BR112014024937B1

BR112014024937B1 - partícula abrasiva conformada de cerâmica, pluralidade de partículas abrasivas, artigo abrasivo e método para produzir partículas abrasivas conformadas de cerâmica

Info

Publication number: BR112014024937B1
Application number: BR112014024937-7A
Authority: BR
Inventors: Negus B. Adefris
Original assignee: 3M Innovative Properties Company
Priority date: 2012-04-04
Filing date: 2013-03-15
Publication date: 2021-01-12
Also published as: US11634618B2; JP6072223B2; RU2014139785A; US20150052825A1; US11970650B2; EP2834040B1; RU2621085C2; WO2013151745A1; CN104254429B; US11905451B2; MX2014011917A; EP2834040A1; KR20150005941A; MX2021013203A; US20240182768A1; CA2869434C; US20230265326A1; US10301518B2; JP2015518505A; KR102075072B1

Abstract

PARTÍCULAS ABRASIVAS, MÉTODO PARA PRODUZIR PARTÍCULAS ABRASIVAS E ARTIGOS ABRASIVOS. A presente invenção trata de partículas abrasivas conformadas de cerâmica que incluem uma primeira superfície tendo um perímetro que compreende pelo menos uma primeira e uma segunda borda. Uma primeira região do perímetro inclui a segunda borda e se estende para dentro e termina em dois cantos que definem um primeiro e um segundo ângulo agudo interno. O perímetro tem, no máximo, quatro cantos que definem ângulos agudos internos. Uma segunda superfície está disposta oposta à, e não está em contato com a, primeira superfície. Uma superfície periférica está disposta entre a primeira e a segunda superfícies e conecta as mesmas. A superfície periférica tem um primeiro formato predeterminado. Os métodos para produzir as partículas abrasivas conformadas de cerâmica e os artigos abrasivos incluindo as mesmas também são revelados.

Description

Campo da invenção

[001] A presente revelação refere-se, de modo geral, a partículas abrasivas, artigos abrasivos e métodos para produzir e usar os mesmos.

Antecedentes

[002] Nos últimos anos, as partículas abrasivas conformadas produzidas por moldagem de um sol-gel, secagem e sinterização do sol-gel seco para se obter uma partícula abrasiva conformada de cerâmica ganharam popularidade na indústria de abrasivos. As técnicas de torneamento de diamantes são comumente usadas para produzir moldes adequados, especificamente aquelas para a produção de graus finos de partículas abrasivas, mas têm sido limitadas em termos de formatos de cavidades de molde que podem ser produzidos.

Sumário

[003] O presente inventor constatou que reduzindo-se o ângulo formado pelos cantos periféricos de partículas abrasivas conformadas de cerâmica, propriedades abrasivas aprimoradas podem ser alcançadas.

[004] As partículas abrasivas conformadas podem, em geral, ter um desempenho superior ao das partículas abrasivas aleatoriamente trituradas. Através do controle do formato da partícula abrasiva é possível controlar o desempenho resultante do artigo abrasivo. O inventor constatou que produzindo-se pelo menos uma borda em forma de partículas abrasivas que se estendem para dentro, os cantos adjacentes são tipicamente afiados, levando ao aprimoramento inesperado no desempenho de abrasão.

[005] Em um aspecto, a presente descrição apresenta uma partícula abrasiva conformada de cerâmica que compreende: uma primeira superfície que tem um perímetro que compreende, pelo menos, primeira e segunda bordas, em que uma primeira região do perímetro compreende a segunda borda e se estende para dentro e termina em dois cantos que definem o primeiro e o segundo ângulos agudos internos, e em que o perímetro tem, no máximo, quatro cantos que definem os ângulos agudos internos; uma segunda superfície oposta à primeira superfície e não em contato com a mesma; e uma superfície periférica disposta entre a primeira e a segunda superfícies e que conecta as mesmas, em que a superfície periférica compreende uma primeira parede que entra em contato com o perímetro da primeira borda, em que a superfície periférica compreende uma segunda parede que entra em contato com o perímetro da segunda borda e em que a superfície periférica tem um primeiro formato predeterminado.

[006] Em outro aspecto, a presente descrição apresenta uma pluralidade de partículas abrasivas, em que a pluralidade de partículas abrasivas compreende, em uma base numérica, pelo menos 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95 ou mesmo ao menos 99 por cento das partículas abrasivas conformadas de cerâmica de acordo com a presente revelação.

[007] As partículas abrasivas de acordo com a presente revelação são úteis, por exemplo, na fabricação e no uso de artigos abrasivos.

[008] Em ainda um outro aspecto, a presente descrição apresenta artigos abrasivos que compreendem partículas abrasivas conformadas de cerâmica, de acordo com a presente descrição, retidas em um aglutinante.

[009] Os presentes inventores desenvolveram também métodos que permitem a fabricação de partículas abrasivas conformadas de cerâmica de (incluindo graus finos) de acordo com a presente revelação.

[010] Consequentemente, em ainda outro aspecto, a presente descrição apresen- ta um método para produzir partículas abrasivas conformadas de cerâmica, sendo que o método compreende as etapas: a) fornecer um molde que define uma cavidade de molde, em que a cavidade de molde tem uma abertura externa definida por um perímetro, em que o perímetro compreende, pelo menos, a primeira e a segunda bordas, em que uma primeira região do perímetro compreende a segunda borda e se estende para dentro e termina em dois cantos que definem um primeiro e um segundo ângulos agudos internos, e em que o perímetro tem no máximo quatro cantos que definem os ângulos agudos internos e em que a cavidade de molde é delimitada lateralmente por uma superfície periférica do molde que compreende uma primeira parede de molde, que cruza o perímetro na primeira borda e uma segunda parede de molde que cruza o perímetro na segunda borda; b) posicionar um material precursor de cerâmica no interior da cavidade de molde; c) converter o material precursor de cerâmica posicionado no interior da cavidade de molde para obter uma partícula precursora conformada de cerâmica; e d) converter a partícula precursora conformada de cerâmica à partícula abrasiva conformada de cerâmica.

[011] Em algumas modalidades, o método compreende, ainda, a separação das partículas precursoras conformadas de cerâmica do molde antes da etapa d). Em algumas modalidades, a etapa d) compreende a sinterização da partícula precursora conformada de cerâmica. Em algumas modalidades, a etapa d) compreende a calcinação da partícula precursora conformada de cerâmica a fim de fornecer uma partícula precursora conformada de cerâmica calcinada e a sinterização da partícula precursora conformada de cerâmica calcinada.

[012] As definições a seguir são aplicadas por todo o relatório descritivo e as reivindicações.

[013] O termo “ângulo” é definido a seguir, por exemplo, em referência às Figuras 6A a 6D.

[014] O termo “calcinação” refere-se à remoção de matéria volátil (por exemplo, água livre) a partir de um precursor de cerâmica por meio de aquecimento em condições de temperatura mais baixa do que tipicamente usadas para a sinterização.

[015] O termo “partícula abrasiva de cerâmica” refere-se a uma partícula abrasiva que compreende material cerâmico.

[016] O termo “canto” refere-se ao lugar, à posição ou ao ângulo formado pelo encontro de duas linhas ou bordas convergentes. Um canto pode ser agudo como, por exemplo, um ponto ou uma borda. Um canto também pode ser uma região genericamente arredondada que conecta linhas ou faces adjacentes.

[017] O termo “ângulo de saída” refere-se a um ângulo de afunilamento, incorporados em uma parede de uma cavidade de molde de modo que a abertura da cavidade de molde seja mais larga do que a sua base. Agora em referência à Figura 1, que mostra uma seção transversal do molde 100 e cavidade de molde 105, um ângulo de saída μ é o ângulo entre a base de molde 150 e a parede de molde 130. O ângulo de saída pode ser variado para alterar as dimensões relativas da primeira e da segunda superfícies e os lados da superfície periférica. Em várias modalidades da presente descrição, o ângulo de saída μ pode ser de 90 graus ou em uma faixa de cerca de 95 graus e cerca de 130 graus, a partir de cerca de 95 graus e cerca de 125 graus, a partir de cerca de 95 graus e cerca de 120 graus, a partir de cerca de 95 graus até cerca de 115 graus, a partir de cerca de 95 graus até cerca de 110 graus, de cerca de 95 graus até cerca de 105 graus, ou de cerca de 95 graus e cerca de 100 graus. Para uso na presente invenção, o termo ângulo de saída também se refere ao ângulo de afunilamento das paredes de um corpo moldado que corresponde ao ângulo de saída do molde usado na sua produção. Por exemplo, um ângulo de saída da partícula abrasiva conformada de cerâmica exemplificadora 300 na Figura 3 seria o ângulo entre a segunda superfície 370 e a parede 384.

[018] O termo “face” refere-se a uma superfície substancialmente plana que pode compreender pequenas imperfeições, por exemplo, como as que surgem durante a fabricação.

[019] O termo “ângulo interno” refere-se a um ângulo, no interior do perímetro, definido por duas bordas adjacentes do perímetro.

[020] O termo “comprimento” refere-se à extensão máxima de um objeto ao longo de sua maior dimensão.

[021] O termo “superfície principal” refere-se a uma superfície que é maior do que, pelo menos, metade das superfícies do objeto a ser referenciado.

[022] O termo “perímetro” refere-se a um contorno fechado de uma superfície, que pode ser uma superfície plana ou uma superfície não plana.

[023] O termo “formato predeterminado” significa que o formato é replicado a partir de uma cavidade de molde usada durante a produção da partícula abrasiva de cerâmica. O termo “formato predeterminado” exclui formatos aleatórios obtidos por uma operação de esmagamento mecânico.

[024] O termo “sinterização” refere-se a um processo no qual o aquecimento de um material precursor de cerâmica faz com que sofra uma transformação substancial a um material de cerâmica correspondente.

[025] O termo “espessura” refere-se à extensão máxima de algo ao longo de uma dimensão ortogonal tanto ao comprimento quanto à largura.

[026] O termo “largura” refere-se à extensão máxima de algo ao longo de uma dimensão ortogonal ao comprimento.

[027] As características e vantagens da presente descrição serão mais bem compreendidas levando-se em consideração a descrição detalhada, assim como as reivindicações em anexo.

Breve descrição dos desenhos

[028] A Figura 1 é uma vista esquemática de borda em seção transversal de um molde exemplificador que mostra como determinar um ângulo de saída.

[029] A Figura 2 é uma vista esquemática em perspectiva de uma partícula abrasiva conformada de cerâmica exemplificadora de acordo com a presente revelação.

[030] A Figura 3 é uma vista esquemática em perspectiva de uma partícula abrasiva conformada de cerâmica exemplificadora de acordo com a presente revelação.

[031] A Figura 4 é uma vista esquemática em perspectiva de uma outra partícula abrasiva conformada de cerâmica exemplificadora de acordo com a presente revelação.

[032] As Figuras 5A a 5C são vistas superiores esquemáticas de outras partículas abrasivas conformadas de cerâmica exemplificadoras de acordo com a presente revelação.

[033] As Figuras 6A a 6D são vistas superiores esquemáticas de vários cantos mostrando como calcular seu ângulo.

[034] A Figura 7 é uma vista esquemática em perspectiva em recorte de um molde exemplificador útil na produção de partículas abrasivas conformadas de cerâmica de acordo com a presente revelação.

[035] A Figura 8 é uma vista de borda em seção transversal de um artigo abrasivo revestido exemplificador de acordo com a presente revelação.

[036] A Figura 9 é uma vista em perspectiva de um artigo abrasivo ligado de acordo com a presente revelação.

[037] A Figura 10 é uma vista lateral ampliada de um artigo abrasivo não tecido de acordo com a presente revelação.

[038] A Figura 11 é uma fotomicrografia de partículas abrasivas conformadas de cerâmica SAP1.

[039] A Figura 12 é uma fotomicrografia de partículas abrasivas conformadas de alumina, preparadas de acordo com a revelação do parágrafo [0128] da Publ. de Pedido de Pat. US N° 2010/0146867 (Boden et al.) com o uso de um ângulo de saída de 98 graus.

[040] As Figuras 13 e 14 são plotagens que comparam a taxa de corte e o corte cumulativo de discos abrasivos do Exemplo 1 e dos Exemplos Comparativos A e B.

[041] A Figura 15 é uma fotomicrografia de partículas abrasivas conformadas de cerâmica SAP2.

[042] A Figura 16 é uma fotomicrografia de partículas abrasivas conformadas de cerâmica SAP3.

[043] A Figura 17 é uma plotagem que compara o desempenho dos discos feitos a partir de partículas do Exemplo 1, Exemplo 2, Exemplo 3 e Exemplo Comparativo C em Aço Carbono 1045.

[044] A Figura 18 é uma plotagem que compara o desempenho dos discos do Exemplo 4, Exemplo 5, Exemplo 6 e Exemplo Comparativo D quando usado para fazer a abrasão de Aço Inoxidável 304.

[045] A Figura 19 é uma plotagem que compara o desempenho dos discos do Exemplo 4, Exemplo 5, Exemplo 6 e Exemplo Comparativo D.

[046] A Figura 20A é uma fotomicrografia de partículas abrasivas conformadas de alumina SAPB, preparadas de acordo com a revelação da patente US N° 8.142.531 (Adefris et al.).

[047] A Figura 20B é uma fotomicrografia de partículas abrasivas conformadas de cerâmica SAP4.

[048] A Figura 21 é um gráfico que compara o desempenho dos discos do Exemplo 7, Exemplo Comparativo E e Exemplo Comparativo F.

[049] As Figuras 22 e 23 são plotagens que comparam o desempenho dos discos do Exemplo 8 e do Exemplo Comparativo G quando usados para fazer a abrasão de Aço Carbono 1045 e Aço Inoxidável 304, respectivamente.

[050] Embora as figuras identificadas acima demonstrem várias modalidades da presente divulgação, outras modalidades também são contempladas; por exemplo, conforme observado na discussão. Em todos os casos, a descrição é apresentada por meio de representação e não limitação. Deve-se compreender que os versados na técnica podem contemplar diversas outras modificações e modalidades que estão incluídas no caráter e âmbito dos princípios da presente descrição. As figuras podem não estar desenhadas em escala. Números de referência similares podem ser usados em todas as figuras para denotar partes similares.

Descrição detalhada

[051] Agora em referência à Figura 2, a partícula abrasiva conformada de cerâmica exemplificadora 200 compreende uma primeira superfície 210 tendo o perímetro 220. A segunda superfície 270 está oposta, e não entra em contato com a primeira superfície 210. A superfície periférica 280 tem um formato predeterminado, e está disposto entre e conecta a primeira e a segunda superfícies principais 210, 270. O perímetro 220 compreende uma primeira e uma segunda bordas 230, 232. A superfície periférica 280 compreende uma primeira e uma segunda paredes 282, 284. A primeira e a segunda bordas 230, 232 representam, respectivamente, a interseção da primeira e da segunda paredes 282, 284 com o perímetro 220. A primeira região 290 do perímetro 220 compreende a primeira borda 230 e se estende para dentro e termina no primeiro e no segundo cantos 250, 252 que definem os respectivos ângulos agudos internos 260, 262.

[052] Em algumas modalidades, uma região que se estende para dentro de uma partícula abrasiva conformada de cerâmica de acordo com a presente descrição pode ter uma profundidade máxima que é, pelo menos, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55 ou mesmo 60 por cento da dimensão máxima da partícula abrasiva conformada de cerâmica paralela à profundidade máxima. Por exemplo, é feita uma referência à Figura 2, que mostra uma dimensão máxima 218 paralela a uma profundidade máxima 215. De modo similar, na Figura 3, uma dimensão máxima 318 é para- lela a uma profundidade máxima 315.

[053] Na modalidade mostrada na Figura 2, a primeira superfície 210 tem um primeiro formato predeterminado que corresponde à base de uma cavidade de molde usada para formar a mesma. Entretanto, se o molde com duas aberturas opostas for usado (por exemplo, como no caso de uma placa perfurada), nenhuma dentre a primeira ou a segunda superfícies principais pode ter um formato predeterminado, enquanto que a superfície periférica terá.

[054] Em algumas modalidades, as partículas abrasivas conformadas de cerâmica de acordo com a presente revelação têm uma superfície periférica que inclui pelo menos três paredes. Agora em referência à Figura 3, a partícula abrasiva conformada de cerâmica exemplificadora 300 compreende a primeira superfície 310 que tem o perímetro 320 O perímetro 320 compreende a primeira, a segunda e a terceira bordas 330, 332, 334. A primeira borda 330 é uma curva côncava monotônica, enquanto a segunda e a terceira bordas 332, 334 são bordas substancialmente retas. A segunda superfície 370 está oposta à primeira superfície principal 310 e não entra em contato com a mesma. A superfície periférica 380 tem um formato predeterminado e está disposta entre a primeira e a segunda superfícies 310, 370 e conecta as mesmas. A superfície periférica 380 compreende a primeira, a segunda e a terceira paredes 382, 384, 386. A primeira, a segunda e a terceira bordas 330, 332, 334 representam, respectivamente, a interseção da primeira, da segunda e da terceira paredes 382, 384, 386 com o perímetro A primeira região 390 do perímetro 320 compreende a primeira borda que se estende para dentro 330 e termina no primeiro e no segundo cantos 350, 352 que definem os respectivos primeiro e o segundo ângulos agudos internos 360, 362.

[055] Conforme mostrado nas Figuras 2 e 3, a primeira região do perímetro pode compreender uma única borda curva que se estende para dentro, entretanto, também é contemplado que a primeira região do perímetro pode compreender múltiplas bordas (por exemplo, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 bordas ou mais).

[056] Agora em referência à Figura 4, a partícula abrasiva conformada de cerâmica exemplificadora 400 compreende uma primeira superfície 410 que tem um perímetro 420. O perímetro 420 compreende a primeira, a segunda, a terceira e a quarta bordas substancialmente retas 430, 432, 434, 436. A segunda superfície 470 está oposta à primeira superfície 410 e não entra em contato com a mesma. A superfície periférica 480 compreende a primeira, a segunda, a terceira e a quarta paredes 482, 484, 486, 488. A superfície periférica 480 tem um formato predeterminado e está disposta entre a primeira e a segunda superfícies principais 410, 470 e conecta as mesmas. A primeira, a segunda, a terceira e a quarta bordas 430, 432, 434, 436 re-presentam, respectivamente, a interseção da primeira, da segunda, da terceira e da quarta paredes 482, 484, 486, e 488 com o perímetro 420. A primeira região 490 do perímetro 420 compreende a primeira borda 430 e a quarta borda 436, e se estende para dentro. A primeira região 490 termina no primeiro e no segundo cantos 450, 452 que definem os respectivos primeiro e o segundo ângulos agudos internos 460, 462.

[057] As Figuras 3 e 4 representam partículas abrasivas conformadas de cerâmica que têm perímetros que são em forma de ponta de flecha. De modo semelhante, em algumas modalidades, as próprias partículas abrasivas conformadas de cerâmica podem ser, por si mesmas, em forma de ponta de flecha.

[058] Em algumas modalidades, mais de uma região e/ou borda do perímetro pode se estender para dentro. Por exemplo, agora em referência à Figura 5A, a partícula abrasiva conformada de cerâmica exemplificadora 500a tem um perímetro 520a de uma primeira superfície 510a com duas regiões que se estendem para dentro 590a, 592a formadas por bordas 530a, 532a em que cada uma termina em dois dentre os cantos agudos 550a, 552a, 554a. Agora em referência à Figura 5B, a partícula abrasiva conformada de cerâmica exemplificadora 500 tem o perímetro 520b da pri- meira superfície 510b com três regiões que se estendem para dentro 590b, 592b, 594b formadas pelas bordas 530b, 532b, 534b em que cada uma termina em dois dentre os cantos agudos 550b, 552b, 554b. De modo semelhante, agora em referência à Figura 5C, a partícula abrasiva conformada de cerâmica exemplificadora 500c da primeira superfície 510c tem o perímetro 520c com quatro regiões que se estendem para dentro 590c, 592c, 594c, 596c formadas pelas bordas 530c, 532c, 534c, 536c em que cada uma termina em dois cantos 550c, 552c, 554c, 556c que definem os ângulos agudos internos (não mostrado).

[059] Por definição, o perímetro da primeira superfície principal, exceção para qualquer das regiões que se estendem para dentro, se estende para fora. Por exemplo, o perímetro pode se estender para fora, exceto para um, dois, três, ou quatro regiões que se estendem para dentro. A(s) região(ões) que se estende(m) para dentro do perímetro pode(m) compreender, por exemplo, borda(s) curva(s) simples (por exemplo, borda(s) curva(s) monotônica(s)), ou múltiplas bordas curvas ou substancialmente retas (por exemplo, lineares), ou uma combinação de bodas curvas e substancialmente retas.

[060] Tipicamente, as partículas abrasivas conformadas de cerâmica de acordo com a presente revelação têm espessuras que são substancialmente inferiores ao seu comprimento e/ou largura, embora isto não seja um requisito. Por exemplo, a espessura da partícula abrasiva conformada de cerâmica pode ser menor ou igual a um terço, um quinto ou um décimo do seu comprimento e/ou sua largura.

[061] Geralmente, a primeira e a segunda superfícies são substancialmente paralelas ou até mesmo paralelas; entretanto, isso não é um requisito. Por exemplo, os desvios aleatórios devido à secagem podem fazer com que uma ou ambas dentre a primeira e a segunda superfícies principais não sejam planas. De modo semelhante, a primeira e/ou a segunda superfície principal pode ter sulcos paralelos formados na mesma, por exemplo, conforme descrito na Publ. de Pedido de Pat. N° 2010/0146867 A1 (Boden et al.).

[062] As partículas abrasivas conformadas de cerâmica de acordo com a presente revelação compreendem material cerâmico. Em algumas modalidades, as mesmas podem consistir essencialmente em material cerâmico ou mesmo consistir em material cerâmico, apesar as mesmas possam conter fases não cerâmicas (por exemplo, como em uma vitrocerâmica). Exemplos de materiais cerâmicos adequados incluem alfa alumina, alumina-zircônia fundida e oxinitretos fundidos. Detalhes adicionais relativos a materiais cerâmicos derivados de sol-gel adequados para uso nas partículas abrasivas conformadas de cerâmica de acordo com a presente revelação podem ser encontrados em, por exemplo, na patente US n° 4.314.827 (Leitheiser et al.); patente US n° 4.518.397 (Leitheiser et al.); patente US n° 4.623.364 (Cottringer et al.); patente US n° 4.744.802 (Schwabel); patente US n° 4.770.671 (Monroe et al.); patente US n° 4.881.951 (Wood et al.); patente US n° 4.960.441 (Pellow et al.); patente US n° 5.139.978 (Wood); patente US n° 5.201.916 (Berg et al.); patente US n° 5.366.523 (Rowenhorst et al.); patente US n° 5.429.647 (Larmie); patente US n° 5.547.479 (Conwell et al.); patente US n° 5.498.269 (Larmie); patente US n° 5.551.963 (Larmie); patente US n° 5.725.162 (Garg et al.), e patente US n° 6.054.093 (Torre et al.).

[063] De modo a facilitar a remoção de um molde usado para produzir os mesmos e, tipicamente, para aumentar o desempenho em aplicações de abrasão, as partículas abrasivas conformadas de cerâmica de acordo com a presente revelação podem ser afuniladas correspondendo a um ângulo de saída do molde, por exemplo, conforme descrito na Publ. de Pedido de Pat. US n° 2010/0151196 A1 (Adefris et al.). Em outras modalidades, a superfície periférica pode não afunilar (ou seja, pode ser vertical) e/ou a primeira e a segunda superfícies podem ter o mesmo tamanho e formato.

[064] Em algumas modalidades, os ângulos internos formados entre a região que se estende para dentro e uma ou ambas as extremidades adjacentes do perímetro são menores do que seria o caso se a região que se estende para dentro fosse substituída, por exemplo, por um único segmento de linha reta ou uma borda convexa. Por exemplo, no caso de um triângulo equilátero, todos os cantos têm um ângulo interno de 60 graus, enquanto que para os formatos correspondentes que têm uma borda côncava substituindo uma das bordas do triângulo de acordo com uma modalidade da presente descrição, os ângulos internos dos dois cantos adjacentes à regi-ão que se estende para dentro podem ser substancialmente reduzidos. Por exemplo, no caso de partículas abrasivas conformadas de cerâmica geralmente triangulares, os ângulos internos podem estar em uma faixa de desde 5, 10, 15, 20, 25 ou 30 graus até 35, 40, 45, 50 ou 55 graus ou de 40 a 55 graus. Em algumas modalidades, os ângulos internos podem estar em uma faixa de 35 a 55 graus, de 40 a 55 graus, ou mesmo de 45 a 55 graus, embora outros valores também sejam possíveis. De modo similar, se duas (ou três) das bordas do triângulo forem substituídas com bor-das curvas que se estendem para dentro, os ângulos internos de seus cantos adjacentes podem estar na mesma faixa ou ser ainda menores. A mesma tendência ocorre no caso dos perímetros que têm quatro ou mais bordas, embora os valores dos ângulos internos possam tender a ser maiores.

[065] A fim de medir o ângulo interno (θ) de um canto do perímetro, toma-se o ângulo formado entre as tangentes (T1, T2) das respectivas bordas formando o canto no seu ponto mais próximo ao canto, que não tenha passado um ponto de inflexão que diz respeito à região que se estende para dentro. No caso de cruzar bordas retas (por exemplo, conforme mostrado na Figura 6A), as tangentes T1a e T2a têm o mesmo coeficiente angular que as próprias bordas e o ângulo interno pode ser facilmente determinado. No caso em que um ou ambos, ou as bordas sejam curvas mo- notônicas que se estendem para dentro (por exemplo, conforme mostrado nas Figuras 6B e 6C), as tangentes (T1b e T2b ou T1c e T2c), respectivamente) podem ser, de modo semelhante, prontamente determinadas ao aproximar do canto ao longo da(s) borda(s) curva(s). Entretanto, se o canto for redondo ou de outro modo deformado (por exemplo, conforme mostrado na Figura 6D), a medição do ângulo interno do canto pode se tornar mais problemática. Consequentemente, em tais casos, as tangentes T1d e T2d) devem ser determinadas mediante a medição da tangente de cada borda adjacente à medida que se aproximam dos pontos de inflexão (se estiver presente) próxima ao canto, mostrado como P1 e P2 na Figura 6D.

[066] As partículas abrasivas conformadas de cerâmica de acordo com a presente revelação são tipicamente usadas como uma pluralidade de partículas que podem incluir as partículas abrasivas conformadas de cerâmica da presente descrição, outras partículas abrasivas conformadas, e/ou partículas abrasivas esmagadas. Por exemplo, uma pluralidade de partículas abrasivas de acordo com a presente descrição pode compreender, em uma base numérica, pelo menos 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95 ou mesmo 99 por cento, ou mais por cento de partículas abrasivas conformadas de cerâmica aqui descritas. As partículas abrasivas conformadas de cerâmica podem ter o mesmo tamanho nominal e formato, embora em algumas modalidades, pode ser útil usar uma combinação de tamanhos e/ou formatos.

[067] Tipicamente, as partículas abrasivas conformadas de cerâmica de acordo com a presente revelação têm uma dimensão das partículas máxima relativamente pequena; por exemplo, menos que cerca de 1 centímetro (cm), 5 milímetros (mm), 2 mm, 1 mm a 200 micrômetros, 100 micrômetros, 50 micrômetros, 20 micrômetros, 10 micrômetros, ou mesmo menos que 5 micrômetros, embora possam ser usados outros tamanhos.

[068] Qualquer uma das partículas abrasivas referidas na presente revelação pode ser dimensionada de acordo com abrasivos de grau nominal especificado reconhecido na indústria. Padrões de classificação exemplificadores reconhecidos pela indústria de abrasivos incluem aqueles promulgados pela ANSI (American National Standards Institute), FEPA (Federation of European Producers of Abrasives), e JIS (Japanese Industrial Standard). Tais padrões de classificação aceitos industrialmente incluem, por exemplo: ANSI 4, ANSI 6, ANSI 8, ANSI 16, ANSI 24, ANSI 30, ANSI 36, ANSI 40, ANSI 50, ANSI 60, ANSI 80, ANSI 100, ANSI 120, ANSI 150, ANSI 180, ANSI 220, ANSI 240, ANSI 280, ANSI 320, ANSI 360, ANSI 400 e ANSI 600; FEPA P8, FEPA P12, FEPA P16, FEPA P24, FEPA P30, FEPA P36, FEPA P40, FEPA P50, FEPA P60, FEPA P80, FEPA P100, FEPA P120, FEPA P150, FEPA P180, FEPA P220, FEPA P320, FEPA P400, FEPA P500, FEPA P600, FEPA P800, FEPA P1000, e FEPA P1200; e JIS 8, JIS 12, JIS 16, JIS 24, JIS 36, JIS 46, JIS 54, JIS 60, JIS 80, JIS 100, JIS 150, JIS 180, JIS 220, JIS 240, JIS 280, JIS 320, JIS 360, JIS 400, JIS 400, JIS 600, JIS 800, JIS 1000, JIS 1500, JIS 2500, JIS 4000, JIS 6000, JIS 8000, e JIS 10.000. Mais tipicamente, as partículas abrasivas conformadas de cerâmica são independentemente dimensionadas de acordo com os padrões de classificação para ANSI 60 e 80 ou FEPA P60 e P80.

[069] O termo “abrasivos de grau nominal, especificado reconhecido na indústria” inclui, também, abrasivos de grau nominal, selecionado, especificado reconhecido na indústria. Por exemplo, o grau nominal, selecionado, especificado pode usar peneiras de teste padrão dos EUA, de acordo com a ASTM E-11-09 “Standard Specification for Wire Cloth and Sieves for Testing Purposes”. A norma ASTM E-11-09 prescreve os requisitos para o design e construção de peneiras de teste com o uso de um meio de pano de fio tecido montado em uma estrutura para a classificação de materiais, de acordo com um tamanho de partícula designado. Uma designação típica pode ser representada como -18+20, o que significa que as partículas abrasivas conformadas de cerâmica passam por uma peneira de teste que cumpre com as es-pecificações da ASTM E11-09 “Standard Specification for Woven Wire Test Sieve Cloth and Test Sieves” para a peneira número 18 e são retidas em uma peneira de teste que cumpre com as especificações da ASTM E11-09 para a peneira número 20. Em uma modalidade, as partículas abrasivas conformadas de cerâmica têm um tamanho de partícula pelo menos 90 por cento de modo que a maioria das partículas passe através de uma peneira de teste de trama 18 e podem ser retidas em uma peneira de teste de trama 20, 25, 30, 35, 40, 45 ou 50. Em várias modalidades, as partículas abrasivas conformadas de cerâmica podem ter uma classificação submetida a triagem nominal que compreende: -18+20, -20/+25, -25+30, -30+35, -35+40, 5 -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, ou - 500+635.

[070] Em algumas modalidades, as partículas abrasivas conformadas de cerâmica podem ser produzidas, de acordo com um processo de etapas múltiplas. O processo pode ser executado usando uma dispersão de precursor de cerâmica (por exemplo, uma dispersão (por exemplo, um sol-gel), que compreende um material precursor de cerâmica).

[071] Brevemente, o método compreende as etapas de produzir uma dispersão de precursor de cerâmica ou semeada ou não semeada, que pode ser convertida em uma cerâmica correspondente (por exemplo, um sol-gel de boemita que pode ser convertido em alfa alumina); preencher uma ou mais cavidades de molde com o formato externo desejado da partícula abrasiva conformada com uma dispersão de precursor de cerâmica, secar a dispersão de precursor de cerâmica para formar partículas conformadas de cerâmica precursoras; remover as partículas abrasivas conformadas de cerâmica precursoras das cavidades de molde; calcinar as partículas abrasivas conformadas de cerâmica precursoras para formar partículas abrasivas conformadas de cerâmica precursoras calcinadas e, então, sinterizar as partículas abrasivas conformadas de cerâmica precursoras calcinadas para formar partículas abrasivas conformadas de cerâmica.

[072] Em algumas modalidades, a etapa de calcinação é omitida e as partículas conformadas de cerâmica precursoras são sinterizadas diretamente após a remoção do molde. Em algumas modalidades, o molde pode ser feito de um material sacrificial (por exemplo, um material de poliolefina), que é queimado durante a calcinação ou sinterização, assim eliminando para separar as partículas de cerâmica precursoras durante o processamento.

[073] O processo será agora descrito em mais detalhes no contexto de partículas abrasivas conformadas de cerâmica contendo alfa alumina.

[074] A primeira etapa de processo envolve o fornecimento de uma dispersão semeada ou não semeada de um material precursor cerâmico (isto é, uma dispersão de precursor cerâmico), que pode ser convertida em um material cerâmico. A dispersão de precursor cerâmico com frequência compreende um componente volátil líquido. Em uma modalidade, o componente líquido volátil é a água. A dispersão de precursor cerâmico deve compreender uma quantidade suficiente de líquido para que a viscosidade da dispersão abrasiva seja suficientemente baixa para permitir o preenchimento das cavidades do molde e a replicação das superfícies do molde, mas não tanto líquido que ocasione a remoção subsequente do líquido da cavidade do molde, tornando-se proibitivamente dispendioso. Em uma modalidade, a dispersão de precursor cerâmico compreende 2 a 90 por cento em peso das partículas que podem ser convertidas em cerâmica, como partículas de monoidrato de óxido de alumínio (boemita) ou outro precursor de alumina, e pelo menos 10 a 98 por cento em peso ou de 50 a 70 por cento em peso ou 50 a 60 por cento em peso do componente volátil como a água. Por outro lado, a dispersão de precursor cerâmico em algumas modalidades, contém de 30 a 50 por cento, ou 40 a 50 por cento em peso de sólidos.

[075] Exemplos úteis para dispersão de precursor cerâmico incluem sol óxido de zircônio, sol óxido de vanádio, sol óxido de cério, sol óxido de alumínio e combinações dos mesmos. As dispersões de óxido de alumínio úteis incluem, por exemplo, dispersões de boemita e outras dispersões de hidrato de óxido de alumínio. A boe- mita pode ser preparada por técnicas conhecidas ou pode ser comercialmente obtida. Exemplos de boemita disponível para comercialização incluem produtos tendo designações comerciais “DISPERAL”, e “DISPAL”, ambos disponíveis junto à Sasol North America, Inc. ou “HIQ-40” disponível junto à BASF Corporation. Esses monoi- dratos de óxido de alumínio são relativamente puros; ou seja, eles incluem relativamente pouca ou nenhuma fase de hidrato além de monoidratos, e têm uma alta área superficial.

[076] As propriedades físicas das partículas abrasivas conformadas de cerâmica resultantes irão, em geral, depender do tipo de material usado na dispersão de precursor cerâmico. Para uso na presente invenção, um “gel” é uma rede tridimensional de sólidos dispersos em um líquido.

[077] A dispersão de precursor cerâmico pode conter um aditivo de modificação ou precursor de um aditivo de modificação. O aditivo de modificação pode funcionar para melhorar alguma propriedade desejável das partículas abrasivas ou aumentar a eficácia da etapa de sinterização subsequente. Os aditivos de modificação ou precursores de aditivos de modificação podem estar na forma de sais solúveis, tipicamente sais solúveis em água. Eles consistem tipicamente em um composto contendo metal e podem ser um precursor de óxido de magnésio, zinco, ferro, silício, cobalto, níquel, zircônio, háfnio, cromo, ítrio, praseodímio, samário, itérbio, neodímio, lan- tânio, gadolínio, cério, disprósio, érbio, titânio e misturas dos mesmos. As concentrações particulares destes aditivos que podem estar presentes na dispersão de precursor cerâmico podem ser variadas com base na habilidade na técnica.

[078] Tipicamente, a introdução de um aditivo de modificação ou precursor de um aditivo de modificação induzirá a dispersão de precursor cerâmico para gel. A dispersão de precursor cerâmico pode, também, ser induzida para gel por meio da aplicação de calor ao longo de um período de tempo para reduzir o conteúdo líquido na dispersão através de evaporação. A dispersão de precursor cerâmico pode, também, conter um agente de nucleação. Os agentes de nucleação adequados para essa descrição incluem as partículas finas de alfa alumina, óxido férrico alfa ou seu precursor, óxidos de titânio e titanatos, óxidos de cromo ou qualquer outro material que irá nuclear a transformação. A quantidade de agente de nucleação, se usada, deve ser suficiente para efetuar a transformação de alfa alumina. A nucleação de tais dispersões precursoras de alfa alumina é apresentada na patente U.S. N° 4.744.802 (Schwabel).

[079] O agente de peptização pode ser adicionado à dispersão de precursor cerâmico para produzir um hidrosol mais estável ou dispersão de precursor cerâmico coloidal. Os agentes de peptização adequados são ácidos monopróticos ou compostos de ácido como ácido acético, ácido clorídrico, ácido fórmico e ácido nítrico. Os ácidos multipróticos também podem ser usados, mas eles podem rapidamente gelifi- car a dispersão de precursor cerâmico, dificultando o manuseio ou a introdução de componentes adicionais a isso. Algumas fontes comerciais de boemita contêm uma titulação ácida (como ácido fórmico ou ácido nítrico absorvidos) que auxiliará na formação de uma dispersão de precursor cerâmico estável.

[080] A dispersão de precursor de cerâmica pode ser formada por quaisquer meios adequados; por exemplo, no caso de uma alumina sol-gel, através de simplesmente misturando monoidrato de óxido de alumínio com água contendo um agente de peptização ou formando uma pasta fluida de monoidrato de óxido de alumínio à qual o agente de peptização é adicionado.

[081] Os eliminadores de espuma ou outros produtos químicos adequados podem ser adicionados para reduzir a tendência à formação de bolhas ou entrada de ar sob misturação. Os produtos químicos adicionais como agentes umectantes, álcoois ou agentes de ligação podem ser adicionados se for desejado.

[082] A segunda etapa do processo envolve fornecer um molde que tem pelo me- nos uma cavidade do molde e de preferência uma pluralidade de cavidades formadas em pelo menos uma superfície principal do molde.

[083] Agora em referência à Figura 7, o molde exemplificador 700 define a cavidade de molde 795. A cavidade de molde 795 é delimitada lateralmente pela superfície do molde periférica 780 que compreende uma primeira, uma segunda e uma terceira paredes de molde 782, 784, 786. A cavidade de molde 795 tem uma abertura externa 797 definida por um perímetro 720. A primeira parede de molde 782 cruza o perímetro 720 na primeira borda 730 A segunda parede de molde 784 cruza o perímetro 720 na segunda borda 732. A primeira região 790 do perímetro 720 se estende para dentro e compreende a primeira borda 730, que termina no primeiro e no segundo cantos 750, 752, que definem os respectivos primeiro e o segundo ângulos agudos internos 760, 762.

[084] Em algumas modalidades, o molde é formado como uma ferramenta de produção, que pode ser, por exemplo, uma esteira, uma lâmina, uma manta contínua, um cilindro de revestimento como um cilindro de rotogravura, uma manga montada sobre um cilindro de revestimento ou um corante. Em uma modalidade, a ferramenta de produção compreende material polimérico. Exemplos de materiais poli- méricos adequados incluem termoplásticos como poliésteres, policarbonatos, po- li(éter sulfona), poli(metacrilato de metila), poliuretanos, cloreto de polivinila, poliole- fina, poliestireno, polipropileno, polietileno ou combinações dos mesmos, ou materiais endurecidos por calor. Em uma modalidade, todo o ferramental é feito de um material polimérico ou termoplástico. Em outra modalidade, as superfícies do ferramen- tal em contato com a dispersão de precursor cerâmico durante a lavagem, como as superfícies da pluralidade de cavidades, compreendem materiais poliméricos ou termoplásticos e outras porções do ferramental podem ser produzidas a partir de outros materiais. Um revestimento polimérico adequado pode ser aplicado a um fer- ramental metálico para alterar suas propriedades de tensão de superfície a título de exemplo.

[085] Uma ferramenta de produção polimérica ou termoplástica pode ser replicada de uma ferramenta mestra de metal. A ferramenta mestra terá um padrão inverso ao desejado para a ferramenta de produção. A ferramenta mestra pode ser produzida da mesma maneira que a ferramenta de produção. Em uma modalidade, a ferramenta mestra é feita de metal, por exemplo, níquel e é torneada por diamante. Em uma modalidade, a ferramenta mestra é pelo menos parcialmente formado com o uso de estereolitografia. O material de lâmina polimérica pode ser aquecido junto com a ferramenta mestra tal que o material polimérico é gofrado com a ferramenta mestra padrão através do pressionamento de ambos. Um material polimérico ou termoplástico pode também ser extrudado ou moldado na ferramenta mestra e então prensado. O material termoplástico é resfriado para solidificar e produzir a ferramenta de produção. Se uma ferramenta de produção termoplástica for utilizada, então deve-se tomar cuidado para não gerar calor excessivo que pode distorcer a ferramenta de produção termoplástica, limitando sua vida. Outras informações sobre o projeto e a fabricação de ferramental de produção ou ferramentas mestras podem ser encontradas nas patentes US n°s 5.152.917 (Pieper et al.); 5.435.816 (Spurgeon et al.); 5.672.097 (Hoopman et al.); 5.946.991 (Hoopman et al.); 5.975.987 (Hoopman et al.); e 6.129.540 (Hoopman et al.).

[086] O acesso às cavidades pode se dar sob a forma de uma abertura da superfície de topo ou na superfície inferior do molde. Em alguns casos, as cavidades podem se estender por toda uma espessura do molde. Alternativamente, as cavidades podem se estender apenas por uma porção da espessura do molde. Em uma modalidade, a superfície de topo é substancialmente paralela à superfície inferior do molde, com as cavidades tendo uma profundidade substancialmente uniforme. Pelo menos uma borda do molde, isto é, a borda em que as cavidades são formadas, pode permanecer exposto à atmosfera circundante durante a etapa em que o compo- nente volátil é removido.

[087] As cavidades têm um formato tridimensional especificado para produzir as partículas abrasivas conformadas de cerâmica. A dimensão de profundidade é igual à distância perpendicular da superfície de topo até o ponto mais baixo na superfície inferior. A profundidade de uma dada cavidade pode ser uniforme ou pode variar ao longo de seu comprimento e/ou largura. As cavidades de um dado molde podem ser de um mesmo formato ou de formatos diferentes.

[088] A terceira etapa do processo envolve preencher as cavidades no molde com a dispersão de precursor cerâmico (por exemplo, por uma técnica convencional). Em algumas modalidades, um dispositivo de aplicação de revestimento de cilindro de faca ou dispositivo de aplicação de revestimento de matriz de fenda de vácuo pode ser usado. Um liberador de molde pode ser usado como auxiliador para remover as partículas do molde, se desejado. Agentes de liberação de molde típicos incluem óleos como óleo de amendoim ou óleo mineral, óleo de peixe, silicones, politetrafluo- ro etileno, estearato de zinco e grafite. Em geral, o agente de liberação de molde como óleo de amendoim, em um líquido, como água ou álcool, é aplicado às superfícies do ferramental de produção em contato com a dispersão de precursor cerâmico de tal modo que entre cerca de 0,02 mg/cm2 (0,1 mg/pol2) a cerca de 0,5 mg/cm2 (3,0 mg/pol2), ou entre cerca de 0,02 mg/cm2 (0,1 mg/pol2) a cerca de 0,8 mg/cm2 (5,0 mg/pol2) do agente de liberação de molde está presente por unidade de área do molde quando uma liberação de molde é desejada. Em algumas modalidades, a superfície de topo do molde é revestida com a dispersão de precursor cerâmico. A dispersão de precursor cerâmico pode ser bombeada sobre a superfície de topo.

[089] Posteriormente, um raspador ou barra niveladora (isto é, uma betonilha) pode ser usado para forçar a dispersão de precursor cerâmico completamente para a cavidade do molde. A porção restante da dispersão de precursor cerâmico que não entra na cavidade pode ser removida a partir da superfície de topo do molde e reciclada. Em algumas modalidades, uma porção pequena da dispersão de precursor cerâmico pode permanecer na superfície de topo e, em outras modalidades, a superfície de topo é substancialmente livre de dispersão. A pressão aplicada pelo raspador ou barra niveladora é tipicamente menor que 0,7 MPa (100 psi), menor que 0,3 MPa (50 psi), ou mesmo menor que 69 kPa (10 psi). Em algumas modalidades, nenhuma superfície exposta da dispersão de precursor cerâmico estende-se substancialmente para além da superfície de topo.

[090] Nestas modalidades, em que é desejado ter as superfícies expostas das cavidades, resultam em faces substancialmente planas das partículas abrasivas conformadas de cerâmica, pode ser desejável para preencher as cavidades (por exemplo, com o uso de um conjunto de microbocais) e lentamente secar a dispersão de precursor cerâmico.

[091] A quarta etapa do processo envolve remoção do componente volátil para secar a dispersão. Desejavelmente, o componente volátil é removido por taxas de evaporação rápidas. Em algumas modalidades, a remoção do componente volátil através de evaporação ocorre a temperaturas acima do ponto de ebulição do componente volátil. Um limite superior para a temperatura de secagem muitas vezes depende do material do qual o molde é feito. Para o ferramental de polipropileno a temperatura deve ser menor que o ponto de fusão do plástico. Em uma modalidade, para uma dispersão de água de entre cerca de 40 a 50 por cento de sólidos e um molde de polipropileno, as temperaturas de secagem podem estar entre cerca de 90°C a cerca de 165°C, ou entre cerca de 105°C a cerca de 150°C, ou entre cerca de 105°C a cerca de 120°C. As temperaturas mais elevadas podem levar a velocidades de produção aprimoradas, mas também pode levar à degradação do ferra- mental de matriz de polipropileno, limitando sua vida útil como um molde.

[092] A quinta etapa do processo envolve remover partículas abrasivas conforma- das de precursor cerâmico resultantes das cavidades de molde. As partículas cerâmicas precursoras formatadas podem ser removidas das cavidades através do uso dos processos a seguir, sozinhos ou em combinação no molde: gravidade, vibração, vibração ultrassônica, vácuo ou ar pressurizado para remover as partículas das cavidades do molde.

[093] As partículas precursoras de cerâmica conformadas podem ser adicionalmente secas fora do molde. Caso a dispersão de precursor cerâmico seja seca até o nível desejado no molde, essa etapa de secagem adicional não será necessária. Entretanto, em alguns casos, pode ser mais econômico empregar essa etapa de secagem adicional a fim de minimizar o tempo que a dispersão de precursor cerâmico permanece no molde. Tipicamente, as partículas conformadas de cerâmica precursoras serão secas de 10 a 480 minutos, ou de 120 a 400 minutos, a uma temperatura de 50°C a 160°C, ou a 120°C a 150°C.

[094] A sexta etapa do processo envolve a calcinação de partículas conformadas de cerâmica precursoras. Durante a calcinação, essencialmente todo o material volátil é removido e os vários componentes que estão presentes na dispersão de precursor cerâmico são transformados em óxidos metálicos. As partículas conformadas de cerâmica precursoras são, em geral, aquecidas até uma temperatura de 400°C a 800°C, e mantidas dentro desta faixa de temperatura até que a água livre e mais de 90 por cento em peso de qualquer material volátil ligado sejam removidos. Em uma etapa adicional, pode ser desejável introduzir o aditivo de modificação através de um processo de impregnação. Um sal solúvel em água pode ser introduzido pela impregnação nos poros das partículas cerâmicas formatadas precursoras calcinadas. Então, as partículas precursoras conformadas de cerâmica são pré-aquecidas no-vamente. Essa opção está adicionalmente descrita na patente US n° 5.164.348 (Wood).

[095] A sétima etapa do processo envolve a sinterização das partículas confor- madas de precursor cerâmico calcinadas para formar partículas de cerâmica. Antes da sinterização, as partículas conformadas de cerâmica precursoras calcinadas não são completamente densificadas e, portanto, não contêm o teor de dureza desejado a ser usado como partículas abrasivas de cerâmica conformadas. A sinterização acontece através do aquecimento das partículas conformadas de cerâmica precursoras calcinadas a uma temperatura de 1.000°C a 1.650°C. A quantidade de tempo em que as partículas de cerâmica formatadas precursoras calcinadas devem ser expostas à temperatura de sinterização para alcançar este nível de conversão depende de vários fatores, mas é geralmente de cinco segundos a 48 horas, tipicamente.

[096] Em outra modalidade, a duração para a etapa de sinterização situa-se na faixa de um minuto a 90 minutos. Após a sinterização, as partículas abrasivas conformadas de cerâmica podem ter uma dureza Vickers de 10 GPa (gigapascals), 16 GPa, 18 GPa, 20 GPa ou maior.

[097] Outras etapas podem ser usadas para modificar o processo descrito como, por exemplo, aquecer rapidamente o material da temperatura de calcinação para a temperatura de sinterização, centrifugar a dispersão de precursor cerâmico para remover sedimentos e/ou resíduos. Adicionalmente, o processo pode ser modificado através da combinação de duas ou mais etapas do processo, se for desejado. As etapas do processo convencional que podem ser usadas para modificar o processo dessa descrição são mais completamente descritas na patente n° U.S.4.314.827 (Leitheiser).

[098] As partículas abrasivas conformadas de cerâmica compostas de cristalitos de alfa alumina, espinélio de magnésio alumina e um aluminato hexagonal de terra rara podem ser preparadas com o uso de partículas de alfa alumina de precursor sol-gel de acordo com os métodos descritos, por exemplo, na patente US n° 5.213.591 (Celikkaya et al.) e pedidos de patente US do pedido de patente n°s 2009/0165394 A1 (Culler et al.) e 2009/0169816 A1 (Erickson et al.). As partículas abrasivas de alfa alumina podem conter zircônia conforme revelado na patente US n° 5.551.963 (Larmie). Alternativamente, as partículas abrasivas de alfa alumina podem ter uma microestrutura ou aditivos, por exemplo, conforme descrito na patente US n° 6.277.161 (Castro). Mais informações relacionadas aos métodos para produzir partículas abrasivas conformadas de cerâmica são apresentadas no Pedido de Patente copendente U.S. Pedidos de patente N° 2009/0165394 Al (Culler et al.).

[099] Os revestimentos de superfície nas partículas abrasivas conformadas de cerâmica podem ser usados para melhorar a adesão entre as partículas abrasivas conformadas de cerâmica e um material aglutinante em artigos abrasivos, ou podem ser usados para auxiliador na deposição eletrostática das partículas abrasivas conformadas de cerâmica. Em uma modalidade, podem ser utilizados os revestimentos de superfície, conforme descritos na patente US n° 5.352.254 (Celikkaya) em uma quantidade de 0,1 a 2 por cento de superfície de revestimento para o peso de partícula abrasiva conformada. Tais revestimentos de superfície são descritos nas patentes US n°s 5.213.591 (Celikkaya et al.); 5.011.508 (Wald et al.); 1.910.444 (Nicholson); 3.041.156 (Rowse et al.); 5.009.675 (Kunz et al.); 5.085.671 (Martin et al.); 4.997.461 (Markhoff-Matheny et al.); e 5.042.991 (Kunz et al.). Adicionalmente, o revestimento superficial pode evitar a soldagem ou aderência da partícula abrasiva conformada no topo do grão abrasivo (capping). Soldagem ou Aderência é o termo para descrever o fenômeno em que partículas metálicas da peça de trabalho que sofrem abrasão tornam-se soldadas aos topos das partículas abrasivas conformadas de cerâmica. Os revestimentos de superfície para executar as funções acima são conhecidos daqueles versados na técnica.

[0100] As partículas abrasivas conformadas de cerâmica da presente descrição podem, tipicamente, ser feitas com o uso de ferramentas (ou moldes que são réplicas das mesmas) cortadas com o uso de ferramental de diamante que fornece uma definição de característica mais alta que outras alternativas de fabricação como, por exemplo, estampagem ou punção. Tipicamente, as cavidades na superfície da ferramenta têm faces lisas que se encontram ao longo de bordas agudas, embora isso não seja um requisito. As partículas abrasivas conformadas de cerâmica resultantes têm um formato médio nominal respectivo que corresponde ao formato das cavidades na superfície da ferramenta; entretanto, variações (por exemplo, variações aleatórias) do formato médio nominal podem ocorrer durante a fabricação, e as partículas abrasivas conformadas de cerâmica que exibem essas variações são incluídas dentro da definição de partículas abrasivas conformadas de cerâmica como usado aqui.

[0101] As partículas abrasivas conformadas de cerâmica são úteis, por exemplo, na construção de artigos abrasivos, incluindo, por exemplo, aglomerado de grãos abrasivos, artigos abrasivos revestidos (por exemplo, artigos abrasivos revestidos de fabricação e tamanho convencionais, artigos abrasivos revestidos de pastas fluidas e artigos abrasivos estruturados), escovas abrasivas, artigos abrasivos não tecidos e artigos abrasivos ligados tais como esmeris, pedras de afiar e pedras de amolar. Em geral, os artigos abrasivos compreendem uma pluralidade de partículas abrasivas retidas em um aglutinante.

[0102] Os artigos abrasivos revestidos incluem, em geral, um suporte, partículas abrasivas, e pelo menos um aglutinante para fixar as partículas abrasivas para o suporte. O suporte pode ser qualquer material adequado, incluindo tecido, filme polimé- rico, fibra, manta não tecida, papel, combinações dos mesmos, e versões tratadas dos mesmos. Os aglutinantes adequados incluem aglutinantes inorgânicos ou orgânicos (incluindo resinas termicamente curáveis e resinas curáveis por radiação). As partículas abrasivas podem estar presentes em uma camada, ou em duas camadas do artigo abrasivo revestido.

[0103] Um exemplo de um artigo abrasivo revestido é representado na Figura 8. Em referência à Figura 8, artigo abrasivo revestido exemplificador 800 tem um su- porte (substrato) 802 e camada abrasiva 803. A camada abrasiva 803 inclui partículas abrasivas conformadas de cerâmica 804 presas a uma superfície principal de suporte 802 pela camada básica 805 e camada de dimensionamento 806. Em alguns casos, um revestimento de superdimensionamento (não mostrado) é usado.

[0104] Artigos abrasivos ligados tipicamente incluem uma massa conformada de partículas abrasivas mantidas juntas por um aglutinante orgânico, metálico ou vitrifi- cado. Esta massa conformada pode ser, por exemplo, sob a forma de uma roda, como um esmeril ou rebolo. O diâmetro dos esmeris é tipicamente cerca de 1 cm a mais de 1 metro; o diâmetro dos rebolos é cerca de 1 cm a mais de 80 cm (mais tipicamente 3 cm a cerca de 50 cm). A espessura do rebolo é, tipicamente, de cerca de 0,5 mm a cerca de 5 cm, mais tipicamente cerca de 0,5 mm a cerca de 2 cm. A massa conformada pode também estar sob a forma, por exemplo, de uma pedra de afiar, um segmento, um ponto montado, um disco (por exemplo, triturador de disco duplo) ou outro formato abrasivo convencional. Artigos abrasivos ligados compreendem tipicamente de cerca de 3 a 50% em volume de material de ligação, cerca de 30 a 90% em volume de partículas abrasivas (ou mesclas de partículas abrasivas), até 50% em volume de aditivos (incluindo auxiliadores de moagem) e até 70% em volume de poros, com base no volume total do artigo abrasivo ligado.

[0105] Um esmeril exemplificador é mostrado na Figura 9. Em referência à Figura 9, o esmeril exemplificador 900 é mostrado, o qual inclui as partículas abrasivas conformadas de cerâmica 911 de acordo com a presente revelação, moldado em uma roda e montado na parte central 912.

[0106] Os artigos abrasivos não tecidos incluem, tipicamente, uma estrutura de filamentos de polímero poroso aberto elevado que tem partículas abrasivas conformadas de cerâmica produzidas de acordo com a presente revelação distribuídas por toda a estrutura e ligadas de modo aderente na mesma através de um aglutinante orgânico. Exemplos de filamentos incluem fibras de poliéster, fibras de poliamida e fibras de poliaramida. Um artigo abrasivo não tecido exemplificador é mostrado na Figura 10. Em referência à Figura 10, uma representação esquemática muito ampliada de um artigo abrasivo não tecido 1000 típico é mostrada, em que compreende uma esteira fibrosa aberta elevada 1050 como substrato, sobre a qual partículas abrasivas conformadas de cerâmica produzidas de acordo com a presente revelação 1052 são aderidas por um aglutinante 1054.

[0107] As escovas abrasivas úteis incluem aquelas que têm uma pluralidade de cerdas unitárias com um suporte (consulte, por exemplo, patente US n° 5.427.595 (Pihl et al.), patente US n° 5.443.906 (Pihl et al.), patente US n° 5.679.067 (Johnson et al.), e patente US n° 5.903.951 (Ionta et al.)). Desejavelmente, essas escovas são produzidas através de moldagem por injeção de uma mistura de polímero e partículas abrasivas.

[0108] Os aglutinantes orgânicos adequados para a fabricação de artigos abrasivos incluem polímeros orgânicos endurecidos por calor. Exemplos de polímeros orgânicos endurecidos por calor adequados incluem resinas fenólicas, resinas de ureia- formaldeído, resinas de melamina-formaldeído, resinas de uretano, resinas de acrila- to, resinas de poliéster, resinas aminoplásticas tendo grupos carbonila α,β- insaturados pendentes, resinas epóxi, uretano acrilado, epóxis acriladas e combinações dos mesmos. O aglutinante e/ou artigo abrasivo também pode incluir aditivos, como fibras, lubrificantes, agentes umectantes, materiais tixotrópicos, tensoativos, pigmentos, corantes, agentes antiestáticos (por exemplo, negro de fumo, óxido de vanádio, ou grafite), agentes de acoplamento (por exemplo, silanos, titanatos ou zir- coaluminatos), plastificantes, agentes de suspensão. As quantidades destes aditivos opcionais são selecionadas para fornecer as propriedades desejadas. Os agentes de acoplamento podem otimizar a adesão às partículas abrasivas e/ou carga. A química de aglutinante pode ser termicamente curada, curada por radiação ou suas combinações. Detalhes adicionais sobre a química de aglutinante podem ser encon- trados na patente US n° 4.588.419 (Caul et al.), patente US n° 4.751.138 (Tumey et al.), e patente US n° 5.436.063 (Follett et al.).

[0109] Mais especificamente no que diz respeito a abrasivos ligados vitrificados, materiais de ligação vítreos, que exibem uma estrutura amorfa e são tipicamente duros, são bem conhecidos na técnica. Em alguns casos, o material de ligação vítreo inclui fases cristalinas. Artigos abrasivos vitrificados, ligados produzidos de acordo com a presente revelação pode ser na forma de uma roda (incluindo rodas de corte), pedra de afiar, pontos montados ou outro formato abrasivo convencional. Em algumas modalidades, um artigo abrasivo vitrificado produzido de acordo com a presente revelação é na forma de um esmeril.

[0110] Exemplos de óxidos metálicos que são usados para formar os materiais de ligação vítreos incluem: sílica, silicatos, alumina, soda, cálcia, potassa, titânia, óxido de ferro, óxido de zinco, óxido de lítio, óxido de magnésio, bória, silicato de alumínio, vidro de borossilicato, de silicato de alumínio e lítio, combinações dos mesmos. Tipicamente, os materiais de ligação vítreos podem ser formados a partir de composição que compreende de 10 a 100 por cento de frita de vidro, embora mais tipicamente a composição compreenda 20 a 80 por cento de frita de vidro, ou de 30 a 70 por cento de frita de vidro. A porção restante dos materiais de ligação vítreo pode ser um material que não seja frita. Alternativamente, a ligação vítrea pode ser derivada a partir de uma composição que não contenha frita. Materiais de ligação vítreos são tipicamente madurados a temperatura(s) na faixa de cerca de 700°C a cerca de 1.500°C, geralmente na faixa de cerca de 800°C a cerca de 1.300°C, por vezes na faixa de cerca de 900°C a cerca de 1.200°C, ou mesmo em uma faixa de cerca de 950°C a cerca de 1.100°C. A temperatura real em que a ligação é madurada depende, por exemplo, da química da ligação específica.

[0111] Em algumas modalidades, os materiais de ligação vitrificados incluem aqueles que compreendem sílica, alumina (desejavelmente, pelo menos 10 por cento, em peso de alumina), e bória (desejavelmente, pelo menos 10 por cento, em peso de bória). Na maioria dos casos, o material de ligação vitrificado compreende, ainda, óxido(s) de metal alcalino (por exemplo, Na2O e K2O) (em alguns casos, pelo menos, 10 por cento, em peso de óxido(s) de metal alcalino).

[0112] Os materiais aglutinantes também podem conter materiais de carga ou os auxiliadores de trituração, tipicamente sob a forma de um material particulado. Tipicamente, os materiais particulados são materiais inorgânicos. Exemplos de cargas úteis para esta revelação incluem: carbonatos de metal (por exemplo, carbonato de cálcio (por exemplo, giz, calcita, marga, travertino, mármore e pedra calcária), carbonato de magnésio de cálcio, carbonato de sódio, carbonato de magnésio), sílica (por exemplo, quartzo, vidro esferas, bolhas de vidro e fibras de vidro) silicatos (por exemplo, talco, argilas, (montmorilonita) feldspato, mica, silicato de cálcio, metassili- cato de cálcio, aluminossilicato de sódio, silicato de sódio), sulfatos de metal (por exemplo, sulfato de cálcio, sulfato de bário, sulfato de sódio, alumínio sulfato de sódio, sulfato de alumínio), gesso natural, vermiculita, farinha de madeira, tri-hidrato de alumínio, negro de fumo, óxidos metálicos (por exemplo, óxido de cálcio (lima), óxido de alumínio, dióxido de titânio) e sulfitos de metal (por exemplo, sulfito de cálcio).

[0113] Em geral, a adição de um auxiliador de trituração aumenta a vida útil do artigo abrasivo. Um auxiliador de trituração é um material que tem um efeito significativo sobre os processos físicos e químicos de abrasão, o que resulta em um desempenho aprimorado. Embora não desejando ser limitado por teoria, acredita-se que um(s) auxiliador(es) de trituração irá(ão) (a) diminuir o atrito entre as partículas abrasivas e a peça de trabalho que sofre abrasão, (b) evitar que as partículas abrasivas de sofrerem “capping” (isto é, evitar que as partículas de metal fiquem soldadas às partes superiores das partículas abrasivas) ou, pelo menos, reduzir a tendência das partículas abrasivas de serem tampadas, (c) diminuir a temperatura de interface entre as partículas abrasivas e a peça de trabalho, ou (d) diminuir as forças de tritura- ção.

[0114] Os auxiliadores de trituração abrangem uma ampla variedade de materiais diferentes e podem ser inorgânicos ou orgânicos. Exemplos de grupos químicos de auxiliares de trituração incluem ceras, compostos de haleto orgânico, sais de haleto e metais e suas ligas. Os compostos de haleto orgânico tipicamente se decomporão durante a abrasão e liberarão um ácido halogênio ou um composto de haleto gasoso. Exemplos de tais materiais incluem ceras cloradas como tetracloronaftaleno, pentacloronaftaleno e cloreto de polivinila. Exemplos de sais de haleto incluem cloreto de sódio, criolita de potássio, criolita de sódio, criolita de amônio, tetrafluoroborato de potássio, tetrafluoroborato de sódio, fluoretos de silício, cloreto de potássio, e cloreto de magnésio. Exemplos de metais incluem estanho, chumbo, bismuto, cobalto, antimônio, cádmio, ferro e titânio. Outros auxiliadores de trituração variados incluem enxofre, compostos de enxofre orgânico, grafite e sulfetos metálicos. Também se encontra dentro do escopo da presente revelação o uso de uma combinação de auxiliares de trituração diferentes e, em alguns casos, isso pode produzir um efeito si- nérgico.

[0115] Os auxiliadores de trituração podem ser particularmente úteis em artigos abrasivos revestidos e ligados. Em artigos abrasivos revestidos, o auxiliador de trituração é tipicamente usado no revestimento de superdimensionamento, o qual é aplicado sobre a superfície das partículas abrasivas. Algumas vezes, entretanto, o auxiliador de trituração é adicionado ao revestimento de dimensionamento. Tipicamente, a quantidade de auxiliador de trituração incorporado em artigos abrasivos revestidos é de cerca de 50 a 300 g/m2 (desejavelmente, cerca de 80 a 160 g/m2). Em artigos abrasivos ligados vitrificados, o auxiliador de trituração é tipicamente impregnado nos poros do artigo.

[0116] Os artigos abrasivos podem conter de 100 por cento de partículas abrasivas conformadas de cerâmica produzidas de acordo com a presente revelação, ou mes- clas de tais partículas abrasivas com outras partículas abrasivas e/ou partículas de diluente. Entretanto, pelo menos cerca de 2 por cento em peso desejavelmente pelo menos cerca de 5 por cento em peso e mais desejavelmente, cerca de 30-100 por cento em peso das partículas abrasivas nos artigos abrasivos devem ser partículas abrasivas conformadas de cerâmica produzidas de acordo com a presente revelação. Em alguns casos, as partículas abrasivas produzidas de acordo com a presente revelação podem ser misturadas com outras partículas abrasivas e/ou partículas de diluente em uma razão entre 5 a 75 por cento em peso cerca de 25 a 75 por cento em peso cerca de 40 a 60 por cento em peso ou cerca de 50 a 55 por cento, em pe-so (isto é, em quantidades iguais em peso). Exemplos de partículas abrasivas convencionais adequadas incluem óxido de alumínio fundido (incluindo alumina branca fundida, óxido de alumínio tratado termicamente e óxido de alumínio castanho), carbureto de silício, carbureto de boro, carbureto de titânio, diamante, nitreto de boro cúbico, granada, alumina-zircônia fundida, e partículas abrasivas derivadas de solgel. Em alguns casos, as mesclas de partículas abrasivas podem resultar em um artigo abrasivo que exibe desempenho de trituração aprimorado em comparação com os artigos abrasivos que compreendem 100 por cento de um ou outro tipo de partículas abrasivas.

[0117] Exemplos de partículas diluentes adequadas incluem mármore, gesso natural, pedra, sílica, óxido de ferro, silicatos de alumínio, vidro (incluindo bolhas vítreas e microesferas de vidro), as bolhas de alumina, microesferas de alumina e aglomerados de diluente.

[0118] As partículas abrasivas podem ser distribuídas uniformemente no artigo abrasivo ou concentradas em áreas ou porções selecionadas do artigo abrasivo. Por exemplo, em um abrasivo revestido, podem haver duas camadas de partículas abrasivas. A primeira camada compreende partículas abrasivas além das partículas abrasivas conformadas de cerâmica produzidas de acordo com a presente revela- ção, e a segunda camada (mais externa) compreende partículas abrasivas conformadas de cerâmica produzidas de acordo com a presente revelação. De modo semelhante em um abrasivo, pode haver duas seções distintas do esmeril. A seção mais exterior pode compreender partículas abrasivas produzidas de acordo com a presente descrição, enquanto que a seção mais interior não as compreende. Alternativamente, as partículas abrasivas conformadas de cerâmica produzidas de acordo com a presente revelação podem ser distribuídas uniformemente ao longo do artigo abrasivo.

[0119] Mais detalhes sobre artigos abrasivos revestidos podem ser encontrados, por exemplo, na patente US n° 4.734.104 (Broberg), patente US n° 4.737.163 (Lar- key), US Pat. N ° 5.203.884 (Buchanan et al.), patente US n° 5.152.917 (Pieper et ai.), patente US n° 5.378.251 (Culler et al.), patente US n° 5.417.726 (Stout et al.), patente US n° 5.436.063 (Follett et ai.), patente US n° 5.496.386 (Broberg et al.), patente US n° 5.609.706 (Bento et al.), patente US n° 5.520.711 (Helmin), patente US n° 5.954.844 (Law et al.), patente US n° 5.961.674 (Gagliardi et al.), E patente US n° 5.975.988 (Christianson). Mais detalhes sobre artigos abrasivos ligados podem ser encontrados, por exemplo, na patente US n° 4.543.107 (Rue), patente US n° 4.741.743 (Narayanan et al.), patente US n° 4.800.685 (Haynes et al.), patente US n° 4.898.597 (Hay et al.), patente US n° 4.997.461 (Markhoff-Matheny et al.), patente US n° 5.037.453 (Narayanan et al.), patente US n° 5.110.332 (Narayanan et al.), e patente US n° 5.863.308 (Qi et al.). Outros detalhes a respeito de abrasivos ligados vítreos podem ser encontrados, por exemplo, na patente US n° 4.543.107 (Rue), patente US n° 4.898.597 (Hay et al.), patente US n° 4.997.461 (Markhoff- Matheny et al.), patente US n° 5.094.672 (Giles Jr. et al.), patente US n° 5.118.326 (Sheldon et al.), patente US n° 5.131.926 (Sheldon et al.), patente US n° 5.203.886 (Sheldon et al.), patente US n° 5.282.875 (Wood et al.), patente US n° 5.738.696 (Wu et al.), e patente US n° 5.863.308 (Qi). Mais detalhes sobre artigos abrasivos não tecidos podem ser encontrados, por exemplo, na patente US n° 2.958.593 (Hoover et al.).

[0120] A presente revelação apresenta um método para fazer a abrasão de uma superfície, compreendendo o método colocar em contato pelo menos uma partícula abrasiva conformada de cerâmica produzida de acordo com a presente revelação com uma superfície de uma peça de trabalho; e mover pelo menos uma das partículas abrasivas conformadas de cerâmica ou a superfície em contato para fazer a abrasão de pelo menos uma porção da dita superfície com a partícula abrasiva. Os métodos para fazer a abrasão com partículas abrasivas conformadas de cerâmica produzidas de acordo com a presente revelação desde dragagem (isto é, remoção de solução estoque a alta pressão) até polimento (por exemplo, polimento de implantes médicos com esteiras abrasivas revestidas), em que o último é feito tipicamente com graus mais finos (por exemplo, ANSI 220 e mais finos) de partículas abrasivas. As partículas abrasivas conformadas de cerâmica também podem ser usadas em aplicações de abrasão de precisão, tais como trituração de eixos de came com rodas ligadas vitrificadas. O tamanho das partículas abrasivas usadas para fazer a abrasão de uma aplicação específica será evidente aos versados na técnica.

[0121] A abrasão com partículas abrasivas conformadas de cerâmica produzidas de acordo com a presente revelação pode ser realizada a seco ou a úmido. Para abrasão a úmido, o líquido fornecido pode ser introduzido sob a forma de uma névoa leve para completar o encharcamento. Exemplos de líquidos comumente usados incluem: água, óleo solúvel em água, lubrificante orgânico, e emulsões. O líquido pode servir para reduzir o calor associado de abrasão e/ou atuar como um lubrificante. O líquido pode conter quantidades menores de aditivos, como bactericidas, anti- espumantes.

[0122] As partículas abrasivas conformadas de cerâmica produzidas de acordo com a presente revelação podem ser úteis, por exemplo, para fazer a abrasão de peças de trabalho, como metal alumínio, aços carbono, aços macios, aços de ferramentas, aço inoxidável, aço endurecido, titânio, vidro, cerâmica, madeira, materiais semelhantes a madeira (por exemplo, madeira compensada e aglomerado de partículas), pintura, superfícies pintadas, superfícies revestidas orgânicas e similares. A força aplicada durante a abrasão situa-se, tipicamente, na faixa de cerca de 1 a cerca de 100 quilogramas.

Modalidades selecionadas da presente descrição

[0123] Na modalidade 1, a presente descrição apresenta uma partícula abrasiva conformada de cerâmica que compreende: uma primeira superfície que tem um perímetro que compreende, pelo menos, uma primeira e uma segunda bordas, em que uma primeira região do perímetro compreende a segunda borda e se estende para dentro e termina em dois cantos que definem o primeiro e o segundo ângulos agudos internos, e em que o perímetro tem, no máximo, quatro cantos que definem os ângulos agudos internos; uma segunda superfície oposta à primeira superfície e não em contato com a mesma; e uma superfície periférica disposta entre a primeira e a segunda superfícies e que conecta as mesmas, em que a superfície periférica compreende uma primeira parede que entra em contato com o perímetro da primeira borda, em que a superfície periférica compreende uma segunda parede que entra em contato com o perímetro da segunda borda, e em que a superfície periférica tem um primeiro formato predeterminado.

[0124] Na modalidade 2, a presente descrição apresenta uma partícula abrasiva conformada de cerâmica de acordo com a modalidade 1, em que a segunda superfície tem um segundo formato predeterminado.

[0125] Na modalidade 3, a presente descrição apresenta uma partícula abrasiva conformada de cerâmica de acordo com a modalidade 1 ou 2, em que a segunda superfície tem o mesmo formato que a primeira superfície.

[0126] Na modalidade 4, a presente descrição apresenta uma partícula abrasiva conformada de cerâmica de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 3, em que o primeiro ângulo agudo interno está na faixa de 5 a 55 graus, inclusive.

[0127] Na modalidade 5, a presente descrição apresenta uma partícula abrasiva conformada de cerâmica de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 4, em que a superfície periférica compreende uma terceira parede que está em contato com a primeira superfície em uma terceira borda, em que a primeira região do perímetro compreende adicionalmente a terceira borda e em que pelo menos uma dentre a segunda borda ou a terceira borda é substancialmente reta.

[0128] Na modalidade 6, a presente descrição apresenta uma partícula abrasiva conformada de cerâmica de acordo com a modalidade 5, em que a primeira e a terceira bordas são substancialmente retas.

[0129] Na modalidade 7, a presente descrição apresenta uma partícula abrasiva conformada de cerâmica de acordo com qualquer uma das modalidades 4 a 6, em que a superfície periférica consiste na primeira, na segunda e na terceira paredes.

[0130] Na modalidade 8, a presente descrição apresenta uma partícula abrasiva conformada de cerâmica de acordo com qualquer uma das modalidades 4 a 7, em que a superfície periférica compreende adicionalmente uma quarta parede que cruza o perímetro em uma quarta borda.

[0131] Na modalidade 9, a presente descrição apresenta uma partícula abrasiva conformada de cerâmica de acordo com a modalidade 8, em que a primeira, a segunda, a terceira e a quarta bordas se estendem para dentro.

[0132] Na modalidade 10, a presente descrição apresenta uma partícula abrasiva conformada de cerâmica de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 9, em que a segunda borda é uma curva côncava monotônica.

[0133] Na modalidade 11, a presente descrição apresenta uma partícula abrasiva conformada de cerâmica de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 10, em que a partícula abrasiva conformada de cerâmica tem uma espessura que é menor ou igual a um terço da sua largura.

[0134] Na modalidade 12, a presente descrição apresenta uma partícula abrasiva conformada de cerâmica de acordo com a modalidade 11, e em que o segundo ângulo agudo interno está na faixa de 5 a 55 graus, inclusive.

[0135] Na modalidade 13, a presente descrição apresenta uma partícula abrasiva conformada de cerâmica de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 12, em que a partícula abrasiva conformada de cerâmica tem um comprimento menor ou igual a um centímetro.

[0136] Na modalidade 14, a presente descrição apresenta uma partícula abrasiva conformada de cerâmica de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 13, em que as partículas abrasivas conformadas de cerâmica consistem essencialmente em material cerâmico.

[0137] Na modalidade 15, a presente descrição apresenta uma partícula abrasiva conformada de cerâmica de acordo com a modalidade 14, em que o material cerâmico compreende alfa alumina.

[0138] Na modalidade 16, a presente descrição apresenta uma partícula abrasiva conformada de cerâmica de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 15, em que a primeira e segunda superfícies são substancialmente paralelas.

[0139] Na modalidade 17, a presente descrição apresenta uma partícula abrasiva conformada de cerâmica de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 16, em que os coeficientes angulares da superfície periférica se estendem para dentro a partir da primeira superfície em direção à segunda superfície.

[0140] Na modalidade 18, a presente descrição apresenta uma partícula abrasiva conformada de cerâmica de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 17, em que os coeficientes angulares da superfície periférica têm um ângulo de saída na faixa de 92 a 105 graus, inclusive.

[0141] Na modalidade 19, a presente descrição apresenta uma partícula abrasiva conformada de cerâmica de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 18, em que a primeira superfície é maior que a segunda superfície.

[0142] Na modalidade 20, a presente descrição apresenta uma partícula abrasiva conformada de cerâmica de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 19, em que a primeira região do perímetro é uma curva monotônica.

[0143] Na modalidade 21, a presente descrição apresenta uma partícula abrasiva conformada de cerâmica de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 20, em que o perímetro da primeira borda é substancialmente reto e o da segunda borda é curvo.

[0144] Na modalidade 22, a presente descrição apresenta uma partícula abrasiva conformada de cerâmica de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 21, em que o perímetro da primeira borda é substancialmente reto e o da segunda borda é curvo.

[0145] Na modalidade 23, a presente descrição apresenta uma partícula abrasiva conformada de cerâmica de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 22, em que o perímetro é em formato de ponta de flecha.

[0146] Na modalidade 24, a presente descrição apresenta uma pluralidade de partículas abrasivas, em que a pluralidade de partículas abrasivas compreende, em uma base numérica, pelo menos 10 por cento das partículas abrasivas conformadas de cerâmica de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 23.

[0147] Na modalidade 25, a presente descrição apresenta uma pluralidade de partículas abrasivas, em que a pluralidade de partículas abrasivas compreende, em uma base numérica, pelo menos 30 por cento das partículas abrasivas conformadas de cerâmica de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 23.

[0148] Na modalidade 26, a presente descrição apresenta uma pluralidade de par- tículas abrasivas, em que a pluralidade de partículas abrasivas compreende, em uma base numérica, pelo menos 50 por cento das partículas abrasivas conformadas de cerâmica de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 23.

[0149] Na modalidade 27, a presente descrição apresenta uma pluralidade de partículas abrasivas, em que a pluralidade de partículas abrasivas compreende, em uma base numérica, pelo menos 70 por cento das partículas abrasivas conformadas de cerâmica de acordo com qualquer uma das modalidades 1 a 23.

[0150] Na modalidade 28, a presente descrição apresenta uma pluralidade de partículas abrasivas de acordo com qualquer uma das modalidades 24 a 27, compreendendo adicionalmente partículas abrasivas trituradas.

[0151] Na modalidade 29, a presente descrição apresenta um artigo abrasivo que compreende uma pluralidade de partículas abrasivas de acordo com qualquer uma das modalidades 24 a 28 retidas em um aglutinante.

[0152] Na modalidade 30, a presente descrição apresenta um artigo abrasivo de acordo com a modalidade 29, em que o artigo abrasivo compreende um artigo abrasivo ligado.

[0153] Na modalidade 31, a presente descrição apresenta um artigo abrasivo de acordo com a modalidade 30, em que o artigo abrasivo ligado compreende uma roda abrasiva ligada.

[0154] Na modalidade 32, a presente descrição apresenta um artigo abrasivo de acordo com a modalidade 29, em que o artigo abrasivo compreende um artigo abrasivo revestido, o artigo abrasivo revestido compreende a pluralidade de partículas abrasivas presas a um suporte que tem terceira e quarta superfícies principais opostas.

[0155] Na modalidade 33, a presente descrição apresenta um artigo abrasivo de acordo com a modalidade 29, em que o artigo abrasivo compreende um artigo abrasivo não tecido, em que o artigo abrasivo não tecido compreende a pluralidade de partículas abrasivas presas a uma manta de fibra não tecida aberta elevada.

[0156] Na modalidade 34, a presente descrição apresenta um método para produzir partículas abrasivas conformadas de cerâmica, o método compreende as etapas de: a) fornecer um molde que define uma cavidade de molde, em que a cavidade de molde tem uma abertura externa definida por um perímetro, em que o perímetro compreende, pelo menos, a primeira e a segunda bordas, em que uma primeira região do perímetro compreende a segunda borda e se estende para dentro e termina em dois cantos que definem primeiro e segundo ângulos agudos internos, e em que o perímetro tem no máximo quatro cantos que definem os ângulos agudos internos, e em que a cavidade de molde é delimitada lateralmente por uma superfície periférica do molde que compreende uma primeira parede de molde, que cruza o perímetro na primeira borda e uma segunda parede de molde que cruza o perímetro na segunda borda; b) posicionar um material precursor de cerâmica no interior da cavidade de molde; c) converter o material precursor de cerâmica posicionado no interior da cavidade de molde para obter uma partícula precursora conformada de cerâmica; e d) converter a partícula precursora conformada de cerâmica à partícula abrasiva conformada de cerâmica.

[0157] Na modalidade 35, a presente descrição apresenta um método de acordo com a modalidade 34, em que o primeiro canto tem um primeiro ângulo agudo interno com um valor na faixa de 5 a 55 graus, inclusive

[0158] Na modalidade 36, a presente descrição apresenta um método de acordo com a modalidade 34 ou 35, em que o molde compreende um molde aberto.

[0159] Na modalidade 37, a presente descrição apresenta um método de acordo com a modalidade 34 ou 35, em que o molde compreende adicionalmente uma su- perfície do fundo do molde em contato com a primeira e a segunda paredes do molde.

[0160] Na modalidade 38, a presente descrição apresenta um método de acordo com qualquer uma das modalidades 34 a 37, em que a cavidade de molde tem uma profundidade, e em que a primeira e a segunda paredes se inclinam para dentro com a profundidade crescente.

[0161] Na modalidade 39, a presente descrição apresenta um método de acordo com qualquer uma das modalidades 34 a 38, em que a segunda borda compreende uma borda curva.

[0162] Na modalidade 40, a presente descrição apresenta um método de acordo com qualquer uma das modalidades 34 a 39, em que a primeira região do perímetro é uma curva monotônica.

[0163] Na modalidade 41, a presente descrição apresenta um método de acordo com qualquer uma das modalidades 34 a 40, em que o perímetro compreende pelo menos uma borda substancialmente reta e pelo menos uma borda curva.

[0164] Na modalidade 42, a presente descrição apresenta um método de acordo com qualquer uma das modalidades 34 a 41, em que o perímetro compreende pelo menos duas bordas substancialmente retas e uma borda curva.

[0165] Na modalidade 43, a presente descrição apresenta um método de acordo com qualquer uma das modalidades 34 a 42, em que o perímetro consiste em duas bordas substancialmente retas e uma borda curva.

[0166] Na modalidade 44, a presente descrição apresenta um método de acordo com qualquer uma das modalidades 34 a 42, em que a superfície periférica do molde compreende adicionalmente uma terceira parede do molde, e em que a terceira parede do molde cruza o perímetro em uma terceira borda.

[0167] Na modalidade 45, a presente descrição apresenta um método de acordo com a modalidade 44, em que a terceira borda se estende para dentro com respeito ao perímetro.

[0168] Na modalidade 46, a presente descrição apresenta um método de acordo com qualquer uma das modalidades 34 a 45, em que o perímetro é em formato de ponta de flecha.

[0169] Na modalidade 47, a presente descrição apresenta um método de acordo com qualquer uma das modalidades 34 a 46, em que o perímetro compreende pelo menos duas bordas substancialmente retas.

[0170] Na modalidade 48, a presente descrição apresenta um método de acordo com a modalidade 47, em que a superfície periférica compreende adicionalmente uma quarta parede do molde, e em que a quarta parede do molde cruza o perímetro em uma quarta borda.

[0171] Na modalidade 49, a presente descrição apresenta um método de acordo com qualquer uma das modalidades 34 a 48, em que o método compreende adicionalmente separar a partícula conformada de cerâmica precursora do molde antes da etapa d).

[0172] Na modalidade 50, a presente descrição apresenta um método de acordo com a modalidade 49, em que a etapa d) compreende sinterizar a partícula conformada de cerâmica precursora.

[0173] Na modalidade 51, a presente descrição apresenta um método de acordo com a modalidade 49, em que a etapa d) compreende calcinar a partícula conformada de cerâmica precursora para fornecer uma partícula conformada de cerâmica precursora e sinterizar a partícula conformada de cerâmica precursora calcinada.

[0174] Na modalidade 52, a presente descrição apresenta um método de acordo com qualquer uma das modalidades 34 a 51, em que a partícula abrasiva conformada de cerâmica compreende alfa alumina.

[0175] Na modalidade 53, a presente descrição apresenta um método de acordo com qualquer uma das modalidades 34 a 52, em que o material precursor cerâmico compreende um sol-gel.

[0176] Na modalidade 54, a presente descrição apresenta um método de acordo com qualquer uma das modalidades 34 a 53, em que o material precursor cerâmico compreende um precursor de alfa alumina.

[0177] Na modalidade 55, a presente descrição apresenta um método de acordo com qualquer uma das modalidades 34 a 54, em que cada cavidade de molde tem uma dimensão lateral máxima menor ou igual a um centímetro.

[0178] Na modalidade 56, a presente descrição apresenta um método de acordo com qualquer uma das modalidades 34 a 55, em que cada uma das partículas abrasivas conformadas de cerâmica tem uma espessura que é menor ou igual a um terço da sua largura.

[0179] Os objetivos e vantagens desta descrição são adicionalmente ilustrados pelos exemplos não limitadores a seguir, mas os materiais específicos e as proporções dos mesmos mencionados nesses exemplos, bem como as outras condições e detalhes, não deveriam ser compreendidos como indevidamente limitando esta descrição.

Exemplos

[0180] Exceto onde especificado em contrário, todas as partes, porcentagens, razões, etc., nos exemplos e no resto do relatório descritivo são expressas em peso. Preparação de partículas abrasivas conformadas de cerâmica

[0181] Uma amostra de sol-gel de boemita foi feita usando-se a seguinte receita: pó de monoidrato de óxido de alumínio (1.600 partes) disponível como DISPERAL junto à Sasol North America, Inc., foi disperso através de misturação de alto cisa- lhamento em uma solução contendo água (2.400 partes) e 70 de ácido nítrico aquoso (72 partes) durante 11 minutos. O sol-gel resultante foi envelhecido durante pelo menos 1 hora antes do revestimento. O sol-gel foi forçado em ferramental de produção que tem cavidades de molde conformadas de dimensões relatadas na Tabela 1 (abaixo), em que “NA” significa não aplicável. As partículas de alumina conformadas SAPA foram preparadas de acordo com a revelação do parágrafo [0128] da Publ. de Pedido de Pat. US n° 2010/0146867 (Boden et al.) com o uso de um ângulo de saída de 98 graus. As Partículas Abrasivas Conformadas de Cerâmica do mesmo formato geral e composição que SAPB foram preparadas de acordo com a revelação da patente US n° 8.142.531 (Adefris et al.) TABELA 1

[0182] Um agente de liberação de molde, 1 por cento de óleo de amendoim em metanol foi usado com cerca de 0,08 mg/cm2 (0,5 mg/pol2) de óleo de amendoim aplicado ao ferramental de produção que tem uma matriz de cavidades de molde. O metanol em excesso foi removido pela colocação de lâminas do ferramental de produção em um forno de convecção a ar por 5 minutos a 45°C. O sol-gel foi introduzido nas cavidades com o auxílio de uma espátula, de modo que todas as aberturas do ferramental de produção estavam completamente cheias. O ferramental de pro- dução revestido com sol-gel foi colocado em um forno de convecção a ar a 45°C por pelo menos 45 minutos para secagem. As partículas abrasivas formatadas de cerâmica precursoras foram removidas do ferramental de produção passando-se a mesma sobre uma corneta ultrassônica. As partículas conformadas de cerâmica precursoras foram calcinadas a aproximadamente 650°C e, então, saturadas com uma solução de nitrato misturada de MgO, Y2O3, CoO, e La2O3.

[0183] Todas as partículas abrasivas conformadas de cerâmica descritas nos Exemplos foram tratadas para acentuar a aplicação eletrostática das partículas abrasivas conformadas de cerâmica em um modo similar ao método usado para produzir partículas abrasivas esmagadas conforme descrito na patente U.S. n° 5.352.254 (Celikkaya). As partículas abrasivas conformadas de cerâmica precursoras calcinadas foram impregnadas com uma solução de óxido de terras raras (REO) que compreende 1,4 por cento de MgO, 1,7 por cento de Y2O3, 5,7 por cento de La2O3 e 0,07 por cento de CoO. Em 70 gramas da solução de REO, 1,4 gramas de pó de tri-hidróxido de alumínio de tamanho de partícula de 0,5 micrômetros HYDRAL COAT 5 disponível junto à Almatis de Leetsdale, Pensilvânia, EUA foram dispersos por agitação em um béquer aberto. Cerca de 100 gramas de partículas abrasivas conformadas de cerâmica precursoras calcinadas foram, então, impregnadas com as 71,4 gramas da dispersão do pó HYDRAL COAT 5 na solução de REO. As partículas abrasivas conformadas de cerâmica impregnadas, calcinadas, precursoras foram deixadas para secar, após o qual as partículas foram novamente calcinadas a 650°C e sinterizadas a aproximadamente 1.400°C até a dureza final. Tanto a calcinação e sinterização foram executadas usando fornos de tubo giratório sob atmosfera ambiente. A composição resultante foi uma composição de alumina contendo 1 por cento em peso de MgO, 1,2 por cento em peso de Y2O3, 4 por cento em peso de La2O3 e 0,05 por cento em peso de CoO, com traços de TiO2, SiO2, e CaO. Procedimento geral para a preparação de discos abrasivos

[0184] Os artigos abrasivos foram preparados a partir das partículas abrasivas preparadas conforme descrito acima e as composições de revestimento mostradas na Tabela 2. 17,8 cm (7 polegadas) de diâmetro, com discos de fibra de orifícios do mandril de diâmetro de 2,2 cm (7/8 polegadas) de um suporte de fibra vulcanizada tendo uma espessura de 0,83 mm (33 mils) (obtido como DYNOS VULCANIZED FIBRE de DYNOS Gmbh, Troisdorf, Alemanha) foram revestidos com 3,5 gra- mas/disco da composição de revestimento básico, revestidos eletrostaticamente com 15,0 gramas/disco de partículas abrasivas, e então 13,0 gramas/disco da composição de revestimento de dimensionamento foram aplicados. Todos os discos que foram usados para triturar amostras de aço inoxidável foram adicionalmente revestidos com 10 gramas de revestimento de superdimensionamento depois de curar parcialmente os discos a 90°C durante 90 minutos. Após a cura a 102°C durante 10 horas, os discos foram flexionados. TABELA 2a

Teste de abrasão

[0185] Os discos abrasivos foras testados utilizando o seguinte procedimento. Para avaliação, discos abrasivos de 17,8 cm (7 polegadas) de diâmetro foram fixados a um triturador giratório ajustado com uma placa de face de bloco de disco dotado de nervuras de 17,8 cm (7 polegadas) 80514 EXTRA HARD RED, obtida junto à 3M Company, St. Paul, Minnesota, EUA. O moedor foi, então, ativado e impelido contra uma face de extremidade de uma barra de um aço carbono 1045 pré-pesado de 1,9 x 1,9 cm (0,75 x 0,75 polegadas) (ou, alternativamente, aço inoxidável 304) sob uma carga de 53,4 N (12 libras (4,5 kg)). A velocidade de rotação da placa de face de bloco de disco sob a condição de carga acima contra a peça de trabalho foi mantida a 5.000 rpm. A peça de trabalho sofreu abrasão sob estas condições por um total de cinquenta (50) intervalos de trituração (ciclos) de 10 segundos. Após cada ciclo de 10 segundos, a peça de trabalho foi deixada resfriar até a temperatura ambiente e pesada para determinar o corte da operação abrasiva. Os resultados de teste foram relatados como taxa de corte, corte incremental e/ou corte acumulado em função da quantidade de ciclos.

Exemplo 1 e exemplos comparativos A - B

[0186] O Exemplo 1 e Exemplos Comparativos A e B mostram o efeito de artigos abrasivos que compreendem as partículas da presente revelação quando comparado com os artigos abrasivos que compreendem partículas abrasivas anteriormente conhecidas.

[0187] O Exemplo 1 foi preparado de acordo com o procedimento geral para a preparação de discos abrasivos usando partículas abrasivas SAP1.

[0188] O Exemplo Comparativo A foi um disco de fibra de 17,8 cm (7 polegadas) de diâmetro com um orifício de 2,2 cm (7/8 polegadas) feito com SAPA e está disponível para comercialização como “CUBITRON II FIBER DISC 982C, 36+” junto à 3M, Saint Paul, Minnesota, EUA.

[0189] O Exemplo Comparativo B foi um disco de fibra de 17,8 cm (7 polegadas) de diâmetro com um orifício de 2,2 cm (7/8 polegadas) feito com 3M Ceramic Abrasive Grain convencionalmente triturado e está disponível para comercialização como “988C” junto à 3M, Saint Paul, Minnesota, EUA.

[0190] Os discos abrasivos de acordo com o Exemplo 1 e Exemplos Comparativos A e B foram testados de acordo com o Teste de Abrasão. A taxa de corte comparativa e os dados de corte cumulativos são mostrados nas Figuras 13 e 14, em que o abrasivo revestido do Exemplo 1 exibiu um corte que era, pelo menos, 60 por cento melhor do que o Exemplo Comparativo A (uma partícula abrasiva conformada de cerâmica comparável com bordas retas), e mais de duas vezes tão bom como o grão cerâmico triturado comparável do Exemplo Comparativo B.

Exemplos 2 a 6 e exemplo comparativo C

[0191] Os Exemplos 2 a 6 foram preparados para comparar com o Exemplo 1 para demonstrar os efeitos de alteração do ângulo de interseção criado por uma borda que se estende para dentro com uma outra borda.

[0192] O Exemplo 2 foi preparado de modo idêntico ao Exemplo 1 com a exceção de que as partículas abrasivas foram SAP2 em vez de SAP1.

[0193] O Exemplo 3 foi preparado de modo idêntico ao Exemplo 1 com a exceção de que as partículas abrasivas foram SAP3 em vez de SAP1.

[0194] O Exemplo 4 foi preparado de modo idêntico ao Exemplo 1 com a exceção de que um revestimento de superdimensionamento foi aplicado.

[0195] O Exemplo 5 foi preparado de modo idêntico ao Exemplo 2 com a exceção de que um revestimento de superdimensionamento foi aplicado.

[0196] O Exemplo 6 foi preparado de modo idêntico ao Exemplo 3 com a exceção de que um revestimento de superdimensionamento foi aplicado.

[0197] O Exemplo Comparativo C foi preparado de modo idêntico ao Exemplo 1, com a exceção de que as partículas abrasivas foram SAPA em vez de SAP1.

[0198] O Exemplo Comparativo D foi preparado de modo idêntico ao Exemplo Comparativo C, com a exceção de que um revestimento de superdimensionamento foi aplicado.

[0199] Os Exemplos 1, 2 e 3 foram testados de acordo com o Teste de Abrasão. A Figura 17 mostra a comparação do desempenho de discos produzidos com partículas do Exemplo 1, Exemplo 2, Exemplo 3 e Exemplo Comparativo C no Aço Carbono 1045. As taxas de corte iniciais de todos os discos produzidos com partículas que têm parede que se estende para dentro (côncava) foram maiores do que os discos produzidos com partículas com bordas retas. O disco do Exemplo 2 teve o melhor desempenho. O mesmo manteve uma taxa de corte maior durante todo o teste.

[0200] A Figura 18 mostra a comparação do desempenho dos discos do Exemplo 4, Exemplo 5, Exemplo 6 e Exemplo Comparativo D quando usados para fazer a abrasão de Aço Inoxidável 304. As taxas de corte iniciais de todos os discos produzidos com partículas que foram fornecidas com concavidades foram superiores aos dos discos produzidos com partículas convencionais. Particularmente, o disco do Exemplo 6 produzido com partículas SAP3 teve o melhor desempenho. Manteve a taxa de corte mais elevada do que o Exemplo Comparativo D, bem como os outros discos de Exemplo ao longo do teste. Este desempenho superior pode ser mais bem demonstrado como corte cumulativo como uma função do número de ciclos conforme mostrado na Figura 19.

Exemplo 7 e exemplo comparativo E

[0201] O Exemplo 7 e o Exemplo Comparativo E são artigos abrasivos que demonstram os efeitos de uma modalidade alternativa da partícula da invenção, quando comparado com partículas semelhantes com bordas retas, e também com o grão abrasivo de cerâmica triturado convencional e é disponível para comercialização como 321 3M Ceramic Abrasive Grain 321 junto à 3M, Saint Paul, Minnesota, EUA.

[0202] O Exemplo 7 foi produzido de modo idêntico ao Exemplo 1 com a exceção de que SAP4 foi substituído por SAP1.

[0203] O Exemplo Comparativo E foi produzido de modo idêntico ao Exemplo 1 com a exceção de que SAPB foi substituído por SAP1.

[0204] O Exemplo Comparativo F foi produzido de modo idêntico ao Exemplo 1 com a exceção de que “3M Ceramic Abrasive Grain 321” (3M, Saint Paul, Minnesota, EUA) foi substituído por SAP1.

[0205] O Exemplo 7 e Exemplos Comparativos E e F foram testados de acordo com o Teste de Abrasão no aço carbono 1045. Os resultados de teste são mostrados na Figura 21, mais uma vez mostram que incluindo uma região que se estende para dentro (por exemplo, côncava) nas partículas abrasivas conformadas de cerâ- mica transforma partículas conformadas de desempenho menos satisfatório em partículas com melhor desempenho quando comparado com partículas convencionalmente trituradas em artigos de discos abrasivos.

Exemplo 8 e exemplo comparativo G

[0206] O Exemplo 8 e Exemplo Comparativo G mostram o efeito de artigos abrasivos que compreendem ainda outra modalidade das partículas da presente revelação quando comparado aos artigos abrasivos que compreendem partículas abrasivas anteriormente conhecidas. O Exemplo 8 foi preparado de acordo com o procedimento geral para a preparação de discos abrasivos usando partículas abrasivas SAP5. O Exemplo Comparativo G foi preparado de modo idêntico ao Exemplo 1 com a exceção de que as partículas abrasivas foram SAPC em vez de SAP1 e os discos foram revestidos com 2,5 gramas/disco da composição de revestimento básico, eletrostati- camente revestidos com 5,5 gramas/disco de partículas abrasivas, e, então, 6,0 gramas/disco do revestimento de dimensionamento e 6,0 gramas da composição de revestimento de superdimensionamento foram aplicados.

[0207] O Exemplo 8 e o Exemplo Comparativo G foram testados de acordo com o Teste de Abrasão em aço carbono 1045 e aço inoxidável 304. Os dados da taxa de corte comparativos são mostrados na Figura 22 para o aço carbono e a Figura 23 para o aço inoxidável.

[0208] Todas as patentes e publicações apresentadas aqui estão aqui incorporadas, por referência, em sua totalidade. Todos os exemplos dados no presente documento devem ser considerados como não-limitadores, exceto onde indicado em contrário. Várias modificações e alterações dessa revelação podem ser feitas por aqueles versados na técnica sem se afastar do escopo e espírito dessa revelação e, deve-se compreender que essa revelação não deve ser indevidamente limitada às modalidades ilustrativas aqui apresentadas.

Claims

1. Partícula abrasiva conformada de cerâmica CARACTERIZADA pelo fato de que compreende: uma primeira superfície tendo um perímetro que compreende pelo menos uma primeira e uma segunda borda, em que uma primeira região do perímetro compreende a segunda borda e se estende para dentro como uma curva côncava mono- tônica e termina em dois cantos que definem o primeiro e o segundo ângulo agudo interno, em que o primeiro ângulo agudo interno está em uma faixa de 35 a 55 graus, em que o segundo ângulo agudo interno está na faixa de 35 a 55 graus, em que a primeira região do perímetro possui uma profundidade máxima que é pelo menos 5% da dimensão máxima da partícula abrasiva conformada de cerâmica paralela à profundidade máxima, e em que o perímetro tem no máximo quatro cantos que definem os ângulos agudos internos; uma segunda superfície oposta à, que não está em contato com a, primeira superfície; e uma superfície periférica disposta entre a primeira e a segunda superfície e que conecta as mesmas, em que a superfície periférica compreende uma primeira parede que entra em contato com o perímetro na primeira borda, em que a superfície periférica compreende uma segunda parede que entra em contato com o perímetro na segunda borda, e em que a superfície periférica tem um primeiro formato predeterminado.

2. Partícula abrasiva conformada de cerâmica, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a partícula abrasiva conformada de cerâmica tem uma espessura que é menor ou igual a um terço de sua largura.

3. Partícula abrasiva conformada de cerâmica, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADA pelo fato de que as partículas abrasivas conformadas de cerâmica consistem essencialmente em material cerâmico.

4. Pluralidade de partículas abrasivas CARACTERIZADA pelo fato de que a pluralidade de partículas abrasivas compreende, em uma base numérica, pelo menos 10 por cento das partículas abrasivas conformadas de cerâmica conforme definidas em qualquer uma das reivindicações 1 a 3.

5. Artigo abrasivo CARACTERIZADO pelo fato de que compreende a pluralidade de partículas abrasivas, conforme definida na reivindicação 4, retidas em um aglutinante.

6. Artigo abrasivo, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o artigo abrasivo compreende um artigo abrasivo ligado.

7. Artigo abrasivo, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o artigo abrasivo ligado compreende uma roda abrasiva ligada.

8. Artigo abrasivo, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o artigo abrasivo compreende um artigo abrasivo revestido, o artigo abrasivo revestido compreende a pluralidade de partículas abrasivas presas a um suporte que tem uma terceira e uma quarta superfícies maiores opostas.

9. Artigo abrasivo, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o artigo abrasivo compreende um artigo abrasivo não tecido, em que o artigo abrasivo não tecido compreende a pluralidade de partículas abrasivas presas a uma manta de fibra não tecida aberta elevada.

10. Método para produzir partículas abrasivas conformadas de cerâmica, conforme definidas na reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de: a) fornecer um molde que define uma cavidade de molde, em que a cavidade de molde tem uma abertura externa definida por um perímetro, em que o perímetro compreende pelo menos a primeira e a segunda borda, em que uma primeira região do perímetro compreende a segunda borda e se estende para dentro e termina em dois cantos que definem um primeiro e um segundo ângulo agudo interno, e em que o perímetro tem no máximo quatro cantos que definem os ângulos agudos internos, e em que a cavidade de molde é lateralmente ligada por uma superfície periférica do molde que compreende uma primeira parede de molde que cruza o perímetro na primeira borda e uma segunda parede de molde que cruza o perímetro na segunda borda; b) posicionar um material precursor de cerâmica no interior da cavidade de molde; c) converter o material precursor de cerâmica posicionado no interior da cavidade de molde em uma partícula precursora conformada de cerâmica; e d) converter a partícula precursora conformada de cerâmica na partícula abrasiva conformada de cerâmica.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro canto tem um primeiro ângulo agudo interno com um valor na faixa de 5 a 55 graus, inclusive.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o método compreende adicionalmente separar a partícula precursora conformada de cerâmica do molde antes da etapa d).

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa d) compreende sinterizar a partícula precursora conformada de cerâmica.

14. Método, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa d) compreende calcinar a partícula precursora conformada de cerâmica para fornecer uma partícula precursora conformada de cerâmica calcinada, e sinterizar a partícula precursora conformada de cerâmica calcinada.

15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 14, CARACTERIZADO pelo fato de que a partícula abrasiva conformada de cerâmica compreende alfa alumina.