浸漬過的砂輪的制作方法

專利名稱：浸漬過的砂輪的制作方法
技術領域：
本發明涉及玻態粘合研磨物件，特別是玻態粘合砂輪。更特別地，本發明涉及其中浸漬了研磨助劑的玻態粘合研磨物件。
背景技術：
玻態粘合研磨物件具有通過玻璃態基體粘合的研磨顆粒，并被用于通過研磨顆粒從固體上切削材料的磨擦作用而實現材料去除的方法來進行固體的機械成形。已知它可以研磨定形各種材料的固體，例如包括金屬，玻璃和陶瓷。玻態粘合研磨物件通常被制成適于旋轉工具接觸要利用研磨顆粒加工的固體工件而進行加工的形狀，最通常這種物件被制成輪和輪的邊緣(主要通過輪的邊緣進行加工)，或者盤和盤的片段(主要通過盤的側面進行加工)，本文中用于粘合磨料的輪和盤被稱為“砂輪”。生產在基體中帶有空隙或者“孔洞”玻態粘合研磨物件會，相互連接的空隙被稱為“開孔”。玻態粘合研磨物件的孔結構影響物件的許多特性，例如包括它的物理強度，物件出現新刃口的破壞率，以及它去除切屑和將金屬加工液傳遞到材料去除區域的效力。在帶有開孔結構的玻態粘合砂輪中，已知有時具有孔洞大小與形狀的隨意分布(一些孔洞相對大，一些孔洞相對小)。因此，就孔洞大小、形狀和分布而言，玻態粘合砂輪可能具有不均勻的開孔結構。
眾所周知，在固體研磨成形，例如工件的研磨中產生的熱可能增加輪的磨損率，并且在極端的情況下，可能不利地影響工件的質量，產生在公差范圍外的尺寸、不能接受的表面磨光，以及燒焦工件材料。在大尺寸材料的研磨過程中產生的熱是砂輪的研磨顆粒和工件之間滑動摩擦的結果。產生的熱的量取決于很多因素，包括但并不限于研磨顆粒的組合物和結構、工件的本性、研磨過程中切削的深度、輪速以及用于將研磨顆粒粘在一起的玻態粘結劑。在本領域中公知不同的研磨操作(舉例來說，表面、內部、滾動、全面進磨、粗磨、緩進研磨、切削)涉及不同的力、速度、溫度、進磨速率、金屬去除速率和工件材料。一些研磨操作(舉例來說，磨光或表面研磨)可能使用相對溫和的物理條件，包括低的施加力、進磨速率和金屬去除速率。其它的研磨操作(舉例來說，緩進研磨、全面進磨和切削研磨)可能使用相對劇烈的物理條件例如高的施加力、進磨速率和高的金屬去除速率。因此在本領域中制造配合特殊類型的研磨操作和/或工件的玻態粘合砂輪是已知的。因此，不同的玻態粘合砂輪可以用于表面研磨、全面進磨、內部研磨、緩進研磨和滾動研磨操作，以及用于不同的工件材料，例如各種金屬、玻璃和陶瓷工件材料。這種砂輪在研磨顆粒的數量和種類，玻態粘合材料和結構以及多孔度方面可以有所不同。
為了降低或消除研磨過程中產生的熱，從而改進研磨的性能和效率，研磨操作過程中使用金屬加工液，更通常稱為研磨液在本領域中是公知的。這些流體一般是水或者油基流體，并且在許多情況下在研磨期間可以減小磨擦并且去除熱。通過所述流體減小研磨顆粒和工件之間的磨擦能夠減少研磨過程中產生的熱。這些流體降低砂輪及其零部件和工件之間磨擦的能力，以及去除研磨過程中熱的能力，取決于如下因素例如流體的組成以及流體滲透到工件和砂輪之間的界面的能力，更特別地是在研磨過程中工件和研磨顆粒之間的界面。研磨液滲入砂輪和工件之間的界面，也被稱作工作區，可以部分通過旋轉的砂輪攜帶研磨液進入研磨區域而完成，至少部分通過在砂輪研磨面上的輪的開孔結構來完成。不利的是，砂輪和研磨液的相互作用趨向從研磨區域轉移流體，并且可能會產生影響充分傳送到研磨區域那邊的霧，從而增加了為保持清潔的工作環境所采取的必要措施。
一種本領域尋求的以克服使用研磨液的缺點并且同時改進玻態粘合砂輪的研磨性能的方法是向砂輪的孔洞中注入研磨助劑，例如潤滑劑。孔洞以這種途徑將研磨助劑傳遞給研磨區域。為了起到研磨助劑的作用，在研磨區域必須得到足夠量的浸漬劑或其成分，從而降低磨擦或者改進切削效率以提高研磨性能。在本領域中，硫磺、石蠟、油、石墨以及含鹵聚合物已經成為浸入玻態粘合砂輪中，以試圖在使用或不使用研磨液的研磨操作中(即濕法和干法研磨)改進砂輪研磨性能的一些材料。
因為在用硫磺浸漬粘結的研磨劑的過程中會產生有害的硫磺蒸氣，并且在使用硫磺浸漬的粘合研磨劑的干法研磨過程中會放出討厭的氣體，所以盡管用硫磺浸漬的砂輪可以得到改進的研磨性能，但是這種輪的使用還是受到限制。
本領域的技術人員已經使用或提議用各種油來浸漬玻態粘合砂輪。在研磨過程中，旋轉的砂輪會產生離心力，作用于砂輪孔洞內的油。所述離心力會引起油從砂輪中過早的排出和/或引起油集中在砂輪的周圍，造成砂輪的內部缺油或者嚴重降低油的濃度。所得的砂輪在研磨操作過程中對砂輪的壽命不利地表現出變化或降低的研磨性能。潤滑油，包括低粘度、非極性的吸濕性液體油，已經被結合成熔點高于室溫的蠟，可以看作是用油浸漬玻態粘合砂輪以改進它們的研磨性能的方法。蠟可作為油和助劑的載體，能夠保持孔洞中的油以抵抗研磨過程中旋轉的砂輪產生的離心力的作用。在研磨區域研磨過程中產生的熱融化蠟載體而釋放出油，從而油能用于在研磨中降低磨擦。在這種方法中，與直接將油浸漬到輪中相比，浸漬的輪具有較低的用于減小磨擦的油濃度，其量等于所使用的載體蠟的量。
雖然用使用先有技術浸漬的玻態粘合砂輪已經在研磨性能方面得到不同程度地改進，但是這種輪依然表現出各種各樣的缺點，從而降低了它們的可取性和/或預期的性能。浸漬的玻態粘合砂輪的這些缺點和有限的使用提出了對改進的浸漬玻態粘合砂輪的需要。

發明內容
本發明的一個目的是提供克服了已知用研磨助劑浸漬過的玻態粘合研磨物件缺點的浸漬過的玻態粘合研磨物件(舉例來說，砂輪)。
本發明的另一個目的是提供其中浸漬了含硫有機物質作為研磨助劑的浸漬過的玻態粘合研磨物件(舉例來說，砂輪)，所述物質在室溫下是固體。
本發明更進一步的目的是提供其中浸漬了含硫有機物質作為研磨助劑的浸漬過的玻態粘合研磨物件(舉例來說，砂輪)，所述物質不溶于水并且在室溫下是固體。
本領域的技術人員從下列描述以及附帶的權利要求書顯而易見的這些和其他目的可以按照本發明通過浸漬的玻態粘合研磨物件來完成，更特別是用研磨助劑浸漬的玻態粘合砂輪，所述砂輪包括大量的研磨顆粒及將研磨顆粒粘在一起并且在其中分布了大量開孔的玻態基體，至少部分所述的孔洞包含浸漬劑，其中所述浸漬劑包括不溶于水的含硫有機物質，所述物質具有至少一個碳硫鍵，至少5％重量份的硫和至少約為30℃的熔點，所述熔點至少低于物質的分解溫度10℃，并且選自包含取代的和非取代的脂肪族的、芳香族的、脂環族的、鏈烯基、炔基、烷芳基、芳烷基以及取代的雜環的含硫有機物質或所述物質的混合物的組中，所述的浸漬劑除了所述物質外無其它介質，其中所述物質或所述物質的混合物是溶解或分散的。
可以相信，根據本發明的浸漬的玻態粘合砂輪在砂輪與工件之間的研磨界面(即研磨區域)提供了含硫有機物質，響應于在研磨期間研磨區域產生的熱釋放或者在研磨區域使足夠的含硫物質減少工件和研磨顆粒和/或砂輪的其他成分(舉例來說，玻態粘結劑)之間的磨擦，因此起到研磨助劑的作用。這種磨擦的降低至少部分導致降低的研磨力，增加的研磨性能(舉例來說，更高的G-比，增加的金屬去除率)以及增加的研磨效率。
具體實施例方式
在本說明書及附加的權利要求書中使用的術語浸漬劑將表示所述物質或者引入并且在玻態粘合研磨物件的開孔結構中保持的物質。在本說明書和附加的權利要求書中使用的術語“不溶于水”將表示在水中基本上不溶解，也就是在室溫下每100克水溶解1克或更少的溶解度。在本說明書以及附加的權利要求書中的術語“溶解”將表示以分子和/或原子和/或離子的形式存在于連續的基體中。本文和附加的權利要求書中使用的術語“分散”將表示以膠束和/或團聚物和/或微粒和/或液滴的形式存在于連續的基體中。本文和附加的權利要求書中使用的術語“開孔”將表示在研磨物件的粘結劑內的相互連接的未封閉的空間或空隙。術語“砂輪和工件之間的界面”，“研磨顆粒和工件之間的界面”以及“砂輪組件和工件之間的界面”可以互用，并且與術語“研磨區域”有著相同的含義。本文和附加的權利要求書中使用的“研磨助劑”將表示當在研磨區域提供足夠量時，能起到減小磨擦，增加切削效率或者改進研磨性能作用的物質。本文和附加的權利要求書中使用的詞語“介質”將表示并且描述了其中溶解或分散了材料的連續相，例如溶解烴類油的烴類溶劑。本說明書和附加權利要求書的上下文中使用的術語“所述物質以外的介質”將確定一個連續的有機相，也就是根據本文所說明及權力要求的本發明的不是非水溶的含硫有機物質。本說明書和附加的權利要求書的上下文中使用的術語“大量的研磨顆粒”意指既適用于研磨顆粒的數量又適用于研磨顆粒尺寸及組成(舉例來說，不同成分和結構的研磨顆粒的混合物)。
根據本發明已經發現，浸漬的玻態粘合研磨物件，更特別是用研磨助劑浸漬的玻態粘合砂輪，而且更尤其是含硫有機物質浸漬的玻態粘合砂輪與沒浸漬的玻態粘合砂輪相比表現出改進的研磨性能。根據本發明的含硫有機物質浸漬的玻態粘合砂輪可以阻止砂輪旋轉產生的離心力引起的浸漬劑分布上過早的損失或變化。另外可以發現，根據本發明的浸漬的玻態粘合砂輪除了所述含硫有機物質外不需要并且因此也不存在用于含硫有機浸漬劑的載體。
可以相信，根據本發明在研磨過程中通過工件與砂輪的接觸而產生的熱引起在研磨區域浸漬的砂輪中的浸漬劑的釋放并且這種釋放的浸漬劑作為降低磨擦以及增加研磨性能的研磨助劑來說是有效的。
根據本發明，提供了一種玻態粘合研磨物件其包括大量的研磨顆粒及將研磨顆粒粘在一起并且在其中分布了大量開孔的玻態基體，至少部分所述的孔洞包含作為浸漬劑的研磨助劑，其中所述浸漬劑包括至少一種不溶于水的含硫有機物質，所述物質具有至少一個碳硫鍵，至少約5％重量份的硫磺和至少約為30℃的熔點，所述熔點至少低于物質的分解溫度10℃，并且選自包含取代的和非取代的脂肪族的、芳香族的、脂環族的、鏈烯基、炔基、烷芳基、芳烷基以及取代的雜環的含硫有機物質或所述物質的混合物的組中，所述的浸漬劑除了所述物質外無其它介質，其中所述物質或所述物質的混合物是溶解或分散的。
本發明的另一方面提供了一種玻態粘合研磨物件(舉例來說，砂輪)其包括大量的研磨顆粒及將研磨顆粒粘在一起并且在其中分布了大量開孔的玻態基體，至少部分所述的孔洞包含作為浸漬劑的研磨助劑，其中所述浸漬劑包括至少一種不溶于水的含硫有機物質，所述物質具有至少一個碳硫鍵，從約10％～約60％重量份范圍內的硫含量和至少約為30℃的熔點，所述熔點至少低于物質的分解溫度10℃，優選至少低20℃，并且所述物質選自包含取代的和非取代的脂肪族的、芳香族的、脂環族的、鏈烯基、炔基、烷芳基、芳烷基以及取代的雜環的含硫有機物質或所述物質的混合物的組中，所述的浸漬劑除了所述物質外無其它介質，其中所述物質或所述物質的混合物是溶解或分散的。
根據本發明的一個實踐，提供了一種玻態粘合研磨物件(舉例來說，砂輪)其包括大量的研磨顆粒及將研磨顆粒粘在一起并且在其中分布了大量開孔的玻態基體，至少部分所述的孔洞包含作為浸漬劑的研磨助劑，其中所述浸漬劑包括至少一種不溶于水的含硫有機物質，所述物質具有至少一個碳硫鍵，至少約10％重量份的硫含量和在約30℃～約500℃的范圍內的熔點，所述熔點至少低于物質的分解溫度10℃，并且所述物質選自包含取代的和非取代的脂肪族的、芳香族的、脂環族的、鏈烯基、炔基、烷芳基、芳烷基以及取代的雜環的含硫有機物質或所述物質的混合物的組中，所述的浸漬劑除了所述物質外無其它介質，其中所述物質或所述物質的混合物是溶解或分散的。
本發明的另一個實踐提供了一種玻態粘合研磨物件(舉例來說，砂輪)包括大量的研磨顆粒及將研磨顆粒粘在一起并且在其中分布了大量開孔的玻態基體，至少部分所述的孔洞包含作為浸漬劑的研磨助劑，其中所述浸漬劑包括至少一種不溶于水的含硫有機物質，所述物質具有至少一個碳硫鍵，從約20％～約60％重量份范圍內的硫含量和在約40℃～約250℃范圍內的熔點，所述熔點至少低于物質的分解溫度10℃，并且所述物質選自包含取代的和非取代的脂肪族的、芳香族的、脂環族的、鏈烯基、炔基、烷芳基、芳烷基以及取代的雜環的含硫有機物質或所述物質的混合物的組中，所述的浸漬劑除了所述物質外無其它介質，其中所述物質或所述物質的混合物是溶解或分散的。
此外，根據本發明還有一個設想的玻態粘合研磨物件(舉例來說，砂輪)包括大量的研磨顆粒及將研磨顆粒粘在一起并且存在大量開孔的玻態基體，至少部分所述的孔洞包含浸漬劑，其中浸漬劑包括至少一種不溶于水的含硫有機物質，所述物質具有至少一個碳硫鍵，至少一個例如碳氯鍵的碳鹵鍵，從約15％～約60％重量份范圍內的硫含量和以及在約40℃～約250℃范圍內的熔點，所述熔點至少低于物質的分解溫度20℃，并且所述物質選自包含取代的和非取代的脂肪族的、芳香族的、脂環族的、鏈烯基、炔基、烷芳基、芳烷基以及取代的雜環的含硫有機物質或所述物質的混合物的組中，所述的浸漬劑除了所述物質外無其它介質，其中所述物質或所述物質的混合物是溶解或分散的。
作為本發明的一個實施例，提供了一種玻態粘合研磨物件(舉例來說，砂輪)包括大量的研磨顆粒及將研磨顆粒粘在一起并且在其中分布了大量開孔的玻態基體，至少部分所述的孔洞包含作為浸漬劑的研磨助劑，其中浸漬劑包括至少一種不溶于水的含硫有機物質，所述物質具有至少一個碳硫鍵，至少約10％重量份的硫含量和至少約30℃的熔點，所述熔點至少低于物質的分解溫度10℃，并且所述物質選自包含取代的和非取代的脂肪族的、芳香族的、脂環族的、鏈烯基、炔基、烷芳基、芳烷基以及取代的雜環的含硫有機物質或所述物質的混合物的組中，所述的浸漬劑除了所述物質外無其它介質，其中所述物質或所述物質的混合物是溶解或分散的并且其中至少一種所述物質具有如下通式
其中R1、R2、R3和R4可以是相同或不同的，并選自包含烷基、環烷基、芳基、烷芳基以及芳烷基的組中，x為1～6。
作為另一個本發明實踐例，提供了一種玻態粘合研磨物件包括大量的研磨顆粒及將研磨顆粒粘在一起并且在其中分布了大量開孔的玻態基體，至少部分所述的孔洞包含作為浸漬劑的研磨助劑，其中浸漬劑包括至少一種不溶于水的含硫有機物質，所述物質具有至少一個碳硫鍵，至少約10％重量份的硫含量和至少約30℃的熔點，所述熔點至少低于物質的分解溫度10℃，并且所述物質選自包含取代的和非取代的脂肪族的、芳香族的、脂環族的、鏈烯基、炔基、烷芳基、芳烷基以及取代的雜環的含硫有機物質或所述物質的混合物的組中，所述的浸漬劑除了所述物質外無其它介質，其中所述物質或所述物質的混合物是溶解或分散的并且其中至少一種所述物質具有如下通式 其中R1、R2、R3和R4可以是相同或不同的具有1～6個碳原子的烷基基團，x為1～6。
根據本發明的再一個實施例，提供了一種玻態粘合研磨物件包括大量的研磨顆粒及將研磨顆粒粘在一起并且在其中分布了大量開孔的玻態基體，至少部分所述的孔洞包含作為浸漬劑的研磨助劑，其中浸漬劑包括至少一種不溶于水的含硫有機物質，所述物質具有至少一個碳硫鍵，至少約10％重量份的硫含量和至少約30℃的熔點，所述熔點至少低于物質的分解溫度10℃，并且所述物質選自包含取代的和非取代的脂肪族的、芳香族的、脂環族的、鏈烯基、炔基、烷芳基、芳烷基以及取代的雜環的含硫有機物質或所述物質的混合物的組中，所述的浸漬劑除了所述物質外無其它介質，其中所述物質或所述物質的混合物是溶解或分散的并且其中至少一種所述物質具有如下通式 其中R1、R2、R3和R4可以是相同或不同的芳基基團，x為1～6。
作為本發明的又再一個的實施例，提供了一種玻態粘合研磨物件包括大量的研磨顆粒及將研磨顆粒粘在一起并且在其中分布了大量開孔的玻態基體，至少部分所述的孔洞包含作為浸漬劑的研磨助劑，其中浸漬劑包括至少一種不溶于水的含硫有機物質，所述物質具有至少一個碳硫鍵，至少約10％重量份的硫含量和至少約30℃的熔點，所述熔點至少低于物質的分解溫度10℃，并且所述物質選自包含取代的和非取代的脂肪族的、芳香族的、脂環族的、鏈烯基、炔基、烷芳基、芳烷基以及取代的雜環的含硫有機物質或所述物質的混合物的組中，所述的浸漬劑除了所述物質外無其它介質，其中所述物質或所述物質的混合物是溶解或分散的并且其中至少一種所述物質具有如下通式 其中R1、R2、R3和R4可以是相同或不同的芳烷基基團，x為1～6。
在本發明的再一個實踐中，提供了一種玻態粘合研磨物件其包括大量的研磨顆粒及將研磨顆粒粘在一起并且在其中分布了大量開孔的玻態基體，至少部分所述的孔洞包含作為浸漬劑的研磨助劑，其中浸漬劑包括至少一種不溶于水的含硫有機物質，所述物質具有至少一個碳硫鍵，至少約10％重量份的硫含量和至少約30℃的熔點，所述熔點至少低于物質的分解溫度10℃，并且所述物質選自包含取代的和非取代的脂肪族的、芳香族的、脂環族的、鏈烯基、炔基、烷芳基、芳烷基以及取代的雜環的含硫有機物質或所述物質的混合物的組中，所述的浸漬劑除了所述物質外無其它介質，其中所述物質或所述物質的混合物是溶解或分散的并且其中至少一種所述物質為二硫化四乙基秋蘭姆。
本文使用的根據通式 的物質以常用名稱作四有機秋蘭姆硫化物，并且包括x等于1的一硫化物以及x大于1的多硫化物，其中有機指R1、R2、R3和R4基團。因此舉例來說，如果所有的R基團為甲基，并且x等于1，所述物質為四甲基秋蘭姆一硫化物，如果x大于1，所述物質就為四甲基秋蘭姆多硫化物(舉例來說，二硫化物、四硫化物、六硫化物)。本發明實踐中，其意圖是根據本發明的浸漬劑可以是根據本發明的物質的混合物。因此舉例來說，浸漬劑可以包括四有機秋蘭姆一硫化物的混合物，四有機秋蘭姆多硫化物的混合物和四有機秋蘭姆一硫化物及四有機秋蘭姆多硫化物的混合物。
已經發現帶有開孔的玻態粘合研磨物件(舉例來說砂輪)的研磨性能通過作為研磨助劑的浸漬劑浸漬到孔洞中而得到改善，浸漬劑包括至少一種不溶于水的、含硫有機物質，所述物質具有至少一個碳硫鍵，至少約10％重量份的硫含量和至少約30℃的熔點，所述熔點至少低于物質的分解溫度10℃，并且所述物質選自包含取代的和非取代的脂肪族的、芳香族的、脂環族的、鏈烯基、炔基、烷芳基、芳烷基以及取代的雜環的含硫有機物質或這種物質的混合物的組中，所述的浸漬劑除了所述物質外無其它介質，其中所述物質或所述物質的混合物是溶解或分散的。浸漬劑的含硫有機物質可以包含幾個碳硫鍵，并且可以包含碳硫單鍵和碳硫雙鍵。更進一步，浸漬劑的含硫有機物質除了碳硫鍵外，還可以包含硫硫鍵和/或硫氮鍵和/或硫氧鍵。要求含硫有機物質不溶于水，而不需要絕對的水不溶性。因此，根據本文先前定義的術語“不溶于水”，術語“不溶于水”意指包括基本上不溶于水。
根據本發明的浸漬到玻態粘合砂輪開孔中不溶于水的含硫有機物質的量將取決于這樣的因素，例如，砂輪的開孔(也就是開孔的量和大小)、不溶于水的粘度、當浸漬到輪中時熔融狀態的含硫有機物質、進行浸漬的壓力、以及砂輪在熔融的不溶于水的含硫有機物質中的暴露時間。用根據本發明的不溶于水的含硫有機物質完全浸漬砂輪的開孔是本文中公開并在附加權利要求書中權利要求的本發明的優選實踐。在任何情況下，意圖將足夠的含硫有機物質浸漬到玻態粘合物件中，從而有效地在使用砂輪的加工條件下作為研磨助劑。
當砂輪的開孔僅僅(也就是唯一地)包含根據本發明的不溶于水的含硫有機物質時，根據本發明能得到玻態粘合砂輪研磨性的有利的改進。因此，有利地，不需要并且根據本發明也沒有使用其中溶解或分散了不溶于水的含硫有機物質或這種物質的混合物的介質或載體，其中所述介質或載體是除了根據本發明不溶于水的含硫有機物質之外的物質。認為并認識到每種均根據本發明的兩種或多種不溶于水的含硫有機物質的混合物可以在物理上包含一種或多種溶解或分散在另一種根據本發明的不溶于水的含硫有機物質中的不溶于水的含硫有機物質。
根據本發明的不溶于水的含硫有機物質，其中溶解或分散了一種或多種根據本發明的其他不溶于水的含硫有機物質的，可以被看作是用于所述溶解或分散的物質的介質或載體，并且根據本文公開并在附加權利要求書中權利要求的本發明是允許的。因此舉例來說，根據本發明A和B的混合物，其中兩個都是根據本發明的可以彼此以化學和/或物理方法區分的不溶于水的含硫有機物質，可以用作本發明玻態粘合砂輪的開孔中的浸漬劑，其中B溶解或分散在A中，那么A可以被看作是B的介質或載體。在這種情況下，本發明考慮并將包括一種玻態粘合研磨物件(舉例來說砂輪)，其包括大量的研磨顆粒及將研磨顆粒粘在一起并且在其中分布了大量開孔的玻態基體，至少部分所述的孔洞包含A和B的混合物，其中兩個都是具有至少一個碳硫鍵，至少10％重量份的硫含量和至少約30℃的熔點的不溶于水的含硫有機物質，所述熔點至少低于物質的分解溫度10℃，并且均選自包含取代的和非取代的脂肪族的、芳香族的、脂環族的、鏈烯基、炔基、烷芳基、芳烷基以及取代的雜環的含硫有機物質的組中，并且其中B溶解或分散在A中，A將起到B的介質或載體的作用。然而，不需要根據本發明的兩種或多種不溶于水的含硫有機物質的混合物包括一種或多種溶解或分散在另一種根據本發明的不溶于水的含硫有機物質中的所述不溶于水的含硫有機物質，相反地，所述混合物可以包括例如所述混合物的單獨且可物理區分的成分的每種所述物質，舉例來說例如例如沙子和砂礫的混合物。
根據本文公開的并在附加權利要求書中權利要求的本發明，玻態粘合研磨物件開孔中包含的不溶于水的含硫有機物質在室溫或約室溫下(例如25℃)是固體，正如所預期的所述至少約為30℃的熔點。因此根據本發明玻態粘合研磨物件(舉例來說砂輪)在或約在室溫下具有大量的包含根據本發明是固態的浸漬劑的開孔。優選地，根據本發明可用的不溶于水的含硫有機物質具有足夠高的熔點以保持除存在于研磨區域中的那些孔洞之外的玻態粘合砂輪的開孔中的浸漬劑是固體狀態。作為浸漬劑在本發明實踐中使用的不溶于水的含硫有機物質舉例來說包括但不局限于這些種類的含硫有機物質，例如有機硫化物、多硫化物、噻唑、硫醇、巰基酸及其衍生物、硫代化合物、硫醇、硫酯、硫代酸、取代的硫脲和砜。根據本發明可用于本發明實踐的含硫有機物質的實例包括但不局限于二硫化四異丁基秋蘭姆；二硫化四乙基秋蘭姆(或者稱作四乙基硫代過氧二碳二酰胺)；二苯基二硫化物；硫化四異丁基秋蘭姆；六硫化雙亞戊基秋蘭姆；二硫化四甲基秋蘭姆；二吡啶基乙烷基硫化物；二硫化四苯甲基秋蘭姆；二硫化雙環環戊烷秋蘭姆；雙(氯代苯甲基)二硫化物；二丁基四硫化物；異辛基-3-巰基丙酸酯；二辛基巰基琥珀酸酯；p-氯代苯甲基硫醇；巰基苯并噻唑；2-巰基安息香酸；硫代乙醛；硫代乙酰胺；二苯基硫脲；2-氨基-5-對氨基苯磺酰-噻唑；硫代苯胺；硫代乙醇-β-氨基N-酰基萘胺噻吩二碘化物；2-氨基噻唑；N-氧聯二乙基-2-苯并噻唑氨磺酰；N，N-二乙基硫脲；1，3-二丁基硫脲；聯苯二硫化物；二硫代雙-苯并噻唑；二苯甲基硫化物；硫茚；2(嗎啉代硫代)苯噻唑；二巰基苯噻唑；4，4-二硫代嗎啉；4，4′-硫代雙(6-叔丁基-m-甲酚)；4，4′-硫代雙(2-甲基-6-叔丁基酚)；2，4-二巰基-1，3，4-噻重氮；二甲基砜；四硫化雙亞戊基秋蘭姆；二氯代-二苯砜；一縮二季戊四醇六(3-巰基丙酸酯)；4，4-二氨基二苯基砜；丁基苯甲基氨磺酰；二苯甲基砜；二苯甲基二硫化物；硫代水楊酸；巰萘(硫代乙酸-β-氨基苯酞)。在本發明實踐中用到的其他含硫有機物質包括，但不局限于硫化四甲基秋蘭姆；二硫代二戊酮酸；雙(4-氨基苯基)砜和氯代二苯基砜。
正如本文描述并在附加權利要求書中權利要求，本發明實踐中計劃使用不同的研磨顆粒，包括不同成分和/或結構和/或尺寸的研磨顆粒的混合物。本發明實踐中可使用的研磨顆粒包括，但不局限于熔融氧化鋁，溶膠-凝膠氧化鋁，喂種的溶膠-凝膠氧化鋁，燒結的溶膠-凝膠氧化鋁，碳化硅，立方相氮化硼，鉆石，六方相氮化硼，碳化鈦，氮化鋁和微晶氧化鋁。本發明中使用的燒結溶凝膠氧化鋁研磨劑可以是燒結的溶膠-凝膠、多晶的、高密度(即至少95％的理論密度)的α-氧化鋁研磨砂。
本發明實踐中可以使用寬范圍尺寸的研磨顆粒或粗砂，包括但不局限于例如24～220目美國標準篩尺寸。
根據本發明的玻態基體從玻態基體前體組合物，即通過焙燒形成將研磨物件的研磨顆粒粘在一起的玻態基體的材料的混合物制成。這種在本領域中還稱作玻態相、玻態粘結劑、陶瓷粘結劑或玻璃粘結劑的玻態基體可以由氧化物和硅酸鹽的組合或混合物通過被加熱到高溫(例如焙燒溫度)而反應和/或熔合制成，或者可以由玻璃料的顆粒熔合在一起制成。玻璃料是氧化物和硅酸鹽在加熱到高溫下熔合形成玻態基體而制成的玻態、陶瓷或玻璃狀材料的熟知形態。玻態基體前體組合物中的氧化物和硅酸鹽主要是諸如金屬氧化物、金屬硅酸鹽和氧化硅的材料。舉例來說，玻態基體可以含有氧化物基的組合物，包括任何一種或所有的二氧化硅、氧化鈦、氧化鋁、氧化鐵、氧化鉀、氧化鈉、氧化鈣、氧化鋇、氧化硼和氧化鎂。舉例來說，在本發明實踐中可以使用在1000°F～2500°F范圍內的溫度來形成將研磨顆粒粘在一起的玻態基體。這種加熱通常稱為焙燒步驟或焙燒，并且通常在窯或熔爐中進行，在焙燒研磨物件中所使用的溫度和時間根據諸如研磨物件的尺寸和形狀、研磨顆粒的成分和結構以及玻態基體前驅物成分的因素來控制。本發明實踐中可以使用在本領域中熟知的制造玻態粘合研磨物件(舉例來說砂輪)的溫度、時間和環境的焙燒條件。在本發明實踐中想要得到的是玻態基體和玻態基體前驅物組合物或混合物不與研磨顆粒反應，在某種意義上反應會對研磨顆粒的成分、結構和性能產生有害的影響。
根據本文公開并在附加的權利要求書中所權利要求的本發明的玻態粘合研磨物件具有開孔。然而公認的是所述物件在某種程度上可以包含閉合的孔洞。這是本領域相當公認的一種條件。根據物件預期的用途，可以在制造研磨物件的過程中可以改變并且控制玻態粘合研磨物件中的孔隙率(即孔洞的數量和類型)。因此在玻態粘合研磨物件(舉例來說砂輪)的領域中，帶有不同數量的開孔和閉孔，范圍從很少或沒有閉孔并且其余孔洞為開孔到高含量的閉孔并且很少或沒有開孔是周知的。在本發明實踐中優選的是在玻態粘合研磨物件中含有高數量的開孔(舉例來說，65％的開孔，以物件的體積百分數表示)。
粘合的研磨物件孔洞的尺寸、數量和分布受故意包括能產生或包含空隙的材料的影響，這種材料在本領域中稱為“孔洞誘導物”。孔洞誘導物可以產生開孔，即在最終粘合劑中的空隙；或閉孔，即存在于玻璃狀粘合劑中的孔洞誘導物自身內的空隙。通常閉合的單元孔洞由無機的孔洞誘導物產生，例如在焙燒玻態粘合研磨物件(舉例來說砂輪)時保留其形狀，從而在研磨物件中形成單獨的、非相互連接的閉合單元孔洞或空隙的中空粒子。
玻態粘合研磨物件(舉例來說砂輪)中的敞開的單元孔洞通常通過在焙燒從而玻璃化粘合劑期間揮發和/或分解的有機孔洞誘導物來產生。在本發明實踐中，可以使用許多本領域中熟知的材料作為有機的、產生敞開單元的孔洞誘導物，從而根據本發明在玻態粘合研磨物件中產生孔洞。這種有機的孔洞誘導物舉例來說包括，但不局限于諸如碾碎的堅果殼、合成聚合物、樹脂、木粉和高溫(如高于50℃)熔化和分解的有機化合物和物質的材料。固體有機孔洞誘導物通常在制造玻態粘合研磨物件(舉例來說砂輪)中易于配合，因此在本發明實踐中是優選的。玻態粘合研磨物件的開孔結構由有機的孔洞誘導物形成，通常分布在玻態基體內的孔洞大小和形狀有很寬的范圍。根據本發明的玻態粘合研磨物件，它是包含浸漬劑的物件開孔結構。
就總孔隙度和孔隙類型(即閉合的和敞開的單元)而言，根據本文所述并在附加權利要求書中所權利要求的本發明的玻態粘合研磨物件(舉例來說砂輪)的開孔可以在很大的范圍內改變。玻態粘合研磨物件的孔洞數量或孔率通常以物件的全部體積的體積百分數表示。因此根據本發明的玻態粘合研磨物件舉例來說可以包含約20％體積到約65％體積的范圍內的敞開的單元孔洞，優選在約25％體積到約58％體積的范圍內。
本領域中公知制造玻態粘合研磨物件時使用不同的添加劑以提高制造物件的容易程度。這種添加劑可以包括，但不局限于填料、暫時粘合劑和加工助劑。本發明實踐中可以任意使用這些添加劑，其用量在本領域中是公知的。
可以使用本領域公知的設備來制造根據本發明的玻態粘合研磨物件。可以使用本領域公知的傳統摻合及混合工藝、條件和設備來制造本文公開的并在附加權利要求書中權利要求的玻態粘合研磨物件。可以使用用于制備研磨顆粒、玻態粘結劑前驅體和添加劑(舉例來說，暫時粘合劑，孔洞誘導物等)的摻合物的工藝、條件和設備以及擠壓摻合物以制造冷塑的研磨物件。在焙燒之前進行冷塑的研磨物件的烘干以除去通常由暫時包扎物引入物件中的水或有機溶劑。烘干后，將通常稱為生的物件或生輪的冷塑物件經受高溫，例如1000°F～2500°F，以形成將研磨顆粒粘在一起的以及形成物件孔洞的玻態基體和這種玻態粘合研磨物件(舉例來說砂輪)。通常在可以控制或可變地控制時間、溫度、環境和加熱順序(即時間溫度順序)的窯或熔爐中實施所述焙燒步驟。本發明實踐中可以使用本領域中公知的焙燒條件。
根據本發明至少部分玻態粘合研磨物件(舉例來說砂輪)的開孔包含如本文公開并在附加權利要求書中所權利要求的浸漬劑。浸漬劑可以通過不同的方法引入到開孔中。一種這樣的方法通常包括用熔化的浸漬劑接觸熱的玻態粘合的研磨物件。因此例如在一種這種方法的變體中a)將玻態粘合研磨物件加熱到溫度等于或優選高于，在一些情況下只是稍微高于，任何一種及所有浸漬劑的不溶于水的含硫有機物質的成分的熔點，但是低于所述有機物質的分解溫度，b)將浸漬劑加熱至或高于浸漬劑任何一種及所有不溶于水的含硫有機物質的成分的熔點，但是低于所述成分的分解溫度，優選到致使浸漬劑相當流暢以產生浸漬劑浴的溫度，c)熱的玻態粘合的研磨物件至少部分浸入到浸漬劑浴中，d)保持物件足夠長的浸入時間以使開孔得到最大量的浸漬，并且，有利地，在浸漬劑浴中物件的方向在浸入期間是間歇的或連續改變的以促進開孔的浸漬遍及物件，以及e)然后使物件從浴中移開。在一些情況下，浸漬過程中熔融的浸漬劑浴的溫度高于熱的物件的溫度以防止或降低由物件引起的熱損失是理想的。更進一步的，高于或低于大氣壓的壓力的使用可以用于用發明的浸漬劑浸漬玻態粘合砂輪的方法中。例如，輪和浴可以被裝在低于大氣壓的環境中以從結合物的開孔中除去空氣，從而減少由浸漬劑滲透到孔洞的滲透阻力。相反地，輪和浴可以被裝在高于大氣壓的環境中以促使浸漬劑進入結合物的孔洞逐出空氣。靠從熔融的浸漬劑浴中移去物件，使得物件表面上過量的熔融的浸漬劑漸漸枯竭，然后物件冷卻到低于浸漬劑的熔融溫度。玻態粘合研磨物件以及浸漬劑加熱到的具體溫度依賴于不溶于水的、含硫有機物質成分或浸漬劑成分的熔點和分解溫度。
在另一個將浸漬劑引入結合物孔洞中的方法的變體中，熱的浸漬劑，在熔點或高于熔點但低于任何一種及所有浸漬劑的不溶于水的、含硫有機物質的成分的分解溫度的溫度下，流入或注入到熱的、緩慢旋轉的玻態粘合研磨物件的表面上，熱的物件的溫度等于或高于浸漬劑任何一種及所有的不溶于水的含硫有機物質的成分的熔點，但是低于這種成分的分解溫度，注入持續規定的時間后，玻態粘合研磨物件繼續旋轉使得過量的浸漬劑從輪的表面排干，并且在那里將玻態粘合研磨物件和浸漬劑在物件旋轉或不旋轉的情況下冷卻到溫度低于浸漬劑所有不溶于水的含硫有機物質成分的熔點。
根據本文公開的并在附加權利要求書中所權利要求的本發明，可以使用其他的方法來制造玻態粘合研磨物件，包括用根據本文公開并且權利要求的本發明的浸漬劑溶解的溶液接觸玻態粘合研磨物件(舉例來說砂輪)，然后將溶劑從玻態粘合研磨物件中去除。當根據本文公開并在附加的權利要求書中所權利要求的玻態粘合研磨物件使用時，意圖是公開并權利要求的浸漬劑應該看作是在所述研磨物件可用于其預期的用途并且不涉及或屬于通過將所述浸漬劑合并到所述研磨物件的開孔中的方法的時候，它存在于所述研磨物件的開孔內。
根據本發明的玻態粘合研磨物件具有大量的開孔并且至少一部分所述孔包含本文所述并在附加權利要求書中所要求的浸漬劑是必需的。短語“至少一部分所述孔包含浸漬劑”指并且與包含根據本發明浸漬劑的開孔的量以及每個開孔中根據本發明的浸漬劑的量有關。因此，根據本發明a)包含浸漬劑的開孔的量，以及b)每個開孔中浸漬劑的量可以在很寬的范圍內變化。包含在每個開孔內的所述浸漬劑的量可以以連續或不連續的方式在本文公開并在附加權利要求書中要求的玻態粘合研磨物件的整個體積內變化。預期但不優選的是至少一些開孔不包含浸漬劑。
本文公開并在附加的權利要求書中要求的玻態粘合研磨物件發明根據研磨物件的預期用途可以采取不同的形式、形狀和結構。所述形式、形狀和結構的實例包括，但不局限于砂輪、能夠用來制造研磨或磨蝕工具的研磨摩擦部分、分段的研磨物件、杯形的研磨物件、有框的砂輪、圓錐形的砂輪，研磨棒以及特殊形狀的玻態粘合研磨工具(即成形的用于特殊研磨操作的玻態粘合研磨工具)。
現在將在下面非限制的實施例中進一步描述本發明，除非另作說明，其中量和百分比是以重量計，溫度以華氏度數計，時間以分鐘計，線性測量以英寸計，目數或粗砂大小以美國標準篩碼計，其中1)CUBITRON 321為溶膠-凝膠氧化鋁研磨顆粒，從MinnesotaMining and Manufacturing Company獲得。CUBITRON是MinnesotaMining and Manufacturing Company的注冊商標；2)3029 UF樹脂是65％重量份脲醛樹脂和35％重量份水的組合物；3)CHRUNCHLETS CR 20是包含糖和淀粉的粒子，粒子含糖/淀粉的重量比為78.5/21.5并且粒子尺寸在16～45目的范圍內，從CustomIndustries Inc.獲得，CHRUNCHLETS是Custom Industries Inc.的注冊商標；4)NORLIG是從LignoTech USA.獲得的50％磺酸鈣的水溶液。NORLIG是LignoTech USA.的注冊商標；5)Dual Screen Aggregate AD 6是從Agrashell inc.獲得的粒子尺寸在20～40目范圍內的地面植物殼材料；以及6)Bond(玻態基體前驅體)具有如下mol％的氧化物基組合物
氧化物 Bond A Bond B Bond C Bond D Bond ESiO263.32 61.75 67.39 53.5679.52Al2O310.96 10.68 13.56 13.468.94TiO20.332.800.700.21 0.13Fe2O30.130.070.140.14 0.26B2O35.125.014.0819.440K2O 3.793.743.652.21 2.74Na2O4.254.143.3710.681.50Li2O4.984.810 00CaO 3.853.813.790.14 1.57MgO 3.063.003.300.0145.035BaO 0.200.200 00實施例制造玻態粘合砂輪的方法方法No.1將配方的成分以下面的方式根據配方中給出的百分比組合在一起。使用兩種或多種不同化學組成、物理結構和特性以及尺寸的研磨顆粒，它們在下列步驟之前摻和在一起。
將研磨顆粒、3029UF樹脂和乙二醇摻和在一起直到得到均勻的研磨顆粒的涂料。在攪拌下向得到的混合物中加入粘結劑配料和糊精粉的化合物，繼續攪拌直到得到均勻的混合物。接著在攪拌下加入CHRUNCHLETS CR 20粒子直到得到均勻的摻合物。將得到的混合物過篩除去不合乎要求的塊，然后將預先確定量的混合物放置在要制造的輪的形狀和大約尺寸的鋼質模具的模槽內。在模槽內摻合物均勻分布之后被冷壓成緊密的具有模具磨槽尺寸的摻合物。然后將緊密的摻合物(即生輪)移出模具并且經受通過加熱生輪從室溫到275°F以及周圍空氣將它冷卻至室溫的干燥循環13個小時。然后將干燥的生輪在空氣中進行焙燒循環，在11小時內從室溫加熱到1650°F，保持在1650°F下12小時，在6.5小時內從1650°F加熱到2100°F并且保持在2100°F下3小時。然后輪在環境空氣中27.5小時內冷卻至室溫。最后將輪調整到想要得到的尺寸。
方法No.2除了以淀粉代替方法No.1的CHRUNCHLETS CR 20以及將生輪在空氣中進行焙燒循環，11小時內從室溫加熱到1650°F，保持在1650°F下12小時，在9.5小時內從1650°F加熱到2300°F并且保持在2300°F下3小時，然后輪在環境空氣中27.5小時內冷卻至室溫并且將冷卻的輪調整到想要得到的尺寸之外，其余與方法No.1相同。
方法No.3將配方的成分以下面的方式根據配方中給出的百分比組合在一起。將不同尺寸的研磨顆粒摻和在一起形成一種均勻的研磨顆粒的混合物。然后將Dual Screen Aggregate AD 6與研磨顆粒的混合物摻和形成一種均勻的摻合物。然后在攪拌下將NORLLG和水加入到得到的摻合物中，繼續攪拌直到研磨顆粒的表面被充分地均勻地涂漬。將糊精和Bond完全地混合在一起，得到的混合物然后用摻合的方法加入涂層的研磨顆粒，直到得到一種均勻的混合物。然后將預先確定量的所得到的混合物放置在具有要制造的輪的形狀和大約尺寸的鋼質模具的模槽內。在模槽內摻合物均勻分布之后被冷壓成緊密的具有模具磨槽尺寸的摻合物。然后將緊密的摻合物(即生輪)移出模具并且經受通過加熱生輪從室溫到275°F以及周圍空氣將它冷卻至室溫的干燥循環13個小時。然后將干燥的生輪在空氣中進行焙燒循環，在11小時內從室溫加熱到1650°F，保持在1650°F下12小時，在5小時內從1650°F加熱到2000°F并且保持在2000°F下3小時。然后輪在環境空氣中27.5小時內冷卻至室溫。最后將輪調整到想要得到的尺寸。
在下列實施例中，輪的尺寸規定為直徑x寬x內徑。
砂輪實施例No.1配方CUBITRON 321研磨劑(60粒度)30.0熔化的Alumina 9A(60粒度) 70.03029 UF樹脂 2.8Bond A12.0糊精 3.0乙二醇0.4CHRUNCHLETS CR 20 2.5制造輪的方法方法No.1輪尺寸14×0.5×5.0英寸砂輪實施例No.2配方熔化的Alumina 2A(60粒度) 40.0熔化的Alumina 9A(60粒度) 60.0Bond B 12.03029 UF樹脂 2.4糊精 2.0乙二醇 0.2淀粉 0.3制造輪的方法方法No.2輪尺寸14×0.5×5.0英寸砂輪實施例No.3配方熔化的Alumina 12A(80粒度)100.0Bond C 12.33029 UF樹脂 2.4糊精 2.0乙二醇 0.2淀粉 0.4制造輪的方法方法No.2輪尺寸12×1.0×3.0英寸砂輪實施例No.4配方熔化的Alumina 12A(36粒度)34.0熔化的Alumina 12A(46粒度)33.0熔化的Alumina 12A(54粒度)33.0Bond D 14.58水 0.98NORLIG 2.39糊精 2.00Dual Screen Aggregate AD 6 3.01制造輪的方法方法No.3輪尺寸12×1.0×5.0英寸砂輪實施例No.5配方熔化的Alumina 9A(36粒度)34.0熔化的Alumina 9A(46粒度)33.0熔化的Alumina 9A(54粒度)33.0Bond D 14.58水 0.98NORLIG 2.39糊精2.00Dual Screen Aggregate AD 6 3.01制造輪的方法方法No.3輪尺寸12×1.0×5.0英寸砂輪實施例No.6配方碳化硅(90粒度) 100.00Bond E 19.583029 UF樹脂 5.30乙二醇 0.70糊精2.39Dual Screen Aggregate AD 6 4.19制造輪的方法方法No.2輪尺寸12×1.0×5.0英寸以下面的方式配制以下浸漬的砂輪實施例。將帶有類似環結構的要浸漬的砂輪，充分地均勻地加熱到至少高于浸漬劑熔點10℃的溫度下，然后立即放置到加熱的帶有擱在盤的內底部的平側面的盤中。然后將熔化的浸漬劑小心地注入到輪的中心開孔中，但不要超過輪的頂面。由于浸漬劑吸收進入輪中，因此輪暴露的表面會呈現出濕的現象。當輪的表面呈現出均勻的濕的現象時，將輪從盤中取出，翻轉并懸掛在收集盤上直到浸漬劑開始從輪當時較低的表面排出。然后將輪翻轉使得最初的暴露面再次成為頂面并且將輪放置在具有吸收性的材料上，如棉布。從那時以后，輪不時翻轉近似消逝的時間從輪自盤中取出到浸漬劑開始從輪中排出為止，繼續翻轉輪直至浸漬劑固化，翻轉停止后，將浸漬的輪放置備用。
浸漬的砂輪實施例No.A砂輪實施例No.1浸漬劑-二硫化四乙基秋蘭姆浸漬的砂輪實施例No.B砂輪實施例No.2浸漬劑-二硫化四乙基秋蘭姆浸漬的砂輪實施例No.C砂輪實施例No.3浸漬劑-二硫化四乙基秋蘭姆浸漬的砂輪實施例No.D砂輪實施例No.4浸漬劑-二硫化四乙基秋蘭姆浸漬的砂輪實施例No.E砂輪實施例No.5浸漬劑-二硫化四乙基秋蘭姆浸漬的砂輪實施例No.F砂輪實施例No.5浸漬劑-1，3-二丁基硫脲浸漬的砂輪實施例No.G砂輪實施例No.5浸漬劑-N-氧聯二乙基-2-苯并噻唑亞磺酰胺浸漬的砂輪實施例No.H砂輪實施例No.5浸漬劑-N，N-二乙基硫脲浸漬的砂輪實施例No.I砂輪實施例No.5浸漬劑-二硫化四異丁基秋蘭姆浸漬的砂輪實施例No.J砂輪實施例No.5浸漬劑-二苯甲基硫化物浸漬的砂輪實施例No.K砂輪實施例No.6
浸漬劑-二硫化四乙基秋蘭姆浸漬的砂輪實施例No.L砂輪實施例No.5浸漬劑-氯代二苯基砜浸漬的砂輪實施例No.M砂輪實施例No.5浸漬劑-50％重量份的二硫化四乙基秋蘭姆和50％重量份的二硫化四異丁基秋蘭姆浸漬的砂輪實施例No.N砂輪實施例No.5浸漬劑-二硬酯酰二硫代二丙酸酯接著進行下列測試程序，磨擦試驗結果列于下表。
測試程序No.1將砂輪安放在Universal Center型的研磨機上，在10×0.51×3.18厘米(4×0.20×1.25英寸)的Rockwell C硬度為52-54、轉速為每分鐘60.96表面米(200表面英尺)的4145管狀鋼工件上，使用1718轉/分鐘的輪速，以指定的特殊金屬除去率(Q′)進行浸漬研磨。試驗過程中在研磨界面使用用水稀釋成使用濃度約為2.5％的CIMSTAR40金屬加工液。CIMSTAR是Milacron Inc.的注冊商標。每次試驗的操作從工件的直徑除去1.270厘米(0.500英寸)，然后進行除去的金屬及沙輪磨損的測量，以計算G的比率值。
測試程序No.2將砂輪安放在表面研磨機上，所進行的其中砂輪轉速為每分鐘6000表面英尺的表面研磨以指定的特殊金屬除去率(Q′)強制逆向進行，并且忽略SAE 8617鋼塊上的100平方英寸的平滑表面。朝向鋼塊的砂輪的前進是通過持續增加的距離完成的，砂輪在整個鋼塊的面積以恒定的深度被橫穿。砂輪和鋼塊之間的界面被用水稀釋到使用濃度約為2.5％的CIMTECH95研磨液注滿。CIMTECH是Milacron Inc.的注冊商標。稀釋的流體可以再循環從蓄水池經過砂輪/鋼塊的界面然后返回蓄水池。使用不同的喂料速度(砂輪增加的前進朝向鋼塊)在鋼塊上得到重復研磨的焊道以達到規定的特殊的金屬除去率，得到鋼塊上砂輪的最后五個橫動而沒有更進一步砂輪的前進以減輕施加壓力并且消除砂輪和/或鋼塊的支撐物的彈性屈服產生的偏差。在試驗前后測量砂輪和鋼塊的體積，以確定砂輪體積的減少以及從鋼塊除去的材料的體積。對砂輪和鋼塊以同樣的單位進行測量，然后通過劃分砂輪磨損的體積與從鋼塊除去的鋼的體積計算G比率。
測試程序No.3除了使用每分鐘4000表面英尺的砂輪速度外，其余與測試程序No.2相同。
在表1中給出數字值的砂輪號指相應實施例號碼的未浸漬的玻態粘合砂輪，而給出字母特征的砂輪號指相應帶有字母特征的實施例的浸漬的玻態粘合砂輪。
對于未浸漬的砂輪以及浸漬的砂輪，研磨性能的改進可以通過比較在同樣的研磨試驗條件下得到的G比率值確定，并且可以以G比率的百分比變化表示。正的G比率百分比變化將表示研磨性能的改進而負的G比率百分比變化將表明研磨性能的下降。正的G比率百分比變化越大，研磨性能的改進也越大。G比率的百分比變化由下式確定(G2-G1)/G1×100＝％G比率變化其中G1＝未浸漬砂輪的G比率G2＝浸漬的砂輪的G比率表1 研磨試驗結果Test No. Wheel No. Test Q′ G-RatioMethod No.
11 1 0.4 31.8821 1 0.6 25.2231 1 0.8 19.324A 1 0.4 43.985A 1 0.6 33.056A 1 0.8 50.1772 1 0.4 20.0882 1 0.6 12.0792 1 0.8 6.0510 B 1 0.4 28.0711 B 1 0.6 19.4612 B 1 0.8 8.5913 3 2 0.364.214 3 2 0.722.1315 3 2 1.081.3516 C 2 0.368.1917 C 2 0.723.3518 C 2 1.082.4519 4 2 0.3614.7120 4 2 0.726.9721 4 2 1.084.122 D 2 0.3630.6923 D 2 0.729.9524 D 2 1.086.4425 5 2 1.084.0926 E 2 1.088.1327 5 2 1.084.0928 F 2 1.086.3329 5 2 1.084.0930 G 2 1.085.7631 5 2 1.084.0932 H 2 1.084.8633 5 2 1.084.0934 I 2 1.085.7735 5 2 0.7211.0736 J 2 0.7214.2637 5 2 1.085.3738 J 2 1.087.8539 6 3 1.081.5940 K 3 1.082.6141 5 2 1.084.0942 L 2 1.086.0243 5 2 1.084.0944 M 2 1.087.5145 5 2 1.084.0946 N 2 1.084.54
表2 研磨性能的改進Example No.Example No.Q′G-ratiofor G2 for G1％ChangeA 1 0.437.95A 1 0.631.05A 1 0.8159.68B 2 0.439.79B 2 0.661.23B 2 0.841.98C 3 0.36 95.00C 3 0.72 57.23C 3 1.08 81.48D 4 0.36 108.63D 4 0.72 42.75D 4 1.08 57.07E 5 1.08 98.78F 5 1.08 54.77G 5 1.08 40.83H 5 1.08 18.83I 5 1.08 41.08J 5 0.72 29.82J 5 1.08 46.18K 6 1.08 64.15L 5 1.08 47.19M 5 1.08 83.62N 5 1.08 11.00
權利要求
1.一種玻態粘合研磨物件，包括大量的研磨顆粒、將研磨顆粒粘在一起并且在其中分布了大量開孔的玻態基體，至少部分所述的孔洞中包含作為浸漬劑的研磨助劑，其中所述浸漬劑包括至少一種不溶于水的含硫有機物質，所述物質具有至少一個碳硫鍵，至少約5％重量份的硫和至少約為30℃的熔點，所述熔點至少低于物質的分解溫度10℃，并且選自包含取代的和非取代的脂肪族的、芳香族的、脂環族的、鏈烯基、炔基、烷芳基、芳烷基以及取代的雜環的含硫有機物質或所述物質的混合物的組中，所述的浸漬劑除了所述物質外無其它介質，其中所述物質或所述物質的混合物是溶解或分散的。
2.一種玻態粘合研磨物件，包括大量的研磨顆粒、將研磨顆粒粘在一起并且在其中分布了大量開孔的玻態基體，至少部分所述的孔洞中包含作為浸漬劑的研磨助劑，其中所述浸漬劑包括至少一種不溶于水的含硫有機物質，所述物質具有至少一個碳硫鍵，至少約10％重量份的硫和至少約30℃的熔點，所述熔點至少低于物質的分解溫度10℃，并且選自包含取代的和非取代的脂肪族的、芳香族的、脂環族的、鏈烯基、炔基、烷芳基、芳烷基以及取代的雜環的含硫有機物質或所述物質的混合物的組中，所述的浸漬劑除了所述物質外無其它介質，其中所述物質或所述物質的混合物是溶解或分散的，并且其中至少一種所述物質具有如下通式 其中R1、R2、R3和R4可以是相同或不同的，并選自包含烷基、環烷基、芳基、烷芳基以及芳烷基基團的組中，x為1～6。
3.一種玻態粘合研磨物件，包括大量的研磨顆粒、將研磨顆粒粘在一起并且在其中分布了大量開孔的玻態基體，至少部分所述的孔洞中包含作為浸漬劑的研磨助劑，其中所述浸漬劑包括至少一種不溶于水的含硫有機物質，所述物質具有至少一個碳硫鍵，至少約10％重量份的硫和至少約30℃的熔點，所述熔點至少低于物質的分解溫度10℃，并且選自包含取代的和非取代的脂肪族的、芳香族的、脂環族的、鏈烯基、炔基、烷芳基、芳烷基以及取代的雜環的含硫有機物質或所述物質的混合物的組中，所述的浸漬劑除了所述物質外無其它介質，其中所述物質是溶解或分散的并且其中至少一種所述物質是選自包含脂肪族的、芳香族的、脂環族的、芳基取代脂肪族的及烷基取代芳香族的一硫化物和多硫化物組中的硫化物。
4.一種玻態粘合研磨物件包括大量的研磨顆粒以及將研磨顆粒粘在一起并且在其中分布了大量開孔的玻態基體，至少部分所述的孔洞中包含作為浸漬劑的研磨助劑，其中所述浸漬劑包括至少一種不溶于水的含硫有機物質，所述物質具有至少一個碳硫鍵，至少約5％重量份的硫和至少約30℃的熔點，所述熔點至少低于物質的分解溫度10℃，并且選自包含取代的和非取代的脂肪族的、芳香族的、脂環族的、鏈烯基、炔基、烷芳基、芳烷基以及取代的雜環的含硫有機物質或所述物質的混合物的組中，所述的浸漬劑除了所述物質外無其它介質，其中所述物質或所述物質的混合物是溶解或分散的并且其中至少一種所述物質選自包含巰基酸、巰基酸衍生物、硫代酸、硫代酸衍生物、取代的硫脲、砜以及噻唑的組中。
5.根據權利要求1的玻態粘合研磨物件，其中所述物質的熔點至少低于物質的分解溫度20℃。
6.根據權利要求1的玻態粘合研磨物件，其中所述物質中硫的含量在約15％～約60％重量份的范圍內并且熔點至少低于物質的分解溫度20℃。
7.根據權利要求1的玻態粘合研磨物件，其中所述熔點在約30℃～約500℃的范圍內。
8.根據權利要求1的玻態粘合研磨物件，其中所述物質中硫的含量在約15％～約60％重量份的范圍內，熔點在約40℃～約250℃的范圍內并且熔點至少低于物質的分解溫度20℃。
9.根據權利要求1的玻態粘合研磨物件，其中所述物質中硫的含量在約15％～約60％重量份的范圍內，熔點在約40℃～約250℃的范圍內，熔點至少低于物質的分解溫度20℃，并且附加包含至少一個碳鹵鍵。
10.根據權利要求1的玻態粘合研磨物件，其中所述研磨顆粒選自由熔融氧化鋁、溶膠-凝膠氧化鋁和碳化硅以及這些研磨顆粒的混合物的任何一種研磨顆粒組成的組中。
11.根據權利要求2的玻態粘合研磨物件，其中R1、R2、R3和R4是帶有1～4個碳原子的烷基。
12.根據權利要求2的玻態粘合研磨物件，其中至少一種所述物質為二硫化四乙基秋蘭姆。
13.根據權利要求2的玻態粘合研磨物件，其中R1、R2、R3和R4為環烷基基團。
14.根據權利要求2的玻態粘合研磨物件，其中R1、R2、R3和R4為芳基基團。
15.根據權利要求2的玻態粘合研磨物件，其中R1、R2、R3和R4為芳烷基基團。
16.根據權利要求2的玻態粘合研磨物件，其中R1、R2、R3和R4為苯甲基。
17.根據權利要求2的玻態粘合研磨物件，其中x為1～4。
18.根據權利要求2的玻態粘合研磨物件，其中所述研磨顆粒選自由熔融氧化鋁、溶膠-凝膠氧化鋁和碳化硅以及這些研磨顆粒的混合物的任何一種研磨顆粒組成的組中。
19.根據權利要求3的玻態粘合研磨物件，其中至少一種所述物質為脂肪族的一硫化物。
20.根據權利要求3的玻態粘合研磨物件，其中至少一種所述物質為脂肪族的多硫化物。
21.根據權利要求3的玻態粘合研磨物件，其中至少一種所述物質為芳香族的一硫化物。
22.根據權利要求3的玻態粘合研磨物件，其中至少一種所述物質為芳香族的多硫化物。
23.根據權利要求3的玻態粘合研磨物件，其中至少一種所述物質為芳烷基的多硫化物。
24.根據權利要求3的玻態粘合研磨物件，其中至少一種所述物質為芳烷基的一硫化物。
25.根據權利要求3的玻態粘合研磨物件，其中至少一種所述物質選自包含鹵素取代的烷基、芳基、芳烷基及烷芳基的一硫化物和多硫化物的組中。
26.根據權利要求3的玻態粘合研磨物件，其中所述研磨顆粒選自由熔融氧化鋁、溶膠-凝膠氧化鋁和碳化硅以及這些研磨顆粒的混合物的任何一種研磨顆粒組成的組中。
27.根據權利要求4的玻態粘合研磨物件，其中至少一種所述物質選自包含脂肪族的巰基酸及其含硫衍生物的組中。
28.根據權利要求4的玻態粘合研磨物件，其中至少一種所述物質選自包含芳香族的巰基酸及其含硫衍生物的組中。
29.根據權利要求4的玻態粘合研磨物件，其中至少一種所述物質選自包含脂肪族的硫代酸及其含硫衍生物的組中。
30.根據權利要求4的玻態粘合研磨物件，其中至少一種所述物質選自包含芳香族的硫代酸及其含硫衍生物的組中。
31.根據權利要求4的玻態粘合研磨物件，其中至少一種所述物質為脂肪族的硫脲。
32.根據權利要求4的玻態粘合研磨物件，其中至少一種所述物質為芳香族的硫脲。
33.根據權利要求4的玻態粘合研磨物件，其中至少一種所述物質為芳烷基硫脲。
34.根據權利要求4的玻態粘合研磨物件，其中至少一種所述物質為環烷基硫脲。
35.根據權利要求4的玻態粘合研磨物件，其中至少一種所述物質為脂肪族的砜。
36.根據權利要求4的玻態粘合研磨物件，其中至少一種所述物質為芳香族的砜。
37.根據權利要求4的玻態粘合研磨物件，其中所述研磨顆粒選自由熔融氧化鋁、溶膠-凝膠氧化鋁和碳化硅以及這些研磨顆粒的混合物的任何一種研磨顆粒組成的組中。
38.根據權利要求1的玻態粘合研磨物件，其中所述開孔度在約20％～約65％體積份的范圍內。
39.根據權利要求2的玻態粘合研磨物件，其中所述開孔度在約20％～約65％體積份的范圍內。
40.根據權利要求3的玻態粘合研磨物件，其中所述開孔度在約20％～約65％體積份的范圍內。
41.根據權利要求4的玻態粘合研磨物件，其中所述開孔度在約20％～約65％體積份的范圍內。
全文摘要
本發明提供了一種具有改進研磨性能的玻態粘合研磨物件，尤其是砂輪，其中研磨物件的開孔包含浸漬劑，其包括至少一種不溶于水的含硫有機物質，該物質具有至少一個碳硫鍵，至少約5％重量份的硫和至少約為30℃的熔點，所述熔點至少低于物質的分解溫度10℃，并且所述物質選自取代的和非取代的脂肪族的、芳香族的、脂環族的、鏈烯基、炔基、烷芳基、芳烷基，以及取代的雜環含硫有機物質或所述物質研磨助劑的混合物。除了不溶于水的含硫物質外，浸漬劑不含其它介質，其中所述物質或這種物質的混合物是溶解或分散的。根據本發明已經生產了表現出改進研磨性能并帶有包含浸漬劑的開孔的玻態粘合砂輪，所述浸漬劑包含根據上列通式的不溶于水的含硫物質作為浸漬劑的唯一成分，其中R
文檔編號B24D3/04GK1646268SQ02828777
公開日2005年7月27日 申請日期2002年11月8日 優先權日2002年2月19日
發明者馬克·K.·克魯格, 蘇·C.·云, 肯·G.·福尼, 亨利·圖爾欽, 科爾·A.·斯米茨 申請人:辛辛那提蒂洛麗特公司