CN115533770A - 磨料制品及其形成方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及磨料制品及其形成方法。本公开提供了一种磨料制品，所述磨料制品可包括本体，所述本体包括包含在粘结材料中的团聚第一磨料颗粒和非团聚第二磨料颗粒。第一磨料颗粒可包含氧化铬。第二磨料颗粒可为细长的。所述粘结材料可包括无机材料，所述无机材料包括玻璃相。

Description

磨料制品及其形成方法
技术领域
以下涉及包括包含在粘结材料中的磨料颗粒共混物的磨料制品，并且 特别地涉及包括包含在粘结材料中的包括团聚第一磨料颗粒和细长第二磨 料颗粒的磨料颗粒共混物的磨料制品。
背景技术
磨料制品用于材料去除操作中，诸如对各种材料进行切割、研磨或成 形。固结磨料制品包括保持在粘结材料中的磨料颗粒。粘结材料可包括有 机材料和/或无机材料。本行业持续要求改善的磨料制品。
发明内容
在一个实施例中，磨料制品可包括本体，该本体包括粘结材料；团聚 第一磨料颗粒，其中第一磨料颗粒包含氧化铬(Cr2O3)；以及细长第二磨料 颗粒。
在另一实施例中，磨料制品可包括本体，该本体包括粘结材料；团聚 第一磨料颗粒，其中第一磨料颗粒包含占第一磨料颗粒的总重量的至少 0.3重量％的氧化铬(Cr2O3)；以及孔隙率，该孔隙率的范围包括本体的总 体积的至少30体积％且至多85体积％。
附图说明
通过参考附图，可以更好地理解本公开，并且让本公开的众多特征和 优点对于本领域的技术人员显而易见。
图1包括根据一个实施例的示出形成过程的流程图。
图2包括示例性磨料颗粒的图示。
图3A包括根据一个实施例的磨料本体的横截面图示。
图3B包括根据另一实施例的磨料本体的横截面图示。
图4包括根据另一实施例的磨料制品的本体的横截面图示。
图5包括根据另一实施例的磨料制品的本体的横截面图示。
图6A包括根据一个实施例的成形磨料颗粒的透视图图示。
图6B包括图6A的成形磨料颗粒的横截面图示。
图6C包括根据一个实施例的成形磨料颗粒的侧视图图示。
图7包括磨料样品的功耗对材料去除率的曲线图。
本领域的技术人员应当认识到，为简单和清楚起见，图中示出的各元 件并不一定按比例绘制。例如，图中一些元件的尺寸可相对于其他元件进 行放大，以帮助增进对本发明实施例的理解。
具体实施方式
提供结合附图的以下描述，以帮助理解本文所提供的教导内容。以下 公开内容将集中于本教导内容的具体实施方式和实施例。提供该重点是为 了帮助描述教导内容，并且不应该被解释为是对本教导内容的范围或适用 性的限制。然而，在本申请中当然可以使用其他教导内容。
如本文所用，术语“由...构成”、“包括”、“包含”、“具有”、 “有”或它们的任何其他变型旨在涵盖非排他性的包含之意。例如，包含 特征列表的方法、制品或装置不一定仅限于那些特征，而是可以包括未明 确列出的或这种方法、制品或装置固有的其他特征。此外，除非另有明确 说明，否则“或”是指包括性的“或”而非排他性的“或”。例如，以下 任何一项均可满足条件A或B：A为真(或存在的)而B为假(或不存 在的)、A为假(或不存在的)而B为真(或存在的)，以及A和B两 者都为真(或存在的)。
而且，使用“一个”或“一种”来描述本文所述的元件和部件。这样 做仅是为了方便并且给出本发明范围的一般性意义。除非很明显地另指他 意，否则这种描述应被理解为包括一个或至少一个，并且单数也包括复 数，或反之亦然。例如，当在本文描述单个项时，可以使用多于一个项来 代替单个项。类似地，在本文描述了多于一个项的情况下，单个项可以取 代多于一个项。
除非另有定义，否则本文使用的所有技术术语和科技术语都与本发明 所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。材料、方法和实例仅是说 明性的而非限制性的。关于未描述的有关特定材料和加工方法的某些详细 信息的方面，此类详细信息可包括常规方法，其可在制造领域的参考书及 其他来源中找到。
实施例涉及磨料制品，该磨料制品包括本体，该本体包括包含在本体 中的粘结材料和磨料颗粒共混物。磨料颗粒共混物可包括：团聚第一磨料 颗粒，其中第一磨料颗粒可包含氧化铬；以及第二磨料颗粒。第二磨料颗 粒可为非团聚的。在特定实施例中，第二磨料颗粒可具有细长形状。例 如，第二磨料颗粒的平均长度与横截面宽度比可大于1∶1。在进一步的特 定实施例中，第一磨料颗粒可包含特定含量的氧化铬(Cr2O3)，诸如占第一 磨料颗粒的总重量的至少0.3重量％。本文的实施例中所描述的磨料制品 可包括固结磨料制品，所述固结磨料制品包括诸如粘结磨料制品。与常规 磨料制品相比，该磨料制品可具有经改善的性能和特性，诸如功耗、材料 去除率、轮廓保持状况和G比率。
图1包括示出根据一个实施例形成磨料制品的工艺的流程图。如图所 示，在步骤101处，可通过形成包括粘结剂中的第一磨料颗粒的混合物来 开始过程。根据一个实施例，第一磨料颗粒可包含氧化铬(Cr2O3)，该氧化 铬含量可有利于改善磨料制品的特性和性能。例如，第一磨料颗粒可包含 占第一磨料颗粒的总重量的至少0.3重量％的氧化铬，诸如占第一磨料颗 粒的总重量的至少0.5重量％、至少0.7重量％、至少1重量％、至少1.2 重量％、至少1.3重量％或至少1.4重量％。在另一种情况下，第一磨料颗 粒可包含占第一磨料颗粒的总重量的至多5.0重量％的氧化铬，占第一磨 料颗粒的总重量的至多4.5重量％、至多4.0重量％、至多3.5重量％、至 多3.0重量％、至多2.5重量％、至多2.3重量％、至多2重量％、至多1.9 重量％、至多1.8重量％、至多1.7重量％或至多1.6重量％的氧化铬。此外，在特定示例中，第一磨料颗粒可包含含量在包括本文提到的任何最小 百分比和最大百分比的范围内的氧化铬。例如，氧化铬的含量可在包括第 一磨料颗粒的总重量的至少0.5重量％且至多5重量％的范围内，或在包 括至少1重量％且至多3重量％的范围内。
第一磨料颗粒可进一步包含氧化铝(Al2O3)。更具体地，第一磨料颗粒 可为氧化铝基材料，使得第一磨料颗粒的大部分包含氧化铝。例如，磨料 颗粒可包含占第一磨料颗粒的总重量的至少50重量％的氧化铝，诸如占 第一磨料颗粒的总重量的至少60重量％、至少70重量％、至少80重 量％、至少90重量％、至少95重量％、至少96重量％、至少97重量％或至少98重量％的氧化铝。在另一示例中，第一磨料颗粒可包含占第一磨 料颗粒的总重量的至多99.7重量％的氧化铝，诸如占第一磨料颗粒的总重 量的至多99.5重量％、至多99.2重量％、至多99重量％、至多98.7重 量％、至多99.6重量％、至多99.4重量％、至多99.5重量％、至多99.2重 量％、至多99重量％、至多98.7重量％、至多98.5重量％、至多98.2重量％、至多98重量％、至多97重量％或至多95重量％的氧化铝。在进一 步示例中，第一磨料颗粒中的氧化铝含量在包括本文提到的任何最小百分 比和最大百分比的范围内。
在一个实施例中，第一磨料颗粒可包含氧化铝，该氧化铝包括具有特 定平均晶粒尺寸的α-氧化铝。在一个示例中，第一磨料颗粒可包含具有至 少0.1微米、至少0.12微米、至少0.15微米、至少0.18微米、至少0.2微 米或至少0.3微米的平均晶粒尺寸的α-氧化铝。在某些情况下，平均晶粒 尺寸可为大于0.5微米，诸如至少0.6微米、至少0.7微米、至少0.9微 米、至少1微米、至少1.2微米、至少1.5微米或至少2微米。在另一示 例中，第一磨料颗粒可包含具有至多10微米，诸如至多7微米、至多5 微米、至多3微米、至多2微米、至多1微米、至多0.5微米或至多0.2 微米的平均晶粒尺寸的α-氧化铝。在另一示例中，第一磨料颗粒可包含具 有在包括本文提到的任何最小值和最大值的范围内的平均晶粒尺寸的α-氧 化铝。
在特定实施例中，第一磨料颗粒可包含熔融氧化铝。更具体地，第一 磨料颗粒可包括包含氧化铬的熔融氧化铝颗粒。在特定示例中，第一磨料 颗粒可由熔融氧化铝磨料颗粒组成，熔融氧化铝包含本实施例提到的含量 的氧化铬。在一种特定实施方式中，包含氧化铬的熔融氧化铝磨料颗粒可 用作第一磨料颗粒，其中氧化铬的含量可为占熔融氧化铝磨料颗粒的总重 量的至少0.5重量％或至少1重量％或更高。在另一实施例中，第一磨料颗粒可包含溶胶-凝胶氧化铝、烧结氧化铝、微晶氧化铝、纳米晶氧化铝或 它们的组合。
在一个实施例中，第一磨料颗粒可具有平均粒度，该平均粒度可有利 于形成经改善的磨料制品的结构和/或性能。在一个示例中，第一磨料颗粒 的平均粒度可为至少1微米，诸如至少5微米、至少10微米、至少20微 米、至少30微米、至少40微米、至少50微米、至少60微米、至少70 微米或甚至至少100微米。磨料颗粒的平均粒度D50可通过利用至少1g 离散颗粒的激光衍射粒度分析来确定。替代性地，平均粒度D50可通过使 用具有不同筛孔尺寸的多层筛来确定。在另一示例中，第一磨料颗粒可具 有至多5000微米的平均粒度，诸如至多4000微米、至多3000微米、至 多2000微米、至多1000微米、至多500微米、至多400微米、至多300 微米、至多280微米、至多250微米、至多220微米、至多200微米、至 多180微米、至多170微米、至多160微米、至多100微米、至多90微 米、至多80微米、至多70微米或至多60微米。应当理解，第一磨料颗 粒可具有在包括上文提到的任何最小值和最大值的范围内的平均粒度。平 均粒度可通过利用至少1g离散颗粒的激光衍射粒度分析来确定。
粘结剂可包括无机材料，诸如陶瓷材料、玻璃化材料或它们的组合。 玻璃化材料可包括预烧制的玻璃研磨成粉末(熔块)，或各种原材料(诸 如粘土、长石、石灰、硼砂和苏打)的混合物，或熔块和原材料的组合。 此类材料可在约500℃至约1400℃的温度范围内熔融并形成液态玻璃 相，并且在冷却时润湿第一磨料颗粒的表面以形成粘结柱，从而有助于将 第一磨料颗粒保持在复合结构内。在特定示例中，用于形成团聚第一磨料 颗粒的粘结剂在约1180℃、约800℃至约1300℃或两者的熔融温度下可 具有约345至55,300泊的粘度。
玻璃化粘结剂材料的特定示例可包括包含SiO2、B2O3、Al2O3、碱土 金属氧化物和碱金属氧化物的组合物。在一种特定实施方式中，经烧制的 玻璃化组合物可包含71重量％的SiO2和B2O3、14重量％的Al2O3、小于 0.5重量％的碱土金属氧化物和13重量％的碱金属氧化物。
陶瓷粘结剂材料可包括诸如氧化物、碳化物、氮化物、硼化物或它们 的组合。一般来讲，陶瓷材料与玻璃态或玻璃化材料的不同之处在于陶瓷 材料包括晶相。在某些示例中，陶瓷粘结剂材料，特别是未精炼状态，可 包括一个或多个玻璃相和晶相。可使用原始状态的陶瓷材料，诸如粘土、 水泥和矿物。陶瓷材料的特定示例可包括二氧化硅、硅酸钠、莫来石和其 他铝硅酸盐、氧化锆-莫来石、铝酸镁、硅酸镁、硅酸锆、长石和其他碱金 属铝硅酸盐；尖晶石、铝酸钙、铝酸镁和其他碱金属铝酸盐；氧化锆，用 氧化钇、氧化镁、氧化钙、氧化铈、二氧化钛或其他稀土添加剂稳定的氧 化锆；滑石、氧化铁、氧化铝、勃姆石、氧化硼、氧化铈、氮氧化铝、氮 化硼、氮化硅、石墨、碱金属、碱土金属、混合碱金属和碱土金属硅酸盐、硅酸铝、硅酸锆、水合硅酸盐、铝酸盐、氧化物、氮化物、氮氧化 物、碳化物、碳氧化物、它们的衍生物或它们的任意组合。
可使用在相对较低温度(即120℃至500℃)固化的粘结剂材料。此 类粘结剂材料可包括有机材料，诸如用于形成粘结磨料和带涂层磨料的粘 结材料、金属粘结材料、其他无机材料或它们的任意组合。
可将液体载体添加到粉末粘结剂材料，以有利于形成粘结剂和第一磨 料颗粒的一致、均匀分散体。可使用有机粘结剂(诸如糊精、淀粉、动物 蛋白胶、其他类型的胶)、液体组分(诸如水、溶剂、粘度或pH调节 剂)和/或混合助剂，以有利于形成第一磨料颗粒的团聚体的过程。
可根据需要将无机粘合促进剂添加到混合物中，以改善粘结剂材料对 磨料颗粒的附着力，从而改善混合质量。无机粘合促进剂可与或不与有机 粘结剂一起使用。
混合物包括粘结剂和磨料颗粒，可任选地包括一种或多种填料材料。 填料材料可不同于磨料颗粒，并且具有的硬度可小于磨料颗粒的硬度。根 据实施例，填料材料可提供经改善的机械特性并有利于形成磨料团聚体。 在至少一个实施例中，填料材料可包括各种材料，诸如纤维、织造材料、 非织造材料、颗粒、矿物、坚果、壳、氧化物、氧化铝、碳化物、氮化 物、硼化物、有机材料、聚合物材料、天然存在的材料和它们的组合。在 特定情况下，填料材料可包含诸如以下各项的材料：硅灰石、莫来石、 钢、铁、铜、黄铜、青铜、锡、铝、蓝晶石、铝矾石、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)、冰晶石、玻璃、玻璃纤维、钛酸盐(例如，钛酸钾纤维)、岩 棉、粘土、海泡石、硫化铁(例如，Fe2S3、FeS2或它们的组合)、氟石 (CaF2)、硫酸钾(K2SO4)、石墨、氟硼酸钾(KBF4)、氟化铝钾(KAlF4)、硫 化锌(ZnS)、硼酸锌、硼砂、硼酸、细的刚玉粉、氧化铝空心球、软木、 玻璃球、银、SaranTM树脂、对二氯苯、草酸、碱金属卤化物、有机卤化 物和凹凸棒石。
混合物的形成可包括形成干或湿的混合物。形成湿的混合物以有利于 磨料颗粒适当分散于粘结剂内可能是合适的。此外，应当理解，混合物可 包含其他材料，包括例如填料、添加剂、有机粘结剂以及本领域已知的任 何其他材料，以有利于形成混合物以产生生坯产品然后再形成玻璃化粘结 磨料。在至少一个实施例中，混合物基本上不含造孔剂。
参照图1，在步骤101处形成包括磨料颗粒和粘结剂的混合物后，该 过程可通过形成磨料颗粒和粘结剂的团聚体在步骤102处继续。如本文所 用，所提及的团聚体是指颗粒，该颗粒包括包含在粘结剂材料中的较小颗 粒(例如，磨料颗粒)，粘结剂材料可为在团聚体体积中延伸的材料的大 致均匀且连续的三维相。粘结剂材料可包括一定含量的玻璃相。团聚体可 不同于聚集体，该聚集体是以微粒团的形式彼此粘结的各种尺寸的离散颗 粒的复合物。值得注意的是，聚集体不包括延伸穿过微粒团体积的连续粘 结剂。
形成磨料团聚体的过程可包括加热至少一部分粘结剂材料，可包括在 热处理期间将至少一部分粘结剂转化为液相，使得足以将多个磨料颗粒粘 结在一起以形成磨料团聚体。更具体地，形成磨料团聚体的过程可包括加 热混合物至120℃至1800℃的成形温度。成形温度取决于粘结剂材料， 可包括粘结剂材料的固化温度、熔化温度、融化温度或它们的任意组合。 本领域技术人员将理解，所提及的成形温度可为使粘结剂材料形成液相的合适温度，从而可有利于形成磨料团聚体。
磨料颗粒的团聚体可通过使用多种技术形成多种尺寸和形状。这些技 术可在加热第一磨料颗粒和粘结剂材料的初始混合物之前、期间或之后进 行。一些已知的方法可用于制备磨料团聚体。例如，可使用美国专利号 6,679,758 B2和美国专利号6,988,937公开的方法，这两件专利全文以引用 方式并入。
在一个实施例中，第一磨料颗粒的团聚体可为烧结的。在示例性形成 过程中，形成磨料团聚体可包括以下步骤：i)将磨料颗粒和粘结剂材料以 受控进给速率进给到回转煅烧窑中；ii)以受控速度旋转窑；iii)以由进给 速率和窑的速度确定的加热速率将混合物加热至约80℃至1300℃的范围 内的温度；iv)在窑内翻滚第一磨料颗粒和粘结剂材料，直到粘结剂材料粘 附至磨料颗粒并且多个磨料颗粒粘附在一起以形成烧结团聚的磨料颗粒； 以及v)从窑中回收烧结团聚的磨料颗粒。在特定实施例中，烧结团聚的磨 料颗粒可具有至多1.6g/cc的松散堆积密度。
在另一示例性过程中，磨料颗粒和粘结剂材料的初始混合物可在烧制 该混合物之前团聚。预烧团聚体可为相对较弱的机械结构并且可以进一步 处理以形成烧结团聚体。预烧团聚体也称为“生坯团聚体”。生坯团聚体 可连续或分批进给到回转煅烧装置以进行烧结或在不翻滚的烘箱中加热。 生坯团聚体在烘箱或煅烧装置中加热之前，可筛选团聚体尺寸。
磨料颗粒和粘结剂材料在热处理之前可通过多种技术团聚。例如，磨 料颗粒可被输送到流化床中，然后用含有粘结剂材料的液体润湿以将粘结 剂材料粘附至磨料颗粒。盘式制粒可通过将颗粒加入搅拌碗中，并将含有 粘结剂材料(例如，水或有机粘结剂和水)的液体组分计量到磨料颗粒 上，通过混合使它们团聚在一起来进行。替代性地，可将粘结剂材料(可 选地包含有机粘结剂)的液体分散体喷洒到磨料颗粒上，然后将带涂层磨 料颗粒混合以形成团聚体。
一种低压挤出装置，可用于将磨料颗粒和粘结剂材料的膏体挤出成可 干燥的尺寸和形状以形成团聚体。膏体可由粘结剂材料和磨料颗粒与有机 粘结剂溶液制成，并挤出成所需形状，例如丝状颗粒。在干燥制粒过程 中，将嵌入在粘结材料的分散体或膏体中的磨料颗粒制成的片或块进行干 燥，然后可使用辊压机破碎磨粒和粘结材料的复合物。在另一种制造生坯 或前体团聚体的方法中，可将粘结剂材料和磨料颗粒的混合物添加到成型装置中，并将混合物成型以形成精确的形状和尺寸。
在进一步示例性过程中，磨料颗粒和粘结剂材料(可选地包含有机粘 结剂)的简单混合物或优选大致均匀的混合物可进给到回转煅烧装置。可 使用美国专利号6,679,758公开的示例性回转煅烧装置，其全文以引用方 式并入本文。随着热应用，混合物以预定的rpm并沿预定的坡度翻滚。粘 结剂材料混合物加热、熔化、流动并粘附至磨料颗粒可形成团聚体。加热 和团聚可在受控进给速率和热应用体积下同时进行。进给速率通常设定为 产生占回转煅烧装置管(即窑部分)体积的大约8-12％的流量。选择装置 内的最大暴露温度以将液态粘结剂材料的粘度保持在至少约1,000泊的粘 度。这有助于避免粘结剂材料过度流向管的表面以及从磨料颗粒的表面损 失粘结剂材料。用于团聚和烧制团聚体的团聚过程可在单个流程步骤中或 在两个单独的步骤中进行，优选在单个流程步骤中进行。
合适的回转煅烧机可从Harper International，Buffalo，N.Y.或从AlstomPower，Inc.、Applied Test Systems，Inc.和其他设备制造商获得。该装置可 选地可配备电子器件、过程中控制和检测装置、冷却系统、各种设计的进 给装置和其他可选装置。
当用较低温度固化(例如，从大约80℃到500℃)粘结剂材料团聚磨 料颗粒时，可使用配有回转干燥器的回转窑装置。回转干燥器向管的出料 端提供加热空气，以加热磨料颗粒混合物，从而固化粘结剂材料并将其与 磨料颗粒粘结，并且从而使从装置收集到的磨料颗粒团聚。如本文所用， 术语“回转煅烧窑”由此类回转干燥器装置示例。
在制造团聚体的进一步的示例性过程中，磨料颗粒、粘结剂材料和有 机粘结剂系统的混合物可在不预团聚的情况下进给到烘箱并加热。混合物 可加热到足够高的温度，使粘结剂材料熔化、流动并粘附至磨料颗粒，然 后冷却制成复合物。可粉碎和筛选复合物以制成烧结团聚体。
在另一实施例中，第一磨料颗粒的团聚体在被包含在磨料本体中之前 可不烧结，而是“生坯”团聚体用粘结材料成型以形成生坯磨料本体，然 后进行处理以形成最终形成的磨料本体，例如粘结磨料本体。在执行此过 程的一个示例性方法中，可使用具有高粘度(熔化成液体时)的玻璃化粘 结剂材料以团聚磨料颗粒。生坯团聚体可烘干并用于形成生坯磨料本体。 生坯磨料本体可在有效熔融的温度下加热，但是要避免玻璃化粘结剂材料的流动。可选择足够高的加热温度使粘结剂材料熔合成玻璃以团聚磨料颗 粒。加热温度也可能高到足以导致生坯磨料本体内的粘结材料流动，从而 可能有利于形成粘结磨料本体。粘结材料在熔化时可具有比粘结剂材料低 的粘度，但是选择具有不同熔合或熔化温度的粘结剂和粘结材料来进行该 过程并不是必须的。
在一个实施例中，粘结剂材料可以特定含量存在于团聚体中，以有利 于形成第一磨料颗粒的团聚体。例如，粘结剂材料的含量可在第一磨料颗粒 团聚体的总体积的从0.5体积％至15体积％范围内，或从1体积％至10 体积％范围内，甚至在范围从2体积％至8体积％范围内。在进一步的实 施例中，第一磨料颗粒的团聚体可包括团聚体内的孔隙率。孔隙率可在团 聚体总体积的从30体积％至大约88体积％范围内，或从40体积％至大 约80体积％范围内，或甚至从50体积％至大约75体积％范围内。团聚 体内的至少一部分孔隙率，诸如高达75体积％的孔隙率，可包括互连孔 隙率(在本公开中也称为开口孔隙率)，或可渗透流体流的孔隙率，包括 液体(例如，磨削冷却液和切屑)和空气。在进一步的实施例中，团聚体 可包括第一磨料颗粒，第一磨料颗粒的含量在团聚体总体积的从10体积％ 至65体积％范围内，从35体积％至55体积％范围内，或从40体积％至 52体积％范围内。
在另一实施例中，第一磨料颗粒的团聚体可具有一定的密度。团聚体 的密度可用多种方式表示。团聚体的体积密度可用松散堆积密度(LPD)表 示。团聚体的相对密度可表示为初始相对密度的百分比，或团聚体的相对 密度与用于制造团聚体的组分的比例，考虑到团聚体中互连孔隙率的体 积。
初始平均相对密度以百分比表示，可用LPD除以假定孔隙率为零的 团聚体的理论密度来计算。理论密度可根据体积混合法则的方法，由团聚 体包含的粘结剂和第一磨料颗粒的重量百分比和比重来计算。在特定示例 中，第一磨料颗粒团聚体的最大相对密度百分比可为50体积％或30体 积％。
相对密度可通过流体驱替体积技术测得，以包括互连孔隙率并且排除 封闭单元孔隙率。相对密度可为通过流体驱替测得的团聚体体积与用于制 造团聚体的材料体积的比例。用于制造团聚体的材料体积可为基于用于制 造团聚体的磨料颗粒和粘结剂材料的数量和堆积密度的表观体积的量度。 在特定实施例中，第一磨料颗粒团聚体的最大相对密度可为0.7或0.5。
在一个实施例中，第一磨料颗粒的团聚体可具有特定平均粒度 (D50)，该特定平均粒度可有利于形成具有经改善的结构和/或性能的磨料 制品。在一个示例中，团聚体的平均粒度可为至少50微米，至少60微 米、至少70微米、至少80微米、至少90微米、至少100微米、至少110 微米、至少120微米、至少130微米、至少140微米、至少150微米、至 少200微米、至少300微米、至少400微米、至少500微米或甚至至少 600微米。另外，在另一示例中，团聚体可具有至多5000微米，诸如至多 4000微米、至多3000微米、至多2000微米、至多1500微米、至多1000 微米或至多900微米的平均粒度。应当理解，第一磨料颗粒的团聚体可具 有在包括上文提到的任何最小值和最大值的范围内的平均粒度。团聚体的 平均尺寸可用不同筛孔尺寸的筛子来确定。例如，可使用8层筛对团聚体 进行筛分，并可根据第一磨料颗粒的平均粒度选择筛孔尺寸。例如，对于 粒度为80的磨料颗粒制成的团聚体的筛孔尺寸可为25、30、35、45、 50、60和70，以及粒度为100的磨料颗粒制成的团聚体可用筛孔尺寸为 35、45、50、60、70、80和100进行筛分。
再次参照图1，在步骤102处形成第一磨料颗粒和粘结剂的团聚体 后，该过程可在步骤103处继续进行，该过程包括形成包含磨料团聚体、 第二磨料颗粒和粘结材料的混合物。在一个实施例中，粘结材料可具有不 同于粘结剂材料的组合物。粘结材料也可称为前体粘结材料，在经过热处 理并形成磨料制品的最终形成的粘结材料之前，该前体粘结材料可为粉末 材料。更具体地，粘结材料可包括基于氧化物的组合物，该基于氧化物的 组合物可包含一定含量的一个或多个二氧化硅、氧化硼、氧化铝、锆石、 氧化钠、氧化钾、氧化铁、氧化钛、氧化镁、氧化钙等。前体粘结材料的 组合物用于形成最终形成的粘结磨料本体的粘结材料。在下文中更详细地 公开最终形成的粘结磨料本体的粘结材料的含量。最终形成的粘结磨料本 体的粘结前体材料和粘结材料的组成可大致相同(即，最终形成的粘结磨料本体的前体粘结材料与粘结材料之间的任何一种组分的差异为10％或更 少)或基本上相同(即，最终形成的粘结磨料本体的前体粘结材料与粘结 材料之间的任何一种组分的差异为5％或更少)。
第二磨料颗粒是为非团聚的磨粒。在一个实施例中，第二磨料颗粒可 为细长的。在一个示例中，第二磨料颗粒可包括具有挤出棒形状的磨料颗 粒、具有丝状形状的磨料颗粒或它们的任意组合。
在另一实施例中，第二种磨料颗粒具有特定的长度与横截面宽度的平 均纵横比，该平均纵横比有利于改善磨料制品的形成、结构和/或性能。应 当理解，横截面宽度可包括直径。参照图2，示出了一个示例性第二磨料颗 粒140包括横断面宽度或直径W和长度L。在一个方面，长度与横截面宽 度的平均纵横比可大于1，诸如至少1.5、至少2、至少2.3、至少2.5、至 少2.8、至少3、至少4、至少5、至少6、至少7或至少8。在另一方面， 平均纵横比可为至多30、至多20、至多15、至多12、至多10、至多9、 至多8、至多7、至多6、至多5、至多4或至多3。此外，第二磨料颗粒 可具有在包括本文提到的任何最小值和最大值的范围内的长度与横截面宽 度的纵横比。
在一个实施例中，第二磨料颗粒可包括特定平均横截面宽度，该特定 平均横截面宽度可有利于改善磨料制品的形成、结构和/或性能。在一个方 面，第二磨料颗粒可具有至少5微米，诸如至少10微米、至少20微米、 至少30微米、至少40微米、至少50微米、至少60微米、至少70微 米、至少80微米、至少90微米、至少100微米、至少110微米、至少 120微米、至少130微米、至少140微米、至少150微米、至少160微 米、至少180微米或至少200微米的平均横截面宽度。细长第二磨料颗粒 的平均横截面宽度可通过使用多层筛筛分颗粒来确定。
在另一方面，第二磨料颗粒可包括至多2000微米，诸如至多1800微 米、至多1500微米、至多1200微米、至多1100微米、至多1000微米、 至多900微米、至多800微米、至多700微米、至多500微米、至多400 微米、至多350微米、至多290微米、至多280微米、至多275微米、至 多260微米、至多250微米、至多240微米、至多230微米、至多220微 米、至多210微米、至多200微米、至多190微米、至多180微米、至多 170微米、至多165微米、至多160微米、至多150微米、至多140微 米、至多130微米、至多120微米、至多110微米、至多100微米、至多 90微米、至多80微米、至多70微米、至多60微米或至多50微米的平均 横截面宽度。此外，第二磨料颗粒的平均横截面宽度可在包括上文提到的 任何最小值和最大值的范围内。例如，第二磨料颗粒的平均横截面宽度可 在包括至少20微米且至多2000微米的范围内或在包括至少100微米且至 多1200微米的范围内。
在进一步的实施例中，第二磨料颗粒可包括包含氧化物材料的材料。 特别地，第二磨料颗粒可包含氧化铝基材料。例如，第二磨料颗粒可包括 包含溶胶-凝胶氧化铝、烧结氧化铝、熔融氧化铝、微晶氧化铝、纳米晶氧 化铝或它们的任意组合的材料。在一个示例性应用中，第二磨料颗粒可包 括烧结氧化铝颗粒。在另一示例性应用中，第二磨料颗粒可基本上由溶胶- 凝胶氧化铝颗粒组成。
在另一示例中，第二磨料颗粒可包含占第二细长磨料颗粒的总重量的 至少50重量％的氧化铝，诸如占细长第二磨料颗粒的总重量的至少60重 量％、至少70重量％、至少80重量％、至少90重量％、至少95重量％、 至少96重量％、至少97重量％或至少98重量％的氧化铝。在另一示例 中，第二磨料颗粒可包含占磨料颗粒的总重量的至多99.9重量％，诸如占 磨料颗粒的总重量的至多99.5重量％、至多99重量％或至多98.5重量％ 的氧化铝。此外，第二磨料颗粒可包含氧化铝，该氧化铝的含量包括本文 提到的任何最小百分比和最大百分比。
在一个实施例中，第二磨料颗粒可包含具有特定平均晶粒尺寸的α- 氧化铝。在一个示例中，第二磨料颗粒可包含具有至少0.1微米、至少 0.12微米、至少0.15微米或至少0.17微米的平均晶粒尺寸的α-氧化铝。 在另一示例中，第二磨料颗粒可包含具有至多0.5微米，诸如至多0.4微 米、至多0.3微米或至多0.2微米的平均晶粒尺寸的α-氧化铝。在另一示 例中，第二磨料颗粒可包含α-氧化铝，该α-氧化铝具有在包括本文提到的 任何最小值和最大值的范围内的平均晶粒尺寸。
在又一示例中，第二磨料颗粒可包括包含碱土、稀土、过渡金属或它 们的任意组合的另一种氧化物。除氧化铝以外的氧化物的一个特定示例可 包括氧化镁(MgO)、氧化锆(ZrO2)、二氧化钛(TiO2)或它们的任意组合。 除氧化铝以外的氧化物的总含量可小于第二磨料颗粒的总重量的至多50 重量％，诸如至多30重量％、至多20重量％、至多10重量％、至多5重 量％、至多3重量％、至多1重量％或至多0.5重量％。
在一个实施例中，混合物可包括非团聚磨料颗粒，该非团聚磨料颗粒 包括不同于第二磨料颗粒的第三磨料颗粒。在一个示例中，第三磨料颗粒 可包括成形磨料颗粒、非成形磨料颗粒或它们的任意组合。在一个示例 中，第三磨料颗粒可包含一种材料，包括氧化物、碳化物、氮化物、硼化 物、碳氧化物、氮氧化物、硅酸盐、硼氧化物、超硬磨料、矿物或它们的 任意组合。示例性第三磨料颗粒可包含二氧化硅、碳化硅、氧化铝、氧化 锆、含稀土的材料、氧化铈、溶胶-凝胶衍生的颗粒、氧化铁、含玻璃的颗 粒和它们的组合。在特定示例中，第三磨料颗粒可包含氧化铝，诸如熔融 氧化铝、溶胶-凝胶氧化铝、烧结氧化铝、微晶氧化铝、纳米晶氧化铝、具 有添加剂的烧结氧化铝、成形和烧结的氧化铝、粉红氧化铝、红宝石氧化 铝、电熔单晶氧化铝、氧化铝氧化锆、挤压铝土矿、挤压氧化铝或它们的 任意组合。在一个更特定的示例中，第三磨料颗粒可包含熔融氧化铝。在 另一特定示例中，第三磨料颗粒除氧化铝之外，还可包含氧化铬。在又一 个特定示例中，第三磨料颗粒可包括与第一磨料颗粒相同的材料。
此外，第三磨料颗粒可具有特定平均粒度，该特定平均粒度可有利于 改善磨料制品的形成、结构和/或性能。在一个方面，第三磨料颗粒的平均 粒度可为至多1.9mm、至多1.8mm、至多1.6mm、至多1.5mm、至多 1.2mm、至多1mm、至多900微米、至多850微米、至多830微米、至 多800微米、至多750微米、至多700微米、至多650微米、至多600微 米、至多550微米、至多500微米、至多450微米、至多400微米、至多 380微米、至多350微米、至多320微米、至多300微米、至多280微 米、至多260微米或至多255微米。在另一方面，第三磨料颗粒的平均粒 度可为至少80微米，诸如至少100微米、至少120微米、至少140微 米、至少150微米、至少170微米、至少180微米、至少200微米、至少 210微米、至少230微米或至少250微米。此外，平均粒度第三磨料颗粒 可在包括本文提到的任何最小值和最大值的范围内。
在一个特定实施例中，混合物可包括成形磨料颗粒。成形磨料颗粒可 具有各种形状。一般来讲，成形磨料颗粒可具有与形成过程中使用的成形 组分相似的形状。例如，从三维形状的任何两个维度来观察，并且特别是 从由颗粒的长度和宽度定义的维度来观察，成形磨料颗粒可具有预定的二 维形状。一些示例性二维形状可包括多边形、椭圆形、数字、希腊字母、 拉丁字母、俄文字母字符、汉字字符、包括多边形的组合的复杂形状、和 它们的组合。在特定情况下，成形磨料颗粒可具有二维多边形形状，诸如 三角形、矩形、四边形、五边形、六边形、七边形、八边形、九边形、十 边形和它们的组合。
在一个特定方面，成形磨料颗粒可形成为具有如图6A中所示的形 状。图6A包括根据一个实施例的成形磨料颗粒的透视图图示。除此之 外，图6B包括图6A的成形磨料颗粒的横截面图示。本体801包括上表面 803、与上表面803相对的底表面804。上表面803和底表面804可通过侧 表面805、806和807彼此分离。如图所示，从由上表面803定义的平面 来观察，成形磨料颗粒800的本体801可具有大致三角形形状。特别地， 本体801可具有如图6B所示的长度(Lmiddle)，该长度可在本体801的底 表面804处测量，并从与顶表面处的角部813相对应的底表面处的角，穿 过本体801的中点881延伸至与本体的上表面处的边缘814相对应的本体 的相对边缘处的中点。替代性地，本体可由第二长度或剖面长度(Lp)来定 义，该长度是在上表面803处从第一角部813至相邻角部812的侧视图中 本体的尺寸的量度。值得注意的是，Lmiddle的尺寸可为定义角部的高度 (hc)和与角部相对的中点边缘的高度(hm)之间距离的长度。尺寸Lp可为 沿着颗粒的一侧定义h1与h2之间的距离的剖面长度(如本文所解释)。 本文提及的长度可指Lmiddle或Lp。
本体801可进一步包括宽度(w)，该宽度为本体的最长尺寸并沿一侧 面延伸。成形磨料颗粒可进一步包括高度(h)，该高度可为成形磨料颗粒在 垂直于长度和宽度的方向上延伸的尺寸，该方向由本体801的侧表面定 义。值得注意的是，如本文将详细描述的，本体801可取决于本体上的位 置由各种高度来定义。在特定情况下，宽度可大于或等于长度，长度可大 于或等于高度，并且宽度可大于或等于高度。
此外，本文提及的任何尺寸特征(例如h1、h2、hi、w、Lmiddle、Lp 等)可指一批单个颗粒的尺寸。替代性地，对任何尺寸特征的任何提及均 可指从一批颗粒的适当采样分析中得出的中值或平均值。除非明确说明， 本文提及的尺寸特征可被认为是指一个中值，该中值为基于从一批合适数 量的颗粒的样品量中得出的具有统计学意义的值。值得注意的是，对于本 文的某些实施例，样品量可包括从一批颗粒中随机选择的至少40个颗 粒。一批颗粒可为从单一工艺运行中收集的一组颗粒，并且更具体地，可 包括一定数量的适用于形成商业级磨料产品的成形磨料颗粒，诸如至少约 20磅的颗粒。
根据一个实施例，成形磨料颗粒的本体801可在由角部813定义的本 体的第一区域处具有第一角部高度(hc)。值得注意的是，角部813可代表 本体801上的最大高度的点，然而，角部813处的高度不一定代表本体 801上的最大高度的点。角部813可定义为由上表面803和两个侧表面 805和807的连接定义的本体801上的点或区域。本体801可进一步包括彼此间隔开的其他角部，包括例如角部811和角部812。如图中进一步示 出，本体801可包括边缘814、815和816，这些边缘可通过角部811、 812和813彼此分离。边缘814可由上表面803与侧表面806的相交部来 定义。边缘815可由上表面803和在角部811与813之间的侧表面805的 相交部来定义。边缘816可由上表面803和在角部812与813之间的侧表 面807的相交部来定义。
如图中进一步示出，本体801可包括在本体801的第二端部处的第二 中点高度(hm)，该第二中点高度可由边缘814的中点处的区域定义，该中 点可与由角部813定义的第一端部相对。轴线850可在本体801的两个端 点之间延伸。图6B为本体801沿轴线850的横截面图示，该轴线可沿着 角部813与边缘814的中点之间的长度(Lmiddle)的尺寸延伸穿过本体801 的中点881。
根据一个实施例，本文的实施例的成形磨料颗粒(包括例如图6A和 6B的颗粒)可具有作为hc与hm之间差值的量度的一个平均高度差。本 文出于常规考虑，平均高度差一般将被标识为hc-hm，然而它被定义为差 值的绝对值，并且应当理解，当在边缘814的中点处的本体801的高度大 于角部813处的高度时，平均高度差可计算为hm-hc。更具体地，平均高度差可基于来自合适的样品量的多个成形磨料颗粒，诸如来自如本文定义 的一批颗粒的至少40个颗粒来计算。颗粒的高度hc和hm可使用STIL (Sciences et TechniquesIndustrielles de 1a Lumiere-France)Micro Measure 3D Surface Profilometer(白光(LED)色差技术)测量，并且平均高度差可基于 来自样品的hc和hm的平均值来计算。
如图6B所示，在一个特定实施例中，成形磨料颗粒的本体801可在 本体的不同位置处具有平均高度差。本体可具有平均高度差，该平均高度 差可为第一角部高度(hc)与第二中点高度(hm)之间的[hc-hm]的绝对值， 为至少约20微米。应当理解，当在边缘的中点处的本体801的高度大于 在相对角部处的高度时，平均高度差可计算为hm-hc。在其他情况下，平 均高度差[hc-hm]可为至少约25微米、至少约30微米、至少约36微米、 至少约40微米、至少约60微米，诸如至少约65微米、至少约70微米、 至少约75微米、至少约80微米、至少约90微米或甚至至少约100微 米。在一个非限制性实施例中，平均高度差可不大于约300微米，诸如不 大于约250微米、不大于约220微米或甚至不大于约180微米。应当理 解，平均高度差可在上文提到的任何最小值与最大值之间的范围内。
此外，应当理解，平均高度差可基于hc的平均值。例如，在多个角 部的本体的平均高度(Ahc)可通过测量本体在所有角部的高度并取其平均 值来计算，并且可不同于在一个角部处的高度(hc)的单个值。因此，平均 高度差可由方程式[Ahc-hi]的绝对值给出，其中hi为内部高度，该内部高 度可为沿着本体上任何角部与相对中点边缘之间的尺寸测量的本体高度的 最小尺寸。此外，应当理解，平均高度差可使用中值内部高度(Mhi)来计 算，该中值内部高度从合适样品量的一批成形磨料颗粒和该样品量中的所 有颗粒的角部处的平均高度加以计算。因此，平均高度差可由方程式 [Ahc-Mhi]的绝对值给出。
在特定情况下，本体801可形成为具有一级纵横比，即表达为宽度∶长 度的比，其中长度可为Lmidddle，具有至少1∶1的值。在其他情况下，本 体可形成为使得一级纵横比(w∶l)为至少约1.5∶1，诸如至少约2∶1、至少约 4∶1或甚至至少约5∶1。另外，在其他情况下，磨料颗粒可形成为使得本体 具有不大于约10∶1，诸如不大于9∶1、不大于约8∶1或甚至不大于约5∶1的 一级纵横比。应当理解，本体801可具有在上文提到的任何比之间的范围 内的一级纵横比。此外，应当理解，本文提及的高度为磨料颗粒的可测量 的最大高度。下文将描述，磨料颗粒在本体801内的不同位置处可具有不 同高度。
除一级纵横比之外，磨料颗粒可形成为使得本体801包括二级纵横 比，该二级纵横比可定义为长度∶高度的比，其中长度可为Lmiddle，并且 高度为内部高度(hi)。在某些情况下，二级纵横比可在约5∶1与约1∶3之 间，诸如在约4∶1与约1∶2之间或甚至在约3∶1与约1∶2之间的范围内。应 当理解，可使用一批颗粒的中值(例如，中值长度和内部中值高度)来测 量相同比率。
根据另一实施例，磨料颗粒可形成为使得本体801包括三级纵横比， 该三级纵横比由宽度∶高度的比定义，其中高度为内部高度(hi)。本体801 的三级纵横比可在约10∶1与约1.5∶1之间，诸如在约8∶1与约1.5∶1之间， 诸如在约6∶1与约1.5∶1之间或甚至在约4∶1与约1.5∶1之间的范围内。应 当理解，可使用一批颗粒的中值(例如中值长度、中值中间长度和/或内部 中值高度)来测量相同比率。
根据一个实施例，成形磨料颗粒的本体801可具有特定尺寸，从而可 能有利于改善性能。例如，在一种情况下，本体可具有内部高度(hi)，该 内部高度可为沿着本体上的任何角部与相对中点边缘之间的尺寸测量的本 体高度的最小尺寸。在特定情况下，其中本体为大体三角形二维形状，内 部高度(hi)可为在三个角部中的每个角部与相对中点边缘之间进行的三次 测量的本体高度(即底表面804与上表面805之间的量度)的最小尺寸。 成形磨料颗粒的本体的内部高度(hi)如图6B所示。根据一个实施例，内 部高度(hi)可为宽度(w)的至少约28％。任何颗粒的高度(hi)均可通过以 下方法测量：切片或安装和研磨成形磨料颗粒并且以足以确定本体801的 内部中的最小高度(hi)的方式(例如，光学显微镜或SEM)来观察。在一 个特定实施例中，高度(hi)可为本体的宽度的至少约29％，诸如本体的宽 度的至少约30％或甚至至少约33％。对于一个非限制性实施例，本体的 高度(hi)可不大于宽度的约80％，诸如不大于约76％、不大于约73％、不 大于约70％、不大于宽度的约68％，不大于宽度的约56％，不大于宽度的 约48％或甚至不大于宽度的约40％。应当理解，本体的高度(hi)可在任何 上文提到的最小百分比与最大百分比之间的范围内。
可制造一批成形磨料颗粒，其中中值内部高度值(Mhi)可受到控制， 从而可能有利于改善性能。特别地，一批中值内部高度(hi)可以上述相同 的方式与该批成形磨料颗粒的中值宽度相关。值得注意的是，中值内部高 度(Mhi)可为该批成形磨料颗粒的中值宽度的至少约28％，诸如至少约 29％、至少约30％或甚至至少约33％。对于一个非限制性实施例，本体 的中值内部高度(Mhi)可不大于中值宽度的约80％，诸如不大于约76％、 不大于约73％、不大于约70％、不大于宽度的约68％，不大于宽度的约 56％，不大于宽度的约48％或甚至不大于约40％。应当理解，本体的中值 内部高度(Mhi)可在任何上文提到的最小百分比与最大百分比之间的范围 内。
此外，该批成形磨料颗粒可表现出经改善的尺寸均匀性，该尺寸均匀 性由来自合适样品量的尺寸特征的标准偏差来测量。根据一个实施例，成 形磨料颗粒可具有内部高度变化(Vhi)，该内部高度变化可计算为一批颗粒 的合适样品量的内部高度(hi)的标准偏差。根据一个实施例，内部高度变 化可不大于约60微米，诸如不大于约58微米、不大于约56微米或甚至 不大于约54微米。在一个非限制性实施例中，内部高度变化(Vhi)可为至 少约2微米。应当理解，本体的内部高度变化可在任何上文提到的最小值 与最大值之间的范围内。
对于另一实施例，成形磨料颗粒的本体可具有至少约400微米的内部 高度(hi)。更具体地，高度可为至少约450微米，诸如至少约475微米或 甚至至少约500微米。在又一个非限制性实施例中，本体的高度可不大于 约3mm，诸如不大于约2mm、不大于约1.5mm、不大于约1mm、不大 于约800微米。应当理解，本体的高度可在任何上文提到的最小值与最大 值之间的范围内。此外，应当理解，上述值的范围可代表一批成形磨料颗 粒的中值内部高度(Mhi)值。
对于本文的某些实施例，成形磨料颗粒的本体可具有特定尺寸，包括 例如宽度≥长度、长度≥高度以及宽度≥高度。更具体地，成形磨料颗粒的 本体801可具有至少约600微米，诸如至少约700微米、至少约800微米 或甚至至少约900微米的宽度(w)。在一种非限制性情况下，本体可具有 不大于约4mm，诸如不大于约3mm、不大于约2.5mm或甚至不大于约2 mm的宽度。应当理解，本体的宽度可在任何上文提到的最小值与最大值 之间的范围内。此外，应当理解，上述值的范围可代表一批成形磨料颗粒 的中值宽度(Mw)。
成形磨料颗粒的本体801可具有特定尺寸，包括例如至少约0.4mm， 诸如至少约0.6mm、至少约0.8mm或甚至至少约0.9mm的长度(L middle或Lp)。另外，对于至少一个非限制性实施例，本体801可具有不 大于约4mm，诸如不大于约3mm、不大于约2.5mm或甚至不大于约2 mm的长度。应当理解，本体801的长度度可在任何上文提到的最小值与 最大值之间的范围内。此外，应当理解，上述数值范围可代表中值长度 (M1)，更具体地，该中值长度可为一批成形磨料颗粒的中值中间长度 (MLmiddle)或中值剖面长度(MLp)。
成形磨料颗粒可具有含有特定量的凹陷的本体801，其中凹陷值(d) 可定义为本体801在多个角部的平均高度(Ahc)与本体在内部的高度(hi) 的最小尺寸之间的比。在多个角部的本体801的平均高度(Ahc)可通过测 量本体在所有角部的高度并取其平均值来计算，并且可不同于在一个角部 处的高度(hc)的单个值。在多个角部或内部处的本体801的平均高度可使 用STIL(Sciences et Techniques Industrielles de la Lumiere-France)Micro Measure 3D Surface Profilometer(白光(LED)色差技术)测量。替代性地，凹陷可基于从一批颗粒的适当采样中计算出的角部处的颗粒的中值高 度(Mhc)。同样，内部高度(hi)可为从一批成形磨料颗粒的适当采样中得 出的中值内部高度(Mhi)。根据一个实施例，凹陷值(d)可不大于约2，诸 如不大于约1.9、不大于约1.8、不大于约1.7、不大于约1.6或甚至不大于 约1.5。另外，在至少一个非限制性实施例中，凹陷值(d)可为至少约0.9，诸如至少约1.0。应当理解，凹陷比可在上文提到的任何最小值与最 大值之间的范围内。此外，应当理解，上述凹陷值可代表一批成形磨料颗 粒的中值凹陷值(Md)。
本文的实施例的成形磨料颗粒(包括例如图6A的颗粒的本体801) 可具有定义底面积(Ab).的底表面804。在特定情况下，底表面804可为本 体801的最大表面。底表面可具有定义为底面积(Ab)的表面积，该表面积 大于上表面803的表面积。除此之外，本体801可具有横截面中点面积 (Am)，该横截面中点面积定义垂直于底面积的平面的面积并且延伸穿过颗 粒的中点881(顶表面与底表面之间的)。在某些情况下，本体801可具 有不大于约6的底面积与中点面积(Ab/Am)的面积比。在更特定的情况 下，面积比可不大于约5.5，诸如不大于约5、不大于约4.5、不大于约 4、不大于约3.5或甚至不大于约3。另外，在一个非限制性实施例中，面 积比可为至少约1.1，诸如至少约1.3或甚至至少约1.8。应当理解，面积 比可在上文提到的任何最小值与最大值之间的范围内。此外，应当理解， 上述面积比可代表一批成形磨料颗粒的中值面积比。
此外，本文的实施例中的成形磨料颗粒(包括例如图6B的颗粒)可 具有至少约0.3的归一化高度差。归一化高度差可由方程式[(hc-hm)/(hi)] 的绝对值定义。在其他实施例中，归一化高度差可不大于约0.26，诸如不 大于约0.22或甚至不大于约0.19。另外，在一个特定实施例中，归一化高 度差可为至少约0.04，诸如至少约0.05、至少约0.06。应当理解，归一化 高度差可在上文提到的任何最小值与最大值之间的范围内。此外，应当理 解，上述归一化高度值可代表一批成形磨料颗粒的中值归一化高度值。
在另一种情况下，本体801可具有至少约0.04的剖面比，其中剖面比 定义为成形磨料颗粒的平均高度差[hc-hm]与长度(Lmiddle)的比，定义为 [(hc-hm)/(Lmiddle)]的绝对值。应当理解，本体的长度(Lmiddle)可为横跨 本体801的距离，如图6B所示。此外，该长度可为从如本文定义的一批 成形磨料颗粒的适当颗粒采样中计算出的平均或中值长度。根据一个特定 实施例，剖面比可为至少约0.05、至少约0.06、至少约0.07、至少约0.08 或甚至至少约0.09。另外，在一个非限制性实施例中，剖面比可不大于约 0.3，诸如不大于约0.2、不大于0.18、不大于约0.16或甚至不大于0.14。 应当理解，剖面比可在上文提到的任何最小值与最大值之间的范围内。此 外，应当理解，上述剖面比可代表一批成形磨料颗粒的中值剖面比。
根据另一实施例，本体801可具有特定的前角，该前角可定义为本体 的底表面804与侧表面805、806或807之间的角度。例如，前角可在约 1°与约80°之间的范围内。对于本文的其他颗粒，前角可在约5°与55°之 间，诸如约10°与约50°之间、约15°与50°之间或甚至约20°与50°之间 的范围内。形成具有此类前角的磨料颗粒可改善磨料颗粒的磨削能力。值得注意的是，前角可在上文提到的任意两个前角之间的范围内。
根据另一实施例，本文成形磨料颗粒(包括例如图6A和6B的颗 粒)可在本体801的上表面803中具有椭圆形区域817。椭圆形区域817 可由沟槽区域818定义，该沟槽区域可围绕上表面803延伸并定义椭圆形 区域817。椭圆形区域817可涵盖中点881。此外，据认为定义在上表面 中的椭圆形区域817可为形成过程中的人工制品，并且可由于根据本文所 述的方法在形成成形磨料颗粒期间施加在混合物上的应力而形成该椭圆形 区域。
成形磨料颗粒可形成为使得本体包括结晶材料，并且更具体地，包括 多晶材料。值得注意的是，多晶材料可包括磨粒。在一个实施例中，本体 可基本上不含有机材料，该有机材料包括例如粘结剂。更具体地，本体可 基本上由多晶材料组成。
在一个方面，成形磨料颗粒的本体可为团聚体，该团聚体包括彼此粘 结以形成磨料颗粒800的本体801的多个磨料颗粒、砂砾和/或磨粒。合适 的磨粒可包括氮化物、氧化物、碳化物、硼化物、氮氧化物、硼氧化物、 金刚石、超硬磨料(例如，cBN)和它们的组合。在特定情况下，磨粒可 包含氧化物化合物或复合物，诸如氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化钇、氧化铬、氧化锶、氧化硅和它们的组合。在一种特定情况下，磨料颗粒800 可形成为使得形成本体800的磨粒包含氧化铝，并且更具体地，可基本上 由氧化铝组成。在一个替代性实施例中，成形磨料颗粒可包括聚晶 (compacts)，包括例如包含粘结剂相的磨料材料或超硬磨料材料的多晶体压 缩物，该材料可包括金属、金属合金、高温合金、陶瓷和它们的组合。一 些示例性粘结剂材料可包括钴、钨和它们的组合。
包含在本体内的磨粒(即，微晶)可具有一般不大于约100微米的平 均磨粒尺寸。在其他实施例中，平均磨粒尺寸可更小，诸如不大于约80 微米、不大于约50微米、不大于约30微米、不大于约20微米、不大于 约10微米或甚至不大于约1微米。另外，包含在本体内的磨粒的平均磨 粒尺寸可为至少约0.01微米，诸如至少约0.05微米、至少约0.08微米、 至少约0.1微米或甚至至少约1微米。应当理解，磨粒可具有在上文提到 的任何最小值与最大值之间的范围内的平均磨粒尺寸。
根据某些实施例，磨料颗粒可为复合制品，其在本体内包括至少两种 不同类型的磨粒。应当理解，不同类型的磨粒是彼此具有不同组成的磨 粒。例如，本体可形成为使得其包括至少两种不同类型的磨粒，其中两种 不同类型的磨粒可为氮化物、氧化物、碳化物、硼化物、氮氧化物、硼氧 化物、金刚石和它们的组合。
根据一个实施例，磨料颗粒800可具有至少约100微米的平均粒度， 该平均粒度如通过可在本体801上测量的最大尺寸所测量。事实上，磨料 颗粒800可具有至少约150微米，诸如至少约200微米、至少约300微 米、至少约400微米、至少约500微米、至少约600微米、至少约700微 米、至少约800微米或甚至至少约900微米的平均粒度。另外，磨料颗粒 800可具有不大于约5mm，诸如不大于约3mm、不大于约2mm、或甚至 不大于约1.5mm的平均粒度。应当理解，磨料颗粒100可具有在上文提 到的任何最小值与最大值之间的范围内的平均粒度。
本文的实施例中的成形磨料颗粒可具有一定的飞边(flashing)百分 比，该飞边百分比可有利于改善性能。值得注意的是，飞边定义了沿一侧 观察的颗粒的面积，诸如图6C中所示，其中飞边从框888和889内的本 体的侧表面延伸。飞边可代表邻近本体的上表面和底表面的锥形区域。飞 边可测量为沿着侧表面的本体面积的百分比，该侧表面包含在框内的，在 本体的侧表面的最内点(例如891)与侧表面上的最外点(例如892)之 间延伸。在一种特定情况下，本体可具有一个特定含量的飞边，该特定含 量的飞边可为包含在框888和889内的本体的面积与包含在框888、889 和890内的本体的总面积的百分比。根据一个实施例，本体的飞边百分比 (f)可为至少约10％。在另一实施例中，飞边百分比可更大，诸如至少约 12％，诸如至少约14％、至少约16％、至少约18％或甚至至少约20％。另 外，在一个非限制性实施例中，本体的飞边百分比可受到控制，并且可不 大于约45％，诸如不大于约40％或甚至不大于约36％。应当理解，本体 的飞边百分比可在任何上述最小百分比与最大百分比之间的范围内。此 外，应当理解，上述飞边百分比可代表一批成形磨料颗粒的平均飞边百分 比或中值飞边百分比。
可通过将成形磨料颗粒安装在其侧面并且在侧面处观察本体以生成黑 白图像来测量飞边百分比，诸如图6C中所示。用于创建和分析图像，包 括计算飞边的合适程序可为ImageJ软件。可通过确定在框888和889内的 本体801的面积与在侧面处观察的本体的总面积(总阴影面积)来计算飞 边百分比，该总面积包括中心890中的面积以及框888和889内的面积。 可完成此类过程以用于颗粒的适当采样，以生成平均值、中值和/或和标准 偏差值。
根据本文的实施例，一批成形磨料颗粒可表现出经改善的尺寸均匀 性，该尺寸均匀性由来自合适样品量的尺寸特征的标准偏差来测量。根据 一个实施例，成形磨料颗粒可具有飞边变化(Vf)，该飞边变化可计算为一 批颗粒的合适样品量的飞边百分比(f)的标准偏差。根据一个实施例，飞 边变化可不大于约5.5％，诸如不大于约5.3％、不大于约5％、或不大于约 4.8％、不大于约4.6％或甚至不大于约4.4％。在一个非限制性实施例中， 飞边变化(Vf)可为至少约0.1％。应当理解，飞边变化可在上文提到的任 何最小百分比与最大百分比之间范围内。
本文的实施例的成形磨料颗粒可具有至少为4000的高度(hi)与飞边 倍数值(hiF)，其中hiF＝(hi)(f)，“hi”代表如上所述的本体的最小内部高 度，“f”代表飞边百分比。在一种特定情况下，本体的高度与飞边倍数值 (hiF)可更大，诸如至少约4500微米％、至少约5000微米％、至少约6000 微米％、至少约7000微米％或甚至至少约8000微米％。另外，在一个非 限制性实施例中，高度与飞边倍数值可不大于约45000微米％，诸如不大 于约30000微米％、不大于25000微米％、不大于约20000微米％或甚至 不大于18000微米％。应当理解，本体的高度与飞边倍数值可在任何上述 最小值与最大值之间的范围内。此外，应当理解，上述倍数值可代表一批 成形磨料颗粒的中值倍数值(MhiF)。
本文的实施例的成形磨料颗粒可具有由方程式dF＝(d)(F)计算的凹陷 (d)与飞边(F)倍数值(dF)，其中dF不大于约90％，“d”代表凹陷值，并 且“f”代表本体的飞边百分比。在一种特定情况下，本体的凹陷(d)与飞 边(F)倍数值(dF)可不大于约70％，诸如不大于约60％、不大于约55％、 不大于约48％、不大于约46％。另外，在一个非限制性实施例中，凹陷(d) 与飞边(F)倍数值(dF)可为至少约10％，诸如至少约15％、至少约20％、 至少约22％、至少约24％或甚至至少约26％。应当理解，本体的凹陷(d) 与飞边(F)倍数值(dF)可在任何上述最小值与最大值之间的范围内。此 外，应当理解，上述倍数值可代表一批成形磨料颗粒的中值倍数值 (MdF)。
本文的实施例的成形磨料颗粒可具有由方程式hi/d＝(hi)/(d)计算的高 度与凹陷比(hi/d)，其中hi/d不大于约1000，“hi”代表如上所述的最小 内部高度，并且“d”代表本体的凹陷。在一种特定情况下，本体的比率 (hi/d)可不大于约900微米、不大于约800微米、不大于约700微米或甚至 不大于约650微米。另外，在一个非限制性实施例中，比率(hi/d)可为至 少约10微米，诸如至少约50微米、至少约100微米、至少约150微米、 至少约200微米、至少约250微米或甚至至少约275微米。应当理解，本 体的比率(hi/d)可在任何上述最小值与最大值之间的范围内。此外，应当 理解，上述高度与凹陷比可代表一批成形磨料颗粒的中值高度与凹陷比 (Mhi/d)。
混合物可任选地包含一种或多种填料材料。填料材料可提供改善的机 械特性并有利于磨料制品的形成。填料材料可不同于磨料颗粒。例如，填 料材料的硬度可小于磨料颗粒的硬度。填料材料也可不同于粘结前体材料 内包含的组合物。在至少一个实施例中，填料材料可包括各种材料，诸如 纤维、织造材料、非织造材料、颗粒、矿物、坚果、壳、氧化物、氧化 铝、碳化物、氮化物、硼化物、有机材料、聚合物材料、天然存在的材料 和它们的组合。在特定情况下，填料材料可包括诸如以下各项的材料：硅 灰石、莫来石、钢、铁、铜、黄铜、青铜、锡、铝、蓝晶石、铝矾石、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)、冰晶石、玻璃、玻璃纤维、钛酸盐(例如，钛酸 钾纤维)、锆石、岩棉、粘土、海泡石、硫化铁(例如，Fe2S3、FeS2或它 们的组合)、氟石(CaF2)、硫酸钾(K2SO4)、石墨、氟硼酸钾(KBF4)、氟 化铝钾(KAlF4)、硫化锌(ZnS)、硼酸锌、硼砂、硼酸、细的刚玉粉、氧化 铝空心球、软木、玻璃球、银、SaranTM树脂、对二氯苯、草酸、碱金属 卤化物、有机卤化物和凹凸棒石。
混合物的形成可包括形成干或湿的混合物。产生湿的混合物以有利于 将组分均匀地分散在混合物内可能是合适的。本领域技术人员将理解，混 合物可包含其他材料，包括例如添加剂、粘结剂或本领域已知的任何其他 材料，以有利于在形成磨料制品之前形成混合物以产生生坯。在至少一个 实施例中，混合物可基本上不含造孔剂。
再次参照图1，在形成混合物后，该过程可继续到步骤104。该过程 可包括将混合物形成为生坯。多种技术(诸如压制、成型、铸造、切割、 印刷、固化、沉积、干燥、加热、冷却或它们的任意组合)可用于形成生 坯。然后，该过程可继续将生坯形成为最终形成的磨料制品。在某些情况 下，可将形成生坯的过程和形成最终形成的磨料制品的过程相结合，以使 混合物直接转化为最终形成的磨料制品。适用于形成最终形成的磨料制品 的方法可包括压制、模制、浇铸、切割、印刷、固化、沉积、干燥、加 热、冷却或它们的任意组合。
在一个特定实施例中，用于形成最终形成的磨料制品的过程可包括对 混合物进行热处理。根据一个实施例，热处理过程可包括将混合物加热到 足以由粘结前体材料形成玻璃粘结材料的温度。根据一个实施例，热处理 可包括将混合物加热到不大于1250℃，诸如不大于1200℃、不大于 1150℃、不大于1100℃、不大于1050℃或甚至不大于950℃的成形温 度。另外，在至少一个非限制性实施例中，热处理过程可包括将包括磨料 颗粒、陶瓷颗粒和粘结材料的混合物加热到至少850℃，诸如至少 875℃、至少900℃、至少920℃或甚至至少950℃的成形温度。应当理 解，成形温度可在包括上文提到的任何最小值和最大值的范围内。成形温 度可等于或高于粘结前体材料的熔融温度。
热处理可进一步包括在非氧化气氛中加热混合物。在至少另一实施例 中，热处理过程可包括在富氮气氛中，并且更具体地在基本上由氮气组成 的气氛中，加热混合物。此外，应当理解，非氧化性气氛可包含一种或多 种惰性气体。另外，在另一实施例中，热处理过程可在环境气氛(即，空 气)中进行。
在热处理以形成磨料本体之后，可将磨料本体结合到磨料制品中。在 一个特定实施例中，磨料本体可为粘结磨料本体，并且磨料制品可包括粘 结磨料制品。应当理解，磨料本体可具有本领域已知的任何合适的尺寸和 形状，并且可结合到各种类型的磨料制品中以形成适于进行材料去除操作 的磨料制品，包括但不限于磨料轮、圆锥、珩磨头、杯、带凸缘轮、锥形 杯、段、磨头工具、圆盘、薄轮、磨削轮、大直径截止轮等。
参照图3A，示出了一个示例性磨轮的磨料本体200的横截面。本体 200包括第一主表面201；第二主表面202，该第二主表面与第一主表面 201相对；以及外周表面203，该外周表面在第一主表面201与第二主表 面202之间延伸，定义本体200的外径Do。本体200包括内圆周表面 220，该内圆周表面定义中心开口210以及本体200的内径DI。
在一个实施例中，可对磨料本体的外周表面进行剖面处理。例如，外 周表面可包括表面特征以有利于工件上的材料去除操作。特别地，该表面 特征可与工件的表面特征相匹配。在所示的示例中，表面特征可包括几何 特征。在进一步的实施例中，表面特征可包括凹槽、螺纹、特定的粗糙度 等，以有利于在工件上进行材料去除操作。示例性磨料制品可包括齿轮磨 削轮。
参照图3B，示出了另一个示例性磨料制品的磨料本体250的横截 面。与本体200类似，本体250包括第一主表面251；第二主表面252， 该第二主表面与第一主表面251相对；以及外周表面253，该外周表面在 第一主表面251与第二主表面252之间延伸。外周表面253包括表面特 征，诸如几何特征，263。在另一示例中，表面特征(诸如几何特征263) 可布置在内圆周表面(诸如表面220)上。
在一个实施例中，磨料本体可包含特定含量的粘结材料，该特定含量 的粘结材料可有利于改善磨料制品的性能。在一个方面，本体可包含占本 体的总体积的至少2体积％的粘结材料，诸如占本体的总体积的至少4体 积％、至少5体积％、或至少6体积％、或至少7体积％、或至少8体 积％、或至少9体积％、或至少10体积％、或至少11体积％、或至少12 体积％、或至少13体积％、或至少14体积％、或至少15体积％、或至少 16体积％、或至少17体积％、或至少18体积％、或至少19体积％、或至 少20体积％的粘结材料。在另一方面，磨料本体可包含占本体的总体积 的至多35体积％的粘结材料，诸如至多30体积％、或至多25体积％或至 多20体积％。此外，磨料本体可包含在包括本文提到的任何最小百分比和 最大百分比的范围内的粘结材料的含量。
在一个实施例中，粘结材料可包含陶瓷材料、无定形材料或它们的组 合。陶瓷材料是包含至少一种金属或类金属元素的组合物，所述金属或类 金属元素包括但不限于碱金属元素、碱土金属元素、镧系元素、过渡金属 元素和它们的组合。陶瓷材料的特定示例可包含氧化物、碳化物、氮化 物、硼化物和它们的组合。在另一实施例中，粘结材料可包含单晶相、多 晶相、非晶相或它们的组合。
在一个实施例中，粘结材料可包括玻璃材料。玻璃材料可具有非晶 相。例如，粘结材料可基本上由具有非晶相的玻璃材料组成。在另一实施 例中，粘结材料可包括非玻璃材料。非玻璃材料可包含多晶相。在又一实 施例中，粘结材料可包含多晶材料和玻璃材料的混合物。
在一个实施例中，粘结材料可包含氧化硼(B2O3)，其特定含量可有利 于改善磨料制品的形成和/或性能。与粘结材料的总重量相比，氧化硼可以 一定的重量百分比存在。例如，氧化硼可为占粘结材料的总重量的至多30 重量％、至多28重量％、至多26重量％、至多24重量％或至多22重量％ 的氧化硼(B2O3)。再例如，粘结材料可包含占粘结材料的总重量的至少2 重量％，诸如至少3重量％、至少4重量％或至少5重量％的氧化硼。在 一种特定情况下，氧化硼的含量可大于5重量％，诸如至少6重量％、至 少7重量％、至少8重量％、至少10重量％、至少12重量％或甚至至少 15重量％。应当理解，粘结材料中的氧化硼的含量可在包括本文提到的任 何最小百分比至最大百分比的范围内。例如，粘结材料可包含在2重量％ 至30重量％的范围内、在5重量％至30重量％的范围内或在8重量％至 22重量％的范围内的氧化硼。
在一个实施例中，粘结材料可包含氧化硅(SiO2)，其一定含量可有利 于改善磨料制品的形成和/或性能。相对于粘结材料的总重量，氧化硅的含 量可为例如至多80重量％、至多75重量％、至多70重量％、至多66重 量％、至多65重量％、至多63重量％、至多60重量％、至多55重量％、 至多52重量％或至多50重量％。在一种特定情况下，粘结材料可包含小 于66重量％的氧化硅。在另一种情况下，粘结材料可包含至少25重 量％，诸如至少30重量％、至少35重量％、至少38重量％、至少40重 量％、至少42重量％、至少45重量％、至少47重量％、至少48重量％或 甚至至少49重量％的氧化硅。应当理解，氧化硅的含量可在包括上文提 到的任何最小百分比至最大百分比的范围内。例如，氧化硅的含量可在35 重量％至80重量％的范围内或在40重量％至65重量％的范围内。
在进一步的实施例中，粘结材料可包含氧化硼和氧化硅，其一定含量 可有利于改善磨料制品的形成和/或性能。例如，氧化硼和氧化硅的总含量 可为至多80重量％，诸如至多77重量％、至多75重量％、至多73重 量％、至多70重量％、至多70重量％或至多65重量％。在另一示例中， 氧化硼和氧化硅的总含量可为占粘结材料的总重量的至少40重量％、至少 42重量％、至少46重量％、至少48重量％或甚至至少50重量％。应当理 解，氧化硼和氧化硅的总含量可在包括本文公开的任何最小百分比和最大 百分比的范围内。例如，氧化硼和氧化硅的总含量可在40重量％至80重 量％的范围内、或在42重量％至77重量％的范围内、或在46重量％至 65重量％的范围内。
在一个实施例中，粘结材料可包含氧化硅(SiO2)重量百分比∶氧化硼 (B2O3)重量百分比的特定比率，其可有利于改善磨料制品的形成和/或性 能。例如，比可为至多22∶1、至多21∶1、至多20∶1或至多19∶1。在一个特 定示例中，比可小于19∶1，诸如至多18∶1、至多16∶1、至多15∶1、至多 12∶1、至多10∶1、至多9∶1、至多8∶1、至多7∶1、至多6.5∶1、至多6∶1、至多5.5∶1、至多5.2∶1、至多5∶1或至多4.8∶1。在另一种情况下，氧化硅 (SiO2)重量百分比∶氧化硼(B2O3)重量百分比的比可为至少1.3∶1、至少 1.5∶1、至少1.7∶1、至少2∶1、至少2.2∶1、至少2.4∶1、至少2.6∶1、至少 2.8∶1或至少3∶1。应当理解，氧化硅(SiO2)重量百分比∶氧化硼(B2O3)重量 百分比的比可在包括上文提到的任何最小值和最大值的范围内，例如，比可在1∶3至22∶1或1∶3至7∶1的范围内。
在一个实施例中，粘结材料可包含氧化铝(Al2O3)，其含量可有利于改 善磨料制品的形成和/或性能。在一个示例中，粘结材料可包含占粘结材料 的总重量的至少5重量％、至少8重量％、至少9重量％、至少10重 量％、至少12重量％或至少14重量％的氧化铝(Al2O3)。在另一示例中， 粘结材料可包含占粘结材料的总重量的至多30重量％、至多28重量％、 至多25重量％、至多23重量％或至多20重量％的氧化铝(Al2O3)。在特 定情况下，粘结材料可包含占粘结材料的总重量的至多或小于20重量％， 诸如至多19重量％或至多18重量％的氧化铝。应当理解，氧化铝的含量 可在上文提到的任何最小百分比和最大百分比的范围内，例如在5重量％ 和31重量％的范围内或在10重量％至25重量％的范围内。
在一个实施例中，粘结材料可包含一定的铝和氧化铝含量，所述含量 可有利于改善磨料制品的形成和/或改善磨料制品的性能。例如，粘结材料 可包含占粘结材料的总重量的至少15重量％的氧化铝和铝金属 (Al2O3/Al)，诸如占粘结材料的总重量的至少18重量％、诸如至少20重 量％、至少22重量％、或甚至至少24重量％的氧化铝和铝金属 (Al2O3/Al)。在另一示例中，粘结材料可包含占粘结材料的总重量的至多 45重量％，诸如至多42重量％、至多40重量％、至多38重量％、至多35 重量％或甚至至多32重量％的氧化铝和铝金属。应当理解，粘结材料可 包含在包括本文提到的任何最小百分比和最大百分比的范围内的氧化铝和 铝金属的含量。例如，氧化铝和铝金属的含量可在占粘结材料的总重量的 5重量％至45重量％的范围内、或在10重量％至40重量％的范围内、 或在22重量％至35重量％的范围内。
在一个实施例中，粘结材料可包含氧化铝和氧化硅。例如，相对于粘 结材料的总重量，氧化铝和氧化硅的总含量可为至少50重量％，诸如至少 52重量％、至少56重量％、至少58重量％、或甚至至少60重量％。在另 一示例中，氧化铝和氧化硅的总含量可占粘结材料的总重量的至多80重 量％或至多79重量％。在一个特定示例中，氧化铝和氧化硅的总含量可小 于79重量％，诸如至多78重量％、至多77重量％、至多76重量％、至多 75重量％、至多74重量％或至多73重量％。应当理解，氧化铝和氧化硅 的总含量可在本文提到的任何最小百分比至最大百分比的范围内，例如， 总含量可在50重量％至79重量％的范围内、在56重量％至75重量％的 范围内、或甚至在60重量％至73重量％的范围内。
在一个实施例中，粘结材料可包含氧化硅(SiO2)重量百分比∶氧化铝 (Al2O3)重量百分比的特定比率，其可有利于改善磨料制品的形成和/或性 能。例如，比可为至多5.5∶1、至多5∶1、至多4.5∶1、至多4∶1、至多 3.5∶1、至多3∶1、至多2.5∶1、至多2.2∶1或至多2∶1。在另一种情况下，氧 化硅(SiO2)重量百分比∶氧化铝(Al2O3)重量百分比的比可为至少1.3∶1、至 少1.5∶1、至少1.7∶1或至少2∶1。应当理解，氧化硅重量百分比与氧化铝重 量百分比的比可在包括上文提到的任何最小比和最大比的范围内，例如， 比可在1∶1至2.5∶1的范围内或在1.3∶1至2.2∶1的范围内。
在一个实施例中，粘结材料可包含特定的锆石(ZrSiO4)含量，所述特 定含量可有利于磨料制品的形成并改善性能。例如，粘结材料可包含占粘 结材料的总重量的至少1重量％的锆石，诸如占粘结材料的总重量的至少 2重量％、或至少3重量％、或至少4重量％、或至少5重量％、或至少6 重量％、或至少7重量％、或至少8重量％、或至少9重量％、或至少10 重量％、或至少11重量％、或至少12重量％、或至少13重量％、或至少 14重量％、或至少15重量％、或至少16重量％、或至少17重量％、或至 少18重量％、或至少19重量％、或至少20重量％、或至少21重量％、或 至少22重量％、或至少23重量％、或至少24重量％、或至少25重量％、 或至少26重量％、或至少27重量％、或至少28重量％或至少29重量％ 的锆石。在另一种情况下，粘结材料可包含占粘结材料的总重量的至多44 重量％、至多42重量％、至多40重量％、至多38重量％、至多36重 量％、至多35重量％、至多34重量％、至多33重量％或至多32重量％ 的锆石。应当理解，粘结材料可包含在包括上文提到的任何最小百分比和 最大百分比的范围内的锆石含量。在至少一个实施例中，粘结材料可基本 上不含锆石(ZrSiO4)。
在一个实施例中，粘结材料可包含至少一种碱土金属氧化物(RO)，其 含量可有利于改善磨料制品的形成和/或性能。相对于粘结材料的总重量， 碱土金属氧化物的总含量可为至多6重量％、至多5重量％、至多4重 量％、至多3.0重量％、至多2.5重量％或至多2重量％。在另一实施例 中，碱土金属氧化物(RO)的总含量可为至少0.5重量％或至少0.8重量％。应当理解，碱土金属氧化物的总含量可在本文提到的任何最小百分 比和最大百分比的范围内，例如，总含量可在0.5重量％至5.0重量％的 范围内。
在一个实施例中，粘结材料可包含选自以下项组成的组的至多3种不 同的碱土金属氧化物(RO)：氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)、氧化钡 (BaO)、氧化锶(SrO)。
例如，粘结材料可包含占粘结材料的总重量的至少0.5重量％、至少 0.8重量％或至少1重量％的氧化钙(CaO)。替代性地或除此之外，粘结材 料可包含占粘结材料的总重量的至多3重量％、至多2.8重量％、或至多 2.5重量％、至多2重量％或至多1.7重量％的氧化钙(CaO)。此外，氧化 钙的含量可在包括本文提到的任何最小百分比和最大百分比的范围内。在 至少一个实施例中，粘结材料可基本上不含氧化钙(CaO)。
在一个实施例中，粘结材料可包含碱金属氧化物(R2O)。示例性碱金 属氧化物可包括氧化锂(Li2O)、氧化钠(Na2O)、氧化钾(K2O)、氧化铯 (Cs2O)等。在进一步的实施例中，粘结材料可包含至少一种碱金属氧化 物。具体地，粘结材料包含选自由以下项组成的化合物组的碱金属氧化物 (R2O)∶氧化锂(Li2O)、氧化钠(Na2O)、氧化钾(K2O)和氧化铯(Cs2O)和它 们的组合。
在一个实施例中，相对于粘结材料的总重量，碱金属氧化物的总含量 可为至多25重量％、或至多22重量％或至多20重量％。替代性地或除此 之外，碱金属氧化物的总含量可为至少3重量％、至少5重量％、至少7 重量％或至少9重量％。应当理解，碱金属氧化物的总含量可在本文提到 的任何最小百分比至最大百分比的范围内。例如，碱金属氧化物的总含量 可在3重量％至25重量％的范围内或在7重量％至22重量％的范围内。
在一个实施例中，粘结材料可包含氧化锂(Li2O)，其含量可有利于改 善磨料制品的形成和/或性能。例如，粘结材料包含占粘结材料的总重量的 至少1重量％、至少1.5重量％或至少2重量％的氧化锂(Li2O)。在另一 种情况下，粘结材料可包含占粘结材料的总重量的至多7重量％、至多6.5 重量％、至多6重量％、至多5.5重量％或至多5重量％的氧化锂(Li2O)。 应当理解，氧化锂的含量可在上文提到的任何最小百分比至最大百分比的 范围内，包括例如在1重量％至7重量％或1.5重量％至6重量％的范围 内。在至少一个实施例中，粘结材料基本上不含氧化锂(Li2O)。
在一个实施例中，粘结材料可包含氧化钠(Na2O)，其含量可有利于改 善磨料制品的形成和/或性能。例如，相对于粘结材料的总重量，氧化钠的 含量可为例如至少3重量％、至少4重量％或至少5重量％。在另一示例 中，氧化钠的含量可为占粘结材料的总重量的至多15重量％、至多14重 量％、至多13重量％、至多12重量％、至多11重量％或至多10重量％的氧化钠(Na2O)。应当理解，氧化钠的含量可在上文提到的任何最小百分 比至最大百分比的范围内，包括例如在3重量％至14重量％的范围内或 在4重量％至11重量％的范围内。
在一个实施例中，粘结材料可包含氧化钾(K2O)，其含量可有利于改 善磨料制品的形成和或性能。例如，氧化钾占粘结材料的总重量的含量可 为至少1重量％、至少1.5重量％或至少2重量％。在另一种情况下，氧化 钾(K2O)的含量可占粘结材料的总重量的至多15重量％，诸如至多13重 量％、至多11重量％、至多10重量％、至多8重量％、至多7重量％、至 多6.5重量％、至多6重量％、或至多5.5重量％、或至多5重量％。应当 理解，氧化钾的含量可在本文提到的任何最小百分比至最大百分比的范围 内，包括例如在1重量％至15重量％的范围内。
在一个实施例中，粘结材料可包含磷氧化物(P2O5)，其含量可有利于 改善磨料制品的形成和/或性能。例如，粘结材料可包含至多3.0重量％的 磷氧化物(P2O5)，诸如至多2重量％或至多1重量％。在至少一个实施例 中，粘结材料可基本上不含磷氧化物(P2O5)。
在一个实施例中，粘结材料可包含特定含量的某些组分，该特定含量 的某些组分有利于磨料制品的适当形成和/或性能。此类组分可包括二氧化 锰(MnO2)、氧化铁(Fe2O3)、ZrSiO2、CoAl2O4、二氧化钛(TiO2)或它们的 任意组合。例如，在一种情况下，粘结材料可包含占粘结材料的总重量的 至多2重量％的二氧化锰(MnO2)、氧化铁(Fe2O3)、ZrSiO2、CoAl2O4、或 二氧化钛(TiO2)中的任一种，诸如至多1重量％或甚至至多0.5重量％。 在至少一个实施例中，粘结材料可基本上不含二氧化锰(MnO2)、氧化铁 (Fe2O3)、ZrSiO2、CoAl2O4、或二氧化钛(TiO2)中的任一种或它们的组合。
在一个实施例中，本体可包含特定总含量的磨料颗粒，该特定总含量 的磨料颗粒包含可有利于改善磨料制品的形成、结构和/或性能的团聚第一 磨料颗粒和非团聚磨料颗粒。例如，磨料颗粒的总含量可为占本体的总体 积至少20体积％、至少25体积％，诸如至少30体积％或至少35体 积％。在另一示例中，磨料颗粒的总含量可占本体的总体积的至多65体 积％，诸如占本体的总体积的至多64体积％、至多62体积％、至多60体 积％、至多58体积％、至多56体积％、至多54体积％、至多52体积％、 至多50体积％、至多45体积％或至多40体积％。此外，磨料颗粒的总含 量可在包括本文提到的任何最小值和最大值的范围内。
在一个实施例中，磨料本体可包含特定含量的团聚第一磨料颗粒，该 特定含量的团聚第一磨料颗粒可有利于改善磨料制品的性能。在一个方 面，磨料本体可包括团聚第一磨料颗粒，该团聚第一磨料颗粒的含量为占 本体的总体积的至少5体积％，诸如占本体的总体积的至少8体积％、至 少10体积％、至少12体积％、至少15体积％、至少18体积％、至少20 体积％、至少22体积％、至少25体积％、至少30体积％或至少35体 积％。在另一方面，磨料本体可包含占本体的总体积的至多42体积％，诸 如占本体的总体积的至多40体积％、至多38体积％、至多35体积％、至 多32体积％、至多30体积％、至多28体积％、至多26体积％、至多22 体积％、至多20体积％、至多18体积％、至多15体积％或至多12体积％ 的团聚第一磨料颗粒。此外，磨料本体可包含在包括本文提到的任何最小 百分比和最大百分比的范围内的团聚第一磨料颗粒的含量。
在一个实施例中，团聚第一磨料颗粒可以相对于磨料颗粒的总含量的 特定含量存在。在一个示例中，相对于磨料颗粒的总含量，团聚第一磨料 颗粒可占至少5体积％，诸如相对于磨料颗粒的总含量，占至少8体 积％、至少10体积％、至少12体积％、至少15体积％、至少20体积％、 至少23体积％、至少25体积％、至少28体积％、至少30体积％、至少35体积％、至少38体积％、至少40体积％、至少42体积％、至少44体 积％、至少46体积％、至少50体积％、至少53体积％、至少55体积％、 至少58体积％、至少60体积％、至少63体积％、至少65体积％、至少 67体积％、至少70体积％、至少72体积％或至少75体积％。在另一示例中，相对于磨料颗粒的总含量，团聚第一磨料颗粒可占至多90体积％，诸 如相对于磨料颗粒的总含量，占至多88体积％、至多85体积％、至多80 体积％、至多75体积％、至多72体积％、至多70体积％、至多67体 积％、至多65体积％、至多63体积％、至多60体积％、至多58体积％、 至多55体积％、至多53体积％、至多50体积％、至多46体积％、至多 44体积％、至多42体积％、至多40体积％、至多38体积％、至多35体 积％、至多30体积％、至多28体积％、至多25体积％、至多23体积％、 至多20体积％或至多15体积％。此外，团聚第一磨料颗粒可具有相对于 在包括本文提到的任何最小百分比和最大百分比的范围内的磨料颗粒的总含量的含量。
在一个实施例中，磨料本体可包括特定含量的细长第二磨料颗粒，该 特定含量的细长第二磨料颗粒可有利于改善本体的形成、结构和/或性能。 在一个示例中，磨料本体可包括细长第二磨料颗粒，该细长第二磨料颗粒 的含量为占本体的总体积的至少10体积％，诸如占本体的总体积的至少 15体积％，至少20体积％、至少24体积％、至少26体积％、至少30体 积％、至少32体积％、至少35体积％、至少38体积％或至少40体积％。 在另一示例中，磨料本体可包括细长第二磨料颗粒，该细长第二磨料颗粒 的含量为占本体的总体积的至多55体积％，诸如占本体的总体积的至多 50体积％、至多48体积％、至多45体积％、至多40体积％、至多38体 积％、至多35体积％、至多32体积％、至多30体积％或至多28体积％。 此外，本体可包括细长第二磨料颗粒，该细长第二磨料颗粒的含量包括本 文提到的任何最小百分比和最大百分比。
在进一步的实施例中，磨料本体可包括占本体的总体积的非团聚磨料 颗粒的总含量(以体积百分比计)，其中相对于非团聚颗粒的总含量，细 长第二磨料颗粒可以特定含量存在。在一个示例中，细长第二磨料颗粒可 占非团聚颗粒的总含量的至少55体积％，诸如占非团聚磨料颗粒的总含量 的至少58体积％、至少60体积％、至少63体积％、至少65体积％、至少 68体积％、至少70体积％、至少73体积％、至少75体积％、至少78体 积％、至少80体积％、至少82体积％、至少85体积％、至少87体积％、 至少90体积％或至少92体积％。在另一示例中，细长第二磨料颗粒可占 非团聚磨料颗粒的总含量的至多99体积％，诸如至多95体积％、至多92 体积％、至多90体积％、至多85体积％、至多80体积％、至多75体积％、至多70体积％、至多65体积％、至多60体积％、至多55体积％或 至多50体积％。此外，细长第二磨料颗粒可以相对于在包括本文提到的任 何最小百分比和最大百分比的范围内的非团聚磨料颗粒的总含量的含量存 在。在特定示例中，非团聚磨料颗粒可基本上由细长第二磨料颗粒组成， 诸如99体积％至100体积％的非团聚磨料颗粒可包括细长第二磨料颗粒。
在另一实施例中，非团聚磨料颗粒包含第三磨料颗粒。在另一实施例 中，本体可包含特定含量的第三磨料颗粒，该特定含量的第三磨料颗粒可 有利于改善磨料制品的形成、结构和/或性能。例如，磨料本体可包含第三 磨料颗粒，该第三磨料颗粒的含量为占本体的总体积的至多25体积％，诸 如占本体的总体积的至多23体积％、至多21体积％、至多19体积％、至 多18体积％、至多15体积％、至多13体积％、至多12体积％、至多10 体积％、至多8体积％或至多5体积％。在另一示例中，本体可包含占本 体的总体积的至少0.5体积％，诸如至少1体积％、至少2体积％、至少3 体积％、至少5体积％、至少7体积％、至少9体积％或至少10体积％的 第三磨料颗粒。此外，磨料本体可包含含量在包括本文提到的任何最小百 分比和最大百分比的范围内的第三磨料颗粒。
在另一实施例中，第三磨料颗粒可以占包含在本体中的磨料颗粒的总 含量的特定含量存在，该特定含量可有利于改善磨料制品的形成、结构和/ 或性能。在一个方面，第三磨料颗粒可占磨料颗粒的总含量的至多50体 积％，诸如至多45体积％、至多40体积％、至多35体积％、至多30体 积％、至多28体积％、至多25体积％、至多22体积％、至多20体积％、 至多18体积％、至多15体积％、至多12体积％、至多10体积％、至多8 体积％、至多5体积％或至多3体积％。在另一方面，第三磨料颗粒的含 量可为占磨料颗粒的总含量的至少0.5体积％，诸如至少1体积％、至少2 体积％、至少3体积％、至少5体积％、至少7体积％、至少10体积％或 至少12体积％。此外，第三磨料颗粒可具有相对于在包括本文提到的任何最小百分比和最大百分比的范围内的磨料颗粒的总含量的含量。在特定示 例中，本体可基本上不含第三磨料颗粒。
在进一步的实施例中，相对于非团聚磨料颗粒的总含量，第三磨料颗 粒可以特定含量存在，该特定含量可有利于改善磨料制品的形成、结构和/ 或性能。在一个示例中，第三磨料颗粒的含量可为占非团聚磨料颗粒的总 含量的至多45体积％，诸如相对于非团聚磨料颗粒的总含量，占至多40 体积％、至多35体积％、至多30体积％、至多25体积％、至多23体 积％、至多22体积％、至多20体积％、至多18体积％、至多15体积％、 至多13体积％、至多10体积％、至多9体积％或至多5体积％。在一个 示例中，第三磨料颗粒的含量可为占非团聚磨料颗粒的总含量的至少0.5 体积％，诸如占非团聚磨料颗粒的总含量的至少1体积％、至少2体 积％、至少3体积％、至少5体积％、至少7体积％、至少10体积％或至 少12体积％。此外，第三磨料颗粒可以占在包括本文提到的任何最小百分 比和最大百分比的范围内的非团聚磨料颗粒的总含量的含量存在。在一个 特定示例中，非团聚磨料颗粒可基本上不含第三磨料颗粒。
在一个实施例中，磨料本体可包括特定比率的Vaf/Ves，该特定比率 的Vaf/Ves可有利于改善磨料制品的形成、结构和/或性能，其中Ves可为 占本体的总体积的细长第二磨料颗粒的含量(以体积百分比计)，并且 Vaf可为占本体的总体积的团聚第一磨料颗粒的含量(以体积百分比 计)。在一个方面，Vaf/Ves的比可为至少1∶8、至少1∶7、至少1∶6、至少 1∶5、至少1∶4、至少1∶3、至少1∶2或至少1∶1。在另一方面，Vaf/Ves的比 可为至多10∶1、至多9∶1、至多8∶1、至多7.5∶1、至多7∶1、至多6∶1、至多 5∶1、至多4∶1、至多3∶1或至多2∶1。此外，Vaf/Ves的比可在包括本文提 到的任何最小比和最大比的范围内。在一个特定示例中，Vaf/Ves的比在 包括至少1∶1且至多3∶1的范围内。
在另一实施例中，磨料本体可包括特定比率的Ves/Vt，该特定比率的 Ves/Vt可有利于改善磨料制品的形成、结构和/或性能，其中Ves可为占本 体的总体积的细长第二磨料颗粒的含量(以体积百分比计)，并且Vt可 为占本体的总体积的第三磨料颗粒的含量(以体积百分比计)。在一个方 面，Ves/Vt的比可为至少0.5∶1、至少1∶1、至少2∶1、至少3∶1或至少4∶1。在一个方面，Ves/Vt的比可为至多30∶1，诸如至多25∶1、至多20∶1、 至多15∶1、至多10∶1、至多8∶1、至多5∶1、至多2∶1或至多1∶1。此外， Ves/V5的比可在包括本文提到的任何最小比和最大比的范围内。
在一个实施例中，磨料本体可包含特定孔隙率，该特定孔隙率可有利 于改善磨料制品的性能。在一个方面，本体可包括占本体的总体积的至少 30体积％，诸如至少32体积％、至少35体积％、至少38体积％、至少40 体积％、至少42体积％、至少45体积％或至少50体积％的孔隙率，在另 一方面。本体可包括占本体的总体积的至多85％，诸如至多80％、至多 75％、至多70％、至多65％、至多62％、至多60％、至多55％、至多 53％、至多50％、至多45％或至多40％的孔隙率。应当理解，本体的孔 隙率可在包括上文提到的任何最小百分比至最大百分比的范围内。
磨料本体的孔隙率可为各种形式。例如，孔隙率可为闭合的、开口 的，或者可包括闭合孔隙率和开口孔隙率。在一个实施例中，孔隙率可包 括选自由以下项组成的组的孔隙率类型：闭合孔隙率、开口孔隙率和它们 的组合。在另一实施例中，大部分孔隙率可包括开口孔隙率。在一个特定 实施例中，所有的孔隙率可基本上都为开口孔隙率。
磨料本体可包括具有一定平均孔径的孔。在一个实施例中，平均孔径 可为至多3mm、至多2.5mm、至多2mm、至多1.9mm、至多1.5mm、 至多1mm、至多900微米、至多800微米、至多700微米、至多600微 米、至多500微米、至多450微米、至多400微米、至多350微米、至多300微米、至多250微米、至多200微米、至多150微米或至多100微 米。在另一实施例中，平均孔径可为至少0.01微米、至少10微米、至少 20微米、至少30微米、至少50微米、至少70微米、至少80微米、至少 85微米、至少90微米、至少95微米、至少100微米、至少110微米、至 少120微米、至少130微米、至少140微米、至少150微米、至少160微 米或甚至至少200微米。应当理解，本体可具有在包括上文提到的任何最 小值和最大值的范围内的平均孔径。在本公开中，可使用ASTM标准 E112“测定平均磨粒尺寸的标准试验方法”测定平均孔径。利用Hitachi 显微镜以60倍的放大倍率观察磨料本体的横截面图像。确定孔长的宏采 用一种测量晶粒尺寸的技术，该技术基于在图像上绘制6条等距线并且测 定与孔相交的线的区域。测量与孔相交的线的区域。对于粘结磨料本体的 部分的七个不同图像，重复此过程。完成所有图像分析后，对测定值取平 均以计算平均孔径。此外，应当理解，所述“平均孔径”也可称为“中位 孔径”。
在阅读本公开后，本领域技术人员将理解当使用时，可调整团聚第一 磨料颗粒、细长第二磨料颗粒和第三磨料颗粒的含量，以形成具有能够适 应材料去除操作的结构、组成和/或特性的磨料制品。例如，细长第二磨料 颗粒和/或团聚第一磨料颗粒可影响特性，诸如生坯和粘结磨料本体的孔隙 率和/或密度。值得注意的是，与相对应的常规磨料制品相比，本文的实施 例中所述的磨料颗粒的组合有利于改善性能。相对应的常规磨料制品可能 仅在第一磨料颗粒方面与本文的实施例的磨料制品不同。例如，相对应的 常规磨料制品可包括非团聚第一磨料颗粒而非团聚第一磨料颗粒。在另一 示例中，相对应的常规磨料制品可包括不包含氧化铬但在其他方面与第一 磨料颗粒相同的团聚磨料颗粒。
可通过利用对磨料颗粒的电感耦合等离子体分析来确定氧化铬的含 量。例如，可通过使用酸洗以溶解粘结材料和粘结剂材料，从最终形成的 磨料本体中回收磨料颗粒。具有氧化铬的磨料颗粒可呈浅红色(即粉红 色)至深红色，并且可加以收集、干燥并通过电感耦合等离子体分析氧化 铬的含量。
磨料制品可具有经明显改善的性能。在至少一个实施例中，与相对应 的常规磨料制品相比，代表本文的实施例的磨料制品可具有经改善的性 能，该性能包括功耗、G比率、磨耗率、轮廓保持状况和/或材料去除率。
图4包括示例性磨料制品的本体400的横截面图示，该本体包括第一 部分401和第二部分402。第一部分401在轴向方向上联接至第二部分 402。在一个特定示例中，第一部分401可粘结至第二部分402。
如图所示，本体400包括由中心开口410定义的内径DI和由外周表 面413定义的外径DO，该中心开口延伸穿过第一部分401和第二部分 402。在示例性实施方式中，可在外周表面413上形成表面特征。
在一个示例中，第一部分401和第二部分402中的任何一个或两个均 可具有本文的实施例中所述的磨料本体的特征。
在一个特定示例中，第一部分401可为磨料部分，该磨料部分包括本 文的实施例中描述的磨料本体的任何特征，并且第二部分402可包括不同 的粘结材料、不同的磨料颗粒或两者都包括。例如，第二部分402可包括 有机粘结材料。示例性有机粘结材料可包括树脂粘结物，包括酚醛树脂、 脲-甲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、聚氯酯树脂、丙烯酸酯树脂、聚酯树 脂、氨基塑料树脂、环氧树脂或它们的任意组合。在另一示例中，第二部 分402可包括无机材料，该无机材料包括玻璃化粘结材料或金属粘结材 料。在另一示例中，第二部分可包括在本文的实施例中提到的磨料颗粒。
图5包括示例性磨料制品的本体500的横截面图示，该本体包括周边 部分501、中心部分502和延伸穿过本体500的中心开口510。周边部分 501与中心部分502同轴。外周表面503定义本体500的外径DO。内圆周 表面520定义内径DI。周边部分501在径向方向上联接至中心部分502。 周边部分501可为磨料部分，并且包括与磨料本体有关的本文的实施例中描述的任何特征。
中心部分502可包括与周边部分501的粘结材料不同的粘结材料。在 示例性实施方式中，中心部分502可包括有机粘结材料，该有机粘结材料 包括与图4中所示的第二部分402有关的所提到的材料。在进一步示例 中，中心部分502可包括磨料颗粒。例如，中心部分502可包括本文的实 施例中所述的任何磨料颗粒。在另一示例中，中心部分502可基本上不含 磨料颗粒。在特定示例中，中心部分502可有利于改善周边部分501的强 度。
许多不同的方面和实施例都是可能的。本文描述了这些方面和实施例 中的一些。在阅读本说明书之后，本领域的技术人员会理解，那些方面和 实施例仅是说明性的，并不限制本发明的范围。实施例可以根据下面列出 的任何一个或多个实施例。
实施例
实施例1.一种磨料制品，该磨料制品包括本体，该本体包括：
粘结材料；
团聚第一磨料颗粒，其中第一磨料颗粒包含氧化铬(Cr2O3)；以及
细长第二磨料颗粒。
实施例2.一种磨料制品，该磨料制品包括本体，该本体包括：
粘结材料；
团聚第一磨料颗粒，其中第一磨料颗粒包含占第一磨料颗粒的总重量 的至少0.3重量％的氧化铬(Cr2O3)；以及
孔隙率，该孔隙率的范围包括本体的总体积的至少30体积％且至多 85体积％。
实施例3.根据实施例1或2所述的磨料制品，其中本体包括团聚第 一磨料颗粒，该团聚第一磨料颗粒的含量为占本体的总体积的至少5体 积％，占本体的总体积的至少8体积％、至少10体积％、至少12体积％、 至少15体积％、至少18体积％、至少20体积％、至少22体积％、至少 25体积％、至少30体积％或至少35体积％。
实施例4.根据实施例1或2所述的磨料制品，其中本体包括团聚第 一磨料颗粒，该团聚第一磨料颗粒的含量为占本体的总体积的至多42体 积％，占本体的总体积的至多40体积％、至多38体积％、至多35体 积％、至多32体积％、至多30体积％、至多28体积％、至多26体积％、 至多22体积％、至多20体积％、至多18体积％、至多15体积％或至多 12体积％。
实施例5.根据实施例1至4中任一项所述的磨料制品，其中相对于 磨料颗粒的总含量，团聚第一磨料颗粒占至少5体积％，相对于磨料颗粒 的总含量，占至少8体积％、至少10体积％、至少12体积％、至少15体 积％、至少20体积％、至少23体积％、至少25体积％、至少28体积％、 至少30体积％、至少35体积％、至少38体积％、至少40体积％、至少 42体积％、至少44体积％、至少46体积％、至少50体积％、至少53体 积％、至少55体积％、至少58体积％、至少60体积％、至少63体积％、 至少65体积％、至少67体积％、至少70体积％、至少72体积％或至少 75体积％。
实施例6.根据实施例1至5中任一项所述的磨料制品，其中相对于 磨料颗粒的总含量，团聚第一磨料颗粒占至多90体积％，相对于磨料颗粒 的总含量，占至多88体积％、至多85体积％、至多80体积％、至多75体 积％、至多72体积％、至多70体积％、至多67体积％、至多65体积％、 至多63体积％、至多60体积％、至多58体积％、至多55体积％、至多 53体积％、至多50体积％、至多46体积％、至多44体积％、至多42体 积％、至多40体积％、至多38体积％、至多35体积％、至多30体积％、 至多28体积％、至多25体积％、至多23体积％、至多20体积％或至多 15体积％。
实施例7.根据实施例1至6中任一项所述的磨料制品，其中本体包 含包括细长第二磨料颗粒的非团聚磨料颗粒，其中细长第二磨料颗粒占非 团聚磨料颗粒的总含量的至少51体积％、至少55体积％、至少58体 积％、至少60体积％、至少63体积％、至少65体积％、至少68体积％、 至少70体积％、至少73体积％、至少75体积％、至少78体积％、至少 80体积％、至少82体积％、至少85体积％、至少87体积％、至少90体 积％或至少92体积％。
实施例8.根据实施例1至7中任一项所述的磨料制品，其中本体包 含由细长第二磨料颗粒组成的非团聚磨料颗粒。
实施例9.根据实施例1至7中任一项所述的磨料制品，其中本体包 含包括细长第二磨料颗粒的非团聚磨料颗粒，其中细长第二磨料颗粒占非 团聚磨料颗粒的总含量的至多99体积％、至多95体积％、至多92体 积％、至多90体积％、至多85体积％、至多80体积％、至多75体积％、 至多70体积％、至多65体积％、至多60体积％、至多55体积％或至多 50体积％。
实施例10.根据实施例1至9中任一项所述的磨料制品，其中本体包 括占本体的总体积的细长第二磨料颗粒的含量Ves(体积％)，以及占本 体的总体积的团聚第一磨料颗粒的含量Vaf(体积％)，其中Vaf/Vs的比 为至少1∶8、至少1∶7、至少1∶6、至少1∶5、至少1∶4、至少1∶3、至少1∶2 或至少1∶1。
实施例11.根据实施例1至10中任一项所述的磨料制品，其中本体 包括占本体的总体积的细长第二磨料颗粒的含量，Ves(体积％)，以及占 本体的总体积的团聚第一磨料颗粒的含量，Vaf(体积％)，其中Vaf/Ves 的比为至多10∶1、至多9∶1、至多8∶1、至多7.5∶1、至多7∶1、至多6∶1、至 多5∶1、至多4∶1、至多3∶1或至多2∶1。
实施例12.根据实施例1至11中任一项所述的磨料制品，其中本体 包括占本体的总体积的细长第二磨料颗粒的含量Ves(体积％)，以及占 本体的总体积的团聚第一磨料颗粒的含量Vaf(体积％)，其中Vaf/Vs的 比其中Vaf/Ves的比为至少1∶1和至多3∶1。
实施例13.根据实施例1至12中任一项所述的磨料制品，其中本体 包括第二细长磨料颗粒，该第二细长磨料颗粒包括至少2∶1、至少3∶1、至 少4∶1或至少5∶1的长度∶宽度的平均纵横比。
实施例14.根据实施例1至2中任一项所述的磨料制品，其中本体包 括第二细长磨料颗粒，该第二细长磨料颗粒包括至多20∶1、至多18∶1、至 多16∶1、至多15∶1、至多13∶1、至多11∶1、至多10∶1或至多8∶1的长度∶宽 度的平均纵横比。
实施例15.根据实施例1至14中任一项所述的磨料制品，其中团聚 第一磨料颗粒包含由粘结剂材料粘结的磨料颗粒。
实施例16.根据实施例1至15中任一项所述的磨料制品，其中团聚 第一磨料颗粒包含熔融氧化铝磨料颗粒。
实施例17.根据实施例1至16中任一项所述的磨料制品，其中团聚 第一磨料颗粒包含占第一磨料颗粒的总重量的至少0.3重量％，占第一磨 料颗粒的总重量的至少0.5重量％、至少0.7重量％、至少1重量％、至少 1.2重量％、至少1.3重量％或至少1.4重量％的氧化铬。
实施例18.根据实施例1至17中任一项所述的磨料制品，其中团聚 第一磨料颗粒包含占第一磨料颗粒的总重量的至多5.0重量％，占第一磨 料颗粒的总重量的至多4.5重量％、至多4.0重量％、至多3.5重量％、至 多3.0重量％、至多2.5重量％、至多2.3重量％、至多2重量％、至多1.9 重量％、至多1.8重量％、至多1.7重量％或至多1.6重量％的氧化铬。
实施例19.根据实施例1至18中任一项所述的磨料制品，其中团聚 第一磨料颗粒包含占第一磨料颗粒的总重量的至少50重量％的氧化铝， 至少60重量％、至少70重量％、至少80重量％、至少90重量％、至少 95重量％、至少96重量％、至少97重量％或至少98重量％的氧化铝。
实施例20.根据实施例1至19中任一项所述的磨料制品，其中本体 包括第二细长磨料颗粒，该第二细长磨料颗粒溶胶-凝胶氧化铝、熔融氧化 铝、微晶氧化铝、纳米晶氧化铝或它们的任意组合。
实施例21.根据实施例1至20中任一项所述的磨料制品，其中本体 包括第二磨料颗粒，该第二磨料颗粒包含占第二细长磨料颗粒的总重量的 至少50重量％的氧化铝，占细长第二磨料颗粒的总重量的至少60重 量％、至少70重量％、至少80重量％、至少90重量％、至少95重量％、 至少96重量％、至少97重量％或至少98重量％的氧化铝。
实施例22.根据实施例1至21中任一项所述的磨料制品，其中本体 包括总含量占本体的总体积的至少20体积％，或占本体的总体积的至少 25体积％、至少30体积％或至少35体积％的磨料颗粒。
实施例23.根据实施例1至22中任一项所述的磨料制品，其中本体 包括总含量占本体的总体积的至多65体积％、至多64体积％、或至多62 体积％、或至多60体积％、或至多58体积％、或至多56体积％、或至多 54体积％、或至多52体积％、至多50体积％、至多45体积％或至多40 体积％的磨料颗粒。
实施例24.根据实施例2所述的磨料制品，其中本体包括细长第二磨 料颗粒。
实施例25.根据实施例1至24中任一项所述的磨料制品，其中本体 包括包含细长第二磨料颗粒和第三磨料颗粒的非团聚磨料颗粒，该第三磨 料颗粒包括选自由以下项组成的组的材料：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、含玻璃的颗粒和它们的组合。
实施例26.根据实施例25所述的磨料制品，其中第三磨料颗粒的含 量为占本体的总体积的至多25体积％、至多23体积％、至多21体积％、 至多19体积％、至多18体积％、至多15体积％、至多13体积％、至多 12体积％、至多10体积％、至多8体积％或至多5体积％。
实施例27.根据实施例1至26中任一项所述的磨料制品，其中本体 包括占本体的总体积的细长第二磨料颗粒的含量，Ves(体积％)，以及占 本体的总体积的第三磨料颗粒的含量，Vt(体积％)，以及比值为至少 1∶2、至少1∶1、至少2∶1、至少3∶1或至少4∶1的Vaf/Vs的比。
实施例28.根据实施例1至27中任一项所述的磨料制品，其中本体 包括占本体的总体积的细长第二磨料颗粒的含量，Ves(体积％)，以及占 本体的总体积的第三磨料颗粒的含量，Vt(体积％)，以及比值为至多 30∶1、至多25∶1、至多20∶1、至多15∶1、至多10∶1、至多8∶1、至多5∶1、 至多2∶1或至多1∶1的Vaf/Vs的比。
实施例29.根据实施例1至28中任一项所述的磨料制品，其中本体 包括占本体的总体积的至少2体积％的粘结材料，占本体的总体积的至少 4体积％、至少5体积％、至少10体积％或至少20体积％的粘结材料。
实施例30.根据实施例1至29中任一项所述的磨料制品，其中本体 包括占本体的总体积的至多35体积％的粘结材料，占本体的总体积的至 多30体积％、至多25体积％、至多20体积％的粘结材料。
实施例31.根据实施例1至30中任一项所述的磨料制品，其中粘结 材料包含非晶相、陶瓷相、单晶相或它们的任意组合。
实施例32.根据实施例1至31中任一项所述的磨料制品，其中粘结 材料包含无机材料，该无机材料包括玻璃材料、陶瓷材料或它们的任意组 合。
实施例33.根据实施例1至32中任一项所述的磨料制品，其中粘结 材料包含玻璃化粘结材料。
实施例34.根据实施例1至33中任一项所述的磨料制品，其中粘结材 料包含占粘结材料的总重量的至多30重量％、至多28重量％、至多26重 量％、至多24重量％或至多22重量％的氧化硼(B2O3)。
实施例35.根据实施例1至34中任一项所述的磨料制品，其中粘结 材料包含占粘结材料的总重量的至少5重量％、至少8重量％、至少10重 量％、至少12重量％或至少15重量％的氧化硼(B2O3)。
实施例36.根据实施例1至35中任一项所述的磨料制品，其中粘结 材料包含占粘结材料的总重量的至多80重量％、至多75重量％、至多70 重量％、至多69重量％、至多66重量％、至多65重量％、至多60重 量％、至多55重量％、或至多52重量％或至多50重量％的氧化硅 (SiO2)。
实施例37.根据实施例1至36中任一项所述的磨料制品，其中粘结 材料包含占粘结材料的总重量的至少25重量％、至少35重量％、至少38 重量％或至少40重量％的氧化硅(SiO2)。
实施例38.根据实施例1至37中任一项所述的磨料制品，其中粘结 包含氧化硼(B2O3)和氧化硅(SiO2)，并且其中氧化硼和氧化硅的总含量 为至多80重量％、至多77重量％、至多75重量％、至多73重量％、至多 70重量％、至多70重量％或至多65重量％。
实施例39.根据实施例1至38中任一项所述的磨料制品，其中粘结 包含氧化硼(B2O3)和氧化硅(SiO2)，并且其中氧化硼和氧化硅的总含量 为至少40重量％、至少42重量％、至少46重量％、至少48重量％或至 少50重量％。
实施例40.根据实施例1至39中任一项所述的磨料制品，粘结材料 包含至多7∶1、至多6.5∶1、至多6∶1、至多5.5∶1、至多5.2∶1、至多5∶1或 至多4.8∶1的氧化硅(SiO2)重量百分比∶氧化硼(B2O3)重量百分比的比。
实施例41.根据实施例1至40中任一项所述的磨料制品，其中粘结 材料包含至少1.3∶1、至少1.5∶1、至少1.7∶1、至少2.0∶1、至少2.2∶1、至少 2.4∶1、至少2.6∶1、至少2.8∶1或至少3∶1的氧化硅(SiO2)重量百分比∶氧化 硼(B2O3)重量百分比的比。
实施例42.根据实施例1至41中任一项所述的磨料制品，其中粘结 包含占粘结材料的总重量的至少8重量％、至少9重量％、至少10重 量％、至少12重量％或至少14重量％的氧化铝(Al2O3)。
实施例43.根据实施例1至42中任一项所述的磨料制品，其中粘结 包含占粘结材料的总重量的至多30重量％、至多28重量％、至多25重 量％、至多23重量％或至多20重量％的氧化铝(Al2O3)。
实施例44.根据实施例1至43中任一项所述的磨料制品，其中粘结 包含氧化铝(Al2O3)和氧化硅(SiO2)，并且其中氧化铝和氧化硅的总含量 占粘结材料的总重量的至少50重量％、至少52重量％、至少56重量％、 至少58重量％或至少60重量％。
实施例45.根据实施例1至44中任一项所述的磨料制品，其中粘结 包含氧化铝(Al2O3)和氧化硅(SiO2)，并且其中氧化铝和氧化硅的总含量 占粘结材料的总重量的至多80重量％、至多77重量％、至多75重量％或 至多73重量％。
实施例46.根据实施例1至45中任一项所述的磨料制品，其中粘结 材料包含至多5.5∶1、至多5∶1、至多4.5∶1、至多4∶1、至多3.5∶1、至多 3∶1、至多2.5∶1、至多2.2∶1或至多2∶1的氧化硅(SiO2)重量百分比∶氧化铝 (Al2O3)重量百分比的比。
实施例47.根据实施例1至46中任一项所述的磨料制品，其中粘结 材料包含至少1.3∶1、至少1.5∶1、至少1.7∶1或至少2∶1的氧化硅(SiO2)重 量百分比∶氧化铝(Al2O3)重量百分比的比。
实施例48.根据实施例1至47中任一项所述的磨料制品，其中粘结 材料包含多晶相，该多晶相包含锆石(ZrSiO4)。
实施例49.根据实施例1至48中任一项所述的磨料制品，其中粘结 材料包含占粘结材料的总重量的至少15重量％，占粘结材料的总重量的至 少17重量％、至少19重量％、至少20重量％、至少21重量％、至少22 重量％、至少23重量％或至少24重量％的锆石。
实施例50.根据实施例1至49中任一项所述的磨料制品，其中粘结 材料包含至多44重量％、至多42重量％、至多40重量％、至多38重 量％、至多36重量％、至多35重量％、至多34重量％、至多33重量％或 至多32重量％的锆石。
实施例51.根据实施例1至50中任一项所述的磨料制品，其中粘结 基本上不含锆石(ZrSiO4)。
实施例52.根据实施例1至51中任一项所述的磨料制品，其中粘结 材料包含至少一种碱土金属氧化物(RO)，并且其中碱土金属氧化物(RO) 的总含量为占粘结材料的总重量的至多6重量％、至多5重量％、至多4 重量％、至多3.0重量％、至多2.5重量％或至多2重量％。
实施例53.根据实施例1至52中任一项所述的磨料制品，其中粘结 材料包含至少一种碱土金属氧化物(RO)，并且其中碱土金属氧化物(RO) 的总含量为至少0.5重量％或至少0.8重量％。
实施例54.根据实施例1至53中任一项所述的磨料制品，其中粘结 材料可包含选自以下项组成的组的至多3种不同的碱土金属氧化物(RO)： 氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)、氧化钡(BaO)、氧化锶(SrO)。
实施例55.根据实施例1至54中任一项所述的磨料制品，其中粘结 材料包含占粘结材料的总重量的至少0.5重量％、至少0.8重量％或至少1 重量％的氧化钙(CaO)。
实施例56.根据实施例1至55中任一项所述的磨料制品，其中粘结 材料基本上不含氧化钙(CaO)。
实施例57.根据实施例1至56中任一项所述的磨料制品，其中粘结 材料包含占粘结材料的总重量的至多3重量％、至多2.8重量％、或至多 2.5重量％、至多2重量％或至多1.7重量％的氧化钙(CaO)。
实施例58.根据实施例1至57中任一项所述的磨料制品，其中粘结 材料包含选自由以下项组成的化合物组的碱金属氧化物(R2O)：氧化锂 (Li2O)、氧化钠(Na2O)、氧化钾(K2O)和氧化铯(Cs2O)和它们的组合。
实施例59.根据实施例1至58中任一项所述的磨料制品，其中粘结 材料包含至少一种碱金属氧化物(R2O)，并且其中碱金属氧化物(RO)的总 含量为至多25重量％、或至多22重量％或至多20重量％。
实施例60.根据实施例1至59中任一项所述的磨料制品，其中粘结 材料包含至少一种碱金属氧化物(R2O)，并且其中碱金属氧化物(R2O)的 总含量为至少3重量％、至少5重量％、至少7重量％或至少9重量％。
实施例61.根据实施例1至60中任一项所述的磨料制品，其中粘结 材料包含占粘结材料的总重量的至少1重量％、至少1.5重量％或至少2 重量％的氧化锂(Li2O)。
实施例62.根据实施例1至61中任一项所述的磨料制品，其中粘结 材料基本上不含氧化锂(Li2O)。
实施例63.根据实施例1至62中任一项所述的磨料制品，其中粘结 材料包含占粘结材料的总重量的至多7重量％、至多6.5重量％、至多6重 量％、至多5.5重量％或至多5重量％的氧化锂(Li2O)。
实施例64.根据实施例1至63中任一项所述的磨料制品，其中粘结 材料包含占粘结材料的总重量的至少3重量％、至少4重量％或至少5重 量％的氧化钠(Na2O)。
实施例65.根据实施例1至64中任一项所述的磨料制品，其中粘结 材料包含占粘结材料的总重量的至多15重量％、至多14重量％、至多13 重量％、至多12重量％、至多11重量％或至多10重量％的氧化钠 (Na2O)。
实施例66.根据实施例1至65中任一项所述的磨料制品，其中粘结 材料包含占粘结材料的总重量的至少1重量％、至少1.5重量％或至少2 重量％的氧化钾(K2O)。
实施例67.根据实施例1至66中任一项所述的磨料制品，其中粘结 材料包含占粘结材料的总重量的至少15重量％、至多13重量％、至多11 重量％、至多10重量％、至多8重量％、至多7重量％、至多6.5重量％、 至多6重量％、或至多5.5重量％或至多5重量％的氧化钾(K2O)。
实施例68.根据实施例1至67中任一项所述的磨料制品，其中粘结 材料包含至多3.0重量％磷氧化物(P2O5)或其中粘结材料基本上不含磷氧 化物(P2O5)。
实施例69.根据实施例1至68中任一项所述的磨料制品，其中粘结 材料包含基本上不含选自由以下项组成的组的氧化物的组合物：TiO2、 Fe2O3、MnO2、ZrSiO2和CoAl2O4。
实施例70.根据实施例1至69中任一项所述的磨料制品，其中其中 本体包括占本体的总体积的至少30体积％，占本体的总体积的至少32体 积％、至少35体积％、至少38体积％、至少40体积％、至少42体积％或 至少45体积％的孔隙率。
实施例71.根据实施例1至70中任一项所述的磨料制品，其中本体 包括占本体的总体积的至多85体积％、至多82体积％、至多80体积％、 至多78体积％、至多75体积％、至多73体积％、至多70体积％、至多 65体积％、至多60体积％、至多55体积％、至多53体积％、至多50体 积％或至多45体积％的孔隙率。
实施例72.根据实施例1至71中任一项所述的磨料制品，其中本体 包含包括第三磨料颗粒的非团聚颗粒，其中第三磨料颗粒的含量可为占非 团聚磨料颗粒的总含量的至多45体积％，相对于非团聚磨料颗粒的总含 量，占至多40体积％、至多35体积％、至多30体积％、至多25体积％、 至多23体积％、至多22体积％、至多20体积％、至多18体积％、至多15体积％、至多13体积％、至多10体积％、至多9体积％或至多5体 积％。
实施例73.根据实施例72所述的磨料制品，其中第三磨料颗粒的含 量可为占非团聚磨料颗粒的总含量的至少0.5体积％，占非团聚磨料颗粒 的总含量的至少1体积％、至少2体积％、至少3体积％、至少5体积％、 至少7体积％、至少10体积％或至少12体积％。
实施例74.根据实施例1至73中任一项所述的磨料制品，其中本体 包括选自由以下项组成的组的孔隙率类型：闭合孔隙率、开口孔隙率和它 们的组合。
实施例75.根据实施例1至74中任一项所述的磨料制品，其中本体 包括孔隙率，并且其中大部分孔隙率为开口孔隙率或其中基本上全部孔隙 率为开口孔隙率。
实施例76.根据实施例1至75中任一项所述的磨料制品，其中本体 包括平均孔径为至多1.9mm、至多1.5mm、至多1mm、至多900微米、 至多800微米、至多700微米、至多600微米、至多500微米、至多450 微米、至多400微米、至多350微米、至多300微米、至多250微米、至 多200微米、至多150微米或至多100微米的孔隙率。
实施例77.根据实施例1至76中任一项所述的磨料制品，其中本体 包括平均孔径为至少1微米、至少5微米、至少8微米、至少10微米、 至少14微米、至少16微米、至少25微米、至少50微米、至少100微 米、至少150微米或至少200微米的孔隙率。
实施例78.根据实施例1至77中任一项所述的磨料制品，该磨料制 品包含包括磨削轮的固结磨料。
实施例79.根据实施例1至78中任一项所述的磨料制品，其中磨料 制品包括齿轮磨削轮。
实施例80.根据实施例1至79中任一项所述的磨料制品，其中本体 包括第一主表面；第二主表面，该第二主表面与第一主表面相对；以及外 周表面，该外周表面在第一主表面与第二主表面之间延伸，定义本体的外 径，其中外周表面包括与工件的表面特征相匹配的几何特征。
实施例81.根据实施例1至80中任一项所述的磨料制品，其中本体 包括包括第一主表面；第二主表面，该第二主表面与第一主表面相对；以 及内周表面，该内周表面在第一主表面与第二主表面之间延伸，定义中心 开口以及本体的内径，其中内周表面包括与工件的表面特征相匹配的几何 特征。
实施例82.根据实施例1至81中任一项所述的磨料制品，其中粘结 材料包含无机材料，其中粘结材料基本上由无机材料组成。
实施例83.根据实施例1至82中任一项所述的磨料制品，其中本体 包括第三磨料颗粒，该第三磨料颗粒的含量为占磨料颗粒的总含量的至多 50体积％，占磨料颗粒的总含量的至多45体积％、至多40体积％、至多 35体积％、至多30体积％、至多28体积％、至多25体积％、至多22体 积％、至多20体积％、至多18体积％、至多15体积％、至多12体积％、 至多10体积％、至多8体积％、至多5体积％或至多3体积％。
实施例84.根据实施例1至83中任一项所述的磨料制品，其中本体 包括第三磨料颗粒，该第三磨料颗粒的含量为占磨料颗粒的总含量的至少 0.5体积％，占磨料颗粒的总含量的至少1体积％、至少2体积％、至少3 体积％、至少5体积％、至少7体积％、至少10体积％或至少12体积％。
实施例85.根据实施例1至84中任一项所述的磨料制品，其中本体 包括占本体的总体积的至少0.5体积％，占本体的总体积的至少1体积％、 至少2体积％、至少3体积％、至少5体积％、至少7体积％、至少9体 积％或至少10体积％的第三磨料颗粒。
实施例86.根据实施例1至85中任一项所述的磨料制品，其中本体 基本上不含第三磨料颗粒。
实施例87.根据实施例1至86中任一项所述的磨料制品，其中本体 包括细长第二磨料颗粒，该细长第二磨料颗粒的含量为占本体的总体积的 至少10体积％，占本体的总体积的至少15体积％、至少20体积％、至少24体积％、至少26体积％、至少30体积％、至少32体积％、至少35体 积％、至少38体积％或至少40体积％。
实施例88.根据实施例1至87中任一项所述的磨料制品，其中本体 包括细长第二磨料颗粒，该细长第二磨料颗粒的含量为占本体的总体积的 至多55体积％，占本体的总体积的至多50体积％、至多48体积％、至多 45体积％、至多40体积％、至多38体积％、至多35体积％、至多32体 积％、至多30体积％或至多28体积％。
实例
实例1
包括表1中包括的粘结组合物制造轮样品。即使某些含量在一定范围 内，也应理解所有组分的含量总和为100重量％。
表1
组分 含量(重量％)
SiO<sub>2</sub> 45至58
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 11至25
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 最高0.5
TiO<sub>2</sub> 最高2
CaO 最高4
MgO 最高7
Li<sub>2</sub>O 最高4
Na<sub>2</sub>O 3至12
K<sub>2</sub>O 1至10
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 5至20
表2中包括用于形成样品的磨料颗粒的含量。氧化铝空心球用于形成 样品CS1的粘结磨料本体而不含团聚磨料颗粒。样品S2包括本文的实施 例的代表性团聚第一磨料颗粒。样品S2中使用的团聚第一磨料颗粒为红 宝石熔融氧化铝磨粒的团聚体。红宝石熔融氧化铝磨粒包含占磨粒的总重 量的大约1.5重量％的氧化铬和98.5重量％的氧化铝。通过用不包含氧化 铬的团聚白色熔融氧化铝磨粒
Figure BDA0003141091280000521
部分取代团聚红宝石熔融氧化铝磨粒来形成样品S3和S4。
Figure BDA0003141091280000522
熔融氧化铝磨粒可从Saint- Gobain Abrasivesin Worcester，Mass购得。
根据实施例，利用在1150℃下操作的回转窑，以相同方式形成包括 97重量％的磨粒和3重量％的粘结剂材料的团聚红宝石熔融氧化铝磨粒和 团聚白色熔融氧化铝磨粒。粘结剂材料包括总含量为71重量％的SiO2和 B2O3、14重量％的Al2O3、小于0.5重量％的碱土金属氧化物、总含量为 13重量％的Na2O、K2O和Li2O。粘结剂材料的比重为2.42g/cc，在 1180℃时其粘度为345泊。TQ磨粒代表从Saint-Gobain Abrasives in Worcester，Mass购得的细长、加晶种的溶胶-凝胶氧化铝磨粒的示例，并且 用于形成所有样品。
根据实施例，所有样品均使用包括磨粒和粘结前体材料的相应混合物 以相同方式加以形成。所有样品具有占粘结磨料本体的总体积的大约40 体积％的磨料颗粒、10体积％的粘结材料和50体积％的孔隙率。
表2
Figure BDA0003141091280000531
所有样品都在磨削20CrMnTi钢时进行测试，以用于评估功耗与MRR 以及轮廓保持状况。测试数据如图6所示。当在相同材料去除率(MRR)下 操作时，与样品组CS1、S3和S4相比，样品组S2表现出经改善的功耗。
上面已经参考具体实施例描述了益处、其他优点及问题的解决方案。 然而，益处、优点、问题的解决方案及可使任何益处、优点或解决方案被 想到或变得更加显著的任何特征都不被认为是任何或所有权利要求的关 键、所需或必要的特征。本文提及的包括一种或多种组分的材料可解释为 包括至少一个实施例，在该实施例中所述材料基本上由所指定的一种或多 种组分组成。术语“基本上由...组成”应解释为包括成分，该成分包括所 指定的那些材料，并排除除不显著改变材料特性的少数含量(例如，杂质 含量)材料之外的所有其他材料。除此之外或替代性地，在某些非限制性 实施例中，本文所指定的组成中的任一者可基本上不含未明确公开的材 料。本文的实施例包括材料内某些组分的含量范围，并且应当理解，给定 材料内组分的含量总计为100％。
本文所述的实施例的说明书和图示旨在提供对各种实施例的结构的一 般理解。说明书和图示并不旨在用作对使用了本文所述的结构或方法的装 置和系统的所有元件和特征的详尽和全面的描述。单独的实施例也可在单 个实施例中以组合的方式来提供，并且相反地，为简明起见而在单个实施 例的上下文中描述的各种特征也可单独地提供或以任何子组合的方式来提 供。此外，对以范围表示的值的引用包括该范围内的每个值和所有各值。 只有在阅读本说明书之后，许多其他实施例对于技术人员才是显而易见 的。通过本公开内容可以利用和得到其他实施例，使得可在不脱离本公开 的范围的情况下进行结构替换、逻辑替换或其他改变。因此，本公开应被 视为说明性的而非限制性的。

Claims (10)

1.一种磨料制品，所述磨料制品包括本体，所述本体包括：
粘结材料；
团聚第一磨料颗粒，其中第一磨料颗粒包含氧化铬(Cr2O3)；以及
细长第二磨料颗粒。
2.一种磨料制品，所述磨料制品包括本体，所述本体包括：
粘结材料；
团聚第一磨料颗粒，其中第一磨料颗粒包含占所述第一磨料颗粒的总重量的至少0.3重量％的氧化铬(Cr2O3)；以及
孔隙率，所述孔隙率的范围包括所述本体的总体积的至少30体积％且至多85体积％。
3.根据权利要求1或2所述的磨料制品，其中所述本体包括团聚第一磨料颗粒，所述团聚第一磨料颗粒的含量为占所述本体的总体积的至少5体积％，占所述本体的总体积的至少8体积％、至少10体积％、至少12体积％、至少15体积％、至少18体积％、至少20体积％、至少22体积％、至少25体积％、至少30体积％或至少35体积％。
4.根据权利要求1或2所述的磨料制品，其中所述本体包括团聚第一磨料颗粒，所述团聚第一磨料颗粒的含量为占所述本体的总体积的至多42体积％，占所述本体的总体积的至多40体积％、至多38体积％、至多35体积％、至多32体积％、至多30体积％、至多28体积％、至多26体积％、至多22体积％、至多20体积％、至多18体积％、至多15体积％或至多12体积％。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的磨料制品，其中相对于磨料颗粒的总含量，所述团聚第一磨料颗粒占至少5体积％，相对于磨料颗粒的总含量，占至少8体积％、至少10体积％、至少12体积％、至少15体积％、至少20体积％、至少23体积％、至少25体积％、至少28体积％、至少30体积％、至少35体积％、至少38体积％、至少40体积％、至少42体积％、至少44体积％、至少46体积％、至少50体积％、至少53体积％、至少55体积％、至少58体积％、至少60体积％、至少63体积％、至少65体积％、至少67体积％、至少70体积％、至少72体积％或至少75体积％。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的磨料制品，其中相对于磨料颗粒的总含量，所述团聚第一磨料颗粒占至多90体积％，相对于磨料颗粒的总含量，占至多88体积％、至多85体积％、至多80体积％、至多75体积％、至多72体积％、至多70体积％、至多67体积％、至多65体积％、至多63体积％、至多60体积％、至多58体积％、至多55体积％、至多53体积％、至多50体积％、至多46体积％、至多44体积％、至多42体积％、至多40体积％、至多38体积％、至多35体积％、至多30体积％、至多28体积％、至多25体积％、至多23体积％、至多20体积％或至多15体积％。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的磨料制品，其中所述本体包含包括细长第二磨料颗粒的非团聚磨料颗粒，其中所述细长第二磨料颗粒占所述非团聚磨料颗粒的总含量的至少51体积％、至少55体积％、至少58体积％、至少60体积％、至少63体积％、至少65体积％、至少68体积％、至少70体积％、至少73体积％、至少75体积％、至少78体积％、至少80体积％、至少82体积％、至少85体积％、至少87体积％、至少90体积％或至少92体积％。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的磨料制品，其中所述本体包括由细长第二磨料颗粒组成的非团聚磨料颗粒。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的磨料制品，其中所述本体包含包括细长第二磨料颗粒的非团聚磨料颗粒，其中所述细长第二磨料颗粒占所述非团聚磨料颗粒的总含量的至多99体积％、至多95体积％、至多92体积％、至多90体积％、至多85体积％、至多80体积％、至多75体积％、至多70体积％、至多65体积％、至多60体积％、至多55体积％或至多50体积％。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的磨料制品，其中所述本体包括占所述本体的总体积的细长第二磨料颗粒的含量Ves(体积％)，以及占所述本体的总体积的团聚第一磨料颗粒的含量Vaf(体积％)，其中Vaf/Vs的比为至少1∶8、至少1∶7、至少1∶6、至少1∶5、至少1∶4、至少1∶3、至少1∶2或至少1∶1。
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