改進的塗層研磨盤的製作方法

2023-12-03 10:12:36

專利名稱：改進的塗層研磨盤的製作方法
背景技術：
本發明涉及一種塗層研磨盤和塗層研磨盤的經濟的製造方法，該研磨盤適合於方便地變型以滿足特定的需要。
傳統研磨盤包括用聚合物薄膜、紙、或針織、紡織或編織織物製成的襯底。背襯可能需要加以「充填」，以確保施加的粘合劑不會被材料所吸收。這可以稱之為「上漿」，並且可以施加在前面、背面或兩面。一種稱作「做(make)」塗層的粘合劑被塗在背襯上，並在粘合劑固化前，在粘合劑上施加磨料，而然後固化粘合劑使磨料固定在位。第二粘合劑層，(可能有點混淆不清)，稱作「上漿」層，通常敷施在磨料上面，以完成磨料的固定。
在傳統的製造中，以上所述過程應用於連續薄片，而單獨的碟片則從一大卷薄片(稱作「鑽車(jumbo)」)中衝出。即使在衝出形狀之間相隔最小可能的間距的情況，仍舊有大量的背襯、磨料粒子和用來固定粒子的粘合劑廢料浪費。碟片直徑越大，浪費也越大。此外該生產方式要求碟片在所有點上的構造均勻，因為同一「鑽車」可能用來生產各種直徑的碟片，甚至帶子。
不過，研磨盤傳統上使用的方法中，由於工件對於碟片的工作角度的緣故，在碟片認為已經磨損以前，只有碟片的外面邊緣實際上被使用到。這樣，從一大卷薄片(稱作「鑽車」)和實際使用考慮，通常製作碟片的方法是浪費的。
本發明提供一種製作研磨盤更加經濟的方法，並導致製作新穎研磨盤結構的可能性，能夠設計成較傳統工藝具有顯著的優點。
發明概要當認識到研磨盤可以單個地製作而不是從一大卷薄片中衝出時，塗層研磨盤設計的整個概念就被改變，由本發明者的認識所促發的發明就是提出一種技術，其中研磨盤可以單個地生產並且可為預期的應用特別設計。
因此本發明提供一種具有第一和第二主要表面的研磨盤，所述第一表面的主要研磨麵積僅包含第一表面的外部周邊部分，並從外周延伸到離開碟片中心的徑向距離最小為10％而最多50％的部位。碟片的主要研磨麵積最好具有含有優良磨料的研磨層。碟片表面的其餘部分，(中間區域)，可以沒有磨料或者可能覆蓋較少磨料或者用另一種，可能較脆性的磨料，或者一種磨料混合物，其中主要是低質磨料。通常從主要研磨區域到中心部位的過渡不是突然的，而是在優質磨料和較次質量的磨料區域之間更逐漸地帶有某些程度的重疊，從而掩蓋過渡。
中心區域不需要均勻，並且通常希望在中心區域內劃定二個或更多部分。如此，中心區域可包括一個或更多外環狀部分和一個軸心部分。外環狀部分可以在主要研磨表面與沒有磨料的軸心區域之間形成過渡。外環狀部分可以隨著距外周距離的增加逐漸包括較少磨料，(即使在主要研磨表面採用的優質磨料)，或磨料可以是低質與優質磨料的混合物，其中低質磨料的比例隨著距外周的距離而增加。一般，雖然不是必要的，軸心或最內部區域是根本沒有磨料的，因為該處從不接觸工件。不過如有需要也可以用低質磨料覆蓋。
在主要研磨區域的磨料典型地是熔合或燒結氧化鋁、碳化矽或熔合氧化鋁/氧化鋯。不過，在所需應用場合更加有效的意義上較佳地是優質磨料。應當理解，所謂「優」質是與碟片中心區域的磨料(如果有)的數量與質量比較而言。這樣，如果碟片中心部分那樣沒有磨料時，最普通的熔合氧化鋁也成為「優」質磨料。基於同樣理由，如果在圓周主要研磨區域的磨料是單纖維燒結溶液-凝膠氧化鋁磨料，則熔合氧化鋁作為「低質」磨料肯定能夠包含在碟片中心區域的一些或全部中。更一般地說，當碟片的中心區域具有包含低質磨料的塗層，則該低質磨料可以甚至是砂子、石灰石一類的磨碎礦物、磨碎的毛玻璃、微粒灰塵或爐渣和同類物質。
磨料可以用塗層粘結在襯底上或者磨料可以分散在可固化的粘結材料中，然後施加在背襯材料上，接著予以固化。後一種技術較常採用，主要用於在加工高光潔度表面情況下採用較細等級的磨料。
本發明應用的最有用的場合是生產一種研磨盤，其中碟片的背襯材料首先接受具有可固化的樹脂配方的做(第一)層(所謂「做」層，以下均稱第一層)，而磨料或用重力進給或用靜電投射法施加在背襯材料上，在上漿樹脂層(與「做」塗層的樹脂一致)沉積在磨料粒子上之前，「做」塗層然後至少部分固化。典型地「做」塗層和上漿層的固化同時結束。如果需要時，可以施加包括分散在可固化粘結樹脂中的表面性能改進添加劑(諸如潤滑劑，抗靜電添加劑或磨削助劑)的超上漿層在上漿層的面上。
在上面沉積磨料的背襯材料可以是纖維質的、紙質的或薄膜。在應用中最常遇到纖維質的背襯材料，本發明主要用在這種情況，雖然這並非本發明所固有的特點而因此限制其應用範圍。纖維背襯材料可以以紡織物，如編織織物之類的無紡材料，針縫毛氈或針織織物為基底。這種纖維背襯材料典型地預先用充填劑在背面或前面上漿，在施加第一層前使織物的毛孔充滿，從而使第一層基本保留在表面上。有些情況下，纖維已經完全或幾乎完全嵌入熱塑性或熱固性樹脂基質之中，基底就不需要預先上漿。
本發明還包括一種製造研磨盤的過程，這種研磨盤的周邊主要研磨區域延伸到從碟片周邊到中心距離的10％至50％，並包括把磨料細粒饋送到細粒的沉積表面，該沉積表面處在圓錐的表面外，使沉積表面接受細粒環形沉積。細粒沉積表面可以是主要研磨區域本身，其中碟片包括曾經塗過第一塗層的背襯材料，並且細粒是用重力技術沉積的。更常見的是一種表面，諸如移動帶狀表面，從該表面細粒用UP技術沉積在曾經塗過第一塗層的背襯材料的碟片上。沉積表面最好具有用圓形周邊壁所限定的區域，在UP沉積過程中細粒將從其投射。這將有助於把細粒集中在細粒沉積表面的特定區域，並避免散失到周圍環境中。
對於要求提供包括在研磨盤中心區域內具有不同磨粒的環形區域，可以設置一系列不同最大直徑的但容納在同一中心軸線的圓錐，在圓錐外分布細粒以便在主要研磨區域沉積。在各次噴灑中細粒最好通過分布通道分布在圓錐表面外，只饋送到特定的表面。在分布通道中的分布均勻性可以利用在細粒進入分布通道點和其卸下在分布表面點之間插入一個或多個水平篩子而改進。這些篩子最好當細粒通過篩子時予以搖動，從而改進通道內的均勻性。
附圖簡要說明

圖1為按照本發明的過程用UP法把細粒沉積在細粒沉積表面設備的流程圖。
圖2(a)、(b)和(c)為按照本發明能夠用在生產研磨盤過程的細粒分布系統略圖。
圖3(a)和(b)顯示能夠利用本發明過程達到的不同細粒分布的式樣。
較佳實施方式的描述本發明現參照附圖中所描述的實施例予以描述，所含附圖僅供圖解說明之用而並不意味著對本發明的基本範圍加以任何必要的限制。
在圖1有一個圓筒形細粒分布塔1，它具有一軸向中心分布圓錐2，擱置在多個篩子3中之一的上面，在塔內各篩子水平地設置在不同高度上。塔底由一個計量篩子4封閉，篩子4可以打開以便把細粒沉積在細粒饋送帶5上，該帶具有多個由圓形周邊壁7所限定的細粒沉積站6，它們沿帶子間隔設置。各沉積站依次通過細粒沉積塔下面，使細粒能夠直接按要求式樣8從塔中沉積在細粒沉積站上。在細粒沉積站中沉積的細粒然後通過一個位於細粒饋送帶5的下方的充電板9和對面的接地板10。充電板和接地板一起構成一個UP沉積站。
載體帶子11，承載著背襯材料的一面塗敷著第一塗層的碟片12進入沉積站，其定時如此安排，使碟片12正確地與載運細粒8的沉積站6對齊，當二者進入UP沉積站時細粒向上投射，並粘附於碟片的第一塗層上，基本上複製細粒在細粒沉積站中沉積的式樣。從UP沉積站，碟片進行到固化站(未示)，在該站中，在接受上漿層和最後固化前，至少有一部分已經固化。
細粒沉積塔可以有多種類的設計，其中三個顯示在圖2(a)、(b)和(c)中，均各具有外部圓筒形塔20封裝一個內部分布圓錐21和多個篩子22，其中最低的一個23是計量篩子。圓筒形塔的上部同軸延伸部分24具有較小的直徑，作為細粒饋送機構。
當設置二條沉積通道時，如圖2(c)所示，同時設置第二同軸延伸部分24a，通過該部分細粒可以饋送到由內分布圓錐和外分布圓錐25所限定的環形通道。
內圓錐下可以設置一個圓筒形延伸部分26，它與圓筒形塔同軸並在圓錐的開口端下面延伸。這在主要研磨區域與中心區域之間設置一個更明顯的區分設施。
圖2中各圖為特定設計的示意性表示的剖面圖。圖2(a)可以給出如圖3(a)中所顯示的圓周環形形式的主要研磨表面。圖2(b)所示的塔可以給出如圖3(b)中所顯示的內邊緣較少明顯區分的主要研磨表面。圖2(c)中設計將用來在中心區域引入一個次要磨料的環形圈，在主要磨料區域以內，通過把次要磨料饋送入內分布圓錐21和外分布圓錐25之間的空間，而主要的磨料饋送到外分布圓錐外部表面之上。
當最低篩子，(計量篩子)，位於圓筒形塔的底面，細粒沉積成為相當緊密的分布式樣。如果最低篩子在塔內位置較高，分布式樣的邊緣，特別是內部邊緣，較少明顯地區分。
人們將很快賞識到，通過變化分布圓錐的位置和相對尺寸，有可能產生一系列環形沉積式樣。
權利要求
1.一種具有第一和第二主要表面的研磨盤，所述第一表面具有隻覆蓋第一表面的外圓周部分的主要磨料區域，並從圓周延伸到碟片中心徑向距離的至少10％到50％的點上，一個中心區域覆蓋第一表面的其餘部分。
2.按照權利要求1的研磨盤，其特徵在於，中心區域具有質量比沉積在主要研磨區域較低的磨料。
3.按照權利要求1的研磨盤，其特徵在於，中心區域每單位面積承載比主要研磨區域較少容積的細粒。
4.按照權利要求1的研磨盤，其特徵在於，中心區域包括至少兩個同心圓環區域，在磨料質量上具有比較主要研磨區域較差的程度，隨著從碟片圓周向內的距離增加而變差。
5.按照權利要求1的研磨盤，其特徵在於，至少最接近碟片中心的中心部分基本上無磨料。
6.一種製造研磨盤的過程，該研磨盤具有圓周邊緣的主要磨料表面，延伸從碟片圓周延伸到碟片中心徑向距離的10％到50％，該過程包括通過沉積圓錐外表面饋送磨料細粒到細粒沉積表面，沉積圓錐的縱向軸線垂直於細粒沉積表面，和處於細粒沉積表面之上，使沉積表面接受細粒的圓環形沉積。
7.一種按照權利要求6的過程，其特徵在於，沉積圓錐對稱地位於一個圓筒形塔內，所述塔具有垂直縱向軸線並且所述軸線與圓錐的縱向軸線一致。
8.一種按照權利要求6的過程，其特徵在於，多個不同最大直徑的同軸線沉積圓錐設置在圓筒形塔內，並且有細粒饋送進入由不同圓錐表面限定的空間之間形成的多個環形通道，第一優質細粒饋送進入具有最大開放端直徑的圓錐和圓筒形塔內表面之間的空間，而次要的劣質細粒饋送進入由互相對面的圓錐表面所限定的空間。
9.一種按照權利要求6的過程，其特徵在於，包括促進細粒在塔內向下流動的均勻分布，其措施為在塔內按垂直向下的間隔空間設置若干篩網，並橫跨塔的寬度。
10.一種按照權利要求9的過程，其特徵在於，包括當細粒通過時搖動篩網。
11.一種按照權利要求6的過程，其特徵在於，沉積表面被移動面對面地進入背襯碟片，該碟片塗有第一未固化的樹脂層，二者均處於靜電沉積區，然後細粒從沉積區沉積在承載有未固化的第一樹脂層的背襯碟片表面。
12.一種按照權利要求6的過程，其特徵在於，沉積表面是塗有未固化的第一樹脂層的背襯碟片。
全文摘要
本發明提供一種單個製造的研磨盤,其中主要磨料表面圍繞碟片的圓周,在使用中大量磨削作用發生在該圓周處。本發明也提供一種過程,可以利用一種獨特的細粒饋送技術製造這些碟片,該技術能夠把磨料細粒精確地沉積在背襯表面上,並且成為環形式樣。
文檔編號B24D7/14GK1387469SQ00815248
公開日2002年12月25日 申請日期2000年10月11日 優先權日1999年11月4日
發明者O·L·－M·F·吉茲林 申請人:聖戈本磨料股份有限公司