或者使所述转化成核的任何其它物质。如果使用成核剂的话，则其量应当足够多，以对α-氧化铝进行转化。
可将胶溶剂添加到前体分散体中以制备更稳定的水溶胶或胶态前体分散体。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，但是它们可能使前体分散体快速胶凝，从而使得难以对其进行处理或难以引入附加组分。某些商业来源的勃姆石包含有助于形成稳定前体分散体的酸滴度(例如，所吸收的甲酸或硝酸)。
前体分散体可通过任何合适的手段形成；例如，就溶胶-凝胶氧化铝前体而言，其可通过将氧化铝一水合物与含有胶溶剂的水简单地混合，或者通过形成添加有胶溶剂的氧化铝一水合物浆液而形成。
可添加消泡剂或其它合适的化学品，以降低混合时形成气泡或夹带空气的倾向。如果需要，可添加其它化学品，诸如润湿剂、醇类、或偶联剂。
进一步操作可包括提供模具，该模具具有至少一个模具腔，或形成于模具的至少一个主表面中的多个腔。在一些示例中，模具被形成为生产工具，其可以是例如带、片、连续纤维网、轮转凹辊等涂布辊、安装在涂布辊上的套筒、或者模头。在一个示例中，生产工具可包含聚合物材料。合适的聚合物材料的示例包括热塑性塑料，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、聚乙烯或它们的组合，或热固性材料。在一个示例中，整个模具由聚合物材料或热塑性材料制成。在另一个示例中，在干燥前体分散体时与前体分散体接触的模具的表面(诸如多个腔的表面)包含聚合物材料或热塑性材料，并且该模具的其它部分可以由其它材料制成。以举例的方式，可将合适的聚合物涂层施加到金属模具以改变其表面张力特性。
聚合物型或热塑性生产工具可以由金属母模工具复制而成。母模工具可具有生产工具所需的反向图案。母模工具可以与生产工具相同的方式制成。在一个示例中，母模工具由金属(例如镍)制成，并且经过金刚石车削。在一个示例中，母模工具至少部分地使用立体光照型技术形成。可将聚合物片状材料连同母模工具一起加热，使得通过将二者压制在一起而在聚合物材料上压印出母模工具图案。也可将聚合物或热塑性材料挤出或浇铸到母模工具上，并且然后对其进行压制。冷却热塑性材料以使其硬化，从而制得生产工具。如果利用热塑性生产工具，则应当注意不要产生过多热量，这些热量可使热塑性生产工具变形，从而限制其寿命。
从模具的顶部表面或底部表面中的开口均可进入腔中。在一些示例中，腔可延伸过模具的整个厚度。另选地，腔可仅延伸至模具的厚度的一部分。在一个示例中，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，即在其中形成腔的那一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。
腔具有特定的三维形状，以制备成型磨料颗粒100。深度尺寸等于从顶部表面到底部表面上最低点的垂直距离。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。给定模具的腔可具有相同的形状或不同的形状。
另外的操作涉及使用前体分散体填充模具中的腔(例如，通过常规技术进行填充)。在一些示例中，可使用刀辊涂布机或真空槽模涂布机。如果需要，可使用脱模剂以有助于从模具移除颗粒。脱模剂的示例包括油类(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到与前体分散体接触的生产模具的表面，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)，或约0.1mg/in2(0.6mg/cm2)至约5.0mg/in2(30mg/cm2)的脱模剂。在一些实施方案中，模具的顶部表面涂覆有前体分散体。前体分散体可以被抽吸到该顶部表面上。
在另外的操作中，可以使用刮刀或平整棒将前体分散体完全压入模具的腔中。可将未进入腔中的前体分散体的其余部分从模具的顶部表面移除，并将其回收利用。在一些示例中，前体分散体的一小部分可以保留在顶部表面上，并且在其它示例中，顶部表面基本上不含分散体。刮刀或平整棒施加的压力可小于100psi(0.6MPa)、或小于50psi(0.3MPa)、或甚至小于10psi(60kPa)。在一些示例中，前体分散体的暴露表面基本上不会延伸超过顶部表面。
在期望使用腔的暴露表面形成成型陶瓷磨料颗粒的平面的那些示例中，可能需要使腔装填过满(例如，使用微喷嘴阵列)，并且使前体分散体缓慢地干燥。
另外的操作涉及去除挥发性组分，以干燥分散体。挥发性组分可以通过快速蒸发速率去除。在一些示例中，通过蒸发去除挥发性组分在高于挥发性组分的沸点的温度下进行。干燥温度的上限通常取决于制成模具的材料。就聚丙烯模具而言，温度应低于该塑料的熔点。在一个示例中，就含约40％至50％固体的水分散体以及聚丙烯模具而言，干燥温度可为约90℃至约165℃，或约105℃至约150℃，或约105℃至约120℃。更高的温度可导致改善的生产速度，但是也可导致聚丙烯模具的降解，从而限制其作为模具的使用寿命。
在干燥期间，前体分散体收缩，从而通常导致从腔壁回缩。例如，如果腔具有平面的壁，那么所得成型磨料颗粒100往往可具有至少三个凹形主侧面。目前发现，通过使腔壁成凹形(由此，腔容积增加)，可获得具有至少三个基本上平面的主侧面的成型磨料颗粒100。凹陷程度一般取决于前体分散体的固含量。
另外的操作涉及从模具腔中移除所得的成型磨料颗粒100前体。可通过使用下列方法从腔中移除成型磨料颗粒100或200前体：在模具上单独使用重力、振动、超声振动、真空或加压空气方法或者使用这些方法的组合从模具腔中移除颗粒。
成型磨料颗粒100或200前体可在模具外进一步干燥。如果在模具中将前体分散体干燥至所需程度，则该附加干燥步骤不是必要的。然而，在一些情况下，采用该附加干燥步骤来使前体分散体在模具中的停留时间最小化可能是经济的。成型磨料颗粒100或200前体将在50℃至160℃、或120℃至150℃的温度下干燥10分钟至480分钟、或120分钟至400分钟。
另外的操作涉及煅烧成型磨料颗粒100或200前体。在锻烧期间，基本上所有挥发性物质都被去除，并且存在于前体分散体中的各种组分均转化成金属氧化物。通常，将成型磨料颗粒100或200前体加热到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，可能期望通过浸渍方法引入改性添加剂。水溶性盐可通过将其浸渍到经煅烧的成型磨料颗粒100前体的孔中来引入。然后再次预烧成型磨料颗粒100前体。
另外的操作可涉及烧结经煅烧的成型磨料颗粒100或200前体，以形成颗粒100或200。然而，在前体包含稀土金属的一些示例中，烧结可能并非必要。在烧结之前，经煅烧的成型磨料颗粒100或200前体并未完全致密化，因此缺乏用作成型磨料颗粒100或200所需的硬度。通过使经煅烧的成型磨料颗粒100或200前体加热到1000℃至1650℃的温度来进行烧结。为实现这种转化程度，经煅烧的成型磨料颗粒100或200前体在烧结温度下可暴露的时间长度取决于多种因素，但可为五秒至48小时。
在另一个实施方案中，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，成型磨料颗粒14可具有10GPa(吉帕斯卡)、16GPa、18GPa、20GPa或更大的维氏硬度。
可以使用附加操作来修改所述方法，该操作例如将材料从煅烧温度快速加热至烧结温度，并且对前体分散体进行离心以去除淤渣和/或废物。此外，如果需要，则可以通过组合这些方法步骤中的两个或更多个来修改该方法。
本文所述的磨料制品中的任何磨料制品可以是连续的或者可包括磨料段。
图3A-图3D示出了根据各种实施方案的涂覆在微粒中的成型磨料颗粒。图3A示出了涂覆有红色微粒的成型磨料颗粒10。红色微粒由Fe2O3制成。图3B示出了涂覆有硅灰石微粒22的成型磨料颗粒20。图3C和图3D示出了颗粒20的更近的视图。图3C为在65x下拍摄的图像。图3D为在1400x下拍摄的图像。成型磨料颗粒10和20与微粒之间的最长颗粒尺寸的比率可在约10:1至约100:1至约1000:1至约10,000:1的范围内。
微粒先前已被施加到磨料颗粒。微粒增加磨料颗粒的表面积，从而增加磨料颗粒与周围树脂基质之间的粘结强度。这可延长将微粒掺入到磨料颗粒的结构上的磨料制品的总体使用寿命。虽然微粒先前已被施加到粉碎或板状颗粒，但本文所述的实施方案将微粒施加到精确成型的磨料颗粒。
先前施加到磨料颗粒的微粒的形状通常为球形。如包括在本文中的实施例所示，令人惊讶地发现杆形或板形微粒显示出更好的性能。令人惊讶地发现，增加微粒的长径比导致性能改善。在一些实施方案中，长径比大于约2、或大于约3、或大于约4、或大于约5、或大于约10、或大于约50、或大于约100、或大于约500、或大于约1000。
还发现，控制每个成型磨料制品上的涂层中微粒和微粒粘结剂的量。微粒粘结剂应为经涂覆的成型磨料颗粒的至少0.1重量％。在一些实施方案中，微粒粘结剂为经涂覆的成型磨料颗粒的至少0.2重量％、或至少0.3重量％、或至少0.4重量％、或至少0.5重量％、或至少0.6重量％、或至少0.7重量％、或至少0.8重量％、或至少0.9重量％、或至少1重量％。在较低的范围内，不能实现该效果。
图4A-图4B示出了根据各种实施方案的粘结磨料制品。图4A示出了钹形磨削轮30。图4B示出了树脂基质36内的成型磨料颗粒32的横截面的近距离视图。成型磨料颗粒32具有微粒涂层34。
图5A-图5B示出了根据各种实施方案的成型微粒。本文所述的实施方案和实施例示出了当用长径比高于1的颗粒涂覆成型磨料颗粒时所获得的改善的寿命性能。据信，改善的性能起因于可用于与成型磨料颗粒和树脂基质两者粘结的微粒的较高表面积。因此，明确地设想，对于表面积增加的成型微粒也可观察到类似的结果。一个此类颗粒示于图5A和图5B中。图5A示出了具有基本上彼此共面的若干有小面的臂52的颗粒50。图5B示出了侧视图，该图示出了平面臂52与另一个垂直定位的臂54之间的布置。然而，虽然图5A和图5B示出了成型微粒的一个示例，但其他示例也是可能的。例如，杆、十字形、四面体、二维板和这些形状的接合组合。
图6A为经涂覆的磨料制品300的剖视图。经涂覆的磨料制品300包括限定沿x-y方向的表面的背衬302。背衬302具有施加在背衬302的第一表面上的第一粘结剂层(下文称为底胶层304)。多个成型磨料颗粒200A附接到或部分地嵌入底胶层304。虽然示出了成型磨料颗粒200A，但本文所述的任何其他成型磨料颗粒均可包括在经涂覆的磨料制品300中。任选的第二粘结剂层(下文称为复胶层306)分散在成型磨料颗粒200A上。如图所示，成型磨料颗粒200A的大部分具有在基本上相同的方向上取向的三个顶点(240、242和244)中的至少一个顶点。因此，成型磨料颗粒200A根据非随机分布取向，但在其他实施方案中，成型磨料颗粒200A中的任一个成型磨料颗粒可在背衬302上无规取向。在一些实施方案中，颗粒取向的控制可增加磨料制品的切割。成型磨料颗粒200A包括设置在磨料颗粒的外表面(例如，由顶点240、242和244形成的面)的至少一部分上的微粒层(未示出)，其中微粒层包括分散在粘结剂中的微粒。
背衬302可以是柔性的或刚性的。用于形成柔性背衬的合适材料的示例包括聚合物膜、金属箔、织造织物、针织织物、纸材、硫化纤维、短纤维、连续纤维、非织造布、泡沫、筛网、层压物、以及它们的组合。背衬302可被成型为允许经涂覆的磨料制品300呈片、盘、带、垫、或卷的形式。在一些实施方案中，背衬302可为足够柔性的以允许经涂覆的磨料制品300形成为环，以制备可在合适的磨削设备上运行的磨带。
底胶层304使成型磨料颗粒200A固定到背衬302上，并且复胶层306可有助于加固成型磨料颗粒200A。底胶层304和/或复胶层306可包括树脂粘合剂。树脂粘合剂可包括选自以下的一种或多种树脂：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、聚氨酯树脂、聚酯树脂、干性油以及它们的混合物。
图6B示出了经涂覆的磨料制品300B的示例，其包括成型磨料颗粒200而非成型磨料颗粒300。如图所示，成型磨料颗粒200通过底胶层304附接到背衬302，其中复胶层306被施加以进一步将成型磨料颗粒200附接或粘附到背衬302。如图3B所示，大多数成型磨料颗粒200倾斜或偏向于一侧。这导致大多数成型磨料颗粒200相对于背衬302具有小于90度的取向角β。
本文还设想了粘结磨料制品。用于制备粘结磨料制品的方法通常包括：模压成型工艺，该工艺包括以下步骤：将粘结剂的主要粉末状原材料涂覆到磨粒上，将磨粒装入模具中，以及将所装入的材料模压成型；以及浇铸工艺，该浇铸工艺包括以下步骤：在混合器中共混树脂(例如，液态树脂)和磨粒，以及将共混物以润湿状态浇铸到模具中。
图7A和图7B示出了粘结磨料制品400的示例。具体地，图7A为粘结磨料制品400的透视图，并且图7B为沿图7A的线A-A截取的粘结磨料制品400的剖视图。图4A和图7B示出了许多相同的特征并且同时进行讨论。如图所示，粘结磨料制品400为钹形磨削轮。在其他示例中，粘结磨料制品可为磨头、切断轮、切割磨削轮、钹形磨削轮、钹形切断轮、卷轴磨削轮、磨头、工具磨削轮、辊式磨削轮、热压磨削轮、面磨削轮、导轨磨削轮、磨削锥、磨削塞、杯形磨削轮、齿轮磨削轮、无心磨削轮、圆柱磨削轮、内径磨削轮、外径磨削轮或双盘磨削轮。
轮的尺寸可为任何合适的尺寸，例如直径可在2mm至约2000mm、约500mm至约1000mm的范围内，或者小于、等于或大于约2cm、50cm、100cm、200cm、300cm、400cm、500cm、600cm、700cm、800cm、900cm、1000cm、1100cm、1200cm、1300cm、1400cm、1500cm、1600cm、1700cm、1800cm、1900cm、约2000mm；可在2mm至2,000mm、5mm至1,000mm或20mm至500mm的范围内。
粘结磨料制品400包括第一主表面402和第二主表面404。第一主表面和第二主表面具有基本上圆形的轮廓。中心孔416在第一主表面402与第二主表面404之间延伸，并且可用于例如附接到动力驱动工具。在其他磨料制品的示例中，中心孔416可被设计成仅部分地在第一主表面402与第二主表面404之间延伸。粘结磨料制品400可由多个不同的部件形成。
尽管示出了成型磨料颗粒100，但粘结磨料制品400的其他实施方案可包括成型磨料颗粒200A-200E。存在于粘结磨料制品400中的颗粒保留在粘结剂中。如本文所述，粘结剂可为有机树脂、玻璃质粘结剂或金属粘结剂。在一些示例中，粘结剂可包括分布在其中的磨料颗粒。合适的有机粘结剂是可固化(例如，聚合和/或交联)以形成可用的有机粘结剂的那些粘结剂。这些粘结剂包含例如一种或多种酚醛树脂(包含酚醛清漆和/或甲阶酚醛树酯)、一种或多种环氧树脂、一种或多种脲醛粘结剂、一种或多种聚酯树脂、一种或多种聚酰亚胺树脂、一种或多种橡胶、一种或多种聚苯并咪唑树脂、一种或多种紫胶、一种或多种丙烯酸单体和/或低聚物，以及它们的组合物。(一种或多种)有机粘结剂前体可以与附加组分结合，诸如例如固化剂、硬化剂、催化剂、引发剂、着色剂、抗静电剂、助磨剂和润滑剂。
可用的酚醛树脂包括酚醛清漆和甲阶酚醛树脂。线型酚醛树脂的特征在于被酸催化并且具有小于一(例如介于0.5:1和0.8:1之间)的甲醛与酚的比率。甲阶酚醛树脂的特征在于被碱催化并且具有大于或等于一(例如1:1至3:1)的甲醛与酚的比率。线型酚醛树脂和甲阶酚醛树脂可被化学改性(例如，通过与环氧化合物反应)，或者它们可不被改性。适用于固化酚醛树脂的示例性酸性催化剂包括硫酸、盐酸、磷酸、草酸和对甲苯磺酸。适用于固化酚醛树脂的碱性催化剂包括氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化钾、氢氧化钙、有机胺或碳酸钠。
酚醛树脂是公知的，并且可容易地从商业来源获得。可商购获得的线型树脂的示例包括DUREZ 1364，其为一种两步粉末化的酚醛树脂(以商品名VARCUM(例如，29302)由美国德克萨斯州艾迪生的杜雷兹公司(Durez Corporation,Addison,Tex.)出售)，或者以商品名DURITE RESIN AD-5534(由美国肯塔基州路易斯维尔的瀚森有限公司(Hexion,Inc.,Louisville,KY)出售)。可用于实施本公开的可商购获得的甲阶酚醛树脂的示例包括以商品名VARCUM(例如，29217、29306、29318、29338、29353)由杜雷兹公司(Durez Corporation)销售的那些；以商品名AEROFENE(如，AEROFENE 295)由美国佛罗里达州巴托的阿施兰德化学公司(Ashland Chemical Co.,Bartow,Fla.)出售的那些；以及以商品名“PHENOLITE”(例如，PHENOLITE TD-2207)由韩国首尔的江南化学有限公司(Kangnam Chemical CompanyLtd.,Seoul,South Korea)出售的那些。
对于玻璃化粘结材料，表现出非晶态结构并且较硬的玻璃化粘结材料在本领域中为人们所熟知。在一些情况下，玻璃化粘结材料包含结晶相。用于形成玻璃化粘结材料的金属氧化物的示例包括：二氧化硅、硅酸盐、氧化铝、苏打、氧化钙、氧化钾、二氧化钛、氧化铁、氧化锌、氧化锂、氧化镁、氧化硼、硅酸铝、硼硅玻璃、硅酸铝锂和它们的组合物等。玻璃化粘结材料可以用包含10％至100％的玻璃料的组合物制成，但更通常地，组合物包含20％至80％的玻璃料或30％至70％的玻璃料。玻璃化粘结材料的其余部分可为非玻璃料材料。另选地，玻璃质粘结剂可来源于自不含有玻璃料的组合物。玻璃质粘结材料通常在约700℃至约1500℃范围内，通常在约800℃至约1300℃范围内，有时在约900℃至约1200℃范围内，或者甚至在约950℃至约1100℃范围内的温度下成熟。粘结材料成熟的实际温度取决于例如特定的粘结材料化学性质。优选的玻璃化粘结材料可包括包含二氧化硅、氧化铝(优选地，至少10重量％的氧化铝)和氧化硼(优选地，至少10重量％的氧化硼)的那些材料。在大多数情况下，玻璃化粘结材料还包括碱金属氧化物(例如，Na2O和K2O)(在一些情况下，至少10重量％的碱金属氧化物)。
成型磨料颗粒100可布置成多个层。例如，如图7A和图7B所示，粘结磨料制品400包括第一层成型磨料颗粒412和第二层成型磨料颗粒414。第一层成型磨料颗粒412和第二层成型磨料颗粒414通过位于其间的粘结剂彼此间隔开。尽管示出了两层，但粘结磨料制品400可包括成型磨料颗粒100的附加层。例如，粘结磨料制品400可包括与第一层三角形磨料颗粒412或第二层三角形磨料颗粒414中的至少一者相邻的第三层成型磨料颗粒100。层412和414中的任一层可包括粉碎磨料颗粒、陶瓷粉碎磨料颗粒或陶瓷成型磨料颗粒。
尽管成型磨料颗粒100可无规分布，但也可根据预定图案分布成型磨料颗粒100。例如，图7A示出了其中第一层412的相邻成型磨料颗粒100在从中心孔416延伸到粘结磨料制品400的周边的行中彼此直接对准的图案。相邻的成型磨料颗粒100也以同心圆直接对准。另选地，相邻的成型磨料颗粒100可相对于彼此交错。成型磨料颗粒100的附加的预定图案也在本公开的范围内。例如，成型磨料颗粒100可被布置成形成文字或图像的图案。成型磨料颗粒100也可布置成当粘结磨料制品400以预定速度旋转时形成图像的图案。除了成型磨料颗粒100布置成预定图案之外或作为其替代，诸如填料颗粒的其他颗粒也可布置成相对于磨料颗粒所述的预定图案。
本文所述的磨料制品中的任何磨料制品(包括磨料制品300或400)也可包括常规(例如，粉碎的)磨料颗粒。可用的磨料颗粒的示例包括基于熔融氧化铝的材料，诸如氧化铝、陶瓷氧化铝(其可包括一种或多种金属氧化物改性剂和/或促结晶剂或成核剂)和经热处理的氧化铝、碳化硅、共熔融的氧化铝-氧化锆、金刚石、氧化铈、二硼化钛、立方氮化硼、碳化硼、石榴石、燧石、金刚砂、溶胶-凝胶法制备的磨料颗粒以及它们的混合物。
常规磨料颗粒可例如具有在约10μm至约5000μm、约20μm至约2000μm、约50μm至约1000μm的范围内，小于、等于或大于约10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm、500μm、550μm、600μm、650μm、700μm、750μm、800μm、850μm、900μm、950μm、1000μm、1050μm、1100μm、1150μm、1200μm、1250μm、1300μm、1350μm、1400μm、1450μm、1500μm、1550μm、1650μm、1700μm、1750μm、1800μm、1850μm、1900μm、1950μm或2000μm的平均直径。例如，常规的磨料颗粒可具有磨料行业指定的标称等级。此类磨料行业认可的等级标准包括被称为美国国家标准协会(ANSI)标准、欧洲磨料产品制造商联合会(FEPA)标准和日本工业标准(HS)的那些。示例性ANSI等级名称(例如，指定的标称等级)包括：ANSI12(1842μm)、ANSI 16(1320μm)、ANSI 20(905μm)、ANSI 24(728μm)、ANSI 36(530μm)、ANSI40(420μm)、ANSI 50(351μm)、ANSI 60(264μm)、ANSI 80(195μm)、ANSI 100(141μm)、ANSI120(116μm)、ANSI 150(93μm)、ANSI 180(78μm)、ANSI 220(66μm)、ANSI 240(53μm)、ANSI280(44μm)、ANSI 320(46μm)、ANSI 360(30μm)、ANSI 400(24μm)和ANSI 600(16μm)。示例性FEPA等级名称包括P12(1746μm)、P16(1320μm)、P20(984μm)、P24(728μm)、P30(630μm)、P 36(530μm)、P40(420μm)、P50(326μm)、P60(264μm)、P80(195μm)、P100(156μm)、P120(127μm)、P120(127μm)、P150(97μm)、P180(78μm)、P220(66μm)、P240(60μm)、P280(53μm)、P320(46μm)、P360(41μm)、P400(36μm)、P500(30μm)、P600(26μm)和P800(22μm)。每种等级的近似平均粒度列在每种等级名称后的括号中。
成型磨料颗粒100或200或粉碎的磨料颗粒可包含任何合适的材料或材料的混合物。例如，成型磨料颗粒100可包含选自α-氧化铝、熔融氧化铝、热处理氧化铝、陶瓷氧化铝、烧结氧化铝、碳化硅、二硼化钛、碳化硼、碳化钨、碳化钛、金刚石、立方氮化硼、石榴石、熔融氧化铝-氧化锆、溶胶-凝胶法制备的磨料颗粒、氧化铈、氧化锆、氧化钛以及它们的组合物的材料。在一些实施方案中，成型磨料颗粒100或200和粉碎的磨料颗粒可包含相同的材料。在另外的实施方案中，成型磨料颗粒100或200和粉碎的磨料颗粒可包含不同的材料。
填料颗粒也可包含在磨料制品200或300中。可用填料的示例包括金属碳酸盐(诸如碳酸钙、碳酸钙镁、碳酸钠、碳酸镁)、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、粘土、蒙脱石、长石、云母、硅酸钙、偏硅酸钙、硅铝酸钠、硅酸钠)、金属硫酸盐(诸如硫酸钙、硫酸钡、硫酸钠、硫酸铝钠、硫酸铝)、石膏、蛭石、糖、木粉、水合铝化合物、炭黑、金属氧化物(诸如氧化钙、氧化铝、氧化锡、二氧化钛)、金属亚硫酸盐(诸如亚硫酸钙)、热塑性颗粒(诸如聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、聚酯、聚乙烯、聚(氯乙烯)、聚砜、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚丙烯、乙缩醛聚合物、聚氨酯、尼龙颗粒)以及热固性颗粒(诸如酚醛泡、酚醛珠、聚氨酯泡沫颗粒等)。该填料还可为盐，诸如卤化物盐。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。金属填料的示例包括锡、铅、铋、钴、锑、镉、铁和钛。其它杂类填料包括硫、有机硫化合物、石墨、硬脂酸锂和金属硫化物。在一些实施方案中，单个成型磨料颗粒100或单个粉碎的磨料颗粒可至少部分地涂覆有无定形、陶瓷或有机涂层。涂层的合适组分的示例包括硅烷、玻璃、氧化铁、氧化铝或它们的组合。诸如这些的涂层可有助于可加工性以及颗粒与粘结剂树脂的粘结。
磨料制品400可根据任何合适的方法形成。一种方法包括将第一多个成型磨料颗粒100保持在装置500的多个孔502的第一部分内。装置500可定位在模具内，并且第一多个成型磨料颗粒100在模具中释放。然后使粘结剂材料沉积以形成成型磨料颗粒100和粘结剂材料的混合物。然后可加热模具以形成磨料制品。
多个孔502的第一部分可在装置500的孔502的总量的约5％至约100％、或约30％至约60％的范围内，或小于约、等于约、或大于约10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％或95％。在多个孔502的第一部分小于100％的示例中，第二多个成型磨料颗粒100可保持在装置的多个孔的第二部分内。多个孔502的第二部分可在装置的孔的总量的约5％至约99％、或约30％至约60％的范围内，或小于约、等于约、或大于约10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％或95％。
图8为示出其中第一多个成型磨料颗粒100接触装置第一主表面的装置的透视图。可通过将颗粒100倾倒在装置上或通过将装置浸没在磨料颗粒中来使成型磨料颗粒100与装置第一主表面接触。
真空生成系统在装置的大部分(例如，约95％)孔502填充有真空生成系统所接合的磨料颗粒100之后接合。这导致外壳内的压力降低。图8为示出真空接合后保持在装置的孔中的成型磨料颗粒100的透视图。另选地，可通过激活外壳内的磁体来保持颗粒100。
图9为示出定位在模具700内的装置500的透视图。一旦装置被充分定位在模具700内，磨料颗粒100就被释放。磨料颗粒100的释放可通过增加外壳内的压力或通过脱离磁体来实现。在增加压力或脱离磁体时，大部分磨料颗粒100被释放到模具700中。颗粒可基本上同时释放或在至多约10秒范围内的时间段内释放。图10为示出释放后模具中的磨料颗粒100的透视图。在释放时，磨料颗粒100接触预先设置在模具700中的任何粘结剂材料。如果模具700中不存在粘结剂材料，则可在磨料颗粒100或200沉积在模具700中之后添加粘结剂材料。磨料颗粒和粘结剂形成混合物。可任选地压制该混合物。
因为装置500中的至少大部分孔502以预定图案布置，所以至少大部分的磨料颗粒100以预定图案沉积在模具700中。因此，为了形成磨料颗粒100的预定图案，不需要将颗粒附接到加强层(诸如稀松布)或将颗粒布置在结合到磨料制品中的支架结构中。可通过重新装载装置并将磨料颗粒的附加层沉积在模具中先前已沉积的磨料颗粒层之上来形成磨料颗粒的附加层。
在所需量的磨料颗粒层100沉积在模具700中之后，通过在例如约70℃至约200℃范围内的温度下加热来固化混合物。将混合物加热足够长的时间以使可固化酚醛树脂固化。例如，合适的时间可在约2小时至约40小时的范围内。固化也可逐步进行；例如，可将轮加热至约70℃至约95℃范围内的第一温度，持续约2小时至约40小时的时间。然后可在约100℃至约125℃范围内的第二温度下加热混合物，持续约2小时至约40小时的时间。然后可在约140℃至约200℃范围内的第三温度下加热混合物，持续约2小时至约10小时的时间。混合物可在空气的存在下固化。另选地，为了帮助保持任何颜色，在氧气浓度相对较低的氮气下，可将轮在较高的温度(例如，大于140℃)下固化。
如图6A和图6B所示，多个成型磨料颗粒100或200中的每个成型磨料颗粒可具有围绕z轴的指定z方向旋转取向，该z轴穿过成型磨料颗粒100或200并与背衬302成90度角穿过背衬302。成型磨料颗粒100或200以表面特征诸如基本上平坦表面颗粒100或200旋转到围绕z-轴的指定角位置中来取向。磨料制品300A或300B的指定z方向旋转取向比在形成磨料制品300A或300B时因成型磨料颗粒100或200的静电涂覆或滴涂而通过表面特征的随机z-方向旋转取向将发生的更频繁地发生。因此，通过控制显著大量的成型磨料颗粒100或200的z-方向旋转取向，经涂覆的磨料制品300A或300B的切割速率、光洁度或二者可与使用静电涂覆方法制造的那些不同。在各种实施方案中，至少50％、51％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或99％的成型磨料颗粒100或200可具有指定z-方向旋转取向，该取向不随机发生并且对于所有对准的颗粒来说可以是基本上相同的。在其他实施方案中，约50％的成型磨料颗粒100或200可沿第一方向对准，并且约50％的成型磨料颗粒100或200可沿第二方向对准。在一个实施例中，第一方向与第二方向基本正交。
所形成磨料颗粒的指定z-方向旋转取向可通过使用精密开孔的丝网来实现，该丝网将成型磨料颗粒100或200定位于特定的z-方向旋转取向中，使得成型磨料颗粒100或200可仅以少许特定的取向诸如少于或等于4、3、2或1个取向而装配到精密开孔的丝网中。例如，仅比包含矩形板的成型磨料颗粒100或200的横截面略大的矩形开口将使成型磨料颗粒100或200取向为两种可能的180度对立的z-方向旋转取向中的一个取向。精密开孔的丝网可被设计为使得成型磨料颗粒100或200在定位于丝网的孔中的同时可围绕其z-轴(当所形成磨料颗粒定位于孔中时，垂直于丝网的表面)旋转小于或等于约30度、20度、10度、5度、2度或1度的角度。
具有多个被选择用于在z-方向上使成型磨料颗粒100和200取向成图案的孔的精密开孔丝网可在具有匹配的孔图案的第二精密开孔丝网上具有保持构件诸如粘合胶带、用于将颗粒保持于第一精密丝网中的静电场或机械锁诸如具有匹配的孔图案的两个精密开孔丝网以相反的方向扭曲以在孔内夹紧颗粒100和200。第一精密孔丝网填充有成型磨料颗粒100和200，并且保持构件用于使成型磨料颗粒100保持在孔中的合适位置处。在一个实施方案中，与第一精密孔丝网以层叠方式对准的第二精密孔丝网的表面上的粘合胶带使成型磨料颗粒100停留在粘着于胶带表面的第一精密丝网的孔中，该胶带暴露在第二精密孔丝网的孔中。
在定位于孔中之后，将具有底胶层304的经涂覆的背衬302定位成平行于包含成型磨料颗粒100或200的第一精密孔丝网表面，其中底胶层304面向孔中的成型磨料颗粒100或200。其后，使经涂覆的背衬302和第一精密孔丝网接触以将成型磨料颗粒100或200粘附到底胶层。释放保持构件，例如移除具有胶带覆盖表面的第二精密孔丝网、解开两个精密孔丝网或是消除静电场。然后移除第一精密孔丝网，从而在经涂覆的磨料制品300上留下具有指定z-方向旋转取向的成型磨料颗粒100或200以进行进一步的常规加工诸如施加复胶层及使底胶层和复胶层固化。
形成其中成型磨料颗粒100或200具有指定z方向旋转角的磨料制品300的另一种方式是使用磁性对准。图8示出了包括背衬815的幅材810在顺维方向814(例如，加工方向)上沿着幅材路径812移动，该背衬具有设置在其上的底胶层前体820。幅材810具有垂直于顺维方向814的横维方向(未示出)。底胶层前体820包括第一可固化粘结剂前体(未示出)。可磁化颗粒832(具有对应于成型磨料颗粒100或200的结构)通过所施加的磁场840的一部分下落到底胶层前体820上。可磁化颗粒832中的至少一些可磁化颗粒是磨料颗粒。可磁化颗粒832在向下倾斜的分配表面885上向下行进之后主要沉积到幅材810上，该向下倾斜的分配表面从料斗875进料。当向下倾斜的分配表面885向下行进时，可磁化磨料颗粒832的最长边缘趋于与所施加的磁场840对准。各种幅材处理部件880(例如辊、传送带、进料辊和收卷辊)处理幅材810。
在整个方法中，至少在将可磁化磨料颗粒832传送到底胶前体层820之前，通过所施加的磁场使可磁化颗粒832连续地取向，其中可磁化颗粒的最长轴与磁场线865基本上平行(或反平行)对准。一旦被传送，所施加的磁场可继续对可磁化磨料颗粒832施加取向影响，但是这不是必需的。
一般来讲，在本公开的实践中使用的施加的磁场在受影响(例如被吸引和/或被取向)的可磁化颗粒的区域中具有至少约10高斯(1mT)、至少约100高斯(10mT)或至少约1000高斯(0.1T)的场强，但这不是必需的。
施加的磁场可由例如一个或多个永磁体和/或电磁体或磁体和铁磁构件的组合提供。合适的永磁体包括含有上文所述可磁化材料的稀土磁体。施加的磁场可以是静态的或可变的(例如振荡)。各自具有北极(N)和南极(S)的上部磁性构件(852)和/或下部磁性构件(854)可为单片的，或者它们可由例如多个部件磁体(854A,854B)和/或可磁化主体构成。如果由多个磁体构成，则给定磁性构件中的多个磁体可相对于其部件磁体彼此最接近的磁场线邻接和/或共同对准(例如，至少基本上平行)。不锈钢保持器856、858A和858B将磁体保持在适当位置。虽然不锈钢304或等同材料由于其非磁性特性而为优选的，但也可使用可磁化材料。低碳钢安装座862、864分别支撑不锈钢保持器856、858A和858B。虽然图11中示出了钢安装座，但安装座可由任何尺寸上稳定的材料制成，无论该材料是否可磁化。
向下倾斜的分配表面可以任何合适的角度倾斜，前提条件是可磁化颗粒832可沿着表面向下行进并且分配到幅材上。合适的角度可在15度至60度的范围内，但也可使用其它角度。在一些情况下，可能期望振动该向下倾斜的分配表面以有利于颗粒移动。向下倾斜的分配表面可由任何尺寸上稳定的材料构造，该材料可以是不可磁化的材料。示例包括：金属，诸如铝；木材；以及塑料。
图12-图14描绘了图11中的一般过程，示出了可磁化颗粒832在从向下倾斜的分配表面885传送到幅材810上的位置处的对准，这取决于向下倾斜的分配表面885在所施加的磁场840中的位置。
例如，在图10所示的构型中，可磁化成型磨料颗粒932被分配到幅材910上，其中磁场线965与幅材910形成小于90度的顺维角度α，使得当被传送到幅材时，它们实现其长边缘从右向左向上倾斜的取向。如图所示，可磁化成型磨料颗粒932在向下倾斜的分配表面985上向下滑动并且开始取向成其最长边缘与磁场线965对准。随着可磁化成型磨料颗粒932接触幅材910的底胶层前体920，它们顺维倾斜。重力和/或下部磁性构件导致磁性成型磨料颗粒坐置到底胶层前体920上，并且在固化之后，它们随后粘附到背衬915。大多数可磁化成型磨料颗粒932以标称倾角(即，背衬与指示方向(例如逆维或顺维)上的可磁化成型磨料颗粒的前缘之间在逆维方向上的约90度的角度)粘附。
现在参见图13所示的构型，可磁化成型磨料颗粒932对准，使得当传送到幅材910时，它们实现其最长边缘从右向左或从左向右向上倾斜的取向。可磁化成型磨料颗粒932在向下倾斜的分配表面985向下滑动并且开始取向成其最长边缘与磁场线965对准。可磁化成型磨料颗粒932被分配到幅材910上，其中磁场线965大致垂直于幅材910。可磁化成型磨料颗粒932设置到幅材910上，其中它们的最长边缘大致垂直于背衬。这允许颗粒围绕它们的最长边缘旋转。下部磁性构件和/或重力导致可磁化成型磨料颗粒932坐置到底胶层前体920上，并且在固化之后，它们随后粘附到背衬915。
在图14所示的构型中，可磁化成型磨料颗粒932对准，使得当传送到幅材时，它们实现其长边缘从左至右向上倾斜的取向。随着可磁化成型磨料颗粒932在向下倾斜的分配表面985上向下滑动，它们开始取向成其最长边缘与磁场线965对准。可磁化成型磨料颗粒932被分配到背衬上，其中磁场线965与幅材900的顺维角度β大于90度。随着颗粒接触幅材，它们在顺维方向上向前倾斜。下部磁性构件和/或重力导致可磁化成型磨料颗粒932坐置到底胶层前体920上，并且在固化之后，它们随后粘附到背衬915。大部分可磁化成型磨料颗粒932在顺维方向上以约90度的倾角粘附到幅材910。
一旦将可磁化颗粒涂覆到可固化粘合剂前体上，可固化粘合剂前体就在第一固化站(未示出)处至少部分地固化，以便将可磁化颗粒牢固地保持在适当位置。在一些实施方案中，可在固化之前将另外的可磁化颗粒和/或不可磁化颗粒(例如填料磨料颗粒和/或助磨剂颗粒)施加到底胶层前体。
就带涂层磨料制品而言，可固化粘结剂前体包括底胶层前体，并且可磁化颗粒包括可磁化磨料颗粒。复胶层前体可施加到至少部分固化的底胶层前体以及可磁化磨料颗粒上，但这不是必需的。如果存在复胶层前体的话，则在第二固化站处至少部分地固化该复胶层前体，任选地进一步固化至少部分固化的底胶层前体。在一些实施方案中，顶胶层设置在至少部分固化的复胶层前体上。
本公开还设想了包含磨料颗粒的非织造磨料制品，该磨料颗粒包含设置在磨料颗粒的外表面的至少一部分上的微粒层，其中微粒层包括分散在粘结剂中的微粒。
简而言之，图12为非织造磨料制品1210的透视图。图16为沿剖面线12-12截取的图12的非织造磨料制品的剖视图。图1和图2示出了基本上相同的组分并且同时进行讨论。如图15和图13所示，非织造磨料制品包括非织造辐材1212。非织造辐材包括第一主表面1214和相背对的第二主表面1216。第一主表面和第二主表面中的每一者具有不规则或基本上非平面的轮廓。非织造辐材包括纤维组分1218，其包括单独的纤维1220。分散在整个非织造辐材上的磨料颗粒1222和粘结剂1224将磨料颗粒粘附到单独的纤维上。
虽然不限于此，但纤维组分可在非织造磨料制品的约5重量％至约30重量％、约10重量％至约25重量％、约10重量％至约20重量％、约12重量％至约15重量％的范围内，小于、等于或大于约5重量％、10重量％、15重量％、20重量％、25重量％或30重量％。纤维组分可包括相对于彼此无规取向和缠结的多个单独的纤维。单独的纤维在相互接触的点处彼此粘结。单独的纤维可以为短纤维或连续纤维。如一般所理解，“短纤维”是指具有离散长度的纤维，并且“连续纤维”是指可为合成长丝的纤维。单独的纤维可在纤维组分的约70重量％至约100重量％、约80重量％至约90重量％、小于、等于或大于约70重量％、75重量％、80重量％、85重量％、90重量％、95重量％或100重量％的范围内。
单独的短纤维可具有在约35mm至155mm、50mm至约105mm、约70mm至约80mm的范围内，小于、等于或大于约35mm、40mm、45mm、50mm、55mm、60mm、65mm、70mm、75mm、76mm、80mm、85mm、90mm、95mm、100mm、102mm、105mm、110mm、115mm、120mm、125mm、130mm、135mm、140mm、145mm、150mm或155mm的长度。单独的短纤维的卷曲指数值可在约15％至约60％、约25％至约50％的范围内，小于、等于或大于约15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％或60％。卷曲指数是所产生卷曲的量度；例如，在纤维中诱发可观的卷曲之前。卷曲指数表示为处于延长状态的纤维长度减去处于松弛(例如，缩短)状态的纤维长度的差除以处于延长状态的纤维长度。短纤维可具有在约10旦尼尔至约2000旦尼尔、约10旦尼尔至约200旦尼尔、约500旦尼尔至约600旦尼尔、约500旦尼尔至约700旦尼尔、约800旦尼尔至约1000旦尼尔、约900旦尼尔至约1000旦尼尔的范围内，小于、等于或大于约200旦尼尔、250丹尼尔、300旦尼尔、350旦尼尔、400旦尼尔、450旦尼尔、500旦尼尔、550旦尼尔、600旦尼尔、650旦尼尔、700旦尼尔、750旦尼尔、800旦尼尔、850旦尼尔、900旦尼尔、950旦尼尔、1000旦尼尔、1050旦尼尔、1100旦尼尔、1150旦尼尔、1200旦尼尔、1250旦尼尔、1300旦尼尔、1350旦尼尔、1400旦尼尔、1450旦尼尔、1500旦尼尔、1550旦尼尔、1600旦尼尔、1650旦尼尔、1700旦尼尔、1750旦尼尔、1800旦尼尔、1850旦尼尔、1900旦尼尔、1950旦尼尔、2000旦尼尔的细度或线密度。
在一些示例中，纤维组分可包括短纤维的共混物。例如，纤维组分可包括第一多个单独的纤维和第二多个单独的短纤维。共混物中的第一多个短纤维和第二多个短纤维可相对于线密度值、卷曲指数或长度中的至少一者不同。例如，第一多个单独的纤维的单独短纤维的线密度可在约200旦尼尔至约700旦尼尔、约550旦尼尔至约650旦尼尔的范围内，小于、等于或大于约200旦尼尔、250旦尼尔、300旦尼尔、350旦尼尔、400旦尼尔、450旦尼尔、500旦尼尔、550旦尼尔、600旦尼尔、650旦尼尔或约700旦尼尔。第二多个单独的纤维的单独短纤维的线密度可在约800旦尼尔至约2000旦尼尔、约850旦尼尔至约1000旦尼尔的范围内，小于、等于或大于约800旦尼尔、850旦尼尔、900旦尼尔、950旦尼尔、1000旦尼尔、1050旦尼尔、1100旦尼尔、1150旦尼尔、1200旦尼尔、1250旦尼尔、1300旦尼尔、1350旦尼尔、1400旦尼尔、1450旦尼尔、1500旦尼尔、1550旦尼尔、1600旦尼尔、1650旦尼尔、1700旦尼尔、1750旦尼尔、1800旦尼尔、1850旦尼尔、1900旦尼尔、1950旦尼尔或2000旦尼尔。具有不同线密度的单独短纤维的混合物可以用于例如提供磨料制品，该磨料制品在使用时可得到期望的表面光洁度。单独的纤维中的任一者的长度或卷曲指数可为根据本文所讨论的值的。
在包括单独的短纤维的共混物的磨料制品的示例中，第一多个单独的短纤维和第二多个单独的短纤维可考虑纤维组分的不同部分。例如，第一多个单独的纤维可在纤维组分的约20重量％至约80重量％、约30重量％至约40重量％的范围内，小于、等于或大于约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％或80重量％。第二多个单独的纤维可在纤维组分的约20重量％至约80重量％、约60重量％至约70重量％的范围内，小于、等于或大于约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％或80重量％。虽然本文讨论了两个多个单独的短纤维，但在本公开的范围内包括附加的多个单独的短纤维诸如第三多个单独的短纤维，该第三多个单独的短纤维相对于第一多个单独的纤维和第二多个单独的纤维的线密度值、卷曲指数和/或长度中的至少一者有所不同。
非织造辐材的纤维可包含许多合适的材料。影响材料选择的因素包括材料是否与粘附的粘结剂和磨料颗粒适当地相容同时还可与磨料制品的其他组分组合加工，以及材料承受加工条件(例如，温度)诸如在施加粘结剂和使粘结剂固化期间采用的那些条件的能力。纤维的材料还可被选择为影响磨料制品的特性，诸如例如柔韧性、弹性、耐久性或寿命、研磨性以及精加工特性。可为合适的纤维的示例包括天然纤维、合成纤维以及天然纤维和/或合成纤维的混合物。合成纤维的示例包括由聚酯(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯)、尼龙(例如，尼龙-6,6、聚己内酰胺)、聚丙烯、丙烯腈(例如，丙烯酸类树脂)、人造丝、醋酸纤维素、聚偏二氯乙烯-氯乙烯共聚物、以及氯乙烯-丙烯腈共聚物制成的那些。合适的天然纤维的示例包括棉花、羊毛、黄麻和大麻。纤维可为原始材料或为例如从服装裁剪、地毯制造、纤维制造或纺织品加工中回收的再循环材料或废料。纤维可为均一化的或可为复合材料，诸如双组分纤维(例如，共纺的皮-芯型纤维)。纤维可为拉紧的和卷曲的短纤维。
在一些示例中，单独的纤维可具有非圆形横截面形状或具有圆形和非圆形横截面形状(例如三角形、Δ形、H形、三叶形、矩形、正方形、狗骨形、带形或椭圆形)的单独的纤维的共混物。
磨料制品包括粘附到单独的纤维上的磨料组分。该磨料组分可在磨料制品的约5重量％至约70重量％、约40重量％至约60重量％、或小于、等于或大于约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％或70重量％的范围内。磨料组分可以包括单独的磨料颗粒。
实施例
本文所述的实施例仅旨在为示例性的而非预测性的，并且制造和测试工序的变化可产生不同的结果。实施例部分中所有定量值均应理解为根据所使用程序中所涉及的通常已知公差的近似值。前述详细描述和示例仅为了清楚地理解本发明而给出。但它们不应被理解为不必要的限制。
表1.用于制备粘结磨料的材料
首先用硅酸钠或硅酸钾水溶液和过量的水涂覆可得自3M Silver生产型号87462的精确成型粒，然后用微粒涂覆，接着干燥以去除水。向Kitchen Aid混合器中加入PSG，然后加入硅酸盐水溶液。
将该粒和硅酸盐水溶液混合60秒，然后手动搅拌，并在Kitchen Aid混合器中再次混合60秒，以将该粒均匀地润湿。然后将粉末状微粒(氧化铁、氟铝酸钾、三水合铝等)加入到润湿的粒中，并将混合物在混合器中搅拌60秒，然后手动搅拌，接着用Kitchen Aid混合器再搅拌60秒。每个实施例和比较例的粒、硅酸钠和微粒的量可见于表2中。
表2
CE＝比较例
通常通过下列方式来干燥经涂覆的PSG：将其铺展于盘上并置于95℃的烘箱中保持45秒，将颗粒混合以避免聚集，然后放回95℃的烘箱中保持45秒。然后将经涂覆的粒混合并再次铺展，并且置于130℃的烘箱中保持1.5小时以进行最终干燥。
粘结磨料预混物的制备
制备粉末状组分的“预混物”并使用食物处理器混合。组分的比例可见于下表3中。相同预混物用于所有实施例。如本文的实施例中所用，热塑性酚醛树脂是指体积平均粒度小于40μm的粉末状酚醛树脂。
表3
| 线型酚醛树脂 | PAF | ZWSK F400 |
| 38.6％ | 53.1％ | 8.4％ |
切断轮(COW)的制备
制备包含PSG(经涂覆的和未经涂覆的)、粉末状预混物和液态甲阶酚醛树脂的COW。如本文实施例中所用，液态甲阶酚醛树脂是指在室温下粘度小于3000厘泊的甲阶酚醛树脂。对于每个实施例，使用相同比例的粒、预混物和甲阶酚醛树脂。还加入石蜡油以降低粉尘含量。
表4
在标准COW混合中，将PSG加入Kitchen Aid混合器碗中，然后加入液态甲阶酚醛树脂。将其在混合器中搅拌3.5分钟，然后手动混合，并且再混合3.5分钟。向该混合物中加入预混物，然后重复相同的混合循环(3.5分钟混合、手动搅拌、3.5分钟混合)。
接下来，将混合物压入COW中，其中OD＝125mm、ID＝22.2mm且厚度为大约1.8mm。在钢模具中，放置具有非织造带状织物的玻璃纤维稀松布，之后加入40克前述段落中所述的混合物。使用旋转刮刀将材料分布到模具中。然后将第二玻璃纤维稀松布(不具有非织造带状织物)、纸标签和内径铝环置于钢COW模具中。将对应于1300psi(91巴)压力的50吨的力施加到该构造，然后将该构造脱模并与其他COW堆叠。
在设置完成后，将COW置于烘箱中并在190℃的最高温度下以30小时的固化周期固化。然后将它们从烘箱中取出并储存至少一周以平衡至环境湿度。
使用便携式锯在不锈钢工件上测试COW，并且从切割速率(线性不锈钢切削，mm/s)和磨损速率(COW的体积损失，mm3/s)的角度测量性能。比性能被定义为切割速率/磨损速率。含有经微粒涂覆的PSG的实施例1-7以及未经任何表面处理且在PSG上仅具有硅酸盐涂层的比较例(CE)CE1和CE2在切割速率、磨损速率和“COW性能”方面的结果在下文列出。
图17示出了实施例1-3以及比较例1和2的切割和磨损行为曲线图。数据显示，切割速率保持相对一致，而与未经涂覆的PSG相比，所有经涂覆的PSG的磨损速率均有所降低。
实施例4-7包含使用硅酸钾粘结剂的经氧化铁涂覆的PSG，并具有不同浓度的氧化铁和硅酸钾。与不具有颗粒涂层的比较例CE 1相比，所有实施例均显示出降低的轮磨损速率。
表5
经涂覆的磨料构造
用于比较例3、实施例8和9中的材料描述于表6中。除非另有说明，否则实施例及本说明书其余部分中的所有份数、百分比、比等均以重量计。
表6
通过向3升塑料容器中装入470克(g)PF1、410g FIL1和22g水，然后机械搅拌，来制备底胶树脂组合物。然后使用10厘米(cm)宽的涂布刀(购自佛罗里达州庞帕诺比奇的PaulN.加德纳公司(Paul N.Gardner Company,Pompano Beach,Florida)将所制备的底胶树脂以75微米的湿厚度涂覆到BACK上，随后使用抹刀将涂层的顶层轻轻地刮擦至148克/平方米(gsm)的最终涂层重量来使涂层平滑。
使用未经涂覆的PSG矿物(MIN 1)来构造比较例3。然后将MIN 1装载到TOOL1中并大致根据PCT专利公布WO 2015/100018 A1(Culler等人)转移到经树脂涂覆的背衬。对于MIN 2和MIN 3重复相同的过程，以分别产生实施例8和实施例9。
将带样品在鼓风烘箱中在90℃下固化90分钟，并在103℃下固化60分钟。然后用复胶组合物涂覆每个带样品，之后用顶胶组合物涂覆每个带样品。通过将431.5g PF1、227.5gFIL1、227.5g FIL2和17g RIO装入3升塑料容器中，机械混合，然后用水稀释至1kg的总重量，来制备复胶组合物。然后用75cm油漆辊以482克/平方米的覆盖速率将所制备的复胶组合物涂覆到带样品上，并且将所得产物在90℃下固化60分钟，然后在102℃下再固化8小时。根据美国专利5,441,549(Helmin)的实施例26中公开的从第21列第10行开始的描述制备顶胶组合物。然后使用75cm油漆辊以424克/平方米的覆盖将所制备的顶胶组合物涂覆到带样品上。将样品在90℃下固化30分钟，在102℃下固化8小时，并且在109℃下固化60分钟。固化之后，使用常规的粘合剂拼接颗粒将带涂层磨料条转变成带。
研磨性能测试在由实施例8和9以及比较例3制成的经涂覆的磨料样品转化的10.16cm×91.44cm带上进行。工件是304不锈钢条，在其上要研磨的表面的尺寸为1.9cm×1.9cm。使用具有20.3cm直径70硬度计硬度橡胶、1:1基体凹槽比的锯齿接触轮。带以2750rpm运行。以4.54kg至6.8kg的法向力将工件施加到带的中心部分。将工件保持距温度计传感器15.2cm(6英寸)。研磨15秒后测量工件的重量损失。然后冷却该工件并再次测试。该测试在40次循环后结束。40次循环后工件移除的结果(两个样本的平均值)报告于表7中。
表7.不锈钢基底上经涂覆的磨料带的材料移除
| 样品 | 粒 | 移除的不锈钢(g) |
| CE 3 | MIN 1 | 788 |
| 实施例8 | MIN 2 | 811 |
| 实施例9 | MIN 3 | 891 |
非织造磨料构造
实施例10和11以及比较例4中使用的材料描述于下表8中。除非另有说明，否则实施例及本说明书其余部分中的所有份数、百分比、比等均以重量计。
表8
MIN 4的制备。经硅烷处理的PSG。
将1000克标称粒度为80的精确成型粒(PSG)(可得自3M Cubitron II Fibre Disc982C)加入Kitchen Aid混合器碗中。在单独的容器中，将40.0克去离子水和0.25克Silquest A1110硅烷(迈图特种化学品公司(Momentive Specialty Chemicals))混合。将硅烷和水的液体混合物加入盛有PSG的混合器中。将PSG/液体混合物搅拌0.5分钟。然后将经硅烷涂覆的PSG置于105℃的烘箱中，保持2小时。该经硅烷涂覆的PSG被定义为MIN 4。
MIN 5的制备。经微粒涂覆的PSG。
使用与实施例1所述相同的制剂和工艺，用氧化铁微粒涂覆标称粒度为80的精确成型粒(PSG)。
MIN 6的制备。经硅烷+微粒涂覆的PSG。
将2270克标称粒度为80的精确成型粒(PSG)加入Kitchen Aid混合器碗中。在单独的容器中，将11.35克N-硅酸盐(PQ公司)、22.7克去离子H20和0.57克Silquest A1110硅烷(迈图特种化学品公司)混合。将硅烷和硅酸盐的液体混合物加入盛有PSG的混合器中。将PSG/液体混合物在Kitchen Aid中搅拌2分钟，然后加入45.4克氧化铁颗粒，接着再搅拌2分钟。然后将经微粒/硅烷涂覆的PSG置于95℃下的烘箱中，保持10分钟，然后置于130℃下保持1小时。该经微粒和硅烷涂覆的PSG被定义为MIN 6。
成套轮的生产
预粘结件的制备。在以商品名“RANDO-WEBBER”购自纽约州马其顿的兰多机器公司(Rando Machine Corporation,Macedon,New York)的气流成网纤维形成机上形成非织造幅材。纤维幅材由FIB1形成。幅材的重量为约每平方米125克(gsm)。将幅材传送到水平的双辊涂布机，在此以50gsm的湿添加重量施加预粘结树脂。预粘结树脂具有以下组成(所有百分比均相对于组分重量)：44.4％水、28.0％T403S、18.7％EP1、0.5％AF、1％LCD4115、2.9％T403LiSt、4.5％CARBEZ3S。通过使经涂覆的幅材通过345℉(174℃)下的对流烘箱达3分钟，使预粘结树脂固化至非粘性状态，从而得到具有176gsm基重的预粘结非织造幅材。
制备包含精确成型磨料颗粒的浆液，该浆液具有表9中所述的配方。使用高剪切混合器以约2.2千克的重量分批制备浆液，并调节速度以在混合时在浆液中产生强涡旋。添加组分的顺序为表9中列出的顺序。
表9
如下由预粘结非织造幅材制备成套磨轮。从预粘结的非织造幅材上切割下来12英寸(38厘米)宽乘12英寸(38厘米)长的部分，并用磨料浆液浸透。然后使饱和的预粘结幅材通过由直径为6英寸(15厘米)的辊组成的辊涂机的辊隙，以去除多余的浆液，直到获得所需的1373gsm的浆液添加重量。将经涂覆的预粘结幅材放置于设定在215℉(102℃)下的鼓风烘箱中，保持2分钟以去除大部分溶剂。接下来，为了形成非织造磨料的单个成套块，然后将八个节段一个堆叠在另一个之上，并且放置在设置为275℉(135℃)的加热的平压机的液压加热的平压机中。在将剥离衬垫放置到烘箱中之前，将其置于该叠堆的两侧上。通过在台板的每个角放置0.5英寸(1.27cm)厚的金属垫片来维持成套块的一致厚度。向台板施加压力(15,000psi，103.4MPa)。30分钟之后，幅材的两个节段已熔合在一起形成单个成套块。将该块在275℉(135℃)下的鼓风烘箱中放置180分钟。在将块从烘箱中取出之后，将该块冷却到室温，并且使用由德国法兰克福的德国联合制鞋机械有限公司(Deutsche VereinigteSchuhmaschinen GmbH&Co.,Frankfurt,Germany)制造的SAMCO SB-25摇臂式冲压机从其上冲切直径为6.0英寸(15.24厘米)的0.5英寸(1.27厘米)厚的带有1英寸(2.54厘米)中心孔的成套磨轮。
成套轮的性能测试
磨损测试测量对比测试轮的磨损效率，并使用双主轴自动化机械进行。直径为6英寸(15.24厘米)、0.5英寸(1.27厘米)厚的测试轮安装在一个主轴上，直径为2.0英寸(5.08厘米)的0.125英寸(3.175毫米)厚的碳钢管工件安装在另一个主轴上。工件设置为以每分钟32转旋转，并且磨轮设置为以每分钟3600转旋转。将磨轮和工件以8磅(3.63千克)的负载一起推动。在测试期间，在所选择的测试负载下，使预称重的旋转管的端部抵靠预称重的轮达15秒，然后间隔15秒的非接触时间。每次磨损测试总共进行30分钟，而工件接触轮的总时间为15分钟。总切割量由工件的重量损失确定，并且轮磨损由磨轮的重量损失确定。将结果记录为每个测试轮的切割量和磨损(以克为单位)。表10中列出了钢切割量克数和轮磨损克数。
表10
实施例12-15
表11.用于制造在PSG上具有和不具有高长径比微粒涂层的切断轮的材料
表12.用于磨粒上的微粒表面处理的制剂
表13.用于实施例的制剂
使用角磨机和重力自动加料测试仪在3mm厚的不锈钢片材上测试切断轮(COW)，如上文相对于实施例1-7所述。测量切割速率和轮磨损速率，然后将其用于计算定义为切割速率除以磨损速率的“总性能”值。对于每种样品类型测试五个COW样本。
按制备时原样的切断轮的性能示于表14中。使用高长径比微粒涂层的实施例(实施例12和实施例13)表现出显著高于未经涂覆的粒的性能，以及与长径比为大约1的微粒(硫化铁和氟铝酸钾)相比更高的性能。长径比被定义为颗粒的最长轴的长度除以颗粒的最短轴的长度的比率，如通过扫描电子显微镜所测量的，并且取至少10个颗粒的平均值。
表14.来自倾斜测试的COW测试结果-按制备时原样的COW
已知老化和水分介导的性能下降是树脂粘结磨料所存在的问题。为了研究高长径比涂层对老化行为的影响，在加速老化条件(即90℉和90％湿度)下测试选定样品达两周。所得的具有高长径比微粒涂层的样品表现出比具有未经涂覆的粒的COW改善超过140％的性能，以及比经球形微粒涂覆的粒更高的性能。
表15.来自倾斜测试的COW测试结果-2周加速老化后的COW
如在上文相对于实施例1-7所论述的工序中，用微粒涂覆精确成型的粒。这样产生可通过典型的磨料制造方法加工的干燥粒。粘结剂和微粒的量描述于表13中。
通过下文所述的标准磨削轮加工方法制造钹形磨削轮样品。原材料的比例列于表14中。
在液压机中在50吨的力下将150克所制备的磨料混合物压制在具有三块玻璃纤维稀松布的5”外径模具中(用于增加破裂强度)，以形成钹形磨削轮，诸如图4A-图4B所示。通过典型的树脂粘结磨料固化循环来固化磨轮，使得树脂固化程度高于95％。
实施例16-20-钹形磨削轮
材料：
表16.实施例16-20中所用的材料
制剂和混合：
表17.用于磨粒上的微粒表面处理的制剂
表18.用于钹形磨削轮混合的制剂
固化
在制造和压制之后，使用足以导致树脂以高于95％的固化程度交联的标准粘结磨料固化循环来固化轮。
使用以下方形棒测试对轮进行测试。将五个钢棒设置在平行的夹具中。每次循环在新棒上研磨2分钟，以使拐角顶点倾斜。另选地，当在棒上上下移动时，每次通过时以介于12.5度和22.5度之间的角度研磨。使用伺服马达以6500rpm和12磅的力完成总共5次循环(10分钟)。棒为3/4"×3/4"×24"的AISI1018冷拔碳素钢。
测试结果：
钹形磨削轮(DCGW)测试结果为所有经微粒涂覆的粒的磨损速率显著更低。切割速率通常不受影响或略低(在约5％内)。与不具有经微粒涂覆的粒的比较例相比，所有经涂覆的粒实施例的总G比率差值高47％-83％。
表20.来自DCGW的XY测试的测试结果
本发明提出了一种磨料制品，该磨料制品包括多个成型磨料颗粒，每个成型磨料颗粒包括设置在磨料颗粒的外表面的至少一部分上的微粒层，其中微粒层包括分散在微粒粘结剂中的微粒，并且磨料颗粒为成型磨料颗粒；并且其中微粒中的一些微粒具有大于2的长径比。该磨料制品还包括粘结剂，该多个成型磨料颗粒分散在该粘结剂中。
磨料制品可被构造成使得大部分微粒具有介于2和5之间的长径比。
磨料制品可被构造成使得微粒包括硅灰石。
磨料制品可被构造成使得磨料制品为粘结磨料制品。
磨料制品可被构造成使得磨料制品为切断轮。
磨料制品可被构造成使得磨料制品为钹形磨削轮。
磨料制品可被构造成使得在成型磨料颗粒中的每个成型磨料颗粒中微粒占约0.5重量％和约4重量％之间。
磨料制品可被构造成使得在成型磨料颗粒中的每个成型磨料颗粒中粘结剂占0.1重量％和1重量％之间。
磨料制品可被构造成使得微粒与磨料颗粒成一整体。
磨料制品可被构造成使得微粒尺寸在约0.5μm至约50μm的范围内。
磨料制品可被构造成使得微粒层包括助磨剂微粒和磨料微粒中的至少一者。
磨料制品可被构造成使得磨料微粒相对于其上设置有磨料微粒的磨料颗粒由不同的材料制成。
磨料制品可被构造成使得微粒层包括助磨剂微粒。
磨料制品可被构造成使得微粒包括氧化铁和硫化铁中的至少一者。
磨料制品可被构造成使得微粒包括FeS2、FeS和Fe2O3中的至少一者。
磨料制品可被构造成使得微粒包括氯化蜡和卤化物盐中的至少一者。
磨料制品可被构造成使得氯化蜡包括四氯化萘、五氯化萘和聚氯乙烯中的至少一者。
磨料制品可被构造成使得卤化物盐包括氯化钠、钾冰晶石、钠冰晶石、铵冰晶石、四氟化铝酸钾、四氟化铝酸钠、四氟硼酸钾、四氟硼酸钠、氟化硅、氯化钾、氯化镁以及它们的组合中的至少一者。
磨料制品可被构造成使得微粒层中的微粒以磨料颗粒的约0.1重量％至约10重量％的量存在。
磨料制品可被构造成使得微粒层设置在磨料颗粒的外表面的至少约10％至约90％上。
磨料制品可被构造成使得微粒粘结剂为无机粘结剂或有机粘结剂。
磨料制品可被构造成使得无机粘结剂包括粘土和硅酸盐粘结剂中的至少一者。
磨料制品可被构造成使得硅酸盐粘结剂包括硅酸钠粘结剂和硅酸钾粘结剂中的至少一者。
磨料制品可被构造成使得微粒层包括分散在粘结剂中的微粒和硅烷。
磨料制品可被构造成使得磨料制品为经涂覆的磨料制品、非织造磨料制品或粘结磨料制品。
磨料制品可被构造成使得磨料制品为粘结磨料制品。
磨料制品可被构造成使得磨料制品为磨头、切断轮、切割磨削轮、钹形磨削轮、钹形切断轮、卷轴磨削轮、磨头、工具磨削轮、辊式磨削轮、热压磨削轮、面磨削轮、导轨磨削轮、磨削锥、磨削塞、杯形磨削轮、齿轮磨削轮、无心磨削轮、圆柱磨削轮、内径磨削轮、外径磨削轮、双盘磨削轮或磨料段。
对本领域技术人员将显而易见的是，本文所公开的具体结构、特征、细节、构型等为在许多实施方案中可修改和/或组合的简单示例。发明人设想所有此类变化和组合均在本公开的范围内。因此，本公开的范围不应限于本文所述的特定说明性结构，而应至少扩展至由权利要求书的语言所描述的结构以及这些结构的等同形式。如果在所写的本说明书和以引用方式并入本文的任何文档中的公开内容之间存在冲突或矛盾之处，则以所写的本说明书为准。此外，在该文档中提及的所有出版物、专利和专利文档均全文以引用方式并入本文中，如同它们在本文中充分阐述一样。
Claims (27)
1.一种磨料制品，所述磨料制品包括：
多个成型磨料颗粒，每个成型磨料颗粒包括设置在所述磨料颗粒的外表面的至少一部分上的微粒层，其中所述微粒层包括分散在微粒粘结剂中的微粒，并且所述磨料颗粒为成型磨料颗粒；并且其中所述微粒中的一些微粒具有大于2的长径比；和
粘结剂，所述多个成型磨料颗粒分散在所述粘结剂中。
2.根据权利要求1所述的磨料制品，其中大部分所述微粒具有介于2和5之间的长径比。
3.根据权利要求1所述的磨料制品，其中所述微粒包括硅灰石。
4.根据权利要求1所述的磨料制品，其中所述磨料制品为粘结磨料制品。
5.根据权利要求4所述的磨料制品，其中所述磨料制品为切断轮。
6.根据权利要求4所述的磨料制品，其中所述磨料制品为钹形磨削轮。
7.根据权利要求1所述的磨料制品，其中在所述成型磨料颗粒中的每个成型磨料颗粒中所述微粒占约0.5重量％和约4重量％之间。
8.根据权利要求1所述的磨料制品，其中在所述成型磨料颗粒中的每个成型磨料颗粒中所述粘结剂占0.1重量％和1重量％之间。
9.根据权利要求1所述的磨料颗粒，其中所述微粒与所述磨料颗粒成一整体。
10.根据权利要求1所述的磨料颗粒，其中所述微粒尺寸在约0.5μm至约50μm的范围内。
11.根据权利要求1所述的磨料颗粒，其中所述微粒层包括助磨剂微粒和磨料微粒中的至少一者。
12.根据权利要求1所述的磨料颗粒，其中所述磨料微粒相对于其上设置有所述磨料微粒的所述磨料颗粒由不同的材料制成。
13.根据权利要求1所述的磨料颗粒，其中所述微粒层包括助磨剂微粒。
14.根据权利要求6所述的磨料颗粒，其中所述微粒包括氧化铁和硫化铁中的至少一者。
15.根据权利要求1所述的磨料颗粒，其中所述微粒包括FeS2、FeS和Fe2O3中的至少一者。
16.根据权利要求1所述的磨料颗粒，其中所述微粒包括氯化蜡和卤化物盐中的至少一者。
17.根据权利要求16所述的磨料颗粒，其中所述氯化蜡包括四氯化萘、五氯化萘和聚氯乙烯中的至少一者。
18.根据权利要求16所述的磨料颗粒，其中所述卤化物盐包括氯化钠、钾冰晶石、钠冰晶石、铵冰晶石、四氟化铝酸钾、四氟化铝酸钠、四氟硼酸钾、四氟硼酸钠、氟化硅、氯化钾、氯化镁以及它们的组合中的至少一者。
19.根据权利要求1所述的磨料颗粒，其中所述微粒层中的所述微粒以所述磨料颗粒的约0.1重量％至约10重量％的量存在。
20.根据权利要求1所述的磨料颗粒，其中所述微粒层设置在所述磨料颗粒的外表面的至少约10％至约90％上。
21.根据权利要求1所述的磨料颗粒，其中所述微粒粘结剂为无机粘结剂或有机粘结剂。
22.根据权利要求18所述的磨料颗粒，其中所述无机粘结剂包括粘土和硅酸盐粘结剂中的至少一者。
23.根据权利要求19所述的磨料颗粒，其中所述硅酸盐粘结剂包括硅酸钠粘结剂和硅酸钾粘结剂中的至少一者。
24.根据权利要求1所述的磨料颗粒，其中所述微粒层包括分散在所述粘结剂中的微粒和硅烷。
25.根据权利要求1所述的磨料制品，其中所述磨料制品为经涂覆的磨料制品、非织造磨料制品或粘结磨料制品。
26.根据权利要求19所述的磨料制品，其中所述磨料制品为粘结磨料制品。
27.根据权利要求26所述的磨料制品，其中所述磨料制品为磨头、切断轮、切割磨削轮、钹形磨削轮、钹形切断轮、卷轴磨削轮、磨头、工具磨削轮、辊式磨削轮、热压磨削轮、面磨削轮、导轨磨削轮、磨锥、磨削塞、杯形磨削轮、齿轮磨削轮、无心磨削轮、圆柱磨削轮、内径磨削轮、外径磨削轮、双盘磨削轮或磨料段。
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