Абразивные частицы, имеющие определенные формы, и способы формирования таких частиц

Абразивные частицы, имеющие определенные формы, и способы формирования таких частиц

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение относится к абразивным изделиям и, в частности, способам формирования абразивных изделий.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Абразивные частицы и абразивные изделия, выполненные из абразивных частиц, являются подходящими для различных работ, связанных с удалением материала, включая обдирку, чистовую обработку и полирование. В зависимости от типа абразивного материала такие абразивные частицы могут быть подходящими для профилирования или обдирки широкой разновидности материалов и поверхностей при изготовлении изделий. Известны различные типы абразивных частиц, которые имеют определенные конфигурации, например, абразивные частицы треугольной формы, и абразивные изделия, содержащие такие объекты. Это описано, например, в патентах США №№ 5,201,916; 5,366,523; и 5,984,988.

[0003] Некоторые основные способы, используемые для изготовления абразивных частиц, имеющих указанную форму, включают: (1) плавление, (2) спекание и (3) химическую обработку керамики. В процессе плавления абразивные частицы могут быть сформированы посредством охлаждающего ролика, поверхность которого может быть гравированной или не гравированной, литейной формы, в которую заливают расплавленный материал, или теплопоглощающего материала, погруженного в расплав электрокорунда. Например, в патенте США № 3,377,660 описан процесс, включающий этапы, согласно которым выливают расплавленный абразивный материал из плавильной печи на холодный вращающийся литьевой цилиндр, который быстро охлаждает материал для формирования тонкого полутвердого изогнутого листа с последующим уплотнением полутвердого материала прижимными роликами и последующим частичным растрескиванием полосы полутвердого материала за счет реверсирования его кривизны путём его отделения от цилиндра с использованием быстро перемещающегося охлажденного транспортера.

[0004] При способе спекания абразивные частицы могут быть сформированы из огнеупорных порошков, имеющих диаметр частиц 45 мкм или меньше. К порошкам могут быть добавлены связующие вещества наряду со смазкой и подходящим растворителем, например, водой. Результирующие смеси, или суспензии могут быть отформованы в пластинки или стержни различных длин и диаметров. Например, в патенте США № 3,079,242 описан способ изготовления абразивных частиц из кальцинированного бокситового материала, включающий этапы, согласно которым: (1) размалывают материал до состояния мелкого порошка, (2) уплотняют под положительным давлением и формуют тонкие частицы указанного порошка в агломераты, имеющие размер зерна, и (3) спекают агломераты частиц при температуре ниже температуры плавления боксита для индуцирования ограниченной перекристаллизации частиц, в результате чего могут быть получены абразивные зерна, точно соответствующие заданному размеру.

[0005] Способ химической обработки керамики охватывает преобразование коллоидной суспензии или гидрозоля (иногда называемого золем), в качестве варианта в смеси с растворами других металлических окисных предшествующих веществ, в гель, который сушат и обжигают для получения керамического материала. Это описано, например, в патентах США №№ 4,744,802 и 4,848,041.

[0006] Однако в промышленности имеется потребность в улучшении рабочих характеристик и повышении срока службы и эффективности абразивных частиц, а также абразивных изделий, в которых используются абразивные частицы.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0007] Согласно первому аспекту абразивное изделие содержит: подложку; адгезионный слой, покрывающий подложку; первую профилированную абразивную частицу, соединенную с подложкой в первом положении; вторую профилированную абразивную частицу, соединенную с подложкой во втором положении; и причём первая профилированная абразивная частица и вторая профилированная абразивная частица расположены относительно друг друга с образованием управляемой незатеняющей структуры, при этом указанная управляемая незатеняющая структура содержит по меньшей мере два из следующего: заданная угловая ориентация, заданная поперечная ориентация и заданная продольная ориентация.

[0008] Согласно другому аспекту абразивное изделие содержит: подложку; адгезионный слой, покрывающий подложку; первую группу, включающую множество профилированных абразивных частиц, соединенных с подложкой, причём каждой из множества профилированных абразивных частиц первой группы присуща общая по меньшей мере одна из заданной угловой ориентации, заданной поперечной ориентации и заданной продольной ориентации; и вторую группу, включающую множество профилированных абразивных частиц, отличающихся от первой группы и соединенных с подложкой, причём каждой из множества профилированных абразивных частиц второй группы присуща общая по меньшей мере одна из заданной угловой ориентации, заданной поперечной ориентации и заданной продольной ориентации.

[0009] Согласно другому аспекту абразивное изделие содержит подложку и первую группу, включающую множество профилированных абразивных частиц, соединенных с подложкой в прерывистом слое, размещенных относительно друг друга с образованием незатеняющей структуры и имеющих одинаковую угловую ориентацию, одинаковую поперечную ориентацию, одинаковое пространство поперечной ориентации, одинаковую продольную ориентацию и одинаковое пространство продольной ориентации.

[0010] Согласно одному аспекту абразивное изделие содержит первую группу, включающую множество профилированных абразивных частиц, покрывающих подложку, причём множество профилированных абразивных частиц первой группы образует первый шаблон расположения относительно друг друга.

[0011] Согласно еще одному аспекту абразивное изделие содержит подложку и первую группу, включающую множество профилированных абразивных частиц, соединенных с подложкой в прерывистом слое, причём абразивные частицы указанного множество профилированных абразивных частиц первой группы характеризуются комбинацией по меньшей мере двух из следующего: одинаковой заданной угловой ориентации, одинаковой заданной поперечной ориентации, одинаковой заданной продольной ориентации, одинаковой заданной вертикальной высоты и одинаковой заданной высотой кончика.

[0012] Согласно одному аспекту абразивное изделие содержит множество профилированных абразивных частиц первой группы, покрывающих подложку, причём множество профилированных абразивных частиц первой группы образует незатеняющую структуру относительно друг друга, при этом по меньшей мере примерно 80% от общего количества профилированных абразивных частиц расположены в боковой ориентации относительно подложки.

[0013] Согласно одному аспекту способ формирования абразивного изделия включает этапы, согласно которым обеспечивают подложку, размещают первую профилированную абразивную частицу на подложке в первом положении, определенном по меньшей мере двумя из следующего: заданная угловая ориентация, заданная поперечная ориентация и заданная продольная ориентация, и размещают вторую профилированную абразивную частицу на подложке во втором положении, определенном по меньшей мере двумя из следующего: заданная угловая ориентация, заданная поперечная ориентация и заданная продольная ориентация.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0014] Настоящее изобретение может быть лучше понято, и его многочисленные особенности и преимущества станут очевидными для специалистов при ссылке на сопроводительные чертежи.

[0015] На фиг. 1A показан вид сверху части абразивного изделия согласно одному варианту реализации.

[0016] На фиг. 1B в разрезе показана часть абразивного изделия согласно одному варианту реализации.

[0017] На фиг. 1C в разрезе показана часть абразивного изделия согласно одному варианту реализации.

[0018] На фиг. 1D в разрезе показана часть абразивного изделия согласно одному варианту реализации.

[0019] На фиг. 2A показан вид сверху части абразивного изделия, содержащего профилированные абразивные частицы согласно одному варианту реализации.

[0020] На фиг. 2B показан перспективный вид профилированной абразивной частицы на абразивном изделии согласно одному варианту реализации.

[0021] На фиг. 3A показан вид сверху части абразивного изделия согласно одному варианту реализации.

[0022] На фиг. 3B показан перспективный вид части абразивного изделия, содержащего профилированные абразивные частицы, имеющие заданные ориентационные характеристики относительно направления шлифования согласно одному варианту реализации.

[0023] На фиг. 4 показан вид сверху части абразивного изделия согласно одному варианту реализации.

[0024] На фиг. 5 показан вид сверху части абразивного изделия согласно одному варианту реализации.

[0025] На фиг. 6 показан вид сверху части абразивного изделия согласно одному варианту реализации.

[0026] На фиг. 7A показан вид сверху части абразивного изделия согласно одному варианту реализации.

[0027] На фиг. 7B показан перспективный вид части абразивного изделия согласно одному варианту реализации.

[0028] На фиг. 7C показан вид сверху незатеняющей структуры для формирования на части абразивного изделия согласно одному варианту реализации.

[0029] На фиг. 7D показан изображение части абразивного изделия с незатеняющей структурой профилированных абразивных частиц согласно одному варианту реализации.

[0030] На фиг. 8A показан перспективный вид профилированной абразивной частицы согласно одному варианту реализации.

[0031] На фиг. 8B в разрезе показана профилированная абразивная частица, показанная на фиг. 8A.

[0032] На фиг. 8C показан вид сбоку профилированной абразивной частицы согласно одному варианту реализации.

[0033] На фиг. 9 показана часть структуры выравнивания согласно одному варианту реализации.

[0034] На фиг. 10 показана часть структуры выравнивания согласно одному варианту реализации.

[0035] На фиг. 11 показана часть структуры выравнивания согласно одному варианту реализации.

[0036] На фиг. 12 показана часть структуры выравнивания согласно одному варианту реализации.

[0037] На фиг. 13 показана часть структуры выравнивания, включающей дискретные области контакта, содержащие адгезив согласно одному варианту реализации.

[0038] На фиг. 14A-14H показаны сверху вниз виды частей инструментов для формирования абразивных изделий, имеющих различные шаблонные структуры выравнивания, включающие дискретные области контакта адгезивного материала, согласно различным вариантам реализации настоящего изобретения.

[0039] На фиг. 15 показана система для формирования абразивного изделия согласно одному варианту реализации.

[0040] На фиг. 16 показана система для формирования абразивного изделия согласно одному варианту реализации.

[0041] На фиг. 17A-17C показаны системы для формирования абразивного изделия согласно одному варианту реализации.

[0042] На фиг. 18 показана система для формирования абразивного изделия согласно одному варианту реализации.

[0043] На фиг. 19 показана система для формирования абразивного изделия согласно одному варианту реализации.

[0044] На фиг. 20A показан инструмент, используемый для формирования абразивного изделия согласно одному варианту реализации.

[0045] На фиг. 20B показан инструмент, используемый для формирования абразивного изделия согласно одному варианту реализации.

[0046] На фиг. 20C показана часть абразивного изделия согласно одному варианту реализации.

[0047] На фиг. 21 показан график нормальной силы (N) в зависимости от количества проходов для Образца A и Образца B согласно испытанию на шлифуемость в Примере 1.

[0048] На фиг. 22 показано изображение части образца из примера согласно одному варианту реализации.

[0049] На фиг. 23 показано изображение части известного образца.

[0050] На фиг. 24 показана диаграмма количества вертикально ориентированных зерен/см² и общего количества зерен/см² для двух известных образцов и трех образцов согласно различным вариантам реализации.

[0051] На фиг. 25-27 показаны планы размещения профилированных абразивных частиц на подложке для формирования незатеняющих структур согласно различным вариантам реализации.

[0052] На фиг. 28 показан план размещения профилированных абразивных частиц на подложке для формирования незатеняющих структур согласно одному варианту реализации.

[0053] На фиг. 29 показано изображение известного образца с затеняющими структурами профилированных абразивных частиц на подложке.

[0054] На фиг. 30 показано изображение части поверхности заготовки, обработанной с использованием образца, представляющего вариант реализации настоящего изобретения.

[0055] На фиг. 31 показано изображение части поверхности заготовки, обработанной с использованием известного образца.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0056] Настоящее изобретение относится к способам формирования профилированных абразивных частиц, особенностям профилированных абразивных частиц, способам формования абразивных изделий с использованием профилированных абразивных частиц и особенностям абразивных изделий. Профилированные абразивные частицы могут быть использованы в различных абразивных изделиях, включая, например, изделия из абразивного материала со связкой, изделия с абразивным покрытием, и т.п.. В некоторых случаях абразивные изделия согласно настоящему изобретению, описанные в настоящей заявке, могут быть изделиями с абразивным покрытием, образованным одиночным слоем абразивных зерен и предпочтительно прерывистым одиночным слоем профилированных абразивных частиц, которые могут быть связаны или соединены с подложкой и использованы для съема материала с заготовок. Следует отметить, что профилированные абразивные частицы могут быть размещены управляемым способом таким образом, что профилированные абразивные частицы образуют заданное расположение относительно друг друга.

[0057] СПОСОБЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОФИЛИРОВАННЫХ АБРАЗИВНЫХ ЧАСТИЦ

[0058] Для формирования профилированных абразивных частиц могут быть использованы различные способы. Например, профилированные абразивные частицы могут быть сформированы с использованием способов, таких как экструзия, литье под давлением, трафаретная печать, прокатка, плавление, прессование, отливка, сегментация, секционирование и комбинации вышеперечисленного. В некоторых случаях профилированные абразивные частицы могут быть сформированы из смеси, которая может включать керамический материал и жидкость. В некоторых случаях смесь может быть гелем, сформированным из керамического порошкового материала и жидкости, причём гель может быть охарактеризован как материал с устойчивой формой, по существу имеющий способность удерживать заданную форму даже в необработанном (т.е., необожженном) состоянии. Согласно одному варианту реализации гель может быть сформирован из керамического порошкового материала в форме интегрированной системы дискретных частиц.

[0059] Смесь может иметь некоторую долю сплошного материала, жидкого материала и добавок, в результате чего могут быть обеспечены подходящие реологические характеристики для формирования профилированных абразивных частиц. Таким образом, в ряде случаев смесь может иметь некоторую вязкость и предпочтительно подходящие реологические характеристики, которые облегчают формирование размерно устойчивой фазы материала. Размерно устойчивая фаза материала представляет собой материал, который может быть сформирован с определенной формой и по существу поддерживает эту форму таким образом, что она сохраняется в окончательно сформированном объекте.

[0060] Согласно одному варианту реализации смесь может быть сформирована с определенным содержанием сплошного материала, например, керамического порошкового материала. Например, согласно одному варианту реализации смесь может иметь содержание твердой фазы по меньшей мере примерно 25% по весу, например по меньшей мере примерно 35% по весу или даже по меньшей мере примерно 38% по весу от общего веса смеси. Однако, по меньшей мере в одном неограничивающем варианте реализации содержание твердой фазы в смеси может быть не больше чем примерно 75% по весу, например не больше чем примерно 70% по весу, не больше чем примерно 65% по весу, не больше чем примерно 55% по весу, не больше чем примерно 45% по весу или не больше чем примерно 42% по весу. Понятно, что доля твердых материалов в смеси может быть в пределах диапазона минимальных и максимальных процентных значений перечисленных выше.

[0061] Согласно одному варианту реализации керамический порошковый материал может включать окись, нитрид, карбид, борид, оксикарбид, оксинитрид и комбинации вышеперечисленного. В некоторых случаях керамический материал может включать оксид алюминия. В частности, керамический материал может включать материал бёмит, который может быть предшествующим веществом альфа-оксида алюминия. Термин "бёмит" в целом использован в настоящей заявке для обозначения гидратов оксида алюминия, включающих минерал бёмит, обычно представляющий собой Al₂O₃•H₂O и имеющий содержание воды порядка 15%, а также псевдобёмит, имеющий содержание воды выше чем 15%, такое как 20-38% по весу. Следует отметить, что бёмит (включая псевдобёмит) имеет определенную и идентифицируемую кристаллическую структуру и соответственно уникальную рентгеновскую дифракционную картину, и также отличается от других глиноземных материалов, включая другие гидратированные окиси алюминия, например гидроокись алюминия (ATH), который представляет собой общий предшествующий материал, использованный в настоящей заявке для изготовления бёмитных зернистых материалов.

[0062] Кроме того, смесь может быть сформирована с определенным содержанием жидкого материала. Некоторые подходящие жидкости могут содержать воду. Согласно одному варианту реализации смесь может быть сформирована с содержанием жидкости меньше чем содержание в смеси твердой фазы. Согласно другим вариантам реализации смесь может иметь содержание жидкости по меньшей мере примерно 25% по весу, например по меньшей мере примерно 35% по весу, по меньшей мере примерно 45% по весу, по меньшей мере примерно 50% по весу или даже по меньшей мере примерно 58% по весу от общего веса смеси. Однако, по меньшей мере согласно одному неограничивающему варианту реализации содержание жидкости в смеси может быть не больше чем примерно 75% по весу, например не больше чем примерно 70% по весу, не больше чем примерно 65% по весу, не больше чем примерно 62% по весу или даже не больше чем примерно 60% по весу. Понятно, что доля жидкости в смеси может находиться в пределах диапазона минимальных и максимальных процентных значений перечисленных выше.

[0063] Кроме того, для некоторых способов смесь может иметь определенный динамический модуль упругости. Например, смесь может иметь динамический модуль упругости по меньшей мере примерно 1x10⁴ Па, например по меньшей мере примерно 4x10⁴ Па или даже по меньшей мере примерно 5x10⁴ Па. Однако, согласно по меньшей мере одному неограничивающему варианту реализации смесь может иметь динамический модуль упругости не больше чем примерно 1x10⁷ Па, например, не больше чем примерно 2x10⁶ Па. Понятно, что динамический модуль упругости смеси 101 может находиться в пределах диапазона минимальных и максимальных значений перечисленных выше.

[0064] Динамический модуль упругости может быть измерен посредством системы параллельных пластин с использованием ротационного реометра ARES или AR-G2 и систем для регулирования температуры на основе элемента Пельтье. Для исследования смесь может быть экструдирована в промежуток между двумя пластинами, которые разнесены на расстояние примерно 8 мм друг от друга. После выдавливания геля в промежуток расстояние между указанными двумя пластинами, ограничивающими промежуток, уменьшают до 2 мм, пока смесь полностью не заполнит промежуток между пластинами. После удаления лишней смеси промежуток уменьшают на 0,1 мм и начинают испытание. Испытание представляет собой колебательное деформационное амплитудное испытание, которое проводят с приборными параметрами настройки диапазона деформации от 0,1% до 100% с частотой 6,28 радиан/с (1 Гц) с использованием параллельной пластины размером 25 мм и регистрацией 10 точек на декаду. Примерно 1 час спустя после завершения испытания уменьшают промежуток на ту же 0,1 мм и повторяют испытание. Испытание может быть повторено по меньшей мере 6 раз. Первое испытание может отличаться от второго и третьего испытаний. Следует регистрировать результаты только второго и третьего испытаний для каждого образца.

[0065] Кроме того, для облегчения обработки и формирования профилированных абразивных частиц согласно вариантам реализации, описанным в настоящей заявке, смесь может иметь определенную вязкость. Например, смесь может иметь вязкость по меньшей мере примерно 4x10³ Па•с, по меньшей мере примерно 5x10³ Па•с, по меньшей мере примерно 6x10³ Па•с, по меньшей мере примерно 8x10³ Па•с, по меньшей мере примерно 10x10³ Па•с, по меньшей мере примерно 20x10³ Па•с, по меньшей мере примерно 30x10³ Па•с, по меньшей мере примерно 40x10³ Па•с, по меньшей мере примерно 50x10³ Па•с, по меньшей мере примерно 60x10³ Па•с, по меньшей мере примерно 65x10³ Па•с. По меньшей мере согласно одному неограничивающему варианту реализации смесь может иметь вязкость не больше чем примерно 100x10³ Па•с, не больше чем примерно 95x10³ Па•с, не больше чем примерно 90x10³ Па•с или даже не больше чем примерно 85x10³ Па•с. Понятно, что вязкость смеси может находиться в пределах диапазона минимальных и максимальных значений перечисленных выше. Вязкость может быть измерена тем же способом, что и динамический модуль упругости, как описано выше.

[0066] Кроме того, смесь может быть сформирована с определенным содержанием органических материалов, включая например, органические добавки, которые могут отличаться от жидкости, для облегчения обработки и формирования профилированных абразивных частиц согласно вариантам реализации, описанным в настоящей заявке. Некоторые подходящие органические добавки могут включать стабилизаторы, связующие вещества, такие как фруктоза, сахароза, лактоза, глюкоза, отверждаемые ультрафиолетом смолы и т.п.

[0067] Следует отметить, что в вариантах реализации, описанных в настоящей заявке, может быть использована смесь, которая может отличаться от суспензий, используемых в известных операциях формования. Например, доля органических материалов в смеси, в частности, доля любой из органических добавок, перечисленных выше, может быть небольшой по сравнению с долей других компонентов смеси. Согласно по меньшей мере одному варианту реализации смесь может быть сформирована с содержанием органического материала не больше чем примерно 30% по весу от общего веса смеси. Согласно другим вариантам реализации количество органических материалов может быть меньше, например не больше чем примерно 15% по весу, не больше чем примерно 10% по весу или даже не больше чем примерно 5% по весу. Однако, по меньшей мере согласно одному неограничивающему варианту реализации количество органических материалов в смеси может быть по меньшей мере примерно 0,01% по весу, например по меньшей мере примерно 0,5% по весу от общего веса смеси. Понятно, что количество органических материалов в смеси может находиться в пределах диапазона минимальных и максимальных значений перечисленных выше.

[0068] Кроме того, смесь может быть сформирована с определенным содержанием кислоты или основания, отличающихся от жидкости, для облегчения обработки и формирования профилированных абразивных частиц согласно вариантам реализации, описанным в настоящей заявке. Некоторые подходящие кислоты или основания могут включать азотную кислоту, серную кислоту, лимонную кислоту, хлорноватую кислоту, винную кислоту, фосфорную кислоту, азотнокислый аммоний, цитрат аммония. Согласно одному варианту реализации смесь может иметь pH фактор меньше чем примерно 5 и предпочтительно в пределах диапазона от примерно 2 до примерно 4 с использованием добавки на основе азотной кислоты.

[0069] Согласно одному способу формирования смесь может быть использована для формирования профилированных абразивных частиц способом трафаретной печати. В целом, способ трафаретной печати может включать экструзию смеси из формующей головки в отверстия трафарета, расположенные в области применения. Комбинация подложки с трафаретом, имеющим отверстия, и лентой, расположенной под трафаретом, может быть перемещена под формующей головкой, и смесь может быть доставлена в отверстия трафарета. Смесь, содержащаяся в отверстиях, позже может быть извлечена из отверстий экрана и остаться на ленте. Результирующие профилированные части смеси могут быть профилированными абразивными частицами предшествующего вещества.

[0070] Согласно одному варианту реализации трафарет может иметь одно или большее количество отверстий, имеющих заданную двумерную форму, которая может облегчить формирование профилированных абразивных частиц, имеющих по существу ту же самую двумерную форму. Понятно, что профилированные абразивные частицы могут иметь особенности, которые не могут быть скопированы из формы отверстия. Согласно одному варианту реализации отверстие может иметь различные формы, например форму многоугольника, овала, цифры, буквы греческого алфавита, буквы латинского алфавита, буквы русского алфавита, японского иероглифа, а также сложную форму, включающую комбинацию многоугольных форм, и комбинации вышеперечисленного. В некоторых случаях отверстия могут иметь двумерную многоугольную форму, например, треугольную, прямоугольную, четырехугольную, пятиугольную, шестиугольную, семиугольную, восьмиугольную, девятиугольную, десятиугольную и комбинации вышеперечисленного.

[0071] Следует отметить, что смесь может быть продавлена сквозь трафарет быстрым способом таким образом, что среднее время нахождения смеси в отверстии может быть меньше чем примерно 2 минуты, меньше чем примерно 1 минута, меньше чем примерно 40 секунд или даже меньше чем примерно 20 секунд. В некоторых неограничивающих вариантах реализации смесь по существу может оставаться неизменной во время печатания при ее перемещении сквозь отверстия трафарета без изменений количества компонентов в исходной смеси и без заметного высыхания в отверстиях трафарета.

[0072] Лента и/или трафарет могут быть перемещены с определенной скоростью для облегчения обработки. Например, лента и/или трафарет могут быть перемещены со скоростью по меньшей мере примерно 3 см/с. Согласно другим вариантам реализации скорость перемещения ленты и/или трафарета может быть больше, например по меньшей мере примерно 4 см/с, по меньшей мере примерно 6 см/с, по меньшей мере примерно 8 см/с или даже по меньшей мере примерно 10 см/с. Для некоторых способов согласно вариантам реализации, описанным в настоящей заявке, можно управлять скоростью перемещения ленты по сравнению со скоростью экструзии смеси для облегчения надлежащей обработки.

[0073] Можно управлять некоторыми параметрами обработки для облегчения формирования особенностей профилированных абразивных частиц из предшествующего вещества (т.е., частиц, полученных следующие в результате применения способа профилирования) и окончательно сформированных профилированных абразивных частиц, описанных в настоящей заявке. Некоторые примеры параметров способа могут включать расстояние выпуска, определяющее точку разделения между трафаретом и лентой относительно точки в пределах области применения, вязкость смеси, динамический модуль упругости смеси, механические свойства компонентов в пределах области применения, толщину трафарета, жесткость трафарета, доля твердой фазы в смеси, доля носителя в смеси, угол выпуска между лентой и трафаретом, скорость перемещения, температуру, доля антиадгезионного агента на ленте или на поверхностях отверстий трафарета, приложенное к смеси давление для облегчения экструзии, скорость ленты и комбинации вышеперечисленного.

[0074] После завершения процесса профилирования результирующие профилированные абразивные частицы из предшествующего вещества могут быть перемещены сквозь последовательность областей, в которых могут быть выполнены последующие этапы обработки. Некоторые подходящие примеры последующих этапов обработки могут включать сушку, нагрев, отверждение, реагирование, облучение, смешивание, встряхивание, перемешивание, планаризацию, кальцинирование, спекание, измельчение, просеивание, легирование и комбинации вышеперечисленного. Согласно одному варианту реализации предшествующие профилированные абразивные частицы могут быть перемещены сквозь дополнительную профилирующую область, в которой по меньшей мере одна наружная поверхность частиц может быть дополнительно профилирована. В дополнение к данному или согласно другому варианту реализации настоящего изобретения предшествующие профилированные абразивные частицы могут быть перемещены сквозь прикладную область, в которой легирующий материал может быть применен по меньшей мере к одной наружной поверхности предшествующих профилированных абразивных частиц. Легирующий материал может быть применен с использованием различных способов, включая, например, распыление, окунание, осаждение, пропитку, перенос, продавливание, резание, прессование, дробление и любую комбинацию вышеуказанного. В некоторых случаях в прикладной области может быть использована распыляющая форсунка или комбинация распыляющих форсунок для напыления легирующего материала на предшествующие профилированные абразивные частицы.

[0075] Согласно одному варианту реализации применение легирующего материала может включать применение определенного материала, например, предшественника. Некоторые примеры предшествующих материалов могут включать легирующий материал, который может быть внедрен в окончательно сформированные профилированные абразивные частицы. Например, соль металла может включать элемент или соединение, которые является предшественником для легирующего материала (например, металлический элемент). Понятно, что соль может находиться в жидкой форме, например, в смеси или растворе, содержащем соль и жидкость-носитель. Соль может включать азот и, в частности, может включать нитрат. Согласно другим вариантам реализации соль может быть хлоридом, сульфатом, фосфатом и комбинациями вышеперечисленного. Согласно одному варианту реализации соль может включать металлический нитрат, и, в частности, по существу состоять из металлического нитрата.

[0076] Согласно одному варианту реализации легирующий материал может включать элемент или соединение, например, щелочной элемент, щёлочноземельный элемент, редкоземельный элемент, гафний, цирконий, ниобий, тантал, молибден, ванадий или комбинации вышеперечисленного. Согласно одному варианту реализации легирующий материал включает элемент или соединение, включающее элемент, такой как литий, натрий, калий, магний, кальций, стронций, барий, скандий, иттрий, лантан, цезий, празеодим, ниобий, гафний, цирконий, тантал, молибден, ванадий, хром, кобальт, железо, германий, марганец, никель, титан, цинк и комбинации вышеперечисленного.

[0077] В некоторых случаях способ применения легирующего материала может включать выборочное размещение легирующего материала на наружной поверхности предшествующей профилированной абразивной частицы. Например, способ применения легирующего материала может включать применение легирующего материала к верхней поверхности или нижней поверхности предшествующих профилированных абразивных частиц. Согласно другому варианту реализации одна или большее количество боковых поверхностей предшествующих профилированных абразивных частиц могут быть обработаны таким образом, что к ним может быть применен легирующий материал. Понятно, что для применения легирующего материала к различным наружным поверхностям предшествующих профилированных абразивных частиц могут быть использованы различные способы. Например, для применения легирующего материала к верхней поверхности или боковой поверхности предшествующих профилированных абразивных частиц может быть использован способ напыления. Однако, согласно другому варианту реализации легирующий материал может быть применен к нижней поверхности предшествующих профилированных абразивных частиц, например, окунание, осаждение, пропитку или комбинации вышеперечисленного. Понятно, что поверхность ленты может быть обработана легирующим материалом для облегчения передачи легирующего материала к нижней поверхности предшествующих профилированных абразивных частиц.

[0078] Кроме того, предшествующие профилированные абразивные частицы могут быть перенесены на ленту сквозь область постформирующей обработки, в которой в отношении предшествующих профилированных абразивных частиц могут быть осуществлены различные способы, включая, например, сушку, как описано в вариантах реализации в настоящей заявке. В области постформирующей обработки могут быть осуществлены различные способы, включая обработку предшествующих профилированных абразивных частиц. Согласно одному варианту реализации область постформирующей обработки может включать процесс нагрева, в котором могут быть высушены предшествующие профилированные абразивные частицы. Сушка может включать удаление определенного количества материала, включая летучие компоненты, такие как вода. Согласно одному варианту реализации процесс сушки может быть осуществлен при температуре сушки, которая не больше чем примерно 300°C, например, не больше чем примерно 280°C или даже не больше чем примерно 250°C. Однако, согласно одному неограничивающему варианту реализации сушка может быть выполнена при температуре сушки по меньшей мере примерно 50°C. Понятно, что температура сушки может находиться в пределах диапазона минимальных и максимальных температур, перечисленных выше. Кроме того, предшествующие профилированные абразивные частицы могут быть перемещены сквозь область постформирующей обработки с определенной скоростью, например, по меньшей мере примерно 0,2 фут/мин (0,06 м/мин) и не больше чем примерно 8 фут/мин (2,4 м/мин).

[0079] Согласно одному варианту реализации способ формирования профилированных абразивных частиц дополнительно может содержать процесс спекания. Для некоторых способов согласно вариантам реализации, описанным в настоящей заявке, спекание может быть выполнено после сбора предшествующих профилированных абразивных частиц с ленты. Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения спекание может представлять собой процесс, который осуществляют в то время, когда предшествующие профилированные абразивные частицы находятся на ленте. Спекание предшествующих профилированных абразивных частиц может быть использовано для уплотнения частиц, которые в целом находятся в сыром состоянии. В определенном случае способ спекания может облегчить формирование высокотемпературной фазы керамического материала. Например, согласно одному варианту реализации предшествующие профилированные абразивные частицы могут быть спечены таким образом, что формируется высокотемпературная фаза оксида алюминия, такая как альфа-оксид алюминия. Согласно одному варианту реализации профилированная абразивная частица может содержать альфа-оксид алюминия по меньшей мере примерно 90% по весу от общего веса частицы. Согласно другим вариантам реализации доля альфа-оксида алюминия может быть больше, так что профилированная абразивная частица по существу может состоять из альфа-оксида алюминия.

[0080] ПРОФИЛИРОВАННЫЕ АБРАЗИВНЫЕ ЧАСТИЦЫ

[0081] Профилированные абразивные частицы могут иметь различные формы. В общем, профилированные абразивные частицы могут иметь форму, близкую форме профилирующих компонентов, использованных в процессе формования. Например, профилированная абразивная частица может иметь заданную двумерную форму, видимую в любых двух измерениях трех измерений объемной формы, и в частности в измерениях, определенных длиной и шириной частицы. Некоторые примеры двумерных форм могут включать многоугольник, овал, цифру, букву греческого алфавит