專(zhuān)利名稱(chēng)：粘結(jié)的磨料物品、此類(lèi)物品的形成方法、以及此類(lèi)物品的研磨性能的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
以下內(nèi)容是針對(duì)粘結(jié)的磨料物品，并且更具體地說(shuō)是此類(lèi)結(jié)合了在一種粘結(jié)劑材料中包含的磨料顆粒的粘結(jié)的磨料物品的性能，其中該粘結(jié)劑材料包括一種金屬或金屬合金。
背景技術(shù)：
用于機(jī)加工應(yīng)用的磨料典型地包括粘結(jié)的磨料物品以及涂覆的磨料物品。涂覆的磨料物品通常是分層的物品，具有一個(gè)背襯和一個(gè)磨料涂層以將磨料顆粒固定在背襯上，其最常見(jiàn)的例子是砂紙。粘結(jié)的研磨工具由處于輪狀、盤(pán)狀、段狀、鑲嵌針狀、磨石狀以及其他工具形狀(它們可以被安裝在一個(gè)機(jī)加工裝置上，例如一個(gè)磨床或拋光裝置)的形式的硬的、并且典型是整體的、三維的磨料復(fù)合材料組成。粘結(jié)的研磨工具通常具有至少兩個(gè)相，包括磨料顆粒和粘結(jié)劑材料。某些粘結(jié)的磨料物品可以具有一個(gè)孔隙率形式的另外的相。粘結(jié)的研磨工具可以按各種‘等級(jí)’和‘結(jié)構(gòu)’來(lái)制造，它們是根據(jù)本領(lǐng)域中的實(shí)踐由該磨料復(fù)合材料的相對(duì)硬度和密度(等級(jí))并且由該復(fù)合材料內(nèi)的磨料顆粒、粘結(jié)劑、以及孔隙率(結(jié)構(gòu))來(lái)限定。一些粘結(jié)的研磨工具可能特別有用于研磨和成型在電子和光學(xué)行業(yè)中使用的某些類(lèi)型的工件，包括例如，金屬、陶瓷以及結(jié)晶材料。在其他情況下，某些粘結(jié)的研磨工具可以用于成型用在工業(yè)應(yīng)用中的超級(jí)磨料材料。在用金屬粘結(jié)的磨料物品研磨和成型某些工件的情況下，一般該過(guò)程涉及大量的針對(duì)維護(hù)該粘結(jié)的磨料物品的時(shí)間和勞動(dòng)。即，一般而言，金屬粘結(jié)的磨料物品要求定期的修正(t r u i n g )和整修(dr e s s i n g )操作以保持該磨料物品的研磨能力。工業(yè)上繼續(xù)要求改進(jìn)的能夠進(jìn)行研磨的方法及物品。發(fā)明的披露根據(jù)一個(gè)方面，一種磨料物品包括一個(gè)粘結(jié)的磨料本體，該本體具有在一種粘結(jié)劑材料中包含的磨料顆粒，該粘結(jié)劑材料包括一種金屬或金屬合金，并且其中該粘結(jié)的磨料本體與一種常規(guī)的金屬粘結(jié)的磨料物品相比以至少快約5%的研磨速率在一個(gè)工件上進(jìn)行研磨操作。在另一個(gè)方面，一種磨料物品包括一個(gè)粘結(jié)的磨料本體，該本體具有在一種粘結(jié)劑材料中包含的磨料顆粒，該粘結(jié)劑材料包括一種金屬或金屬合金，并且其中該粘結(jié)的磨料本體在一個(gè)工件上進(jìn)行研磨操作并且與一種常規(guī)的金屬粘結(jié)的磨料物品相比具有研磨效率上的增大，如通過(guò)研磨磨損率所測(cè)得的，該研磨效率的增大是小至少約5%的磨損。在又一個(gè)方面，一種磨料物品包括一個(gè)粘結(jié)的磨料本體，該本體具有在一種粘結(jié)劑材料中包含的磨料顆粒，該粘結(jié)劑材料包括一種金屬或金屬合金，并且其中該粘結(jié)的磨料本體在一個(gè)工件上進(jìn)行研磨操作并且與一種常規(guī)的金屬粘結(jié)的磨料物品相比具有研磨效率上的增大，如通過(guò)部件數(shù)/整修(parts/dress)所測(cè)得的，該研磨效率的增大是至少約10%。在又一個(gè)方面，操作一種研磨工具的方法包括用一個(gè)粘結(jié)的磨料本體來(lái)研磨一個(gè)工件，該粘結(jié)的磨料本體包括在一種金屬粘結(jié)劑材料中包含的磨料顆粒，并且該工件包括具有至少約5GPa的平均維氏硬度的一種碳化物材料。該粘結(jié)的磨料工件進(jìn)行了至少17個(gè)連貫的研磨周期而不超過(guò)一個(gè)研磨機(jī)器的最大轉(zhuǎn)軸功率。根據(jù)另一個(gè)方面，操作研磨工具的方法包括在用一個(gè)金剛石輥輪修正一個(gè)粘結(jié)的磨料本體之后用該粘結(jié)的磨料本體研磨一個(gè)工件，其中在研磨過(guò)程中，該工件具有至少約5GPa的平均維氏硬度并且該粘結(jié)的磨料本體證實(shí)了在初始研磨功率上的增大是不大于約40%，該初始研磨功率的增大由等式[(Pn-Po)/Po] X 100%來(lái)定義，其中Po代表在一個(gè)初始研磨周期中用該粘結(jié)的磨料本體研磨該工件所用的初始研磨功率，并且Pn代表在第η個(gè)連貫的研磨周期中用該粘結(jié)的磨料本體研磨該工件所用的研磨功率，其中n ^ 16。在又一個(gè)方面，操作研磨工具的方法包括用一個(gè)磨料修正輪修正一個(gè)粘結(jié)的磨料本體，該粘結(jié)的磨料本體包括在一種金屬粘結(jié)劑材料中包含的磨料顆粒，其中該粘結(jié)劑材料包括不大于約4.0MPa m°_5的平均韌性(Klc;)。該方法進(jìn)一步包括用修正后的粘結(jié)的磨料本體直接研磨一個(gè) 工件，其中在一個(gè)金屬工件的研磨操作過(guò)程中，該粘結(jié)的磨料本體在至少約1.0in3/min/in,的材料去除率下具有至少約1200的G比率，其中該G比率被定義為從該工件上去除的材料體積除以從該粘結(jié)的磨料本體上通過(guò)磨損而損失的材料體積。根據(jù)另一個(gè)方面，操作研磨工具的方法包括用一個(gè)磨料修正輪修正一個(gè)粘結(jié)的磨料本體，該粘結(jié)的磨料本體包括在一種金屬粘結(jié)劑材料中包含的磨料顆粒。該方法包括在修正之后不對(duì)該粘結(jié)的磨料本體進(jìn)行棒整修的情況下用該粘結(jié)的磨料本體研磨一個(gè)工件，其中在研磨過(guò)程中，該粘結(jié)的磨料本體具有的功率變化[(Po-Pn)/Po] X 100%為不大于約40%,其中Po代表在一個(gè)初始研磨周期中用該粘結(jié)的磨料本體研磨一個(gè)工件所用的研磨功率，并且Pn代表在第η個(gè)研磨周期中研磨該工件所用的研磨功率，其中η > 4。另一方面包括一種研磨工具,該研磨工具包括一個(gè)粘結(jié)的磨料本體,該本體具有在一種粘結(jié)劑材料中包含的磨料顆粒，該粘結(jié)劑材料包括一種金屬，其中該本體包括至少約1.3的VAe/VBM之比，其中VAe是該本體的總體積內(nèi)磨料顆粒的體積百分比，并且Vbm是該本體的總體積內(nèi)粘結(jié)劑材料的體積百分比。在一個(gè)具有至少約5GPa的平均維氏硬度的工件的研磨操作中，該粘結(jié)的磨料本體在至少約3inches/minute的最小給進(jìn)速率下對(duì)于至少約400秒得研磨時(shí)間而言具有的初始研磨功率的增大是不大于10%，其中該初始研磨功率的增大是由等式[(P.-Po)/Po] X 100%來(lái)定義的，其中Po代表在第一個(gè)研磨周期中用該粘結(jié)的磨料本體初始研磨該工件所用的初始研磨功率，并且Pn代表在研磨400秒之后用該粘結(jié)的磨料本體研磨該工件所用的研磨功率。根據(jù)另一個(gè)方面，一種研磨工具包括一個(gè)粘結(jié)的磨料本體，該本體具有在一種粘結(jié)劑材料中包含的磨料顆粒，該粘結(jié)劑材料包括一種金屬或金屬合金，其中在具有至少約5GPa的平均維氏硬度的一個(gè)工件的研磨過(guò)程中，該粘結(jié)的磨料本體具有的初始研磨功率上的增大是不大于約40%，該初始研磨功率的增大由等式[(Pn-Po)/Po] X 100%來(lái)定義，其中Po代表在一個(gè)初始研磨周期中用該粘結(jié)的磨料本體研磨該工件所用的初始研磨功率，并且Pn代表在第η個(gè)研磨周期中用該粘結(jié)的磨料本體研磨該工件所用的研磨功率，其中n ^ 16。
根據(jù)又一個(gè)方面，一種研磨工具包括一個(gè)粘結(jié)的磨料本體，該本體具有在一種粘結(jié)劑材料中包含的磨料顆粒，該粘結(jié)劑材料包括一種金屬或金屬合金，其中該本體包括至少約1.3的VAe/VBM之比，其中Vm是該本體的總體積內(nèi)磨料顆粒的體積百分比，并且Vbm是該本體的總體積內(nèi)粘結(jié)劑材料的體積百分比。在一個(gè)金屬工件的研磨操作中，該粘結(jié)的磨料本體在至少約1.0in3/min/in,的材料去除率下具有至少約1200的G比率，其中該G比率被定義為從該工件上去除的材料的體積除以從該粘結(jié)的磨料本體上通過(guò)磨損而損失的材料體積。根據(jù)一個(gè)特定的方面，一種研磨工具包括一個(gè)粘結(jié)的磨料本體，該本體具有在一種粘結(jié)劑材料中包含的磨料顆粒，該粘結(jié)劑材料包括一種金屬或金屬合金，其中在一個(gè)未整修的研磨操作中，該粘結(jié)的磨料本體具有的功率變化[(Po-Pn)/Po] X 100%為不大于約40%，其中Po代表在一個(gè)初始周期中用該粘結(jié)的磨料本體研磨一個(gè)工具所用的功率，并且Pn代表在第η個(gè)周期中研磨該工件所用的研磨功率，其中η > 4。附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明通過(guò)參見(jiàn)附圖可以更好地理解本披露，并且使其許多特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員變得清楚。

圖1包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的一種粘結(jié)的磨料本體的研磨功率(HP/in)對(duì)比研磨周期數(shù)的曲線圖。圖2包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的一種粘結(jié)的磨料本體的表面粗糙度(Ra)對(duì)比研磨周期數(shù)的曲線圖。圖3包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的多種粘結(jié)的磨料本體以及一種常規(guī)樣品的研磨功率(HP/in)對(duì)比研磨周期數(shù)的曲線圖。圖4包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的一種粘結(jié)的磨料本體以及一種常規(guī)樣品的研磨功率(Hp)對(duì)比兩個(gè)不同的材料去除率(即，4.5 in3/min/in和5.1 in3/min/in)的一個(gè)條形圖。圖5包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的一種粘結(jié)的磨料本體以及一種常規(guī)樣品在兩個(gè)不同的材料去除率下的研磨比率(G比率)的一個(gè)條形圖。圖6包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的一種粘結(jié)的磨料本體以及一種常規(guī)樣品的轉(zhuǎn)軸功率(Hp)對(duì)比研磨時(shí)間(sec)的一個(gè)曲線圖。圖7包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的一種粘結(jié)的磨料本體以及一種常規(guī)樣品的轉(zhuǎn)軸功率(Hp)對(duì)比研磨時(shí)間(sec)的一個(gè)曲線圖。圖8-11包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的一種粘結(jié)的磨料本體的微結(jié)構(gòu)的放大圖像。在不同的圖中使用相同的參考符號(hào)表示相似的或相同的事項(xiàng)。優(yōu)選實(shí)施例說(shuō)明以下內(nèi)容總體上是針對(duì)將磨料顆粒結(jié)合在三維的材料基質(zhì)中的粘結(jié)的研磨物品。粘結(jié)的磨料物品利用了許多固定在一種三維的粘結(jié)劑材料基質(zhì)中的磨料顆粒。此外，以下內(nèi)容包括關(guān)于形成此類(lèi)粘結(jié)的磨料物品的方法以及此類(lèi)粘結(jié)的磨料物品的應(yīng)用的說(shuō)明。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該用于形成磨料物品的方法可以通過(guò)形成一種包含磨料顆粒和粘結(jié)劑材料的混合物而開(kāi)始。這些磨料顆?？梢园ㄒ环N硬質(zhì)材料。例如，這些磨料顆?？梢跃哂兄辽偌s7的莫氏硬度。在其他的磨料本體中，這些磨料顆?？梢跃哂兄辽?、或甚至至少9的莫氏硬度。
在特定情況下，這些磨料顆?？梢杂梢环N無(wú)機(jī)材料制成。適合的無(wú)機(jī)材料可以包括碳化物、氧化物、氮化物、硼化物、碳氧化物、硼氧化合物、氮氧化合物、以及它們的組合。磨料顆粒的具體例子包括碳化硅、碳化硼、氧化鋁、氧化鋯、氧化鋁-氧化鋯復(fù)合顆粒、氮化硅、賽隆、以及硼化鈦。在某些情況下，這些磨料顆?？梢园ㄒ环N超級(jí)磨料材料，如金剛石、立方氮化硼、以及它們的組合。在特定情況下，這些磨料顆粒可以主要由金剛石組成。在其他實(shí)施例中，這些磨料顆?？梢灾饕闪⒎降鸾M成。這些磨料顆粒可以具有不大于約1000微米的平均粒度。在其他實(shí)施例中，這些磨料顆粒具有的平均磨料粒度可以是不大于約750微米，如不大于約500微米、不大于約250微米、不大于約200微米、或甚至不大于約150微米。在特定情況下，這里這些實(shí)施例的磨料顆粒具有的平均磨料粒度可以是在約I微米與約1000微米之間的范圍內(nèi)，例如在約I微米與約500微米之間、或甚至在約I微米與約200微米之間。進(jìn)一步關(guān)于這些磨料顆粒，這些磨料顆粒的形態(tài)學(xué)可以通過(guò)一個(gè)長(zhǎng)徑比來(lái)描述，該長(zhǎng)徑比是長(zhǎng)度與寬度尺寸之比。將了解的是該長(zhǎng)度是該磨料顆粒的最長(zhǎng)尺寸并且該寬度是一個(gè)給定磨料顆粒的第二長(zhǎng)尺寸。根據(jù)這里的實(shí)施例，這些磨料顆粒具有的長(zhǎng)徑比(長(zhǎng)度寬度)可以是不大于約3:1或甚至不大于約2:1。在特定情況下，這些磨料顆?？梢允腔旧系容S的，使得它們具有約1:1的長(zhǎng)徑比。這些磨料顆?？梢园ㄆ渌卣?包括例如一個(gè)涂層。這些磨料顆?？梢酝扛灿幸环N涂覆材料，該材料可以是一種無(wú)機(jī)材料。適當(dāng)?shù)臒o(wú)機(jī)材料可以包括陶瓷、玻璃、金屬、金屬合金、以及它們的一種組合。在特定情況下，這些磨料顆?？梢员诲冇幸环N金屬材料，并且更特別地是一種過(guò)渡金屬組合物。此類(lèi)涂覆的磨料顆?？梢源龠M(jìn)磨料顆粒與粘結(jié)劑材料之間的改善的結(jié)合(例如，化學(xué)結(jié)合)。在某些情況下，該混合物可以包括磨料顆粒的一種特定分布。例如，該混合物可以包括磨料顆粒的磨料粒度的一種多峰分布，使得在該混合物中存在著細(xì)、中間、以及粗的磨粒尺寸的特定分布。在一種特定情況下，該混合物可以包括磨料顆粒的一種雙峰分布，包括具有一個(gè)細(xì)的平均砂礫大小的細(xì)顆粒、以及具有一個(gè)粗的平均砂礫大小的粗磨料顆粒，其中該粗的平均砂礫大小顯著大于該細(xì)的平均砂礫大小。例如，該粗的平均砂礫大小可以比該細(xì)的平均砂礫大小大出至少約10%、至少約20%、至少約30%、或甚至大出至少約50% (基于該細(xì)的磨料粒度)。將了解的是該混合物可以包括磨料顆粒的其他多峰分布，包括例如，一種三峰分布或四峰分布。還將了解的是具有相同組成的磨料顆粒可以具有不同的機(jī)械特性，包括例如，脆性。該混合物，以及最終形成的粘結(jié)的磨料本體可以結(jié)合一種磨料顆?；旌衔?該混合物可以是相同組成的、但具有不同的機(jī)械特性或等級(jí)。例如，該混合物可以包括單一組成的磨料顆粒，使得該混合物僅包括金剛石或立方氮化硼。然而，該金剛石或立方氮化硼可以包括不同等級(jí)的金剛石或立方氮化硼的一種混合物，使得這些磨料顆粒具有不同的等級(jí)和不同的機(jī)械特性。這些磨料顆粒被提供在該混合物中的量值可以是使得最終形成的磨料物品包含一個(gè)特定量值的磨料顆粒。例如，該混合物可以包括一個(gè)大半含量(例如，大于50 vol%)的磨料顆粒。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該粘結(jié)劑材料可以是一種金屬或金屬合金材料。例如，該粘結(jié)劑材料可以包括一種粉末組合物，該組合物包括至少一種過(guò)渡金屬元素。在特定情況下，該粘結(jié)劑材料可以包括一種選自下組的金屬，該組包括銅、錫、銀、鑰、鋅、鎢、鐵、鎳、銻、以及它們的一種組合。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，該粘結(jié)劑材料可以是一種包括銅和錫的金屬合金。該銅和錫的金屬合金可以是一種青銅材料，該青銅材料可以由銅和錫分別為按重量計(jì)60:40的組成而形成。根據(jù)一個(gè)具體實(shí)施例，該銅和錫的金屬合金可以包括某一銅含量，使得最終形成的粘結(jié)的磨料物品具有適當(dāng)?shù)臋C(jī)械特征和研磨性能。例如，該銅和錫的金屬合金可以包括不大于約70%的銅，如不大于約65%的銅、不大于約60%、不大于約50%的銅、不大于約45%的銅、或甚至不大于約40%的銅。在特定情況下，銅的量值是在約30%與約65%之間的范圍內(nèi)，并且更特別地是在約40%與約65%之間。某些銅和錫的金屬合金可以具有最少量的錫。例如，該金屬合金可以包括占該組合物總量的至少約30%的錫。在其他情況下，錫的量可以更大，例如至少約35%、至少約40%、至少約45%、至少約50%、至少約60%、至少約65%、或甚至至少約75%。某些粘結(jié)劑材料可以包括具有的錫量在約30%與約80%之間、約30%與約70%之間、或甚至約35%與約65%之間的范圍內(nèi)的一種銅和錫的金屬合金。在一個(gè)替代實(shí)施例中，該粘結(jié)劑材料可以是一種錫基材料，其中這些錫基材料包括相對(duì)材料中的其他組分而言含有大半含量的錫的多種金屬和金屬合金。例如，該粘結(jié)劑材料可以主要由錫組成。而且，可以使用包括不大于約10%的其他合金化材料(特別是金屬)的某些錫基粘結(jié)劑材料。該混合物可以包含相等部分的磨料顆粒與粘結(jié)劑。然而，在某些實(shí)施例中，該混合物可以被形成為使得該混合物中粘結(jié)劑材料的量可以小于磨料顆粒的量。這樣一種混合物有助于具有某些特性的一種粘結(jié)的磨料物品，將在此更詳細(xì)地描述。除了該磨料顆粒和粘結(jié)劑材料之外，該混合物可以進(jìn)一步包括一種活性粘結(jié)劑組合物前體。該活性粘結(jié)劑組合物前體包括一種可以加入該混合物中的材料，該前體之后協(xié)助該粘結(jié)的磨料本體的某些組分(包括例如微粒材料(例如，磨料顆粒和/或填充劑)與粘結(jié)劑材料)之間的化學(xué)反應(yīng)。該活性粘結(jié)劑組合物前體能以少量加入該混合物中，并且特別地以小于該混合物中存在的磨料顆粒量的量值加入。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該活性粘結(jié)劑組合物前體可以包括含一種金屬或金屬合金的一種組合物。更具體地說(shuō)，該活性粘結(jié)劑組合物前體可以包括含氫的一種組合物或絡(luò)合物。例如，該活性粘結(jié)劑組合物前體可以包括一種金屬氫化物，并且更特別地可以包括一種諸如氫化鈦的材料。在一個(gè)實(shí)施例中，該活性粘結(jié)劑組合物前體主要由氫化鈦組成。該混合物一般包括少量的該活性粘結(jié)劑組合物前體。例如，該混合物可以包括占該混合物總重量的不大于約40 wt%的活性粘結(jié)劑組合物前體。在其他實(shí)施例中，該混合物內(nèi)的活性粘結(jié)劑組合物前體的量值可以更小，如不大于約35 wt%、不大于約30 wt%、不大于約28 wt%、不大于約26 wt%、不大于約23 wt%、不大于約18 wt%、不大于約15 wt%、不大于約12 wt%、或甚至不大于約10 wt%0在特定情況下，該混合物內(nèi)的活性粘結(jié)劑組合物前體的量值可以在約2 wt%與約40 wt%之間的范圍內(nèi)，如在約4 wt%與約35 wt%之間、在約8wt%與約28 wt%之間、在約10 wt%與約28 wt%之間、或甚至在約12 wt%與約26 wt%之間。
該系統(tǒng)可進(jìn)一步包括一種粘結(jié)劑材料。該粘結(jié)劑材料可以用于在該粘結(jié)的磨料物品的成型過(guò)程中提供適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度。某些適合的粘結(jié)劑材料可以包括一種有機(jī)材料。例如，該有機(jī)材料可以是諸如熱固性材料、熱塑性塑料、粘合劑、及其組合的一種材料。在一種特定情況下，該粘結(jié)劑材料的有機(jī)材料包括諸如聚酰亞胺類(lèi)、聚酰胺類(lèi)、樹(shù)脂類(lèi)、芳族聚酰胺類(lèi)、環(huán)氧化物、聚酯類(lèi)、聚氨酯類(lèi)、乙酸酯類(lèi)、纖維素及其組合的一種材料。在一個(gè)實(shí)施例中，該混合物可以包括如下一種粘結(jié)劑材料，該材料利用了一種熱塑性材料的組合，該組合被配置為在特定溫度下固化。在另一個(gè)實(shí)施例中，該粘結(jié)劑(binder)材料可以包括一種適合于促進(jìn)該混合物的組分之間的附連的粘合劑(adhesive)材料。該粘結(jié)劑可以處于液體的形式，包括例如一種水基或非水基化合物。一般，該粘結(jié)劑材料能以小量值(按重量計(jì))存在于該混合物中。例如，該粘結(jié)劑存在的量值可以顯著小于該磨料顆粒、粘結(jié)劑材料、或該活性粘結(jié)劑組合物前體的量值。例如，該混合物可以包括占該混合物總重量的不大于約40 七％的粘結(jié)劑材料。在其他實(shí)施例中，該混合物內(nèi)的粘結(jié)劑材料的量值可以更小，如不大于約35 wt%、不大于約30 wt%、不大于約28 wt%、不大于約26 wt%、不大于約23 wt%、不大于約18 wt%、不大于約15 wt%、不大于約12 wt%、或甚至不大于約10 wt%。在特定情況下,該混合物內(nèi)的粘結(jié)劑材料的量值可以在約2 wt%與約40 wt%之間的范圍內(nèi)，如在約4 wt%與約35 wt%之間、在約8 wt%與約28 wt%之間、在約10 wt%與約28 wt%之間、或甚至在約12 wt%與約26 wt%之間。該混合物可進(jìn)一步包括某一量值的填充劑。這些填充劑可以是一種微粒材料，該微粒材料可以替換該混合物中的某些組分，包括例如這些磨料顆粒。值得注意地，這些填充劑可以是可以摻入該混合物中的一種微粒材料，其中這些填充劑在最終形成的粘結(jié)的磨料本體中基本上維持了它們的原始尺寸和形狀。適當(dāng)?shù)奶畛鋭┑睦涌梢园ㄑ趸?、碳化物、硼化鈣、硅化物、氮化物、氧氮化合物、碳氧化物、硅酸鹽、石墨、硅、金屬間化合物、陶瓷、空心陶瓷、熔融硅石、玻璃、玻璃陶瓷、空心玻璃球、天然材料如貝殼、以及它們的一種組合。值得注意地，某些填充劑具有的硬度可以小于這些磨料顆粒的硬度。另外，該混合物可以被形成為使得這些填充 劑存在的量值是不大于該混合總體積的約90 vol%。使用體積百分比來(lái)描述填充劑的含量，因?yàn)樘畛鋭┛梢愿鶕?jù)微粒的類(lèi)型而具有變化的密度，如空心球體對(duì)比重微粒。在其他實(shí)施例中，該混合物內(nèi)的填充劑的量值可以是不大于約80 wt%,如不大于約70 wt%、不大于約60 wt%、不大于約50 wt%、不大于約40 wt%、不大于約30 wt%、或甚至不大于約20 wt%。某些成型工藝可以利用比磨料顆粒量更大的量值的填充劑材料。例如，可以將幾乎全部的磨料顆粒用一種或多種填充劑材料來(lái)替換。在其他情況下，可以將大半含量的磨料顆粒用填充劑材料來(lái)替換。在其他實(shí)施例中，可以將小部分的磨料顆粒用填充劑材料來(lái)替換。此外，這些填充劑具有的平均微粒尺寸可以顯著小于這些磨料顆粒的平均磨料粒度。例如,這些填充劑的平均微粒尺寸可以比這些磨料顆粒的平均磨料粒度小至少約5%，如小至少約10%，如小至少約15%、小至少約20%、或甚至小至少約25%，基于這些磨料顆粒的平均磨料粒度。在某些其他實(shí)施例中，這些填充劑可以具有大于這些磨料顆粒的平均微粒尺寸，特別是在填充劑為空心體的情況下。
在特定情況下，該填充劑材料可以具有不大于約10 MPa m°_5的斷裂韌性(Kle)，如使用從CSM Indentation Testers, Inc.(瑞士)或類(lèi)似公司可得到的一種金剛石探針根據(jù)ISO 14577的標(biāo)準(zhǔn)化試驗(yàn)通過(guò)納米壓痕測(cè)得的。在其他實(shí)施例中，該填充劑具有的斷裂韌性(Klc)可以是不大于約9 MPa m°_5,如不大于約8 MPa m°_5、或甚至不大于約7 MPa m°_5。而且，這些填充劑的平均斷裂韌性可以是在約O. 5 MPa m°_5與約10 MPa m°_5之間的范圍內(nèi)，如在約I MPa m°_5與約9 MPa m°_5之間的范圍內(nèi)、或甚至在約I MPa m°_5與約7 MPa m0.5之間的范圍內(nèi)。在形成該混合物之后，該形成粘結(jié)的磨料物品的方法通過(guò)剪切該混合物而繼續(xù)使得它具有適當(dāng)?shù)牧髯儗W(xué)特征。例如，可以將該混合物剪切直到它具有一個(gè)特定的粘度(如至少約100厘泊)、并且可以具有是半液體的一種稠度(例如，一種泥狀的稠度)。在其他情況下，它可以具有低得多的粘度，如一種糊劑。在剪切該混合物之后，該方法通過(guò)由該混合物來(lái)形成團(tuán)聚體而繼續(xù)。形成團(tuán)聚體的過(guò)程可以在開(kāi)始時(shí)包括一個(gè)干燥該混合物的過(guò)程。具體地說(shuō)，該干燥過(guò)程可以在適合于使該混合物中所含的粘結(jié)劑內(nèi)的一種有機(jī)組分(例如，熱固性材料)固化的溫度下進(jìn)行、并且去除該混合物內(nèi)的某些揮發(fā)物(例如，濕氣)的一部分。因此，在適當(dāng)固化該粘結(jié)劑材料內(nèi)的有機(jī)材料之后，該混合物可以具有一種硬化的或半硬化的形式。特別合適的干燥溫度可以是不大于約250° C，并且更特別地是在約0° C與約250° C之間的范圍內(nèi)。在適當(dāng)溫度下干燥該混合物之后，可以通過(guò)破碎該硬化的形式來(lái)繼續(xù)這個(gè)形成團(tuán)聚體的過(guò)程。在破碎該硬化的形式之后，這些破碎的顆粒包括該混合物中所含組分的團(tuán)聚體，包括這些磨料顆粒和粘結(jié)劑材料。該形成團(tuán)聚體的過(guò)程接著可以包括篩選該破碎的微粒以得到團(tuán)聚體尺寸的一種適當(dāng)分布。在形成團(tuán)聚體之后，可以通過(guò)將這些團(tuán)聚體成型為最終形成的粘結(jié)的磨料物品的所希望形狀來(lái)繼續(xù)該過(guò)程。一種適當(dāng)?shù)某尚瓦^(guò)程包括用這些團(tuán)聚顆粒填充一個(gè)模具。在填充該模具之后，可以壓制這些團(tuán)聚體以形成一種具有該模具的尺寸的生坯(即，未燒結(jié)的)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，壓制可以在至少約O. 01 ton/in2的該粘結(jié)的磨料物品的面積的一個(gè)壓力下進(jìn)行。在其他實(shí)施例中，該壓力可以更大，如在至少約O.1 tons/in2、至少約O. 5 tons/in2、至少約I tons/in2、或甚至至少約2 tons/in2的等級(jí)上。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，進(jìn)行壓制的壓力是在約0.01 tons/in2與約5 tons/in2之間的范圍內(nèi)，或更特別地是在約0. 5tons/in2與約3 tons/in2之間的范圍內(nèi)。在使混合物成型以形成該生坯物品之后，可以通過(guò)處理該生坯物品來(lái)繼續(xù)該方法。處理可以包括熱處理該生坯物品，并且特別是燒結(jié)該生坯物品。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，處理包括液相燒結(jié)而形成該粘結(jié)的磨料本體。值得注意地，液相燒結(jié)包括形成該生坯物品的某些組分(特別是該粘結(jié)劑材料)的一個(gè)液相，使得在該燒結(jié)溫度下該粘結(jié)劑材料的至少一部分存在于該液相中并且自由流動(dòng)。值得注意地，液相燒結(jié)不是通常地使用一種金屬粘結(jié)劑材料來(lái)形成粘結(jié)的磨料的一種工藝。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，處理該生坯物品包括將該生坯物品加熱到至少400° C的一個(gè)液相燒結(jié)溫度。在其他實(shí)施例中，該液相燒結(jié)溫度可以更大，例如至少500° C、至少約650° C、至少約800° C、或甚至至少約900° C。在特定情況下，該液相燒結(jié)溫度可以是在約400° C與約1100° C之間的范圍內(nèi)，如在約800° C、與約1100° C之間、并且更特別地是，在約800° C與1050° C之間的范圍內(nèi)。處理(特別是燒結(jié))可以在一個(gè)特定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。該液相燒結(jié)溫度下的燒結(jié)可以進(jìn)行至少約10分鐘、至少約20分鐘、至少約30分鐘、或甚至至少約40分鐘的一個(gè)持續(xù)時(shí)間。在具體的實(shí)施例中，該液相燒結(jié)溫度下的燒結(jié)持續(xù)的時(shí)間可以在約10分鐘與約90分鐘的范圍內(nèi)，如在約10分鐘與60分鐘之間、或甚至在約15分鐘與約45分鐘之間。處理該生坯物品可以進(jìn)一步包括在特定的氣氛下進(jìn)行一個(gè)液相燒結(jié)過(guò)程。例如，該氣氛具體是具有不大于約10_2托壓力的一種減壓氣氛。在其他實(shí)施例中，該減壓氣氛具有的壓力可以是不大于約10_3托、不大于約10_4托、不大于約10_5托、或甚至不大于約10_6托。在特定情況下，該減壓氣氛可以在約10_2托與約10_6托之間的范圍內(nèi)。另外，在處理該生坯物品的過(guò)程中，并且特別是在一個(gè)液相燒結(jié)過(guò)程中，該氣氛可以是一種非氧化性(即，還原性)氣氛。用于形成該還原性氣氛的適當(dāng)氣態(tài)物種可以包括氫氣、氮?dú)?、稀有氣體、一氧化碳、離解氨、以及它們的一種組合。在其他實(shí)施例中，在處理該生坯物品的過(guò)程中可以使用一種惰性氣氛來(lái)限制這些金屬和金屬合金組分的氧化。在完成該處理過(guò)程之后，形成了將磨料顆粒結(jié)合在一種金屬粘結(jié)劑材料中的一種粘結(jié)的磨料物品。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該磨料物品可以具有一個(gè)擁有特定特征的本體。例如，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該粘結(jié)的磨料本體可以具有比該本體內(nèi)的粘結(jié)劑材料顯著更大的磨料顆粒體積。該粘結(jié)的磨料本體可以具有至少約1. 3的VAe/VBM之比，其中VAe代表該粘結(jié)的磨料本體的總體積內(nèi)磨料顆粒的體積百分比，并且Vbm代表該粘結(jié)的磨料本體的總體積內(nèi)粘結(jié)劑材料的體積百分比。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，該VAe/VBM之比可以是至少約1. 5，如至少約1. 7、至少約2. O、至少約2.1、至少約2. 2、或甚至至少約2. 5。在其他實(shí)施例中，該粘結(jié)的磨料本體可以被形成為使得該VAe/VBM之比是在約1. 3與約9. O之間的范圍內(nèi)，如在約1. 3與約
8.O之間，如在約1. 5與約7. O之間，如在約1. 5與約6. O之間、在約2. O與約5. O之間、在約2. O與約4. O之間、在約2.1與約3. 8之間、或甚至在約2. 2與約3. 5之間。在更具體的意義上，該粘結(jié)的磨料本體可以包括占該粘結(jié)的磨料本體總體積的至少約30 vo I %的磨料顆粒。在其他情況下，磨料顆粒的含量更大，如至少約45 vol%、至少約50 vol%、至少約60 vol%、至少約70 vol%、或者甚至至少約75 vol%。在具體的實(shí)施例中，該粘結(jié)的磨料本體包括的磨料顆粒占該粘結(jié)的磨料本體總體積的約30 vol%與約90 vo I %之間，如在約45 vol%與約90 vol%之間、在約50 vol%與約85 vol%之間、或甚至在約60vo I %與約80 vo I %之間。該粘結(jié)的磨料本體可以包括占該粘結(jié)的磨料本體總體積的不大于約45 vo 1%的粘結(jié)劑材料。根據(jù)某些實(shí)施例，該粘結(jié)劑材料的含量更小，例如不大于約40 vol%、不大于約30 vol%、不大于約25 vol%、不大于約20 vol%、或者甚至不大于15 vol%。在具體的實(shí)施例中，該粘結(jié)的磨料本體包括的粘結(jié)劑材料占該粘結(jié)的磨料本體總體積的約5 vo I %與約45vol%之間，如在約5 vol%與約40 vol%之間、在約5 vol%與約30 vol%之間、或甚至在約10 vol% 與約 30 vol% 之間。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，這里的粘結(jié)的磨料本體可以包括某一含量的孔隙率。例如，該粘結(jié)的磨料本體可以具有占該粘結(jié)的磨料本體總體積的至少5 vo 1%的孔隙率。在其他實(shí)施例中，該粘結(jié)的磨料本體具有的孔隙率可以占該本體總體積的至少約10 vo 1%,如至少約12 vol%、至少約18 vol%、至少約20 vol%、至少約25 vol%、至少約30 vol%、或甚至至少約35 vol%o而且，在其他實(shí)施例中，該粘結(jié)的磨料本體可以包括占該本體總體積的不大于約80 vol%的孔隙率。在其他物品中，對(duì)于該本體的總體積，該粘結(jié)的磨料本體可以具有不大于約70 vol%、不大于約60 vol%、55 vol%的孔隙率，如不大于約50 vol%的孔隙率、不大于約48%的孔隙率、不大于約44 vol%的孔隙率、不大于約40 vol%的孔隙率、或甚至不大于約35 vol%。將了解的是該孔隙率可以落入在此列出的這些最小和最大值任意之間的范圍內(nèi)。該粘結(jié)的磨料本體可以被形成為使得該粘結(jié)的磨料本體內(nèi)的某一含量的孔隙率是連通孔隙率。連通孔隙率限定了延伸穿過(guò)該粘結(jié)的磨料本體的體積的多個(gè)連通通道(即，孔)的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。例如，該本體的孔隙率的大半可以是連通孔隙率。事實(shí)上，在特定情況下，該粘結(jié)的磨料本體可以被形成為使得該粘結(jié)的磨料本體內(nèi)存在的孔隙率的至少60%、至少約70%、至少約80%、至少約90%、或甚至至少約95%是連通孔隙率。在某些情況下，該本體內(nèi)存在的孔隙率基本上全都是連通孔隙率。因此，該粘結(jié)的磨料本體可以由兩個(gè)相的一個(gè)連續(xù)網(wǎng)絡(luò)來(lái)限定由該粘結(jié)劑和磨料顆粒限定的一個(gè)固體相、以及由遍及該粘結(jié)的磨料本體在該固相之間延伸的孔隙率所限定的一個(gè)第二連續(xù)相。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，對(duì)于該粘結(jié)的磨料本體的總體積而言，與該粘結(jié)劑材料(Vbm)相比，該粘結(jié)的磨料本體可以具有一個(gè)特定比率的微粒材料(VP)，該微粒材料包括磨料顆粒以及填充劑。將了解的是該微粒材料和該粘結(jié)劑材料的量值以該組分作為該本體總體積一部分的體積百分比而測(cè)得。例如，這里這些實(shí)施例的粘結(jié)的磨料本體可以具有至少約1. 5的比率(VP/VBM)。在其他實(shí)施例中，該比率(VP/VBM)可以是至少約1. 7、至少約2. O、至少約
2.2、至少約2. 5、或甚至至少約2. 8。在特定情況下，該比率(VP/VBM)可以是在1. 5與約9. O之間的范圍內(nèi)，如在約1. 5與約8. O之間，如在約1. 5與約7. O之間、在約1. 7與約7. O之間、在約1. 7與約6. O之間、在約1. 7與約5. 5之間、或甚至在約2. O與約5. 5之間。這樣，該粘結(jié)的磨料本體可以結(jié)合與該粘結(jié)劑材料相比更高含量的微粒材料，該微粒材料包括填充劑和磨料顆粒。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該磨料本體可以包括一個(gè)量值(vol%)的填充劑，該量值可以小于、等于、或甚至大于該粘結(jié)的磨料本體的總體積內(nèi)存在的磨料顆粒的量值(VO1%)。某些磨料物品可以使用占該粘結(jié)的磨料本體總體積的不大于約75 vol%的填充劑。根據(jù)某些實(shí)施例，該本體中的填充劑含量可以是不大于約50 vol%、不大于約40 vol%、不大于約30 vol%>不大于約20 vol%、或者甚至不大于約15 vo 1%ο在具體的實(shí)施例中，該粘結(jié)的磨料本體包括的填充劑占該粘結(jié)的磨料本體總體積的約I vol%與約75 vol%之間,如在約I vol%與約50 vol%之間、在約I vol%與約20 vol%之間、或甚至在約I vol%與約15 vol%之間。在一種情況下，該粘結(jié)的磨料本體可以基本上不含填充劑。這里這些實(shí)施例的粘結(jié)的磨料本體可以具有一個(gè)特定含量的活性粘結(jié)劑組合物。如將了解的，該活性粘結(jié)劑組合物可以是由該活性粘結(jié)劑組合物前體與該粘結(jié)的磨料本體的某些組分(包括例如，磨料顆粒、填充劑、以及粘結(jié)劑材料)之間的一個(gè)反應(yīng)所形成的一種反應(yīng)產(chǎn)物。該活性粘結(jié)劑組合物可以有助于該本體內(nèi)的微粒(例如，磨料顆?；蛱畛鋭?與該粘結(jié)劑材料之間的化學(xué)結(jié)合，這可以有助于微粒在該粘結(jié)劑材料中的截留。具體地說(shuō)，該活性粘結(jié)劑組合物可以包括不同的相，這些相可以位于該粘結(jié)的磨料本體的不同區(qū)域中。此外，該活性粘結(jié)劑組合物可以根據(jù)該組合物的位置而具有一種特定的組成。例如，該活性粘結(jié)劑組合物可以包括一個(gè)沉淀的相以及一個(gè)界面相。該沉淀的相可以存在于該粘結(jié)劑材料中并且可以作為一不同的相被分散遍及該粘結(jié)劑材料的體積。該界面相可以位于該微粒材料(即，磨料顆粒和/或填充劑)與該粘結(jié)劑材料之間的界面處。該界面相可以繞著在該本體的微粒材料的表面區(qū)域的大部分而延伸。盡管沒(méi)有完全理解，理論化的是這些不同的相以及該活性粘結(jié)劑組合物的組成上的差別是由于這些成形工藝，特別是液相燒結(jié)。因此，該粘結(jié)劑材料可以是包含一個(gè)粘結(jié)劑相以及一個(gè)沉淀的相的一種復(fù)合材料，這些相是單獨(dú)的相。該沉淀的相可以由包含該活性粘結(jié)劑組合物的至少一種元素以及該粘結(jié)劑材料的至少一種元素的一種組合物制成。值得注意地，該沉淀的相可以包括開(kāi)始使作為粘結(jié)劑材料提供在該混合物中的至少一種金屬元素。該沉淀的相可以是一種金屬或金屬合金化合物或絡(luò)合物。在具體實(shí)施例中，該沉淀的相可以包括一種選自以下材料組的材料，該組由以下各項(xiàng)組成鈦、釩、鉻、鋯、鉿、鎢以及它們的一種組合。在更特別的情況下，該沉淀的相包括鈦、并且可以主要由鈦和錫組成。該粘結(jié)劑材料的粘結(jié)劑相可以包括一種過(guò)渡金屬元素，并且特別是包括在該原始粘結(jié)劑材料中用于形成該混合物的一種金屬元素。這樣，該粘結(jié)劑相可以由一種選自下金屬組的材料形成，該組由以下各項(xiàng)組成銅、錫、銀、鑰、鋅、鎢、鐵、鎳、銻、以及它們的一種組合。在特定情況下，該粘結(jié)劑相可以包括銅、并且可以是一種銅基化合物或絡(luò)合物。在某些實(shí)施例中，該粘結(jié)劑相基本上由銅組成。該界面相可以包括該活性粘結(jié)劑組合物的至少一種元素。此外，該界面相可以包括該微粒材料的至少一種元素。這樣，該界面相可以是通過(guò)該活性粘結(jié)劑組合物與該微粒之間的化學(xué)反應(yīng)所形成的一種化合物或絡(luò)合物。某些界面相材料包括碳化物、氧化物、氮化物、硼化物、氮氧化合物、硼氧化合物、碳氧化物、以及它們的組合。該界面相可以包括一種金屬，并且更特別地可以是結(jié)合了一種金屬的一種化合物，如一種金屬碳化物、金屬氮化物、金屬氧化物、金屬氧氮化合物、金屬硼氧化合物、或金屬碳氧化物。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該界面相主要由下組中的一種材料形成，該組包括碳化鈦、氮化鈦、硼氮化鈦、鈦鋁氧化物、以及它們的一種組合。此外，該界面相可以具有至少約O.1微米的平均厚度。然而，并且更特別地，該界面相可以根據(jù)該界面相所覆蓋的微粒材料的尺寸而具有不同的厚度。例如，關(guān)于具有小于10微米的平均尺寸的磨料顆粒和/或填充劑，該界面相具有的厚度可以在該微粒的平均尺寸的約1%與205之間。對(duì)于具有的平均尺寸在約10微米與約50微米之間的范圍內(nèi)的微粒材料，該界面相具有的厚度可以在該微粒的平均尺寸的約1%與約10%之間的范圍內(nèi)。對(duì)于具有的平均尺寸在約50微米與約500微米之間的范圍內(nèi)的微粒材料，該界面相具有的厚度可以在該微粒的平均尺寸的約O. 5%與約10%之間的范圍內(nèi)。對(duì)于具有的平均尺寸大于約500微米的微粒材料，該界面相具有的厚度可以在該微粒的平均尺寸的約O. 1%與約O. 5%之間的范圍內(nèi)。圖8-11包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的一種粘結(jié)的磨料本體的微結(jié)構(gòu)的放大圖像。圖8包括一個(gè)粘結(jié)的磨料本體的一部分的截面的一張掃描電鏡照片(在背散射模式下運(yùn)行)，該本體包括磨料顆粒801以及在這些磨料顆粒801之間延伸的粘結(jié)劑材料803。如所展示的,該粘結(jié)劑材料803包括兩個(gè)不同的材料相由一個(gè)較淡顏色表示的并且延伸穿過(guò)粘結(jié)劑材料803的體積的一個(gè)沉淀的相805、以及由一個(gè)較深顏色表示的并且延伸穿過(guò)粘結(jié)劑材料803的一個(gè)粘結(jié)劑相806。圖9-11包括圖8的粘結(jié)的磨料本體的相同區(qū)域的放大圖像，使用了微探針?lè)治鰜?lái)確定在該本體的某些區(qū)域中存在的選定元素。圖9包括圖8的區(qū)域的一個(gè)微探針照片，其模式被設(shè)定為確定富含銅的區(qū)域，使得更淡的區(qū)域表示存在銅的區(qū)域。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該粘結(jié)劑材料803可以包括一種銅和錫的金屬合金。根據(jù)一個(gè)更具體的實(shí)施例，該粘結(jié)劑材料803的粘結(jié)劑相806 (是該粘結(jié)劑材料803的至少兩個(gè)不同的相之一)可以比該沉淀的相805具有更大的存在的銅量值。圖10包括圖8和9的區(qū)域的放大圖像，使用了微探針?lè)治鰜?lái)確定在該粘結(jié)的磨料本體的某些區(qū)域中存在的選定元素。圖10使用了一種微探針，其模式被設(shè)定為確定存在錫的區(qū)域，使得更淡的區(qū)域表示錫更多的區(qū)域。如所展示的，該粘結(jié)劑材料803的沉淀的相805比粘結(jié)劑相806具有更大含量的錫。圖11包括圖8-10的區(qū)域的放大圖像，使用了微探針?lè)治?。具體地說(shuō)，圖11使用了一種微探針，其模式被設(shè)定為確定存在鈦的區(qū)域，使得更淡的區(qū)域表示鈦更多的區(qū)域。如所展示的，該粘結(jié)劑材料803的沉淀的相805比粘結(jié)劑相806具有更大含量的鈦。圖11還提供了磨料顆粒801與粘結(jié)劑材料803的界面處的界面相1101的證據(jù)。如圖11所證明的，界面相1101包括特別高含量的鈦，表明該活性粘結(jié)劑組合物前體的鈦可以?xún)?yōu)先遷移到該微粒(即，磨料顆粒801)的界面并且與這些磨料顆粒進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而形成如在此描述的一個(gè)界面相。圖8-11提供了一種意外現(xiàn)象的證據(jù)。盡管這沒(méi)有完全被理解，但該原始的包括銅和錫的粘結(jié)劑材料在加工過(guò)程中被分開(kāi)，這在理論上是由于該液相燒結(jié)過(guò)程。該錫和銅變?yōu)椴煌南啵謩e是沉淀的相805和粘結(jié)劑相806。此外，該錫優(yōu)先與存在于該活性粘結(jié)劑組合物前體中的鈦結(jié)合而形成該沉淀的相805。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該粘結(jié)的磨料本體可以包括占該粘結(jié)劑材料的總體積的至少約I vol%的該活性粘結(jié)劑組合物，這部分包括該活性粘結(jié)劑組合物的所有相，如該界面相和該沉淀物相。在其他情況下，該粘結(jié)劑內(nèi)的活性粘結(jié)劑組合物量值可以更大，例如至少約4vol%、至少約6 vol%、至少約10 vol%、至少約12 vol%、至少約14 vol%、至少約15 vol%、或者甚至至少約18 vol%。在特定情況下，該粘結(jié)劑材料包含的活性粘結(jié)劑組合物的量值是在約I vol%與約40 vol%之間的范圍內(nèi)，如在約I vol%與約30 vol%之間、在約I vol%與約25 vol%之間、在約4 vol%與約25 vol%之間、或者在約6 vol%與約25 vol%之間。在某些情況下，對(duì)于該粘結(jié)劑材料的總體積，活性粘結(jié)劑組合物的量值是在約10 vol%與約30vol%之間的范圍內(nèi)，在約10 vol%與約25 vol%之間、或甚至在約12 vol%與約20 vol%之間。該粘結(jié)的磨料本體被形成為使得該粘結(jié)劑材料可以具有一個(gè)特定的斷裂韌性(Klc;)。該粘結(jié)劑材料的韌性可以提供微壓痕試驗(yàn)或納米壓痕試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)量。微壓痕試驗(yàn)通過(guò)在一個(gè)拋光的樣品上產(chǎn)生裂紋的原理來(lái)測(cè)量斷裂韌性，是通過(guò)在該材料(包括例如在當(dāng)前情況下是在該粘結(jié)劑材料中)內(nèi)的一個(gè)特定位置處加載一個(gè)壓痕器。例如，可以根據(jù) “Indentation of Brittle materials [脆性材料的壓痕]”，MicroindentationTechniques in Materials Science and Engineering[材料科學(xué)與工程中的微壓痕技術(shù)]，ASTM STP889, D.B.Marshall and B.R.Lawn pp26_46 中披露的方法來(lái)進(jìn)行一個(gè)適當(dāng)?shù)奈汉墼囼?yàn)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該粘結(jié)的磨料本體具有一種平均斷裂韌性(Klc;)不大于約
4.0MPa m°_5的一種粘結(jié)劑材料。在其他實(shí)施例中，該粘結(jié)劑材料的平均斷裂韌性(Klc;)可以是不大于約3.75 MPa m°_5，如不大于約3.5 MPa m°_5、不大于約3.25 MPa m°_5、不大于約
3.0MPa m°_5、不大于約2.8 MPa m°_5、或甚至不大于約2.5 MPa m0.5。該粘結(jié)劑材料的平均斷裂韌性可以是在約0.6 MPa m°_5與約4.0 MPa m°_5之間的范圍內(nèi)，如在約0.6 MPa m0.5與約3.5 MPa m°_5之間的范圍內(nèi)、或甚至在約0.6 MPa m°_5與約3.0 MPa m°_5之間的范圍內(nèi)。這里這些實(shí)施例的磨料物品具有特別的特性。例如，該粘結(jié)的磨料本體具有的破裂模量(MOR)可以是至少約2000psi，如至少約4000psi，并且更特別地是至少約6000psi。這里這些實(shí)施例的粘結(jié)的磨料本體證明了在用于某些研磨操作中的特殊特性。具體而言，粘結(jié)的磨輪可以用于未整修的研磨操作中，其中該粘結(jié)的磨料本體在該本體經(jīng)歷一個(gè)修正操作之后并不要求一個(gè)整修操作。傳統(tǒng)地，進(jìn)行修正操作來(lái)給予該磨料本體所希望的輪廓和形狀。修正之后，對(duì)該磨料本體進(jìn)行整修，典型地是用一個(gè)同等硬的或更硬的磨料元件來(lái)去除磨損的砂礫并且暴露出新的磨料顆粒。整修是用于常規(guī)磨料物品的一個(gè)耗時(shí)且必須的過(guò)程用于確保該磨料物品的恰當(dāng)操作。發(fā)現(xiàn)這里這些實(shí)施例的粘結(jié)的磨料本體在使用過(guò)程中要求顯著更少的整修并且具有顯著優(yōu)于常規(guī)磨料物品的性能參數(shù)。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，在一個(gè)未整修的研磨操作過(guò)程中，一個(gè)實(shí)施例的粘結(jié)的磨料本體可以具有不大于約40%的功率變化，其中該功率變化是由等式[(Po-Pn)/Po] X 100%描述的。Po代表在一個(gè)初始研磨周期中用該粘結(jié)的磨料本體研磨一個(gè)工件所用的研磨功率(Hp或Hp/in)并且Pn代表在第η個(gè)研磨周期中研磨該工件所用的研磨功率(Hp或Hp/in)，其中η > 4。因此，該功率變化衡量了從一個(gè)初始研磨周期到一個(gè)后續(xù)研磨周期的研磨功率上的變化，其中經(jīng)歷了至少4個(gè)研磨周期。具體而言，這些研磨周期可以按一種連貫方式完成，這意味著在這些研磨周期之間沒(méi)有在該粘結(jié)的磨料物品上進(jìn)行修正或整修操作。這里這些實(shí)施例的粘結(jié)的磨料本體在某些研磨操作過(guò)程中可以具有不大于約25%的功率變化。在另外其他的實(shí)施例中，該粘合的磨料本體的功率變化可以是不大于約20%，如不大于約15%，或甚至不大于約12%。某些磨料本體的功率變化可以是在約1%與約40%之間的范圍內(nèi)，如在約1%與約20%之間、或甚至在約1%與約12%之間。進(jìn)一步關(guān)于該功率變化，將要注意的是初始研磨周期(Po)與在第η個(gè)研磨周期中研磨該工件所用的研磨功率(Pn)之間的研磨功率的變化可以在幾個(gè)研磨周期上進(jìn)行測(cè)量，其中“η”是大于或等于4。在其他情況下，“η”可以是大于或等于6 (S卩，至少6個(gè)研磨周期)、大于或等于10、或甚至大于或等于12。此外，將了解的是第η個(gè)研磨周期可以代表連貫的研磨周期，其中在這些研磨周期之間不在磨料物品上完成整修。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該粘結(jié)的磨料本體可以用于在其中的材料去除率(MRR’)是至少約1.0in3/min/in[10mmVsec/mm]的研磨操作中。在其他實(shí)施例中，使用這里這些實(shí)施例的粘結(jié)的磨料本體的研磨操作可以按至少約4.0in3/min/in[40mm3/sec/mm]的材料去除率進(jìn)行，如至少約 6.0inVmin/in [60mm3/sec/mm]、至少約 7.0in3/min/in [70mm3/sec/mm]、或甚至至少約8.0in3/min/in[80mm3/sec/mm]。利用這里這些實(shí)施例的粘結(jié)的磨料本體的某些研磨操作進(jìn)行時(shí)的材料去除率(MRR’)可以是在約1.0in3/min/in[10mm3/sec/mm]與約 20in3/min/in [200mm3/sec/mm]之間的范圍內(nèi)、在約 5.0i n Vmi n/ i n [50mm3/sec/mni]與約 18in3Zmin/iη [180mm3/sec/mni]之間的范圍內(nèi)、在約 6.0in3/min/in[60mm3/sec/mm]與約16in3/min/in[160mm3/sec/mm]之間的范圍內(nèi)、或甚至在約 7.0in3/min/in[70mm3/sec/mm]與約 14in3/min/in[140mm3/sec/mm]之間的范圍內(nèi)。此外，該粘結(jié)的磨料本體被用于在其中該粘結(jié)的磨料本體以特定的表面速度旋轉(zhuǎn)的研磨操作中。表面速度是指該輪在與該工件的接觸點(diǎn)處的速度。例如，該粘結(jié)的磨料本體旋轉(zhuǎn)時(shí)的速度可以是至少1500表面英尺每分鐘(sfpm),如至少約1800,如至少約2000sfpm、至少約2500sfpm、至少約5000sfpm、或甚至至少lOOOOsfpm。在特定情況下,該粘結(jié)的磨料本體旋轉(zhuǎn)時(shí)的速度可以在約2000sfpm與約15000sfpm之間的范圍內(nèi)，如在約2000sfpm 與 12000sfpm 之間。該粘結(jié)的磨料本體可能適合于用在不同的研磨操作中，包括例如切入研磨操作、緩給進(jìn)研磨操作、剝落研磨操作、槽研磨操作、以及類(lèi)似操作。在一種特定情況下，該粘結(jié)的磨料本體適合用于端銑刀研磨應(yīng)用中。在其他情況下，該粘結(jié)的磨料本體可能有用于對(duì)硬質(zhì)和脆性工件(包括例如藍(lán)寶石和石英材料)進(jìn)行減薄。此外，這里這些實(shí)施例的粘結(jié)的磨料本體可以用于如下研磨操作，其中在研磨后，該工件具有的平均表面粗糙度(Ra)是不大于約50微英寸(約1.25微米)。在其他情況下，該工件的平均表面粗糙度可以是不大于約40微英寸(約I微米)、或甚至不大約30微英寸(約0.75微米)。在其他實(shí)施例中，在用這里這些實(shí)施例的粘結(jié)的磨料物品進(jìn)行研磨的過(guò)程中，至少三個(gè)連貫的研磨操作的平均表面粗糙度變化可以是不大于約35%。應(yīng)注意的是連貫的研磨操作是其中在每個(gè)研磨操作之間不進(jìn)行修正操作的這些操作。平均表面粗糙度的變化可以作為在進(jìn)行每個(gè)單獨(dú)的研磨操作的該工件上的每個(gè)位置處所測(cè)得的該工件的平均表面粗糙度(Ra)的標(biāo)準(zhǔn)偏差來(lái)計(jì)算。根據(jù)某些實(shí)施例，至少三個(gè)連貫的研磨操作的平均表面粗糙度變化可以是不大于約25%、不大于約20%、不大于約15%、不大于約10%、或甚至不大于約5% ο根據(jù)其他實(shí)施例，該粘結(jié)的磨料物品可以具有至少約1200的G比率。該G比率是從工件上去除的材料體積除以從該粘結(jié)的磨料本體上通過(guò)磨損而損失的材料體積。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，該粘結(jié)的磨料本體具有的G比率可以是至少約1300，如至少約1400、至少約1500、至少約1600、至少約1700、或甚至至少約1800。在某些情況下，該粘結(jié)的磨料本體的G比率可以是在約1200與約2500之間的范圍內(nèi)，如在約1200與約2300之間、或甚至在約1400與約2300之間。在此指出的這些G比率值可以在這里指出的材料去除率下實(shí)現(xiàn)。此夕卜，所描述的這些G比率值可以在這里描述的各種工件材料類(lèi)型上實(shí)現(xiàn)。在其他意義上，該粘結(jié)的磨料物品具有的G比率可以顯著優(yōu)于常規(guī)的磨料物品，特別是金屬粘結(jié)的磨料物品。例如，根據(jù)在此這些實(shí)施例的粘結(jié)的磨料本體的G比率可以比一種常規(guī)的磨料物品的G比率大出至少約5%。在其他情況下，G比率方面的改進(jìn)可以更大，如至少約10%、至少約15%、至少約20%、至少約25%、或甚至至少約30%。該粘結(jié)的磨料物品的具體實(shí)施例證明了與常規(guī)的粘結(jié)的物品相比在G比率方面的增大，這種增大是在約5%與約200%之間的范圍內(nèi)、在約5%與約150%之間、在約5%與約125%之間、在約5%與約100%之間、在約10%與約75%之間或甚至在約10%與約60%之間。
某些粘結(jié)的磨料本體證實(shí)了足夠接近一個(gè)穩(wěn)態(tài)研磨功率的一個(gè)初始研磨功率。一般，對(duì)于常規(guī)的粘結(jié)的磨料物品而言，該穩(wěn)態(tài)研磨功率與初始研磨功率顯著不同。這樣，與常規(guī)的金屬粘結(jié)的磨料物品相比，與初始研磨功率相比的研磨功率增大對(duì)于這里這些實(shí)施例的粘結(jié)的磨料本體是特別低的。例如，這里這些實(shí)施例的粘結(jié)的磨料本體具有的初始研磨功率的增大可以是不大于約40%，如由等式[(Po-Pn)/Po] X 100%所定義的。在該等式中，Po代表在一個(gè)初始研磨周期中用該粘結(jié)的磨料本體研磨該工件所用的初始研磨功率(Hp或Hp/in)并且Pn代表在第η個(gè)研磨周期中用該粘結(jié)的磨料本體研磨該工件所用的研磨功率(Hp或Hp/in)，其中η彡16。將了解的是這些研磨周期可以是連貫的研磨周期，其中不進(jìn)行該粘結(jié)的磨料本體的修正或整修。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，在使用這里這些實(shí)施例的粘結(jié)的磨料物品的研磨操作過(guò)程中，初始研磨功率的增大是不大于約35%，如不大于約30%、不大于約25%、不大于約20%、不大于約18%、不大于約15%、不大于約12%、不大于約10%、或甚至不大于約8%。在特定情況下，該粘結(jié)的磨料本體能夠進(jìn)行如下研磨操作:其中，初始研磨功率的增大可以是在約0.1%與約40%之間的范圍內(nèi)，如在約0.1%與約30%之間的范圍內(nèi)、在約1%與約15%之間的范圍內(nèi)、在約1%與約12%之間的范圍內(nèi)、或甚至在約1%與約8%的范圍內(nèi)。在其他實(shí)施例中，這些粘結(jié)的磨料本體證實(shí)了在約3英寸/分鐘的最小給進(jìn)速率下在至少約400秒的研磨時(shí)間內(nèi)一個(gè)初始研磨功率的增大是不大于約10%。該初始研磨功率的增大可以由等式[(Ρ.-Ρο)/Ρο] X 100%來(lái)定義，其中Po代表在第一個(gè)研磨周期中用該粘結(jié)的磨料本體研磨該工件所用的初始研磨功率(Hp或Hp/in)并且P_代表在400秒的研磨之后用該粘結(jié)的磨料本體研磨該工件所用的研磨功率(Hp或Hp/in)。在某些其他的研磨操作中，該粘結(jié)的磨料本體在約3英寸/分鐘的最小給進(jìn)速率下在至少約400秒的研磨時(shí)間內(nèi)具有的初始研磨功率的增大可以是不大于約8%，如不大于約6%，如不大于約4%、或甚至不大于約2%。在特定的研磨應(yīng)用中，該粘結(jié)的磨料本體證實(shí)了在約3英寸/分鐘的最小給進(jìn)速率下在至少約400秒的研磨時(shí)間內(nèi)初始研磨功率的增大是在約0.1%與約10%之間的范圍內(nèi)，如在約0.1%與約8%之間，如在約0.1%與約6%之間、或甚至在約0.1%與約4%之間。這里這些實(shí)施例的粘結(jié)的磨料本體可以具有特殊的研磨性能，其中在至少3英寸/分鐘的最小給進(jìn)速率下在至少約800秒的研磨時(shí)間內(nèi)該初始研磨功率的增大是不大于約20%。此類(lèi)應(yīng)用的初始研磨功率的增大可以由等式[(Ρ.-Ρο)/ΡΟ]Χ100%來(lái)定義，其中Po代表在第一個(gè)研磨周期中用該粘結(jié)的磨料本體研磨該工件所用的初始研磨功率(Hp或Hp/in)并且P.代表在800秒的研磨之后用該粘結(jié)的磨料本體研磨該工件所用的研磨功率(Hp或Hp/in)。而且，對(duì)于這里這些實(shí)施例的某些粘結(jié)的磨料物品，在3英寸/分鐘的最小給進(jìn)速率下在至少800秒的時(shí)間內(nèi)該初始研磨功率的增大可以更小，如不大于約15%、不大于約10%、或甚至不大于約8%。這里這些粘結(jié)的磨料本體在約3英寸/分鐘的最小給進(jìn)速率下在至少800秒的研磨時(shí)間內(nèi)具有的初始研磨功率的增大可以是在約0.1%與約20%之間的范圍內(nèi)，如在約0.1%與約18%之間，如在約0.1%與約15%之間、或甚至在約0.1%與約8%之間。此類(lèi)特性可能特別適合于在研磨硬質(zhì)或超硬工件時(shí)對(duì)該粘結(jié)的磨料本體的功能化。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，該粘結(jié)的磨料本體在至少約6英寸/分鐘的最小給進(jìn)速率下在至少800秒的研磨時(shí)間內(nèi)可以具有一個(gè)有限的初始研磨功率的增大。例如，該初始研磨功率的增大在約6英寸/分鐘的最小給進(jìn)速率下在至少800秒的研磨時(shí)間內(nèi)可以是不大于約20%，如不大于約15%、不大于約12%、或甚至不大于約10%。此類(lèi)特性可能特別適合于在研磨硬質(zhì)或超硬工件時(shí)對(duì)該粘結(jié)的磨料本體的功能化。這里這些實(shí)施例的粘結(jié)的磨料本體可以適合用于研磨某些工件，如特別硬的工件。例如，工件可以具有至少5GPa的平均維氏硬度。在其他情況下，該工件的平均維氏硬度可以是至少約IOGPa或甚至至少約15GPa。該工件可以由金屬、金屬合金、氮化物、硼化物、碳化物、氧化物、氮氧化合物、硼氧化合物、碳氧化物、或它們的組合。在特定情況下，該工件可以是金屬碳化物，包括例如，碳化鎢。在由碳化鎢制成的工件上進(jìn)行研磨的示例性條件下，該碳化鎢工件內(nèi)的鈷的量值可以是在按重量計(jì)約5%與約12%之間的范圍內(nèi)。在進(jìn)行某些研磨操作時(shí)，例如，在特別硬的材料上，該粘結(jié)的磨料本體可以在至少I(mǎi)SOOsfpm的速率下運(yùn)行。在特定情況下，該粘結(jié)的磨料本體旋轉(zhuǎn)時(shí)的速率可以是至少1900sfpm、至少約2200sfpm、或甚至至少2350sfpm。在特定情況下,在研磨操作過(guò)程中該粘結(jié)的磨料本體旋轉(zhuǎn)時(shí)的速率可以是在約1800sfpm與約3100sfpm之間的范圍內(nèi)，更特別地是，在約1900sfpm與約2350sfpm之間的范圍內(nèi)。此外，這里這些實(shí)施例的粘結(jié)的磨料物品適合于某些研磨操作，例如像在特別硬的工件上以某些給進(jìn)速率而進(jìn)行的。例如，該給進(jìn)速率可以是至少約2英寸/分鐘。在其他情況下，該給進(jìn)速率可以更大，如至少約3英寸/分鐘、至少約3. 5英寸/分鐘、或至少約4英寸/分鐘。特別的實(shí)施例可以將該粘結(jié)的磨料本體用于如下研磨操作中其中該給進(jìn)速率是在約2英寸/分鐘與約10英寸/分鐘的范圍內(nèi)，如在約3英寸/分鐘與約8英寸/分鐘的范圍內(nèi)。在又一個(gè)實(shí)施例中，該粘結(jié)的磨料本體可以用于如下研磨操作中其中在用磨料修正輪對(duì)該粘結(jié)的磨料本體進(jìn)行修正之后，該粘結(jié)的磨料本體能夠?qū)σ粋€(gè)具有至少5GPa的平均維氏硬度的工件研磨至少17個(gè)連貫的研磨周期而不超過(guò)該研磨機(jī)器的最大轉(zhuǎn)軸功率。這樣，這些粘結(jié)的磨料本體證實(shí)了一個(gè)改進(jìn)的工作壽命，特別是在研磨硬質(zhì)材料工件的情況下。事實(shí)上，該粘結(jié)的磨料本體能夠在使用一個(gè)修正操作之間進(jìn)行至少約20個(gè)連貫的研磨周期、至少約25個(gè)連貫的研磨周期、或至少約30個(gè)連貫的研磨周期。將了解的是提及連貫的研磨周期是指以一種連續(xù)方式進(jìn)行的、在研磨周期之間不進(jìn)行該粘結(jié)的磨料本體的修正或整修的那些研磨周期。這里這些實(shí)施例的粘結(jié)的磨料本體與常規(guī)的粘結(jié)的磨料本體相比，總體上，常規(guī)的粘結(jié)的磨料物品在要求一個(gè)修正操作用于再銳化和表面重修之前在比較硬的工件上進(jìn)行了不大于約16個(gè)連貫的研磨周期。這樣，這里這些實(shí)施例的粘結(jié)的磨料本體證實(shí)了優(yōu)于常規(guī)的金屬粘結(jié)的、粘結(jié)的磨料的一種可用研磨時(shí)間的改進(jìn)，如通過(guò)在必須要一個(gè)修正操作或者研磨功率超過(guò)研磨機(jī)器的容量之前所進(jìn)行的連貫的研磨周期的數(shù)目而衡量。工業(yè)上衡量的研磨性能的另一種值得注意的改進(jìn)是部件數(shù)/整修，這是對(duì)于在一個(gè)具體的磨料物品要求整修以維持性能之前該磨料物品可以機(jī)加工的部件數(shù)目的衡量。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，這里這些實(shí)施例的粘結(jié)的磨料本體與一種常規(guī)的金屬粘結(jié)的磨料物品相比可以在一個(gè)工件上具有至少約10%的研磨效率的增大，如由部件數(shù)/整修所測(cè)得的。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，與常規(guī)的金屬粘結(jié)的磨料物品相比該研磨效率的增大是至少約20%，如至少約30%、至少約40%、或甚至至少約50%。值得注意地，此類(lèi)常規(guī)的金屬粘結(jié)的磨料物品可以包括現(xiàn)有技術(shù)的物品，如從從圣戈班公司(Saint-Gobain Corporation)可得到的G-Force和Spector品牌的磨料物品。在具體情況下，通過(guò)部件數(shù)/整修所測(cè)得的研磨效率的增大可以是在約10%與約200%之間的范圍內(nèi)，如在約20%與約200%之間、在約50%與約200%之間、或在約50%與約150%之間的等級(jí)上。將了解的是此種改進(jìn)可以在這里描述的研磨條件上在這里描述的工件上實(shí)現(xiàn)。另外，這里這些實(shí)施例的粘結(jié)的磨料物品可以具有在工業(yè)上由磨損速率測(cè)得的研磨性能的改進(jìn)，這是對(duì)一個(gè)磨料物品在研磨過(guò)程中經(jīng)歷的磨損的一種衡量。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，這里這些實(shí)施例的粘結(jié)的磨料本體具有磨損速率的改進(jìn)，使得該磨料物品與一種常規(guī)的金屬粘結(jié)的磨料物品相比以小至少5%的速率發(fā)生磨損。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，與常規(guī)的金屬粘結(jié)的磨料物品相比該磨損速率是小至少約8%，如至少約10%、至少約12%、或甚至至少約15%。在特定情況下，該磨損速率的改進(jìn)可以是在約5%與約100%之間的范圍內(nèi)，如在約5%與約75%之間、在約5%與約0%之間、或在約5%與約50%之間的等級(jí)上。將了解的是此種改進(jìn)可以在這里描述的研磨條件上在這里描述的工件上實(shí)現(xiàn)。在工業(yè)上衡量的研磨性能的另一種值得注意的改進(jìn)是磨損速率，這是對(duì)一個(gè)磨料物品在研磨過(guò)程中經(jīng)歷的磨損的一種衡量。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，這里這些實(shí)施例的粘結(jié)的磨料本體具有磨損速率的改進(jìn)，使得該磨料物品與一種常規(guī)的金屬粘結(jié)的磨料物品相比以小至少5%的速率發(fā)生磨損。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，與常規(guī)的金屬粘結(jié)的磨料物品相比該磨損速率是小至少約8%，如至少約10%、至少約12%、或甚至至少約15%。在特定情況下，該磨損速率的改進(jìn)可以是在約5%與約100%之間的范圍內(nèi)，如在約5%與約75%之間、在約5%與約60%之間、或在約5%與約50%之間的等級(jí)上。將了解的是此種改進(jìn)可以在這里描述的研磨條件上在這里描述的工件上實(shí)現(xiàn)。這里這些實(shí)施例的磨料物品證實(shí)了的在研磨性能上的另一種顯著改進(jìn)包括可用研磨速率的增大。研磨速率是在不犧牲表面光潔度或超過(guò)該機(jī)器或粘結(jié)的磨料物品的研磨功率的情況下可以成型一個(gè)工件的速度。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，這里這些實(shí)施例的粘結(jié)的磨料本體可以具有研磨速率的改進(jìn)，使得該磨料物品與一種常規(guī)的金屬粘結(jié)的磨料物品相比能以快至少5%的速率進(jìn)行研磨。在其他情況下，與常規(guī)的金屬粘結(jié)的磨料物品相比，該研磨速率可以更小，如小至少約8%、至少約10%、至少約12%、至少約15%、至少約20%、或甚至至少約25%。對(duì)于這里的某些粘結(jié)的磨料物品，研磨速率的改進(jìn)可以是在約5%與約100%之間的范圍內(nèi)，如在約5%與約75%之間、在約5%與約60%之間、或甚至在約5%與約50%之間的等級(jí)上。將了解的是此種改進(jìn)可以在這里描述的研磨條件上在這里描述的工件上實(shí)現(xiàn)。值得注意地，此種研磨速率的改進(jìn)可以在保持在此指出的其他研磨參數(shù)的同時(shí)得以實(shí)現(xiàn)。例如，研磨速率的改進(jìn)可以在還具有在此指出的初始研磨功率的有限增大、在此指出的表面光潔度的有限變化、以及在此指出的有限磨損速率的同時(shí)得以實(shí)現(xiàn)。圖12包括根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的一種粘結(jié)的磨料本體的一個(gè)放大圖像。如所展示的，該粘結(jié)的磨料本體包括在一種粘結(jié)劑材料1202中包含的并且被其包圍的磨料顆粒1201，該粘結(jié)劑材料包括一種金屬或金屬合金材料。如進(jìn)一步展示的，該粘結(jié)的磨料本體具有一種基本上開(kāi)放的結(jié)構(gòu)，包括在這些磨料顆粒1201以及粘結(jié)劑材料1202之間延伸的孔1203。從圖12中很明顯，該粘結(jié)的磨料本體包括顯著量值(vol%)的磨料顆粒1201，使得該結(jié)構(gòu)主要包含通過(guò)該粘結(jié)劑材料1202而粘結(jié)在一起的磨料顆粒1201。此外，這些磨料顆粒1201是彼此緊鄰的，并且極少的粘結(jié)劑材料1202將磨料顆粒1201分開(kāi)，從而證明了磨料顆粒1201與粘結(jié)劑材料1202之間的高比率。實(shí)例實(shí)例I將第一個(gè)粘結(jié)的磨料樣品制成一個(gè)具有工業(yè)上理解的IAl形狀的4英寸直徑的輪。該樣品的成形包括創(chuàng)造一種混合物，該混合物包括45.96克青銅粉末(即銅:錫為按重量計(jì)60:40)，該粉 末具有325美國(guó)篩目的大小、是從位于美國(guó)桑迪胡克村斐洛柯蒂斯路 27 號(hào)郵編 06482 (27Philo Curtis Road, Sandy Hook, CT 06482，USA)的康涅狄格州工程聯(lián)合公司(Connecticut Engineering Associate Corporation)得到的。將該青銅粉末與5.11克具有相同大小的、購(gòu)自美國(guó)的新澤西州新普羅維登斯的凱密特爾化學(xué)制品(Chemetall Chemical Products, New Providence New Jersey, USA)的氫化欽進(jìn)行干混。還將具有-120/+140的美國(guó)篩目大小的立方氮化硼磨料顆粒與該青銅粉末和氫化鈦進(jìn)行混合。這些磨料顆粒是來(lái)自美國(guó)馬薩諸塞州伍斯特市圣戈班陶瓷和塑料公司(Saint-GobainCeramics and Plastics, Worcester, MA,)并且是作為 CBN-V 可商購(gòu)的。在添加這些磨料顆粒之后，將8.15克有機(jī)粘結(jié)劑加入該混合物中并將該混合物剪切至一種泥衆(zhòng)稠度。該有機(jī)粘結(jié)劑包括一種由沃科爾莫諾伊公司(Wall Colmonoy C0.)在品牌名稱(chēng)S-binder下出售的熱塑樹(shù)脂以及來(lái)自維特公司(Vitta Corporation)的一種K424粘結(jié)劑。接著將該混合物烘干以去除濕氣。將干燥過(guò)的混合物破碎并篩分以得到團(tuán)聚體。將這些團(tuán)聚體放入一個(gè)具有環(huán)形形狀并且限定了 4英寸的外部標(biāo)稱(chēng)直徑和3.2英寸的內(nèi)部直徑的鋼質(zhì)模具中。在2.4tons/in2下壓制這些團(tuán)聚體以形成一個(gè)生坯物品。將該生坯物品在950° C下于一種壓力為約10_4托的還原氣氛中燒結(jié)30分鐘。最終形成的粘結(jié)的磨料具有3.0的比率(VAe/VBM)以及占該本體的總體積為34體積百分比的孔隙率(100%的連通孔隙率)。使用環(huán)氧樹(shù)脂將一個(gè)鋼質(zhì)內(nèi)芯附接到該粘結(jié)的磨料本體上并進(jìn)一步精整、平衡并進(jìn)行速度試驗(yàn)以完成該磨輪制造過(guò)程。為識(shí)別而將該磨輪標(biāo)記為樣品I。使用樣品I在Bryant 0D/ID研磨機(jī)上以一種外部圓柱形切入研磨方式來(lái)研磨一個(gè)52100軸承鋼工件，該工件開(kāi)始時(shí)被硬化至58-62HRC。這些工件處于52100鋼盤(pán)的形式，直徑4英寸，并且該研磨操作是一種外部圓柱形切入研磨。開(kāi)始時(shí)，在研磨之前將樣品I安裝在該機(jī)器轉(zhuǎn)軸上并用一個(gè)BPR金剛石輥進(jìn)行修正，該輥從美國(guó)北卡羅來(lái)納州雅頓的圣戈班磨料公司(Saint-Gobain Abrasives, Arden, NC)作為BPR棍可商購(gòu)。修正參數(shù)在表I中示出。表權(quán)利要求
1.一種研磨工具,包括: 一個(gè)粘結(jié)的磨料本體，該本體具有在一種粘結(jié)劑材料中包含的磨料顆粒，該粘結(jié)劑材料包括一種金屬；并且 其中在一個(gè)未整修的研磨操作過(guò)程中，該粘結(jié)的磨料本體具有的功率變化[(Po-Pn)/Po] X 100%為不大于約40%,其中Po代表在一個(gè)初始研磨周期中用該粘結(jié)的磨料本體研磨一個(gè)工件所用的研磨功率，并且Pn代表在第η個(gè)研磨周期中研磨該工件所用的研磨功率，其中η>4。
2.—種研磨工具,包括: 一個(gè)粘結(jié)的磨料本體，該本體具有在一種粘結(jié)劑材料中包含的磨料顆粒，該粘結(jié)劑材料包括一種金屬,其中該本體包括至少約1.3的VAe/VBM之比，其中Vm是該本體的總體積內(nèi)磨料顆粒的體積百分比，并且Vbm是該本體的總體積內(nèi)粘結(jié)劑材料的體積百分比；并且 其中在一個(gè)金屬工件的研磨操作過(guò)程中，該粘結(jié)的磨料本體在至少約1.0in3/min/in的材料去除率下具有至少約1200的G比率，其中該G比率被定義為從該工件上去除的材料的體積除以從該粘結(jié)的磨料本體上通過(guò)磨損而損失的材料體積。
3.—種研磨工具,包括: 一個(gè)粘結(jié)的磨料本體，該本體具有在一種粘結(jié)劑材料中包含的磨料顆粒，該粘結(jié)劑材料包括一種金屬；以及 其中在一個(gè)具有至少約5GPa的平均維氏硬度的工件的研磨操作過(guò)程中，該粘結(jié)的磨料本體具有的初始研磨功率的增大是不大于4 O %，該初始研磨功率的增大由等式[(Pn-Po)/Po] X 100%來(lái)定義，其中Po代表在一個(gè)初始研磨周期中用該粘結(jié)的磨料本體研磨該工件所用的初始研磨功率，并且Pn代表在第η個(gè)研磨周期中用該粘結(jié)的磨料本體研磨該工件所用的研磨功率，其中η>16。
4.一種研磨工具,包括: 一個(gè)粘結(jié)的磨料本體，該本體具有在一種粘結(jié)劑材料中包含的磨料顆粒，該粘結(jié)劑材料包括一種金屬,其中該本體包括至少約1.3的VAe/VBM之比，其中Vm是該本體的總體積內(nèi)磨料顆粒的體積百分比，并且Vbm是該本體的總體積內(nèi)粘結(jié)劑材料的體積百分比；并且 其中在一個(gè)具有至少約5GPa的平均維氏硬度的工件的研磨操作過(guò)程中，該粘結(jié)的磨料本體在至少約3inches/minute的最小給進(jìn)速率下對(duì)于至少約400秒得研磨時(shí)間而言具有的初始研磨功率的增大是不大于約10%，其中該初始研磨功率的增大是由等式[( 400- 0)外0]\100%來(lái)定義的，其中Po代表在第一個(gè)研磨周期中用該粘結(jié)的磨料本體初始研磨該工件所用的初始研磨功率，并且Pn代表在研磨400秒之后用該粘結(jié)的磨料本體研磨該工件所用的研磨功率。
5.—種磨料物品,包括: 一個(gè)粘結(jié)的磨料本體，該本體具有在一種粘結(jié)劑材料中包含的磨料顆粒，該粘結(jié)劑材料包括一種金屬或金屬合金；并且 其中該粘結(jié)的磨料本體在一個(gè)工件上進(jìn)行了一個(gè)研磨操作并且與一種常規(guī)的金屬粘結(jié)的磨料物品相比具有至少約10%的研磨效率的增大，如由部件數(shù)/整修所測(cè)定的。
6.—種磨料物品，包括: 一個(gè)粘結(jié)的磨料本體，該本體具有在一種粘結(jié)劑材料中包含的磨料顆粒，該粘結(jié)劑材料包括一種金屬或金屬合金；并且 其中該粘結(jié)的磨料本體在一個(gè)工件上進(jìn)行了一個(gè)研磨操作并且與一種常規(guī)的金屬粘結(jié)的磨料物品相比具有一個(gè)研磨效率的增大，如由研磨磨損率測(cè)定的，該研磨效率的增大是小至少約5%的磨損。
7.—種磨料物品,包括: 一個(gè)粘結(jié)的磨料本體，該本體具有在一種粘結(jié)劑材料中包含的磨料顆粒，該粘結(jié)劑材料包括一種金屬或金屬合金；并且 其中該粘結(jié)的磨料本體與一種常規(guī)的金屬粘結(jié)的磨料物品相比以至少快約5%的研磨速度在一個(gè)工件上進(jìn)行一個(gè)研磨操作。
8.如權(quán)利要求1、3、5、6或7中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該本體包括至少約1.3的VAG/VBM之比，其中VAe是該本體的總體積內(nèi)磨料顆粒的體積百分比，并且Vbm是該本體的總體積內(nèi)粘結(jié)劑材料的體積百分比。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨料物品，其中該功率變化[(Po-Pn)/Po]xlOO%為不大于約30%、不大于約20%、不大于約15%、或不大于約12%。
10.如權(quán)利要求2、3、4、5、6、或7所述的磨料物品，其中該粘結(jié)的磨料本體具有的功率變化[(Po-Pn)/Po] X 100%為不大于約40%、不大于約30%、不大于約20%、不大于約15%、或不大于約12%,其中Po代表在一個(gè)初始研磨周期中用該粘結(jié)的磨料本體研磨一個(gè)工件所用的研磨功率，并且Pn代表在第η個(gè)研磨周期中研磨該工件所用的研磨功率，其中η>4。
11.如權(quán)利要求1所述的磨料物品，其中η>6或η>10。
12.如權(quán)利要求10所述的磨料物品，其中η>6或η>10。
13.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、或7中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該研磨操作包括在該粘結(jié)的磨料本體未經(jīng)修正的情況下至少5個(gè)連貫的研磨周期。
14.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、或7中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該研磨操作是以至少約1.0in3/min/in、至少約 4.0in3/min/in、至少約 5.0in3/min/in、至少約 6.0in3/min/in或至少約7.0in3/min/in的材料去除率(MRR’ )進(jìn)行的。
15.如權(quán)利要求14所述的磨料物品，其中該研磨操作是以在約1.0in3/min/in與約20in3/min/in之間或在約5.0in3/min/in與約18in3/min/in之間的范圍內(nèi)的材料去除率(MRR’)進(jìn)行的。
16.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、或7中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中在研磨過(guò)程中，該粘結(jié)的磨料本體是以至少約1500sfpm、至少約2000sfpm、至少約5000sfpm、或至少約IOOOOsfpm的速度運(yùn)行的。
17.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該研磨操作是一種切入研磨操作。
18.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中在研磨過(guò)程中總的給進(jìn)量是至少約0.1mm。
19.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、或7中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該工件在進(jìn)行η個(gè)研磨周期后包括的平均表面粗糙度(Ra)為不大于約50微米或不大于約40微米。
20.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、或7中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該工件在至少三個(gè)連續(xù)的研磨操作后包括的平均表面粗糙度(Ra)變化為不大于約35%、不大于約25%或不大于約10%。
21.如權(quán)利要求2所述的磨料物品，其中該G比率是至少約1300、至少約1400、至少約1500、至少約1600、或至少約1700。
22.如權(quán)利要求1、3、4、5、6、或7中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中在研磨操作過(guò)程中，該粘結(jié)的磨料本體在至少約1.0in3/min/in的材料去除率下具有至少約1200、至少約1300、至少約1400、至少約1500、至少約1600、或至少約1700的G比率，其中該G比率被定義為從該工件上去除的材料的體積除以從該粘結(jié)的磨料本體上通過(guò)磨損而損失的材料體積。
23.如權(quán)利要求2所述的磨料物品，其中該G比率是在約1200與約2500之間、約1200與約2300之間、或約1400與約2300之間的范圍內(nèi)。
24.如權(quán)利要求1、3、4、5、6、或7中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中在研磨操作過(guò)程中，該粘結(jié)的磨料本體具有在約1200與約2500之間、約1200與約2300之間、或約1400與約2300之間的G比率，其中該G比率被定義為從該工件上去除的材料的體積除以從該粘結(jié)的磨料本體上通過(guò)磨損而損失的材料體積。
25.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、或7中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該粘結(jié)的磨料本體包括至少約5vol%的孔隙率，其中該孔隙率的大部分是連通孔隙率，限定了延伸穿過(guò)該本體的體積的一個(gè)連通孔網(wǎng)絡(luò)。
26.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該工件包括鋼。
27.如權(quán)利要求3所述的磨料物品，其中該粘結(jié)的磨料本體具有的初始研磨功率的增大是不大于約35%、不大于約30%、不大于約25%、不大于約20%、或不大于約15%。
28.如權(quán)利要求1、2、4、5、6或7所述的磨料物品，其中該粘結(jié)的磨料本體具有的初始研磨功率的增大是不大于約35%、不大于約30%、不大于約25%、不大于約20%、或不大于約15%。
29.如權(quán)利要求3所述的磨料物品，其中該粘結(jié)的磨料本體具有的初始研磨功率的增大是在約0.1%與約40%之間、約0.1%與約30%之間、或約1%與約15%之間的范圍內(nèi)。
30.如權(quán)利要求1、2、4、5、6或7所述的磨料物品，其中該粘結(jié)的磨料本體具有的初始研磨功率的增大是在約0.1%與約40%之間、約0.1%與約30%之間、或約1%與約15%之間的范圍內(nèi)。
31.如權(quán)利要求3或4中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該平均維氏硬度為至少約IOGPa或至少約15GPa。
32.如權(quán)利要求1、2、5、6或7中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該工件包括的平均維氏硬度為至少約5Gpa、至少約IOGPa或至少約15GPa。
33.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該工件包括一種選自下組的材料，該組由以下各項(xiàng)組成:金屬、金屬合金、氮化物、硼化物、碳化物、氧化物、氧氮化合物、氧硼化合物、氧氮化合物、以及它們的組合。
34.如權(quán)利要求33所述的磨料物品，其中該工件包括金屬碳化物。
35.如權(quán)利要求33所述的磨料物品，其中該工件包括碳化鎢。
36.如權(quán)利要求35所述的磨料物品，其中該工件包括在約5%與約12%之間的范圍內(nèi)的量的鈷。
37.如權(quán)利要求1、2、3、4 、5、6、或7中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該粘結(jié)的磨料本體是以研磨過(guò)程中至少約1800sfpm、研磨過(guò)程中至少約2000sfpm、或研磨過(guò)程中至少約2200sfpm的速率運(yùn)行的。
38.如權(quán)利要求37所述的磨料物品，其中該粘結(jié)的磨料本體旋轉(zhuǎn)時(shí)的速度是在研磨過(guò)程中在約2000sfpm與約15000sfpm之間的范圍內(nèi)、或在研磨過(guò)程中在約2000sfpm與12000sfpm 之間。
39.如權(quán)利要求4所述的磨料物品，其中該給進(jìn)速率為至少約3.5英寸/分鐘。
40.如權(quán)利要求1、2、3、5、6或7中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中在研磨操作過(guò)程中，給進(jìn)速率為至少約2英寸/分鐘、至少約3英寸/分鐘、或至少約3.5英寸/分鐘。
41.如權(quán)利要求4所述的磨料物品，其中該給進(jìn)速率是在約3英寸/分鐘與約10英寸/分鐘之間的范圍內(nèi)。
42.如權(quán)利要求1、2、3、5、6或7中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中在研磨操作過(guò)程中，給進(jìn)速率是在約2英寸/分鐘與約10英寸/分鐘之間、或約3英寸/分鐘與約10英寸/分鐘之間的范圍內(nèi)。
43.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該工件是一種端銑刀。
44.如權(quán)利要求4所述的磨料物品，其中該粘結(jié)的磨料本體具有的初始研磨功率的增大是不大于約8%、不大于約6%、不大于約4%、或不大于約2%。
45.如權(quán)利要求1、2、3、5、6或7所述的磨料物品，其中該粘結(jié)的磨料本體具有的初始研磨功率的增大是不大于約10%、不大于約8%、不大于約6%、不大于約4%、或不大于約2%。
46.如權(quán)利要求4所述 的磨料物品，其中該粘結(jié)的磨料本體具有的初始研磨功率的增大是在約0.1%與約10%之間、約0.1%與約8%之間、約0.1%與約6%之間、或約0.1%與約4%之間的范圍內(nèi)。
47.如權(quán)利要求1、2、3、5、6或7所述的磨料物品，其中該粘結(jié)的磨料本體具有的初始研磨功率的增大是在約0.1%與約10%之間、約0.1%與約8%之間、約0.1%與約6%之間、或約0.1%與約4%之間的范圍內(nèi)。
48.如權(quán)利要求4所述的磨料物品，其中該粘結(jié)的磨料本體在至少約3英寸/分鐘的最小給進(jìn)速率下在至少約800秒的研磨時(shí)間內(nèi)具有的初始研磨功率的增大是不大于約20%、不大于約15%、或不大于約10%。
49.如權(quán)利要求1、2、3、5、6或7所述的磨料物品，其中該粘結(jié)的磨料本體在至少約3英寸/分鐘的最小給進(jìn)速率下在至少約800秒的研磨時(shí)間內(nèi)具有的初始研磨功率的增大是不大于約20%、不大于約15%、或不大于約10%。
50.如權(quán)利要求4所述的磨料物品，其中該粘結(jié)的磨料本體在至少約6英寸/分鐘的最小給進(jìn)速率下在至少約800秒的研磨時(shí)間內(nèi)具有的初始研磨功率的增大是不大于約20%、或不大于約15%。
51.如權(quán)利要求1、2、3、5、6或7所述的磨料物品，其中該粘結(jié)的磨料本體在至少約6英寸/分鐘的最小給進(jìn)速率下在至少約800秒的研磨時(shí)間內(nèi)具有的初始研磨功率的增大是不大于約20%、或不大于約15%。
52.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該粘結(jié)劑材料包括占該粘結(jié)劑材料總體積的至少10vol%的活性粘結(jié)劑組合物。
53.如權(quán)利要求52所述的磨料物品，其中該活性粘結(jié)劑組合物包括一種含金屬的化合物。
54.如權(quán)利要求53所述的磨料物品，其中該活性粘結(jié)劑組合物包括一種選自下組的金屬元素，該組由以下各項(xiàng)組成:鈦、釩、鉻、以及它們的組合。
55.如權(quán)利要求53所述的磨料物品，其中該活性粘結(jié)劑組合物主要由鈦組成。
56.如權(quán)利要求52所述的磨料物品，其中該活性粘結(jié)劑組合物包括一種選自下組的化合物，該組由以下各項(xiàng)組成:碳化物、氮化物、氧化物、以及它們的組合。
57.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中這些磨料顆粒包括一種超級(jí)磨料材料。
58.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該粘結(jié)劑材料包括至少一種過(guò)渡金屬兀素。
59.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該粘結(jié)劑材料包括一種選自下組的金屬中的金屬，該組由以下各項(xiàng)組成:銅、錫、銀、鑰、鋅、鎢、鐵、以及它們的組口 ο
60.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該粘結(jié)劑材料包括青銅材料。
61.如權(quán)利要求2或4中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中VAe/VBM之比為至少約1.5。
62.如權(quán)利要求1、3、5、6或7中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該本體包括至少約1.3或至少約1.5的VAe/VBM之比，其中VAe是該本體的總體積內(nèi)磨料顆粒的體積百分比，并且Vbm是該本體的總體積內(nèi)粘結(jié)劑材料的體積百分比。
63.如權(quán)利要求4所述的磨料物品，其中VAe/VBM之比是在約1.3與約9.0之間的范圍內(nèi)。
64.如權(quán)利要求1、2、3、5、6或7中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該本體包括在約1.3與約9.0之間的范圍內(nèi)的VAe/VBM之比，其中VAe是該本體的總體積內(nèi)磨料顆粒的體積百分比，并且Vbm是該本體的總體積內(nèi)粘結(jié)劑材料的體積百分比。
65.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該粘結(jié)劑材料包括不大于約4.0MPa m°_5或不大于約3.0MPa m°_5的平均粗糙度(Klc)。
66.如權(quán)利要求65所述的磨料物品，其中該粘結(jié)劑材料包括在約1.0MPamtl 5與約4.0MPa m°_5之間的范圍內(nèi)的平均粗糙度(Klc)。
67.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7中任一項(xiàng)所述的磨料物品,其中該本體包括占該本體總體積的至少5vol%的孔隙率。
68.如權(quán)利要求67所述的磨料物品，其中該孔隙率的大部分是連通孔隙率，限定了延伸穿過(guò)該本體的體積的連通空隙的網(wǎng)絡(luò)。
69.如權(quán)利要求5所述的磨料物品，其中研磨效率的增加為至少約20%、至少約30%、至少約40%、或至少約50%。
70.如權(quán)利要求6或7中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中與常規(guī)的金屬粘結(jié)的磨料物品相t匕，在研磨操作過(guò)程中，通過(guò)部件數(shù)/整修所測(cè)得的研磨效率的增大為至少約10%、至少約20%、至少約30%、至少約40%或至少約50%。
71.如權(quán)利要求1、2、3或4中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中與常規(guī)的金屬粘結(jié)的磨料物品相比，在研磨操作過(guò)程中，通過(guò)部件數(shù)/整修所測(cè)得的研磨效率的增大為至少約10%、至少約20%、至少約30%、至少約40%或至少約50%。
72.如權(quán)利要求5所述的磨料物品，其中研磨效率的增大是在約10%與約200%之間、約20%與約200%之間、約50%與約200%之間、或約50%與約150%之間的范圍內(nèi)。
73.如權(quán)利要求6或7中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中與常規(guī)的金屬粘結(jié)的磨料物品相比，在研磨操作過(guò)程中，通過(guò)部件數(shù)/整修所測(cè)得的研磨效率的增大是在約10%與約200%之間、約20%與約200%之間、約50%與約200%之間、或約50%與約150%之間的范圍內(nèi)。
74.如權(quán)利要求1、2、3或4中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中與常規(guī)的金屬粘結(jié)的磨料物品相比，在研磨操作過(guò)程中，通過(guò)部件數(shù)/整修所測(cè)得的研磨效率的增大是在約10%與約200%之間、約20%與約200%之間、約50%與約200%之間、或約50%與約150%之間的范圍內(nèi)。
75.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該研磨是使用一種選自下組的研磨操作進(jìn)行的，該組由以下各項(xiàng)組成:剝落研磨、槽研磨、緩給進(jìn)研磨、以及切入研磨。
76.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、或7中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中研磨是以一定數(shù)目的部件/修整在比常規(guī)的金屬粘結(jié)的磨料物品的速率大出至少約5%的速率下完成的。
77.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、或7中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該本體包括比常規(guī)的金屬粘結(jié)的磨料物品的G比率大出至少約5%的G比率。
78.如權(quán)利要求6所述的磨料物品，其中與常規(guī)的金屬粘結(jié)的磨料物品相比該該研磨磨損率是小至少約8%、至少約10%、至少約12%、或至少約15%。
79.如權(quán)利要求5或7所述的磨料物品，其中與常規(guī)的金屬粘結(jié)的磨料物品相比該研磨操作過(guò)程中的研磨磨損率 是小至少約5%、至少約8%、至少約10%、至少約12%、或至少約15%。
80.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的磨料物品，其中與常規(guī)的金屬粘結(jié)的磨料物品相比該研磨操作過(guò)程中的研磨磨損率是小至少約5%、至少約8%、至少約10%、至少約12%、或至少約15%。
81.如權(quán)利要求6所述的磨料物品，其中該研磨磨損率是在與常規(guī)的金屬粘結(jié)的磨料物品相比小約5%與約100%之間或在小約5%與約75%的范圍內(nèi)。
82.如權(quán)利要求5或7中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該研磨操作過(guò)程中的研磨磨損率是在與常規(guī)的金屬粘結(jié)的磨料物品相比小約5%與約100%之間或在小約5%與約75%之間的范圍內(nèi)。
83.如權(quán)利要求1、2、3或4中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該研磨操作過(guò)程中的研磨磨損率是在與常規(guī)的金屬粘結(jié)的磨料物品相比小約5%與約100%之間或在小約5%與約75%之間的范圍內(nèi)。
84.如權(quán)利要求5、6或7中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中在研磨過(guò)程中，該本體與常規(guī)的金屬粘結(jié)的磨料物品相比在工件上具有至少約10%或至少20%的研磨效率的增大，如由部件數(shù)/整修所測(cè)得的。
85.如權(quán)利要求1、2、3或4中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中在研磨過(guò)程中，該本體與常規(guī)的金屬粘結(jié)的磨料物品相比在工件上具有至少約10%或至少20%的研磨效率的增大，如由部件數(shù)/整修所測(cè)得的。
86.如權(quán)利要求7所述的磨料物品，其中與常規(guī)的金屬粘結(jié)的磨料物品相比該研磨速率要快至少約10%、至少約15%、或至少約20%。
87.如權(quán)利要求5或6中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中與常規(guī)的金屬粘結(jié)的磨料物品相比該研磨操作過(guò)程中的研磨速率要快至少約5%、至少約10%、至少約15%、或至少約20%。
88.如權(quán)利要 求1、2、3或4中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中與常規(guī)的金屬粘結(jié)的磨料物品相比該研磨操作過(guò)程中的研磨速率要快至少約5%、至少約10%、至少約15%、或至少約20%。
89.如權(quán)利要求7所述的磨料物品，其中該研磨速率是在與常規(guī)的金屬粘結(jié)的磨料物品相比要快約5%與約100%之間或在要快約5%與約75%的范圍內(nèi)。
90.如權(quán)利要求5或6中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該研磨操作過(guò)程中的研磨速率是在與常規(guī)的金屬粘結(jié)的磨料物品相比要快約5%與約100%之間或在要快約5%與約75%的范圍內(nèi)。
91.如權(quán)利要求1、2、3或4中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該研磨操作過(guò)程中的研磨速率是在與常規(guī)的金屬粘結(jié)的磨料物品相比要快約5%與約100%之間或在要快約5%與約75%的范圍內(nèi)。
92.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7中任一項(xiàng)所述的磨料物品，其中該粘結(jié)的磨料本體具有的初始研磨功率的增大是不大于40%，該初始研磨功率的增大由等式[(Pn-Po)/Po] X 100%來(lái)定義，其中Po代表在初始研磨周期中用該粘結(jié)的磨料本體研磨該工件所用的初始研磨功率，并且Pn代表在第η個(gè)研磨周期中用該粘結(jié)的磨料本體研磨該工件所用的研磨功率，其中η>17。
93.一種操作研磨工具的方法，包括: 用一個(gè)磨料修正輪修正一個(gè)粘結(jié)的磨料本體，該粘結(jié)的磨料本體包括在一種金屬粘結(jié)劑材料中包含的磨料顆粒；并且 在修正之后不對(duì)該粘結(jié)的磨料本體進(jìn)行棒整修的情況下用該粘結(jié)的磨料本體研磨一個(gè)工件，其中在研磨過(guò)程中，該粘結(jié)的磨料本體具有的功率變化[(Po-Pn)/Po] X 100%為不大于約40%,其中Po代表在一個(gè)初始研磨周期中用該粘結(jié)的磨料本體研磨一個(gè)工件所用的研磨功率，并且Pn代表在第η個(gè)研磨周期中研磨該工件所用的研磨功率，其中η>4。
94.一種操作研磨工具的方法，包括: 用一個(gè)磨料修正輪修正一個(gè)粘結(jié)的磨料本體，該粘結(jié)的磨料本體包括在一種金屬粘結(jié)劑材料中包含的磨料顆粒，其中該粘結(jié)劑材料包括不大于約4.0MPa m0.5的平均韌性(Klc;)；并且 用修正后的粘結(jié)的磨料本體直接研磨一個(gè)工件，其中在一個(gè)金屬工件的研磨操作中，該粘結(jié)的磨料本體在至少約1.0in3/min/in的材料去除率下具有至少約1200的G比率,其中該G比率被定義為從該工件上去除的材料體積除以從該粘結(jié)的磨料本體上通過(guò)磨損而損失的材料體積。
95.一種操作研磨工具的方法，包括: 在用一個(gè)金剛石輥輪修正一個(gè)粘結(jié)的磨料本體之后用該粘結(jié)的磨料本體直接研磨一個(gè)工件，其中在研磨過(guò)程中，該工件具有至少約5GPa的平均維氏硬度并且該粘結(jié)的磨料本體證實(shí)了在初始研磨功率上的增大是不大于40%，該初始研磨功率的增大由等式[(Pn-Po)/Po] X 100%來(lái)定義，其中Po代表在一個(gè)初始研磨周期中用該粘結(jié)的磨料本體研磨該工件所用的初始研磨功率，并且Pn代表在第η個(gè)連貫的研磨周期中用該粘結(jié)的磨料本體研磨該工件所用的研磨功率，其中η>16。
96.一種操作研磨工具的方法，包括: 用一個(gè)粘結(jié)的磨料本體來(lái)研磨一個(gè)工件，該工件包括具有至少約5GPa的平均維氏硬度的一種碳化物材料，該本體包括在一種金屬粘結(jié)劑材料中包含的磨料顆粒，其中該粘結(jié)的磨料工件進(jìn)行了至少17個(gè)連貫的研磨周期而不超過(guò)一個(gè)研磨機(jī)的最大轉(zhuǎn)軸功率。
97.如權(quán)利要求93、94、95、或96中任一項(xiàng)所述的方法，其中該本體包括至少約1.3的VAG/VBM之比，其中VAe是該本體的總體積內(nèi)磨料顆粒的體積百分比，并且Vbm是該本體的總體積內(nèi)粘結(jié)劑材料的體積百分比。
98.如權(quán)利要求9 3、94、或95中任一項(xiàng)所述的方法，其中修正是用金剛石輥輪來(lái)進(jìn)行的。
99.如權(quán)利要求96所述的方法，進(jìn)一步包括在研磨該工件之前用一個(gè)金剛石輥輪來(lái)修正該粘結(jié)的磨料本體。
100.如權(quán)利要求93、94、95或96中任一項(xiàng)所述的方法，其中該粘結(jié)的磨料本體具有不大于約30%或不大于約12%的功率變化[(Po-Pn)/Po] χ100%。
101.如權(quán)利要求93、94、95、或96中任一項(xiàng)所述的方法，其中該研磨操作包括在該粘結(jié)的磨料本體未經(jīng)修正的情況下至少5個(gè)連貫的研磨周期。
102.如權(quán)利要求93、94、95、或96中任一項(xiàng)所述的方法，其中該研磨操作是以至少約1.0in3/min/in的材料去除率(MRR’ )進(jìn)行的。
103.如權(quán)利要求93、94、95、或96中任一項(xiàng)所述的方法，其中在研磨過(guò)程中該粘結(jié)的磨料本體是以至少約1800sfpm的速度運(yùn)行的。
104.如權(quán)利要求93、94、95、或96中任一項(xiàng)所述的方法，其中該研磨操作是一種切入研磨操作。
105.如權(quán)利要求93、94、95、或96中任一項(xiàng)所述的方法，其中該工件在進(jìn)行η個(gè)研磨周期后包括的平均表面粗糙度(Ra)為不大于約50微米。
106.如權(quán)利要求94所述的方法，其中該G比率為至少約1700。
107.如權(quán)利要求93、95、或96中任一項(xiàng)所述的方法，其中該本體包括至少約1200或至少約1700的G比率，其中該G比率被定義為從該工件上去除的材料的體積除以從該粘結(jié)的磨料本體上通過(guò)磨損而損失的材料體積。
108.如權(quán)利要求94所述的方法，其中該G比率是在約1400與約2300之間的范圍內(nèi)。
109.如權(quán)利要求93、95、或96中任一項(xiàng)所述的方法，其中該本體包括在約1400與約2300之間的范圍內(nèi)的G比率，其中該G比率被定義為從該工件上去除的材料的體積除以從該粘結(jié)的磨料本體上通過(guò)磨損而損失的材料體積。
110.如權(quán)利要求93、94、95、或96中任一項(xiàng)所述的 方法，其中該研磨操作是以在約1.0in3/min/in與20in3/min/in之間的范圍內(nèi)的材料去除率(MRR’ )進(jìn)行的。
111.如權(quán)利要求93、94、95、或96中任一項(xiàng)所述的方法，其中該粘結(jié)的磨料本體包括至少約5vol%的孔隙率，并且其中該孔隙率的大部分是連通孔隙率，限定了延伸穿過(guò)該本體的體積的一個(gè)連通孔網(wǎng)絡(luò)。
112.如權(quán)利要求93、94、95、或96中任一項(xiàng)所述的方法，其中該工件包括鋼。
113.如權(quán)利要求93、94、95、或96中任一項(xiàng)所述的方法，其中研磨是一種剝離研磨操作。
114.如權(quán)利要求93、94、95、或96中任一項(xiàng)所述的方法，其中該粘結(jié)的磨料本體在這些連貫的研磨周期之間沒(méi)有進(jìn)行修正。
115.如權(quán)利要求96所述的方法，其中該最大轉(zhuǎn)軸功率是不大于約3Hp。
116.如權(quán)利要求94、95、或96中任一項(xiàng)所述的方法，其中在研磨過(guò)程中，該粘結(jié)的磨料本體具有的功率變化[(Po-Pn) /Po] X 100%為不大于約40%，其中Po代表在一個(gè)初始研磨周期中用該粘結(jié)的磨料本體研磨一個(gè)工件所用的研磨功率，并且Pn代表在第η個(gè)研磨周期中用該粘結(jié)的磨料本體研磨該工件所用的研磨功率，其中η>17。
117.如權(quán)利要求93所述的方法，其中η>17。
118.如權(quán)利要求93、94、或96中任一項(xiàng)所述的方法，其中在研磨過(guò)程中，該粘結(jié)的磨料本體具有的初始研磨功率的增大是不大于30%，該初始研磨功率的增大由等式[(Pn-Po)/Po] X 100%來(lái)定義，其中Po代表在初始研磨周期中用該粘結(jié)的磨料本體研磨該工件所用的初始研磨功率，并且Pn代表在第η個(gè)研磨周期中用該粘結(jié)的磨料本體研磨該工件所用的研磨功率，其中η>17。
119.如權(quán)利要求95所述的方法，其中η>17。
120.如權(quán)利要求93、94、95、或96中任一項(xiàng)所述的方法，其中該粘結(jié)的磨料本體具有的初始研磨功率的增大是在約0.1%與約40%之間的范圍內(nèi)。
121.如權(quán)利要求93、94、95、或96中任一項(xiàng)所述的方法，其中該工件包括碳化鎢。
122.如權(quán)利要求93、94、95、或96中任一項(xiàng)所述的方法，其中在研磨過(guò)程中該粘結(jié)的磨料本體是以在約1800sfpm與約3100sfpm之間的范圍內(nèi)的速度旋轉(zhuǎn)的。
123.如權(quán)利要求93、94、95、或96中任一項(xiàng)所述的方法，其中該研磨操作是在至少約2英寸/分鐘的給進(jìn)速率下進(jìn)行的。
124.如權(quán)利要求93、94、95、或96中任一項(xiàng)所述的方法，其中該工件是一種端銑刀。
全文摘要
在此披露了一種具有粘結(jié)的磨料本體的研磨工具，該本體包括在一種含金屬的粘結(jié)劑材料中包含的磨料顆粒。在一個(gè)研磨操作過(guò)程中，該粘結(jié)的磨料本體具有的功率變化[(Po-Pn)/Po]×100%為不大于約40%，其中Po代表在一個(gè)初始研磨周期中用該粘結(jié)的磨料本體研磨一個(gè)工件所用的功率，并且Pn代表在第n個(gè)研磨周期中研磨該工件所用的功率，其中n>4。
文檔編號(hào)C09C1/68GK103079765SQ201180042442
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2011年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者S·拉曼斯, K·A·索西埃, R·烏帕德亞雅 申請(qǐng)人:圣戈班磨料磨具有限公司, 法國(guó)圣戈班磨料磨具公司