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磨具自銳性磨粒專利技術綜述

發布時間:2019年10月28日 14:15:37    文章來源:耀炎論文網    作者:陶編輯    閱讀:

導讀:這是一篇完整優秀的關于綜述論文范文,這一篇論文共有3073字符,本篇題目是關于“磨具自銳性磨粒專利技術綜述”的。李川 摘要:通過統計分析國內外關于磨具自銳性磨粒技術的專利申請,整理了

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李川

摘要:通過統計分析國內外關于磨具自銳性磨粒技術的專利申請,整理了磨具自銳性磨粒領域的重點技術,同時,對磨具自銳性磨粒的技術分解、核心專利進行分析。

關鍵詞:磨具;自銳;磨粒

中圖分類號:T-18 文獻標志碼:A 文章編號:2095-2945(2019)24-0022-03

Abstract: Through the statistical analysis of the patent applications for self-sharpening abrasive technology at home and abroad, this paper collates the key technologies in the field of self-sharpening abrasive particles, and analyzes the technical decomposition and core patents of self-sharpening abrasive particles.

Keywords: abrasive tools; self-sharpening; abrasive particles

引言

自銳性指磨具磨粒磨鈍后,磨削力增大使磨粒破碎或脫落,重新露出鋒利的刃口。自銳性磨粒形狀不規則、表面粗糙,從而非常容易被結合劑抓牢,并能保持持久的自銳性和鋒利切削刃[1]。自銳性磨粒磨具使得磨削輕快、平穩,避免發生磨削振顫,防止磨削堵塞、噪音等不良現象發生,保證加工工件表面的磨削質量[2]。

1 國內外專利現狀分析

1.1 專利申請量

圖1 磨具自銳性磨粒專利技術國內外專利態勢對比

從圖中反映出,在全球范圍內,磨具自銳性磨粒專利申請量有起伏,但總體上呈上升趨勢,該技術在發展過程中主要經歷了四個階段:技術發展初期(1957-1979年)、技術發展積累期(1979-1989年)、技術發展穩定期(1989-2002年)、技術發展快速期(2002年至今)。1989-2002年,專利數呈現出較明顯增長,表明技術經過一段時間的積累已相對成熟。2002年至今,專利申請數量迅速增長到年均幾十件專利申請,對比國內外專利申請趨勢,同時期國外相關專利申請年均趨于穩定,但國內專利申請數量逐年保持較高的增長率,由此可以推測,國內在該領域的技術從2002年起,國內開始重視該領域的技術研發,目前在國內仍處于快速發展期。

1.2 區域分布

從磨具自銳性磨粒專利技術來源國統計來看,美國是最大的技術原創國,專利申請量占比達56.65%,原創申請數量其次是南非、日本和中國等國家,不難推測,南非申請量排名靠前的原因在于,南非以豐富的礦物資源馳名世界,且其黃金、鉆石生產量均占世界首位。結合磨具自銳性磨粒專利技術年度分布可知,中國申請量主要是在2005年以后逐步快速增長,反映了中國對該領域技術研發的重視程度。

1.3 重點申請人

圖3中列出了磨具自銳性磨粒專利技術申請排名前10位的申請人,從圖中可以看出該領域的排名居前的專利申請人主要集中在國外。其中以我國的安徽威銘耐磨材料有限公司數量領先,共計15件;排名第二的申請人為美國的貝克休斯公司,共計14件;排名靠前的申請人還包括法國圣戈班兩個子公司,共計20件;從申請人的整體類型來看,該技術領域主要以企業申請為主。

2 重點技術分析

2.1 技術分解

技術分解是對于所分析的技術領域作進一步的細化和分類,在參閱了各種資料并根據專利申請的主要內容,可以從磨粒的結構和工藝進行技術分解。

結構上分為:單晶顆粒,磨料顆粒一般呈針片狀且形狀不規則,多數為長短軸之比大于2的非等積形;多晶顆粒,由小金剛石顆粒組成的鑲嵌結構或者由多個小晶粒組成的團簇、團粒或鑲嵌結構;添加氧化鋁,氧化鋁顆粒表面形貌較多呈不規則形狀且邊緣有鋒利切削刃,可作為輔助磨料改善性。

工藝上分為:調整參數,在磨粒制備過程中通過調整溫度、壓力等參數進一步改善晶體結構;觸媒材料即催化劑,選用合適的觸媒材料控制晶體生長速度優化晶體結構;表面涂覆,在磨粒表面通過鍍覆處理技術提高金剛石表面粗糙程度。

圖4示出了專利申請在各分支的總量占比圖,從圖中可以看出,磨粒技術中,工藝分支上的申請量大于結構分支上的申請量,但總體上呈基本持平狀態。具體到結構而言,多晶分支上的申請量明顯大于單晶和氧化鋁添加分支,單晶結構不利于其與粘結劑結合,其表面光滑導致與粘結劑機械嚙合不牢,易導致磨粒沿解理面劈裂而磨粒直接脫落,而多晶結構磨粒形成微刃破碎而形成較多新刃,且表面凹凸粗糙與粘結劑結合較強,因此,申請人技術改進多集中在多晶結構上。工藝方面,各個分支之間的落差沒有那么明顯,其中,表面涂覆分支上的申請量占比較高,原因在于直接從磨粒生產工藝上讓其表面粗糙較難控制,因此,工藝上的改進多集中在表面鍍覆上。

2.2 核心專利

本文通過對專利文獻的被引頻次、同族數量進行統計,列舉引證頻次較高的專利文獻,如表2。上述專利申請集中在美國、日本、歐專局,同時大多都有同族專利,說明美國、日本以及歐洲在磨具自銳性磨粒領域的研究處于領先地位,其中包括在磨削領域上較有影響力的NORTON、3M公司等。圖5顯示了這些核心專利的技術內容。

從結構上而言,單晶磨粒表面光滑與結合劑之間機械結合不牢,磨削過程中易過早脫落,磨粒磨損沿解理面劈裂貫穿整個晶體,且切削刃少鋒利性差;而多晶結構磨粒(US5039311A 、US20080209818A1),晶形不規則、以針片狀形狀居多,表面粗造凸凹不平,明顯提高把持力,磨削時能保持鋒利自銳性。添加氧化鋁微粉顆粒作為輔助磨料(DE19951250、CN101921575),其顆粒形狀不規則具有較多鋒利切削刃,能夠改善磨具自銳性。

從工藝上而言,一方面從磨粒結構本身出發通過控制工藝參數(US20100300764A1)和催化劑選用,控制晶體生長速度,滿足晶體不規則的特殊形態。通過表面鍍覆提高磨粒表面粗糙程度能夠提高自銳性,如采用鐵,鎳,鈷,錳,鉻等合金涂層(EP712941)對磨粒表面進行粗化,采用熔融浸漬涂覆涂層(GB1139522A)或剛玉,利用溶膠-凝膠涂覆涂層(US20070234646A1)。

3 結束語

關于自銳性磨粒技術,從全球范圍來看,核心專利仍然集中在美國、日本、歐洲等發達國家。雖然我國從2002年開始,專利申請量在該領域逐漸上升,但是相關技術部分還處于研發布局階段。自銳性磨粒在結合劑中把持牢固,避免過早脫落,能夠提高磨具壽命,自銳性磨粒技術是迫切需要解決的難題。

參考文獻:

[1]史冬麗,趙延軍,李克華,等.自銳性金剛石樹脂砂輪磨削性能的研究[J].金剛石與磨料磨具工程,2005(3):59-61.

[2]王秦生,宋誠.自銳性金剛石磨料的特征及使用性能[J].河南工業大學學報(社會科學版),2002,18(1):1-4.

 

本文來源:http://www.jnzhgk.com/zongshu-lunwen/24795.html

 

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