CN104249309A - 用不连续纤维强化薄轮 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用不连续纤维强化的薄轮。薄轮产品包括具有有机粘结剂材料、研磨粒子以及用于强化的短切玻璃纤维束的研磨体。所述产品可以在所述研磨体内具有多孔性且在所述短切纤维束周围具有孔。所述产品超过爆裂速度和边缘荷载所需安全标准,并且具有良好的磨削性能。
Description
技术领域
本发明主要涉及磨轮,并且具体来说涉及一种用短切纤维强化薄轮的***、方法以及设备。
背景技术
当包括充分连续纤维强化物(实际上是织物网)时,薄切削砂轮的爆裂速度及边缘荷载得到增强。通过充分连续纤维强化物,薄轮韧性大大增加,因为在显微镜下,在织物断裂之前,基质中多处裂纹使能量消散。短纤维随机分布的脆性材料比含连续纤维的脆性材料难变强韧。在桥接现有裂纹的随机分布的短切纤维的情况下,一部分纤维不交叉裂纹侧面并且一部分纤维由于嵌入长度短在小裂口位移处拉拔。因此,随机分布纤维的裂纹桥接力大大地降低并且难以解决。因此,继续关注改善薄轮构造。
发明内容
披露了用不连续纤维强化的薄轮的实施例。举例来说,研磨物品可以包含研磨体,它具有轴、不大于约300mm的外径OD以及不大于约10mm的轴向厚度AT。研磨体可以包含具有有机粘结剂和研磨粒子的研磨基质。研磨体可以进一步包括强化物,它包含不连续纤维。
考虑到以下详细描述以及所附权利要求书和附图,这些实施例的前述和其它目的与优点对所属领域的技术人员来说将是显而易知的。
附图说明
为了使实施例的特征和优点以更详细的方式获得和可以被了解,可以参照附图中所示的其实施例进行更具体的描述。然而,各图仅说明一些实施例并且因此不应认为限制范围,因为可能存在其它同等有效的实施例。
图1和2是研磨物品的实施例的示意性侧视图和边视图。
图3A-3D分别是不连续纤维、研磨层、不连续纤维层以及研磨物品的实施例的照片。
图4-6是研磨物品的替代性实施例的边视图。
图7A和7B是不连续纤维的实施例的端视图和侧视图。
图8和9是爆裂速度测试图。
图10是边缘荷载测试图。
图11是性能测试图。
图12是单纤维拉拔测试的示意图。
在不同图式中使用相同参考符号表示相似或相同的物件。
具体实施方式
披露了通过不连续纤维强化的薄轮的***、方法以及设备的实施例。举例来说,研磨物品11可以包含具有轴15的研磨体13。在一些版本中,研磨体13可以具有外径(OD)和轴向厚度(AT)。
举例来说,OD可以是不大于约300mm。在其它实施例中,OD可以是不大于约250mm,如不大于约200mm,不大于约150mm,或甚至不大于约100mm。在其它版本中,OD可以是至少约25mm,如至少约50mm,至少约75mm,或甚至至少约100mm。或者,OD可以在介于这些最小值与最大值中的任一者之间的范围内。
在其它实例中,AT可以是不大于约10mm。在一些实施例中,AT可以是不大于约8mm,如不大于约6mm,不大于约4mm,不大于约2mm,不大于约1mm,或甚至不大于约0.5mm。在其它版本中,AT可以是至少约0.1mm,如至少约0.5mm,至少约1mm,或甚至至少约2mm。或者,AT可以在介于这些最小值与最大值中的任一者之间的范围内。
研磨体13的实施例可以包含研磨基质17,它包含有机粘结剂和研磨粒子。研磨体可以进一步包含强化物19,它包含不连续纤维21(图3A)。举例来说,不连续纤维21可以包含短切股纤维(CSF)。在另一版本中,不连续纤维21可以包含涂有酚醛树脂的玻璃纤维短切股纤维。
不连续纤维21可以分散在研磨基质17中(图4)。在一个实例中,不连续纤维21可以分散在整个研磨基质17中,以使得所述不连续纤维21基本上随机分布在整个研磨体13中并且不形成分隔层。
不连续纤维21也可以在研磨基质17中按离散层19(图2和3C)形式形成。研磨物品11可以包含研磨部分13,它包含有机粘结剂材料和分散在有机粘结剂材料中的研磨粒子。短切股纤维(CSF)的离散层19可以至少部分定位在有机粘结剂材料中并且安装到研磨部分13用于对其进行强化。
在其它实例中,离散层19可以包含通过研磨基质17(图3B)的部分或层彼此轴向隔开的多个离散层19(图5)。研磨部分17可以包含至少两个研磨层,以使得离散层19定位在所述至少两个研磨层之间并且在其间径向延伸。
在一些版本中,研磨体13并不具有连续纤维强化网,以使得研磨体13仅通过不连续纤维21(图3D)来强化。研磨物品11的其它版本可以在研磨体13中进一步包含至少一种连续纤维强化网23(图6),以使得研磨体13通过不连续纤维21和连续纤维强化网23来强化。
如图7A中所示,不连续纤维21的实施例可以包含基本上矩形截面形状,它所具有的宽度W比厚度T的截面纵横比在约1.25∶1到约3∶1的范围内。举例来说,截面纵横比可以是约1.75∶1到约2.75∶1,或甚至约2∶1到约2.5∶1。
在一些实施例中,不连续纤维21可以包含至少约0.1mm的宽度W(例如径向宽度)。举例来说,径向宽度可以是至少约0.2mm,如至少约0.3mm。在其它版本中,径向宽度可以是不大于约0.5mm,如不大于约0.4mm,不大于约0.3mm,或甚至不大于约0.2mm。所述宽度可以在介于最小值与最大值中的任一者之间的范围内。
如图7B中所示,不连续纤维21的实施例可以包含至少约6mm的轴向长度AL。在其它版本中,AL可以是至少约7mm,如至少约8mm,至少约10mm,至少约15mm,或甚至至少约20mm。AL的其它版本可以是不大于约150mm,如不大于约100mm,不大于约75mm,不大于约50mm,不大于约40mm,或甚至不大于约30mm。AL可以在介于这些最小值与最大值中的任一者之间的范围内。
不连续纤维21的实施例可以具有至少约12的轴向长度AL比径向宽度W的纵横比。举例来说,纵横比可以是至少约25,如至少约50,至少约75,至少约100,至少约250,或甚至至少约500。在其它版本中,纵横比可以是不大于约1500,如不大于约1000,不大于约750,不大于约500,不大于约250,不大于约200,或甚至不大于约150。纵横比可以在介于这些最小值与最大值中的任一者之间的范围内。
在一些实施例中,不连续纤维21可以在介于研磨基质13与不连续纤维21之间的界面处具有至少约5Mpa的单纤维束拉拔剪切强度。举例来说,单纤维拉拔剪切强度可以是至少约10Mpa,如至少约15Mpa。单纤维拉拔剪切强度可以在介于这些最小值与最大值中的任一者之间的范围内。
研磨物品11的实施例可以具有不连续纤维21,其中在介于研磨基质与不连续纤维之间的界面处的单纤维束拉拔断裂应力是至少约40N。举例来说,在介于研磨基质与不连续纤维之间的界面处的单纤维束拉拔断裂应力可以是至少约50N,如至少约60N。在介于研磨基质与不连续纤维之间的界面处的单纤维束拉拔断裂应力可以在介于这些最小值与最大值中的任一者之间的范围内。
研磨物品11的其它实施例可以具有临界嵌入长度Lc至少约2mm的不连续纤维。举例来说,临界嵌入长度Lc可以是至少约3mm,如至少约4mm。
研磨体13的实施例可以包含的不连续纤维21的体积百分比是至少约1体积%。举例来说,不连续纤维的体积百分比可以是至少约2体积%,如至少约3体积%,至少约4体积%,至少约5体积%,至少约6体积%,或甚至至少约9体积%。在其它版本中,不连续纤维的体积百分比可以是不大于约25体积%,如不大于约20体积%,或甚至不大于约15体积%。不连续纤维的体积百分比可以在介于这些最小值与最大值中的任一者之间的范围内。
在其它实例中,研磨物品可以包含约25体积%到约50体积%的有机粘结剂材料。在另一实例中,研磨物品可以包含约40体积%到约70体积%的研磨粒子。在另一实例中,研磨物品可以包含约6体积%到约12体积%的不连续纤维。
研磨物品11的实施例可以具有的爆裂速度超过具有至少一种连续纤维强化物的常规研磨物品的爆裂速度。举例来说,研磨物品11的爆裂速度可以比常规研磨物品的爆裂速度快至少约1%,如大至少约5%,或比常规研磨物品的爆裂速度快甚至至少约10%。
在其它实施例中,形成研磨物品的方法可以包含向研磨部分提供有机粘结剂材料和分散在有机粘结剂材料中的研磨粒子;形成不连续纤维的离散层;以及然后压制研磨物品,它具有研磨部分和作为研磨物品的强化物的离散层。
所述方法可以包含在研磨部分顶部上或在其中形成离散层。或者,所述方法可以包含以多个离散层形式形成所述离散层,并且使所述离散层通过所述研磨部分的部分彼此轴向隔开。在其它版本中,所述方法可以包含形成不具有连续纤维强化网的研磨物品,以使得所述研磨物品仅通过不连续纤维离散层来强化。
实例
一些研磨物品需要符合研磨安全欧洲标准EN1214。举例来说,手持式机器的强化轮可能需要通过爆裂速度测试。直径100mm的轮可能需要通过至少26,500rpm爆裂速度。直径115mm的轮可能需要通过21,200rpm爆裂速度。关于这个测试,对无网强化物的轮和通过常规连续纤维网强化的标准轮(即85g-14目,2片织物)样品进行测试用于比较。
涂有酚醛树脂的玻璃纤维束具有0.34mm×0.15mm的矩形横截面形状。选择长度20mm的短切纤维(图3A)来强化研磨基质。选择短纤维的体积分数为6.0%、9.0%、10.5%以及12.0%。在展布约50体积%的研磨基质作为基层(图3B)之后,在所述表面上随机添加短切纤维(图3C)。然后,烘烤所述结构并且压制数秒以确保纤维扁平并且无规图案未处理步骤改变。最后,将其余50%的研磨基质展布在上面并且施加178巴的压力,并且保持数秒以形成研磨物品(图3D)。参见表1。
表1.样品说明书和制造参数
测试结果汇总在图8和9中。短切纤维重量为1.8g、2.0g以及2.4g的轮的爆裂速度超过EN标准,并且甚至超过标准薄轮的性能。另外,含2.65g短切纤维的轮的爆裂速度远大于标准AVA和VAV结构轮。因此,根据本文所述的实施例,研磨物品可以具有的爆裂速度超过具有至少一种连续纤维强化物的常规研磨物品的爆裂速度。研磨物品11的爆裂速度可以比常规研磨物品的爆裂速度快至少约1%到约10%。
根据EN标准,OD介于115mm与25mm之间的薄轮也需要通过40N边缘荷载力以在操作期间遭受面外力时确保所述结构的机械完整性。图10表明,关于边缘荷载,根据本文所述的实施例的所有强化轮通过了EN标准。短切纤维轮的最大边缘荷载力为所述标准的约2.5倍。
如图11中所示,对标准的(VAV和AVA)和短切股纤维强化的125mm OD薄轮进行关于其切削性能的测试。基于短切纤维的轮具有与标准产品类似的切削性能。举例来说,这些样品通过了21,200rpm的EN爆裂速度标准,具有21,500rpm±100的性能,如21,700rpm。这些样品也通过了最小290N的边缘荷载力测试,具有660N、628N以及638N的性能。
还测试了研磨物品在介于研磨基质与不连续纤维之间的界面处的单纤维束拉拔剪切强度。在一个实验中,单纤维拉拔剪切强度是18Mpa。为了获得纤维与基质之间的界面性质,采用单纤维束拉拔测试。如图12中所示,所述测试包含将纤维束1201(具有50mm的长度和1.2mm×0.34mm的矩形横截面)的轴向端嵌入两个相邻磨削基质1203、1205(在图12中以定距离间隔显示)中。每种基质1203、1205的尺寸是20.0mm宽度×3.0mm厚度×120mm长度。将纤维束1201定位在相邻基质1203、1205的质心附近。在固化之后,用英斯特朗(Instron)机器对样品进行拉伸测试。用所述机器握紧两个相邻基质1203、1205并且然后使其轴向隔开。使磨削基质1203、1205轴向隔开约2mm(如图12中所示),以使得纤维束1201的约2mm长度暴露于轴向隔开的磨削基质1203、1205之间。因为单纤维束1201比磨削基质1203、1205可变形性更强,所以位移主要通过2mm散开纤维和纤维/基质界面脱粘来调节。通过分析位移和荷载曲线,可以提取纤维/基质界面性质。典型地,这些薄轮产品的界面强度约为20MPa。
对研磨物品进行关于在介于研磨基质与不连续纤维之间的界面处的单纤维束拉拔断裂应力的进一步测试。在一个实验中,在介于研磨基质与不连续纤维之间的界面处的织物的单纤维拉拔测试和断裂测试是60N。单纤维束的断裂荷载可以通过用英斯特朗机器拉长纤维织物来测试。
研磨物品还进行了关于CSF的临界嵌入长度Lc的测试。在一个实验中发现临界嵌入长度Lc是4mm。所述Lc是从单纤维拉拔测试数据获得的。因为我们假设薄轮的界面强度是约20Mpa,所以临界嵌入长度Lc可以通过材料力学来计算。在60N断裂荷载和0.34mm×0.15mm横截面纤维束的情况下,发现Lc是4mm。
如本文所用,术语如“强化”或“强化物”可以是指不同于用来制造粘结磨具的粘结剂和研磨材料的强化材料的不连续组分。术语如“内部强化物”或“内部强化”指代这些组分在工具主体内或嵌入其中。与强化技术和材料相关的背景细节描述在例如美国专利第3,838,543号中,所述专利的全文引用并入本文中。强化轮也描述在美国专利第6,749,496号和第6,942,561号中,这两个专利都是全文通过引用并入本文中。
例示性粘合剂***可以包括一种或一种以上有机树脂,如酚醛树脂、硼改性树脂、纳米粒子改性树脂、脲-甲醛树脂、丙烯酸类树脂、环氧树脂、聚苯并噁嗪、聚酯树脂、异氰尿酸酯树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、聚酰亚胺树脂、其它适合的热固性或热塑性树脂或其任何组合。
可以使用的树脂的特定的非限制性实例包括以下:由芬兰太尔公司(Dynea Oy,Finland)以商品名称Prefere出售并且以目录/产品编号8522G、8528G、8680G以及8723G可获得的树脂;由俄亥俄州瀚森精细化工公司(Hexion Specialty Chemicals,OH)以商品名称出售并且以目录/产品编号9507P、8686SP以及SP223可获得的树脂;以及由得克萨斯州的住友公司(Sumitomo)(前杜瑞兹公司(Durez))以如下目录/产品编号出售的树脂:29344、29346以及29722。在一个实例中,粘结剂材料包含干树脂材料。
例示性酚醛树脂包括甲阶酚醛树脂和酚醛清漆。甲阶酚醛树脂酚醛树脂可以碱催化并且具有大于或等于1的甲醛与苯酚之比,如1∶1到3∶1。酚醛清漆酚醛树脂可以酸催化并且具有小于1的甲醛与苯酚之比,如0.5∶1到0.8∶1。
环氧树脂可以包括芳香族环氧树脂或脂肪族环氧树脂。芳香族环氧树脂组分包括一个或一个以上环氧基和一个或一个以上芳香环。例示性芳香族环氧树脂包括来源于多酚的环氧树脂,例如来源于双酚,如双酚A(4,4′-亚异丙基二苯酚)、双酚F(双[4-羟基苯基]甲烷)、双酚S(4,4′-磺酰基二苯酚)、4,4′-亚环己基双酚、4,4′-联苯酚、4,4′-(9-亚芴基)二苯酚或其任何组合。可以使所述双酚烷氧基化(例如乙氧基化或丙氧基化)或卤化(例如溴化)。双酚环氧树脂的实例包括双酚二缩水甘油醚,如双酚A或双酚F的二缩水甘油醚。芳香族环氧树脂的另一实例包括三苯酚甲烷三缩水甘油醚、1,1,1-三(对羟基苯基)乙烷三缩水甘油醚或来源于单酚的芳香族环氧树脂,例如来源于间苯二酚(例如间苯二酚二缩水甘油醚)或对苯二酚(例如对苯二酚二缩水甘油醚)。另一实例是壬基苯基缩水甘油醚。另外,芳香族环氧树脂的实例包括环氧酚醛,例如苯酚环氧酚醛和甲酚环氧酚醛。脂肪族环氧树脂组分具有一个或一个以上环氧基并且不含芳香环。外相可以包括一种或一种以上脂肪族环氧树脂。脂肪族环氧树脂的实例包括C2-C30烷基的缩水甘油醚;C3-C30烷基的1,2环氧树脂;脂肪醇或多元醇以及烷氧基化脂肪醇的单或多缩水甘油醚,所述脂肪醇或多元醇如1,4-丁二醇、新戊二醇、环己烷二甲醇、二溴新戊二醇、三羟甲基丙烷、聚氧化四亚甲基、聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、甘油;或多元醇。在一个实施例中,脂肪族环氧树脂包括一个或一个以上环脂环结构。举例来说,脂肪族环氧树脂可以具有一个或一个以上氧化环己烯结构,例如两个氧化环己烯结构。
脂肪族环氧树脂的实例包含环结构,它包括氢化双酚A二缩水甘油醚、氢化双酚F二缩水甘油醚、氢化双酚S二缩水甘油醚、双(4-羟基环己基)甲烷二缩水甘油醚、2,2-双(4-羟基环己基)丙烷二缩水甘油醚、3,4-环氧基环己基甲基-3,4-环氧基环己烷甲酸酯、3,4-环氧基-6-甲基环己基甲基-3,4-环氧基-6-甲基环己烷甲酸酯、二(3,4-环氧基环己基甲基)己二酸酯、二(3,4-环氧基-6-甲基环己基甲基)己二酸酯、乙烯双(3,4-环氧基环己烷甲酸酯)、乙二醇二(3,4-环氧基环己基甲基)醚或2-(3,4-环氧基环己基-5,5-螺-3,4-环氧基)环己烷-1,3-二噁烷。
例示性多官能性丙烯酸可以包括三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、山梨糖醇三丙烯酸酯、山梨糖醇六丙烯酸酯或其任何组合。在另一实例中,丙烯酸聚合物可以由具有含1-4个碳原子的烷基、具有1-4个碳原子的缩水甘油基或羟烷基的单体形成。代表性丙烯酸聚合物包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸缩水甘油酯、聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯、聚丙烯酸缩水甘油酯、聚丙烯酸羟乙酯以及其混合物。
根据催化剂和聚合物类型而定,粘合剂***可以热固化或可以通过如UV辐射的光化辐射来固化,以形成粘合剂***。所述粘合剂***还可以包括催化剂和引发剂。举例来说,阳离子引发剂可以催化阳离子可聚合成分之间的反应。自由基引发剂可以激活自由基可聚合成分的自由基聚合反应。所述引发剂可以通过热能或光化辐射来激活。举例来说,引发剂可以包括在暴露于光化辐射时催化阳离子聚合反应的阳离子光引发剂。在另一实例中,所述引发剂可以包括在暴露于光化辐射时引发自由基聚合反应的自由基光引发剂。光化辐射包括微粒或非微粒辐射并且既定包括电子束辐射和电磁辐射。在特定实施例中,电磁辐射包括具有至少一个在约100nm到约700nm范围内的波长,具体来说,在电磁波谱的紫外辐射范围内的波长的辐射。
粘合剂***还可以包括其它组分,如溶剂、塑化剂、交联剂、链转移剂、稳定剂、分散剂、固化剂、反应介体以及影响分散液流动性的试剂。举例来说,粘合剂***还可以包括选自由以下组成的群组中的一种或一种以上链转移剂:多元醇、多元胺、直链或支链聚乙二醇醚、聚酯以及聚内酯。
这份书面说明书使用实例来披露实施例,包括最佳方式,并且也使得所属领域的技术人员能够制造并且使用本发明。可获专利范围由权利要求所定义,并且可以包括所属领域的技术人员所想到的其它实例。如果这些其它实例具有并非不同于权利要求字面语言的结构要素,或如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差异的等效结构元件,那么它们既定在权利要求范围内。
应注意,并非在以上一般性说明或实例中所描述的所有活动都是所需要的,即可能不需要一项特定活动的一部分,并且可以执行除所描述的那些活动之外的一种或一种以上另外的活动。再者,活动所列的顺序不一定是执行它们的顺序。
在前文说明书中,所述概念已经参考特定实施例来描述。然而,所属领域的技术人员了解,可以在不脱离如下文权利要求中所阐述的本发明范围的情况下进行各种修改和变化。因此,所述说明书和图式应该以说明性而不是限制性意义来看待,并且所有这些修改既定包括在本发明范围内。
如本文所用,术语“包含”、“包含了”、“包括”、“包括了”、“具有”、“具有了”或其任何其它变化既定涵盖非排它性的包括。举例来说,包含一列特征的工艺、方法、物品或设备不一定仅限于那些特征,但可以包括没有明确列出的其它特征或所述工艺、方法、物品或设备所固有的其它特征。另外,除非明确相反地陈述,否则“或”是指包括性的或而不是排它性的或。举例来说,条件A或B是通过以下中的任何一项来得到满足:A是真的(或存在的)并且B是假的(或不存在的)、A是假的(或不存在的)并且B是真的(或存在的)以及A和B都是真的(或存在的)。
又,使用“一个”或“一种”是用来描述本文所描述的要素和组分。这样做只是为方便起见并且给出本发明范围的一般性意义。除非显而易见指的是其它情况,否则这份说明书应该阅读为包括一个或至少一个,并且单数也包括多个,或反之亦然。
以上关于具体实施例描述了益处、其它优点和对问题的解决方案。然而,这些益处、优点、对问题的解决方案以及任何特征(它们可能引起任何益处、优点或解决方案出现或变得更突出)不应该理解为任何或所有权利要求的一个关键的、所需要的或基本的特征。
在阅读所述说明书之后,熟练的业内人士将了解,为了清楚起见在个别实施例的情况下本文所描述的某些特征也可以与单个实施例组合提供。反之,为了简洁起见在单个实施例的情况下所描述的多个特征也可以个别地或以任何次组合形式提供。另外,对范围中所述数值的参考包括在那个范围内的每一个数值。
Claims (44)
1.一种研磨物品,其包含:
研磨体,它具有轴和不大于约10mm的轴向厚度AT;所述研磨体包含:
研磨基质,它包含有机粘结剂和研磨粒子;和
强化物,它包含不连续纤维。
2.根据权利要求1所述的研磨物品,其中所述不连续纤维是短切股纤维(CSF)。
3.根据权利要求1所述的研磨物品,其中所述不连续纤维分散在所述研磨基质中。
4.根据权利要求1所述的研磨物品,其中所述不连续纤维在所述研磨基质中形成为离散层。
5.根据权利要求4所述的研磨物品,其中所述离散层包含通过所述研磨基质部分彼此轴向隔开的多个离散层。
6.根据权利要求1所述的研磨物品,其中所述研磨物品不包括连续纤维强化网,以使得所述研磨物品仅通过所述不连续纤维来强化。
7.根据权利要求1所述的研磨物品,在所述研磨物品中进一步包含至少一连续纤维强化网,以使得且所述研磨物品通过所述不连续纤维和所述连续纤维强化网来强化。
8.根据权利要求1所述的研磨物品,其中所述不连续纤维分散在整个所述研磨基质中,以使得所述不连续纤维基本上随机分布在整个所述研磨体中。
9.根据权利要求1所述的研磨物品,其中所述研磨体具有不大于约300mm,不大于约250mm,不大于约200mm,不大于约150mm或不大于约100mm的外径(OD)。
10.根据权利要求1所述的研磨物品,其中所述AT不大于约8mm,不大于约6mm,不大于约4mm,不大于约2mm,不大于约1mm,不大于约0.5mm。
11.根据权利要求1所述的研磨物品,其中所述不连续纤维包含涂有酚醛树脂的玻璃纤维短切股纤维。
12.根据权利要求1所述的研磨物品,其中所述不连续纤维包含基本上矩形截面形状,所述矩形截面形状具有的宽度比厚度的截面纵横比在约1.25∶1到约3∶1,约1.75∶1到约2.75∶1或约2∶1到约2.5∶1的范围内。
13.根据权利要求1所述的研磨物品,其中所述不连续纤维所包含的轴向长度是至少约6mm,至少约7mm,至少约8mm,至少约10mm,至少约15mm,至少约20mm并且不大于约150mm,不大于约100mm,不大于约75mm,不大于约50mm,不大于约40mm,或不大于约30mm。
14.根据权利要求1所述的研磨物品,其中所述不连续纤维所包含的径向宽度是至少约0.1mm,至少约0.2mm,至少约0.3mm并且不大于约0.5mm,不大于约0.4mm,不大于约0.3mm或不大于约0.2mm。
15.根据权利要求1所述的研磨物品,其中所述不连续纤维所具有的介于所述研磨基质与所述不连续纤维之间的界面处的单纤维束拉拔剪切强度是至少约5Mpa,至少约10Mpa,至少约15Mpa。
16.根据权利要求1所述的研磨物品,其中所述不连续纤维所具有的介于所述研磨基质与所述不连续纤维之间的界面处的单纤维束拉拔断裂应力是至少约40N,至少约50N,至少约60N。
17.根据权利要求1所述的研磨物品,其中所述不连续纤维所具有的临界嵌入长度Lc是至少约2mm,至少约3mm,至少约4mm。
18.根据权利要求1所述的研磨物品,其中所述研磨体所包含的所述不连续纤维的体积百分比是至少约1体积%,至少约2体积%,至少约3体积%,至少约4体积%,至少约5体积%,至少约6体积%,至少约9体积%并且不大于约25体积%,不大于约20体积%,不大于约15体积%。
19.根据权利要求1所述的研磨物品,其中所述研磨物品包含约25体积%到约50体积%的所述有机粘结剂材料;约40体积%到约70体积%的所述研磨粒子;以及约6体积%到约12体积%的所述不连续纤维。
20.根据权利要求1所述的研磨物品,其中所述研磨物品所具有的爆裂速度超过具有至少一种连续纤维强化物的常规研磨物品的爆裂速度,并且其中所述研磨物品的爆裂速度比常规研磨物品的爆裂速度大至少约1%,大至少约5%或大至少约10%。
21.根据权利要求1所述的研磨物品,其中所述不连续纤维所具有的轴向长度比径向宽度的纵横比是至少约12,至少约25,至少约50,至少约75,至少约100,至少约250,至少约500并且不大于约1500,不大于约1000,不大于约750,不大于约500,不大于约250,不大于约200,不大于约150。
22.一种研磨物品,其包含:
研磨部分,它包含有机粘结剂材料和分散在所述有机粘结剂材料中的研磨粒子;以及
在所述有机粘结剂材料中的短切股纤维(CSF)离散层,其安装于所述研磨部分用于对其进行强化。
23.根据权利要求22所述的研磨物品,其中所述研磨部分包含至少两个研磨层,以使得所述离散层定位在所述至少两个研磨层之间并且在其间径向延伸。
24.根据权利要求22所述的研磨物品,其中所述研磨部分具有不大于约300mm的外径OD和不大于约10mm的轴向厚度AT。
25.根据权利要求24所述的研磨物品,其中所述外径(OD)不大于约200mm,不大于约150mm或大于约100mm。
26.根据权利要求24所述的研磨物品,其中所述厚度(AT)不大于约8mm,不大于约6mm,不大于约4mm,不大于约2mm,不大于约1mm,不大于约0.5mm。
27.根据权利要求22所述的研磨物品,其中所述离散层包含通过所述研磨部分的部分彼此轴向隔开的多个离散层。
28.根据权利要求22所述的研磨物品,其中所述研磨物品并不具有连续纤维强化网,以使得所述研磨体仅通过所述切股纤维(CSF)来强化。
29.根据权利要求22所述的研磨物品,在所述研磨体中进一步包含至少一种连续纤维强化网,以使得所述研磨物品通过所述切股纤维(CSF)和所述连续纤维强化网来强化。
30.根据权利要求22所述的研磨物品,其中所述切股纤维(CSF)包含涂有酚醛树脂的玻璃纤维。
31.根据权利要求22所述的研磨物品,其中所述切股纤维(CSF)为矩形截面形状,它所具有的宽度比厚度的截面纵横比在约1.25∶1到约3∶1,约1.75∶1到约2.75∶1或约2∶1到约2.5∶1的范围内。
32.根据权利要求22所述的研磨物品,其中所述切股纤维(CSF)所包含的轴向长度是至少约6mm,至少约7mm,至少约8mm,至少约10mm,至少约15mm,至少约20mm并且不大于约150mm,不大于约100mm,不大于约75mm,不大于约50mm,不大于约40mm或不大于约30mm。
33.根据权利要求22所述的研磨物品,其中所述切股纤维(CSF)所包含的径向宽度是至少约0.1mm,至少约0.2mm,至少约0.3mm并且不大于约0.5mm,不大于约0.4mm,不大于约0.3mm或不大于约0.2mm。
34.根据权利要求22所述的研磨物品,其中所述CSF所具有的介于所述研磨部分与所述CSF之间的界面处的单纤维束拉拔剪切强度是至少约5Mpa,至少约10Mpa,至少约15Mpa。
35.根据权利要求22所述的研磨物品,其中所述切股纤维(CSF)所具有的介于所述研磨部分与所述切股纤维(CSF)之间的界面处的单纤维束拉拔断裂应力是至少约40N,至少约50N,至少约60N。
36.根据权利要求22所述的研磨物品,其中所述CSF所具有的临界嵌入长度(Lc)是至少约2mm,至少约3mm,至少约4mm。
37.根据权利要求22所述的研磨物品,其中所述研磨部分所包含的所述切股纤维(CSF)的体积百分比是至少约1体积%,至少约2体积%,至少约3体积%,至少约4体积%,至少约5体积%,至少约6体积%,至少约9体积%并且不大于约25体积%,不大于约20体积%,不大于约15体积%。
38.根据权利要求22所述的研磨物品,其中所述研磨物品包含约25体积%到约50体积%的所述有机粘结剂材料;约40体积%到约70体积%的所述研磨粒子;以及约6体积%到约12体积%的所述切股纤维(CSF)。
39.根据权利要求22所述的研磨物品,其中所述研磨物品所具有的爆裂速度超过具有至少一种连续纤维强化物的常规研磨物品的爆裂速度,并且其中所述研磨物品的爆裂速度比常规研磨物品的爆裂速度快至少约1%,快至少约5%或快至少约10%。
40.根据权利要求22所述的研磨物品,其中所述切股纤维(CSF)所具有的轴向长度比径向宽度的纵横比是至少约12,至少约25,至少约50,至少约75,至少约100,至少约250,至少约500并且不大于约1500,不大于约1000,不大于约750,不大于约500,不大于约250,不大于约200,不大于约150。
41.一种形成研磨物品的方法,其包含:
向研磨部分提供有机粘结剂材料和分散在所述有机粘结剂材料中的研磨粒子;
形成不连续纤维的离散层;以及
压制所述研磨物品,它具有所述研磨部分和作为所述研磨物品的强化物的所述离散层。
42.根据权利要求41所述的方法,其中形成包含在所述研磨部分顶部上或在其中形成所述离散层。
43.根据权利要求41所述的方法,其中形成包含以多个离散层形式形成所述离散层,并且使所述离散层由所述研磨部分的部分彼此轴向隔开。
44.根据权利要求41所述的方法,其中形成包含形成不具有连续纤维强化网的所述研磨物品,以使得所述研磨物品仅通过所述不连续纤维离散层来强化。
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