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PERFECTIONNEMENTS AUX ROUES OU MEULES ABRASIVES.
L'invention concerne les roues ou meules abrasives et une méthode de fabrication de celles-ci.
Un objet de l'invention est de procurer une roue de meulage, ou meule, destinée à meuler des substances très dures.
Un autre objet de l'invention est de prévoir un liant et une méthode de réunion ou de liaison particulièrement propres pour la fabrication de roues de meulage ou rodage ou meules dont la partie abrasive comprend des diamants.
Un autre objet de l'invention est de prévoir un liant pour un abrasif formé de diamants, dont les diamants peuvent être récu- pérés à peu de frais et sans détérioration de ces diamants
Un autre objet de l'invention est de prévoir un liant qui lui-même se rompra.mais qui maintiendra néanmoins les grains abrasifs aussi longtemps que des bords de coupe libres se présen- tent.
D'autres objets de l'invention seront pour partie évidents ou pour partie spécifiés ci-après:
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Conformément, l'invention consiste dans les particularités de construction, de combinaisons d'éléments, d'agencements de parties, et dans les diverses opérations, ainsi que dans la relation et l'ordre de chacune des dites opérations par rapport à une ou plusieurs des autres opérations, le tout comme il sera décrit à titre d'il= lustration ci-après, la portée de la demande étant définie dans les revendications annexées.
Dans le dessin annexé, dans lequel on a représente l'une des diverses réalisations possibles des caractéristiques mécaniques de l'invention, la vue unique est une coupe verticale, transversale et axiale, pratiquée dans un four électrique et une presse ainsi qu'un moule, qui peuvent être utilisés pour exécuter la méthode de l'invention.
Suivant l'invention, on prévoit de l'aluminium sous forme de poudre, dont la grosseur de grains peut être voisine de celle correspondant à 100 mailles, bien que d'autres dimensions puissent être utlisées.
On prévoit également du silicium en poudre qui peut présenter les mêmes dimensions de grains. Prenant environ 60% en poids de silicium, et 40% en poids d'aluminium, on mélange complètement ces poudres ensemble. Cette opération peut être exécutée de toute mani- ère convenable, comme par exemple à la main ou dans un broyeur à boulets. Il doit être entendu qu'un grand nombre de dimensions de grains différentes pourraient être utilisées mais, pour obtenir les meilleurs résultats, il est préférable d'employer des grains très fins.
Au lieu de mélanger des grains ou les poudres d'aluminium et de silicium, on peut former un alliage des deux métaux à la manière usuelle, et ensuite le transformer en poudre ayant la grosseur de grains indiquée.
La poudre ou le mélange de poudres obtenu est alors mélangé avec la quantité requise de grains de diamant. Le diamant en grains qui, en raison de sa dureté extrême et de ses autres qualités, constitue probablement la meilleure substance abrasive connue, existe
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une s .y. v . v s. sous forme connue dans le commerce sous le nom de "bort",qui peut être obtenue en quantités suffisantes et à des prix tels qu'elle peut être utlisée pour la fabrication de roues de meulage ou meules et d'autres corps abrasifs. Bien que le "bort" soit dispendieux, en raison toutefois de la grande supériorité du diamant pour l'abrasion, la roue ou meule formée à l'aide de cette substance comporte des usages, applications et avantages nombreux.
Avec le liant en poudre du type indiqué, on mélange environ de 25 à 50% en volume du dit "bort" dans des dimensions de grains comprises entre 80 et 500 mail- lear exemple.La dimension de maille .du "bort" choisie dépendra de l'opération d'abrasion que la roue ou meule devra exécuter, et l'in- vention n'est pas limitée sous ce rapport, d'autant plus que les opérations de meulage, de polissage et de rodage diffèrent considérablement entre-elles. Pour les opérations de polissage ou de rodage les plus fines on utilisera un grain de "bort" plus fin.
Le mélange des grains abrasifs avec le liant peut être exécu- té à la main.car, bien que des méthodes mécaniques puissent être em- ployées, le "bort" ou poussière de diamant représente une valeur telle qu'il impose l'attention pour la confection du mélange afin d'éviter la perte en diamants.
En se référant au dessin, on prend une quantité mesurée de liant et de "bort" et on la place dans un moule annulaire 1. Ce moule 1 peut comprendre un anneau cylindrique 2 en graphite. Bien que d'autres substances puissent être utilisées avec succès, il est préférable d'employer du graphite, car à la température que l'on préfère employer pour le frittage de la matière, le graphite agit comme protecteur du diamant et de l'alliage également,en se combinant à l'oxygène avant que ce dernier ne puisse atteindre les mati= ères qui sont fondues et frittées.
Le moule comprend en outre, dans la réalisation préférée de l'invention, une paire d'organes plongeurs cylindriques, annulaires, 3 et 4, de préférence aussi établis en graphite pour la raison don= née plus haut, dont le diamètre externe correspond au diamètre interne de l'anneau 2, et chacun d'eux comportant un alésage, 5 et 6 res-
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pectivement, de même axe et du même diamètre , et dans lesquels est disposé un noyau de gràphite 7 s'y ajustant à glissement.
Les anneaux 3 et 4 sont du genre plongeur, et s'adaptent à glissement à l'anneau 2. On place le mélange de diamants et de liant 10 entre les plongeurs 3 et 4, le noyau 7 et l'anneau 2, ainsi que représenté, en remplissant ainsi un espace cylindrique annulaire. On introduit alors le moule 1 dans un four capable de donner une température de 1400 C., et entre des organes d'une presse agencés pour exercer une pression sur les plongeurs 3 et 4 suivant une direction exactement axiale.
Ce four et cet appareil de pression peuvent recevoir toutes formes désirées, et l'inven. tion n'est¯aucunement limitée à des appareils quelconques particuliers mais, à titre d'exemple, on a représenté un support rigide ou un plateau 11, possédant une surface plane horizontale au-dessus de laquelle est disposé un plongeur 12 comportant une surface inférieure plane et horizontale, le dit plongeur pouvant être déplacé verticalement, vers le bas, avec la force requise. Sur le plateau 11 est disposé un four électrique annulaire 13, à résistance de molybdène, d'un type bien connu. Ce four peut comporter un noyau réfractaire cylindrique 14, formé d'oxyde d'aluminium, possédant une paroi externe ondulée 15 dont les convolutions ou ondulations se développent en hélice, logeant un fil de molybdène enroulé en hélice, 16.
Le noyau ou enveloppe en oxyde d'aluminium peut reposer sur un plateau ou disque annulaire d'acier 17, et au sommet du four on peut prévoir un plateau ou disque annulaire d'acier 18, les plateaux li et 18 étant reliés par un cylindre d'acier creux,19. De cette façon, on ménage un espace entourant la résistance en molybdène 16, lequel espace est rempli à l'aide d'une matière isolante en poudre, comme par exemple de l'oxyde de magnésium.
.ayant introduit la matière 10 dans le moule 1, et placé le moule 1 sur le plateau 11 comme représenté, on amène le plongeur 12 vers le bas au contact du plongeur 3 et on met le four 13 en action. Le four 13 est établi pour chauffer la matière fondue à une température de 100 C. et, pour éviter l'oxydation de l'enrc-
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lement de molybdène 16, on prévoit un ajutage ou raccord 20,qui peut être relié à un conduit pour l'introduction d'un gaz inerte, tel de l'azote,ou un gaz réducteur comme l'hydrogène, qui pénètre dans l'es- pace occupé par l'isolation en oxyde de magnésium et également s'é- chappe à travers le réfractaire d'oxyde d'aluminium poreux dans le moule 1, en protégeant ainsi le moule 1 de l'oxydation et protégeant en outre la matière 10.
Au moment, ou avant d'avoir atteint les 1400 C., on force le plongeur 12 à exercer sur la matière 10 une pression de l'ordre de 42,2 Kgs par cm2. On peut toutefois employer plus ou moins de pression, et la valeur de la pression utlisée dé- pendra de la porosité que l'on désire obtenir dans le liant et dans la meule. Avec une pression plue élevée, on obtient une roue ou meu- le plus dense, et avec une moindre pression on obtient une roue ou meule plus poreuse. Pour certains genres de meulage, on peut désirer une meule poreuse. La matière peut être frittée à la température in- diquée, par une pression aussi réduite que 3,5 Kgs par cm2. D'autre part, on peut utiliser une température plus basse pour produire un liant plus poreux, ou bien encore, s'accompagnant d'une pression plus élevée afin de réaliser la même porosité.
Ainsi, la pression employée peut varier entre des limites étendues et dans certains cas on peut utiliser une pression aussi élevée que 211 kgs environ par cm2.
Plutôt à titre d'exemple, on notera que pour la production d'une roue très dense et très résistante, en utilisant des grains de diamant d'une dimension correspondant à 100 mailles, et des grains de liant d'une dimension correspondant à 200 mailles, avec une tem- pérature de 1400= C., on a employé une pression de 42,2 kgs par cm2.
Bien qu'il soit préférable d'appliquer simultanément la pres= sion et la chaleur, dans certainscas on peut obtenir d'excellents résultats en appliquant la pression et la chaleur successivement, est le mélange étant tout d'abord pressé et ensuite chauffé. Ceci /dü au fait que le contact intime pour"le frittage par fusion persiste après que le mélange a été rendu compact. Toutefois le chauffage modifie notablement les caractéristiques du produit final.
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On peut enlever le moule 1 dès que la pression est relâchée et le refroidir à l'eau. Cette opération tendra à rendre le liant plus fragile. En pareil cas, le'moule 1 est généralement détruit, mais la perte n'est pas grande et la valeur du produit résultant est telle que cette perte ne peut être considérée comme un facteur vital. Touefois, on peut utiliser les parties de moule à nouveau lorsqu'on l'abandonne au refroidissement sans le refroidir à l'eau.
Pour certains types de roues ou meules on préfère un liant quelque peu plus mou.
En raison de la dureté extrême et de la résistance à l'usre du diamant lorsqu'il est unlisé comme abrasif, comparativement aux types d'abrasifs usuellement employés, tels que le carbure de silicium et l'oxyde d'aluminium, il est désirable de prévoir un liant de résistance et de dureté suffisantes pour maintenir les particules individuelles jusqu'au moment oü elles sont trop émoussées pour assurer une action d'abrasion ou de coupe efficace.
Lorsque cet état est atteint toutefois, et grâce à la force supplémentaire appliquée sur la particule lorsqu'elle est émoussée, il est désirable que la particule soit, ou bien expulsée, ou bien différemment orientée pour présenter soit une nouvelle particule ou une nouvelle pointe coupante.
De ce fait, il est désirable de prévoir un liant qui bien que fragile, maintiendra ou prendra, pendant le meulage, un certain degré limité¯de ductilité. Une roue ou meule établie comme il est dit plus haut, est unie avec un liant possédant ces caractéristiques, ainsi qu'on le constate dans la pratique, et l'on constate en outre que cette roue ou meule est tenace et solide considérée dans son ensemble; elle coupe librement et possède d'excellentes caractéristiques abrasives.
On suppose que les excellents résultats obtenus en établissant une meule de cette façon, sont dûs aux propriétés intrinsèques de l'alliage utilisé, et également au fait qu'il ne forme pas complètement aliage. L'alliage même est de nature fragile, tandis que l'un de ses ingrédients, l'aluminium, possède de la
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ductilité.
Ainsi, bien qu'il soit apparemment impossible d'obtenir dans une seule matière tant la ductilité que la fragilité, sauf comparativement, l'invention procure la ductilité et la fragilité dans le liant, ce qui peut être dû au fait qu'il n'est pas entièrement homogène. Néanmoins il est suffisamment homogène pour former une masse solidaire.
Bien que certains avantages soient inhérents à l'emploi de l'aluminium et du silicium, il doit être entendu que la méthode de l'invention, impliquant l'emploi de chaleur et de pression, et le frittage d'un liant en grains, peut être utilisée avec tout autre métal ou métaux possédant un point de fusion égal ou inférieur à 14000 C, ou approchant.
Bien que l'on ait indiqué 40% d'aluminium et 60% de silicium en poids, d'autres proportions de ces métaux peuvent être utilisées, mais il est préférable d'employer une très large proportion de silicium. gependant, dans la réalisation préférée de l'invention, la quantité de silicium peut être comprise entre 50 et 70%.
Un avantage marqué d'une roue ou meule construite suivant l'invention réside dans le fait que, lorsqu'elle est confectionnée sous forme d'anneau, elle peut être aisément assemblée à un plateau ou disque central. Les roues de meulage ou meules de diamant sont dispendieuses dans les conditions actuelles du marché, quel que soit le liant utilisé, simplement en raison du prix élevé du "bort" et, conformément, il est hautement désirable de perdre aussi peu que possible de diamant.
Dans le cas d'une roue de meulage ou meule mince comparativement à son diamètre, la partie centrale n'est généralement pas utilisée. Conformément, dans le cas de meules de diamant, il est pré= férable de constituer la partie centrale sous forme d'un anneau ou plateau non abrasif. Tandis qu'une petite meule interne dont la longueur est de l'ordre de la.moitié de son diamètre, puisse com= prendre 100% de substance abrasive et être fixée par montage 'direct sur un arbre, dans le cas d'une meule de coupe, ou d'une meule de
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grandes dimensions,pour le meulage des carbures de tungstène cémentés, et d'autres substances dures, on constate qu'il est générale= ment économique d'assujettir ce qui équivaut à une bande annulaire de matière meulante de diamant,
à un plateau ou disque central comportant une perforation. De ce fait, un problème distinct se pose pour fixer l'intérieur de la bande annulaire de substance meulante à la périphérie d'un plateau ou disque central de support. Si la liaison entre les parties est faible, la séparation ou rupture se produira, avec comme résultat la destruction d'une meule dont la valeur commerciale peut être de l'ordre de 1500 à 6000 francs.
Conformément à l'invention, avec le diamant uni à l'aide d'un liant métallique comme indiqué dans la description qui précède, on peut prévoir un plateau ou disque mince d'aluminium ou un plateau ou disque de tout autre métal, et conformer la substance meulante en bande annulaire dont le diamètre interne est le même que le diamètre externe du plateau ou disque. On peut alors réunir le plateau ou disque à la bande meulante par brasure, soudure, de préférence à la soudure d'argent, ou par toute autre opération métallur= gique permettant de relier intégralement des métaux, comme la soudure ou analogue; le résultat est une structure solidaire composée d'un plateau ou disque métallique de suppport central et d'une bande annulaire de substance meulante à sa périphérie, comprenant des grains de diamant unis dans un liant métallique.
Pour des roues ou meules de coupe et analogues, le plateau ou disque de support central ne présentera pas une épaisseur supérieure à celle de la bande annulaire de matière meulante. On comprendra que dans le cas d'une bande annulaire de ce genre en matière meulante, la conforma= tion du moule diffère de celle représentée dans le dessin, le moule particulier indiqué étant destiné uniquement à l'illustration.
Bien que dans la description qui précède on ait désigné le diamant comme constituant la matière abrasive, certains avantages résultent de la combinaison du liant spécifié avec des grains de carbure de bore. Le carbure de bore est un grain abrasif dispendieux, bien que moins onéreux que le "bort". En outre, le carbure
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de bore aussi bien que le diamant ne doit être exposé à une tempé- rature élevée qu'aussi peu que possible en raison du danger d'oxy- dation et d'autres modifications chimiques. De plus., dans la pra- tique actuelle, le liant préféré de l'invention a été constaté exoel lent en combinaison avec du carbure de bore dont les dimensions de grains correspondent sensiblement à 100 mailles.
Le liant de l'in=- vention est plus du genre d'une matrice que le liant vitrifié usuel et il est plus dur et plus tenace que les liants résineux artifi- ciels; il possède des propriétés différentes de celles d'un liant de caoutchouc, et les propriétés du liant de l'invention sont hau- tement désirables en combinaison avec des grains d'extrême dureté, tels que le diamant et le carbure de bore, donnant à l'échelle de Moh une valeur supérieure à 9 et plus durs que du carbure de sili- cium.
Il ressort de ce qui précède que l'invention procure une mé- thode et un objet ou article de fabrication, ou une composition de matière, réalisant les divers objets ou buts précédemment définis en même temps que plusieurs avantages pratiques.
Comme diverses réalisations xxxxxxx des caractéristiques mécaniques de l'invention sont possibles, et comme l'art décrit peut être modifié dans diverses de ses parties, sans se départir de l'esprit de l'invention, il doit être entendu que tout ce qui est défini plus haut, ou représenté dans le dessin annexé, doit être considéré comme illustratif et non comme limitatif.
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IMPROVEMENTS TO WHEELS OR ABRASIVE WHEELS.
The invention relates to abrasive wheels or grindstones and a method of making same.
An object of the invention is to provide a grinding wheel, or grinding wheel, for grinding very hard substances.
Another object of the invention is to provide a binder and a particularly clean joining or bonding method for the manufacture of grinding or lapping wheels or grinding wheels, the abrasive part of which comprises diamonds.
Another object of the invention is to provide a binder for an abrasive formed from diamonds, the diamonds of which can be recovered inexpensively and without deterioration of these diamonds.
Another object of the invention is to provide a binder which itself will break, but which will nevertheless hold the abrasive grains as long as free cutting edges exist.
Other subjects of the invention will be partly obvious or partly specified below:
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According to the invention, the invention consists in the particularities of construction, of combinations of elements, of arrangements of parts, and of the various operations, as well as in the relation and the order of each of said operations with respect to one or more other operations, all as will be described by way of illustration below, the scope of the application being defined in the appended claims.
In the appended drawing, in which one of the various possible embodiments of the mechanical characteristics of the invention is represented, the single view is a vertical, transverse and axial section, made in an electric furnace and a press as well as a mold. , which can be used to carry out the method of the invention.
According to the invention, aluminum is provided in powder form, the grain size of which may be close to that corresponding to 100 meshes, although other dimensions may be used.
Powdered silicon is also provided which may have the same grain dimensions. Taking about 60% by weight of silicon, and 40% by weight of aluminum, these powders are completely mixed together. This can be done in any convenient way, such as by hand or in a ball mill. It should be understood that a large number of different grain sizes could be used, but for the best results it is preferable to use very fine grains.
Instead of mixing grains or aluminum and silicon powders, an alloy of the two metals can be formed in the usual way, and then processed into a powder having the indicated grain size.
The powder or the mixture of powders obtained is then mixed with the required quantity of diamond grains. Diamond grit which, due to its extreme hardness and other qualities, is probably the best abrasive substance known, exists
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a s .y. v. v s. in a form known commercially as "bort", which can be obtained in sufficient quantities and at such prices that it can be used for the manufacture of grinding wheels or grinding wheels and other abrasive bodies. Although the "bort" is expensive, however because of the great superiority of diamond for abrasion, the wheel or grinding wheel formed with this substance has many uses, applications and advantages.
With the powdered binder of the type indicated, approximately 25 to 50% by volume of said "bort" is mixed in grain sizes of between 80 and 500 mesh. Example. The mesh size of the "bort" chosen will depend of the abrasion operation that the wheel or grinding wheel will have to perform, and the invention is not limited in this respect, especially since the grinding, polishing and lapping operations differ considerably from one another . For the finest polishing or lapping operations, a finer "bort" grain will be used.
The mixing of the abrasive grains with the binder can be done by hand. For, although mechanical methods can be employed, the "bort" or diamond dust represents such a value that it demands attention for the preparation of the mixture in order to avoid loss of diamonds.
Referring to the drawing, a measured quantity of binder and "bort" is taken and placed in an annular mold 1. This mold 1 may comprise a cylindrical ring 2 made of graphite. Although other substances can be used successfully, it is preferable to use graphite, because at the temperature which is preferred to use for sintering the material, graphite acts as a protector of the diamond and the alloy. also, by combining with oxygen before the latter can reach the materials which are melted and sintered.
The mold further comprises, in the preferred embodiment of the invention, a pair of cylindrical, annular, plungers 3 and 4, preferably also made of graphite for the reason given = born above, whose external diameter corresponds to the internal diameter of the ring 2, and each of them having a bore, 5 and 6 res-
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pectively, of the same axis and of the same diameter, and in which is disposed a core of gràphite 7 slidingly fitting therein.
The rings 3 and 4 are of the plunger type, and adapt themselves in a sliding manner to the ring 2. The mixture of diamonds and binder 10 is placed between the plungers 3 and 4, the core 7 and the ring 2, as well as shown, thereby filling an annular cylindrical space. The mold 1 is then introduced into an oven capable of giving a temperature of 1400 C., and between the members of a press arranged to exert pressure on the plungers 3 and 4 in an exactly axial direction.
This oven and this pressure apparatus can receive any desired shape, and the invention. tion is in no way limited to any particular apparatus but, by way of example, a rigid support or a plate 11 has been shown, having a horizontal flat surface above which is placed a plunger 12 having a lower surface flat and horizontal, the said plunger being able to be moved vertically, downwards, with the required force. On the plate 11 is arranged an annular electric furnace 13, with molybdenum resistance, of a well known type. This furnace can comprise a cylindrical refractory core 14, formed of aluminum oxide, having a corrugated outer wall 15 whose convolutions or undulations develop in a helix, housing a molybdenum wire wound in a helix, 16.
The aluminum oxide core or casing can rest on an annular steel plate or disc 17, and at the top of the furnace there can be provided an annular steel plate or disc 18, the plates li and 18 being connected by a cylinder. hollow steel, 19. In this way, a space is left surrounding the molybdenum resistance 16, which space is filled with the aid of a powdered insulating material, such as, for example, magnesium oxide.
. Having introduced the material 10 into the mold 1, and placed the mold 1 on the plate 11 as shown, the plunger 12 is brought down in contact with the plunger 3 and the oven 13 is put into action. Furnace 13 is set up to heat the molten material to a temperature of 100 C. and, to prevent oxidation of the ink
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element of molybdenum 16, there is provided a nozzle or fitting 20, which can be connected to a conduit for the introduction of an inert gas, such as nitrogen, or a reducing gas such as hydrogen, which enters the space occupied by the magnesium oxide insulation and also escapes through the porous aluminum oxide refractory in the mold 1, thereby protecting the mold 1 from oxidation and further protecting the material 10.
At or before having reached 1400 ° C., the plunger 12 is forced to exert on the material 10 a pressure of the order of 42.2 kg per cm 2. However, more or less pressure can be used, and the value of the pressure used will depend on the porosity that is desired in the binder and in the grinding wheel. With higher pressure, a denser wheel or grinding wheel is obtained, and with less pressure a more porous wheel or grinding wheel is obtained. For some kinds of grinding, a porous wheel may be desired. The material can be sintered at the temperature specified, at a pressure as low as 3.5 Kgs per cm 2. On the other hand, one can use a lower temperature to produce a more porous binder, or alternatively, be accompanied by a higher pressure in order to achieve the same porosity.
Thus, the pressure employed can vary between wide limits and in some cases a pressure as high as about 211 kgs per cm2 can be used.
Rather by way of example, it will be noted that for the production of a very dense and very resistant wheel, using diamond grains of a dimension corresponding to 100 meshes, and binder grains of a dimension corresponding to 200 meshes, with a temperature of 1400 = C., a pressure of 42.2 kgs per cm2 was used.
Although it is preferable to apply pressure and heat simultaneously, in some cases excellent results can be obtained by applying pressure and heat successively, with the mixture being first pressed and then heated. This is because the intimate contact for melt sintering persists after the mixture has been compacted, however heating significantly changes the characteristics of the final product.
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You can remove the mold 1 as soon as the pressure is released and cool it with water. This operation will tend to make the binder more fragile. In such a case, mold 1 is usually destroyed, but the loss is not great and the value of the resulting product is such that this loss cannot be considered a vital factor. However, the mold parts can be used again when left to cool without water cooling.
For certain types of wheels or grinding wheels a somewhat softer binder is preferred.
Due to the extreme hardness and wear resistance of diamond when it is unlabeled as an abrasive, compared to the types of abrasives commonly employed, such as silicon carbide and aluminum oxide, it is desirable. to provide a binder of sufficient strength and hardness to hold the individual particles until they are too blunt to provide effective abrasion or cutting action.
When this state is achieved, however, and by virtue of the additional force applied to the particle when it is blunt, it is desirable that the particle be either expelled or otherwise oriented to present either a new particle or a new cutting tip. .
Therefore, it is desirable to provide a binder which, although brittle, will maintain or acquire, during grinding, some limited degree of ductility. A wheel or grinding wheel established as it is said above, is united with a binder having these characteristics, as it is observed in practice, and it is further noted that this wheel or grinding wheel is tenacious and solid considered in its together; it cuts freely and has excellent abrasive characteristics.
It is believed that the excellent results obtained by setting up a wheel in this way is due to the intrinsic properties of the alloy used, and also to the fact that it does not completely form an alloy. The alloy itself is fragile in nature, while one of its ingredients, aluminum, has
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ductility.
Thus, although it is apparently impossible to obtain both ductility and brittleness in a single material, except comparatively, the invention provides ductility and brittleness in the binder, which may be due to the fact that it does not is not entirely homogeneous. However, it is sufficiently homogeneous to form an integral mass.
Although certain advantages are inherent in the use of aluminum and silicon, it should be understood that the method of the invention, involving the use of heat and pressure, and the sintering of a binder in grains, can be used with any other metal or metals having a melting point equal to or less than 14000 C, or approaching.
Although 40% aluminum and 60% silicon have been indicated by weight, other proportions of these metals can be used, but it is preferable to use a very large proportion of silicon. gependant, in the preferred embodiment of the invention, the amount of silicon can be between 50 and 70%.
A marked advantage of a wheel or grinding wheel constructed according to the invention lies in the fact that, when it is made in the form of a ring, it can easily be assembled to a central plate or disc. Grinding wheels or diamond grinding wheels are expensive under present market conditions, regardless of the binder used, simply because of the high price of the "bort" and, accordingly, it is highly desirable to lose as little diamond as possible. .
In the case of a grinding wheel or grinding wheel that is thin compared to its diameter, the central part is generally not used. Accordingly, in the case of diamond wheels, it is preferable to constitute the central part in the form of a non-abrasive ring or plate. While a small internal grinding wheel, the length of which is of the order of half of its diameter, can comprise 100% abrasive substance and be fixed by direct mounting on a shaft, in the case of a grinding wheel cutting, or a grinding wheel
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large dimensions, for grinding cemented tungsten carbides, and other hard substances, it is found that it is generally economical to subject what is equivalent to an annular strip of diamond grinding material,
to a central plate or disc comprising a perforation. Therefore, a distinct problem arises in securing the interior of the annular strip of grinding substance to the periphery of a central support plate or disc. If the bond between the parts is weak, separation or rupture will occur, resulting in the destruction of a grinding wheel whose commercial value can be in the order of 1500 to 6000 francs.
In accordance with the invention, with the diamond united using a metal binder as indicated in the preceding description, it is possible to provide a plate or thin disc of aluminum or a plate or disc of any other metal, and conform the grinding substance in an annular band whose internal diameter is the same as the external diameter of the platter or disc. The plate or disc can then be joined to the grinding strip by brazing, soldering, preferably with silver soldering, or by any other metallurgical operation making it possible to fully connect metals, such as soldering or the like; the result is an integral structure composed of a central support plate or metal disc and an annular band of grinding substance at its periphery, comprising grains of diamond united in a metal binder.
For cutting wheels or grinding wheels and the like, the central support plate or disc will not have a thickness greater than that of the annular strip of grinding material. It will be understood that in the case of an annular band of this kind made of grinding material, the conforma = tion of the mold differs from that shown in the drawing, the particular mold indicated being intended only for illustration.
Although in the foregoing description diamond has been designated as constituting the abrasive material, certain advantages result from the combination of the specified binder with grains of boron carbide. Boron carbide is an expensive abrasive grain, although less expensive than "bort". In addition, the carbide
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boron as well as diamond should be exposed to a high temperature only as little as possible due to the danger of oxidation and other chemical changes. In addition, in current practice, the preferred binder of the invention has been found to be exoel slow in combination with boron carbide the grain size of which corresponds substantially to 100 mesh.
The binder of the invention is more of the kind of a matrix than the usual vitrified binder and it is harder and more tenacious than the artificial resinous binders; it has properties different from those of a rubber binder, and the properties of the binder of the invention are highly desirable in combination with grains of extreme hardness, such as diamond and boron carbide, giving Moh's scale greater than 9 and harder than silicon carbide.
It appears from the foregoing that the invention provides a method and an object or article of manufacture, or a composition of matter, achieving the various objects or purposes defined above together with several practical advantages.
As various embodiments xxxxxxx of the mechanical features of the invention are possible, and since the art described can be modified in various of its parts, without departing from the spirit of the invention, it should be understood that all that is defined above, or shown in the accompanying drawing, should be considered as illustrative and not as limiting.