CN109890566A

CN109890566A - 粘结砂轮及其制备方法

Info

Publication number: CN109890566A
Application number: CN201780065866.2A
Authority: CN
Inventors: 约瑟夫·B·埃克尔; 托马斯·J·纳尔逊; 阿龙·K·尼纳贝尔; 罗纳德·D·杰斯密; 巴德里·维拉拉哈万
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2016-10-25
Filing date: 2017-09-27
Publication date: 2019-06-14
Anticipated expiration: 2037-09-27
Also published as: US20190262973A1; EP3532248A1; EP3532248A4; WO2018080704A1; EP3532248B1; CN109890566B

Abstract

一种粘结砂轮，其包括保留在第一有机粘结剂中的可磁化磨料颗粒。粘结砂轮具有邻近中心毂的中心部分、外圆周和延伸穿过中心毂的旋转轴。大部分可磁化磨料颗粒基本上平行于旋转轴。还公开了一种制造粘结砂轮的方法。

Description

粘结砂轮及其制备方法

技术领域

本公开广义地涉及粘结的磨料制品及其制备和使用方法。

背景技术

粘结砂轮包括通过形状为圆形轮的粘结介质(即，粘结剂)通常围绕中心毂粘结在一起的磨料棒。粘结砂轮包括例如砂轮和切割轮。粘结介质可以是有机树脂(例如，树脂粘结轮)，但也可以是无机材料诸如陶瓷或玻璃(即，玻璃质粘结轮)。

各种形状的砂轮可由固定安装的马达诸如例如台式研磨机驱动，或者由手动操作式便携研磨机附接和驱动。手动操作式便携研磨机通常相对于工件表面以微小的角度固定，并且可用于将例如焊道、飞翅、浇口和冒口从铸件磨掉。

与手持式角磨机一起使用的砂轮通常是具有适度直径(例如，4英寸至9英寸(10至23厘米))的薄轮，其结构类似于切割轮，但在使用中它们与通常以小于约45度的角度磨损的工件接触，与以通常接近90度的角度使用的切割轮形成对比。

包括棒状磨料棒(下文称为“磨料棒”)的砂轮是已知的。使用氧化铝前体制备某些磨料棒是溶胶-凝胶挤出工艺，然后烧制氧化铝前体以形成α氧化铝。例如，美国专利3,183,071(Rue等人)和3,481,723(Kistler等人)公开了用于由挤压棒状多晶α氧化铝磨料砂粒制成的重型钩丝操作的砂轮。Kistler等人广泛地涉及使用挤出的多晶烧结氧化铝磨料棒，其直径约为26-160密耳(0.65mm至4.06mm)，它们是通过挤出αAl₂O₃或其它合适的含氧化铝细粒的颗粒的浆料形成的，其已经与有机粘结合剂混合以促进挤出。类似地，美国专利3,387,957(Howard)将铝土矿挤出为小直径直圆柱棒。

磨料棒相对于粘结砂轮的工作(即研磨)表面的取向对于砂轮的性能可以是重要的。美国专利3,495,960(Schladitz)公开了一种由可粘结和固化的塑料支撑元件形成的构件，用于对工件进行表面精加工以提供光泽、透明和光亮的外观。该构件具有光滑的工作表面，并且设置有多个金属可磁化棒状磨料细丝，其在构件内彼此基本上平行地对齐，并且通常垂直于工作表面定位以限定其一部分。

切割效率和磨料颗粒破裂机理随取向而变化。对于磨料棒，为了改善切割和分解，通常优选地是，砂轮和/或工件相对运动使得细长颗粒的端部呈现在工作表面而不是细长的磨料颗粒侧。

发明内容

有利地，本发明人已经发现了一种将磨料颗粒取向在粘结砂轮内的方法，其可显著改善研磨性能。使用可磁化磨料颗粒实现这种对齐，所述可磁化磨料颗粒在粘结砂轮的制造期间通过磁场对齐。

在第一方面，本公开提供了一种粘结砂轮，该粘结砂轮包括保留在第一有机粘结剂中的可磁化磨料颗粒，其中粘结砂轮具有与中心毂相邻的中心部分，其中粘结砂轮具有外圆周和延伸穿过中心毂的旋转轴，其中大部分可磁化磨料颗粒基本上平行于旋转轴。

在第二方面，本公开还提供一种制造粘结砂轮的方法，该方法包括以下步骤：

a)将第一可固化组合物的层设置在具有圆形模腔的模具中，该圆形模腔具有邻近中心毂的凹陷中心部分，其中圆形模腔具有外圆周和延伸穿过中心毂的旋转轴，并且其中可固化组合物包含分散在第一有机粘结剂前体中的填料磨料颗粒；

b)将第一多孔加固材料设置在第一可固化组合物的层上；

c)将第二可固化组合物的层设置在多孔加固材料和第一可固化组合物上，其中第二可固化组合物包含分散在第二有机粘结剂前体中的可磁化磨料颗粒；以及

d)向所述可固化组合物施加磁场，使得大部分可磁化磨料颗粒基本平行于旋转轴；以及

e)至少部分地固化可固化组合物以提供粘结砂轮。

如本文所用：

用于指粘结砂轮的旋转轴的对齐的术语“与...对齐”是指在棒的情况下的纵向轴，并且是指在片状物的情况下的最大平坦表面。

术语“中心毂”是指粘结砂轮的中心区域，其在正常使用中接合和/或接触动力工具的可旋转轴。示例包括心轴孔、衬有套筒、索环或铆钉的心轴孔、其中填充有插入件的心轴孔以及中心粘附到粘结砂轮的机械紧固件。

术语“陶瓷”是指由至少一种与氧、碳、氮或硫结合的金属元素(可包括硅)制成的各种硬、脆、耐热和耐腐蚀材料中的任何一种。

术语“亚铁磁性的”是指表现出亚铁磁性的材料。亚铁磁性是发生在固体中的一种永久磁性，其中与单个原子相关的磁场自身自发地对齐，一些是平行的或沿相同方向(如以铁磁性)，而另一些通常是反平行的，或者在相反的方向上配对(如以反铁磁性)。亚铁磁性材料单晶的磁性行为可归因于平行对齐；这些原子在反平行排列中的稀释效应使这些材料的磁场强度通常小于纯铁磁固体如金属铁的磁场强度。亚铁磁性主要发生在称为铁氧体的磁性氧化物中。产生亚铁磁性的自发对齐在称为居里点的温度之上完全被破坏，这是每种亚铁磁性材料的特征。当材料的温度低于居里点时，亚铁磁性就会复原。

术语“铁磁性的”是指表现出铁磁性的材料。铁磁性是一种物理现象，其中某些不带电的材料强烈地吸引其它材料。与其它物质相比，铁磁性材料容易被磁化，并且在强磁场中，磁化接近称为饱和的明确限制。当场被施加然后移除时，磁化不会返回其原始值。这种现象称为滞后现象。当被加热到称为居里点的某个温度(其对于每种物质通常是不同的)时，铁磁性材料失去其特性并且不再是磁性的；然而，它们在冷却时再次变成铁磁性的。

除非另有说明，否则术语“磁性”和“磁化”是指在20℃下是铁磁性或亚铁磁性的，或者能够制成铁磁性或亚铁磁性的。优选地，根据本公开的可磁化层具有或可以通过暴露于施加的磁场而具有至少0.001电磁单位(emu)(更优选至少0.005emu，更优选0.01emu，至多包括0.1emu)的磁矩，但是这不是要求。

术语“磁场”是指不是由任何一个或多个天文体(例如，地球或太阳)产生的磁场。一般来讲，在本公开的实践中使用的磁场在可磁化磨料颗粒的区域中具有至少约10高斯(1mT)(优选至少约100高斯(10mT)，并且更优选至少约1000高斯(0.1T))的磁场强度。

术语“可磁化”是指能够被磁化或已经处于磁化状态。

术语“磨料棒”是指研磨颗粒的长度为其宽度和厚度的至少3倍(优选至少5倍、至少8倍或甚至至少10倍)。棒可以是圆柱形或棱柱形(例如，3面、4面、5面或6面棱镜)，并且可以朝向它的中间或端部渐缩。

术语“成形陶瓷体”是指在其制备期间在某些点处有意成形(例如，挤出、模切、模塑、丝网印刷)的陶瓷体，使得所得陶瓷体是非随机形状的。本文使用的术语“成形陶瓷体”不包括通过机械粉碎或研磨操作获得的陶瓷体。

术语“精确成形的陶瓷体”是指陶瓷体，其中陶瓷体的至少一部分具有预定的形状，该预定的形状从用于形成前体精确成形的陶瓷体的模腔复制，该前体精确成形的陶瓷体被烧结以形成精确成形的陶瓷体。

术语“旋转轴”是指粘结砂轮，是指在正常使用期间轮子围绕其旋转以磨削工件的轴。

术语“长度”是指物体的最长尺寸。

术语“宽度”是指物体的垂直于其长度的最长尺寸。

术语“厚度”是指物体的最长尺寸，其垂直于其长度和宽度。

术语“长径比”是指物体的长度/厚度比。

术语“基本上”是指在所述属性的35％内(优选在30％之内，更优选在25％之内，更优选在20％之内，更优选在10％之内，并且更优选在5％之内)。

在考虑具体实施方式以及所附权利要求书时，将进一步理解本公开的特征和优点。

附图说明

图1是根据本公开的一个实施方案的示例性粘结砂轮100的示意透视图；

图1A是沿线1A-1A截取的图1中所示的粘结砂轮100的示意性剖视图。

图2是可用于制造根据本公开的粘结砂轮的示例性可磁化磨料棒200的示意性透视图。

图2A是沿着线2A-2A截取的可磁化磨料棒200的示意性剖视图。

图3是可用于制造根据本公开的粘结砂轮的示例性可磁化成形磨料片状物300的示意性顶视图。

图3A是沿线3A-3A截取的可磁化成形磨料片状物300的示意性剖视图。

图4示意性地示出了磁场线如何将磁性磨料颗粒取向在模腔中。

图5是实施例1中制造的粘结砂轮的横截面的照片。

图6是比较例A中制造的粘结砂轮的横截面的照片。

在说明书和附图中重复使用的参考符号旨在表示本公开的相同或类似的特征结构或元件。应当理解，本领域的技术人员可以设计出许多落入本公开原理的范围内及符合本公开原理的实质的其它修改形式和实施方案。附图可不按比例绘制。

具体实施方式

粘结砂轮100(显示为中心凹陷的粘结砂轮)具有环绕中心毂190的凹陷中心部分104，其从前表面124延伸到后表面126，其可用于例如附接到动力驱动工具(未示出)。主磨料层120包括保留在粘结剂150中的可磁化磨料颗粒140(显示为棒)。任选的次磨料层160包括磨料颗粒170(例如，保留在粘结剂175中的粉碎的磨料颗粒)。主磨料层120任选地还包括邻近主磨料层120的前表面124的主加固材料115。任选的次磨料层160任选地还包括邻近后表面126的第二加固材料116。任选的加固材料117被夹在主磨料层120和次磨料层160之间，和/或被设置在主磨料层120和次磨料层160的接合处。在一些实施方案中，主磨料层和次磨料层彼此接触，而在其他实施方案中，它们通过一种或多种另外的元件(如，任选地包含加固材料117的第三有机粘结剂的层)粘结至彼此。

在一些实施方案中，在粘结的砂轮中可包括含有可磁化磨料颗粒的多于一个(例如，至少2个、至少3个、至少4个)的磨料层。这些磨料层可以在相同或不同的磁场取向下制备。

粘结砂轮100具有旋转轴195，轮在使用中围绕旋转轴195旋转，并且旋转轴195通常垂直于粘结砂轮的圆盘。可磁化磨料颗粒140基本平行于旋转轴195对齐。

可用于本公开实践的可磁化磨料颗粒各自具有相应的陶瓷体，该陶瓷体具有设置在其至少一部分上的可磁化层。

现在参考图2和图2A，示例性可磁化磨料颗粒200包括圆柱形陶瓷体210，其具有设置在其整个外表面230上的可磁化层220。

同样，在图3和图3A中，示例性可磁化磨料颗粒300包括截头三角形陶瓷片状物360，其具有设置在其整个外表面330上的可磁化层370。可磁化磨料颗粒300具有通过侧壁325a,325b,325c彼此连接的相对的主表面321,323。

在一些实施方案中，可磁化层覆盖陶瓷体，从而封闭陶瓷体。可磁化层可以是整体可磁化材料(例如，蒸汽涂覆的可磁化金属)，或者它可以包括粘结剂中的可磁化颗粒。在一些实施方案中，陶瓷体是精确成形的。

在可磁化层中使用的示例性有用的可磁化材料可包括：铁；钴；镍；以各种等级的Permalloy市售的各种镍和铁的合金；以Fernico、Kovar、FerNiCo I或FerNiCo II市售的各种铁、镍和钴的合金；以各种等级的Alnico市售的铁、铝、镍、钴并且有时还有铜和/或钛的各种合金；以Sendust alloy市售的铁、硅和铝的合金(通常约85：9：6重量比)；Heusler合金(例如，Cu₂MnSn)；锰铋(也称为Bismanol)；稀土可磁化材料诸如钆，镝，钬，氧化铕，钕、铁和硼的合金(例如Nd₂Fe₁₄B)以及钐和钴的合金(例如SmCo₅)；MnSb；MnOFe₂O₃；Y₃Fe₅O₁₂；CrO₂；MnAs；铁氧体诸如铁氧体、磁铁矿等；锌铁氧体；镍铁氧体；钴铁氧体、镁铁氧体、钡铁氧体和锶铁氧体；钇铁石榴石；以及前述的组合。在一些优选的实施方案中，可磁化材料包含选自铁、镍和钴的至少一种金属、两种或更多种此类金属的合金或至少一种此类金属与至少一种选自磷和锰的元素的合金。在一些优选的实施方案中，可磁化材料是含有8至12重量％(wt.％)铝、15至26wt.％镍、5至24wt.％钴、至多6wt.％铜、至多1wt.％钛的合金(例如，Alnico合金)，其中添加至100wt.％的材料余量的是铁。

在一些实施方案中，可以使用气相沉积技术诸如例如包括磁控溅射的物理气相沉积(PVD)沉积可磁化层。各种颗粒的PVD金属化公开在例如美国专利4,612,242(Vesley)和7,727,931(Brey等人)中。通常可以这种通用方式制备金属可磁化层。

在一些实施方案中，可磁化层包括保留可磁化颗粒的粘结剂。粘结剂可以是无机的(例如，玻璃质的)或基于有机树脂的，并且通常由相应的粘结剂前体形成。

用于可磁化层的合适粘结剂可以是玻璃质的或有机的，例如，如下文对粘结剂130所描述的。优选地，可磁化层的粘结剂是有机的，因为无机粘结剂前体的高温固化条件可倾向于降低可磁化颗粒的可磁化性质。

有机粘结剂(例如，交联的有机聚合物)通常通过固化(即交联)树脂状有机粘结剂前体来制备。合适的有机粘结剂前体的示例包括可热固化的树脂和可辐射固化的树脂，其可以例如通过热和/或通过暴露于辐射来固化。示例性有机粘结剂前体包括胶、酚醛树脂、氨基塑料树脂、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸类树脂(例如，具有α、β-不饱和基团侧链的氨基塑料树脂、丙烯酸酯化的氨基甲酸酯、丙烯酸酯化的环氧树脂、丙烯酸酯化的异氰脲酸酯)、丙烯酸类单体/低聚物树脂、环氧树脂(包括双马来酰亚胺和芴改性的环氧树脂)、异氰脲酸酯树脂、它们的组合。固化剂诸如热引发剂、催化剂、光引发剂、硬化剂等可以添加到有机粘结剂前体中，通常根据所选择的树脂体系选择并以有效量加入。示例性的有机粘结剂可见于美国专利5,766,277(DeVoe等人)。下面在粘结砂轮制造的讨论中阐述了玻璃质粘结剂的示例。陶瓷体可包含任何陶瓷材料(优选陶瓷研磨材料)，例如选自下面列出的陶瓷(即，不包括金刚石)材料，以及它们的组合。可磁化层优选基本上不含(即含有少于5％(重量)，优选含有少于1％(重量))陶瓷体中使用的陶瓷研磨材料。

可在陶瓷体中使用的有用陶瓷材料包括例如氧化铝铝(例如熔融氧化铝、热处理氧化铝、白色熔融氧化铝、陶瓷氧化铝材料诸如可从明尼苏达州圣保罗的3M公司(3MCompany of St.Paul,Minnesota)以3M CERAMIC ABRASIVE GRAIN商购获得的那些)、黑色碳化硅、绿色碳化硅、二硼化钛、碳化硼、碳化钨、碳化钛、立方氮化硼、石榴石、熔融氧化铝氧化锆、溶胶凝胶衍生陶瓷(例如掺杂氧化铬、二氧化铈、氧化锆、二氧化钛、二氧化硅和/或氧化锡的氧化铝陶瓷)、二氧化硅(例如，石英、玻璃珠、玻璃泡和玻璃纤维)、长石或燧石。溶胶-凝胶衍生的粉碎的陶瓷颗粒的示例可见于美国专利4,314,827(Leitheiser等人)、4,623,364(Cottringer等人)、4,744,802(Schwabel)、4,770,671(Monroe等人)和4,881,951(Monroe等人)中。

优选地，陶瓷体中的陶瓷材料具有至少6、优选至少7、更优选至少8的莫氏硬度，但这不是必需的。

关于制备适合的陶瓷体或用作陶瓷体的溶胶-凝胶衍生的陶瓷颗粒的方法的进一步细节可见于例如美国专利4,314,827(Leitheiser)、5,152,917(Pieper等人)，5,213,591(Celikkaya等人)，5,435,816(Spurgeon等人)，5,672,097(Hoopman等人)，5,946,991(Hoopman等人)，5,975,987(Hoopman)等人，和6,129,540(Hoopman等人)中并且见于美国公开专利申请2009/0165394A1(Culler等人)和2009/0169816A1(Erickson等人)中。

陶瓷体可以是成形的(例如，精确成形)或随机成形的(例如，粉碎的)。成形的磨料颗粒和精确成形的陶瓷体可以通过使用溶胶凝胶技术的模塑方法来制备，如美国专利5,201,916(Berg)、5,366,523(Rowenhorst(Re35,570))、和5,984,988(Berg)中所述。美国专利8,034,137(Erickson等人)描述了已成形为特定形状，然后将其粉碎以形成碎片的氧化铝颗粒，该碎片保留其初始形状特征结构的一部分。在一些实施方案中，陶瓷体是精确成形的(即，陶瓷体具有至少部分地由用于制造它们的生产工具中的腔的形状确定的形状)。

陶瓷体的示例性形状包括圆柱形、蠕虫状、沙漏形、蝴蝶结形状、截头金字塔(例如，3边、4边、5边或6边截头金字塔)、截头锥体和棱柱(例如，3面、4面、5面或6面棱柱)和粉碎的陶瓷磨料颗粒。有用的陶瓷体可具有至少2(在一些实施方案中至少4，在一些实施方案中至少5，并且在一些实施方案中至少8)的平均长径比(即，长度与厚度比)。有用的陶瓷片状物包括三角形陶瓷片状物(例如，三角形棱柱形陶瓷片状物和截头三角形陶瓷片状物)。

关于此类成形陶瓷体的细节及其制备方法可见于例如美国专利8,142,531(Adefris等人)中、8,142,891(Culler等人)、和8,142,532(Erickson等人)中，以及美国专利申请公布2012/0227333(Adefris等人)、2013/0040537(Schwabel等人)和2013/0125477(Adefris)中。

可磁化层可以通过任何合适的方法诸如例如浸涂、喷涂、涂漆、蒸汽涂覆和粉末涂覆设置在陶瓷体上。单独的可磁化磨料颗粒可具有可磁化层，其具有不同的覆盖程度和/或覆盖位置。

可磁化颗粒可具有任何尺寸，但优选比通过平均颗粒直径判断的陶瓷体小得多，优选小4至2000倍，更优选小100至2000倍，甚至更优选小至500至2000倍，但是也可以使用其它尺寸。在该实施方案中，可磁化颗粒的莫氏硬度可以为6或更低(例如，5或更低，或4或更低)，但这不是必需的。

在适于精加工的实施方案中，可磁化磨料颗粒优选具有小于或等于1500微米的平均颗粒长度，但是也可使用该范围之外的平均颗粒尺寸。对于修复和精加工应用，可磁化磨料颗粒的有用磨料颗粒尺寸和任选的不可磁化磨料颗粒/棒(如果存在的话)的平均长度的范围通常为至少1微米、至少50微米或至少100微米直至并包括500、1000，或甚至多达5毫米，或甚至10毫米，但是也可以使用其它长度。

主磨料层包括保留在第一粘结剂中的可磁化磨料颗粒。次磨料层包括保留在第二粘结剂中的不可磁化磨料颗粒，其可以与第一粘结剂相同或不同。有用的粘结剂可以是有机粘结剂(可以是热塑性和/或交联的)或无机粘结剂(例如玻璃质粘结剂)。

通常通过将可磁化磨料颗粒分散在合适的粘结剂前体中提供主磨料层，任选地在合适的固化剂(例如光引发剂、热固化剂和/或催化剂)存在的情况下。简单的混合技术通常足以混合组分。随后，如下所述将混合物模塑和固化。

通常通过将不可磁化磨料颗粒分散在合适的粘结剂前体中实现次磨料层，任选地在合适的固化剂(例如光引发剂、热固化剂和/或催化剂)存在的情况下。简单的混合技术通常足以混合组分。随后，如下所述将混合物模塑和固化。

第一有机粘结剂和第二有机粘结剂可以相同或不同(如，化学上不同)。例如，第一有机粘结剂可以是第一酚醛粘结剂，而第二有机粘结剂可以是与第一酚醛粘结剂在化学上不同的第二酚醛粘结剂。

可用于研磨复合物的适合的有机粘结剂的示例包括酚醛、氨基塑料、氨基甲酸酯、环氧树脂、丙烯酸类树脂、氰酸酯、异氰脲酸酯、胶水，以及它们的组合。

通常，通过交联(例如，至少部分固化和/或聚合)有机粘结剂前体制备有机粘结剂。用于成形磨料复合物的合适的有机粘结剂前体可以与可用于上文所述的可磁化层的有机粘结剂前体相同或不同。在结构化磨料制品的制造期间，有机粘结剂前体可以暴露于能量源，该能量源有助于引发有机粘结剂前体的聚合(通常包括交联)。能量源的示例包括热能和辐射能，其包括电子束、紫外光和可见光。在电子束能量源的情况下，不一定需要固化剂，因为电子束本身产生自由基。

在该聚合过程之后，将有机粘结剂前体转化为固化的有机粘结剂。另选地，对于热塑性有机粘结剂前体，在研磨制品的制造期间，将热塑性有机粘结剂前体冷却至导致有机粘结剂前体固化的程度。

有机粘结剂优选包含在第一磨料层和次磨料层中；例如，基于相应的第一磨料层和次磨料层的总重量，其量为5至50重量％，更优选10至40重量％，甚至更优选15至40重量％，然而也可以使用其它的量。有机粘结剂通常由至少部分地固化相应的有机粘结剂前体而形成。

存在两类主要的可聚合树脂，其可优选包括在有机粘结剂前体、可缩聚树脂和可加成聚合树脂中。由于加成聚合树脂通过暴露在辐射能下容易进行固化，因而较为有利。加成聚合的树脂可以例如通过阳离子机理或自由基机理聚合。根据所使用的能量源和粘结剂前体化学性质，固化剂、引发剂或催化剂可用于帮助引发聚合。

典型的粘结剂前体的示例包括酚醛树脂、脲醛树脂、氨基塑料树脂、氨基甲酸酯树脂、三聚氰胺甲醛树脂、氰酸酯树脂、异氰脲酸酯树脂、(甲基)丙烯酸酯树脂(例如，(甲基)丙烯酸酯化聚氨酯、(甲基)丙烯酸酯化环氧树脂、烯键式不饱和自由基可聚合化合物、具有α,β-不饱和羰基侧基的氨基塑料衍生物、具有至少一个丙烯酸酯侧基的异氰脲酸酯衍生物、以及具有至少一个丙烯酸酯侧基的异氰酸酯衍生物)、乙烯基醚、环氧树脂，以及它们的混合物和组合。如本文所用，术语“(甲基)丙烯酰基”涵盖丙烯酰基或甲基丙烯酰基。

酚醛树脂是示例性的可用有机粘结剂前体，并且其可以粉末形式和/或液态使用。可被固化(即，聚合和/或交联)形成可用的有机粘结剂的有机粘结剂前体包括例如一种或多种酚醛树脂(包括线型和/或可溶酚醛树酯)、一种或多种环氧树脂、一种或多种脲醛粘结剂、一种或多种聚酯树脂、一种或多种聚酰亚胺树脂、一种或多种橡胶、一种或多种聚苯并咪唑树脂、一种或多种紫胶、一种或多种丙烯酸类单体和/或低聚物，以及它们的组合物。所述一种或多种有机粘结剂前体可以与另外的组分结合，诸如固化剂、硬化剂、催化剂、引发剂、着色剂、抗静电剂、助磨剂和润滑剂。固化上述物质中的每一者的条件是本领域的技术人员所熟知的。

可用的酚醛树脂包括线型酚醛树脂和甲阶酚醛树脂。线型酚醛树脂的特征在于被酸催化并且甲醛与酚的比率小于1，通常介于0.5:1和0.8:1之间。甲阶酚醛树脂的特征在于被碱催化并且甲醛与酚的比率大于或等于一，通常为1:1至3:1。线型酚醛树脂和甲阶酚醛树脂可被化学改性(例如，通过与环氧化合物反应)，或者它们可不被改性。适用于固化酚醛树脂的示例性酸性催化剂包括硫酸、盐酸、磷酸、草酸和对甲苯磺酸。适用于固化酚醛树脂的碱性催化剂包括氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化钾、氢氧化钙、有机胺或碳酸钠。

酚醛树脂是公知的，并且可容易地从商业来源获得。市售的酚醛树脂的例子包括DUREZ 1364，其为一种两步粉末化的酚醛树脂(以商品名VARCUM(如，29302)由美国德克萨斯州艾迪生的杜雷兹公司(Durez Corporation,Addison,Texas)销售)，或者HEXIONAD5534树脂(由美国肯塔基州路易斯维尔的瀚森化工有限公司(Hexion SpecialtyChemicals,Inc.,Louisville,Kentucky)销售)。可用于实施本公开的可商购获得的甲阶酚醛树脂的示例包括以商品名VARCUM(例如，29217、29306、29318、29338、29353)由杜雷兹公司(Durez Corporation)销售的那些；以商标名AEROFENE(如，AEROFENE 295)由美国佛罗里达州巴托的阿施兰德化学公司(Ashland Chemical Co.,Bartow,Florida)出售的那些；以及以商品名PHENOLITE(如，PHENOLITE TD-2207)由韩国首尔的江南化学有限公司(KangnamChemical Company Ltd.,Seoul,South Korea)出售的那些。

可热固化的有机粘结剂前体的固化温度将随着所选材料和轮设计而变化。合适条件的选择在本领域的普通技术人员的能力范围内。针对酚醛粘结剂的示例性条件可包括：在室温下，每4英寸直径施加约20吨的压力(224kg/cm²)，然后将温度加热至最高约185℃并持续足够长的时间，以固化该有机粘结剂材料前体。

(甲基)丙烯酸酯化聚氨酯包括羟基封端的NCO扩链的聚酯或聚醚的二(甲基)丙烯酸酯。可商购获得的丙烯酸酯化聚氨酯的示例包括可以CMD 6600、CMD 8400和CMD 8805得自新泽西州西帕特森的氰特工业公司(Cytec Industries,West Paterson,New Jersey)的那些。

(甲基)丙烯酸酯化环氧树脂包括环氧树脂的二(甲基)丙烯酸酯，诸如双酚A环氧树脂的二丙烯酸酯。可商购获得的丙烯酸酯化环氧树脂的示例包括可以CMD 3500、CMD3600和CMD 3700得自氰特工业公司(Cytec Industries)的那些。

烯键式不饱和自由基可聚合化合物包括含有碳原子、氢原子和氧原子以及任选氮和卤素的单体和聚合物化合物。氧原子或氮原子或两者通常存在于醚、酯、聚氨酯、酰胺和脲基中。烯键式不饱和自由基可聚合化合物通常具有低于约4,000克/摩尔的分子量，并且通常为由含有单个脂族羟基基团或多个脂族羟基基团的化合物与不饱和羧酸(诸如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、异巴豆酸和马来酸等)反应制成的酯。烯键式不饱和可自由基聚合化合物的代表性示例包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、二乙烯基苯、乙烯基甲苯、乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇甲基丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、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、季戊四醇甲基丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯。其它烯键式不饱和树脂包括单烯丙基、聚烯丙基和聚甲基烯丙基酯和羧酸的酰胺，例如二烯丙基邻苯二甲酸酯、二烯丙基己二酸酯和N,N-二烯丙基己二酰二胺。而其它含氮化合物包括三(2-丙烯酰-氧乙基)异氰脲酸酯、1,3,5-三(2-甲基丙烯酰氧乙基)均三嗪、丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮和N-乙烯基哌啶酮。

有用的氨基塑料树脂的每个分子或低聚体中具有至少一个α,β-不饱和侧羰基。这些不饱和羰基基团可以是丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或丙烯酰胺型基团。此类材料的示例包括N-羟甲基丙烯酰胺、N,N'-氧基二亚甲基双丙烯酰胺、邻位丙烯酰胺甲基化苯酚及对位丙烯酰胺甲基化苯酚、丙烯酰胺甲基化线型酚醛树脂、以及它们的组合。这些材料在美国专利4,903,440和5,236,472(均授予科克(Kirk)等人)中进一步描述。

具有至少一个丙烯酸酯侧基的异氰脲酸酯衍生物和具有至少一个丙烯酸酯侧基的异氰酸酯衍生物在美国专利4,652,274(贝特彻(Boettcher)等人)中被进一步描述。一种异氰脲酸酯材料的示例为三(羟乙基)异氰脲酸酯的三丙烯酸酯。

环氧树脂具有一个或多个环氧基基团，并且可以通过环氧基基团的开环反应聚合。此类环氧树脂包括单体环氧树脂和低聚环氧树脂。可用的环氧树脂的示例包括2,2-双[4-(2,3-环氧丙氧基)-苯丙烷](双酚的二缩水甘油醚)和以EPON 828、EPON 1004和EPON1001F得自俄亥俄州哥伦布的迈图特种化学品公司(Momentive Specialty Chemicals,Columbus,Ohio)；以及可以商品名DER-331、DER-332和DER-334得自密歇根州米德兰的DowChemical Co.的材料。其它合适的环氧树脂包括苯酚甲醛酚醛的缩水甘油醚，其以商品名DEN-431和DEN-428购自Dow Chemical Co.。

环氧树脂可通过添加合适阳离子固化剂的阳离子机理来聚合。阳离子固化剂产生酸源以引发环氧树脂的聚合。这些阳离子固化剂可包括具有鎓阳离子的盐和包含金属或准金属的络合物阴离子的卤素。还可使用用于环氧树脂和酚醛树脂的其它固化剂(例如，胺硬化剂和胍)。

其它阳离子固化剂包括具有有机金属络合物阳离子的盐和包含金属或准金属的络合物阴离子的卤素，所述固化剂在美国专利4,751,138(Tumey等人)中进一步描述。另一个示例是有机金属盐和鎓盐，所述有机金属盐和鎓盐在美国专利4,985,340(Palazzotto等人)；美国专利5,086,086(Beardsley等人)；和美国专利5,376,428(Palazzotto等人)中描述。其它阳离子固化剂包括有机金属络合物的离子型盐，其中金属选自在美国专利5,385,954(Palazzotto等人)中描述的元素周期表中第IVB、VB、VIB、VIIB和VIIIB族元素。

自由基热引发剂的示例包括过氧化物，例如，过氧化苯甲酰和偶氮化合物。

当暴露在光化学电磁辐射中时，产生自由基源的化合物通常称为光引发剂。光引发剂的示例包括苯偶姻及其衍生物诸如α-甲基苯偶姻；α-苯基苯偶姻；α-烯丙基苯偶姻；α-苄基苯偶姻(benzylbenzoin)；苯偶姻醚，诸如苯偶酰二甲基缩酮(可以IRGACURE 651从纽约州塔里敦的汽巴精化公司(Ciba Specialty Chemicals,Tarrytown,NY)商购获得)、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻正丁基醚；苯乙酮及其衍生物，诸如，2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(可以DAROCUR 1173得自汽巴精化公司(Ciba Specialty Chemicals))和1-羟基环己基苯基酮(可以IRGACURE 184得自汽巴精化公司(Ciba Specialty Chemicals))；2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-(4-吗啉基)-1-丙酮(可以IRGACURE 907得自汽巴精化公司(Ciba Specialty Chemicals))；2-苄基-2-(二甲基氨基)-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮(可以IRGACURE 369得自汽巴精化公司(Ciba Specialty Chemicals))；其它可用的光引发剂包括例如新戊偶姻乙醚、茴香偶姻乙醚、蒽醌(例如，蒽醌、2-乙基蒽醌、1-氯蒽醌、1,4-二甲基蒽醌、1-甲氧基蒽醌或苯并蒽醌)、卤代甲基三嗪、二苯甲酮及其衍生物、碘鎓盐和锍盐、钛络合物诸如双(η5-2,4环戊二烯-1-基)-双[2,6-二氟-3-(1H-吡咯-1-基)苯基]钛(例如以CGI 784DC，得自汽巴精化公司(Ciba Specialty Chemicals))；卤代硝基苯(例如4-溴甲基硝基苯)、单-和双-酰基膦(例如，IRGACURE 1700、IRGACURE 1800、IRGACURE 1850和DAROCUR 4265，均来自汽巴精化公司(Ciba Specialty Chemicals))。可使用光引发剂的组合。可与光引发剂一起使用一种或多种光谱敏化剂(例如，染料)，例如，以便提高光引发剂对具体光化辐射源的灵敏度。

为了促进上述粘结剂和磨料颗粒之间的联接桥，可以在磨料颗粒和有机粘结剂前体的浆料中包含硅烷偶联剂；通常，量为约0.01重量％至5重量％，更典型地量为约0.01重量％至3重量％，更典型地量为约0.01重量％至1重量％，虽然也可使用其它量，例如取决于磨料颗粒的尺寸。合适的硅烷偶联剂包括例如甲基丙烯酰氧基丙基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、3,4-环氧环己基甲基-三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷和γ-巯基丙基三甲氧基硅烷(例如，分别以商品名A-174、A-151、A-172、A-186、A-187和A-189购自康涅狄格州格林威治的维特克公司(Witco Corp.ofGreenwich,Connecticut))、烯丙基三乙氧基硅烷、二烯丙基二氯硅烷、二乙烯基二乙氧基硅烷和间、对-苯乙烯基乙基三甲氧基硅烷(例如，分别以商品名A0564、D4050、D6205和S1588从宾夕法尼亚州布里斯托尔的联合化学工业公司(United Chemical Industries,Bristol,Pennsylvania)商购获得)、二甲基二乙氧基硅烷、二羟基二苯基硅烷、三乙氧基硅烷、三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷醇、3-(2-氨基乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、甲基三乙氧硅烷、正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、乙基三乙氧基硅烷、戊基三乙氧基硅烷、乙基三氯硅烷、戊基三氯硅烷、苯基三氯硅烷、苯基三乙氧基硅烷、甲基三氯硅烷、甲基二氯硅烷、二甲基二氯硅烷、二甲基二乙氧基硅烷，以及它们的混合物。

玻璃质粘结剂可由包含一种或多种原料的混合物或组合的前体组合物制备，所述原料在加热至高温时熔化和/或熔融以形成整体的玻璃质粘结剂基质。玻璃质粘结剂可以例如由玻璃料形成。玻璃料是在用作用于形成可磁化磨料颗粒的玻璃质粘结剂的玻璃质粘结剂前体组合物之前已经预烧制的组合物。

如本文所用，术语“玻璃料”是材料的通用术语，所述材料通过充分共混包含一种或多种玻璃料形成组分的混合物，然后将混合物加热(也称为预烧制)到至少高到足以将其熔化的温度；冷却所得的玻璃并将其粉碎而形成。然后可将粉碎的材料筛分至非常细的粉末。

用于玻璃质粘结剂的合适玻璃和用于制造玻璃质粘结剂的玻璃料的示例包括石英玻璃、硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃及其它们的组合。二氧化硅玻璃通常由100重量％的二氧化硅构成。在一些实施方案中，玻璃质粘结剂是包含金属氧化物或准金属氧化物的玻璃，例如氧化铝、氧化硅、氧化硼、氧化镁、氧化钠、氧化锰、氧化锌、氧化钙、氧化钡、氧化锂、氧化钾、氧化钛、可以表征为颜料的金属氧化物(例如，氧化钴、氧化铬和氧化铁)、以及它们的混合物。

基于玻璃质粘结剂和/或玻璃质粘结剂前体的总重量，玻璃质粘结剂和/或玻璃质粘结剂前体的合适范围的示例包括：25至90重量％，优选35至85重量％的SiO₂；0至40重量％，优选0至30重量％的B₂O₃；0至40重量％，优选5至30重量％的Al₂O₃；0-5重量％，优选0-3重量％的Fe₂O₃；0-5重量％，优选0-3％重量的TiO₂；0至20重量％，优选0至10重量％的CaO；0至20重量％，优选1至10重量％的MgO；0至20重量％，优选0至10重量％的K₂O；0至25重量％，优选0至15重量％的Na₂O；0至20重量％，优选0至12重量％的Li₂O；0至10重量％，优选0至3重量％的ZnO；0至10重量％，优选0至3重量％的BaO；0至5重量％，优选0至3重量％的金属氧化物(例如CoO、Cr₂O₃或其它颜料)。

基于玻璃料的总重量计，合适的硅酸盐玻璃组合物的示例包含约70重量％至约80重量％的二氧化硅、约10％至约20％的氧化钠、约5％至约10％的氧化钙、约0.5％至约1％的氧化铝、约2％至约5％的氧化镁和约0.5％至约1％的氧化钾。基于玻璃料的总重量计，合适的硅酸盐玻璃组合物的另一示例包含约73重量％的二氧化硅、约16重量％的氧化钠、约5重量％的氧化钙、约1重量％的氧化铝、约4重量％的氧化镁、以及约1重量％的氧化钾。在一些实施方案中，玻璃基质包括含有SiO₂、B₂O₃和Al₂O₃的氧化铝-硼硅酸盐玻璃。基于玻璃料的总重量计，合适的硼硅酸盐玻璃组合物的示例包含约50重量％至约80重量％的二氧化硅、约10重量％至约30重量％的氧化硼、约1重量％至约2重量％的氧化铝、约0重量％至约10重量％的氧化镁、约0重量％至约3重量％的氧化锌、约0重量％至约2重量％的氧化钙、约1重量％至约5重量％的氧化钠、约0重量％至约2重量％的氧化钾、以及约0重量％至约2重量％的氧化锂。基于玻璃料的总重量计，合适的硼硅酸盐玻璃组合物的另一示例包含约52重量％的二氧化硅、约27重量％的氧化硼、约9重量％的氧化铝、约8重量％的氧化镁、约2重量％的氧化锌、约1重量％的氧化钙、约1重量％的氧化钠、约1重量％的氧化钾、以及约1重量％的氧化锂。其它示例性合适硼硅酸盐玻璃组合物包含基于重量计47.61％的SiO₂、16.65％的Al₂O₃、0.38％的Fe₂O₃、0.35％的TiO₂、1.58％的CaO、0.10％的MgO、9.63％的Na₂O、2.86％的K₂O、1.77％的Li₂O、19.03％的B₂O₃、0.02％的MnO₂和0.22％的P₂O₅；以及63％的SiO₂、12％的Al₂O₃、1.2％的CaO、6.3％的Na₂O、7.5％的K₂O和10％的B₂O₃。在一些实施方案中，可用的氧化铝-硼硅酸盐玻璃组合物可包含按重量计约18％的B₂O₃、8.5％的Al₂O₃、2.8％的BaO、1.1％的CaO、2.1％的Na₂O、1.0％的Li₂O，剩余为Si₂O。此类粒径小于约45mm的氧化铝-硼硅酸盐玻璃可从佛罗里达州奥德马尔的特殊玻璃公司(Specialty GlassIncorporated)商购获得。

用于制备适于用作玻璃质粘结剂基质的玻璃陶瓷的玻璃料可选自由以下项组成的组：铝硅酸镁、硅铝酸锂、硅铝酸锌、硅铝酸钙以及它们的组合。可在上文列出的系统内形成玻璃的已知晶体陶瓷相包括：堇青石(2MgO.2Al₂O₃.5SiO₂)、钙铝黄长石(2CaO.Al₂O₃.SiO₂)、钙长石(2CaO.Al₂O₃.2SiO₂)、锌黄长石(2CaO.ZnO.2SiO₂)、镁黄长石(2CaO.MgO.2SiO₂)、锂辉石(2Li₂O.Al₂O₃.4SiO₂)、硅锌矿(2ZnO.SiO₂)和锌尖晶石(ZnO.Al₂O₃).用于制造玻璃-陶瓷的玻璃粉可包含成核剂。已知成核剂促进玻璃-陶瓷中晶体陶瓷相的形成。作为具体加工技术的结果，玻璃材料不具有结晶陶瓷所具有的长程有序。玻璃陶瓷是受控热处理的结果，在一些情况下产生超过90％的一个或多个结晶相，其余的非结晶相填充晶界。玻璃陶瓷组合了陶瓷和玻璃两者的优点，并且提供持久的机械和物理性能。

可用于形成玻璃质粘结剂的玻璃料还可含有玻璃料粘结剂(例如，长石、硼砂、石英、苏打灰、氧化锌、白垩、三氧化锑、二氧化钛、氟硅酸钠、燧石、冰晶石、硼酸以及它们的组合)和其它矿物(例如，粘土、高岭土、硅灰石、石灰石、白云石、白垩以及它们的组合)。

可磁化磨料颗粒中的玻璃质粘结剂可以例如基于所需的热膨胀系数(CTE)来选择。一般来讲，玻璃质粘结剂和磨料颗粒具有相似的CTE是有用的，例如彼此的±100％、50％、40％、25％或20％。熔凝氧化铝的CTE通常为约8×10^-6/开尔文(K)。玻璃质粘结剂可被选择成具有4×10^-6/K至16×10^-6/K范围内的CTE。用于制备合适的玻璃质粘结剂的玻璃料的示例例如以F245，从俄亥俄州卡罗尔顿的熔融陶瓷公司(Fusion Ceramics)商购获得。

在制造期间，粉末形式的玻璃质粘结剂前体可以与临时粘结剂混合，临时粘结剂通常是有机粘结剂(例如淀粉、蔗糖、甘露糖醇)，其在烧制玻璃质粘结剂前体期间烧尽。

有机和玻璃质粘结剂前体可任选地含有添加剂诸如着色剂、助磨剂、填料、成孔剂、润湿剂、分散剂、光稳定剂和抗氧化剂。

助磨剂包括各种不同的材料，包括有机和无机化合物。作为助磨剂有效的化合物样品包括蜡、有机卤化物、卤化物盐、金属和金属合金。作为助磨剂有效的特定蜡具体但非排它地包括卤代蜡四氯萘和五氯萘。其它有效的助磨剂包括卤化热塑性塑料、磺化热塑性塑料、蜡、卤化蜡、磺化蜡及它们的混合物。其它作为助磨剂有效的有机材料包括但不限于聚四氟乙烯、聚氯乙烯和聚偏二氯乙烯。通常作为助磨剂有效的卤化物盐的示例包括氯化钠、钾冰晶石、钠冰晶石、铵冰晶石、四氟硼酸钾、四氟硼酸钠、氟化硅、氯化钠、氯化钾、氟铝酸钾、二硫化铁和氯化镁。用作助磨剂的卤化物盐通常具有小于100微米的平均粒度，小于25微米的颗粒是优选的。通常作为助磨剂有效的金属的示例包括锑、铋、镉、钴、铁、铅、锡和钛。其它常用的助磨剂包括硫、有机硫化合物、石墨和金属硫化物。也可以使用这些助磨剂的组合。

如果存在助磨剂，则受其它组分所要满足的重量范围要求的限制，其优选地以1至25重量％的量、更优选地以10至20重量％的量存在。通常通过降低切割界面的温度，可以添加助磨剂以改善粘结砂轮(例如切割轮)的切割特性。精确成形的助磨剂颗粒的示例在美国专利申请公布2002/0026752 A1(Culler等人)中进行教导。

根据本发明的粘结砂轮还可包括在主磨料层和次磨料层中的任一个中的不可磁化的磨料颗粒(例如，其可被粉碎或成形)。这些不可磁化的磨料颗粒可根据磨料工业规定的标称等级或标称等级的组合来确定尺寸。

根据本公开的粘结砂轮可以通过模制工艺制成。在模塑期间，将第一有机粘结剂前体和第二有机粘结剂前体(其可以是液体或粉末，或者液体和粉末的组合)与磨料颗粒混合。在一些实施方案中，首先将液体介质(可固化的有机树脂或溶剂)施加至磨料颗粒以润湿其外表面，随后将润湿的磨料颗粒与粉末状的有机粘结剂前体混合。根据本公开的粘结砂轮可例如通过压塑、注塑和/或传递模塑制成。

例如，在一个示例性工艺中，模具具有由圆形腔围绕的中心孔成形的心轴，其中所述圆形腔中心任选地被压下(例如，用于制造中心凹陷或轮毂凸起的轮)。粘结砂轮可通过以下方式模塑：首先将具有中心孔的加固材料圆盘放置在心轴周围并与模具的底部接触。然后，在加固材料圆盘之上铺开均匀的一层第二可固化混合物，该第二可固化混合物包含第一粉碎磨料颗粒和第二有机粘结剂前体。接下来，将具有定位在心轴周围的中心孔的加固材料另一个盘放置在第二可固化混合物的层上，然后铺展均匀的第一可固化混合物的层，其包含成形陶瓷磨料颗粒、任选的不可磁化磨料颗粒(例如，不可磁化的粉碎的磨料颗粒)和其上的第一粘结剂前体。最后，将其中具有中心孔的轮毂加固圆盘放置在心轴周围以及第一可固化混合物层之上，并将用于制造所述砂轮的中心凹陷或中心笔直毂部分的所需形状的顶部模具板放置在所述层之上，从而形成模具组件。然后将该模具组件放置在常规的冷压机或热压机的压台之间。接着致动压机以迫使模具板向下移动，并以1至4吨/平方英寸的压力将所述圆盘与研磨混合物压在一起，成为具有预定的厚度、直径和密度的自支撑结构。在模塑完成后，将砂轮从模具剥离，并放置在加热的烘箱中(如，加热至大约175℃至大约200℃的温度维持大约36小时)，以便使可固化的混合物固化并使有机粘结剂前体转变成可用的有机粘结剂。

在一些实施方案中，基于粘结剂材料和可磁化磨料颗粒的总重量，主磨料层包含约10至约90重量％；优选约30至80重量％，并且更优选约40至约80重量％的可磁化磨料颗粒。

在一些实施方案中，基于粘结剂材料和不可磁化的磨料颗粒的总重量，次磨料层包含约10至约90重量％；优选约30至约80重量％，并且更优选约40至约80重量％的不可磁化的磨料颗粒。通常，次磨料层包含小于10体积％、小于5体积％或甚至小于1体积％的可磁化磨料颗粒。在一些实施方案中，次磨料层不含可磁化磨料颗粒。

可用的不可磁化的磨料颗粒包括例如以下的粉碎颗粒：熔融氧化铝、经热处理的氧化铝、白色熔融氧化铝、陶瓷氧化铝材料(诸如可以商品名3M CERAMIC ABRASIVE GRAIN从美国明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,Minnesota)商购获得的那些)、黑色碳化硅、绿色碳化硅、二硼化钛、碳化硼、碳化钨、碳化钛、立方晶型氮化硼、石榴石、熔融氧化铝氧化锆、溶胶-凝胶法制备的磨料颗粒、氧化铁、氧化铬(chromia)、二氧化铈、氧化锆、二氧化钛、硅酸盐、氧化锡、二氧化硅(诸如，石英、玻璃珠、玻璃泡和玻璃纤维)、硅酸盐(诸如，滑石、粘土(例如，蒙脱石)、长石、云母、硅酸钙、偏硅酸钙、铝硅酸钠、硅酸钠)、燧石和金刚砂。溶胶-凝胶衍生的磨料颗粒的示例可见于美国专利4,314,827(Leitheiser等人)、4,623,364(Cottringer等人)、4,744,802(Schwabel)、4,770,671(Monroe等人)和4,881,951(Monroe等人)中。

在本公开的粘结砂轮中使用的磨料颗粒(无论是可磁化的还是不可磁化的)可以根据磨料工业行业认可的规定标称等级独立地确定大小。示例性磨料行业公认的分级标准包括由ANSI(美国国家标准学会)、FEPA(欧洲磨料制造者联盟)和JIS(日本工业标准)颁布的那些标准。这类工业接纳的分级标准包括例如ANSI 4、ANSI 6、ANSI 8、ANSI 16、ANSI24、ANSI 30、ANSI 36、ANSI 40、ANSI 50、ANSI 60、ANSI 80、ANSI 100、ANSI 120、ANSI150、ANSI 180、ANSI 220、ANSI 240、ANSI 280、ANSI 320、ANSI 360、ANSI 400和ANSI 600；FEPA P8、FEPA P12、FEPA P16、FEPA P24、FEPA P30、FEPA P36、FEPA P40、FEPA P50、FEPAP60、FEPA P80、FEPA P100、FEPA P120、FEPA P150、FEPA P180、FEPA P220、FEPA P320、FEPAP400、FEPA P500、FEPA P600、FEPA P800、FEPA P1000、FEPA P1200；FEPA F8、FEPA F12、FEPA F16和FEPA F24；以及JIS 8、JIS 12、JIS 16、JIS 24、JIS 36、JIS 46、JIS 54、JIS60、JIS 80、JIS 100、JIS 150、JIS 180、JIS 220、JIS 240、JIS 280、JIS 320、JIS 360、JIS400、JIS 400、JIS 600、JIS 800、JIS 1000、JIS 1500、JIS 2500、JIS 4000、JIS 6000、JIS8000和JIS 10,000。更通常的是，将粉碎的氧化铝颗粒和无晶种溶胶-凝胶法得到的基于氧化铝的磨料颗粒的尺寸独立地被设定成ANSI 60和80或者FEPA F36、F46、F54和F60或者FEPA P60和P80分级标准。

另选地，可以使用美国标准测试筛将磨料颗粒(可磁化或不可磁化)分级至标称筛分等级，所述标准测试筛符合ASTM E-11“针对测试目的的筛布和筛的标准规格”。ASTME-11规定了测试筛的设计和构造需求，该测试筛使用安装在框架中的织造筛布的介质根据指定的粒度对材料进行分类。典型标号可以表示为-18+20，其意指成形陶瓷磨料颗粒可通过符合ASTM E-11规范的18目试验筛，并且保持在符合ASTM E-11规范的20目试验筛上。在一个实施例中，成形陶瓷磨料颗粒具有这样的粒度：使得大多数颗粒通过18目试验筛并且可保持在20目、25目、30目、35目、40目、45目或50目试验筛上。在各种实施方案中，成形陶瓷磨料颗粒可具有包括以下的标称筛选等级：-18+20、-20/+25、-25+30、-30+35、-35+40、-40+45、-45+50、-50+60、-60+70、-70/+80、-80+100、-100+120、-120+140、-140+170、-170+200、-200+230、-230+270、-270+325、-325+400、-400+450、-450+500或-500+635。另选地，可使用诸如-90+100的定制目尺寸。

磨料颗粒(即，可磁化或不可磁化的磨料颗粒)可以均匀地或非均匀地分布在整个主磨料层中。不可磁化的磨料颗粒可以均匀或非均匀地分布在粘结砂轮的整个次磨料层中。磨料颗粒可朝粘结砂轮的中间集中(如，定位成远离粘结砂轮外表面)，或仅与粘结砂轮的外边缘(即，周边)相邻。中心部分可含有较少量的磨料颗粒。优选地，位于主磨料层中的磨料颗粒彼此均质地分布，这是因为轮的制造较容易，并且切割效果在两类磨料颗粒彼此紧密地布置时得到优化。类似地，优选的是位于次磨料层中的磨料颗粒也彼此均质地分布。

可以用偶联剂(例如，有机硅烷偶联剂)处理磨料颗粒，以增强磨料颗粒与粘结剂(例如，第一有机粘结剂和/或第二有机粘结剂)的粘合。磨料颗粒可在它们与粘结剂结合之前进行处理，或者它们可通过将偶联剂包括到粘结剂中进行原位表面处理。

在一些实施例中，有机粘结剂材料含有增塑剂，所述增塑剂诸如以商品名“SANTICIZER 154增塑剂”购自美国伊利诺伊州芝加哥的美国尤尼威尔有限公司(UNIVARUSA,Inc.,Chicago,Illinois)的那些。

主磨料层和次磨料层可以包含诸如填料颗粒等附加组分，但要受其他组分所要满足的重量范围要求的限制。可添加填料颗粒来占据空间和/或提供多孔性。多孔性使得粘结砂轮能够以剥落的方式被使用，或者磨损磨料颗粒以暴露出新的或新鲜的磨料颗粒。

主磨料层和次磨料层可具有任何范围的多孔性；例如，约1体积％至50体积％，通常1体积％至40体积％。填料的示例包括气泡和小珠(例如，玻璃、陶瓷(氧化铝)、粘土、聚合物、金属)、软木、石膏、大理石、石灰岩、燧石、二氧化硅、硅酸铝以及它们的组合。

根据本公开的粘结砂轮(尤其是中心凹陷的粘结砂轮)优选地具有整体模制并粘结在其中的加固材料的一个或多个附加的层或盘。加固材料的一个层优选地粘结到轮的次磨料层和主磨料层之间并位于轮的次磨料层和主磨料层之间。在一些实施方案中，邻近中心毂的砂轮的中心毂部分可以进一步用玻璃纤维布盘加固，该玻璃纤维布在主磨料层的底侧中模制并粘结到主磨料层的底侧。如上文所讨论，根据本公开的粘结砂轮可以包括加固粘结砂轮的一种或多种加固材料(如，织造织物、针织织物、非织造织物和/或稀松布)。加固材料可包括无机纤维(如，玻璃纤维)和/或有机纤维(诸如聚酰胺纤维、聚酯纤维或聚酰亚胺纤维)。在某些情况下，可能期望在第一有机粘结剂和/或第二有机粘结剂中包括加固短纤维，使得纤维均匀地分散在整个粘结模具轮上。

任选地包括一种或多种加固材料的粘结砂轮可以以本领域技术人员公知的任何合适方式热压或冷压模制。粘结砂轮可以模制成例如具有弯曲或直的扩口侧的浅或平的盘或碟的形状，并且可以具有环绕和/或邻近中心毂的直的或中心凹陷的部分(例如，如27型中心凹陷的砂轮)。粘结砂轮可适于邻近中心毂(即，中心安装孔)或在该中心毂内以便容纳任何合适的安装件或适配器，所述任何合适的安装件或适配器例如用于将该粘结砂轮附接到便携研磨机的驱动心轴或驱动轴，例如，如美国专利3,081,584(Bullard)、3,136,100(Robertson,Jr.)、3,500,592(Harrist)和3,596,415(Donahue)中所述。存在本领域技术人员已知的可以各种方式附接到砂轮的多种其它类型的合适安装件。

根据本发明的粘结砂轮可根据任何合适的方法制备。在一种合适的方法中，将第一加固材料放置在轮形模具中，所述轮形模具位于刚好位于模具下方的圆形磁体上方中心。在这种配置中，圆盘形模腔内的磁场线垂直于盘腔的平面。将粉碎的磨料颗粒与液体粘结剂前体混合，然后与粉末状粘结剂前体混合，并将其置于稀松布上的模具中，从而形成基本上均匀的层，在该层上放置第二加固材料。最后，将可磁化磨料颗粒，任选的助磨剂和第二液体粘结剂前体和粉末状粘结剂前体(如前所述)的混合物放置在第二加固材料的顶部上。此时，可以搅拌模具和/或允许模具静置一段时间，以促进磁性磨料颗粒与磁场线的对齐。最后，模具在在室温下被关闭并压制(例如，在每4英寸直径20吨(224kg/cm²)的施加压力下)。然后将模制的砂轮前体在足够的温度(例如，高达约185℃)下加热足够的时间以固化粘结剂前体。在一些冷却后，打开模具并移除粘结砂轮。

根据本发明的粘结砂轮可根据任何合适的方法制备。在一种合适的方法中，在与可固化的有机前体混合之前，任选地用偶联剂涂覆陶瓷成形磨料颗粒。向得到的混合物中加入可固化的有机前体(优选为液体形式)和任何任选的成分。

在室温下将混合物压入其中设置有中心毂的模具中(例如，在每4英寸直径20吨(224kg/cm²)的施加压力下)。

图4示意性地示出了磁场线如何将磁性磨料颗粒取向在圆形模腔中。为了便于理解，图4表示圆形模腔和圆形磁体的横截面。具有北磁极450a，450b和南磁极460a，460b的圆形外部磁体420a，420b设置成邻近具有圆形模腔410的模具405。磁场线430使包含在可磁化磨料颗粒和粘结剂前体(未示出)的混合物中的可磁化磨料颗粒440取向在模腔内。由于磁场，可磁化磨料颗粒基本上垂直于磨盘的平面(即，基本上平行于所得粘结砂轮(未示出)的旋转轴)取向。

例如，磁场可以由永磁体和/或电磁体提供。一般来讲，粘结剂前体/可磁化磨料颗粒混合物的粘度和固化前磁场中的停留时间足以允许可磁化磨料颗粒基本上与磁力线对齐。在优选实施方案中，取向发生在两个磁体(例如，圆形磁体)之间。通常，可磁化磨料颗粒倾向于与它们的可磁化层对齐，所述可磁化层基本上与模腔中施加的磁力线纵向对齐。在粘结剂前体固化/硬化后，它们的取向被锁定在适当位置。

然后通过在高达约185℃的温度下加热使模塑的粘结砂轮固化足够的时间以固化可固化的酚醛树脂。玻璃质粘结砂轮以类似方式制造，但烧制温度通常为500℃至1100℃，而不是用于有机粘结剂前体的较低温度。

根据本公开的粘结砂轮可用作例如切割轮、砂轮、杯轮和偏角砂轮，包括磨料工业类型27(例如，如美国国家标准协会标准ANSI B7.1-2000(2000)，第1.4.14节中)中心凹陷的砂轮。

粘结砂轮的厚度通常为0.1cm到100cm，更通常地为1cm到10cm，并且其直径通常在约1cm和100cm之间，更通常地在约10cm和100cm之间，但也可以使用其他尺寸。例如，粘结磨具制品可以采用直径通常在10和15cm之间的杯轮的形式，或者可以采用直径最多100cm的荒磨轮形式，或者也可以采用直径最多约25cm的粘结砂轮的形式。中心毂(通常围绕中心孔设置，但这不是必需的)用于加固砂轮和将砂轮连接到动力驱动工具。如果存在的话，中心孔直径通常为0.5cm至2.5cm，但也可使用其它尺寸。中心毂可包括例如金属或塑料凸缘。另选地，机械紧固件可轴向固定到粘结砂轮的一个表面。示例包括螺杆。

有利地，可以例如通过将第二有机粘结剂选择为不同于第一有机粘结剂和/或通过调整次磨料层中的其他组分的含量而使次磨料层的模量和/或厚度发生改变。例如，在一些实施方案中，次磨料层比主磨料层更硬，而在其它实施方案中，主磨料层比次磨料层更硬。

粘结砂轮可以在偏角研磨工具上使用，例如可以从南卡罗来纳州莱克星顿的英格索兰公司(Ingersoll-Rand)、赛奥克斯(Sioux)、密尔沃基(Milwaukee)、和库柏动力工具公司(Cooper Power Tool)购得的那些。该工具可为电动的或气动的，其速度通常为约1000RPM至50000RPM。

根据本公开的粘结砂轮通常可用于研磨工件。工件可包括任何材料并可具有任何形式。工件材料的示例包括金属(例如，碳钢、不锈钢、钛、低碳钢、低合金钢、铸铁和金属合金)、陶瓷、涂漆表面、塑料、聚合物涂层、石材、多晶硅、木材、大理石以及它们的组合。工件的示例包括金属棒和/或坯料和焊缝。

在典型的使用中，根据本公开的粘结砂轮固定到旋转动力工具，并且主磨料层与工件的表面摩擦接触，并且表面的至少一部分被研磨。在使用期间，粘结砂轮可用于干磨或湿磨。在湿磨期间，粘结砂轮通常与水、油基润滑剂、表面活性剂溶液或水基润滑剂一起使用。

本公开的选择实施方案

在第一实施方案中，本公开提供了一种粘结砂轮，所述粘结砂轮包括保留在第一有机粘结剂中的可磁化磨料颗粒，其中所述粘结砂轮具有与中心毂相邻的中心部分，其中所述粘结砂轮具有外圆周和延伸穿过所述中心毂的旋转轴，其中大部分所述可磁化磨料颗粒基本上平行于所述旋转轴。

在第二实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案所述的粘结砂轮，其中所述粘结砂轮包括：

主磨料层，所述主磨料层包括保留在所述第一有机粘结剂中的所述可磁化磨料颗粒；

次磨料层，所述次磨料层包括保留在第二有机粘结剂中的不可磁化磨料颗粒；和

第一加固材料，所述第一加固材料设置在所述主磨料层和所述次磨料层之间并且接触所述主磨料层和所述次磨料层。

在第三实施方案中，本公开提供了根据第二实施方案所述的粘结砂轮，还包括接触所述次磨料层并与所述第一加固材料相对的第二加固材料。

在第四实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案至第三实施方案中任一项所述的粘结砂轮，其中所述可磁化磨料颗粒包括陶瓷体，每个陶瓷体具有设置在其上的相应的可磁化层。

在第五实施方案中，本公开提供了根据第四实施方案所述的粘结砂轮，其中所述陶瓷体包括α氧化铝。

在第六实施方案中，本公开提供了根据第四实施方案所述的粘结砂轮，其中所述陶瓷体包括陶瓷棒。

在第七实施方案中，本公开提供了根据第四实施方案所述的粘结砂轮，其中所述陶瓷体包括陶瓷片状物。

在第八实施方案中，本公开提供了根据第七实施方案所述的粘结砂轮，其中所述陶瓷片状物包括陶瓷截头三角形锥体。

在第九实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案至第八实施方案中任一项所述的粘结砂轮，其中所述可磁化层基本上由金属或金属合金组成。

在第十实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案至第八实施方案中任一项所述的粘结砂轮，其中所述可磁化层包括保留在粘结剂中的可磁化颗粒。

在第十一实施方案中，本公开提供了一种制造粘结砂轮的方法，所述方法包括以下步骤：

a)将第一可固化组合物的层设置在具有圆形模腔的模具中，所述圆形模腔具有邻近中心毂的凹陷中心部分，其中所述圆形模腔具有外圆周和延伸穿过所述中心毂的旋转轴，并且其中所述可固化组合物包含分散在第一有机粘结剂前体中的填料磨料颗粒；

b)将第一多孔加固材料设置在所述第一可固化组合物的层上；

e)至少部分地固化可固化组合物以提供粘结砂轮。

在第十二实施方案中，本公开提供了根据第十一实施方案所述的方法，其中在步骤a)之前，将第二多孔加固材料放置在所述圆形模腔中，并且其中将所述第一可固化组合物的层设置在所述第二加固材料上。

在第十三实施方案中，本公开提供了根据第十一实施方案或第十二实施所述方案的方法，还包括将所述粘结砂轮与所述模具分离。

在第十四实施方案中，本公开提供了根据第十一实施方案至第十三实施方案中任一项所述的方法，其中步骤a)和b)是同时的。

在第十五实施方案中，本公开提供了根据第十一实施方案至第十三实施方案中任一项所述的方法，其中步骤b)和c)是同时的。

在第十六实施方案中，本公开提供了根据第十一实施方案至第十五实施方案中任一项的方法，其中步骤c)还包括压缩所述第一可固化组合物的层和所述第二可固化组合物的层。

在第十七实施方案中，本公开提供了根据第十一实施方案至第十六实施方案中任一项所述的方法，其中步骤b)还包括：机械搅拌至少所述第二可固化组合物的层。

在第十八实施方案中，本公开提供了根据第十一实施方案至第十七实施方案中任一项所述的方法，其中所述可磁化磨料颗粒包括陶瓷体，每个陶瓷体具有设置在其上的相应的可磁化层。

在第十九实施方案中，本公开提供了根据第十八实施方案所述的方法，其中所述陶瓷体包括陶瓷棒。

在第二十实施方案中，本公开提供了根据第十八实施方案所述的方法，其中所述陶瓷体包括陶瓷片状物。

在第二十一实施方案中，本公开提供了根据第二十实施方案所述的方法，其中所述陶瓷片状物包括陶瓷截头三角形锥体。

在第二十二实施方案中，本公开提供了根据第十八实施方案至第二十一实施方案中任一项所述的方法，其中所述可磁化层基本上由金属或金属合金组成。

在第二十三实施方案中，本公开提供了根据第十八实施方案至第二十一实施方案中任一项的所述方法，其中所述可磁化层包括保留在粘结剂中的可磁化颗粒。

在第二十四实施方案中，本公开提供了根据第十八实施方案至第二十三实施方案中任一项所述的方法，其中所述陶瓷体包括α氧化铝。

通过以下非限制性实施例，进一步示出了本公开的目的和优点，但在这些实施例中引用的具体材料及其量以及其它条件和细节不应视为对本公开的不当限制。

实施例

除非另有说明，否则实施例及本说明书的其余部分中的所有份数、百分比、比等均以重量计。除非另外说明，否则所有其它试剂均得自或购自精细化学品供应商诸如密苏里州圣路易斯的西格玛奥德里奇公司(Sigma-Aldrich Company,St.Louis,Missouri)，或者可通过已知的方法合成。

示例中所使用的材料在表1中进行描述：

表1

可磁化磨料颗粒的制备

使用物理气相沉积和磁控溅射，用304不锈钢涂覆SAP，304不锈钢溅射靶(Barbee等人在1979年的“薄固体膜(Thin Solid Films)第63卷第143-150页中进行了描述)沉积为磁性铁素体中心立方体形式。用于制备304不锈钢薄膜涂覆的磨料颗粒(即可磁化磨料颗粒)的设备公开在美国专利8,698,394(McCutcheon等人)中。将3592克SAP置于颗粒搅拌器中，该搅拌器公开在美国专利7,727,931(Brey等人，第13栏，第60行)中。到搅拌器壁的叶片端部间隙距离为1.7mm。物理气相沉积在5.0千瓦下在10毫托(1.33帕斯卡)的氩溅射气压下在SAP上进行12小时。涂覆的SAP的密度为3.912克/立方厘米(未涂覆的SAP的密度为3.887克/立方厘米)。涂覆磨料颗粒中金属涂层的重量百分比为0.65％，并且涂层厚度为1微米。

混合物的制备

根据表2中列出的组合物制备混合物。通过首先在桨式混合器中将AO或SAP与PRL混合7分钟，然后加入PMIX粉末共混物并再混合7分钟来制备每种混合物。

表2

实施例1

按如下方式制备类型为27的中心凹陷的复合砂轮。将由304不锈钢制成的4.5英寸直径(11.43cm)模具放置在8英寸(20.32cm)直径×2英寸(5.08cm)厚的钕磁铁的中心的顶部上，其具有0.6特斯拉的平均表面场强。将4.5英寸(11.4cm)直径的SCRIM1圆盘置于模具中。将混合物1(75克)均匀扩展开，并且将第二4.5英寸(11.4cm)的SCRIM1圆盘置于混合物1的顶部上。将混合物3(75克)均匀地扩展在第二稀松布上。插入3英寸(7.6cm)SCRIM2圆盘并使其居中于腔。然后在30吨的压力下压制填充的腔模。将得到的轮从腔体模具中取出，并放置在介于中心凹陷的铝板之间的主轴上，以便将其压制成类型为27的中心凹陷的砂轮。轮子在5吨下被压缩以使圆盘成形。然后将轮置于烘箱中，在79℃下固化7小时，在107℃下固化3小时，在185℃下固化18小时，并且在4小时内坡度降温至27℃。最终砂轮的尺寸是114.3mm直径×6.35mm厚度。中心孔的直径为7/8英寸(2.2cm)。

所得砂轮中磨料颗粒的取向如图5中所示。

比较例A

重复上述实施例1中所述的过程，不同的是该过程在没有经受磁场的情况下进行。所得砂轮中磨料颗粒的取向在图6中示出。

比较例B

重复上述比较例A中所述的步骤，不同的是用混合物2(75克)代替混合物3(75克)。

性能测试

将轮安装在Atlas Copco GTG25气动研磨机上，该气动研磨机又安装到机械臂，以精确控制运动。相对于具有2英寸(5.18厘米)高度、0.25英寸(0.64厘米)厚度和18英寸(45.72厘米)长度的1018冷轧钢工件对轮进行磨削试验。然后在9磅(4.08千克)的载荷下以相对于工件12.5度的角度推动磨料制品。研磨机在0.25英寸边缘上的整个钢筋上不断地来回横穿。测试轮10分钟。在测试之前和之后测量工件的质量以确定以克为单位的切割。在测试之前和之后对轮进行称重以确定以克为单位的磨损。G比率计算为切割与磨损的比率。在下面表3中示出结果。

表3

以上获得专利证书的申请中所有引用的参考文献、专利和专利申请以一致的方式全文以引用方式并入本文中。在并入的参考文献部分与本申请之间存在不一致或矛盾的情况下，应以前述说明中的信息为准。为了使本领域的普通技术人员能够实践受权利要求书保护的本公开而给出的前述说明不应理解为是对本公开范围的限制，本公开的范围由权利要求书及其所有等同形式限定。

Claims

1.一种粘结砂轮，所述粘结砂轮包括保留在第一有机粘结剂中的可磁化磨料颗粒，其中所述粘结砂轮具有与中心毂相邻的中心部分，其中所述粘结砂轮具有外圆周和延伸穿过所述中心毂的旋转轴，其中大部分所述可磁化磨料颗粒基本上平行于所述旋转轴。

2.根据权利要求1所述的粘结砂轮，其中所述粘结砂轮包括：

3.根据权利要求2所述的粘结砂轮，还包括接触所述次磨料层并与所述第一加固材料相对的第二加固材料。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的粘结砂轮，其中所述可磁化磨料颗粒包括陶瓷体，每个陶瓷体具有设置在其上的相应的可磁化层。

5.根据权利要求4所述的粘结砂轮，其中所述陶瓷体包括α氧化铝。

6.根据权利要求4所述的粘结砂轮，其中所述陶瓷体包括陶瓷棒。

7.根据权利要求4所述的粘结砂轮，其中所述陶瓷体包括陶瓷片状物。

8.根据权利要求7所述的粘结砂轮，其中所述陶瓷片状物包括陶瓷截头三角形锥体。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的粘结砂轮，其中所述可磁化层基本上由金属或金属合金组成。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的粘结砂轮，其中所述可磁化层包括保留在粘结剂中的可磁化颗粒。

11.一种制造粘结砂轮的方法，所述方法包括以下步骤：

c)将第二可固化组合物的层设置在所述多孔加固材料和第一可固化组合物上，其中所述第二可固化组合物包含分散在第二有机粘结剂前体中的可磁化磨料颗粒；以及

d)向所述可固化组合物施加磁场，使得大部分所述可磁化磨料颗粒基本平行于所述旋转轴；以及

e)至少部分地固化所述可固化组合物以提供所述粘结砂轮。

12.根据权利要求11所述的方法，其中在步骤a)之前，将第二多孔加固材料放置在所述圆形模腔中，并且其中将所述第一可固化组合物的层设置在所述第二加固材料上。

13.根据权利要求11或12所述的方法，还包括将所述粘结砂轮与所述模具分离。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其中步骤a)和b)是同时的。

15.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其中步骤b)和c)是同时的。

16.根据权利要求11至15中任一项所述的方法，其中步骤c)还包括压缩所述第一可固化组合物的层和所述第二可固化组合物的层。

17.根据权利要求11至16中任一项所述的方法，其中步骤b)还包括机械搅拌至少所述第二可固化组合物的层。

18.根据权利要求11至17中任一项所述的方法，其中所述可磁化磨料颗粒包括陶瓷体，每个陶瓷体具有设置在其上的相应的可磁化层。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述陶瓷体包括陶瓷棒。

20.根据权利要求18所述的方法，其中所述陶瓷体包括陶瓷片状物。

21.根据权利要求20所述的方法，其中所述陶瓷片状物包括陶瓷截头三角形锥体。

22.根据权利要求18至21中任一项所述的方法，其中所述可磁化层基本上由金属或金属合金组成。

23.根据权利要求18至21中任一项所述的方法，其中所述可磁化层包括保留在粘结剂中的可磁化颗粒。

24.根据权利要求18至23中任一项所述的方法，其中所述陶瓷体包含α氧化铝。