TW201313396A - 磨料物品及形成方法 - Google Patents

Abstract

一種磨料物品包括一由線材製成的基底、固定到該基底上的磨料顆粒，該等磨料顆粒具有一覆蓋該等磨料顆粒的第一塗覆層、以及一不同于該第一塗覆層的覆蓋該第一塗覆層的第二塗覆層。該磨料物品進一步包括一覆蓋該基底以及該等磨料顆粒的粘結層。

Description

磨料物品及形成方法

以下內容係針對形成磨料物品、並且特別是單層磨料物品之方法。

在上個世紀已經針對不同行業為了從工件上去除材料的一般功能而研發了多種研磨工具，包括例如：鋸削、鑽孔、拋光、清潔、雕刻、以及研磨。具體地提及電子行業，特別相關的是適合用於將材料的單晶鑄錠切片形成晶片的研磨工具。隨著行業的繼續成熟，該等鑄錠具有越來越大的直徑，並且由於產量、生產力、受到影響的層、尺寸限制以及其他因素，針對這類工作使用鬆散的磨料以及線鋸變成可以接受的。

總體上，線鋸係包括附著在線材的一長距離上的磨料顆粒的研磨工具，該研磨工具能以高的速度繞線以產生一切割作用。儘管圓形的鋸受限於小於刀片半徑的切割深度，但是線鋸卻可以具有更大的柔性，允許切割具有切割直線或異型切割路徑。

在常規固定的磨料線鋸中已經採取了不同的方法，例如藉由將多個鋼珠在一金屬線材或線纜上滑動而生產該等物品，其中該等鋼珠係藉由多個間隔件分開的。該等鋼珠可以由常見地藉由電鍍亦或燒結而附接的磨料顆粒而覆蓋。然而，電鍍和燒結操作會是耗時的並且因此在成本上 是冒險的，該等阻止了線鋸研磨工具的迅速生產。大多數的該等線鋸已經被用於經常切割石頭或大理石的應用中，其中切口損失不是像電子應用中那麼占主導的。已經進行了一些嘗試來藉由化學粘結工藝如硬釺焊來附接磨料顆粒，但這樣的製造方法減小了線鋸的拉伸強度，並且線鋸在高張力的切削應用中變得易於破裂和過早失效。其他線鋸可以使用樹脂以將該等磨料粘結到該線材上。不幸地是，該等樹脂粘結的線鋸易於迅速磨損並且該等磨料在達到顆粒的有用壽命之前就被大量丟失了，尤其是當切割穿過硬質材料時。

因此，行業上繼續需要改進的研磨工具，特別是線上鋸的領域內。

根據一第一方面，一種磨料物品包括一含線材的基底、固定到該基底上的磨料顆粒，該等磨料顆粒具有覆蓋該等磨料顆粒的第一塗覆層以及覆蓋該第一塗覆層的不同于該第一塗覆層的第二塗覆層。該磨料物品進一步包括一覆蓋該基底以及磨料顆粒的粘結層。

根據另一方面，一種形成磨料物品的方法包括提供一包括長形本體(該長形本體具有的長度：寬度的長寬比為至少約10：1的一長形本體)的基底；將該基底進行處理以便形成一粘結膜，將含一第二塗覆層(該第二塗覆層包 括低溫金屬合金(LTMA)材料)的磨料顆粒置於該粘結膜上，將該基底進行處理以便將該等磨料顆粒粘結到該基底上，並且在該等磨料顆粒上形成一粘結層。

在還另一方面，一種形成磨料物品的方法包括提供一包括長形本體(該長形本體具有的長度：寬度的長寬比為至少約10：1的一長形本體)的基底；將該基底進行處理以便形成一粘結膜，將磨料顆粒置於該粘結膜上，該等磨料顆粒包括一含金屬的第一塗覆層以及一覆蓋該第一塗層含低溫金屬合金(LTMA)材料的第二塗覆層，並且將該基底加熱以便在該等磨料顆粒的第二塗覆層與該基體的多個部分上形成一擴散粘結區域。

另一方面係針對一種磨料物品，該磨料物品具有由具有的長度：寬度的長寬比係至少約10：1的一長形本體製成的基底、固定到該基底上的磨料顆粒、以及一不連續的塗層，該不連續的塗層包括一限定了多個塗覆區域的金屬材料，該等塗覆區域包括包圍在並且覆蓋大部分的該等磨料顆粒以及在該等磨料顆粒之間的空隙區域的一低溫金屬合金(LTMA)材料。

以下內容係針對磨料物品，並且更具體地說是適合用於研磨和鋸削穿過工件的磨料物品。在具體情況下，這裡的磨料物品可以形成線鋸，該等線鋸可以用於對電子行 業、光學行業、以及其他相關行業中的敏感性結晶材料進行加工。

圖1包括一流程圖，該流程圖提供了用於形成根據一實施方式的磨料物品的方法。該方法藉由提供一基底而始於步驟101。該基體可以提供一用於將研磨材料固定在其上的表面，由此促進該磨料物品的研磨能力。

根據一實施方式，提供一基底的方法可以包括提供處於一線材的形式的基底的方法。事實上，該線材基底可以連接到一繞線機構上。例如，可以在一進料線軸(feed spool)與一接收線軸之間提供該線材。該線材在進料線軸與接收線軸之間的平移有助於加工，其中該線材被平移穿過多個希望的形成過程以便在從進料線軸被平移至接收線軸的的同時形成最終形成的磨料物品的該等構成層。

根據一實施方式，該基底可以是具有的長度：寬度的長寬比為至少10：1的一長形構件。在其他實施方式中，該基底具有的長寬比可以是至少約100：1，例如至少1000：1，或者甚至至少約10,000：1。該基底的長度係沿基底的縱軸線測量的最長尺寸。寬度係垂直於該縱軸線測量的、該基底的第二長的(或在某些情況下是最小的)尺寸。

此外，該處於長形構件形式的基底具有至少約50米的長度。實際上，其他基底可以更長，具有的平均長度為至少約100米，如至少約500米、至少約1000米、或甚至10,000米。

此外，該基底可以具有一可能不大於約1 cm的寬度。 其他基底可以是更小的，具有的平均寬度係不大於約0.5 cm，如不大於約1 mm、不大於約0.8 mm、或甚至不大於約0.5 mm。而且，該基底可以具有至少約0.01 mm的平均寬度，如至少約0.03 mm。將瞭解的是該基底具有的平均寬度可以處於以上指出的任何最小與最大值之間的範圍內。此外，在基底係一具有基本上圓形截面形狀的線材的情況下，將瞭解的是提及寬度就是提及直徑。

根據一實施方式，該基底可以包括一無機材料，如一金屬或金屬合金材料。一些基底可以包括元素週期表中公認的一過渡金屬元素。例如，該基底可以結合：鐵、鎳、鈷、銅、鉻、鉬、釩、鉭、鎢、和它們的一組合。根據一具體實施方式，該基底可以包括鐵，並且更特別地可以是鋼。

在某些情況下，該基底可以具有一覆蓋該基底外表面的塗層，並且更具體地，可以直接粘結到該基底外表面上。 某些塗層可以包括一無機材料，包括例如含金屬或金屬合金的一材料。在多個具體實施方式中，該基底可以包括由過渡金屬元素和多種過渡金屬元素的一組合製成的材料。

在某些實施方式中，該基底可以是一長形構件，如一線材，該構件包括多個編結在一起的長絲。即，該基底可以由許多更小的、互相繞線的、編結在一起的、或固定在另一物體(如中央芯線)上的線材形成。某些設計可以利用鋼琴絲作為該基底的一適當結構。

進一步關於該提供一基底的方法，將瞭解的是該基底 能以特定速率從一進料線軸繞線至一接收線軸從而有助於加工。例如，該基底能以不小於約5 m/min的速率從進料線軸繞線至接收線軸。在其他實施方式中，該繞線速率可以更大，使得它係至少約8 m/min、至少約10 m/min、至少約12 m/min、或者甚至至少約14 m/min。該繞線速率可以處於以上指出的任何最小與最大值之間的範圍內。將瞭解的是該繞線速率可以代表能夠形成最終成形的磨料物品的速率。

在步驟101提供一基底之後在，該過程可以藉由在步驟102藉由將基底進行處理以便形成一粘結膜而繼續。該形成一粘結膜的方法可以包括一沉積過程，包括例如：噴塗、印刷、浸漬、藉由模口塗覆(die coating)、沉積、及其組合。該粘結膜可以直接粘結到該基底的外表面上。事實上，可以將該粘結膜形成為使得它覆蓋該基底外表面的大部分，並且更特別地可以基本上覆蓋該基底的整個外表面。在具體的情況下，該粘結劑薄膜可以形成為一個單一的、連續的均勻厚度層，該層可以直接粘結到該基底表面上。然而，在某些實施方式中，該粘結膜可以是一有助於進一步加工的臨時膜，進一步加工包括在施加到該基底上時保持磨料顆粒的位置。

根據一實施方式，該粘結膜可以由一焊劑材料形成。該焊劑材料可以是一無機材料、有機材料、或它們的組合。例如，該焊劑材料可以是一有機材料，並且更加值得注意地，包括一含有機材料的活化劑組分。適合的無機材料可 以包括金屬鹵化物(例如，氯化鋅或氯化銨)、鹽酸、磷酸、或氫溴酸。其他無機活化劑組分可以包括鹽類，並且特別是無機酸的鹽類，其中胺類也可以用作侵蝕性活化劑。在一具體實施方式中，該活化劑組分可以包括氟化物。在另一實施方式中，該焊劑材料可以包括有機活化劑組分，諸如羧酸(例如，脂肪酸(最經常是油酸和硬脂酸))二羧酸、胺基酸、有機鹵化物、以及它們的一組合。

該焊劑材料可以處於覆蓋該粘結膜的一基本上均勻的層的形式，並且更特別地是與該粘結膜直接接觸。該焊劑材料可以處於一液體或糊劑的形式。根據一實施方式，該焊劑材料可以使用一沉積工藝如噴塗、浸漬、塗抹、印刷、刷塗、及其組合來施加到該粘結膜上。

在步驟102將該基底處理之後，該方法在步驟103藉由將磨料顆粒置於該粘結膜上而繼續進行。在一些情況下，取決於該方法的性質，該等磨料顆粒可以與該粘結膜直接接觸。更特別地，可以將該等磨料顆粒與該焊劑材料直接接觸，該焊劑材料可以具有固有的粘度和粘性特徵，該特徵有助於在加工過程中將磨料顆粒保持在位，直到進行另外的過程來將該等磨料顆粒相對於該粘結膜而永久地粘結在位。

將磨料顆粒提供到粘結膜上的適當方法可以包括：噴塗、重力塗覆、浸漬、模口塗覆、靜電塗覆、以及它們的組合。特別有用的施加磨料顆粒的方法可以包括一噴塗方法，該方法係進行來將一實質上均勻的磨料顆粒塗層施加 到該包含焊劑材料的附加層上。

在一替代實施方式中，提供該等磨料顆粒的方法可以包括進一步將某些含量的粘結膜材料置於該等磨料顆粒上，這可以有助於在該等磨料顆粒之間與該基底和在該基底外表面上的粘結膜之間的粘附。該替代方法可以包括形成一含焊劑材料和磨料顆粒的混合物，並且因此將該混合物施加在該基底和/或粘結膜上。

該等磨料顆粒可以包括多種材料，如氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、氧氮化物、氧硼化物、金剛石、及它們的組合。在某些實施方式中，該等磨料顆粒可以結合一超級磨料材料。例如，一適當的超級磨料材料包括金剛石。在特定情況下，該等磨料顆粒可以基本上由金剛石組成。

在一實施方式中，該等磨料顆粒可以包括具有至少約10 GPa的維氏硬度的一材料。在其他情況下，該等磨料顆粒具有的維氏硬度可以是至少約25 GPa、如至少約30 GPa、至少約40 GPa、至少約50 GPa、或甚至至少約75 GPa的硬度。而且，用於在此的實施方式中的磨料顆粒具有的維氏硬度可以是不大於約200 GPa，例如不大於約150 GPa、或甚至不大於約100 GPa。將瞭解的是該等磨料顆粒具有的維氏硬度可以處於以上指出的任何最小與最大值之間的範圍內。

該等磨料顆粒具有的平均粒徑會部分由該磨料物品的預期最終用途所決定。在某些情況下，該等磨料顆粒可以具有不大於約500微米的平均尺寸。在其他情況下，該等 磨料顆粒的平均粒徑可以更小，使得平均粒徑係不大於約400微米、不大於約300微米、不大於約250微米、不大於約200微米、不大於約150微米、或甚至不大於約100微米。根據一實施方式，該等磨料顆粒的平均粒徑可以是至少約0.1微米，例如至少約0.5微米、或甚至至少約1微米。將瞭解的是該等磨料顆粒具有的平均粒徑可以處於以上指出的任何最小與最大值之間的範圍內。此類值可以或可以不考慮覆蓋該等磨料顆粒的另外的塗層。

該等磨料顆粒可以包括在該等磨料顆粒外表面上的一第一塗覆層，這樣該等磨料顆粒具有一核/殼結構，其中，該核包括上述的磨料顆粒、以及一以殼層的形式覆蓋該核上的一第一塗覆層。適合的第一塗覆層材料可以包括金屬或金屬合金材料。根據一具體實施方式，第一塗覆層可以包括一過渡金屬元素，如鈦、釩、鉻、鉬、鐵、鈷、鎳、銅、銀、鋅、錳、鉭、鎢、以及它們的組合。某些第一塗覆層可以包括鎳，如一鎳合金，並且甚至合金具有按重量百分比測量的、與該塗覆層組合物中存在的其他種類相比為大半含量的鎳。在更特別的情況下，該第一塗覆層可以包括單一金屬種類。例如，該第一塗覆層可以基本上由鎳組成。可替代地，該第一塗覆層可以包括銅，並且可以是由一銅基合金製成的，並且甚至更具體地可以基本上由銅組成。

可以將該等磨料顆粒形成為使得該第一塗覆層可以覆蓋磨料顆粒(即，核)的外表面積的至少約50%。在其他 實施方式中，每個磨料顆粒的第一塗覆層的覆蓋率可以更大，使得該第一塗覆層覆蓋了該磨料顆粒的至少約75%、至少約80%、至少約90%、至少約95%的、或者基本上整個的外表面。

可以使該第一塗覆層與該磨料顆粒(即，核)相接觸並且可以直接粘結到每個磨料顆粒的外表面上。在具體實施方式中，該第一塗覆層可以直接非電鍍地鍍到該等磨料顆粒的外表面上。

對於根據在此的實施方式的某些磨料顆粒，該第一塗覆層可以存在的量值為該等磨料顆粒的每個的總重量的至少約5%。在其他實施方式中，該第一塗覆層的量值可以更大，使得該等磨料顆粒的每個被製造為包括占該等磨料顆粒的每個的總重量的至少約10%、至少約20%、或者甚至至少約30%的該第一塗覆層。仍然，在某些情況下，在該等磨料顆粒每個上存在的第一塗覆層的量值可以限制，諸如占該等磨料顆粒的每個的總重量的不大於約100%、不大於約60%、不大於約55%、不大於約50%、大於約45%、大於約40%、或者甚至大於約38%。將瞭解的是在該等磨料顆粒每個上存在的第一塗覆層的量值可以處於以上指出的任何最小與最大百分比之間的範圍內。

根據一實施方式，該第一塗覆層可以包括不大於約12微米的平均厚度。在其他例子中，該第一塗覆層的厚度可以更小，如不大於約10微米、不大於約8微米、不大於約6微米、或者甚至不大於約5微米。仍然，該第一塗覆層 的平均厚度可以是至少約0.2微米、至少約0.5微米、如至少約0.7微米、或者甚至至少約1微米。將瞭解的是該第一塗覆層的平均厚度可以處於以上指出的任何最小與最大值之間的範圍內。

該第一塗覆層可以具有如藉由該核測量的、為該等磨料顆粒的平均粒徑的不大於約80%的一平均厚度。根據一實施方式，該第一塗覆層可以形成為使得它具有的平均厚度可以是不大於該等磨料顆粒的平均粒徑的約70%，不大於約60%、不大於約50%、如不大於約40%、或甚至不大於約30%。在還其他的實施方式中，該第一塗覆層的平均厚度可以是該等磨料顆粒的平均粒徑的至少約1%，至少約5%、至少約10%、或甚至至少約12%。將瞭解的是該第一塗覆層具有的平均厚度可以處於以上指出的任何最小與最大值之間的範圍內。

該等磨料顆粒可以進一步包括一覆蓋該第一塗覆層的第二塗覆層。該第二塗覆層可以直接粘結到該第一塗覆層上。更特別地，該第二塗覆層的至少一部分可以與該等磨料顆粒的外表面藉由該第一塗覆層而間隔開，使得該等磨料顆粒包括一由磨料顆粒製成的核、一由該第一塗覆層製成的第一殼以及由該第二塗覆層製成的、覆蓋該第一殼的第二殼。

根據一實施方式，該第二塗覆層可以由一金屬、金屬合金、金屬基體複合材料、以及它們的一組合而形成。在一具體的實施方式中，該第二塗覆層可以由一包括過渡金 屬元素的材料形成。例如，該第二塗覆層可以是一包括過渡金屬元素的金屬合金。一些適當的過渡金屬元素可以包括：例如鉛、銀、銅、鋅、錫、鈦、鉬、鉻、鐵、錳、鈷、鈮、鉭、鎢、鈀、鉑、金、釕、以及它們的組合。根據一具體實施方式，該第二塗覆層可以由包括錫和鉛的一金屬合金製成，例如60/40錫/鉛組合物。在另一實施方式中，該第二塗覆層可以由一具有大半錫含量的材料形成。事實上，在某些磨料物品中，該第二塗覆層可以用一基本上由錫組成的材料製成。

根據一實施方式，該第二塗覆層可以是一低溫金屬合金(LTMA)材料。將瞭解的是一LTMA材料包括一具有特定熔點(如不大於約450℃)的材料。LTMA材料可以不同于高熔融溫度材料，包括例如硬針焊材料，該等可以具有顯著更高的熔點，典型地大於500℃。此外，焊劑材料可以具有不同的組成。而且，根據一實施方式，在此的實施方式的LTMA材料可以由一熔點係不大於約400℃(如不大於約375°、不大於約350℃、不大於約300℃、或不大於約250℃)的材料形成。而且，該LTMA材料具有的熔點可以是至少約100℃，例如至少約125℃、至少約150℃、或甚至至少約175℃。將瞭解的是該LTMA材料具有的熔點可以處於以上指出的任何最小與最大溫度之間的範圍內。

對於其他實施方式，該第二塗覆層可以覆蓋該等磨料顆粒每個上的第一塗覆層的至少約50%的外表面區域。在 其他例子中，該第二塗覆層可以覆蓋更大的區域，包括例如該等磨料顆粒每個上的第一塗覆層的整個外表面的至少約60%、至少約70%、至少約75%、至少約80%、至少約85%、至少約90%、或者基本上全部。

對於根據在此的實施方式的某些磨料顆粒，該第二塗覆層可以存在的量值為包括磨料顆粒材料核和該第一塗覆層的該等磨料顆粒的每個的總重量的至少約10%。在其他實施方式中，該第二塗覆層的量值可以更大，使得該等磨料顆粒的每個包括占包括該第一塗覆層的該等磨料顆粒的每個的總重量的至少約15%、至少約20%、或者甚至至少約25%的該第二塗覆層。仍然，在具體情況下，在該等磨料顆粒每個上存在的第二塗覆層的量值可以進行限制，諸如占包括該第一塗覆層的該等磨料顆粒的每個的總重量的不大於約500%、不大於約400%、不大於約300%、不大於約200%、不大於約100%、不大於約80%、或者甚至大於約60%。將瞭解的是在該等磨料顆粒每個上存在的第二塗覆層的量值可以處於以上指出的任何最小與最大百分比之間的範圍內。

根據一實施方式，該第二塗覆層可以具有不大於約12微米的平均厚度。在其他例子中，該第二塗覆層的厚度可以更小，如不大於約10微米、不大於約8微米、不大於約6微米、或者甚至不大於約5微米。仍然，該第二塗覆層的平均厚度可以是至少約0.2微米、至少約0.5微米、如至少約0.7微米、或者甚至至少約1微米。將瞭解的是該第 二塗覆層的平均厚度可以處於以上指出的任何最小與最大值之間的範圍內。

該第二塗覆層可以形成為具有如藉由該核測量的並且排除該第一塗覆層的、為該等磨料顆粒的平均粒徑的不大於約80%的平均厚度。根據一實施方式，該第二塗覆層可以形成為使得它具有的平均厚度可以是不大於該等磨料顆粒的平均粒徑的約70%，不大於約60%、不大於約50%、如不大於約40%、或甚至不大於約30%。在還其他的實施方式中，該第二塗覆層的平均厚度可以是該等磨料顆粒的平均粒徑的至少約2%，至少約5%、至少約8%、或甚至至少約12%。將瞭解的是該第二塗覆層具有的平均厚度可以處於以上指出的任何最小與最大值之間的範圍內。

根據一實施方式，該第一塗覆層可以具有的平均厚度係大於該第二塗覆層的平均厚度。然而，在其他情況下，該第一塗覆層可以具有的平均厚度係小於該第二塗覆層的平均厚度。並且還對於其他的磨料顆粒，該第一塗覆層包括一實質上等於該第二塗覆層的平均厚度的一平均厚度，使得該第一和第二塗層的平均厚度係基於具有更大厚度的塗覆層的不大於約5%的不同。

在步驟103將該等磨料顆粒置於粘結膜上之後，該方法可以在步驟104藉由處理該粘結膜以便將磨料顆粒粘結在該粘結膜上而繼續進行。處理可以包括多種方法，如加熱、固化、乾燥、及其組合。在一具體的實施方式中，處理包括一熱過程，如將在足以引發該粘結膜和第二塗覆膜 的熔化的一溫度下加熱，同時避免過度的溫度以便限制對磨料顆粒和基底的損害。例如，處理可以包括將該基底、粘結膜、以及磨料顆粒加熱至不大於約450℃的溫度。值得注意地，該處理方法可以在一更小的處理溫度下進行，例如不大於約375℃、不大於約350℃、不大於約300℃、或甚至不大於約250℃。在其他實施方式中，處理方法可以包括在至少約100℃、至少約150℃、至少約175℃的溫度下進行加熱。

將瞭解的是該加熱過程可以有助於使該粘結膜以及磨料顆粒的第二塗覆層內的材料熔化以便磨料顆粒粘結到該基底上。值得注意的是，在塗覆的磨料顆粒的背景中，擴散粘結區域可以在該等磨料顆粒的塗層的部分與該基底的部分之間形成，並且更特別地是，在該第二塗覆曾的部分與該基底的部分之間形成。該等擴散粘結區域的特徵可以為在該基底的至少一個化學種類(例如，金屬元素)與覆蓋該等磨料顆粒的第二塗覆層的至少一種化學種類(例如，金屬元素)之間的相互擴散。擴散粘結區域的另外的細節將在此進行說明。

在處理到粘結之後，可以進行一任選的步驟(未在圖1中展示)以便從該基底外表面上去除該粘結膜材料的一部分或全部。用於去除粘結材料的適合方法可以包括：洗滌、刷洗、擦拭、噴塗、乾燥、加熱、及其組合。可以將在步驟104的處理過程之後形成的該物品的表面進行清潔或漂洗以便去除不想要的材料(例如，從另外的層上去除 殘餘的焊劑材料)。

在步驟104處理該粘結膜之後，該方法可以在步驟105藉由在該該等磨料顆粒以及其基底上形成一粘結層而繼續進行。該粘結層的形成可以有助於形成一具有改進的耐磨損性的磨料物品。此外，該粘結層可以增強該磨料物品的磨料顆粒保持作用。根據一實施方式，形成該粘結層的過程可以包括：在由該等磨料顆粒定義的物品的外表面、該基底的外表面、以及在該等磨料顆粒周圍擴散粘結區域上沉積該粘結層。事實上，該粘結層可以直接粘結到該等磨料顆粒以及該粘結膜上。

形成該粘結層可以包括多種方法，如鍍層、噴塗、浸漬、印刷、及其組合。根據一具體實施方式，該粘結層可以藉由一電鍍方法來形成。在一替代實施方式中，該粘結層可以經由一非電鍍方法來形成。

該粘結層可以形成為使得它覆蓋了並且更特別地直接與該等磨料顆粒的第二塗覆層和該基底的外表面相接觸。根據一具體實施方式，該粘結層可以覆蓋該等磨料顆粒的暴露外表面與該基底外表面的至少90%。在其他實施方式中，該粘結層的覆蓋率可以更大，使得它覆蓋了該等磨料顆粒的暴露表面與該基底外表面的至少約92%、至少約95%、或者甚至至少約97%。在一具體的實施方式中，可以將該粘結層形成為使得它基本上覆蓋了該等磨料顆粒和該基底的全部暴露表面，其中該粘結層可以完全覆蓋限定了該磨料物品外表面的該磨料物品的組分。

該粘結層可以由諸如有機材料、無機材料、及其組合的一材料製成。一些適當的有機材料可以包括多種聚合物，如UV可固化的聚合物、熱固性材料、熱塑性塑膠、以及它們的組合。一些其他的適當的聚合物材料可以包括：胺基甲酸酯類、環氧化物、聚醯亞胺類、聚醯胺類、丙烯酸酯類、聚乙烯基類、以及它們的組合。

用於該粘結層中的適合的無機材料可以包括：金屬類、金屬合金類、金屬陶瓷、陶瓷類、複合材料類、以及它們的組合。在一具體情況下，該粘結層可以由具有至少一種過渡金屬元素的材料、更特別地由包含過渡金屬元素的金屬合金形成。用於該粘結層中的一些適當的過渡金屬元素可以包括：鉛、銀、銅、鋅、錫、鈦、鉬、鉻、鐵、錳、鈷、鈮、鉭、鎢、鈀、鉑、金、釕、以及它們的組合。在某些情況下，該粘結層可以包括鎳，並且可以是包括鎳的一金屬合金、或甚至一鎳基合金。在再其他的實施方式中，該粘結層可以基本上由鎳組成。

根據一實施方式，該粘結層可以具有的平均厚度為該等磨料顆粒的平均粒徑的至少約10%，除了該第一和第二塗覆層之外。在另一實施方式中，該粘結層可以具有的平均厚度為至少約20%，至少約30%，至少約40%，或甚至至少約50%。在仍然另一實施方式中，該粘結層可以具有的平均厚度係不大於該等磨料顆粒的平均粒徑的約100%，不大於約90%、不大於約85%、諸如不大於約80%、或甚至不大於約75%。

在更具體的情況下，該粘結層可以具有的平均厚度係至少約1微米，如至少約2微米、至少約5微米、至少約10微米、或者甚至至少約20微米。然而，在某些實例中，該粘結層可以形成為使得它具有的平均厚度係不大於約100微米，不大於約90微米、不大於約80微米、不大於約70微米。

根據一實施方式，該粘結層可以由一具有的硬度大於該擴散粘結區域材料和/或第二塗覆層的硬度的材料(包括例如複合材料)製成。例如，該粘結層可以具有比該擴散粘結區域的維氏硬度硬出至少約5%的維氏硬度。事實上，在其他實施方式中，該粘結層的維氏硬度與該等擴散粘結區域和/或該第二塗覆層的維氏硬度相比可以硬出至少約10%，如至少約20%、至少約30%、至少約40%、至少約50%、至少約75%、或甚至至少約100%。

另外，該粘結層可以具有按照壓痕方法測量的、比該等擴散粘結區域和/或第二塗覆層的材料的平均斷裂韌度大至少約5%的斷裂韌度(K1c)。在一具體實施方式中，該粘結層具有的斷裂韌度(K1c)可以比該擴散粘結區域和/或該第二塗覆層的斷裂韌度大出至少約8%、大出至少約10%、大出至少約15%、大出至少約20%、大出至少約25%、大出至少約30%、或大出甚至至少約40%。

任選地，該粘結層可以包括一填充劑材料。該填充劑可以是適合於增強該最終形成的磨料物品的性能特性的不同材料。一些適當的填充劑材料可以包括：磨料顆粒、成 孔劑(如空心球、玻璃球、泡沫氧化鋁)、天然材料(如貝殼和/或纖維)、金屬顆粒、以及它們的組合。

在一具體的實施方式中，該粘結層可以包括一處於磨料顆粒形式的填充劑。該填充劑的磨料顆粒可以與該等磨料顆粒大大不同，特別是就尺寸而言，使得在某些情況下該磨料顆粒填充劑可以具有比粘結到該粘結膜上的磨料顆粒的平均尺寸實質上更小的一平均顆粒尺寸。例如，該磨料顆粒填充劑具有的平均顆粒尺寸可以比該等磨料顆粒的平均顆粒尺寸小至少約2倍，該顆粒尺寸可以藉由該等磨料顆粒的核的尺寸來測量(不包括該第一和第二塗覆層)。實際上，該磨料填充劑具有的平均顆粒尺寸可以是甚至更小的，例如在比該等磨料顆粒的平均顆粒尺寸小至少3倍的等級上，如小至少約5倍，小至少約10倍，並且特別是小了在約2倍與約10倍之間的範圍內。

該粘結層內的磨料顆粒填充劑可以由諸如碳化物、碳基材料(如富勒烯)、硼化物、氮化物、氧化物、氧氮化物、氧硼化物、及其組合的一材料製成。在具體情況下，該磨料顆粒填充劑可以包括一超級磨料材料，如金剛石、立方氮化硼、或它們的組合。將瞭解的是該磨料顆粒填充劑可以是與粘結到該粘結膜上的磨料顆粒相同的材料。在其他情況下，該磨料顆粒填充劑可以包括一與粘結到該粘結膜上的磨料顆粒的材料不同的材料。

圖2包括根據一實施方式的一磨料物品的一部分的截面圖示。如所展示的，磨料物品200可以包括一基底201， 該基底處於一長形構件如線材的形式。如進一步展示的，該磨料物品可以包括覆蓋或者附接在基底201的外表面上的磨料顆粒203。值得注意地是，該等磨料顆粒203可以包括一含磨料沙礫材料(例如金剛石沙礫)的核204，一覆蓋在該核上的第一塗覆層205，以及一覆蓋該第一塗覆層205的第二塗覆層206。該等磨料顆粒203可以直接粘結到該基底201的表面上並且可以直接接觸該基底的表面，並且可以不必具有一中間層。

在具體實施方式中，該等磨料顆粒203可以粘結到該基底201的多個擴散粘結區域207上，該等擴散粘結區域207包括在第二塗覆層206與該基底201的材料的相互擴散部。根據一實施方式，可以將該等擴散粘結區域207定位在該等磨料顆粒203周圍的區域中。此外，該等擴散粘結區域207較佳的是位於該等磨料顆粒203與該基底201的介面上，並且可以限定在該等磨料顆粒203之間的空隙208，其中該等空隙208係沿著沒有擴散粘結劑區域組分的磨料物品的區域。此外，該等空隙可以被限定為在磨料顆粒203之間的區域，其中，該粘結層209與該基底201直接接觸。

這樣，根據一實施方式的磨料物品的特徵可以為一不連續的塗層，較佳的是在該等磨料顆粒203周圍並且留下多個空隙或者在該等磨料顆粒203之間的區域內不存在一材料。在具體的情況下，該不連續塗層可以被該第二塗覆層206和擴散粘結區域207的材料限定，這種材料可以包 括一來自第二塗覆層206和該基底201的材料。在某些實施方式中，該不連續的塗層可以限定塗覆的區域220，該等塗覆的區域包括圍繞並且覆蓋大部分的該等磨料顆粒203以及在該等磨料顆粒203之間的空隙區域208的一低溫金屬合金(LTMA)材料。在某些情況下，該等空隙208可以占基底201的外表面的大部分表面積，包括例如不大於該基底201的總外表面積的不大於約48%、不大於約40%、不大於約35%、不大於約30%、不大於約25%、不大於約20%、不大於約15%、或者甚至不大於約12%。仍然，該等空隙區域208可以占該基底201的外表面的總表面積的至少約1%、如至少約3%、或至少約5%。

該磨料物品200可以包括一覆蓋該等磨料顆粒203的外表面的粘結層209並且可以直接粘結到該等磨料顆粒203的第二塗覆層206上以及在該等擴散粘結區域207之間的空隙208內的基底201的外表面上。

以上揭露的主題應當被認為是說明性的、而非限制性的，並且所附申請專利範圍係旨在涵蓋落在本發明的真正範圍內的所有此類變更、增強以及其他實施方式。因此，在法律所允許的最大程度上，本發明的範圍應由對以下申請專利範圍和它們的等效物可容許的最寬解釋來確定，並且不應受以上的詳細的說明的約束或限制。

揭露的摘要係遵循專利權法而提供的，並且按以下理解而提交，即它將不被用於解釋或者限制申請專利範圍的範圍或含義。另外，在以上附圖的詳細說明中，為了使揭 露精簡的目的而可能將不同的特徵集合在一起或者在一個單獨的實施方式中描述。本揭露不得被解釋為反映了一意圖，即提出申請專利範圍的實施方式要求的特徵多於在每一項申請專利範圍中清楚引述的特徵。相反，如以下的申請專利範圍反映出，發明主題可以是針對少於任何揭露的實施方式的全部特徵。因此，以下的申請專利範圍被結合在附圖的詳細說明之中，而每一項申請專利範圍自身獨立地限定了分別提出申請專利範圍的主題。

200‧‧‧磨料物品

201‧‧‧基底

203‧‧‧磨料顆粒

204‧‧‧核

205‧‧‧第一塗覆層

206‧‧‧第二塗覆層

207‧‧‧粘結區域

208‧‧‧空隙

209‧‧‧粘結層

220‧‧‧塗覆的區域

藉由參見附圖可以更好地理解本揭露，並且使其許多特徵和優點對於熟習該項技術者變得清楚。

圖1包括一流程圖，該流程圖提供了用於形成根據一實施方式的磨料物品的方法。

圖2包括根據一實施方式的磨料物品的一部分的截面圖示。

在不同的圖中使用相同的參考符號表示相似的或相同的事項。

200‧‧‧磨料物品

201‧‧‧基底

203‧‧‧磨料顆粒

204‧‧‧核

205‧‧‧第一塗覆層

206‧‧‧第二塗覆層

207‧‧‧粘結區域

208‧‧‧空隙

209‧‧‧粘結層

220‧‧‧塗覆的區域

Claims (10)

1. 一種磨料物品，包括：一包含線材的基底；固定到該基底上的磨料顆粒，該等磨料顆粒包括：一覆蓋該等磨料顆粒的第一塗覆層；以及一與該第一塗覆層不同的、覆蓋該第一塗覆層的第二塗覆層；以及一覆蓋該基底和磨料顆粒的粘結層。
2. 一種磨料物品，包括：一基底，該基底包括具有的長度：寬度的長寬比為至少約10：1的一長形本體；固定到該基底上的磨料顆粒；一不連續的塗層，該塗層包括一限定多個塗覆區域的金屬材料，該等塗覆區域包括一包圍並且覆蓋大部分的該等磨料顆粒以及在該等磨料顆粒之間的空隙區域的低溫金屬合金(LTMA)材料。
3. 如申請專利範圍第1和2項中任一項所述之磨料物品，其中，該基底包括一含有過渡金屬元素的金屬。
4. 如申請專利範圍第1和2項中任一項所述之磨料物品，其中，該基底包括多個編結在一起的長絲。
5. 如申請專利範圍第1項所述之磨料物品，其中，該第一塗覆層基本上由鎳或銅組成。
6. 如申請專利範圍第2項所述之磨料物品，其中，該不連續的塗層包含一第一塗覆層，該第一塗覆層包括選自由金屬、金屬合金組成的材料組中的一材料。
7. 如申請專利範圍第1和2項中任一項所述之磨料物品，其中，該第一塗覆層包括該等磨料顆粒中每個的總重量的至少約5%。
8. 如申請專利範圍第1項所述之磨料物品，其中，該第一塗覆層包括的平均厚度實質上是等於該第二塗覆層的平均厚度。
9. 如申請專利範圍第1項所述之磨料物品，其中，該第二塗覆層包括一低溫金屬合金(LTMA)材料。
10. 一種形成磨料物品之方法，包括：提供一基底，該基底包括具有的長度：寬度的長寬比為至少約10：1的一長形本體；將該基底進行處理以便形成一粘結膜；將含一第二塗覆層的磨料顆粒置於該粘結膜上，該第二塗覆層包括一低溫金屬合金(LTMA)材料； 將該基底進行處理以便將該等磨料顆粒粘結到該基底上；並且在該等磨料顆粒上形成一粘結層。