CZ305217B6 - Brusné výrobky s novými strukturami a způsoby broušení - Google Patents
Brusné výrobky s novými strukturami a způsoby broušení Download PDFInfo
- Publication number
- CZ305217B6 CZ305217B6 CZ2004-1028A CZ20041028A CZ305217B6 CZ 305217 B6 CZ305217 B6 CZ 305217B6 CZ 20041028 A CZ20041028 A CZ 20041028A CZ 305217 B6 CZ305217 B6 CZ 305217B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- volume
- abrasive
- grinding
- wheel
- bonded
- Prior art date
Links
- 238000000227 grinding Methods 0.000 title claims abstract description 362
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 76
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 344
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 313
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 claims abstract description 223
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 67
- 239000011165 3D composite Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000003685 thermal hair damage Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 155
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 55
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 55
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 claims description 50
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims description 32
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 claims description 32
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 26
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 22
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 4
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 4
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001807 Urea-formaldehyde Polymers 0.000 claims description 3
- GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N aldehydo-D-glucose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C=O GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 2
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 claims description 2
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 claims 1
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 abstract description 32
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 abstract description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 80
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 71
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 44
- HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N furfural Chemical compound O=CC1=CC=CO1 HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 24
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 24
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 21
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 19
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 19
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 18
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 18
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 16
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 16
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 16
- 239000000047 product Substances 0.000 description 16
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 15
- 229920001800 Shellac Polymers 0.000 description 14
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 14
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 14
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 14
- 239000004208 shellac Substances 0.000 description 14
- 229940113147 shellac Drugs 0.000 description 14
- 235000013874 shellac Nutrition 0.000 description 14
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 14
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 12
- ZLGIYFNHBLSMPS-ATJNOEHPSA-N shellac Chemical compound OCCCCCC(O)C(O)CCCCCCCC(O)=O.C1C23[C@H](C(O)=O)CCC2[C@](C)(CO)[C@@H]1C(C(O)=O)=C[C@@H]3O ZLGIYFNHBLSMPS-ATJNOEHPSA-N 0.000 description 12
- 229920003261 Durez Polymers 0.000 description 11
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 11
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 11
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 11
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 11
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 10
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 10
- -1 aluminoxynitride Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 8
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 8
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 8
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 7
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 7
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 7
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 7
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 6
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 6
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 6
- 235000020681 well water Nutrition 0.000 description 6
- 239000002349 well water Substances 0.000 description 6
- 239000010754 BS 2869 Class F Substances 0.000 description 5
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- RPRIKYFYCSOOAG-UHFFFAOYSA-N [2,4,6-trimethyl-3,5-bis(sulfanylmethyl)phenyl]methanethiol Chemical compound CC1=C(CS)C(C)=C(CS)C(C)=C1CS RPRIKYFYCSOOAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 5
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 5
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 5
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 4
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 4
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 4
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 4
- 235000019592 roughness Nutrition 0.000 description 4
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 4
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010755 BS 2869 Class G Substances 0.000 description 3
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000475481 Nebula Species 0.000 description 3
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 3
- 239000007767 bonding agent Substances 0.000 description 3
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000010961 commercial manufacture process Methods 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 3
- ANAGEECPKFGKEL-UHFFFAOYSA-N furan-2-carbaldehyde;phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1.O=CC1=CC=CO1 ANAGEECPKFGKEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 description 3
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 3
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 3
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 2
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000758789 Juglans Species 0.000 description 2
- 235000009496 Juglans regia Nutrition 0.000 description 2
- 239000006057 Non-nutritive feed additive Substances 0.000 description 2
- 102220626757 Probable E3 ubiquitin-protein ligase HERC3_W10D_mutation Human genes 0.000 description 2
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 2
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000419 boron suboxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 2
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 2
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 2
- 229910001610 cryolite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 239000010433 feldspar Substances 0.000 description 2
- 239000002223 garnet Substances 0.000 description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 2
- VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N hexamethylenetetramine Chemical compound C1N(C2)CN3CN1CN2C3 VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000411 inducer Substances 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- 108700001954 lipopeptide detergent 12 Proteins 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 2
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 2
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- 238000001029 thermal curing Methods 0.000 description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004034 viscosity adjusting agent Substances 0.000 description 2
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 2
- 235000020234 walnut Nutrition 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 241001156002 Anthonomus pomorum Species 0.000 description 1
- 239000005711 Benzoic acid Substances 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 229920001353 Dextrin Polymers 0.000 description 1
- 239000004375 Dextrin Substances 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021120 animal protein Nutrition 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000010420 art technique Methods 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000001520 comb Anatomy 0.000 description 1
- 238000010954 commercial manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000010960 commercial process Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019425 dextrin Nutrition 0.000 description 1
- 238000007908 dry granulation Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000012765 fibrous filler Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 description 1
- 239000011494 foam glass Substances 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;phenol Chemical compound O=C.OC1=CC=CC=C1 SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 229910000856 hastalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013007 heat curing Methods 0.000 description 1
- 239000004312 hexamethylene tetramine Substances 0.000 description 1
- 235000010299 hexamethylene tetramine Nutrition 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910000816 inconels 718 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 1
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052919 magnesium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019792 magnesium silicate Nutrition 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229960004011 methenamine Drugs 0.000 description 1
- 230000003278 mimic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 description 1
- 239000011049 pearl Substances 0.000 description 1
- 238000005453 pelletization Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000013001 point bending Methods 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- ODGAOXROABLFNM-UHFFFAOYSA-N polynoxylin Chemical compound O=C.NC(N)=O ODGAOXROABLFNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000007634 remodeling Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000012260 resinous material Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 238000011076 safety test Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019351 sodium silicates Nutrition 0.000 description 1
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 description 1
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 description 1
- 229910052566 spinel group Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 229910002076 stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B1/00—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
- B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
- B24D3/20—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially organic
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B5/00—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
- B24B5/02—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work
- B24B5/04—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work for grinding cylindrical surfaces externally
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B5/00—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
- B24B5/36—Single-purpose machines or devices
- B24B5/363—Single-purpose machines or devices for grinding surfaces of revolution in situ
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D11/00—Constructional features of flexible abrasive materials; Special features in the manufacture of such materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D18/00—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
- B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
- B24D3/04—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic
- B24D3/14—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic ceramic, i.e. vitrified bondings
- B24D3/18—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic ceramic, i.e. vitrified bondings for porous or cellular structure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
- B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
- B24D3/20—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially organic
- B24D3/22—Rubbers synthetic or natural
- B24D3/26—Rubbers synthetic or natural for porous or cellular structure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
- B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
- B24D3/20—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially organic
- B24D3/28—Resins or natural or synthetic macromolecular compounds
- B24D3/32—Resins or natural or synthetic macromolecular compounds for porous or cellular structure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
- B24D3/34—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents characterised by additives enhancing special physical properties, e.g. wear resistance, electric conductivity, self-cleaning properties
- B24D3/348—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents characterised by additives enhancing special physical properties, e.g. wear resistance, electric conductivity, self-cleaning properties utilised as impregnating agent for porous abrasive bodies
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
- C09K3/1436—Composite particles, e.g. coated particles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
- Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
- Crushing And Grinding (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
Abstract
Řešení se týká pojeného brusného nástroje, který zahrnuje trojrozměrný kompozit první fáze s 24 až 48 % obj. brusných zrn pojených 10 až 30 % obj. organického pojivového materiálu a méně než 10 % obj. porézity, ve které je 10 až 100 % obj. brusných zrn ve formě zrn aglomerovaných k sobě anorganickým pojivovým materiálem přítomným ve 2 až 8 % obj. aglomerátu a druhé fáze, která sestává z 38 až 54 % obj. porézity, což je souvislá fáze uvnitř kompozitu, přičemž tento pojený brusný nástroj má minimální rychlost roztržení 20,32 m.s.sup.-1.n.. Tyto pojené brusné nástroje s aglomerovaným brusným zrnem mají porézní struktury propustné pro proud kapaliny, zahrnují relativně nízké objemové procento brusného zrna a pojiva a mají relativně nízkou třídu tvrdosti, přičemž vykazují mimořádnou mechanickou pevnost a brusný výkon. Způsob broušení takovým brusným nástrojem ve formě kotouče zahrnuje kroky zajištění pojeného brusného kotouče uvedeného provedení, jeho namontování na rovinnou brusku, roztočení kotouče a uvedení jeho brusného povrchu do styku s obrobkem po dobu dostatečnou pro broušení obrobku, kdy kotouč odstraňuje materiál obrobku při efektivní míře úběru materiálu, brusný povrch kotouče zůstává v podstatě bez brusných úlomků a poté, co bylo broušení dokončeno, je obrobek v podstatě bez tepelného poškození.
Description
Brusné výrobky s novými strukturami a způsoby broušení
Oblast techniky
Tento vynález se týká pojených brusných výrobků nebo nástrojů, jako jsou brusné kotouče, brusné segmenty, brusné disky a honovací brousky, které mají nové struktury složení, způsobů zhotovování takovýchto nástrojů takových, aby se vytvořily tyto nové struktury nástroje, a způsobů broušení, leštění nebo dokončování povrchu za použití takovýchto nástrojů.
Dosavadní stav techniky
Pojené brusné nástroje sestávají z tuhých a typicky monolitických, trojrozměrných, brusných kompozitů ve formě kotoučů, disků, segmentů, brusných tělísek, honovacích brousků a dalších tvarů nástrojů, které mají středovou díru nebo jiný prostředek pro namontování na vhodný typ brusného, leštícího nebo ostřícího zařízení nebo stroje. Tyto kompozity obsahují tři strukturální elementy nebo fáze, a to brusné zrno, pojivo a porézitu.
Pojené brusné nástroje byly vyráběny v rozmanitosti tříd a struktur, které byly definovány podle praxe stavu techniky relativní tvrdostí a měrnou hmotností brusného kompozitu (třída) a objemovým procentem brusného zrna, pojivá a pórézity v kompozitu (struktura).
Přibližně po 70 let jsou třída a struktura nástroje považovány za nej spolehlivější předpovědi tvrdosti pojeného brusného nástroje, míry opotřebení nástroje, energetických požadavků na broušení a výrobní soudržnosti. Jakost a struktura byly ponejprv zavedeny jako spolehlivé výrobní směrnice v patentu US 1 983 082 Howea a spol. Howe popisuje odměmý způsob výroby užitečný pro překonání tenkrát neodbytných obtíží s nekonsistentní kvalitou brusného kompozitu a proměnlivým brusným výkonem. U tohoto postupu se volí relativní volumetrické procentuální obsahy těch tří strukturálních složek pro získání nástroje s cílovou třídou tvrdosti a dalšími požadovanými fyzikálními charakteristikami. Při znalosti požadovaného objemu konečného nástroje se vsázkové váhy brusného zrna a pojivových složek nutných pro výrobu nástroje vypočítají z objemu nástroje, relativních volumetrických procentuálních objemů a měrných hmotností materiálů brusného zrna a složek pojivá. Tímto způsobem bylo možné vytvořit diagram standardní struktury pro definované složení pojivá a v následných výrobních chodech odečítat relativní objemové procentuální obsahy z tohoto diagramu standardní struktury, aby se vyrobily pojené brusné nástroje, které mají shodnou třídu tvrdosti pro dané objemové procento brusného zrna, pojivá a porézity. Bylo pozorováno, že brusný výkon byl konzistentní od jedné výrobní várky ke druhé, když byly třída a struktura udržené konstantní.
Pro mnoho brusných operací se ukázalo, že řízení množství a typu pórézity v kompozitu, zejména pórézity propustného nebo vzájemně propojeného charakteru, zlepšuje efektivitu broušení a ochraňuje kvalitu obrobku, který se brousí, před tepelným nebo mechanickým poškozením.
Jakýkoli trojrozměrný brusný kompozit sestává ze součtu relativních objemových procentuálních obsahů jeho tří složek, tedy brusného zrna, pojivá a pórézity. Suma objemových procentuálních obsahů těchto složek se musí rovnat 100 objemovým procentům. Proto musejí mít nástroje, které mají vysoké procento pórézity, proporcionálně nižší procentuální obsahy pojivá a/nebo brusného zrna. Při výrobě pojených brusných nástrojů lze snadněji dosáhnout relativně vysokých objemových procentuálních obsahů pórézity (např. 40 až 70 % objemových) v přesných brusných nástrojích vyrobených s tuhými, anorganickými pojivovými materiály (např. vitrifikovanými nebo keramickými pojivý) a relativně malými velikostmi zrna (např. Nortonovy velikosti zrna 46 až 220), než u hrubých brusných nástrojů vyrobených s organickými pojivovými materiály a relativně velkými velikostmi zrna (např. drť 12 až 120 velikostí drti Norton). Velmi porézní brusné kompozity vyrobené s většími velikostmi zrna, vyššími objemovými procenty zrna a měkčími
- 1 CZ 305217 B6 organickými pojivovými materiály mají sklon se zbortit nebo rozdělit na vrstvy během mezitímních formovacích a vytvrzovacích fází výroby brusného nástroje. Z těchto důvodů jsou komerčně dostupné pojené brusné nástroje vyrobené s organickými pojivovými materiály často lisovány tak, aby neobsahovaly žádnou porézitu a typicky obsahovaly ne více než 30 % objemových porézity. Zřídka překračují 50 % objemových porézity.
Přirozená porézita vznikající z náplně brusných zrn a částic pojivá během tvarování tlakem je obvykle nedostačující pro dosažení vysoké porézity v pojených brusných nástrojích. Ke směsím kompozitu brusivá a pojivá se mohou přidávat prostředky způsobující porézitu, jako je bublinková alumina a naftalen, aby umožnily formování lisováním a zacházení s porézním nevytvrzeným brusným výrobkem a získání odpovídajícího objemového procenta porézity v konečném nástroji. Některé prostředky způsobující póry (např. bublinková alumina a skleněné kuličky) budou tvořit uvnitř nástroje porézitu s uzavřenými buňkami. Prostředky způsobující póry s uzavřenými buňkami přidávané pro dosažení vysokého procentuálního obsahu porézity zabraňují tvoření otevřených kanálů nebo vzájemně propojené porézity a tak zabraňují nebo snižují průtok tekutiny skrze těleso nástroje a tím mají sklon zvyšovat brusné síly a riziko tepelného poškození. Prostředky způsobující póry s otevřenými buňkami musejí být z brusné matrice vypáleny (např. skořápky vlašských ořechů a naftalen), což dává vzniknout různým výrobním potížím.
Hustoty prostředků způsobujících póry, materiálů pojiv a brusných zrn se dále značně mění, což činí obtížné kontrolovat rozvrstvení brusné směsi během manipulace a formování a často to má za následek ztrátu homogenity v trojrozměrné struktuře konečného brusného výrobku. Rovnoměrné, homogenní rozložení těch tří složek brusného kompozitu bylo považováno za klíčový aspekt konzistentní kvality nástroje a pro brusné kotouče za důležitý pro bezpečný provoz kotoučů při vysokých rychlostech otáčení potřebných pro broušení (např. nad 4000 povrchových stop za minutu (sfpm)).
Bylo zjištěno, že objemové procento vzájemně propojené porézity nebo tekutinová permeabilita je významnější determinující činitel brusného výkonu brusných výrobků než pouhé objemové procento porézity (viz patent US A-5,738,696 Wu). Vzájemně propojená porézita dovoluje odstranění brusného odpadu (pilin) a průchod chladicí kapaliny uvnitř kotouče během broušení. Existence vzájemně propojené porézity se může potvrdit měřením permeability kotouče vůči proudu vzduchu za regulovaných podmínek. Patent US 5,738,697 A zveřejňuje brusné kotouče s vysokou permeabilitou, které mají značné množství vzájemně propojené porézity (40 až 80 % objemu). Tyto kotouče jsou vyrobené z matrice vlákenných částic, které mají štíhlostní poměr alespoň 5:1. Tyto vlákenné částice mohou být vláknitá brusná zrna nebo obyčejná, nevlákenná brusná zrna smíchaná s různými vláknitými plnivovými materiály, jako jsou keramická vlákna, polyesterová vlákna a skelná vlákna, a rohož a aglomeráty konstruované s vlákennými částicemi.
Nyní bylo odhaleno, že pojené brusné nástroje mohou být vyrobeny s relativně vysokým procentem porézity a relativně nízkým procentuálním obsahem brusného zrna bez obětování mechanické pevnosti nebo odolnosti k opotřebení nástroje, i když by třída tvrdosti nástroje předpovídala relativně chabou mechanickou pevnost. Pro organicky pojené brusné nástroje je nyní možné zhotovovat nástroje při relativních procentuálních obsazích brusného zrna, pojivá a porézity, které tvoří struktury mezi komerčními pojenými brusnými nástroji neznámé. Tyto nové struktury zahrnují organicky pojené brusné nástroje, kde souvislá fáze kompozitu brusivá sestává ze složky porézity. Podle jednoho výhodného postupu vytváření těchto nových struktur byla většina brusného zrna před mícháním, formováním a tepelným zpracováním pojeného brusného nástroje aglomerována s pojícím materiálem.
Aglomerovaná brusná zrna jsou vylíčena tak, že zlepšují efektivitu broušení mechanismem nesouvisejícím s množstvím nebo charakterem porézity pojeného brusného nástroje. Brusné zrno bylo aglomerováno k různým účelům, z nichž hlavní je umožnit použití menší velikosti částic brusného zrna (drti) pro dosažení téže efektivity broušení jako větší velikost brusné drti, nebo získat hladší povrchovou úpravu na obrobku, který se brousí. V mnoha případech bylo brusné
-2CZ 305217 B6 zrno aglomerováno, aby se dosáhlo méně porézní struktury a hutnějšího brusného nástroje, který by měl pevněji pojená brusná zrna.
Honovací kotouče na ozubení s velmi nízkou porézitou (např. méně než asi 5 objemových % pórézity) byly vyrobeny z regenerovaných rozdrcených vitrifikovaných pojených kompozitů brusivá pojením kompozitů v nějaké epoxidové pryskyřici. Tyto „sdružené“ honovací kotouče ozubení byly komerčně dostupné po řadu let (od Saint-Gobain Abrasives, GmbH, dříve Efesis Schleiftechnik GmbH, Gerolzhofen, Německo).
Brennerův patent US 2,216,728 A zveřejňuje agregáty brusné zmo/pojivo vyrobené z nějakého typu pojivá. Důvodem pro užívání těchto agregátů je dosáhnout velmi hutné struktury kotouče pro udržení zrna diamantu nebo CBN během brusných operací. Když jsou agregáty vyrobené s porézní strukturou, pak je to za účelem umožnění, aby vnitroagregátové pojivové materiály vtekly do pórů agregátu a zcela zhutnily strukturu během vypalování. Tyto agregáty dovolují použití prachu brusného zrna, které se jinak při výrobě ztratí.
Patent US 3,982,359 A poučuje o tvoření agregátů pryskyřicového pojivá a brusného zrna, které mají hodnoty tvrdosti větší, než jsou hodnoty pryskyřicového pojivá použitého pro pojení agregátů v brusném nástroji. Vyšší rychlosti broušení a delší životnosti nástroje se dosáhnou u kotoučů pojených pryží, které obsahují tyto agregáty.
Patent US 4,799,359 A poučuje o rozrušitelných aglomerátech brusného zrna, dutých těles a organického pojivá a použití těchto aglomerátů v povlékaných brusivech a pojených brusivech. Podobné aglomeráty jsou zveřejněné v patentu US 5,039,311 A a patentu US 4,652,275 A.
Wetshcerův patent US 5,129,189 A zveřejňuje brusné nástroje, které mají matrici pryskyřicového pojivá, která obsahuje konglomeráty brusného zrna, pryskyřice a materiálu plniva, jako je kryolit, které mají 5 až 90 objemových % pórézity.
Benguerelův patent US 5,651,729 A poučuje o brusném kotouči, který má jádro a samostatný brusný prstenec vyrobený z pryskyřicového pojivá a drcených aglomerátů brusného zrna diamantu nebo CBN s kovovým nebo keramickým pojivém. Zmíněné výhody kotoučů vyrobených s aglomeráty zahrnují velké čisticí prostory pro piliny, vysokou odolnost proti opotřebení, samoostřící charakteristiky, vysokou mechanickou odolnost kotouče a schopnost přímého připojení brusného prstence k jádru kotouče. Podle jednoho provedení jsou použité brusné prstence diamantu nebo CBN rozdrcené na velikost 0,2 až 3 mm, aby vytvořily aglomeráty.
Lippertův patent GB 1,228,219 A zveřejňuje konglomeráty zrna a pojivá přidaných ke kaučukové elastické pojivové matrici. Pojivo držící zrno uvnitř konglomerátu mohou být keramické nebo pryskyřicové materiály, ale musí být tužší než elastická pojivová matrice.
Rostokerův patent US 4,541,842 odhaluje povlékaná brusivá a brusné kotouče vyrobené s agregáty brusného zrna a napěněné směsi vitrifikovaných pojivových materiálů s dalšími surovými materiály, jako jsou saze nebo karbonáty, vhodnými pro napěnění během vypalování agregátů. Pelety agregátu obsahují větší procentuální obsah pojivá než zrna, vztaženo na objemovou procentuální základnu. Pelety použité pro výrobu brusných kotoučů se slinují při 900 °C (na hustotu 70 lbs/cu.ft.; 1134 g/cm3) a vitrifikované pojivo použité pro výrobu kotouče se vypaluje při 880 °C. Kotouče vyrobené s 16 % objemovými pelet pracovaly při broušení na úrovni účinnosti podobné účinnosti porovnávacích kotoučů vyrobených se 46 % brusného zrna. Tyto pelety obsahují uvnitř vitrifikované pojivové matrice otevřené buňky s relativně menšími brusnými zrny shluknutými kolem obvodu otevřených buněk. Pro vypalování předaglomerovaných surových agregátů, které se později napění a slinují pro výrobu pelet, je zmiňována rotační pec.
Patent US 6,086,467 A zveřejňuje brusné kotouče obsahující brusné zrno a shluky zrn plnivového zrna, které má menší velikost než brusné zrno. Může se použít vitrifikované pojivo a plnivové
-3 CZ 305217 B6 zrno může být oxid chrómu. Velikost shluků zrna je 1/3 nebo více velikosti brusného zrna. Výhody zahrnují regulovanou erozi pojivá a podržení brusného zrna u brusných aplikací s malými silami využívajících superabrazivní zrno, u kterých musí být toto superabrazivní zrno rozředěno, aby se minimalizovaly brusné síly. Shluky plnivového zrna se mohou vytvořit voskem. Nezveřejňuje se žádné slinování těchto shluků.
Adefrisův WO 01/85393 Al zveřejňuje trojrozměrný brusný výrobek zhotovený zkompozitů brusivá, buď tvarovaných, nebo nepravidelných, uspořádaných tak, že mají více než jednu monovrstvu kompozitů brusivá. Tento výrobek může obsahovat mezikompozitovou porézitu a vnitrokompozitovou porézitu. Kompozity obsahují brusná zrna pojená v anorganické nebo organické první matrici a brusný výrobek je pojený druhým anorganickým (kovovým nebo vitrifikovaným nebo keramickým) nebo organickým pojivovým materiálem, aby se vytvořil brusný výrobek, který by měl 20 až 80 % objemových porézity. Tento výhodný výrobek obsahuje jemné diamantové brusné zrno držené v prvním a druhém skelném pojivu a tento výrobek se používá pro broušení skla na zrcadlovou úpravu povrchu.
WO 01/85393 A zveřejňuje pojený brusný nástroj, kteiý obsahuje trojrozměrný kompozit (a) první fáze, která zahrnuje 24 až 28 % objem, brusných zrn pojených 10 až 38 % objem, organického pojivového materiálu a méně než 10 % objem, porézity, a (b) druhou fázi sestávající z 38 až 54 % objem, porézity, ve kterém je druhá fáze souvislá fáze uvnitř kompozitu, a tento pojený brusný nástroj má minimální rychlost roztržení 20,32 m/s (4000 sfpm).
Řada publikací popisovala nástroje s povlékaným brusivém vyrobené s aglomerovaným brusným zrnem. Ty zahrnují Jacksonův patent US 2,194,472 A, který odhaluje nástroje s povlékaným brusivém, vyrobené s aglomeráty z množství relativně jemných zrn brusivá a některého z pojiv používaných normálně v povlékaných nebo pojených brusných nástrojích. Anorganické kompozity jemné drti diamantu, CBN a dalších tepelně degradovatelných brusných zrn v matrici oxidu kovu byly označeny za použitelné u povlakovaných brusných nástrojů (Patent US 3,916,584 A, Howard a kol.). Hurstův patent US 3,048,482 A odhaluje tvarované brusné mikrosegmenty aglomerovaných brusných zrn a organických pojivových materiálů ve formě pyramid nebo jiných zužujících se tvarů. Tyto tvarované brusné mikrosegmenty jsou přilepené k vlákennému podkladu a používané pro výrobu povlékaných brusiv a pro vyrovnání povrchu tenkých brusných kotoučů. Kressnerův patent US 4,311,489 A zveřejňuje aglomeráty z jemného (< 200 mikrometrů) brusného zrna a kryolitu, popřípadě se silikátovým pojivém, ajejich používání při výrobě povlékaných brusných nástrojů. Holmesův patent US 5,500,273 A zveřejňuje přesně tvarované částice nebo kompozity drtí brusivá a polymemího pojivá tvarované polymerizaci volných radikálů. Podobné tvarované kompozity jsou popsané v patentu US 5,851,247 A, Stoetzela a kol., patentu US 5,714,259 A Holmese a kol. a patentu US 5,342,419 Hibbarda a kol. Dokumenty US 5,975,988, US 6,217,413 a WO 96/10471, všechny Christiansona, zveřejňují výrobky z povlékaného brusivá obsahující podklad a organicky pojenou brusnou vrstvu, kde brusivo je přítomné jako tvarové aglomeráty ve tvaru komolé čtyřboké pyramidy nebo krychle.
Stoetzelův patent US 6,056,794 A zveřejňuje výrobky z povlékaného brusivá, které mají podložku, organické pojivo obsahující tvrdé anorganické částice, které jsou v něm rozptýlené, a aglomeráty brusných částic připojené k podložce. Brusné částice v aglomerátech a tvrdé anorganické částice v organickém pojivu mají v podstatě tutéž velikost. Aglomeráty mohou být náhodně nebo přesně tvarované a jsou vyrobené s organickým pojivém. Tvrdé anorganické částice mohou být kterákoli z řady částic brusných zrn.
Patent US 6,319,108 zveřejňuje brusný výrobek obsahující tuhou podložku a kompozity keramického brusivá vyrobené z brusných částic v porézní keramické matrici. Tyto kompozity jsou přidržované k podložce kovovým povlakem, jako je galvanicky nanesený kov. WO 01/8366 Al Mujumdara a kol. zveřejňuje brusné nástroje na broušení skla, které obsahují diamantové kompozity přidržované k podložce pryskyřicovým pojivém.
-4CZ 305217 B6
Řada patentů zveřejňuje brusné nástroje, které zahrnují pryskyřici nebo jiné organické pojivové kompozity brusného zrna. Většina z těchto nástrojů jsou nástroje z povlékaného brusivá, ve kterých je pro přilepení kompozitů brusného zrna k ohebné podložce použito pryskyřicové pojivo. Příležitostně jsou ve spojení s kompozity brusiv používána kovová pojivá nebo rozrušitelné částice.
Reprezentativní patenty v této skupině zahrnují patenty US 5,078,753 A, US 5,578,098 A, US 5,127,197 A, US 5,318,604, US 5,910,471 A a US 6,217,413 A.
Patent US 4,355,489 A zveřejňuje brusný výrobek (kotouče, disk, pás, plátno nebo papír, blok a podobně) vyrobený z matrice zvlněných vláken připojených k sobě v bodech manuálního styku a z brusných aglomerátů, které mají prázdný objem kolem 70 až 97 %. Aglomeráty mohou být vyrobeny s vitrifikovanými nebo pryskyřicovými pojivý a jakýmkoli brusným zrnem. Patent US 4,364,746 A zveřejňuje brusné nástroje, které obsahují různé aglomeráty brusivá, které mají odlišné pevnosti. Tyto aglomeráty jsou vyrobené z brusného zrna a pryskyřicových pojiv a pro dodatečnou pevnost nebo tvrdost mohou obsahovat jiné materiály, jako jsou řezaná vlákna. Patent US 4,393,021 A zveřejňuje způsob výroby brusných aglomerátů z brusného zrna a pryskyřicového pojivá za využití síťové tkaniny a válcování pasty zrna a pojivá skrze tuto tkaninu, aby se vyrobily protlačované výlisky podobné červům. Tyto protlačené útvary se vytvrzují ohřátím a poté rozdrcením do formy aglomerátů.
Nehledě na tuto kostru znalostí týkajících se toho, jak vyrábět brusné výrobky s aglomerovaným zrnem a jak eliminovat nebo vytvářet porézitu nástroje, nikdo dosud úspěšně nepřizpůsobil strukturu základního kompozitu trojrozměrného, monoliticky pojeného brusného nástroje s aglomerovaným zrnem tak, aby jakost nástroje a struktura už nepředpovídala brusný výkon. Nikdo nepoužíval aglomerované zrno pro výrobu nástrojů s objemovou procentuální strukturou, které bylo obtížné nebo nemožné zhotovovat s běžným brusným zrnem v organických pojivech. Zejména bez obětování mechanické pevnosti, životnosti nástroje nebo výkonu nástroje bylo zjištěno, že lze dosáhnout relativně vysokých objemových procentuálních obsahů porézity (např. kolem 30 % objemových) v pojených brusných nástrojích vyrobených s organickými pojivý. U nástrojů podle vynálezu může být nyní dosaženo značných proměn modulu pružnosti a jiných fyzikálních vlastností nástrojů pojených jak anorganicky, tak i organicky.
V pojených brusivech vyrobených s organickými pojivovými materiály, byly tyto pojivové materiály považovány za nejdůležitější faktor pro změnu třídy a struktury, aby se dosáhlo přiměřené nebo postačující mechanické pevnosti nebo tuhosti. Naprosto překvapivě vynález připouští, aby se předělaly nástroje s nižším obsahem brusného zrna po celém rozsahu obsahů pojivá a používaly se při brusných operacích, které vyžadují nástroje s vysokou mechanickou pevností, které mají odolnost proti předčasnému opotřebení (definované jako opotřebení struktury nástroje, které je rychlejší než opotřebení brusného zrna). U brusných aplikací s rozsáhlými povrchy styčných ploch slouží nástroje podle vynálezu aktuálně způsobem lepším než konvenční nástroje vyrobené s vyššími obsahy pojivá a brusného zrna.
Žádné z rozvití aglomerovaného brusného zrna podle stavu techniky nenavrhuje u pojených brusných nástrojů výhody použití určitých aglomerovaných brusných zrn uvnitř organické nebo anorganické pojivové matrice pro regulaci trojrozměrné struktury pojeného brusného nástroje. Zejména je neočekávané, že by se tyto aglomeráty mohly upravit pro přizpůsobení a regulaci umístění a typu porézity a pojivové matrice ve struktuře nástrojů podle vynálezu.
Podstata vynálezu
Vynález je pojený brusný nástroj podle nároku 1.
Vynález dále zahrnuje způsob broušení kotoučem podle nároku 14.
-5CZ 305217 B6
Objasnění výkresů
Obrázek 1 je temámí diagram porovnávající struktury relativního volumetrického procentuálního složení standardních, organicky pojených brusných nástrojů se strukturami organicky pojených brusných nástrojů podle vynálezu.
Obrázek 2 je temámí diagram porovnávající struktury relativního volumetrického procentuálního složení standardních, organicky pojených brusných nástrojů se strukturami organicky pojených brusných nástrojů podle vynálezu vyrobených s aglomeráty brusného zrna obsahujícími anorganické pojící materiály.
Obrázek 3 je temámí diagram představující rozsah struktur relativního volumetrického procentuálního složení nástrojů se standardními, anorganicky pojenými brusivý, ve kterém jsou ty z anorganicky pojených brusných nástrojů podle vynálezu vyrobené s aglomeráty brusného zrna obsahujícími anorganické pojící materiály a anorganické pojivo charakterizované značně nižšími hodnotami modulu pružnosti avšak, relativně vůči standardním nástrojům, stejnými hodnotami rychlosti roztržení kotouče.
Obrázek 4 je mikrofotografie povrchu standardně pojeného brusného nástroje vyrobeného s organickým pojivém, která ilustruje rovnoměrné rozprostření tří složek kompozitu bmsiva.
Obrázek 5 je mikrofotografie povrchu pojeného brusného nástroje podle vynálezu vyrobeného s organickým pojivém, která ilustruje nerovnoměrné rozprostření tří složek kompozitu bmsiva, porézitu (tmavší oblasti) jako souvislou fázi v kompozitu a síťovitou síť brusného zrna ukotveného uvnitř organického pojivového materiálu.
Příklady uskutečnění vynálezu
Pojené brusné nástroje
Pojené brusné nástroje podle vynálezu (brusné kotouče, brusné segmenty, brusné disky, brusné kameny a honovací brusy, na které se společně odkazuje jako na nástroje nebo kotouče) jsou charakterizované dříve neznámou kombinací struktury nástroje nebo kotouče a fyzikálními vlastnostmi. Jak se používá zde, odkazuje termín „struktura kotouče“ na objemové procento brusného zrna, pojivá a pórézity obsažené v brusném kotouči. „Třída“ tvrdosti kotouče odkazuje na písmenné označení dané chování kotouče při procesu broušení. Pro daný typ pojívaje třída funkcí pórézity kotouče, obsahu zrna a určitých fyzikálních vlastností, jako je vytvrzená měrná hmotnost, modul pružnosti a pronikání při pískování (to poslední je typičtější pro vitrifikované pojené kotouče). Třída kotouče předpovídá, jak odolný bude kotouč vůči opotřebení během broušení a jak tvrdě bude kotouč brousit, tj. o kolik energie bude nezbytné použít pro kotouč při daném procesu broušení. Písmenné označení pro třídu kotouče je stanovené podle stupnice tříd Norton Company známé ze stavu techniky, podle které jsou nejměkčí třídy označené A a nejtvrdší třídy jsou označené Z. Viz např. Howeův patent US 1,983,082 A. Porovnáním tříd kotouče může ten, kdo je znalý stavu techniky, obvykle nahradit specifikaci nového kotouče kotouč známý a předpovědět, že tento nový kotouč bude fungovat způsobem podobným známému kotouči.
Ve významném a neočekávaném odchýlení od těchto praktik jsou nástroje podle vynálezu charakterizované změnami jejich trojrozměrných, monolitických struktur kompozitu, zejména co do množství a charakteru tvořící složky pórézity, takže třída kotouče a struktura už předem nepředpovídají brusný výkon.
Když jsou vyrobené s organickým pojivém, mohou se nástroje podle vynálezu vyrábět podle vzorce tak, aby dával objemové procentuální struktury (např. porézita nad 30 % objemových),
-6CZ 305217 B6 které bylo obtížné nebo nemožné vyrábět metodami podle stavu techniky. Tyto nové struktury se mohou vyrábět bez obětování mechanické pevnosti, životnosti nástroje nebo výkonu nástroje. Podle jednoho výhodného způsobu se tyto struktury vyrábějí se směsí brusného zrna, ve které je většina brusného zrna ve formě aglomerátů brusného zrna s organickým pojícím materiálem, nějakým anorganickým pojícím materiálem nebo směsí těchto dvou.
Když je vyrobený s nějakým anorganickým pojivém, mohou se nástroje podle vynálezu vyrábět podle vzorce tak, aby dávaly struktury s identickým objemovým procentuálním obsahem (viz obrázek 3) jako konvenční nástroje, avšak při značně nižší, tj. alespoň o 10 % nižší hodnotou modulu pružnosti a často až o 50 % nižší hodnotou modulu pružnosti, bez jakékoli efektivní ztráty mechanické pevnosti. Nehledě na tento pokles tuhosti vykazují nástroje podle vynálezu při určitých brusných operacích přijatelné hodnoty rychlosti roztržení a značně lepší míry úběru materiálu. Podle jednoho výhodného postupu se tyto struktury zhotovují se směsí brusných zrn, ve které je většina brusného zrna ve formě aglomerátů brusného zrna s anorganickým pojícím materiálem.
Obrázky 1 až 5 ilustrují nové struktury nástrojů podle vynález. Obrázek 1 je temámí diagram označený dvěma zónami definujícími dvě sady kotoučů (kotouče podle stavu techniky a experimentální kotouče podle vynálezu) vyrobených s organickým pojivovým materiálem. Kotouče podle stavu techniky i kotouče podle vynálezu jsou stejně vhodné pro komerční použití pro brusné operace se silným stykem, přesné, rovinné nebo liniové broušení, jako je broušení disků nebo válců. Konvenční kotouče mají objemové % struktury v zóně ohraničené 38 až 52 % objem, zrna, 12 až 38 % objem, pojivá a 15 až 37 % objem, pórézity. Na rozdíl od toho mají kotouče podle vynálezu struktury v zóně ohraničené 24 až 49 % objem, zrna, 10 až 38 % objem, pojivá a 38 až 54 % objem, pórézity. Lze vidět, že kotouče podle vynálezu jsou vyrobené se značně méně brusného zrna než konvenční kotouče a obsahují relativně malá množství pojivá a relativně velká množství pórézity. Co nelze z diagramu vidět, je to, že kotouče podle vynálezu leží v oblasti na temámím diagramu, kde by se pro výrobu brusných kotoučů nemohly výrobní postupy podle stavu techniky použít. Techniky podle známého stavu techniky selhaly, když struktura trojrozměrného kompozitu během tepelného zpracování sedla, přičemž se zhroutily oblasti pórézity, nebo když kotouče podle stavu techniky ztratily dostatečnou mechanickou pevnost pro bezpečné použití při brusných operacích.
Obrázek 2 je temámí diagram ilustrující dvě sady kotoučů (kotouče podle stavu techniky a experimentální kotouče podle vynálezu) navržené pro komerční použití při brusných operacích se stykem v souvislé linii, jako je broušení válců. Kotouče podle stavu techniky se vyrábějí s organickým pojivovým materiálem a kotouče podle vynálezu se vyrábějí s organickým pojivovým materiálem a aglomeráty brusného zma obsahujícími anorganické pojící materiály. Kotouče podle vynálezu jsou nekonečně lepší oproti konvenčním kotoučům ve všech pracovních parametrech postupu broušení válců. Konvenční kotouče mají opět struktury v zóně ohraničené 38 až 53 % objem, zma, 12 až 38 % objem, pojivá a 15 až 37 % objem, pórézity. Na rozdíl od toho mají kotouče podle vynálezu struktury v zóně ohraničené 28 až 48 % objem, zma, 10 až 33 % objem, pojivá (součet organického pojivá v kotouči a anorganického pojícího materiálu v aglomerátech) a 38 až 53 % objem, pórézity. Je vidět, že se kotouče podle vynálezu mohou vyrábět se značně menším množstvím brusného zma a značně větším množstvím pórézity než konvenční kotouče. Co z tohoto diagramu vidět nelze, je to, že jsou kotouče podle vynálezu charakterizované mnohem měkčí třídy než u konvenčních kotoučů a nižší hodnoty modulu pružnosti než u konvenčních kotoučů (když se porovnávají s ekvivalentním objemovým procentuálním obsahem pojivového materiálu), ale vykazují značně lepší brusnou účinnost z hlediska životnosti kotouče, míry úběru materiálu a vibrací nebo odolnosti proti chvění kotouče.
Obrázek 3 je temámí diagram ilustrující dvě sady kotoučů (kotouče podle stavu techniky a experimentální kotouče podle vynálezu) vyrobené s anorganickým pojivovým materiálem a obojí vhodné pro komerční použití u brusných operací rovinných ploch s velkou stykovou plochou, jako je broušení s pomalým posuvem. Kotouče podle stavu techniky i kotouče podle vynálezu
-7CZ 305217 B6 mají obojí struktury v zóně ohraničené 22 až 46 % objem, zrna, 4 až 21 % objem, pojivá a 35 až 77 % objem, pórézity. Co nelze z diagramu vidět, je to, že při stejné objemové % struktuře mají kotouče podle vynálezu měkčí třídu a nižší hodnotu modulu pružnosti než kotouče konvenční, nicméně kotouče podle vynálezu vykazují z hlediska míry úběru materiálu a kvality obrobku značně lepší brusný výkon.
Obrázky 4 a 5 ilustrují změnu v množství a charakteru pórézity nástrojů podle vynálezu relativně vůči nástrojům konvenčním. Z obrázků 4 (stav techniky) a 5 (vynález) lze vidět, že porézita (tmavší oblasti) v kompozitu brusivá kotouče podle vynálezu je souvislá fáze vzájemně propojených kanálů. Brusné zrno a pojivo se jeví jako nitková síť, ve které je brusné zrno zakotveno v organických pojivových materiálech. Na rozdíl od toho mají konvenční kotouče v podstatě rovnoměrnou strukturu, ve které je porézita stěží viditelná a jasně přítomná jako nesouvislá fáze.
Podobným způsobem bylo pro anorganicky pojené nástroje podle vynálezu pozorováno, že porézita v brusném kompozitu zahrnuje vzájemně propojenou porézitu. Brusná zrna se u kotoučů podle vynálezu shlukují a jsou rozptýlená nepravidelně na rozdíl od pravidelného a rovnoměrného rozestoupení zrna v porovnávacích kotoučích podle stavu techniky, vyrobených s týmiž typy materiálů anorganického pojivá a zrna. Všechny složky kotoučů podle stavu techniky se zdají být rozprostřené rovnoměrným a homogenním způsobem napříč povrchem kotouče, kdežto všechny složky kotouče podle vynálezu jsou rozmístěné nepravidelně a struktura není homogenní. Jak by se očekávalo od kotouče s anorganickým pojivém (např. vitrifikovaným pojivém) a relativně malých velikostí brusné drti, které se u takového nástroje typicky používají, v porovnání s organickým pojivém a většími velikostmi drti ilustrovanými na obrázku 5, jsou kanály pórézity i síť brusného zrna a pojivá viditelně méně zřetelné u nástrojů s anorganickým pojivém než u nástrojů s organickým pojivém.
Různé vlastnosti materiálu pojených brusných nástrojů byly identifikovány jako vlastnosti, které se vztahují ke strukturám nového kompozitu, které jsou zde odhalené, a zahrnují mechanickou pevnost, modul pružnosti a měrnou hmotnost.
Vlastnosti mechanické pevnosti určují, jestli může být kompozit použit jako pojený brusný nástroj u komerční brusné operace. Protože se většina pojených brusných nástrojů používá ve formě abrazivních brusných kotoučů, je mechanická pevnost předpovídána zkoušením rychlosti roztržení kotouče, při kterém se kotouč namontuje na vřeteno uvnitř ochranné komoiy a pak se roztočí vzrůstající rychlostí, dokud se kompozit neporuší a kotouč se od sebe neroztrhne. Rychlost roztržení může být přepočítána na bod porušení od tahového napětí známými rovnicemi (např. Formulas for Stress and Strain, Raymond J. Roark, McGraw-Hill, 1965). Když například někdo předpokládá rotující disk se středovou dírou, nastává poškození u díry, kde je tahové napětí maximální.
σ = napětí v tahu nebo pevnost v roztržení (psi)
R = poloměr kotouče (in) p = měrná hmotnost kotouče (lbs/in3) r = poloměr díry (in) ω = úhlová rychlost (radián/sec) k = konstanta (386,4) υ = Poissonův koeficient (0,2) σ = '/4.(p.co2)/k . [(3+υ) .R2 + (l-o).r2]
Aplikování těchto vztahů na příklad brusného kotouče, na kotouč na broušení válců 36x4x12 palců (91,4x10,2x30,5 cm) o měrné hmotnosti 0,053 lbs/in3 (1,46 g/cm3) (obsahující 30 % brusi-8CZ 305217 B6 va + 22 % pojivá + 48 % objemu pórézity), když tento kotouč měl naměřenou rychlost roztržení
4000 sfpm (20,32 m/s), pak:
úhlová rychlost = 4000 fit/min = 44,4 radián/sec σ=1/4.(0,053.44,42)/386,4.[(3+0,2).362+(l-0,2).122] = 288 psi
Pokud by byla rychlost roztržení dvakrát tak velká (8000 sfpm (40,64 m/s) nebo 88,8 radián/sec), pak se napětí v tahu σ = 1153 psi v bodě, kde kompozit prodělává mechanické poškození.
Mechanická pevnost je zde tedy definovaná jako rychlost roztržení kotouče v povrchových stopách za minutu (nebo metrech za sekundu) pro brusné kotouče a, pokud pojený brusný nástroj není kotouč, jako naměřené napětí v tahu v bodě, kde kompozit prodělává úplné mechanické poškození.
Další vlastnost materiálu relevantní k pojeným brusným nástrojům podle vynálezu je měrná hmotnost nástroje. Organicky pojené nástroje podle vynálezu, jak by se dalo očekávat z objemových procentuálních složení jejich nových struktur, jsou méně husté než porovnatelné konvenční nástroje používané typicky v kterékoli dané brusné operaci. Tyto organicky pojené nástroje jsou charakterizované hustotou nebo měrnou hmotností méně než 2,2 g/cm3, výhodněji méně 2,0 g/cm3 a nejvýhodněji méně než 1,8 g/cm3. Jako takové jsou pro danou brusnou aplikaci (např. diskové broušení ocelových válců) asi o 20 až 35 % méně hutné a v průměru asi o 30 % méně hutné než porovnatelné konvenční nástroje používané při téže aplikaci.
Anorganicky pojené nástroje podle vynálezu jsou charakterizované porovnatelně nebo mírně nižšími měrnými hmotnostmi relativně vůči měrným hmotnostem porovnatelných konvenčních nástrojů. Například kotouče na broušení vnitřního průměru konvenčního typu mají obecně měrnou hmotnost kolem 1,97 až 2,22 g/cm3, zatímco porovnatelné nástroje podle vynálezu sahají asi od 1,8 do 2,2 g/cm3. Měrné hmotnosti u brusných kotoučů s pomalým posuvem podle vynálezu a porovnatelných konvenčních kotoučů sahají u obou asi od 1,63 do 1,99 g/cm3.
Avšak pro anorganicky pojené nástroje podle vynálezu jsou hodnoty modulu pružnosti značně nižší, alespoň o 10 %, s výhodou alespoň o 25 % a nejvýhodněji o 50 % nižší než hodnoty porovnatelných konvenčních nástrojů. Pro brusné kotouče vnitřního průměru sahá modul pružnosti nástrojů podle vynálezu od 25 do 50 GPa (hodnoty byly stanoveny strojem Grindosonic™ způsobem popsaným vJ. Peters, „Sonic Testing of Grinding Wheels“ Advances in Machine Tool Design and Research, Pergamon Press, 1968) na rozdíl od hodnot modulu pružnosti porovnatelného nástroje, které typicky sahají od 28 do 55 GPa. Podobně pro kotouče s pomalým posuvem sahají hodnoty modulu pružnosti u nástrojů podle vynálezu od 12 do 36 GPa, na rozdíl od hodnot modulu pružnosti porovnávacího nástroje, které typicky sahají od 16 do 38 GPa. Podobně pro nástrojařské kotouče (rovinné broušení nástrojů z tvrdokovů) sahá modul pružnosti nástrojů podle vynálezu od 12 do 30 Gpa, na rozdíl od hodnot modulu pružnosti porovnávacího nástroje, které typicky sahají od 16 do 35 GPa. Čím je obecně pro vybranou brusnou aplikaci vyšší třída porovnatelného konvenčního nástroje potřebného pro tuto aplikaci, tím větší je sestupný posun hodnoty modulu pružnosti anorganicky pojeného nástroje podle vynálezu, který odevzdává u této aplikace stejný nebo lepší výkon. Z toho plyne, že čím je pro vybrané brusné aplikace vyšší objemové % brusného zrna v porovnatelném konvenčním nástroji potřebném pro tuto aplikaci, tím větší je sestupný posun hodnoty modulu pružnosti anorganicky pojeného nástroje podle vynálezu, který odevzdává u této aplikace stejný nebo lepší výkon.
Pojené brusné nástroje podle vynálezu mají neobvykle porézní strukturu vzájemně propojené pórézity, což činí nástroj propustný pro proud tekutiny a tato pórézita se vlastně stává souvislou fází uvnitř brusného kompozitu. Množství vzájemně propojené pórézity se stanovuje měřením permeability tekutiny nástroje v souladu s postupem podle patentu US A-5,738,696. Jak se používá zde, Q/P = tekutinová permeabilita brusného nástroje, kde Q znamená průtokovou rychlost
-9CZ 305217 B6 vyjádřenou jako cm3 proudu vzduchu a P znamená tlakový rozdíl. Výraz Q/P reprezentuje tlakový rozdíl naměřený mezi strukturou brusného nástroje a atmosférou při dané rychlosti proudění tekutiny (např. vzduchu). Tato relativní permeabilita Q/P je proporcionální k součinu objemu pórů a čtverci velikosti póru. Větší velikosti pórů jsou výhodné. Geometrie pórů a velikost brusného zrna jsou další faktory působící na Q/P, přičemž větší velikost drti dává vyšší relativní permeabilitu.
Brusné nástroje použitelné u vynálezu jsou charakterizované vyššími hodnotami permeability tekutin než u porovnatelných nástrojů podle stavu techniky. Jak se používají zde, jsou „porovnatelné nástroje podle stavu techniky“ nástroje vyrobené s týmž brusným zrnem a pojivovými materiály při téže porézitě a objemových procentech jako nástroje podle vynálezu. Obecně mají brusné nástroje podle vynálezu hodnoty permeability tekutin asi o 25 až 100 % vyšší, než jsou hodnoty porovnatelných brusných nástrojů podle stavu techniky. Tyto brusné nástroje jsou s výhodou charakterizované hodnotami tekutinové permeability alespoň o 10 % vyššími, výhodněji alespoň o 30 % vyššími než u porovnatelných nástrojů podle stavu techniky.
Přesné relativní parametry permeability tekutin pro jednotlivé velikosti a tvary aglomerátů, typy pojivá a úrovně porézity mohou být praktikem stanoveny aplikováním D'Arcyho zákona na empirická data pro daný typ brusného nástroje.
Porézita uvnitř brusného kotouče vzniká zvolného rozmístění zajištěného přirozenou sypnou hustotou složek nástroje, zejména aglomerátů brusivá, a případně také přidáním menšího množství konvenčního média způsobujícího póry. Vhodné médium způsobující póry zahrnuje, avšak neomezuje se na duté skleněné kuličky, duté kuličky nebo perly plastického materiálu nebo organických sloučenin, částic pěnového skla, bublinkový mullit a bublinkovou aluminu a jejich kombinace. Nástroje se mohou vyrábět s induktory porézity s otevřenými buňkami, jako jsou perly naftalenu, skořápky vlašských ořechů nebo jiné organické granule, které během vypalování nástroje vyhoří, aby zanechaly uvnitř matrice nástroje prázdné prostory, nebo se mohou vyrábět s médiem způsobujícím uzavřené buňky nebo duté póry (např. dutými skleněnými kuličkami). Výhodné brusné nástroje bud’ neobsahují médium induktoru přidaných pórů, nebo obsahují menší množství (tj. méně než 50 objemových %, s výhodou méně než 20 objemových % a nejvýhodněji méně než 10 objemových % porézity nástroje) média induktoru přidané porézity. Množství a typ induktoru přidaných pórů musí být účinné, aby poskytlo brusný nástroj s obsahem porézity, z něhož je alespoň 30 % objemu vzájemně propojená porézita.
Pojené brusné nástroje podle vynálezu, které mají tyto materiálové vlastnosti a strukturální charakteristiky, se s výhodou vyrábějí procesem, při kterém byla většina brusného zrna aglomerována s pojícím materiálem před tím, než se promíchané složky nástroje vyformují a tepelně vytvrdí do formy brusného kompozitu. Tyto aglomeráty brusného zrna se mohou vyrábět s anorganickými pojícími materiály nebo s organickými pojícími materiály.
Aglomeráty brusivá vyrobené s organickými pojícími materiály
Aglomeráty vyrobené s organickými pojícími materiály, které jsou použitelné u vynálezu, jsou trojrozměrné struktury nebo granule zahrnující vytvrzené kompozity brusného zrna a pojícího materiálu. Výhodný je kterýkoli z termosetických, polymemích pojících materiálů používaných obecně v průmyslu brusných nástrojů jako pojivá pro organicky pojená brusivá, povlékaná brusivá a podobně. Takové materiály zahrnují fenolické pryskyřicové materiály, epoxidové pryskyřicové materiály, fenolformaldehydové pryskyřicové materiály močovinoformaldehydové pryskyřicové materiály, melaminformaldehydové pryskyřicové materiály, akrylové pryskyřicové materiály, pryskyřicové kompozice modifikované pryží, plněné kompozice a jejich kombinace. Aglomeráty vyrobené s organickým pojícím materiálem mají volnou sypnou hustotu (LPD) < 1,5 g/cm3, s výhodou méně než 1,3 g/cm3, průměrný rozměr 2 až 10-ti násobek průměrné velikosti brusné drti nebo kolem 200 až 3000 mikrometrů a obsah porézity kolem 1 až 50 %, s výhodou 5 až 45 % a nej výhodněji 10 až 40 % objemu.
- 10CZ 305217 B6
Hlavní část (tj. alespoň 50 % objemových) pórézity uvnitř aglomerátů je přítomná jako pórézita, která je propustná pro proud kapalné fáze organického pojivového materiálu do aglomerátů během tepelného vytvrzování lisovaných, pojených brusných nástrojů podle vynálezu.
Brusné zrno výhodné u aglomerátů vyrobených buď s organickými, nebo anorganickými pojícími materiály může zahrnovat jedno nebo více z brusných zrn známých pro použití u brusných nástrojů, jako jsou zrna aluminy včetně tavené aluminy, slinuté a sol-gel slinuté aluminy, slinutého bauxitu a podobně, karbidu křemíku, oxidu hlinitého-oxidu zirkoničitého, aluminoxynitridu, oxidu ceričitého, suboxidu boru, granátu, pazourku, diamantu včetně přírodního i syntetického diamantu, kubického nitridu bóru (CBN) ajejich kombinací. Může se použít jakákoli velikost nebo tvar brusného zrna. Zrno může například zahrnovat některá (např. méně než 10 % objemových z celkového brusného zrna v nástroji) podlouhlá zrna slinuté sol-gel aluminy, která mají vysoký štíhlostní poměr, toho typu, který je zveřejněný v patentu US 5,129,919. Velikosti zrna vhodné zde pro použití sahají od pravidelných brusných drtí (např. větší než 60 a do 7000 mikrometrů) do mikroabrazivních drtí (např. 0,5 až 60 mikrometrů) a směsí těchto velikostí. Pro danou abrazivní brusnou operaci může být žádoucí aglomerovat brusné zrno o velikosti částic menších, než je velikost drti (neaglomerovaného) brusného zrna zvoleného normálně pro tuto abrazivní brusnou operaci. Například brusivém aglomerované velikosti drti 80 může být nahrazeno brusivo drti 54, aglomerovanou drtí 100 brusivo drti 60 a aglomerovanou drtí 120 brusivo drti 80. Jak se používá zde, míní se velikostí drti velikosti brusného zrna na stupnici drti Norton Company. Aglomeráty brusivá vyrobené s anorganickými pojícími materiály
Aglomeráty vyrobené s anorganickými pojícími materiály, které jsou vhodné u vynálezu, jsou trojrozměrné struktury nebo granule, které zahrnují slinuté porézní kompozity brusného zrna a keramického nebo vitrifikovaného pojícího materiálu. Tyto aglomeráty mají volnou sypnou hustotu (LPD) < 1,6 g/cm3, průměrný rozměr kolem 2 až 20krát průměrná velikost drti brusivá a pórézitu kolem 30 až 88 %, s výhodou 30 až 60 % objemu. Aglomeráty brusného zrna mají s výhodou hodnotu minimální pevnosti rozdrcení 0,2 MPa.
Výhodná velikost slinutého aglomerátu pro typická zrna brusivá sahá asi od 200 do 3000, výhodněji 350 do 2000 a nej výhodněji 425 do 1000 mikrometrů středního průměru. Pro mikroabrazivní zrno sahá výhodně velikost slinutého aglomerátu od 5 do 180, výhodněji 20 do 150 a nejvýhodněji 70 do 120 mikrometrů středního průměru.
Brusné zrno je přítomné přibližně v 10 až 65 % objemových, výhodněji 35 až 55 % objemových a nejvýhodněji 48 až 52 % objemovými aglomerátu.
Pojící materiály užitečné pro výrobu aglomerátů zahrnují s výhodou keramické a vitrifikované materiály, s výhodou druhu používaného jako pojivové systémy pro brusné nástroje pojené vitrifikovaným pojivém. Tyto vitrifikované pojivové materiály mohou být předvypálené sklo, které bylo rozdrceno na prášek (frita) nebo nějaká směs různých surových materiálů, jako je jíl, živec, vápno, borax a soda, nebo nějaká kombinace fritovaných a surových materiálů. Takovéto materiály se taví a tvoří kapalnou skelnou fázi při teplotách, které sahají asi od 500 do 1400 °C a smáčejí povrch brusného zrna, aby vytvořily po ochlazení pojící místa a tak držely brusné zrno ve struktuře kompozitu. Příklady vhodných pojících materiálů pro použití u aglomerátů jsou udané v tabulce 2 níže. Výhodné pojící materiály jsou charakterizované viskozitou kolem 345 až 55 300 poise při 1180 °C a teplotou tavení kolem 800 až 1300 °C. Avšak v závislosti na uvažovaných použitích nástrojů a požadovaných vlastnostech se aglomeráty mohou vyrábět s jedním nebo více anorganickými materiály vybranými ze skupiny sestávající z vitrifikovaných pojivových materiálů, keramických pojivových materiálů a kovových pojivových materiálů a jejich kombinací.
- 11 CZ 305217 B6
Podle jednoho výhodného provedení je pojící materiál kompozice vitrifikovaného pojivá obsahující kompozici vypálených oxidů ze 71 % hmotn. SiO2 a B2O5, 14 % hmotn. A12O3, méně než 0,5 % hmotn. oxidů alkalických zemin a 13 % hmotn. oxidů alkálií.
Podle dalšího výhodného provedení může být pojící materiál nějaký keramický materiál zahrnující avšak neomezený na siliku, alkálii, alkalickou zeminu, smísené alkálie a křemičitany alkalických zemin, křemičitany hliníku, křemičitany zirkonu, hydratované křemičitany, hlinitany, oxidy, nitridy, oxynitridy, karbidy, oxykarbidy a jejich kombinace a deriváty. Obecně se keramické materiály odlišují od skelných nebo vitrifikovaných materiálů v tom, že keramické materiály obsahují krystalické struktury. Některé skelné fáze mohou být přítomné v kombinaci s krystalickými strukturami, zejména v keramických materiálech v nevypáleném stavu. Mohou se zde použít keramické materiály v surovém stavu, jako jsou jíly, cementy a minerály. Příklady specifických keramických materiálů vhodných zde pro použití zahrnují, avšak nejsou omezené na siliku, křemičitany sodíku, mullit a další hlinitokřemičitany, oxid zirkoničitý-mullit, hlinitan hořečnatý, křemičitan hořečnatý, křemičitany zirkonu, živec a další alkalické hlinitokřemičitany, spinely, hlinitan vápenatý, hlinitan hořečnatý a další alkalické hlinitany, oxid zirkoničitý, oxid zirkoničitý stabilizovaný yttriem, oxid hořečnatý, oxid vápenatý, oxid céru, oxid titaničitý nebo další přísady vzácných zemin, talek, oxid železa, oxid hliníku, bohemií, oxid bóru, oxid céru, oxynitrid aluminy, nitrid bóru, nitrid křemíku, grafit a kombinace těchto keramických materiálů.
Určité z těchto keramických pojících materiálů (např. křemičitan sodný) nevyžadují pro vytvoření aglomerátů brusného zrna tepelné zpracování. K brusnému zrnu se může přidat roztok pojícího materiálu a výsledná směs se může vysušit, aby se zrna k sobě přichytila jako aglomeráty.
Anorganický pojící materiál se používá v práškové formě a může se přidávat ke kapalnému vehikulu, aby se během výroby aglomerátů zajistila rovnoměrná, homogenní směs pojícího materiálu s brusným zrnem.
Disperze organických pojiv se s výhodou přidává k práškovým složkám anorganického pojícího materiálu jako pomocné tvářecí nebo procesní prostředky. Tato pojivá mohou zahrnovat dextriny, škrob, zvířecí proteinový klih nebo jiné typy klihu, nějakou kapalnou složku, jako je voda, rozpouštědlo, modifikátory viskozity nebo pH, a mísící pomocné prostředky. Použití organických pojiv zlepšuje stejnoměrnost aglomerátů, zejména stejnosměmost rozptýlení pojícího materiálu na zrnu a strukturální kvalitu předvypálených nebo surových aglomerátů a také kvalitu vypáleného brusného nástroje obsahujícího tyto aglomeráty. Protože pojivá během vypalování aglomerátů vyhoří, nestávají se částí konečného aglomerátů ani dokončeného brusného nástroje.
Ke směsi se může přidat nějaký anorganický povlak zlepšující adhezi, aby zlepšil přilnutí pojících materiálů k brusnému zrnu, jak je potřeba pro zlepšení kvality směsi. Tento anorganický povlak zlepšující adhezi může být použit při přípravě aglomerátů s nějakým organickým pojivém nebo bez něho.
Anorganický pojící materiál je přítomný asi v 0,5 až 15 % objemových, výhodněji 1 až 10% objemových a nejvýhodněji 2 až 8 % objemových aglomerátů.
Měrná hmotnost aglomerátů s anorganickým pojícím materiálem může být vyjádřena řadou způsobů. Sypná hmotnost aglomerátů může být vyjádřena jako LPD. Relativní měrná hmotnost aglomerátů může být vyjádřena jako procento relativní měrné hmotnosti nebo jako poměr relativní měrné hmotnosti nebo jako poměr relativní měrné hmotnosti aglomerátů ke složkám použitým pro výrobu aglomerátů, což se bere v úvahu objem vzájemně propojené porézity v aglomerátech.
Počáteční průměrná relativní měrná hmotnost vyjádřená jako procento se může vypočítat vydělením LPD (p) teoretickou měrnou hmotností aglomerátů (p0) předpokládající nulovou porézitu. Teoretická měrná hmotnost se může vypočítat podle metody volumetrického pravidla směsí z hmotnostních procent a měrné tíhy pojícího materiálu a brusného zrna obsaženého v aglomerá- 12CZ 305217 B6 těch. Pro slinuté anorganické aglomeráty podle vynálezu je maximální procentuální relativní měrná hodnot 50 % objemových, přičemž maximální procentuální relativní měrná hmotnost 30 % objemových je výhodnější.
Relativní měrná hmotnost se může měřit technikou objemu přemístění tekutiny, aby se zahrnula vzájemně propojená porézita a vyloučila porézita uzavřených buněk. Relativní měrná hmotnost je poměr objemu slinutých anorganických aglomerátů naměřená přemístěním tekutiny k objemu materiálů použitých pro výrobu těchto slinutých anorganických aglomerátů. Objem materiálů použitých pro výrobu aglomerátů je míra zdánlivého objemu založeného na množstvích a sypných hustotách brusného zrna a pojivového materiálu použitého pro výrobu aglomerátů. Pro tyto anorganické slinuté aglomeráty je maximální relativní měrná hmotnost aglomerátů s výhodou 0,7, přičemž výhodnější je maximální relativní měrná hmotnost 0,5.
Způsob výroby aglomerátů brusivá
Aglomeráty se mohou tvarovat širokou škálou technik do řady velikostí a tvarů. Tyto techniky se mohou provádět před, při nebo po vypálení směsi zrna a pojícího materiálu v počátečním neboli surovém stavu. Na výhodný krok ohřívání směsi, aby se vyvolalo, že se pojící materiál roztaví a poteče, takže pojící materiál přilne k zrnu a zafixuje zrno v aglomerované formě, se zde může odkazovat jako na vytvrzování, vypalování, kalcinování nebo slinování. Pro přípravu aglomerátů brusivá se může použít jakýkoli postup aglomerování směsí částic známý ze stavu techniky.
Podle prvního provedení postupu, který se pro výrobu aglomerátů s organickými pojícími materiály používá zde, se počáteční směs zrna a pojícího materiálu aglomeruje před vytvrzením směsi, aby se vytvořila relativně řídká mechanická struktura, na kterou se odkazuje jako na „surové aglomeráty“.
Pro realizaci tohoto prvního provedení se může brusné zrno a pojící materiál aglomerovat v surovém stavu řadou odlišných technik, např. v korytovém peletizéru, a poté přivádět do pece při 140 až 200 °C pro tepelné vytvrzení. Surové aglomeráty se mohou umístit do vany nebo na regál a vytvrdit v peci při převracení nebo bez něho v kontinuálním nebo přetržitém procesu. Tepelné zpracování se může provádět v zařízení s fluidním ložem přiváděním surového aglomerovaného zrna do lože. Infračervené nebo ultrafialové vytvrzování se může provádět na vibračním stole. Použít se mohou i kombinace těchto procesů.
Brusné zrno se může dopravovat do míchací pánve, mísit s organickými pojícími materiály, poté zvlhčit rozpouštědlem, aby pojící materiál kzmu přilnul, prosát na velikost aglomerátů a pak vytvrdit v nějaké peci nebo rotačním sušicím zařízení.
Peletizování na pánvi se může provádět přidáváním zrna do vany míchačky a měřením kapalné složky obsahující pojící materiál (např. vodu nebo organické pojivo a vodu) na zrno s mícháním pro jejich aglomerování k sobě.
Na směs zrna a pojícího materiálu se může rozprášit nějaké rozpouštědlo pro povlečení zrna pojícím materiálem, zatímco se míchají, a potom se může povlékané zrno znovu získat pro vytvoření aglomerátů.
Pro vytlačování pasty zrna a pojícího materiálu na velikosti a tvary, které se suší do formy aglomerátů se může použít zařízení na nízkotlaké vytlačování. Pasta může být vyrobena z pojících materiálů a zrna s nějakým roztokem organického pojivá a vytlačována do protáhlých částic zařízením a postupem zveřejněným v US-A-4,393,021.
Při procesu suché granulace se může sušit tenký plát nebo blok vyrobený z brusného zrna uloženého v disperzi nebo pastě pojícího materiálu a pak se může pro rozlámání kompozitu zrna a pojícího materiálu použít válcový lis.
- 13 CZ 305217 B6
Podle jiné metody výroby surových nebo výchozích aglomerátů se může směs organického pojícího materiálu a zrna přidat k nějakému formovacímu prostředku a tato směs se může vyformovat do formy přesných tvarů a velikostí, například způsobem zveřejněným v patentu US 6,217,413 Bl.
Podle druhého provedení procesu, který je zde použitelný pro vyrobení aglomerátů, se do rotačního kalcinačního zařízení přivádí jednoduchá směs zrna a organického pojícího materiálu. Tato směs se omílá v bubnu při předem stanovených otáčkách za minutu a zároveň při předem stanoveném sklonu a při aplikaci tepla. Aglomeráty se tvarují, když se směs pojícího materiálu ohřívá, taví a teče a ulpívá na zrnu. Kroky vypalování a aglomerace se provádějí současně při kontrolovaných rychlostech a objemech plnění a aplikace tepla. Podle jednoho výhodného postupu se proces aglomerace provádí metodami popsanými v příbuzné prioritní patentové přihlášce US spisu 10/120,969 podané 11. dubna 2002.
Když se aglomeruje brusné zrno s pojícími materiály s nižší teplotou vytvrzování (např. kolem asi od 145 přibližně do 500 °C), může se použít některé alternativní provedení tohoto rotačního pecního zařízení. Toto alternativní provedení, rotační sušárna, je vybavené pro přivádění ohřátého vzduchu do výstupního konce trubky, aby ohříval směs surového aglomerovaného brusného zrna a vytvrzoval pojící materiál a vázal ho kzmu. Jak se používá zde, zahrnuje výraz „rotační kalcinační pec“ taková rotační sušicí zařízení.
Aglomeráty brusného zrna s anorganickými pojícími materiály mohou být uskutečňovány metodami popsanými v příbuzné prioritní patentové přihlášce US, spisová značka 10/120,969, podané 11. dubna 2002 a postupy popsanými zde v příkladech.
Brusné nástroje vyrobené s brusnými aglomeráty
Pojené brusné nástroje vyrobené s aglomeráty zahrnují abrazivní brusné kotouče, segmentové kotouče, disky, honovací kameny, kameny a další tuhé, monolitické nebo segmentové, tvarované brusné kompozity. Tyto brusné nástroje podle vynálezu obsahují s výhodou kolem 5 až 70 % objemových, výhodněji 10 až 6 % objemových a nejvýhodněji 20 až 52 % objemových aglomerátů brusného zrna vztaženo na celkový objem brusného kompozitu. Od 10 do 100 % objemových, s výhodou 30 až 100 objemových % a alespoň 50 % objemových brusného zrna v nástroji je ve formě množství (např. 2 až 40 změní) brusných zrn aglomerovaných spolu s pojícím materiálem.
Nástroje podle vynálezu mohou případně obsahovat přidaná sekundární brusná zma, plniva, brusné přídavné prostředky a média indukující póry a kombinace těchto materiálů. Celkové % objemové brusného zma v nástrojích (aglomerované i neaglomerované zrno) může sahat asi od 22 přibližně do 48 % objemových, výhodněji asi od 26 do přibližně 44 % objemových a nej výhodněji od asi 30 do přibližně 40 % objemových nástroje.
Měrná hmotnost a tvrdost brusných nástrojů jsou určovány výběrem aglomerátů, typu pojivá a dalších složek nástroje, obsahu porézity spolu s velikostí a typem formy a zvoleným procesem lisování. Tyto pojené brusné nástroje mají s výhodou měrnou hmotnost méně než 2,2 g/cm3, výhodněji méně než 2,0 g/cm3 a nejvýhodněji méně než 1,8 g/cm3.
Když se použije sekundární brusné zmo v kombinaci s aglomeráty brusivá, poskytují sekundární brusná zma s výhodou od asi 0,1 do přibližně 90 % objemových celkového brusného zma nástroje a výhodněji od asi 0,1 do asi 70% objemových a nejvýhodněji 0,1 až 50% objemových. Vhodná sekundární brusná zma zahrnují, avšak nejsou omezená na, různé oxidy hliníku, sol gel aluminu, slinutý bauxit, karbid křemíku, přirozený oxid hlinitý-přirozená oxid zirkoničitý, oxynitrid hliníku, oxid ceričitý, suboxid bóru, kubický nitrid bóru, diamant, zma pazourku a granátu a jejich kombinace.
- 14CZ 305217 B6
Výhodné brusné nástroje podle stávajícího vynálezu jsou pojené nějakým organickým pojivém. Pro použití zde může být vybráno kterékoli z různých pojiv známých ze stavu techniky výroby brusných nástrojů. Příklady vhodných pojiv a pojivových plnících materiálů mohou být nalezeny v patentech US 6,015,338 A, US 5,912,216 a US 5,611,827, jejichž obsahy jsou sem zahrnuty jako odkazy. Vhodná pojivá zahrnují fenolické pryskyřice různých typů, případně se zesíťovacím činidlem, jako je hexa-methylen tetramin, epoxydové pryskyřicové materiály, polyimidové pryskyřicové materiály, fenol formaldehyd, močovinoformaldehydové a melaminformaldehydové pryskyřicové materiály, akrylové pryskyřicové materiály a jejich kombinace. Mohou zde být také použity další termosetické pryskyřicové kompozice.
K práškovým složkám pojivá mohou být přidávána organická pojivá nebo rozpouštědla, jako jsou formovací nebo procesní pomocné prostředky. Tato pojivá mohou zahrnovat furfural, vodu, modifikátory viskozity nebo pH a mísící pomocné prostředky. Použití pojiv zlepšuje často rovnoměrnost kotouče a strukturní kvalitu předvypáleného nebo surového vylosovaného kotouče i vypáleného kotouče. Protože se většina z pojiv během vytvrzování odpaří, nestávají se součástí konečného pojivá nebo brusného nástroje.
Organicky pojené brusné nástroje podle vynálezu mohou zahrnovat kolem 10 až 50 % objemových, výhodněji 12 až 40 % objemových a nejvýhodněji 14 až 30 % objemových pojivá. Toto pojivo je situované uvnitř trojrozměrného kompozitu brusivá, takže první fáze brusných zrn a pojivá obsahuje méně než 10 % objemových porézity a výhodně méně než 5 % objemových porézity. Tato první fáze se objevuje uvnitř matrice kompozitu organicky pojených brusných nástrojů jako síťovaná síť brusného zrna ukotvená v organicky pojeném materiálu. Obecně je žádoucí mít první fázi uvnitř trojrozměrného kompozitu, kterého, co možná hutného, lze dosáhnout v rámci omezení materiálů a výrobních procesů.
Společně s aglomeráty brusného zrna a pojivá zahrnují tyto nástroje kolem 38 až 54 % objemových porézity, přičemž tato porézita je souvislá fáze obsahující alespoň 30 % objemových vzájemně propojené porézity. Výhodné organicky pojené brusné nástroje mohou obsahovat 24 až 48 % objemových brusného zrna, 10 až 38 % objemových organického pojivá a 38 až 54 % objemových porézity.
Tyto organicky pojené nástroje mají minimální rychlost roztržení 4000 sfpm (20,32 m/s), s výhodou 6000 sfpm (30,48 m/s).
Podle jednoho výhodného provedení mohou organicky pojené brusné nástroje obsahovat jako první fázi 26 až 40 % objemových brusných zrn pojených 10 až 22 % objemových organického pojivového materiálu a méně než 10 % objemových porézity a druhou fázi sestávající z 38 až 50 % objemových porézity.
Když se vyrábějí s aglomeráty zrna a organických pojících materiálů, mohou organicky pojené brusné nástroje obsahovat jako první fázi 24 až 42 % objemových brusných zrn pojených 18 až 38 % objemovými organického pojivového materiálu a méně než 10% objemových porézity a druhou fázi sestávající z 38 až 54 % objemových porézity.
Když jsou vyrobené s aglomeráty zrna a anorganických pojících materiálů, mohou organicky pojené brusné nástroje obsahovat jako první fázi 28 až 48 % objemových zrna pojeného 10 až 33 % objemovými pojivá (součet organického pojivá v kotouči a anorganického pojícího materiálu v aglomerátech) a druhou fázi sestávající z 38 až 53 % objemových porézity. Tento nástroj s výhodou zahrnuje minimálně 1 % objemové anorganického pojivového materiálu a nejvýhodněji zahrnuje 2 až 12 % objemových anorganického pojivového materiálu. Takové nástroje mají s výhodou hodnotu maximálního modulu pružnosti 10 GPa a minimální rychlost roztržení 6000 sfpm (30,48 m/s). Když se hodnotí na stupnici tříd Norton Company, mají tyto brusné nástroje třídu tvrdosti mezi A a H a tato třída tvrdosti je alespoň o jednu třídu jemnější než třída
- 15CZ 305217 B6 jinak identického konvenčního nástroje vyrobeného s brusnými zrny, která nebyla vzájemně aglomerována nějakým anorganickým pojivovým materiálem.
Příležitostně zahrnuje organicky pojený brusný nástroj směs řady zrn aglomerovaných k sobě nějakým anorganickým pojivovým materiálem a řadu zrn aglomerovaných k sobě nějakým organickým pojivovým materiálem.
Když jsou vyrobené s anorganickým pojivém a aglomeráty zrna a anorganických pojících materiálů, mohou pojené brusné nástroje obsahovat trojrozměrný kompozit (a) 22 až 46 % objem, brusných zrn pojených 4 až 20 % objem, anorganického pojivového materiálu; a (b) 40 až 68 % objem, vzájemně propojené pórézity; kde je většina brusných zrn přítomná jako nepravidelné prostorové shluky uvnitř kompozitu. Tyto pojené brusné nástroje mají hodnoty modulu pružnosti, které jsou alespoň o 10 % nižší než hodnoty modulu pružnosti, které jsou alespoň o 10 % nižší než hodnoty modulu pružnosti pro jinak shodné konvenční nástroje, které mají pravidelně rozprostřená brusná zrna uvnitř trojrozměrného kompozitu, a ty vykazují minimální rychlost roztržení 4000 sfpm (20,32 m/s). S výhodou 6000 sfpm (30,48 m/s). Výhodné anorganicky pojené brusné nástroje zahrnují 22 až 40 % objem, brusných zrn pojených 8 až 20 % objem anorganického pojivového materiálu a 40 až 68 % objem vzájemně propojené pórézity.
Podle jednoho výhodného provedení obsahují anorganicky pojené brusné nástroje 34 až 42 % objem, brusných zrn pojených 6 až 12 % objem, anorganického pojivového materiálu a 46 až 58 % objem, vzájemně propojené pórézity. Tyto nástroje jsou vyrobené s vitrifikovaným pojivovým materiálem, jsou v podstatě bez brusných zrn s vysokým poměrem štíhlosti a plniv a tyto nástroje se tvarují a vypalují bez přidávání materiálů indukujících pórézitu během výroby. Výhodné brusné nástroje pojené vitrifikovaným pojivém jsou kotouče, která mají třídu tvrdosti mezi A a M na stupnici tříd Norton Company, a tato třída tvrdosti je alespoň o jednu třídu jemnější, než je třída jinak identického konvenčního nástroje, který má brusná zrna uvnitř trojrozměrného kompozitu rozmístěná pravidelně. Tyto výhodné brusné nástroje pojené vitrifikovaným pojivém jsou charakterizované hodnotou modulu pružnosti, která je alespoň o 25 % nižší, s výhodou alespoň o 40 % nižší, než hodnota modulu pružnosti jinak identického konvenčního nástroje, který má brusná zrna uvnitř trojrozměrného kompozitu rozmístěná pravidelně, a minimální rychlost roztržení 6000 sfpm (30,48 m/s).
Výhodné brusné nástroje pojené vitrifikovaným pojivém vyrobené s aglomeráty zrna v anorganických pojících materiálech zahrnují brusné kotouče s vnitřním průměrem obsahující 40 až 52 % objem, brusného zrna a mající hodnotu modulu pružnosti 25 až 50 GPa. Zahrnuté jsou také brusné kotouče pro rovinné broušení pro nástrojařské aplikace, které obsahující 39 až 52 % objem, brusného zrna a mají hodnotu modulu pružnosti 15 až 36 GPa, a brusné kotouče s pomalým přísuvem, které obsahují 30 až 40 % objem, brusného zrna a mají hodnotu modulu pružnosti 8 až 25 GPa.
Aby se získala vhodná mechanická pevnost u organicky pojeného brusného nástroje během výroby nástroje a během použití nástroje při brusných operacích, alespoň 10 % objemových celkové pojivové složky musí sestávat z přidaného organického pojivá a nemůže to být pojící materiál použitý v aglomerátech.
Brusné kotouče se mohou formovat a lisovat jakýmikoli prostředky známými ze stavu techniky, včetně technik lisování zahorka, zatepla a zastudena. Pozornost se musí věnovat výběru lisovacího tlaku pro tvarování surových kotoučů, aby se buď vyvarovalo rozdrcení aglomerátů nebo rozdrtilo řízené množství aglomerátů (tj. 0 až 75 % hmotnosti aglomerátů) a zachovala se trojrozměrná struktura zbývajících aglomerátů. Vhodný aplikovaný tlak pro výrobu kotoučů podle vynálezu závisí na tvaru, velikosti, tloušťce a složce pojivá brusného kotouče a na formovací teplotě. U běžných výrobních procesů může maximální tlak sahat od přibližně 500 do 10 000 lbs/sq. in (35 až 704 kg/cm2). Tvarování a lisování se výhodně uskutečňují asi při 53 až 422 kg/cm2, výhodněji při 42 až 352 kg/cm2. Aglomeráty podle vynálezu mají dostatečnou
- 16CZ 305217 B6 mechanickou pevnost, aby odolaly formovacím a lisovacím krokům prováděným při typických komerčních výrobních procesech při výrobě brusných nástrojů.
Brusné kotouče se mohou vytvrzovat postupy známými těm, kdo jsou znalí stavu techniky. Vytvrzovací podmínky jsou primárně určovány aktuálním použitým pojivém a brusivý a typem pojícího materiálu obsaženého v aglomerátů brusného zrna. V závislosti na chemickém složení zvoleného pojivá se může organické pojivo vypalovat při 150 až 250 °C, s výhodou 160 až 200 °C, aby se poskytly nezbytné mechanické vlastnosti pro komerční použití při brusných operacích.
Výběr vhodného organického pojivá bude záviset na tom, jaký proces aglomerace se použije a zda-li je žádoucí vyhnout se zatékání ohřátého organického pojivá do vnitroaglomerátových pórů.
Organicky pojené nástroje se mohou míchat, tvarovat a vytvrzovat podle různých zpracovacích postupů a s různými poměry složek brusného zrna nebo aglomerátů, pojivá a pórézity, jak jsou známé ve stavu techniky. Vhodné výrobní techniky pro zhotovování organicky pojených brusných nástrojů jsou zveřejněné v patentech US 6,015,338 A, US 5,912,216 a US 5,611,827.
Vhodné výrobní techniky pro zhotovení brusných nástrojů pojených vitrifikovaným pojivém (nebo jiným anorganickým pojivém) podle vynálezu jsou popsané v příbuzné prioritní patentové přihlášce US spisové značky 10/120,969 podané 11. dubna 2002, v příkladech uvedených zde a například v patentech US 5,738,696 A a US 5,738,697 A.
Brusné aplikace
Brusné nástroje podle vynálezu jsou obzvlášť účinné u brusných aplikací, které mají během broušení velkoplošný styk nebo protáhlý souvislý styk mezi brusným nástrojem a obrobkem. Takové brusné operace zahrnují, avšak nejsou omezené na broušení válců a disků, broušení s pomalým posunem, broušení vnitřního průměru, nástrojařské broušení a jiné přesné brusné operace.
Operace jemného broušení nebo leštící operace využívající mikrometrické nebo submikrometrické brusné zrno budou profitovat z použití nástrojů vyrobených s aglomeráty podle vynálezu. Relativně vůči konvenčním superfinišovacím nebo leštícím nástrojům a systémům budou nástroje podle vynálezu vyrobené s aglomeráty s tak jemnou drtí brusivá erodovat při nižších brusných silách a s malým nebo žádným poškozením povrchu obrobku během přesných dokončovacích operací (např. pro získání zrcadlových povrchových úprav na skleněných nebo keramických součástkách). Životnost nástroje zůstává dostatečná díky aglomerovaným strukturám uvnitř trojrozměrné matrice tělesa nástroje.
Díky vzájemně propojené porézitě těchto nástrojů je při broušení válců a disků zvýšený přívod chladivá a odvod třísek, což má za následek chladnější brusné operace, méně frekventované orovnávání nástroje, menší tepelné poškození obrobku a menší opotřebení brusky. Protože brusná zrna o menší velikosti drti dávají u aglomerované formy brusnou účinnost zrna o větší velikosti drti, avšak ponechávají hladší konečnou úpravu povrchu, často se značně zlepšuje kvalita části podkladového broušení.
Podle jednoho výhodného postupu broušení brusným kotoučem jsou organicky pojené brusné nástroje obsahující aglomeráty zrna pojeného organickými pojícími materiály namontované na rovinné brusce, otáčejí se např. 4000 až 6500 sfpm (20,32 až 33,02 m/s) a uvádějí se do styku s obrobkem po dostatečnou časovou prodlevu, aby obrobek obrousily. Tímto způsobem odstraňuje kotouč materiál obrobku při účinné míře úběru materiálu, brusný povrch kotouče zůstává v podstatě bez brusných pilin a poté, co bylo broušení dokončeno, je obrobek v podstatě bez tepelného poškození.
- 17CZ 305217 B6
Podle jednoho výhodného postupu broušení s pomalým posuvem se na brusku s pomalým posuvem montují brusné kotouče pojené vitrifikovaným pojivém, které obsahují aglomeráty zrna pojeného anorganickými pojícími materiály a mají hodnotu modulu pružnosti, která je alespoň o 10 % nižší než hodnota modulu pružnosti jinak identického konvenčního nástroje, který má pravidelně rozprostřená brusná zrna uvnitř trojrozměrného kompozitu a má minimální rychlost roztržení 4000 sfpm (20,32 m/s). Tento vitrifikovaný kotouč se otáčí rychlostí 5500 až 8500 sfpm (27,94 až 43,18 m/s) a uvádí se styku s obrobkem po dostatečnou časovou prodlevu, aby obrobek obrousil. Tímto způsobem odstraňuje kotouč materiál obrobku při účinné míře úběru materiálu a po broušení je obrobek v podstatě bez tepelného poškození.
Následující příklady se poskytují jako ilustrace vynálezu a nikoli jako omezení.
Příklad 1
V rotačním kalcinačním zařízení (elektricky vytápěný model #HOU-5D34-RT-28, 1200 °C maximální teplota, 30 kW příkon, vybavený žáruvzdornou kovovou trubkou o délce 72 (183 cm) a vnitřním průměru 5,5 (14 cm) vyrobené Harper Inemational, Buffalo, New York) byla připravena řada vzorků aglomerovaných brusných zrn obsahujících anorganické pojící materiály. Žáruvzdorná kovová trubka byla nahrazena trubkou z karbidu křemíku týchž rozměrů a toto zařízení bylo upraveno tak, aby pracovalo při maximální teplotě 1550 °C. Proces aglomerace se prováděl za atmosférických podmínek, při stanoveném kontrolním bodě teploty horké zóny 1180 °C, za rychlosti otáčení trubky zařízení 9 otáček za minutu, úhlu sklonu trubky 2,5 až 3 stupně a přívodní rychlosti materiálu 6 až 10 kg/hodinu. Výtěžek použitelných volně proudících granulí, definovaných jako 12 mesh na pánev, byl 60 až 90 % celkové váhy přiváděné suroviny před kalcinací.
Tyto vzorky aglomerátu byly vyrobeny z jednoduchých směsí brusného zrna, pojícího materiálu a vody popsaných v tabulce 1-1. Kompozice pojícího materiálu vitrifikovaného pojivá použité pro přípravu vzorků jsou vyjmenované v tabulce 2. Vzorky byly připraveny ze tří typů brusných zrn: taveného oxidu hlinitého 38A, taveného oxidu hlinitého 32A a zrna slinutého sol gel alfaoxidu hlinitého Norton SG získaných od Saint-Gobain Ceramics & Plastics, lne., Worcester, MA, USA ve velikostech vyjmenovaných v tabulce 1.
Po aglomeraci v rotačním kalcinačním zařízení byly vzorky aglomerovaného brusného zrna prosáty a testovány na volnou sypnou hustotu (LPD), rozložení velikosti a pevnost aglomerátu. Tyto výsledky jsou představeny v tabulce 1-1.
-18CZ 305217 B6
Tabulke 1-1 Charakteristiky aglomerovaných granulí
| Sample No. grain liquid binding materiál | Weight Ibs (Kg) of mix | Binding materiál Weight % (on grain basis) | Volume %of binding materlal3 | LPD g/cc -12/ pan | Average slze dlstribution microns | Average size distribution mesh size | Average % relattve density | pressure at50% crushed fraction MPa |
| 1 60 grit 38A water A binding materiál | 30.00 (13.6) 0.60 (0.3) 0.64 (0.3) | 2.0 | 3.18 | 1.46 | 334 | -40/+50 | 41.0 | 0.6+0.1 |
| 2 90 grit 38A water E binding materiál | 30.00 (73.6) 0.90 (0.4) 1.99 (0.9) | 6.0 | 8.94 | 1.21 | 318 | -45/+50 | 37.0 | 0.5+0.1 |
| 3 120 grit 3SA water C binding materiál | 30.00 (13.6) 1.20 (0.5) 3.41 (7.5J | 10.0 | 13.92 | 0.83 | 782 | -20/+25 | 22.3 | 2.6+0.2 |
| 4 120 grit 32A water A binding materiál | 30.00 (73.6/ 0.90 (0.4) 1.91 (0.9} | 6.0 | 8.94| | 1.13 | 259 | -50/+60 | 31.3 | 0.3+0.1 |
| 5 60 grit 32A water E binding materiál | 30.00 (13.6) 1.20 (0.5) 3.31 (1.S) | 10.0 | 14.04 | 1.33 | 603 | -25/+30 | 37.0 | 3.7+0.2 |
| 6 90 grit 32A water C binding materiál | 30.00 (13.6) 0.60 (0.3) 0.68 (0.3) | 2.0 | 3.13 | 1.03 | 423 | -40/+45 | 28.4 | 0.7+0.1 |
| 7 90 grit SG water A binding materiál | 30.00 (13.6) 1.20 (0.5) 3.18 (1.4) | 10.0 | 14.05 | 1.20 | 355 | -45/+50 | 36.7 | 0.5+0.1 |
| 8 120 grit SG water E binding materiál | 30.00 (13.6} 0.60 (0.3) 0.66 (0.3) | 2.0 | 3.15 | 1.38 | 120 | -120/+140 | 39.1 | |
| 9 60 grit SG water C binding malerial | 30.00 (13.6) 0.90 (0.4) 2.05 (0.9) | 6.0 | 8.87 | 1.03 | 973 | -18/+20 | 27.6 |
V tabulce je v prvním sloupci vždy uvedeno ve vertikálním pořadí: číslo vzorku, zrno, kapalina, pojící materiál; ve druhém sloupci hmotnost směsi v librách resp. kg; ve třetím sloupci hmotn. % pojícího materiálu vztaženo na zrno; ve čtvrtém sloupci objemové % pojícího materiálu; v pátém
- 19CZ 305217 B6 sloupci volná sypná hustota v g/cm3 při vel. -12/pan; v šestém sloupci průměrné rozložení velikosti v pm; v sedmém sloupci průměrné rozložení velikosti v mesh; v osmém sloupci průměrná relativní měrná hmotnost v % a v devátém sloupci tlak při 50 % rozdrcené frakce v MPa.
Přitom objemové % pojícího materiálu je procento tuhého materiálu uvnitř granule (tj. pojící materiál a zrno) po vypálení a nezahrnuje objemové % porézity.
Objemové % pojícího materiálu vypálených aglomerátů bylo vypočítáváno za použití průměrné LOI (ztráta při vypálení surovin pojícího materiálu).
Slinuté aglomeráty byly rozděleny podle velikosti U.S. standardními testovacími síty namontovanými na vibrační prosévací zařízení (Ro-Tap; model RX-29; W.S. Tyler lne., Mentor, OH). Velikosti ok síta sahaly od 18 do 140, jak je vlastní pro různé vzorky. Volná sypná hustota slinutých aglomerátů (LPD) byla měřena postupem American National Standard for Bulk Density of Abrasive Grains (americká národní norma pro sypnou hmotnost brusných zrn).
Počáteční průměrná relativní měrná hmotnost vyjádřená jako procento byla vypočítána vydělením LPD (p) teoretickou měrnou hmotností aglomerátů (p0) předpokládající nulovou porézitu. Teoretická měrná hmotnost byla vypočítána podle metody volumetrického pravidla směsí z hmotnostních procent a měrné tíhy pojícího materiálu a brusného zrna obsaženého v aglomerátech.
Pevnost aglomerátů byla měřena zkouškou zhutňování. Tyto zkoušky zhutňování se prováděly za použití mazané ocelové zápustky o průměru jeden palec (2,54 cm) na univerzálním zkušebním stroji Instron® model MTS 1125, 20000 lbs (9072 kg) s pětigramovým vzorkem aglomerátů. Tento vzorek aglomerátů byl nalit do zápustky a mírně urovnán poklepáním na venek zápustky. Vložil se vrchní razník a vodicí saně se spouštěly, dokud nebyla na zapisovači pozorována nějaká síla (počáteční poloha). Na vzorek se aplikoval tlak konstantní rychlostí růstu (2 mm/min) do maximálního tlaku 180 MPa. Objem vzorku aglomerátů (zhutněná LPD vzorku) pozorovaný jako přemístění vodicích saní (napětí) byl zaznamenáván jako relativní měrná hmotnost jako funkce logaritmu aplikovaného tlaku. Zbylý materiál byl pak prosát, aby se stanovilo procento rozdrcené frakce. Pro vytvoření grafu vztahu mezi logaritmem aplikovaného tlaku a procentem rozdrcená frakce se měřily různé tlaky. Výsledky jsou sděleny v tabulce 1-1 jako logaritmus tlaku v bodě, kde se rozdrcená frakce rovná 50 % hmotnostním vzorku aglomerátů. Rozdrcená frakce je poměr hmotnosti rozdrcených částic procházejících menším sítem k hmotnosti počáteční tíhy vzorku.
Tyto aglomeráty měly charakteristiky LPD, rozložení velikosti a tvářecí pevnost a držení velikosti granule vhodné pro použití při komerční výrobě abrazivních brusných kotoučů. Dokončené, slinuté aglomeráty měly trojrozměrné tvary měnící se mezi trojhranným, kulovým, krychlovým, hranolovým a dalšími geometrickými tvary. Aglomeráty sestávaly z množství jednotlivých změní resp. drtí brusivá (např. drtí 2 až 20) pojených k sobě ve styčných bodech zrna se zrnem skelným pojícím materiálem.
Velikost granulí aglomerátů vzrostla s nárůstem množství pojícího materiálu v granuli aglomerátu nad rozsah od 3 do 20 % hmotnostních pojícího materiálu.
Přiměřená zhutňovací pevnost byla pozorována pro všechny vzorky 1 až 9 a naznačila, že skelný pojící materiál vyzrál a tekl, aby vytvořil účinný spoj mezi zrny brusivá uvnitř aglomerátů. Aglomeráty zhotovené s 10 % hmotnostními pojícího materiálu měly značně vyšší zhutňovací pevnost než aglomeráty vyrobené se 2 nebo 6 % hmotnostními pojícího materiálu.
Nižší hodnoty LPD byly indikátorem vyššího stupně aglomerace. LPD aglomerátů se snížila zvýšením hmotnostního % pojícího materiálu a snížením velikosti brusné drti. Relativně velké rozdíly mezi 2 až 6 % hmotnostními pojícího materiálu v porovnání s relativně malými rozdíly mezi 6 a 10 % hmotnostními pojícího materiálu naznačují, že hmotnostní % pojícího materiálu menší
-20CZ 305217 B6 než 2 % hmotnostní může být nepostačující pro vytvoření aglomerátů. Při vyšších hmotnostních procentech nad asi 6 % hmotnostních nemusí být přidání více pojícího materiálu prospěšné pro výrobu značně větších nebo pevnějších aglomerátů.
Jak je naznačeno výsledky velikosti granulí aglomerátů, vzorky pojícího materiálu C, které měly nejnižší viskozitu roztaveného skla při aglomerační teplotě, měly nejnižší LPD z těch tří pojících materiálů. Typ brusivá neměl na LPD žádný význačný efekt.
Tabulka 1-2: Pojící materiál použitý u vitrifikovaných aglomerátů
| Fired Composition Elementsb | A Binding materiál Wt% (A-1 binding materiál)3 | B Binding materiál· wt % | Č Binding materiál wt% | D Binding materiál wt% | E Binding materiál wt % | F Binding materiál wt% | G Binding materiál wl% |
| glass formers (SÍO2 + B2O3) | 69 (72) | 69 | 71 | 73 | 64 | 68 | 69 |
| AI2O3 | 15(11) | 10 | 14 | 10 | 18 | 16 | 9 |
| alkallne earth RO (CaO, MgO) | 5-6 (7-8) | <0.5 | <0.5 | 1-2 | 6-7 | 5-6 | <1 |
| Alkali R2O (Na2O, K2O, U2O) | 9-10(10) | 20 | 13 | 15 | 11 | 10 | 7-8 |
| Spec. Gravily g/cc | 2.40 | 2.38 | 2.42 | 2.45 | 2.40 | 2.40 | 2.50 |
| Estiinated Viscosity (Poise) at1180°C | 25,590 | 30 | 345 | 850 | 55,300 | 7,800 | N/A |
V tabulce 1-2 jsou ve sloupci jedna uvedené elementy vypálené kompozice pojících materiálů dle sloupců dva až osm včetně měrné tíhy v g/cm3 a viskozity při 1180 °C pro jednotlivé pojící materiály v hmotnostních %.
Přitom obměna pojícího materiálu A-l uvedená v závorkách byla použita pro vzorky z Příkladu 2.
Nečistoty (např. Fe2O3 a TiO2) jsou přítomné asi v 0,1 až 2 %.
Příklad 2
Aglomeráty brusné zmo/anorganický pojivový materiál
Pro výrobu vzorků AV2 a AV3 aglomerovaného brusného zrna byly použity vitrifikované pojící materiály. Tyto aglomeráty byly připraveny podle postupu rotační kalcinace popsaného v příkladu 1 za využití materiálů popsaných níže. Aglomeráty AV2 byly vyrobeny se 3 % hmotn. pojícího materiálu A (tabulka 1-2). Teplota kalcinačního zařízení byla nastavena na 1250 °C, úhel trubky byl 2,5 stupně a rychlost otáčení byla 5 otáček za minutu. Aglomeráty AV3 byly vyrobeny se 6% hmotn. pojícího materiálu E (tabulka 1-2) při teplotě kalcinačního zařízení 1200 °C, s úhlem trubky 2,5 až 4 stupně a rychlosti otáčení 5 otáček za minutu. Brusné zrno byl tavený oxid hlinitý brusného zrna 38A, velikost drti 80, získaný od Saint-Gobain Ceramics & Plastics, lne., Worcester, MA, USA.
-21 CZ 305217 B6
Aglomeráty vitrifikovaného zrna byly testovány na volnou sypnou hustotu, relativní měrnou hmotnost a velikost. Výsledky zkoušky jsou uvedené v tabulce 2-1 níže. Aglomeráty sestávaly z řady jednotlivých zrnitostí brusivá (např. drti 2 až 40) pojených k sobě vitrifikovaným pojícím materiálem ve styčných bodech zrna se zrnem spolu s viditelnými prázdnými prostory. Většina z těchto aglomerátů byla dostatečně odolná vůči zhutnění, aby zachovaly trojrozměrný charakter poté, co se podrobí mísícím a formovacím operacím brusného kotouče.
Tabulka 2-1 Aglomeráty brusné zmo/vitrifikované pojivo
| Sample No. Mix: grain, binding materiál | Weight ibs (kg) of mix | Wt% Abrasive Grain | Binding materiál Wt% | Volume % binding materiál3 | LPD g/cc -20/ +45 mesh fraction | Average size microns (mesh) | Average % relative density |
| AV2 80 gril 38A, A Binding Materiál | 84.94 (38.53) | 94.18 | 2.99 | 4.81 | .1.036 | 500μ (-20/+45) | 26.67 |
| AV3 80 gril 38A E Binding Materiál | 338.54 (153.56) | 88.62 | 6.36 | 9.44 | 1.055 | 500μ -20/+45 | 27.75 |
V tabulce je ve sloupci jedna vždy postupně uvedeno číslo vzorku a velikost zrna a typ zrna a typ pojícího materiálu směsi; ve sloupci dvě pak tíha směsi v librách resp. kg; ve sloupci tři % hmotnostní brusného zrna; ve sloupci čtyři % hmotn. pojícího materiálu; ve sloupci pět % objemové pojícího materiálu; ve sloupci šest LPD v g/cm3 při dané velikosti drti; ve sloupci sedm průměrná velikost v mikrometrech a ve sloupci osm průměrná relativní měrná hmotnost v %.
Procenta jsou vztažena na základ sumy tuhých látek, zahrnují pouze pojivový materiál a brusné zrno a vylučují jakoukoli porézitu uvnitř aglomerátů. Pro přilnutí vitrifikovaného pojivá k brusnému zrnu byly použity přechodné organické pojivové materiály (pro AV2, bylo použito 2,83 % hmotn. AR30 kapalného proteinového pojivá a pro AV3 bylo použito 3,77 % hmotn. AR30 kapalného proteinového pojivá). Tyto materiály dočasného organického pojivá byly vypáleny během slinování aglomerátů v rotační kalcinační peci a konečné hmotn. % pojícího materiálu je nezahrnuje.
Brusné kotouče
Vzorky aglomerátů AV2 a AV3 byly použity pro výrobu experimentálních abrazivních brusných kotoučů (typ 1) (konečná velikost 5,0 x 0,5 x 1,259 palce) (12,7 x 1,27 x 3,18 cm). Tyto experimentální kotouče byly zhotoveny přidáváním aglomerátů do rotační lopatkové míchačky (míchačka Foote-Jones získaná od Illinois Gear, Chicago, IL) a mícháním s aglomeráty a kapalnou fenolickou pryskyřici (pryskyřice V—1181 od Honeywell International lne., Friction Division, Troy NY) (22 % hmotn. směsi pryskyřice). K těmto vlhkým aglomerátům byla přidána prášková fenolická piyskyřice (pryskyřice 29-717 Durez Varcum® získaná od Durez Corporation, Dallas, TX) (78 % hmotn. směsi pryskyřice). Hmotnostní procentuální množství aglomerátů brusivá a pryskyřicového pojivá použitá pro výrobu těchto kotouče a složení konečných kotoučů (zahrnující objemové % brusivá, pojivá a pórézity ve vytvrzených kotoučích) jsou uvedené v tabulce 2-2 níže.
-22CZ 305217 B6
Materiály se míchaly po dostatečnou časovou prodlevu, aby získaly rovnoměrné promísení a minimalizovalo se množství volného pojivá. Po promíchání byly aglomeráty prosáty skrze síto 24 mesh (24 ok na palec), aby rozdružily jakékoli velké hrudky pryskyřice. Rovnoměrná směs aglomerátů a pojivá byla umístěna do forem a byl aplikován tlak pro vytvoření kotoučů v suro5 vém stavu (nevytvrzených), zabaleny do natíraného papíru a vytvrzeny ohřátím na maximální teplotu 160 °C, vyrovnány, obrobeny na konečný tvar a prohlédnuty v souladu s výrobními technologiemi komerčních brusných kotoučů známými ze stavu techniky. Modul pružnosti dokončeného kotouče byl změřen a výsledky jsou představené v tabulce 2-2 níže.
ío Modul pružnosti se měřil za použití stroje Grindosonic, postupem popsaným v J. Peters, „Sonic Testing of Grinding Wheels“ Advances in Machine Tool Design and Research, Pergamon Press, 1968.
Tabulka 2-2 Složení kotoučů
| Wheel Sample (Agglomerate) Grade | Elastic Modulus G-pascal | Cured Density g/cc | Wheel Composition Volume % | Weight % Agglomerate | Weight % Bond | ||
| Abrasive Grain | Bond Totaic (organic) | Porosity | |||||
| Experimental Wheels | |||||||
| 1-1 (AV3) A | 3.5 | 1.437 | 30 | 18 (14.8) | 52 | 86.9 | 13.1 |
| 1-2 (AV3) C | 4.5 | 1.482 | 30 | 22 (18.8) | 48 | 84.0 | 16.0 |
| 1-3 (AV3) E | 5.0 | 1.540 | 30 | 26 (22.8) | 44 | 81.2 | 18.8 |
| 1-4 (AV2) A | 5.5 | 1.451 | 30 | 18 (16.7) | 52 | 85.1 | 14.9 |
| 1-5 (AV2) E | 7.0 | 1.542 | 30 | 26 (24.7) | 44 | 79.4 | 20.6 |
| Comparative Wheels commercial designation | Elastic Modulus | Cured Density g/cc | Grain Vol % | Bond Vol % | Porosit y vol % | Weight0/. Abrasive | Weight % Bond |
| C-1 38A80-G8 B24 | 13 | 2.059 | 48 | 17 | 35 | 89.7 | 10.3 |
| C-2 38A80- K8 B24 | 15 | 2.154 | 48 | 22 | 30 | 87.2 | 12.8 |
| C-3 38A80-O8 B24 | 17 | 2.229 | 48 | 27 | 25 | 84.4 | 15.6 |
| C-4 53A80J7 Shellac Blend | 10.8 | 1.969 | 50 | 20 | 30 | 89.2 | 10.8 |
| C-5 53A80L7 Shellac Blend | 12.0 | 2.008 | 50 | 24 | 26 | 87.3 | 12.7 |
| C-6b National Shellac Bond A80-Q6ES | 9.21 | 2.203 | 48.8 | 24.0 | 27.2 | 86.9 | 13.1 |
| C-7b Tyrolit Shellac Bond FA8011E15SS | 8.75 | 2.177 | 47.2 | 27.4 | 25.4 | 84.9 | 15.1 |
-23CZ 305217 B6
V tabulce znamená:
wheel sample - vzorek kotouče (agglomerate) - (aglomerát) grade - třída elastic modulus - modul pružnosti (GPa) cured density - vytvrzená měrná hmotnost (g/cm3) wheel composition - složení kotouče abrasive grain - brusné zrno bond total - suma pojivá (organic) - organické porosity - pórézita weight % - hmotnostní % agglomerate - aglomerát bond-pojivo experimental wheels - experimentální kotouče comparative wheels - porovnávací kotouče commercial designation - komerční označení grain - zrno.
Kotouče C-l, C-2 a C-3 jsou vyrobené s pojivém fenolické pryskyřice a tyto specifikace kotoučů jsou komerčně dostupné u Saint-Gobain Abrasives, lne. Kotouče C-4 a C-5 jsou vyrobené z šelakové pryskyřice smíchané s menším množstvím fenolického pryskyřicového pojivá. Tyto specifikace kotoučů jsou komerčně dostupné u Saint-Gobain Abrasives, lne., Worcester, MA. Tyto vzorky C-4 a C-5 byly připraveny v laboratoři podle těchto komerčních technických podmínek a byly vytvrzeny na třídu tvrdosti konečného kotouče J respektive L.
Kotouče C-6 a C-7 nebyly zkoušeny brusnými zkouškami. Tyto specifikace porovnávacích hřídelů jsou komerčně dostupné u National Grinding Wheel Company/Radiac, Salem, IL a u Tyrolit N.A., lne., Westboro, MA.
Celkové objemové % pojívaje součet množství vitrifikovaného pojivového materiálu použitého pro aglomerování zrna a množství organického pryskyřicového pojivá použitého pro výrobu brusného kotouče. „Organické“ objemové % pojivá je část celkového objemového % pojivá sestávající z organické pryskyřice přidané k aglomerátům pro výrobu brusného kotouče.
Příklad 3
Experimentální kotouče z příkladu 2 byly zkoušeny simulovaným testem broušení válců v porovnání s komerčně dostupnými kotouči pojenými fenolickou pryskyřici (C-l až C-3 získanými od Saint-Gobain Abrasives, lne., Worcester, MA). Jako porovnávací kotouče byly také zkoušeny kotouče pojené šelakem a připravené v laboratoři (C-4 a C-5) ze směsi šelakové pryskyřice. Porovnávací kotouče byly vybrány, protože měly složení, struktury a fyzikální vlastnosti ekvivalentní těm kotoučům, které byly použity pro komerční operace broušení válců.
Pro simulování broušení válce při laboratorním nasazení, prováděla se na rovinné brusce brusná operace drážky při souvislém styku. Při těchto zkouškách byly použity následující podmínky broušení.
-24CZ 305217 B6 bruska: rovinná bruska Brown & Sharpe režim: dva brusy drážky za kontinuálního styku, změna směru na konci zdvihu před ztrátou styku s obrobkem chladivo: Trim Clear, poměr chladivá k deionizované vodě 1:40 obrobek: ocel 4340 16x4 palce, tvrdost 50 Rc rychlost obrobku: 25 stop/min rychlost kotouče: 5730 ot/min přísuv: 0,100 palce celkem ío hloubka řezu: 0,0005 palce na každém konci doba styku: 10,7 minut orovnání: jednobodový diamant při příčném posuvu 10 palců/min, 0,001 palce vyrov.
Vibrace kotouče během broušení byly měřeny zařízením IRD Mechanalysis (analyzér Model 855
Analyzer/Balancer, získaný od Entek Corporation, North Westerville, Ohio). Při počátečním brusném zdvihu byly zaznamenávány hladiny vibrací při různých frekvencích (jako jednotky rychlosti v palcích/sekundu) za využití procedury rychlé Fourierovy transformace (FFT) ve dvou a osmi minutách po orovnání kotouče. Po počátečním brusném zdvihu se udělal druhý brusný zdvih a byl zaznamenáván časově závislý nárůst hladiny vibrace při zvolené, cílové frekvenci (5 7 0 00 cpm, frekvence pozorovaná během počátečního zdvihu) během celých 10,7 minut, kdy kotouč zůstal ve styku s obrobkem. Míry opotřebení kotouče (WWR), míry úběru materiálu (MRR) a další proměnné broušení byly zaznamenávány, když se dělaly brusné zdvihy. Tyto údaje jsou spolu s vibrační amplitudou pro každý kotouč po 9 až 10 minutách souvislého stykového broušení představeny v tabulce 3-1 níže.
-25CZ 305217 B6
Tabulka 3-1 Výsledky brusného testu
| Wbeel Sample (Agglomerate) Grade | Vibration Amplitudě 9-10 min. in/sec | WWR in3/min | Power 9-10 min. hp | SGE J/mm3 | G-ratio MRR/WWR |
| Experimental Wheels | |||||
| 1-1 (AV3) A | 0.010 | 0.00215 | 10.00 | 22.70 | 34.5 |
| 1-2 (AV3) C | 0.011 | 0.00118 | 15.00 | 29.31 | 63.3 |
| 1-3 (A V3) E | 0.021 | 0.00105 | 22.00 | 43.82 | 71.4 |
| 1-4 (AV2) A | 0.011 | 0.00119 | 10.50 | 23.67 | 62.7 |
| 1-5 (AV2) E | 0.013 | 0.00131 | 21.00 | 40.59 | 56.6 |
| Comparative Wheels (commercial designatlon) | |||||
| C-1 38A80-G8 B24 | 0.033 | 0.00275 | 10.00 | 33.07 | 26.5 |
| C-2 38A80- K8 B24 | 0.055 | 0.00204 | 11.00 | 25.33 | 36.8 |
| C-3 38A80-O8 B24 | 0.130 | 0.00163 | 12.50 | 22.16 | 46.2 |
| C-4 53A80J7 Shellac Blend | 0.022 | 0.00347 | 10.00 | 25.46 | 20.8 |
| C-5 53A80L7 Shellac Blend | 0.052 | 0.00419 | 11.50 | 26.93 | 17.1 |
V tabulce je v prvním sloupci uveden vzorek kotouče, a to experimentální s označením aglomerátu a třídy a porovnávací s komerčním označením. Ve druhém sloupci je vibrační amplituda v 9 až 10 minutě v palcích za sekundu, ve třetím sloupci míra opotřebení kotouče v kubických palcích za minutu. Ve čtvrtém sloupci je výkon v 9 až 10 min. v koňských silách a v pátém sloupci je SGE v J/mm3. V šestém sloupci je udaný brusný poměr, což je poměr MRR/WWR.
Lze vidět, že experimentální kotouče vykazovaly nejnižší míru opotřebení kotouče a nejnižší hodnoty amplitudy vibrací. Porovnávací komerční kotouče vyrobené s fenolickými pryskyřicovými pojivý (38A80-G8 B24, -K8 B24 a -08 B24) měly nízké míry opotřebení kotouče, ale měly nepřijatelně vysoké hodnoty amplitudy vibrací. Předpovídalo by se, že tyto kotouče budou vytvářet vibrační chvění při aktuální operaci broušení válce. Porovnávací kotouče vyrobené s pojivý z šelakové pryskyřice (šelaková směs 53A80J7 a šelaková směs 53A80L7) měly vysoké míry opotřebení kotouče, ale přijatelně nízké hodnoty amplitudy vibrací. Experimentální kotouče byly lepší vzhledem ke všem porovnávacím kotoučům v celém rozsahu úrovní výkonu (přibližně konstantní amplituda vibrací při 10 až 23 hp a konsistentně nižší WWR) a experimentální kotouče vykazovaly lepší G-poměry (míra úběru materiálu/míře opotřebení kotouče), což svědčí o vynikající účinnosti a životnosti kotouče.
Má se za to, že relativně nízký modul pružnosti a relativně vysoká pórézita experimentálních kotoučů vytváří kotouč odolný proti chvění bez obětování životnosti kotouče a účinnosti broušení.
-26CZ 305217 B6
Naprosto neočekávaně bylo pozorováno, že experimentální kotouče brousily účinněji než kotouče obsahující vyšší objemová procenta zrna a mající tvrdší třídu kotouče. Ačkoliv byly experimentální kotouče konstruované pro získání relativně měkké třídy tvrdosti (tj. třídy A až E na stupnici tvrdosti brusného kotouče Norton Company), brousily mnohem agresivněji, s menším opotřebením hřídele a dosahovaly vyšší brusný poměr než porovnávací kotouče, které měly hodnotu značně tvrdší třídy (tj. třídy G až O na stupnici tvrdosti brusného kotouče Norton Company). Tyto výsledku byly výrazné a neočekávané.
Příklad 4
Experimentální kotouče obsahující aglomerované zrno byly připraveny komerčním výrobním pracovním postupem a testovány při komerčním postupu broušení válce, kde se v minulosti používaly kotouče pojené šelakem.
Aglomeráty brusné zmo/anorganický pojící materiál
Pro výrobu vzorku aglomerovaného brusného zrna AV4 byly použity vitrifikované pojící materiály (pojící materiál A z tabulky 1-2). Vzorek AV4 byl podobný vzorku AV2 kromě toho, že pro vzorek AV4 bylo vyrobeno komerční množství směsi, Aglomeráty se připravovaly podle postupu rotační kalcinace popsaného v příkladu 1. Brusné zrno byl tavený oxid hlinitý brusné zrno 3 8A, velikost drti 80, získané u Saint-Gobain Ceramics & Plastics, lne., Worcester, MA, USA a byla použita 3 % hmotn. pojícího materiálu A (tabulka 1-2). Teplota kalcinační pece byla nastavena na 1250 °C, úhel trubky byl 2,5 stupně a rychlost otáčení byla 5 otáček za minutu. Aglomeráty byly upraveny 2 % roztokem silanu (získaný od Crompton Corporation, South Charleston, West Virginia).
Brusné kotouče
Vzorek aglomerátů AV4 byl použit pro výrobu brusných kotoučů (konečná velikost 36 průměr x 4 šířka x 20 středový otvor (typ 1) (91,4 x 10,2 x 50,8 cm). Tyto experimentální brusné kotouče byly vyrobeny komerčním výrobním zařízením smícháním aglomerátů s kapalnou fenolickou pryskyřicí (pryskyřice V-1181 od Honeywell International lne., Friction Division, Tropy NY) (22 % hmotn. směsi pryskyřice) a práškové fenolické pryskyřice (Durez Varcum® pryskyřice 29-717 získaná od Durez Corporation, Dallas, TX) (78% hmotn. směsi pryskyřice). Množství hmotnostních procent aglomerátů brusivá a pryskyřicového pojivá použitá u těchto kotoučů jsou uvedená v tabulce 4-1 níže. Materiály byly míchány po dostatečnou časovou prodlevu, aby se získala rovnoměrná směs. Rovnoměrná směs aglomerátů a pojivá byla umístěna do forem a aplikoval se tlak, aby se vytvořily kotouče v surovém stavu (nevypálené). Tyto surové kotouče byly odstraněny z forem, zabaleny do povlékaného papíru a vytvrzeny ohřátím na maximální teplotu 160 °C, roztříděny, obrobeny na konečný rozměr a prohlédnuty podle výrobních technik komerčních brusných kotoučů známých ze stavu techniky. Modul pružnosti dokončeného kotouče a vypálená měrná hmotnost byly měřeny a výsledky jsou představeny v tabulce 4-1 níže. Měřena byla i rychlost roztržení kotouče a maximální provozní rychlost byla stanovena na 9500 sfpm.
Složení kotoučů (zahrnující objemové % brusivá, pojivá a porézity ve vytvrzených kotoučích) jsou popsaná v tabulce 4-1. Tyto kotouče měly viditelně otevřenou, souvislou, relativně rovnoměrnou strukturu porézity neznámou u organicky pojených brusných kotoučů vyráběných předešle komerčním pracovním postupem.
-27CZ 305217 B6
Tabulka 4-1 Složení kotouče
| Wheel Sample (Agglomerate) Grade, Structure | Elastic Modulus G-pascal | Cured Density g/cc | Wheel Composition Volume % | Weight % Agglomerate | Weight % Bond | ||
| Abrasive Grain | Boncf Porosity Totala (organic) | ||||||
| Experimenta 1 Wheels | |||||||
| 2-1 (AV4) B14 | 4.7 | 1.596 | 36 | 14 (12.4) | 50 | 90.2 | 9.8 |
| 2-2 (AV4) C14 | 5.3 | 1.626 | 36 | 16 (14.4) | 48 | 88.8 | 11.2 |
| 2-3 (AV4) D14 | 5.7 | 1.646 | 36 | 18 (16.4) | 46 | 87.4 | 12.6 |
V tabulce je ve sloupci jedna označení vzorku, třída a struktura, ve sloupci dvě modul pružnosti v gigapascalech, ve sloupci tři vytvrzená měrná hmotnost v g/cm3, ve sloupci čtyři složení kotouče v objemových %, a to brusné zrno, celkové pojivo (organické) a porézita, ve sloupci pět % hmotnostní aglomerátů a ve sloupci šest % hmotnostních pojivá.
Celkové objemové % pojívaje součet množství vitrifikovaného pojivového materiálu použitého pro aglomeraci zrna a množství organického pryskyřicového pojivá použitého pro výrobu brusného kotouče. Organické objemové % pojívaje část celkového objemového % pojivá sestávající z organické pryskyřice přidané k aglomerátům pro výrobu brusného kotouče.
Brusné testy
Tyto experimentální brusné kotouče byly zkoušeny ve dvou komerčních brusných operacích pro dokončování válců válcovací stolice za studená. Poté, co se obrousí, budou tyto kované ocelové válce používány pro válcování a dokončování povrchu plechů z kovu, např. z oceli. Komerční pracovní postupy využívají tradičně komerční kotouče pojené šelakem (společná je drť 80 brusného zrna aluminy) a tyto kotouče se normálně provozují při 6500 sfpm a při maximální rychlosti kolem 8000 sfpm. Brusné podmínky jsou uvedené níže a výsledky testů jsou představené v tabulkách 4-2 a 4-3.
Brusné podmínky A bruska: bruska na válce Farrell, 40 hp chladivo: w/voda Stuart Synthetic rychlost kotouče: 780 ot/min obrobek: kovaná ocel, válce pro tandemovou válcovací stolici, tvrdost 842 Equotip, 82 x 25 palců, (208 x 64 cm) rychlost obrobku (válce): 32 ot/min příčný posuv: 100 palec/min.
kontinuální posuv: 0,0009 palec/min.
konečný posuv: 0,0008 palec/min.
požadovaná konečná jakost povrchu: drsnost 18 až 30 Ra, maximálně 160 hřebenů.
Brusné podmínky B:
bruska: bruska na válce Pomini, 150 hp chladivo: w/voda Stuart Synthetic
-28CZ 305217 B6 rychlost kotouče: 880 ot/min obrobek: kovaná ocel, válce pro tandemovou válcovací stolici, tvrdost 842 Equotip, 82 x 25 palců, (208 x 64 cm) rychlost obrobku (válce): 32 ot/min příčný posuv: 100 palec/min.
kontinuální posuv: 0,00011 palec/min.
konečný posuv: 0,002 palec/min.
požadovaná konečná jakost povrchu: drsnost 18 až 30 Ra, přibližně 160 až 180 hřebenů.
Tabulka 4-2 Výsledky zkoušky/Brusné podmínky A
| Sample Test Parameter | Change in Diameter inches | G-ratio | Wheel RPMs | Wheel Amps | # of grinding Passes | Roli Roughness Ra | # of Peaks on Roli |
| Experímental Wheel 2-1 | |||||||
| Wheel Wear | 0.12 | 0.860 | 780 | 75 | 10 | 28 | 171 |
| Materiál Removed | 0.007 | ||||||
| Experímental Wheel 2-2 | |||||||
| Wheel Wear | 0.098 | 1.120 | 780 | 90-100 | 10 | 22 | 130 |
| Materiál Removed | 0.0075 | ||||||
| Experímental Wheel 2-3 | |||||||
| Wheel Wear | 0.096 | 1.603 | 780 | 120-150 | 10 | 23 | 144 |
| Materiál Removed | 0.0105 |
Za brusných podmínek A ukazovaly experimentální brusné kotouče vynikající brusný výkon, dosažení značně vyšších brusných poměrů, než byly pozorovány u minulých komerčních pracovních postupů za týchž brusných podmínek s kotouči pojenými šelakem. Na základě minulých zkušeností s broušením válců za brusných podmínek A by se byly měly experimentální kotouče 2—1, 2—2 a 2—3 považovat za příliš měkké (při hodnotách B—D tříd tvrdosti Norton Company) pro získání komerčně přijatelné účinnosti broušení, takže tyto výsledky ukazující vynikající brusné poměry (G-poměr) byly nanejvýš neočekávané. Navíc byla konečná úprava povrchu válce bez známek chvění a uvnitř technických podmínek pro drsnost povrchu (18 až 30 Ra) a počet povrchových hřebenů (přibližně 160). Tyto experimentální kotouče dávaly kvalitu konečné úpravy povrchu pozorovanou dříve pouze u kotoučů pojených šelakem.
Druhá brusná zkouška experimentálního kotouče 3-3 za brusných podmínek B potvrdila překvapivé výhody použití kotoučů podle vynálezu u komerční dokončovací brusné operace válce pro válcování za studená v prodloužené zkušební době. Výsledky zkoušky jsou představené dále v tabulce 4-3.
-29CZ 305217 B6
Tabulka 4-3 Výsledky brusné kotouče/Brusné podmínky B
| Experimental Wheel 2-4 | Change in Diameter inches | Wheel Speed sfpm | Wheel Amps | Continuous Feed inches/min. | End Feed inches | Řoíl Rough- ness Ra | #of Peaks On Roli |
| Roli 1 | |||||||
| WW8 | 0.258 | 5667 | 90 | 0.0009 | 0.0008 | 24 | 166 |
| MRb | 0.028 | ||||||
| Roli 2 | |||||||
| ww | 0.339 | 8270 | 105 | 0.0016 | 0.002 | 20 | 136 |
| MR | 0.032 | ||||||
| Roli 3 | |||||||
| ww | 0.165 | 8300 | 110 | 0.0011 | 0.002 | 28 | 187 |
| MR | 0.03 | ||||||
| Roli 4 | |||||||
| ww | 0.279 | 8300 | 115 | 0.0011 | 0.002 | 29 | 179 |
| MR | 0.036 | ||||||
| Roli 5 | |||||||
| WW | 0.098 | 8300 | 115 | 0.0011 | 0.002 | 25 | 151 |
| MR Roli 6 | 0.018 | — | ---------------- | -................ | — | — | |
| WW | 0.097 | 8300 | 115 | 0.0011 | 0.002 | ||
| MR | 0.016 | ||||||
| Roli 7 | |||||||
| WW | 0.072 | 8300 | 115 | 0.0011 | 0.002 | ||
| MR | 0.048 | ||||||
| Roli 8 | |||||||
| WW | 0.094 | 8300 | 115 | 0.0011 | 0.002 | ||
| MR | 0.011 | ||||||
| RolIS | |||||||
| WW | 0.045 | 8300 | 115 | 0.0011 | 0.002 | ||
| MR | 0.021 | ||||||
| Roli 10 | |||||||
| WW | 0.128 | 8300 | 115 | 0.0011 | 0.002 | ||
| MR | 0.017 | ||||||
| Roli 11 | |||||||
| WW | 0.214 | 8300 | 115 | 0.0011 | 0.002 | ||
| MR | 0.018 | ||||||
| Roli 12 | |||||||
| WW | 0.12 | 8300 | 115 | 0.0011 | 0.002 | ||
| MR | 0.018 | ||||||
| Roli 13 | |||||||
| WW | 0.118 | 8300 | 115 | 0.0011 | 0.002 | ||
| MR | 0.026 | ||||||
| Roli 14 | |||||||
| WW | 1.233 | 8300 | 115 | 0.0011 | 0.002 | ||
| MR | o:o3 | ||||||
| Roli 15 | |||||||
| WW | 0.215 | 8300 | 115 | 0.0011 | 0.002 | ||
| MR | 0.03 | ||||||
| Roli 16 | |||||||
| WW | 0.116 | 8300 | 115 | 0.0011 | 0.002 | xxx | XXX |
| MR | 0.018 | ||||||
| Roli 17 | |||||||
| WW | 0.141 | 8300 | 115 | 0.0011 | 0.002 | XXX | XXX |
| MR | 0.021 |
-30CZ 305217 B6
| Roli 18 | |||||||
| ww | 0.116 | 8300 | 115 | 0.0011 | 0.002 | XXX | xxx |
| MR | 0.01 | ||||||
| Roli 19 | |||||||
| WW | 0.118 | 8300 | 115 | 0.0011 | 0.002 | ||
| MR | 0.018 |
a. Měření opotřebení kotouče
b. Měření odstraněného materiálu
Souhrnný brusný poměr pro experimentální kotouč 2-4 byl 2,093 po broušení 19 válců a při prodělaném opotřebení přibližně tři palce z průměru kotouče. Tento brusný poměr reprezentuje zlepšení 2 až 3násobku brusných poměrů pozorovaných u komerčních brusných kotoučů (např. kotoučů C-6 a C-7 pojených šelakem, popsaných v Příkladu 2) používaných pro broušení válců za brusných podmínek A nebo B. Rychlost otáčení kotouče a míra úběru materiálu překročily stejné ukazatele porovnávacích komerčních kotoučů používaných u této brusné operace válců atak dále demonstrovaly neočekávanou účinnost broušení možnou metodou broušení podle vynálezu. Konečná povrchová úprava válce dosažená experimentálním kotoučem byla přijatelná při normách komerční výroby. Souborné výsledky pozorované po broušení 19 válců potvrzují činnost experimentálního kotouče v ustáleném stavu a užitečnou odolnost kotouče vůči vzniku výstupků na kotouči, vibracím a chvění, když se kotouč pracovním postupem broušení opotřebovává.
Příklad 5
Brusné zmo/Aglomeráty s anorganickým pojivém
Vzorky aglomerátů byly vyrobeny z jednoduché směsi brusného zma, pojícího materiálu a vodných směsí popsaných v tabulce 5-1. Složení vitrifiko váného pojícího materiálu použitého pro přípravu vzorků byl pojící materiál C uvedený v tabulce 1-2. Brusné zmo bylo brusné zmo 38A taveného oxidu hlinitého, velikost drti 80, získané od Saint-Gobain Ceramics & Plastics, lne., Worcester, MA, USA.
Vzorky aglomerovaného brusného zma byly vytvořeny při 1150 °C za využití rotačního kalcinačního zařízení (model #HOU—6D60—RTA—28, Harper International, Buffalo, New York), vybaveného kovovou trubkou dlouhou 120 palců (305 cm) o vnitřním průměru 5,75 palce (15,6 cm) a tloušťce 3/8 palce (0,95 cm) (Hastelloy), které mělo vyhřívanou délku 60 palců (152 cm) se třemi regulačními zónami teploty. Podávači jednotka Brabender® s nastavitelnou regulací odměrné přívodní rychlosti byla použita pro měření směsi brusného zma a pojícího materiálu do topné trubky rotačního kalcinačního zařízení. Proces aglomerace se prováděl za atmosférických podmínek, při rychlosti otáčení trubky zařízení 3,5 až 4 otáčky za minutu, úhlu sklonu trubky 2,5 až 3 stupně a přívodní rychlosti materiálu 6 až 10 kg/hod.
Po aglomeraci v rotačním kalcinačním zařízení byly vzorky aglomerovaného brusného zma prosáty a testovány na volnou sypnou hustotu (LPD) a rozložení velikosti. Tyto výsledky jsou představené v tabulce 5-1.
-31 CZ 305217 B6
Tabulka 5-1 Charakteristiky aglomerované granule VI
| Sample No. grain liquid binding materiál | Weight Ibs (Kg) of mix | Binding materiál Weight % (on grain basis) | Volume %of binding materiál3 | LPD -12/pan g/cc | Average slze Microns (mesh size) | Yield (-20/+50) % | Average relative density % |
| V1 80 grit 38A water C binding materiál | 93.9 (42.6) 2.8 (f.3) 3.3 (1.5) | 3.0 | 4.77 | 1.09 | 425 (-35/+40) | 85 | 28.3 |
a. Objemové % pojícího materiálu je procento tuhého materiálu uvnitř granule (tj. pojící materiál a zrno) po vypálení a nezahrnuje objemové % porézity.
Vzorek VI aglomerovaného zrna byl použit pro výrobu brusných kotoučů (typ 1) (konečná velikost: 20 x 1 x 8 palců) (50,8 x 2,54 x 20,3 cm). Složení těchto kotoučů (zahrnující objemové % brusivá, pojivá a porézity ve vypálených kotoučích), měrná hmotnost a mechanické vlastnosti těchto kotoučů jsou popsané v tabulce 5-2. Složení pro experimentální kotouče 1 až 4 byla zvolena, aby se získaly kotouče třídy tvrdosti F, a složení pro experimentální kotouče 5 až 8 byla zvolena tak, aby se získaly kotouče třídy tvrdosti G.
Pro výrobu brusných kotoučů se aglomeráty přidávaly do míchačky spolu s kapalným pojivém a práškovou směsí vitrifikovaného pojivá odpovídající pojícímu materiálu C z tabulky 1-2. Struktury těchto aglomerátů byly dostatečně odolné vůči zhutňování, aby zachovaly účinné množství aglomerátů, které měly trojrozměrný charakter i poté, co byly podrobeny mísicím a formovacím operacím brusného kotouče. Tyto kotouče pak byly vylisovány, vysušeny, vypáleny na maximální teplotu 900 °C, roztříděny, obrobeny na konečný rozměr, vyváženy a prohlédnuty v souladu s výrobními technologiemi komerčních brusných kotoučů známých ze stavu techniky.
Dokončené kotouče byly testovány na bezpečnost v souladu s komerčně praktikovanou rychlostní zkouškou, aby se zajistilo, že kotouče mají dostatečnou mechanickou pevnost pro rotační pohyb, když se namontují na brusku a dostatečnou mechanickou pevnost pro brusné operace. Všechny experimentální kotouče vydržely zkoušku maximální rychlosti pro zkušební vybavení (85,1 m/s), a tedy měly dostatečnou mechanickou pevnost pro brusné operace s pomalým přísuvem.
Složení kotoučů (zahrnující objemové % brusivá, pojivá a porézity ve vypálených kotoučích), měrná hmotnost a mechanické vlastnosti kotoučů jsou popsané v tabulce 5-2.
-32CZ 305217 B6
Tabulka 5-2 Charakteristiky brusného kotouče
| Wheel V1 | Wheel Composition Volume % Agglom- Abrasives Bond11 orosily erates | Fired Density g/cc | Mod. of Elasticity (GPa) | Mod. of Rupture0 (MPa) | Speed test1* (m/s) | |||
| (1) | 42.5 | 40.5 | 6.2 | 53.3 | 1.67 | 13.3 | 22.6 | 85.1 |
| (2) | 40.4 | 38.5 | 6.5 | 55.0 | 1.61 | 11.6 | 18.5 | 85.1 |
| (3) | 40.4 | 38.5 | 7.2 | 54.3 | 1.64 | 12.4 | 23.0 | 85.1 |
| (4) | 39.4 | 37.5 | 8.2 | 54.3 | 1.63 | 12.8 | 22.8 | 85.1 |
| (5) | 42.5 | 40.5 | 7.3 | 52.2 | 1.68 | 14.3 | 25.8 | 85.1 |
| (6) | 40.4 | 38.5 | 9.3 | 52.2 | 1.68 | 15.8 | 26.7 | 85.1 |
| (7) | 40.4 | 38.5 | 8.3 | 53.2 | 1.65 | 13.5 | 25.5 | 85.1 |
| (8) | 39.4 | 37.5 | 9.3 | 53.2 | 1.65 | 14.6 | 24.0 | 85.1 |
| Comparative samples3 non- aggloinerated grain | Wheel Composition Volume % Agglom- Abrasives Bond Porosity erates | Fired Density g/cc | Mod. of Elasticity (GPa) | Mod. of Rupturec (MPa) | Speed tesfd (m/s) | |||
| 38A80- F19VCF2 | N/A | 40.5 | 6.2 | 53.3 | 1.73 | 20.3 | 24.4 | 69.4 |
| 38A80- G19VCF2 | N/A | 40.5 | 7.3 | 52.2 | 1.88 | 29.2 | 26.6 | 69.4 |
a. Vzorky porovnávacích kotoučů byly komerční produkty získané od Saint-Gobain Abrasives, lne., Worcester, MA a označené komerčními značkami kotoučů označených pro každý v tabulce 5-2.
b. Hodnoty pro objemové % pojivá experimentálních kotoučů zahrnují objemové % vitrifikovaného použitého na zrnech pro výrobu aglomerátů.
c. Kotouče byly testovány na modul pevnosti v ohybu na mechanickém zkušebním stroji Instron Model 1125 se čtyřbodovým ohýbacím přípravkem s rozpětím podpěry 3 rozpětím zátěže 1 a při rychlosti zatěžování 0,050 za minutu rychlosti křižáku.
d. Kotouče se neporušily, když otáčely při maximální rychlosti dosažené strojem na test roztržení.
Hodnoty modulu pružnosti experimentálních kotoučů 1-4 byly v rozmezí od 34 do 43 % nižším než hodnota porovnávacího kotouče třídy F a hodnoty modulu pružnosti experimentálních kotoučů 5-8 byly v rozmezí od 45 do 54 % nižším než hodnota porovnávacího kotouče třídy G. Kotouče mající identická složení % objemových zrna, pojivá a pórézity měly naprosto neočekávaně výrazně odlišné hodnoty modulu pružnosti. Experimentální kotouče 1 měl hodnotu modulu pružnosti o 34 % nižší, než je hodnota pro porovnávací kotouč třídy F, a experimentální kotouč 5 měl hodnotu modulu pružnosti o 51 % nižší, než je hodnota porovnávacího kotouče třídy G. U jednoho samostatného experimentu postrádaly porovnávací kotouče vyrobené s jemnějšími třídami, aby byly charakterizovány ekvivalentními, relativně nízkými hodnotami modulu pružnosti, dostatečnou mechanickou pevnost, aby snesly rychlostní zkoušku 85,1 m/s.
Hodnoty rychlostí zkoušky pro experimentální kotouče byly zcela přijatelné. Dále, při identickém složení % objemových zrna, pojivá a pórézity, vykazoval experimentální kotouč 1 modul pevnosti v ohybu pouze o 7 % nižší než modul porovnávacího kotouče třídy F, zatímco experimentální kotouč 5 vykazoval modul pevnosti v ohybu pouze o 3 % nižší, než modul porovnávacího kotouče třídy G. Tento mírný pokles modulu pevnosti v ohybu byl očekávaný a daný mírným poklesem hustoty experimentálních kotoučů relativně vůči porovnávacím kotoučům. Pokles hustoty také naznačuje, že experimentální kotouče měly během tepelného zpracování stálejší
-33 CZ 305217 B6 smrštění relativně vůči porovnávacím kotoučům, které měly shodné složení v objemových %, a toto reprezentuje značné potenciální úspory výrobních nákladů, tak i nákladů na materiál a dokončovacích operací.
Tyto kotouče byly testovány při brusné operaci s pomalým posuvem oproti porovnávacím komerčním kotoučům doporučeným pro použití při brusných operacích s pomalým posuvem. Porovnávací kotouče měly tytéž rozměrové velikosti, identická nebo podobná složení v objemových %, ekvivalentní třídy tvrdosti (třída byla stanovena na základě objemových procentuálních obsahů zrna, pojivá a pórézity) a funkčně ekvivalentní chemická složení pojivá a byly to jinak vhodné porovnávací hřídele pro studii broušení s pomalým posuvem. Avšak tyto porovnávací kotouče byly vyrobeny bez aglomerovaného zrna a byly potřeba ztratné induktory pórů, aby se dosáhlo zamýšleného objemového % pórézity a měrné hmotnosti kotouče. Označení komerčních kotoučů a složení porovnávacích kotoučů jsou popsaná v tabulce 5-2 (komerční kotouče 38A80F19VCF2 a 38A80G19VCF2).
Byl proveden „klínový“ brusný test, tj. obrobek byl skloněný pod malým úhlem relativně k saním stroje, na kterém byl namontován. Tato geometrie má za následek zvětšení hloubky řezu, zvětšení míry úběru materiálu a zvětšení tloušťky třísky, když broušení postupuje od startu do konce. V jediném chodu se tak sbírají parametry broušení v celém rozsahu podmínek. Zhodnocení výkonu kotouče při tomto klínovém testu se dále podporuje měřením a zaznamenáváním výkonu vřetena a brusných sil. Přesné stanovení podmínek (MRR, tloušťka třísky, atd.), které vytvářejí nepřijatelné výsledky, jako je spálení broušením nebo prasknutí kotouče, zajišťuje charakterizaci chování hřídele a klasifikaci relativního provedení výrobku.
Brusné podmínky:
stroj: Hauni-Blohm Profimat 410 režim: skloněné broušení s pomalým posuvem rychlost kotouče: 5500 povrchových stop za minutu (28 m/sec) rychlost stolu: proměnná od 5 do 17,5 palce/minutu (12,7 až 44,4 cm/min) chladivo: Master Chemical Trim E210 200 při 10% koncentraci s deionizovanou studniční vodou, 72 gal/min (272 l/min) materiál obrobku: Inconel 718 (42 HRc) režim orovnání: rotující diamant, kontinuální kompenzace orovnání: 20 mikro-palec/ot. (0,5 pm/ot) převodový poměr: +0,8
Při těchto brusných zdvizích zajišťoval kontinuální nárůst hloubky kontinuální nárůst míry úběru materiálu po celé délce obrobku, zlomením kotouče, hrubou konečnou úpravou povrchu a/nebo ztrátou rohového tvaru. Opotřebení kotouče od broušení bylo menší než souvislé orovnávání ztráty tvaru prováděné během brusné zkoušky. Měrná brusná energie a míra úběru materiálu, při které se vyskytlo poškození (maximální MRR) jsou uvedené v tabulce 5-3.
-34CZ 305217 B6
Tabulka 5-3 Výsledky brusné zkoušky
| Wheel | Wheel Composltion Volume % Agglo. Abrasives Bond Pores | Maximum MRR mm3/s/ mm | Improve- ment •%a | Specific Grind- ing Energy J/mm3 | Improve -ment %a | Average Surface Rough- ness um | |||
| (1) | 42.5 | 40.5 | 6.2 | 53.3 | 10.3 | 20 | 57.6 | -17 | 0.77 |
| (2) | 40.4 | 38.5 | 6.5 | 55.0 | 10.2 | 18 | 55.1 | -20 | 0.75 |
| (3) | 40.4 | 38.5 | 7.2 | 54.3 | 10.9 | 26 | 59.2 | -15 | 0.72 |
| (4) | 39.4 | 37.5 | 8.2 | 54.3 | 10.1 | 18 | 59.2 | -15 | 0.76 |
| (5) | 42.5 | 40.5 | 7.3 | 52.2 | 10.4 | 58 | 60.5 | -23 | 0.77 |
| (6) | 40.4 | 38.5 | 9.3 | 52.2 | 9.4 | 42 | 65.2 | -17 | 0.77 |
| (7) | 40.4 | 38.5 | 8.3 | 53.2 | 9.5 | 44 | 63.4 | -19 | 0.75 |
| (8) | 39.4 | 37.5 | 9.3 | 53.2 | 9.2 | 39 | 64.4 | -18 | 0.77 |
| Compara- tive samples non- agglomerated grain | Wheel Composltion Volume % Agglo. Abrasives Bond Pores | Maximum MRR mm3/s/ mm | Specific Grind- ing Energy J/mm3 | Average Surface Rough- ness um | |||||
| 38A80- F19VCF2 | N/A | 40.5 | 6.2 | 53.3 | 8.6 | N/A | 69.6 | N/A | 0.79 |
| 38A80- G19VCF 2 | N/A | 40.5 | 7.3 | 52.2 | 6.6 | N/A | 78.2 | N/A | 0.76 |
a. Pro výpočet hodnot procentuálního zlepšení byly experimentální kotouče porovnávány s nejbližší ekvivalentní třídou u porovnávacího kotouče. Experimentální kotouče 1-4 byly porovnávány s kotoučem třídy F a experimentální kotouče 5-8 byly porovnávány s kotoučem třídy G.
Jak může být vidět z výsledků brusné zkoušky v tabulce 5-3, vykazovaly experimentální kotouče před poškozením hodnoty MRR vyšší o 20 až 58 % relativně vůči hodnotám porovnávacích hřídelů, které měly identická složení v objemových %. Při shodných složeních vykazovaly experimentální kotouče alespoň 17 % snížení spotřeby energie na broušení (měrná brusná energie). Tyto efektivity resp. účinnosti brusných operací byly dosaženy bez jakékoli znatelné ztráty kvality povrchu obrobku, který se brousil. Výsledky naznačují, že by experimentální kotouče mohly být provozovány při komerčních brusných operacích s pomalým posuvem při nižší míře orovnávání a konstantní MRR, čímž dosahují alespoň zdvojnásobení životnosti kotouče.
Příklad 6
Aglomeráty brusné zmo/anorganické pojivo
Vzorky aglomerovaného zrna byly vyrobeny zjednoduché směsi brusného zrna, pojícího materiálu a vody popsané v tabulce 6-1. Vitrifikované pojivo pojící materiálové kompozice použité pro přípravu vzorků byl pojící materiál C vyjmenovaný v tabulce 1-2. Brusné zrno bylo brusné zrno 38A tavené aluminy, velikost drti 60 získané od Saint-Gobain Ceramics & Plastics, lne., Worcester, MA, USA.
Vzorky aglomerovaného brusného zrna byly připraveny v průmyslovém rotačním kalcinačním zařízení (vyrobeným Bartlett lne. Stow, Ohio; model s přímým topným plynem) při maximální teplotě 1250 °C, vybaveným žáruvzdornou trubkou dlouhou 35 stop (10,7 m), o vnitřním průměru 31 palců (0,78 n) a tlustou 23 palců (0,58 m). Proces aglomerace se prováděl za atmosférických podmínek, při nastaveném bodu regulace teploty horké zóny 1250 °C, při rychlosti otáčení
-35 CZ 305217 B6 trubky zařízení 2,5 ot/min, úhlu sklonu trubky 3 stupně a přívodní rychlosti materiálu 450 kg/hod.
Po aglomeraci v rotačním kalcinačním zařízení byly vzorky aglomerovaného brusného zrna prosáty a testovány na volnou sypnou hustotu (LPD) a rozložení velikostí. Tyto výsledky jsou představené v tabulce 6-1.
Tabulka 6-1 Charakteristiky aglomerovaných granulí V2
| Sample No. grain liquid binding materiál | Weight Ibs (Kg) of mix | Binding materiál Weight % (on grain basis) | Volume % of binding materiál3 | LPD -12/pan g/cc | Average size Microns (mesh size) | Yield (-20/+45) % | Average relative density % |
| V2 60 grit 38A waler C binding materiál | 92.9 (42.1) 2.S (1.3) 4.3 (2) | 4.2 | 6.7 | 1.39 | 520 (-30/+35) | 84 | 36.4 |
a. Objemové % pojícího materiálu je procentuální obsah tuhého materiálu v granulí (tj. pojícího materiálu a zrna) po vypálení a nezahrnuje objemové % pórézity.
Vzorky aglomerátu byly použity pro výrobu brusných kotoučů (typ 1) (konečná velikost: 20 x 1 x 8 palců) (50,8 x 2,54 x 20,3 cm). Pro výrobu těchto brusných kotoučů byly aglomeráty přidávány do míchačky spolu s kapalným pojivém a kompozicí práškového vitrifikovaného pojivá odpovídající pojícímu materiálu C z tabulky 1-2. Struktury aglomerátů byly dostatečně odolné pro zhutňování, aby se zachovalo účinné množství aglomerátů, které mají trojrozměrný charakter poté, co jsou podrobeny mísícím a lisovacím operacím brusného kotouče. Složení pro experimentální kotouče 9 až 11 byla vybrána tak, aby se získaly kotouče třídy tvrdosti I, složení pro experimentální kotouče 12 až 16 byla vybrána tak, aby se získaly kotouče třídy tvrdosti K, a složení pro experimentální kotouče 17 až 19 byly vybrány tak, aby se získaly kotouče třídy tvrdosti J. Kotouče pak byly vylisovány, vysušeny, vypáleny na maximální teplotu 1030 °C, roztříděny, obrobeny načisto, vyváženy a prohlédnuty podle výrobních technologií komerčního brusného kotouče známých ze stavu techniky.
Dokončené kotouče byly testovány na bezpečnost v souladu s komerčně praktikovanou zkouškou rychlosti, aby se zajistilo, že kotouče budou mít dostatečnou mechanickou pevnost pro rotační pohyb, když se namontují na brusku, i dostatečnou mechanickou pevnost pro brusné operace. Výsledky brusného testu jsou udané v tabulce 6—2. Všechny experimentální kotouče měly dostatečnou mechanickou pevnost pro brusné operace s pomalým posuvem. Komerční brusné operace s pomalým posuvem tradičně provozuje tyto brusné kotouče při 6500 sfpm (33 m/s) při maximální pracovní rychlosti kolem 8500 sfpm (43,2 m/s).
Složení těchto kotoučů (zahrnující objemové % brusivá, pojivá a pórézity ve vypáleném kotouči), měrná hmotnost a materiálové vlastnosti kotoučů jsou popsané v tabulce 6-2.
-36CZ 305217 B6
Tabulka 6-2 Charakteristiky brusného kotouče
| Wheel (V2 agglomerate) | Wheel Composition Volume % Agglo. Abr. Bondb Porosily | Fired Density g/cc | Mod. of Elasticity (GPa) | Mod. of Rupture (MPa) | Actual Burst Speed (m/s) | |||
| (9) | 36.5 | 34.1 | 7.5 | 58.4 | 1.53 | 8.1 | 9.6 | 66.5 |
| (10) | 34.4 | 32.1 | 10.5 | 57.4 | 1.59 | 12.7 | 76.6 | |
| (11) | 36.5 | 34.1 | 8.5 | 57.4 | 1.56 | 10.1 | 78.6 | |
| (12) | 41.2 | 38.4 | 7.7 | 53.9 | 1.69 | 13.6 | 12.1 | 76.4 |
| (13) | 39.0 | 36.4 | 9.7 | 53.9 | 1.68 | 15.2 | 80.8 | |
| (14) | 39.0 | 36.4 | 8.7 | 54.9 | 1.63 | 13.0 | 80.2 | |
| (15) | 37.9 | 35.4 | 9.7 | 54.9 | 1.64 | 13.6 | 78.9 | |
| (16) | 39.0 | 36.4 | 10.7 | 52.9 | 1.69 | 16.4 | 88.6 | |
| (17) | 44.2 | 41.2 | 5.6 | 53.2 | 1.74 | 13.2 | 12.2 | 61.3 |
| (18) | 42.1 | 39.2 | 6.6 | 54.2 | 1.69 | 12.9 | 77.1 | |
| (19) | 42.1 | 39.2 | 8.6 | 52.2 | 1.79 | 17.9 | 83.5 | |
| Comparative samples0 non- agglomerated grain | Wheel Composition Volume % Agglom. Abrasives Bond Porosily | Fired Density g/cc | Mod. of Elasticity (GPa) | Mod. of Rupture (MPa) | Actual Burst Speed (m/s) | |||
| 38A60-I96 LCNN | N/A | 34.1 | 7.5 | 58.4 | 1.58 | 18.1 | 10.25 | 69.4 |
| 38A60-K75 LCNN | N/A | 38.4 | 7.7 | 53.9 | 1.75 | 23.5 | N/A | 73.2 |
| 38A60-J64 LCNN | N/A | 41.2 | 5.6 | 53.2 | 1.78 | 23 | N/A | 73.6 |
| TG2-80E13 VCF5C | N/A | 38.0 | 6.4 | 55.6 | 1.68 | 23.3 | 23.0 | N/A |
a. Vzorky porovnávacích kotoučů byly komerční produkty získané od Saint-Gobain Abrasives, Ltd., Stafford, UK a byly označené označením hřídele uvedeným pro každý hřídel v tabulce 6-2.
b. Hodnoty pro objemové % pojivá experimentálních kotoučů zahrnují objemové % vitrifikovaného pojícího materiálu použitého na zrno pro výrobu aglomerátů.
c. Tento kotouč se podobá porovnávacímu kotouči 38A60-K75 LCNN ve složení objemových %, ale byl vyroben s protáhlým brusným zrnem slinuté sol gel alfa-aluminy, které mělo štíhlostní poměr větší než 4:1, podle US-A-5,738,696 a US-A-5,738,697, Wu. Je třeba vzít na vědomí, že má nižší měrnou hmotnost, ale vykazuje velmi podobnou hodnotu modulu pružnosti relativně s 38A60K75 LCNN.
Kotouče, které mají identická objemová % složení zrna, pojivá a pórézity, měly zcela neočekávaně značně odlišné hodnoty modulu pružnosti. Pozoruhodně nevykazovala hodnota modulu pružnosti porovnávacího kotouče (TG2-80 E 13 VC5) vyrobeného s požadovaným, relativně vysokým objemovým % pórézity a relativně nízkou měrnou hmotností prostřednictvím přidaných protáhlých částic (brusného zrna) spíše než s obětovanými indukujícími prostředky pórů, pokles. Ve skutečnosti byla hodnota modulu pružnosti vyšší než nej bližšího ekvivalentního porovnávacího kotouče a mnohem vyšší než experimentální kotouče, které mají ekvivalentní objemové % složení.
Navzdory sníženým vlastnostem modulu pružnosti byly hodnoty rychlostní zkoušky experimentálních kotoučů zcela akceptovatelné. Při shodném složení objemových % zrna, pojivá a pórézity vykazoval experimentální kotouč 1 pouze mírně nižší hodnoty modulu pevnosti v ohybu a lomové rychlosti. Měrné hmotnosti experimentálních kotoučů byly mírně nižší než měrné hmotnosti porovnávacích kotoučů, které byly vyrobeny se stejným objemovým procentuálním složením. Malý pokles modulu pevnosti v pohybu byl tedy očekáván. Pokles měrné hmotnosti také nazna-37CZ 305217 B6 čuje, že experimentální kotouče měly během tepelného zpracování odolné smrštění relativně vzhledem k porovnávacím kotoučům, které měly shodné složení v objemových %, a toto představuje značné potenciální úspory na výrobních nákladech, jak u materiálových nákladů, tak i u dokončovacích operací.
Kotouče byly testovány při operaci broušení s pomalým přísuvem za použití brusných podmínek klínového testu popsaných v příkladu 5. Kotouče byly zkoušeny vzhledem k porovnávacím komerčním kotoučům doporučovaným pro použití u brusných operací s pomalým posuvem. Tyto porovnávací kotouče měly tytéž velikostní rozměry, identická nebo podobná složení v objemových %, ekvivalentní třídy tvrdosti (třída byla stanovena na základě objemových % objemů zrna, pojivá a porézity) a funkčně ekvivalentní chemická složení a byly to jinak vhodné porovnávací kotouče pro studii broušení s pomalým posuvem. Avšak porovnávací kotouče byly vyrobeny bez aglomerovaného zrna a pro dosažení zamýšlené objemové % porézity a měrné hmotnosti kotouče byly použity obětní induktory pórů. Konstrukce komerčních kotoučů a složení porovnávacích kotoučů jsou popsané v tabulce 6-2 (komerční kotouče 38A60-196 LCNN, 38A60-K75 LCNN a 38A60-J64 LCNN). Výsledky jsou udané v tabulce 6-3 níže.
Tabulka 6-3 Výsledky brusného testu
| Wheel V2 | Wheel Compositlon Volume % | Maximum MRR mm3/s/ mm | Improve -ment %a | Specific Grind- ing Energy J/rnm3 | Improve -ment %a | Average Surface Rough- ness um | |||
| Agglo. Abrasives orosily | Bond | ||||||||
| (9) | 36.5 | 34.1 | 7.5 | 58.4 | 12.6 | 31 | 39.0 | -31 | N/A |
| (10) | 34.4 | 32.1 | 10.5 | 57.4 | 10.6 | 10 | 54.7 | -3 | N/A |
| (11) | 36.5 | 34.1 | 8.5 | 57.4 | 16.2 | 68 | 43.1 | -24 | N/A |
| (12) | 41.2 | 38.4 | 7.7 | 53.9 | 12.4 | 53 | 41.9 | -24 | 0.76 |
| (13) | 39.0 | 36.4 | 9.7 | 53.9 | 11.2 | 38 | 44.8 | -19 | 0.80 |
| (14) | 39.0 | 36.4 | 8.7 | 54.9 | 12.1 | 43 | 40.7 | -28 | 0.90 |
| (15) | 37.9 | 35.4 | 9.7 | 54.9 | 11.3 | 40 | 42.7 | -22 | 0.80 |
| (16) | 39.0 | 36.4 | 10.7 | 52.9 | 10.2 | 25 | 46.5 | -16 | 0.74 |
| (17) | 44.2 | 41.2 | 5.6 | 53.2 | 13.7 | 61 | 40.2 | -29 | N/A |
| (18) | 42.1 | 39.2 | 6.6 | 54.2 | 12.8 | 51 | 41.3 | -27 | N/A |
| (19) | 42.1 | 39.2 | 8.6 | 52.2 | 10.2 | 20 | 49.0 | -13 | N/A |
| Comparative samples non- agglomerated grain | Wheel Compositlon Volume % Agglo. Abrasives Bond Porosity | Maximum MRR mm3/s/ mm | Specific Grind- Ing Energy J/mm3 | Average Surface Rough- ness um | |||||
| 38Α60Ί96 LCNN | N/A | 34.1 | 7.5 | 58.4 | 9.7 | N/A | 56.5 | N/A | N/A |
| 38A60-K75 LCNN | N/A | 38.4 | 7.7 | 53.9 | 8.1 | N/A | 55.1 | N/A | 0.94 |
| 38A60-J64 LCNN | N/A | 41.2 | 5.6 | 53.2 | 8.5 | N/A | 56.4 | N/A | N/A |
a. Aby se vypočítaly hodnoty procentuálního zlepšení, byly experimentální kotouče porovnávány s nejbližší ekvivalentní třídou u porovnávacího kotouče. Experimentální kotouče 9 až 11 byly porovnávány s kotoučem třídy I, experimentální kotouče 12 až 16 byly porovnávány s kotoučem třídy K a experimentální kotouče 17 až 19 byly porovnávány kotoučem třídy J.
Jak lze vidět z výsledků brusného testu v tabulce 6-3, vykazovaly experimentální kotouče relativně vůči kotoučům, které měly identická objemová % složení vyšší MRR (10 až 68 %) před tím, než nastalo poškození. Při identických složeních vykazovaly experimentální kotouče snížení energie potřebné pro broušení (měrné brusné energie) (3 až 31 %). Tyto účinnosti brusných operací byly dosaženy bez jakékoli znatelné ztráty kvality povrchu obrobku, který se brousil. Tento výsledek napovídá, že by experimentální kotouče mohly být provozovány při komerčních brus-38CZ 305217 B6 ných operacích s pomalým posuvem za nižší intenzity orovnávání a při konstantní MRR, čímž se dosáhne alespoň zdvojnásobení životnosti kotouče.
Příklad 7
Aglomeráty brusné zmo/organické pojivo
Jedna série vzorků aglomerovaného brusného zrna (Al - A8) byla připravena ze směsi brusného zrna a pojícího materiálu fenolové pryskyřice (pryskyřice 29-717 Durez Varcum®, specifická tíha 1,28 g/cm3 získaná od Durez Corporation, Dallas, TX) v množstvích popsaných v tabulce 71. Všechny vzorky byly připraveny s brusným zrnem 38A taveného oxidu hlinitého upraveného sílaném získaným od Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Worcester, MA, USA o velikostech drti (zrno 80 nebo 46) uvedených v tabulce 7-1.
Zrno a pryskyřicový pojící materiál byly umístěny do vany míchačky (vzorky A5 až A8) do modelu číslo RV-02 vysoce smykového Erich Mixeru vyrobeného Erich Company, Gumee, IL; vzorek Al do miskové míchačky vyrobené Foote-Jones/Illinois Gear v Chicagu, IL; a vzorky A2, A2 a A4 do zakázkové miskové míchačky vyrobené Bonifáce Tool and Die v Southbridge, MA). Míchání bylo zahájeno při rychlosti vany stanovené na 64 ot/min a rychlosti lopatky stanovené na 720 ot/min (vzorky A5 až A8 v míchačce Eirich); nebo rychlosti vany 35 ot/min a stacionární lopatce (vzorek Al v míchačce Foote/Jones); nebo rychlosti vany 35 ot/min a rychlosti lopatky 75 ot/min (vzorky A2 až A4 v míchačce Bonifáce). Během míchání bylo do vlhkého zákalu na směsi zrna a pojícího materiálu rozprašováno pořádné rozpouštědlo (furfural), aby způsobilo, aby se zrna a pojící materiál slepily k sobě. Rozprašování rozpouštědla na směs bylo pokračováno pouze, dokud zrna a pojící materiál nevytvořily aglomeráty. Při přípravě vzorku Al bylo rozpouštědlo rozprašováno ručně na suché komponenty plastovou baňkou. Při přípravě vzorků A2 až A8 bylo rozpouštědlo rozprašováno na suché komponenty jako souvislá mlha v naměřených množstvích za použití Tool Míst Coolant Generátor získaného od Wesco Company, Chatsworth, CA. Proces aglomerace se prováděl za atmosférických podmínek a při teplotě místnosti.
Po aglomeraci v míchačce byly vzorky vlhkého aglomerovaného brusného zrna prosáty přes síto US 35 mesh a sušeny přes noc za podmínek okolního prostředí. Vzorky byly znovu přesáty na hrubém sítu (U.S. standardní síto č. 8 pro aglomeráty drti 46, síto č. 20 pro aglomeráty drti 80) a rozprostřeny v jediné vrstvě na vypalovací žlab (kolem 45 x 30 cm) obložený fluoropolymerem. Aglomeráty pak byly vytvrzeny v laboratorní peci (model Despatch čísel VRD-1-90-1E od Despatch Industries, Minneapolis MN) za atmosférických podmínek, ohřátý na maximální teplotu 160 °C a drženy při této teplotě po dobu 30 minut. Vytvrzené aglomeráty byly válcovány pod manuálně ovládanou ocelovou tyčí 1,5 palce, aby se částečně rozdrtily a větší aglomeráty rozdělily na menší aglomeráty.
Vytvrzené aglomeráty byly rozděleny podle velikosti U.S. standardními testovacími síty namontovanými na vibračním prosévacím zařízení (Ro-Tap, model Rx-29, W.S. Tyler Inc. Mentor, OH). Velikosti ok sít sahaly od 10 do 45 pro aglomeráty vyrobené se zrnem 46 a 20 až 45 pro aglomeráty vyrobené s brusnou drtí o velikosti zrna 80.
Výtěžek použitelných volně proudících aglomerátů vzorků Al až A8 definovaných jako aglomeráty, které mají velikostní rozložení indikované velikosti oka (velikost síta U.S. standard) jako hmot% celkové váhy směsi zrna před aglomerací je představený ne v tabulce 7-1.
Aglomeráty byly testovány na volnou sypnou hustotu (LPD), relativní hustotu a rozložení velikosti a byly vizuálně charakterizovány před tím a poté, co jsou použity pro výrobu abrazivních brusných nástrojů. Volná sypná hustota vytvrzených aglomerátů (LPD) byla měřena procedurou Američan National Standard pro sypnou hmotnost brusných zrn. Počáteční průměrná relativní
-39CZ 305217 B6 měrná hmotnost vyjádřená jako procento byla vypočítána vydělením LPD (p) teoretickou měrnou hmotností aglomerátů (po) předpokládající nulovou porézitu. Teoretická měrná hmotnost byla vypočítána podle metody volumetrického pravidla směsí z hmotnostního procenta a měrné tíhy pojícího materiálu a brusného zma obsažených v aglomerátech.
Tyto aglomeráty měly LPD, relativní měrnou hmotnost a charakteristiky rozložení velikosti vhodné pro použití při komerční výrobě abrazivních brusných kotoučů. Výsledky zkoušek aglomerátů jsou představené v tabulce 7-1.
ío Dokončené, vytvrzené aglomeráty měly trojrozměrné tvary měnící se mezi trojhrannými, kulovými, krychlovými, hranolovými, válcovými a jinými geometrickými tvary. Aglomeráty sestávaly z řady jednotlivých zm brusivá (např. drti 2 až 40) pojených k sobě pryskyřicovým pojícím materiálem ve styčných bodech zma se zrnem. Na základě hustoty materiálu a volumetrických výpočtech byla pórézita aglomerátů v objemu kolem 18 % objemových. Struktury aglomerátů byly dostatečně odolné vůči zhutňování, aby si podržely efektivní množství aglomerátů zachovávajících si počáteční trojrozměrný charakter poté, co byly podrobeny mísicím a formovacím operacím brusného kotouče.
Tabulka 7-1 Charakteristiky aglomerovaných granulí
| Sample No. Mix: grain, solvent, binding materiál | Weight (kg) of mix | Weight % solvent in mix | Binding materiál Wt% (total solids basis) | Volume % binding tnaterial3 | LPD g/cc -20/ +45 mesh fraction | Average síze microns (mesh) -25/+45 screen size | % Yield wt % (mesh size range) | Average % relative density |
| Example 1 A1 80 grit 38A, furfural, phenolic resin | 12 mixes @ 1 kg each | 3.5 | 10 | 25.5 | 1.11 | 500 (36) | 70 (-20 to +45). | 34 |
| A2 BO grit 38A, furfural phenolic resin | 5 kg | 2.5 | 10 | 25.5 | 1.17 | 500 (36) | 70 (-20 to +45) | 35.8 |
| A3 80 grit 38A, furfural, phenolic resin | 5 kg | 2.5 | 10 | 25.5 | 1.2 | 500 (36) | 70 (-20 to +45) | 36.7 |
| Example 2 A4 80 grit 38A, furfural, phenolic resin | 5 kg | 2.5 | 9.1 | 23.6 | 1.20 | 500 (36) | 70 (-20 to +45) | 36.1 |
| A5 80 grit 38A, furfural phenolic resin | 6 mixes @2.5 kg each | 2.0 | 10 | 25.5 | 0.97 | 500 (36) | 80 (-20 to +45) | 29.7 |
| Exampie 3 A6 80 grit 38A, furfural, phenolic resin | 25 mixes @5 kg each | 1.9 | 10 | 25.5 | 1.10 | 500 (36) | 80-85 (-20 to +45) | 33.7 |
-40CZ 305217 B6
| Example 4 A7 46 gril 38A, furfural, phenolic resin | 2.5 kg | 2.0 | 10 | 25.5 | 1.07 | 1400 (14) | 66 (-10 to +20) | 32.7 |
| A8 46 grit 38A, furfural phenolic resin | 2.5 kg | 2.0 | 10 | 25.5 | 0.94 | 1400 (14) | 64 (-10 to +20) or (-14 to +20) | 28.7 |
| Example 5 A9 80 grit 38A, furfural, binding | 2.5 kg | 2.0 | 10 | 25.5 | 1.09 | 500 (36) | >90 (-20 to +45) | 33.4 |
| materiál A | ||||||||
| A10 80 grit 38A, furfural binding materiál B | 2.54 kg | 2.0 | 11.3 | 25.5 | 1.10 | 500 (36) | >90 (-20 to +45) | 33.2 |
| A11 80 grit 38A, furfural binding materiál C | 2.57 kg | 1.9 | 12.6 | 25.5 | 1.15 | 500 (36) | >90 (-20 to +45) | 32.7 |
| A12 80 grit 38A, furfural binding materiál D | 2.61 kg | 1.5 | 13.8 | 25.5 | 1.10 | 500 (36) | >90 (-2Q.to . +45) | 32.2 |
| A13 80 grit 38A, furfural binding materiál E | 2.65 kg | 1.5 | 15.0 | 25.5 | 1.08 | 500 (36) | >90 (-20 to +45) | 31.2 |
a. Objemové % pojícího materiálu je procento tuhého materiálu uvnitř granule (tj. pojící materiál a zrno) po vytvrzení a nezahrnuje objemové % pórézity.
Toto objemové % pojícího materiálu vytvrzených aglomerátů bylo vypočítáno za předpokladu žádné vnitřní pórézity a žádných ztrát směsi.
Brusné kotouče
Vzorky aglomerátů Al, A2 a A3 byly použity pro výrobu typu 6 miskovitých abrazivních brusných kotoučů (konečná velikost: 3,5 x 3,75 x 0,88-0,50 palce věnec) (8,9 x 9,5 x 2,2-1,3 cm věnec). Pro výrobu experimentálních brusných kotoučů byly aglomeráty míchány ručně v dávkách 250 gramů s kompozicí fenolového pryskyřicového pojivá, dokud nebyly získána stejno15 měrná směs. Kompozice pryskyřicového pojivá byla směs 22 % hmotn. kapalné fenolové pryskyřice (V-1181 od Honeywell International lne., Fiction Division, Troy, NY) a 78 % hmotn. práškové fenolové pryskyřice (pryskyřice Durez Varcum 29-717 od Durez Corporation, Dallas, TX). Stejnoměrná směs aglomerátů a pojivá byla umístěna do forem a byl aplikován tlak, aby se vytvořily kotouče v surovém stavu (nevytvrzené). Tyto surové kotouče byly vyjmuty z forem, zaba20 lény do povlakového papíru a vytvrzeny ohřátím na maximální teplotu 160 °C, roztříděny, obrobeny na konečný rozměr a prohlédnuty podle výrobních technik komerčních brusných kotoučů známých ze stavu techniky.
Dokončené kotouče byly bezpečně zkoušeny v souladu s komerčně praktikovanou zkouškou rychlosti, aby se zajistilo, že budou mít kotouče dostatečnou mechanickou pevnost pro rotační
-41 CZ 305217 B6 pohyb, když budou namontovány na brusce a dostatečnou mechanickou pevnost pro brusnou operaci. Všechny experimentální kotouče vydržely rychlostní zkoušku 7200 otáček za minutu a tedy měly dostatečnou mechanickou pevnost pro operace broušení povrchu.
Složení těchto kotoučů zahrnující objemové % brusivá, pojivá a porézity vytvrzených kotoučů jsou popsaná v tabulce 7-2.
Tabulka 7-2 Charakteristiky brusného kotouče
| Experimental Wheel (agglomerate samples Ex. 7, Table 7-1) | Wheel Composition | Weight % Agglomerate | Weight % Bond | Wheel Density g/cc | ||
| Abrasive* | Volume % Bond ϋ | Porosity | ||||
| All are D grade | ||||||
| W1 (A1, | 30 | 24 | 46 | 88.3 | 11.7 | 1.492 |
| W2 (A2) | 30 | 24 | 46 | 88.3 | 11.7 | 1.492 |
| W3 (A3) | 30 | 24 | 46 | 88.3 | 11.7 | 1.492 |
| W4 (A4) | 34 | 20 | 46 | 93.3 | 6.7 | 1.599 |
| Comparative Sample No. (coinmerciai designationf | Grain vol % | Bond Vol % | Porosily vol % | Weight % Abrasive | Weight % Bond | |
| C1L 38A80-L9B18 No agglomerate | 46 | 25 | 29 | 84.6 | 15.4 | 2.149 |
| C1P 38A80- P9 B18 No agglomerate | 46 | 31 | 23 | 81.6 | 18.4 | 2.228 |
a. Při 46 % objem, brusného zrna obsahovaly orovnávací kotouče větší objemové % brusného zrna (tj. o 12 až 16 % objemových více) než experimentální kotouče vyrobené buď s 30 nebo 34 % objem, brusného zrna.
b. Hodnoty pro objemové % experimentálních kotoučů zahrnuje objemové % pryskyřicového pojícího materiálu použitého na zrnech pro výrobu aglomerátů a pojivá použitého pro výrobu kotoučů. Na základě postřehů z předběžného testování byly experimentální kotouče vyjádřené vzorcem (objemová procenta složek) do třídy D tvrdosti na stupnici třídy tvrdosti Bortin Company pro komerční kotouče.
c. Vzorky porovnávacích hřídelů byly vyjádřeny vzorcem pro komerční výrobek získané od Saint-Gobain Abrasives, lne., Worcester, MA a prodávané pod alfanumerickým označením uvedených pro každý z nich v tabulce 7-2. Tyto kotouče obsahují fenolové pryskyřicové pojivo, CaF2 a duté kuličky mulitu, brusné zrno aluminy 38A a mají třídu tvrdosti (stupnice třídy tvrdosti Norton Company) buď L nebo P, jak je označeno.
Tyto experimentální kotouče byly testovány při provozu rovinného broušení a bylo zjištěno, že jsou vhodné pro komerční použití. Experimentální kotouče byly testovány oproti porovnávacím kotoučům popsaným v tabulce 7-2, které jsou doporučované pro komerční použití při operacích rovinného broušení. Porovnávací kotouče měly tytéž velikostní rozměry, totéž brusné zrno a typy pojivá a byly to jinak vhodné porovnávací kotouče pro vyhodnocování experimentálních kotoučů při studiu rovinného broušení, avšak byly vyrobené bez aglomerovaného zrna. Výsledky těchto brusných zkoušek jsou představené v tabulce 7-3.
-42CZ 305217 B6
Brusná zkouška
Kotouče podle vynálezu a porovnávací kotouče byly zkoušeny v oblasti silného styku, při zkoušce rovinného broušení navržené pro napodobující brusné operace komerčních disků. Byly použity následující podmínky.
Podmínky broušení:
Stroj: bruska Okuma G1-20N, OD/ID
Typ broušení: rovinné broušení (čelní), zkouška simulace Disku 10 Rychlost kotouče: 6000 ot/min, 5498 povrchových stop za minutu (27,9 m/sec)
Rychlost obrobku: 10 ot/min, 20,9 povrch, stop za min. (0,106 mm/sec)
Rychlost přísuvu: 0,0105 palec/min (,0044 mm/sec)/0,0210 palec (0,0089 mm/sec)
Chladivo: Trim VHPE210, 5% poměr s deionizovanou studniční vodou
Materiál obrobku: ocel 52100, kroužek 8 palců OD (20,3 cm) x 7 Palců ID (17,8 cm) x 0,50 pal15 ce (1,27 cm), tvrdost Rc-60
Orovnání: shluk diamantů, comp. 0,001 palce, 0,01 palce Přívod.
Tabulka 7-3. Výsledky brusné zkoušky
| Sample (Table 72) | Infeed mm/rev | WVVR (mnňs) | MRR (mm%) | Power W | G-ratio | G-ratio/ Abrasive Vol. Fraction3 | Specific Energy J/mm3 |
| C1L | 0.0533 | 1.682 | 63.47 | 2160 | 37.7 | 82.0 | 34.03 |
| 0.0267 | 0.310 | 32.96 | 1440 | 106.5 | 231.5 | 43.69 | |
| C1P | |||||||
| wheel C | 0.0533 | 0.606 | 65.93 | 2274 | 108.7 | 236.4 | 34.49 |
| 0.0267 | 0.133 | 33.43 | 2693 | 251.5 | 546.7 | 80.56 | |
| wheel D | 0.0533 | 0.402 | 66.42 | 2713 | 165.1 | 358.8 | 40.84 |
| 0.0267 | 0.109 | 33.37 | 2474 | 305.5 | 664.1 | . 74.13 | |
| W1 | - | - | - | - | - | ||
| 0.0267 | 0.062 | 33.50 | 1975 | 54.2 | 1804 | 58.95 | |
| W2 | 0.0533 | 0.231 | 66.73 | 2792 | 288.6 | 961.9 | 41.84 |
| 0.0267 | 0.061 | 33.48 | 2154 | 548.8 | 1829 | 64.35 | |
| W3 | 0.0533 | 0.244 | 66.73 | 2892 | 273:5 | 911.7 | 43.34 |
| 0.0267 | 0.059 | 33.53 | 2194 | 566.6 | 1889 | 65.43 | |
| W4 | 0.0267 | 0.116 | 33.43 | 1915 | 289.1 | 850.4 | 57.28 |
a. G-poměr/objemové % frakce brusivá je míra brusného výkonu zrna v kotouči. Tento výpočet normalizuje brusný výkon na účet značných rozdílů v objemových % brusného zrna mezi experi25 mentálními a porovnávacími kotouči. Lze snadno vidět, že brusné zrno v experimentálních kotoučích dává značně lepší brusnou účinnost na základě objemové frakce (tj. méně zrna je potřeba pro dodání téže úrovně brusné účinnosti).
Výsledky ukazují, že brusné kotouče vyrobené podle vynálezu byly odolné vůči opotřebení ko30 touče a stále ještě schopné provozu při mírách přísuvu a mírách úběru materiálu (MRR) ekvivalentních nejbližším porovnávacím brusným kotoučům buď s delšími dobami životnosti kotouče
-43CZ 305217 B6 (WWR) při ekvivalentních měrných brusných energiích, nebo nižšími měrnými brusnými energiemi při ekvivalentní životnosti kotouče. Experimentální kotouč (W4), který má vyšší objemové procento brusného zrna (34 %), neočekávaně vykazoval vyšší míru opotřebení kotouče než další experimentální kotouče obsahující méně brusného zrna (30 %). Při přísuvu 0,0267 vykazovaly všechny experimentální kotouče nižší měrnou energii při daném MRR než kotouče porovnávací. Protože nižší specifická brusná energie je ve vztahu s nižším potenciálem spálení, předpokládá se, že kotouče podle vynálezu budou vykazovat menší spálení obrobku než kotouče porovnávací. Navíc, relativně k porovnávacím kotoučům dávaly experimentální kotouče značně lepší brusnou účinnost, vztaženo na základnu objemové frakce brusného zrna (tj. pro dodání téže úrovně brusné účinnosti je potřeba méně zrna). Tento výsledek se vzpírá konvenčnímu úsudku technologie pojených brusiv, že kotouč vyšší třídy obsahující více zrna bude odolávat opotřebení a dávat lepší životnost kotouče a účinnost broušení než kotouč nižší třídy (měkčí). Nadprůměrný výkon kotoučů podle vynálezu byl tedy značný a neočekávaný.
Příklad 8
Brusné kotouče
Vzorky aglomerátů A4 a A5 byly použity pro výrobu miskových brusných kotoučů Typ 6 (konečná velikost 5,0 x 2,0 x 0,625 - 1,5 palce věnec (12,7 x 5,08 x 1,59 - 3,81 cm věnec). Tyto experimentální brusné kotouče byly vyrobeny podle postupu popsaného výše v příkladu 7.
Během formování a lisování surových kotoučů využívajících aglomeráty bylo pozorováno, že pro dosažení vytvrzeného kotouče, který by měl dostatečnou mechanickou pevnost pro použití při rovinném broušení, bylo nezbytné určité slisování směsi. Když byla forma naplněna směsí pojivá a aglomerátů a během formování nenastalo žádné stlačení, takže si aglomeráty podržely svoji původní LPD, pak výsledné vytvrzené experimentální kotouče vykazovaly oproti porovnávacím kotoučům při broušení žádný přínos. Když však byl aplikován na formovanou směs aglomerátů a pojivá dostatečný tlak, aby se objem směsi zkomprimoval alespoň o 8 objemových %, pak kotouče vykazovaly při zkouškách rovinného broušení zlepšený brusný výkon. Bylo pozorováno, že hodnoty objemu slisování v rozsahu 8 až 35 % objemových (vztaženo na původní LPD aglomerátu a objem směsi umístěné ve formě) vytvářely pracovní kotouče vykazující výhody podle vynálezu. Dále bylo pozorováno, že rozdrcení od 8 do 15 % objemových aglomerátů nezměnilo brusný výkon kotouče vyrobeného s takovými aglomeráty.
Dokončené kotouče byly testovány na bezpečnost v souladu s komerčně prakticky prováděnou zkouškou rychlosti, aby se zajistilo, že kotouče mají dostatečnou mechanickou pevnost pro rotační pohyb, když jsou namontované na brusce i dostatečnou mechanickou pevnost pro brusnou operaci. Všechny experimentální kotouče vydržely zkoušku rychlosti 6308 ot/min. a tedy měly dostatečnou mechanickou pevnost pro operace rovinného broušení.
Složení těchto kotoučů (zahrnující objemové % brusivá, pojivá a pórézity ve vytvrzených kotoučích) je popsané v tabulce 8-1.
-44CZ 305217 B6
Tabulka 8-1 Charakteristiky brusného kotouče
| Wheel (agylomerate samples Ex. 2, Table 7-1 ) Grade | Elastic Modulus GPa | Wheel Composition | Weight % Agglo m- erate | Weight % Bond | Air Perme- abllityd | Wheel Density g/cc | ||
| Abrasive3 | Volume % Bond d | Porosity | ||||||
| Sample No. | ||||||||
| W5 (A4, D | 3.290 | 30 | 24 | 46 | 87.4 | 12.6 | 7.9 | 1.492 |
| W6 (A4) D | 3.305 | 34 | 20 | 46 | 92.4 | 7.6 | 7.5 | 1.599 |
| W7 (A4) A | 1.458 | 30 | 18 | 52 | 92.2 | 7.8 | 10.8 | 1.415 |
| W8 (A5) D | 3.755 | 34 | 20 | 46 | 93.3 | 6.7 | 5.8 | 1.599 |
| W9 {A4) G | 4.615 | 30 | 30 | 40 | 83.1 | 16.9 | 4.4 | 1.569 |
| Čomparative | Elastic | Grain | Bond | Porosity | Weight | Weight | Air | Wheel |
| Sample No. (commercial designationf | Modulus GPa | vol % | Vol % | vol % | % Abra- sive | % Bond | Perme- abilityd | Density g/cc |
| C2I 38A80 I9B18 No agglomerate | 14.883 | 46.0 | 21.2 | 32.8 | 86.6 | 13.4 | 1.1 | 2.098 |
| C2L 38A80-L9B18 No agglomerate | 18.001 | 46.0 | 25.0 | 29.0 | 84.6 | 15.4 | 0.7 | 2.149 |
| C2P 38A80-P9B18 No agglomerate | 20.313 | 46.0 | 31.0 | 23.0 | 81.6 | 18.4 | 0.3 | 2.228 |
| C2T 38A80-T9B18 No agglomerate | 25.464 | 46.0 | 38.3 | 15.7 | 78.2 | 21.8 | 0;1 | 2.325 |
a. Při 46 % objem, brusného zrna obsahovaly porovnávací kotouče větší objemové % brusného zrna (tj. o 12 až 16 % objemových více) než experimentální kotouče vyrobené buď s 30 nebo 34 % objem, brusného zrna.
b. Hodnoty objemového % pojivá experimentálních kotoučů zahrnují objemové % pryskyřicového pojícího materiálu použitého na zrna, aby vytvořily aglomeráty, a objemové % pojivá použitého pro výrobu kotoučů. Kotouče W5, W6 a W8 byly vyrobeny na třídu D na Nortonově stupnici tříd. Hřídel W7 byl vyroben na třídu A a kotouč W9 byl vyroben na třídu G tvrdosti na stupnici tříd tvrdosti Norton Company pro komerční kotouče.
c. Vzorky porovnávacích hřídelů měly složení komerčního produktu získaného od Saint-Gobain Abrasives, lne., Worcester, MA a prodávaného pod alfanumerickými označeními hřídelů uvedenými pro každý kotouč v tabulce 8-1. Tyto kotouče obsahují pojivo fenolové pryskyřice, CaF2, duté kuličky mulitu, brusné zrno aluminy 38A a mají třídu tvrdosti (komerční stupnice Norton Copany) I, L, P nebo T, jak je naznačeno.
d. Kapalinná (vzduchu) permeabilita je daná v jednotkách cm3/sek/palec vody a měří se tryskou 1.1 postupem popsaným v patentech US 5,738,696 a US 5,738,697.
Při vizuálním zkoumání pohledů na příčné řezy vytvrzených experimentálních kotoučů se fenolová pryskyřice použitá k pojení aglomerátů k sobě zdála u kotoučů být stažená do prázdných oblastí kolem povrchů aglomerátů a vyplňující některé nebo všechny z prázdných oblastí. Toto nebylo pozorováno u surových kotoučů ani u kotoučů vyrobených s pryskyřicí kotouče s vysokou viskozitou. Tato pozorování svědčila o tom, že pojivo bylo vytěsněno do prázdných oblastí aglomerátů během operace tepelného vytvrzování. Tato migrace pojivá během kroku vytvrzování se považuje za to, co efektivně snižuje intraaglomerátovou porézitu a efektivně zvyšuje meziaglomerátovou porézitu relativně vzhledem k teoretickému rozložení porézity uvnitř a mezi aglomeráty. Čistý výsledek bylo vytvoření struktury kompozitu obsahující matrici brusné zmo/pojivo uvnitř nepřetržité fáze zahrnující porézitu vzájemně propojeného charakteru.
-45CZ 305217 B6
Tyto experimentální kotouče byly testovány při operaci rovinného broušení a shledány jako vhodné pro komerční použití. Experimentální kotouče byly zkoušeny oproti porovnávacím kotoučům popsaným v tabulce 8-1, které se používají komerčně pro operace rovinného broušení. Tyto porovnávací kotouče měly tytéž velikostní rozměry, totéž brusné zrno a typy pojivá a byly to jinak porovnatelné kotouče pro zhodnocení experimentálních kotoučů při studii rovinného broušení, avšak byly vyrobeny bez aglomerovaného zrna. Podmínky brusné zkoušky a výsledky jsou uvedené níže v tabulce 8-2.
Brusná zkouška
Kotouče podle vynálezu a porovnávací kotouče byly zkušeny v oblasti silného styku, při testu rovinného broušení navrženého pro napodobení brusných operací komerčního disku. Použity byly následující podmínky.
Podmínky broušení:
Stroj: bruska na kolejnice, maximální výkon 45 HP
Režim broušení: rovinné broušení čelem (zkouška simulace Disku
Rychlost kotouče: 4202 ot/min, 5500 sfpm (povrch, stop za minutu) (27,9 m/sec)
Rychlost obrobku: 3 ot/min, 37,7 sfpm/0, 192 m/sec
Míra přísuvu: 0,0027 pal/ot (0,0686 mm/ot) a 0,004 pal/ot 0,1016 mm/ot)
Doba broušení: 15 minut
Vyjiskřování: 10 sec
Chladivo: Trim Clar, 2% poměr s deionizovanou studniční vodou
Materiál obrobku: ocel 1070 48 palců OD (1,22 m) x 46,5 Palce ID (1,18 m) x 0,75 palce (1,91 cm) Věnec, HB 300 až 331 tvrdost podle Brinnella, žádné orovnání
-46CZ 305217 B6
Tabulka 8-2 Výsledky brusné zkoušky
| Sample Table 8-1) & Grade | Infeed (mm/rev) | WWR (mnť/s) | MRR (mm%) | Power (W) | G-ratio MRR/ WWR | G-ratio/ Abrasive Vol. Fraction3 | Specific Grinding Energy (J/mm3) |
| C2I | 0.0686 | 18.35 | 125.07 | 5368 | 6.81 | 14.81 | 42.92 |
| 0.1016 | 35.65 | 128.51 | 5100 | 3.60 | 7.84 | 39.69 | |
| C2L | 0.0686 | 13.83 | 155.37 | 7242 | 11.24 | 24.43 | 46.61 |
| 0.1016 | 28.93 | 173.32 | 7372 | 5.99 | 13.02 | 42.54 | |
| C2P | 0.0686 | 11.96 | 168.04 | 8646 | 14.05 | 30.53 | 51.45 |
| 0.1016 | 24.91 | 200.38 | 9406 | 8.04 | 17.49 | 46.94 | |
| 0.0686 | 11.56 | 171.39 | 8700 | 14.83 | 32.23 | 50.76 | |
| 0.1016 | 25.29 | 198.16 | 8906 | 7.84 | 17.03 | 44.94 | |
| C2T | 0.0686 | 8.56 | 190.95 | 10430 | 22.31 | 48.51 | 54.62 |
| 0.1016 | 21.03 | 226.52 | 11012 | 10.77 | 23.42 | 48.61 | |
| 0.0686 | 8.33 | 192.48 | 10013 | 23.10 | 50.22 | 52.02 | |
| 0.1016 | 20.56 | 230.27 | 10857 | 11.20 | 24.35 | 47.15 | |
| W5 D | 0.0686 | 9.50 | 184.57 | 7962 | 19.42 | 64.74 | 43.14 |
| 0.1016 | 23.87 | 207.37 | 8109 | 8.69 | 28.96 | 39.10 | |
| 0.0686 | 9.83 | 182.44 | 7731 | 18.56 | 61.85 | 42.38 | |
| 0.1016 | 24.11 | 206.15 | 7970 | 8.55 | 28.50 | 38.66 | |
| WG D | 0.0686 | 13.57 | 157.10 | 6267 | 11.58 | 34.04 | 39.89 |
| 0.1016 | 30.08 | 165.42 | 6096 | 5.50 | 16.17 | 36.85 | |
| 0.0686 | 13.98 | 154.66 | 6142 | 11.07 | 32.54 | 39.72 | |
| 0.1016 | 27.93 | 179.91 | 6463 | 6.44 | 18.95 | 35.93 | |
| W7 A | 0.0686 | 23.25 | 91.73 | 3278 | 3.95 | 13.15 | 35.73 |
| 0.1016 | 39.67 | 101.05 | 3330 | 2.55 | 8.49 | 32.95 | |
| 0.0508 | 15.15 | 82.10 | 3083 | 5.42 | 18.07 | 37.56 | |
| 0.0686 | 23.14 | 92.44 | 3321 | 3.99 | 13.31 | 35.93 | |
| 0.1016 | 39.33 | 103.27 | 3434 | 2.63 | 8.75 | 33.26 | |
| 0.0508 | 14.73 | 84.94 | 3179 | 5.77 | 19.22 | 37.43 | |
| W8 D | 0.0686 | 13.48 | 158.01 | 6523 | 11.72 | 34.47 | 41.28 |
| 0.1016 | 28.04 | 179.60 | 6810 | 6.41 | 18.84 | 37.92 | |
| 0.0686 | 12.94 | 161.36 | 6533 | 12.47 | 36.67 | 40.49 | |
| 0.1016 | 26.04 | 192.77 | 7139 | 7.40 | 21.77 | 37.03 | |
| W9 G | 0.0686 | 5.15 | 214.05 | 10317 | 41.57 | 138.6 | 48.20 |
| 0.1016 | 16.84 | 254.80 | 10761 | 15.13 | 50.42 | 42.23 | |
| 0.0686 | 5.39 | 213.34 | 10274 | 39.58 | 131.9 | 48.16 | |
| 0.1016 | 16.72 I | 255.62 | 10677 | 15.28 | 50.95 | 41.77 |
a. G-poměr/objemové % frakce brusivá je míra brusného výkonu zma v kotouči. Tento výpočet normalizuje brusný výkon pro vysvětlení značných rozdílů v objemovém % brusného zma mezi experimentální a porovnávacími kotouči. Může být snadno vidět, že brusné zm v experimentálních kotoučích dává výrazně větší brusnou účinnost vztaženou na objemovou frakci (tj. méně ío zma je potřeba pro dodání téže úrovně brusné účinnosti).
Výsledky ukazují, že brusné kotouče vyrobené podle vynálezu měly bud’ delší doby životnosti kotouče (WWR) při ekvivalentních měrných brusných energiích nebo nižší měrné brusné energie při ekvivalentní životnosti kotouče. Protože nižší měrná brusná energie koreluje s nižším poten15 ciálem spálení, očekává se u hřídelů podle vynálezu, nebudou vykazovat méně spálených výrobků než kotouče porovnávací.
Navíc relativně k porovnávacím kotoučům podávaly experimentální kotouče značně lepší účinnost broušení vztaženou na objemovou frakci brusného zma (tj. méně zma je potřebného pro do20 dání téže úrovně brusné účinnosti). Tento výsledek se vzpírá konvenčnímu úsudku u technologie
-47CZ 305217 B6 pojených brusiv, že kotouč vyšší třídy, která má více zrna, bude odolávat opotřebení a podávat lepší životnost kotouče i účinnost broušení než (jemnější) kotouč nižší třídy.
Experimentální brusné kotouče mající dostatečnou mechanickou pevnost pro komerční přijetí, avšak porovnatelně nízké měřitelné třídy tvrdosti a porovnatelně vysoká množství vzájemně propojené porézity, existující jako souvislá fáze uvnitř brusné matrice kotouče, by se tak mohly zhotovovat a provozovat podle vynálezu.
Příklad 9
Brusné kotouče
Vzorek aglomerátů A6 byl použit pro výrobu hrncových brusných kotoučů Typ 6 (konečná velikost 5,0 x 2,0 x 0,625 - 1,5 palce věnec (12,7 x 5,08 x 1,59 - 3,81 cm věnec). Experimentální brusné kotouče byly vyrobeny podle postupu popsaného výše v příkladu 7. Dokončené kotouče byly zkoušeny na bezpečnost podle komerčně prakticky prováděné rychlostní zkoušky, aby se zajistilo, aby kotouče měly dostatečnou mechanickou pevnost pro rotační pohyb, když jsou namontované na brusce i dostatečnou mechanickou pevnost pro brusnou operaci. Všechny experimentální kotouče přečkaly zkoušku rychlosti 6308 ot/min a měly tedy dostatečnou mechanickou pevnost pro operace rovinného broušení.
Složení těchto kotoučů (zahrnující objemové % brusivá, pojivá a porézity vytvrzených kotoučů) jsou popsaná v tabulce 9-1.
Tabulka 9-1 Charakteristiky brusného kotouče
| Experimental Wheel (agglomerate samples Ex. 3) Grade | Agglomerate sample (Table 7-1) | Wheel Composition | Weight % Agglome rate | Weight % Bond | Elastic Modulus GPa | ||
| Abrasive® Porosity | Volume % Bond Ď | ||||||
| Sample No. | |||||||
| W10D | A6 | 30 | 24 | 45 | 88.3 | 11.7 | 3.414 |
| W11 A | A6 | 30 | 18 | 52 | 93.1 | 6.9 | 1.906 |
a. Hodnoty pro objemové % pojivá experimentálních kotoučů zahrnují objemové % pryskyřicového pojícího materiálu použitého na zrnech pro výrobu aglomerátů a objemové % pojivá použitého pro výrobu kotoučů.
Vizuální pozorování vytvrzených experimentálních kotoučů demonstrovalo, jako u předchozího příkladu 8, migraci pojivá do volných prostorů na povrchu nebo uvnitř aglomerátů. Čistý výsledek bylo opět vytváření struktury kompozitu obsahující matrici brusné zmo/pojivo uvnitř souvislé fáze zahrnující porézitu vzájemně propojeného charakteru.
Tyto experimentální kotouče byly zkoušeny při operaci rovinného broušení podle příkladu 8 a zjistilo se, že jsou vhodné pro komerční použití. Výsledky broušení experimentálního kotouče byly porovnávány s výsledky čtyř porovnávacích kotoučů popsaných v tabulce 8-1. Tyto porovnávací kotouče měly tytéž velikostní rozměry, tentýž typ brusného zrna a byly jinak vhodné pro vyhodnocení experimentálních kotoučů při této studii rovinného broušení, avšak byly vyrobené bez aglomerovaného zrna. Výsledky těchto brusných zkoušek jsou představené v tabulce 9-2.
-48 CZ 305217 B6
Tabulka 9-2 Výsledky brusné zkoušky č. 3.924
| Wheel Sample (Table 9-1) Grade | Infeed (mm/rev) | WWR (mm3/s) | MRR (mm3/s) | Power (W) | G-ratio MRR/ WWR | G-ratio/ Abrasive Vol. Fraction3 | Specific Grinding Energy (J/mm3) |
| W10D | 0.0686 | 6.15 | 206.97 | 9397 | 33.63 | 112.1 | 45.40 |
| 0.1016 | 18.72 | 241.93 | 9697 | 12.93 | 43.1 | 40.08 | |
| 0.0508 | 6.80 | 202.82 | 9147 | 29.82 | 99.4 | 45.10 | |
| 0.0686 | 17.69 | 248.92 | 10143 | 14.07 | 46.9 | 40.75 | |
| W11 A | 0.0686 | 18.48 | 124.05 | 4733 | 6.71 | 22.4 | 38.16 |
| 0.1016 | 34.70 | 133.99 | 4777 | 3.86 | 12.9 | 35.65 | |
| 0.0508 | 12.34 | 100.74 | 3979 | 8.16 | 27.2 | 39.50 | |
| 0.0686 | 18.15 | 125.98 | 4721 | 6.94 | 23.1 | 37.48 | |
| 0.1016 | 34.78 | 133.59 | 4768 | 3.84 | 12.8 | 35.69 | |
| 0.0508 | 11.75 | 104.70 | 4083 | 8.91 | 29.7 | 39.00 | |
| C2L | 0.0686 | 13,83 | 155.37 | 7242 | 11.24 | 24.43 | 46.61 |
| 0.1016 | 28.93 | 173.32 | 7372 | 5.99 | 13.02 | 42.54 |
a. Zlomek G-poměr/objemové % brusivá je míra brusného výkonu zrna v kotouči. Tento výpočet normalizuje brusný výkon, aby se objasnily značné diference v objemovém % brusného zrna mezi experimentálními a porovnávacími (vzorek C2L tabulce 8-1) kotouči. Lze snadno vidět, že brusné zrno v experimentálních kotoučích dává značně lepší účinnost broušení vztaženou k objemovému zlomku (tj. méně zrna je potřeba pro dodání téže rovně účinnosti broušení).
Relativně nízká třída tvrdosti experimentálních kotoučů (A a D) ukázala vyšší WWR ale nižší odběr energie než porovnávací kotouče běžící při téže brusné operaci (např. vzorek C2L, kotouč třídy L v tabulce 8-1). Porovnávací kotouče v tabulce 8-1 (třída L až třída P) byly o více než 8 tříd tvrdší (na stupnici Norton Company) než experimentální kotouče W10 a Wll. Výkon experimentálních kotoučů (G-poměr, MRR a nižší spotřeba energie) neočekávaně překročil výkon porovnávacích kotoučů ve většině z brusných běhů testu.
Navíc relativně vzhledem k porovnávacím kotoučům podávaly experimentální kotouče značně lepší účinnost broušení vztaženou na objemovou frakci brusného zrna (tj. méně zrna je třeba na dodání téže úrovně účinnosti broušení). Tento výsledek se příčí konvenčnímu úsudku u technologie pojených brusiv, že kotouč vyšší třídy, který má více zrna, bude odolávat opotřebení a dávat lepší životnost kotouče a účinnost broušení než kotouč měkčí třídy.
Tak by se mohly zhotovovat a provozovat podle vynálezu experimentální brusné kotouče, které mají dostatečnou mechanickou pevnost pro komerční přijetí, avšak porovnatelně nízké měřitelné třídy tvrdosti a porovnatelně vysokou vzájemně propojenou porézitu.
Příklad 10
Brusné kotouče
Vzorky aglomerátů A7 a A8 byly použity pro výrobu brusných kotoučů o konečné velikosti 5,0 x 2,0 x 0,625 - 1,5 palce věnec (12,7 x 5,08 x 1,59 - 3,81 cm věnec). Pro kotouče W12 a W13 byl použit vzorek aglomerátu prosátý na rozsah rozložení velikosti -10/+20 mesh. Pro kotouč W14 byl použit vzorek aglomerátu prosátý na rozsah rozložení velikosti -14/+20 mesh. Experimentální brusné kotouče byly vyrobeny podle postupu popsaného v příkladu 7 výše. Konečné kotouče byly testovány na bezpečnost podle inerčně prakticky prováděné zkoušky rychlosti, aby se zajistilo, aby měly kotouče dostatečnou mechanickou pevnost pro rotační pohyb, když jsou namontované na brusce, i dostatečnou mechanickou pevnost pro brusnou operaci. Všechny experimentál-49CZ 305217 B6 ní kotouče vydržely zkoušku rychlosti 6308 ot/min tedy měly dostatečnou mechanickou pevnost pro operace rovinného broušení. Složení kotoučů, zahrnující objemové % brusivá, pojivá a porézity ve vytvrzených kotoučích, jsou popsaná v tabulce 10-1.
Tabulka 10-1 Charakteristiky brusných kotoučů
| Experimental Wheel, Grade Agglomerate (Table 7-1) size | Elastic Modulus GPa | Wheel Composition Volume % | Weight % Agglomerate | Weight % Bond | Air perme- abilityů | ||
| Abrasive.3 | Bond B | Porosity | |||||
| W12 D A7 -10/+20 | 3.535 | 30 | 24 | 46 | 88.3 | 11.7 | 13.3 |
| W13 D A8 -10/+20 | 3.469 | 30 | 24 | 46 | 88.3 | 11.7 | 12.0 |
| W14 D A8 -14/+20 | 3.689 | 30 | 24 | 46 | 88.3 | 11.7 | 11.2 |
| Comparative Sainple No. commercial deslgnation)' | Elastic Modulus GPa | Grain Vol % | Bond Vol % | Porosity vol % | Weight % Abrasive | Weight % Bond | |
| C4L 38A46-L9 B18 No agglomerate | 14.411 | 46.0 | 25.0 | 29.0 | 84.6 | 15.4 | N/A |
a. Při 46 % objem, brusného zrna obsahovaly porovnávací kotouče větší objemové % brusného zrna, tj. o 16 % objemových více než experimentální kotouče vyrobené s 30 % objem, brusného zrna.
b. Hodnoty objemového % pojivá experimentálních kotoučů zahrnují objemové % pryskyřicového pojícího materiálu použitého na zrna pro výrobu aglomerátů a objemové % pojivá použitého pro výrobu kotoučů.
c. Vzorky porovnávacích kotoučů měly složení komerčních produktů získaných od Saint-Gobain Abrasives, lne., orchester, MA a byly nakoupeny pod alfanumerickými označeními kotouče vyznačenými pro každý v tabulce 10-2.
Tyto kotouče obsahují fenolické pryskyřicové pojivo, CaF2, duté kuličky mullitu, brusné zrno aluminy 38A a mají třídu tvrdosti na komerční stupnici Norton Company L, jakje vyznačeno.
d. Tekutinová permeabilita (vzduch) je udávána v jednotách cm3/sec/palec vody a měří se hubicí 11 cm postupem popsaným v patentech US 5,738,696 a 5,738,697.
Vizuální pozorování vytvrzených experimentálních kotoučů jako u předchozích příkladů 8 a 9 demonstrovalo putování pojivá do volných prostorů na povrchu nebo do aglomerátů. Čistý výsledek bylo vytvoření struktury kompozitu obsahující matrici brusné zmo/pojivo uvnitř kontinuální fáze sestávající z pórézity vzájemně propojeného charakteru.
Tyto experimentální kotouče byly zkoušeny při operaci rovinného broušení a shledány jako vhodné pro komerční použití. Experimentální kotouče byly testovány oproti porovnávacímu kotouči popsanému v tabulce 10-1, který se komerčně užívá pro operace rovinného broušení. Tento porovnávací kotouč měl tutéž rozměrovou velikosti, totéž brusné zrno a typy pojivá a byl jinak
-50CZ 305217 B6 vhodný pro vyhodnocování experimentálních kotoučů při studii povrchového broušení, avšak byl vyrobený bez aglomerátů.
Podmínky brusného testu a výsledky jsou udané níže v tabulce 10-2.
Podmínky broušení
Stroj: bruska na kolejnice, maximální výkon 45 HP
Režim broušení: rovinné broušení (čelem) (zkouška simulace disku)
Rychlost kotouče: 4202 ot/min., 5500 povrchových stop za Minutu (27,9 m/sec)
Rychlost obrobku: 6 ot/min. (75,4 sfpm - 0,383 m/sec)
Míra přísuvu: 0,0010 palec/ot. (0,0254 mm/ot.),
0,0014 palec/ot. (0,0356 mm/ot),
0,0020 palec/ot. (0,0508 mm/ot.) a 0,0027 palec/ot. (0,0686 mm/ot.)
Čas broušení: 15 minut při každé míře přísuvu, 45 hp
Vyjiskření: 10 sekund
Chladivo: Trim Clear, 2 % poměr s neionizovanou studniční vodou
Materiál obrobku: AISI ocel 1070 48 palců OD (1,22 m) x 46,5 palce ID (1,18 m) x 0,5 palce (1,91 cm) věnec, tvrdost podle Brinnella HB 302
Orovnání: žádné
Tabulka 10-2 Výsledky brusné zkoušky
| Sample (Table 10Ι) Grade | Infeed (mm/rev) | WWR (mm3/s) | MRR (mm3/s) | Power (W) | G-ratio | G-ratio/ Abrasive Vol. Fraction* | Specific Grinding Energy (J/mm3) |
| C4 L | 0.0686 | 49.58 | 169.46 | 6119 | 3.42 | 7.43 | 36.11 |
| 0.0508 | 28.77 | 179.20 | 7423 | 6.23 | 13.5 | 41.42 | |
| 0.0356 | 17.52 | 143.00 | 6214 | 8.16 | 17.7 | 43.46 | |
| W12D | 0.0686 | 28.84 | 309.44 | 12249 | 10.73 | 35.8 | 39.58 |
| 0.0508 | 18.54 | 248.32 | 10887 | 13.40 | 44.6 | 43.84 | |
| 0.0356 | 9.66 | 196.12 | 9831 | 20.31 | 67.7 | 50.13 | |
| 0.0254 | 4.54 | 156.08 | 8876 | 34.41 | 114.7 | 56.87 | |
| W13D | 0.0686 | 30.41 | 299.50 | 11613 | 9.85 | 32.8 | 38.78 |
| 0.0508 | 19.35 | 242.75 | 10320 | 12.54 | 41.8 | 42.51 | |
| 0.0356 | 10.39 | 191.15 | 9386 | 18.39 | 61.3 | 49.10 | |
| W14D | 0.0686 | 24.82 | 336.59 | 13467 | 13.56 | 45.2 | 40.01 |
| 0.0508 | 19.92 | 238.89 | 10099 | 11.99 | 40.0 | 42.27 | |
| 0.0356 | 8.93 | 200.98 | 9892 | 22.49 | 75.0 | 49.22 |
a. Zlomek G-poměr/objemové % brusivá je míra brusného výkonu zrna v kotouči. Tento výpočet normalizuje brusný výkon, aby se objasnily značné rozdíly v objemovém % brusného zrna mezi experimentálními a porovnávacími kotouči. Snadno lze vidět, že brusné zrno v experimentálních kotoučích dodává značně lepší brusnou účinnost vztaženou k objemové frakci (tj. pro dodání téže úrovně brusné účinnosti je třeba méně zrna).
Pro experimentální kotouče byla spotřebovaná energie mírně vyšší, avšak WWR bylo značně nižší než pro porovnávací kotouče. Má se za to, že pokud byly experimentální kotouče provozo-51 CZ 305217 B6 vány při nižším MRR používaným pro porovnávací kotouče, odebíraly by experimentální kotouče méně energie.
Ještě jednou, relativně vzhledem k porovnávacím kotoučům podávaly experimentální kotouče značně lepší brusnou účinnost vztaženou na objemovou frakci brusného zrna (tj. pro dodání téže úrovně účinnosti broušení je třeba méně zrna). Tento výsledek se příčí konvenčnímu úsudku u technologie pojených brusiv, že kotouč vyšší třídy bude odolávat opotřebení a dávat lepší životnost kotouče i účinnost broušení než jemnější kotouč nižší třídy.
Příklad 11
Aglomeráty brusné zmo/organické pojivo
Různé pojící materiály (jak jsou popsané v tabulce 11-1 níže) byly použity pro výrobu vzorků aglomerovaného brusného zrna A9 až A13 (tabulka 7-1). Jako u předchozího příkladu 7 byly tyto aglomeráty připraveny ze směsi brusného zrna, pojícího materiálu obsahujícího fenolickou pryskyřici (pryskyřici 29-717 Durez Varcum™, měrná tíha 1,28 g/cm3 získanou od Durez Corporation, Dallas, TX) spolu s plnivem vyjmenovaným v tabulce 11-1. Zrno i pojící materiály byly použity v množstvích popsaných v tabulce 11-1. Všechny vzorky byly připraveny s brusným zrnem 38A taveného oxidu hlinitého upraveného silanem, velikost drti 80, získaným od SaintGobain Ceramics a. Plastics, lne., Worcester, MA, USA.
Zrno a pryskyřicový pojící materiál byly umístěny do vany vysokosmykové míchačky Erich (model číslo RV-02 vyrobený Erich Company, Gumee, IL). Míchání bylo započato při otáčkách vany stanovené na 64 ot/min. a rychlosti lopatek stanovené na 720 ot/min. Během míchání bylo jako mlhovina rozprašováno na směs zrna a pojícího materiálu v kontrolované dávce dost rozpouštědla (furfural), aby se vyvolalo, že zrna a pojící materiál aglomerují ksobě. Rozprašování rozpouštědla na směs bylo udržováno pouze, dokud zrna a pojící materiál nevytvořily aglomerát (tj. rozprašování při dávce 15 až 20 g/min po 7 minut na šarži 2,25 kg zrna spolu s množstvím pojícího materiálu označeným v tabulce 11-1. Rozprašování se provádělo generátorem mlhovinové chladicí kapaliny nástrojů získaným od Wesco Company, Chatsworth, CA. Proces aglomerace se prováděl za atmosférických podmínek při teplotě místnosti.
Po aglomeraci v míchačce byly vlhké aglomerované vzorky brusného zrna prosáty přes U.S. standardní síto 3,5 a sušeny přes noc za podmínek okolního prostředí. Tyto vzorky pak byly znovu přesáty, aby se získalo rozložení granulí -20/+45, a rozprostřeny v jediné vrstvě na sušicím lisu obloženou fluoropolymerem (kolem 45 x 30 cm). Aglomeráty pak byly umístěny do pece za atmosférických podmínek, teplota se zvyšovala na maximální teplotu 160 °C a aglomeráty byly drženy při maximální teplotě po dobu 30 minut, aby se vytvrdil pryskyřicový pojící materiál. Vytvrzené aglomeráty byly válcovány pod ocelovou tyčí 1,5 palce poháněnou manuálně, aby se částečně rozdrtily a oddělily větší aglomeráty na menší aglomeráty a pak se prosáty na požadované velikostní rozložení.
Výnos použitelných volně se sypajících aglomerátů definovaných jako granule, které mají rozložení velikosti od -20 do +45 mesh (standardní US velikost síta), byl větší než 90 % celkové váhy směsi zrna před aglomerací.
Aglomeráty byly testovány na volnou sypnou hustotu (LPD), relativní hustotu a rozložení velikosti a byly vizuálně charakterizovány před tím a potom, co byly použity pro výrobu abrazivních brusných nástrojů. Výsledky jsou představené v tabulce 7-1.
Tyto aglomeráty měly PD, relativní hustotu a charakteristiky rozložení velikosti vhodné pro použití při komerční výrobě abrazivních brusných kotoučů. Dokončené, vytvrzené aglomeráty měly trojrozměrné tvary, které se měnily mezi trojhrannými, kulovými, krychlovými, hranolovými,
-52CZ 305217 B6 válcovými a jinými geometrickými tvary. Aglomeráty sestávaly z množství jednotlivých brusných zrn (např. drtí 2 až 40) pojených k sobě pryskyřicovým pojícím materiálem ve styčných bodech zrna se zrnem. Struktury aglomerátů byly dostatečně odolné vůči zhutnění, aby si zachovaly trojrozměrný charakter i poté, co jsou podrobeny operacím míchání a formování brusného kotouče (tj. nepatrná část, např. méně než 20 hmot. %, aglomerátů byla během procesu výroby kotouče redukována na jednotlivá zrna brusivá). Bylo pozorováno, že aglomeráty vyrobené s kombinací pryskyřice a plnivových materiálů byly méně lepivé a snadněji oddělitelné než aglomeráty vyrobené s pryskyřicí a bez plniva. Dále byla potřeba mírně menší množství rozpouštědla, když bylo k pryskyřici přidáno plnivo.
S menšími obměnami mohou být tedy použity tytéž postupy používané pro výrobu aglomerátů s fenolickými pojícími materiály také pro výrobu aglomerátů brusného zrna s organickými pojivovými materiály, když se k organickým pojivovým materiálům přidaly anorganické plnivové materiály (žádané pro zahrnutí do brusného kotouče).
Tabulka 11-1 Pojící materiál použitý u aglomerátů A9 až A13
| Binding Materiál Components | A Binding materiál wt% | B Binding materiál wt % | C Binding materiál wt % | D Binding materiál wt% | E Binding matena! wt% Example 12 |
| Phenolic resin’ | 100 | 78.4 | 61.7 | 48.4 | 37.7 |
| Filleft CaF2 | none | 21.6 | 38.3 | 51.6 | 62.3 |
| Spec. Gravity g/cc | 1.28 | 1.47 | 1.66 | 1.85 | 2.04 |
a. Fenolová pryskyřice byla pryskyřice 29-717 Durez Varcum™ od Duřet Corporation, Dallas, TX.
b. Plnivo bylo získáno od Min-Chem Canada, lne., Oakville Ontario, Kanada o velikosti částice menší než 45 mikrometrů (-325 mesh) a smíchané se složkou práškové pryskyřice před přidáním zrna a kapalného materiálu.
Brusné kotouče
Vzorky aglomerátu A9 až A13 byly použity pro výrobu brusných kotoučů (konečná velikost 5,0 x 2,0 x 0,625 - 1,5 palce věnec) (2,7 x 5,8 x 1,59 -3,1 cm věnec). Experimentální brusné kotouče byly vyrobeny podle postupu popsaného v příkladu 7 výše. Dokončené kotouče byly zkoušeny na bezpečnost v souladu s komerčně praktikovanou rychlostní zkouškou, aby se zajistilo, aby kotouče měly dostatečnou mechanickou pevnost pro rotační pohyb, když jsou namontované na brusce, i dostatečnou mechanickou pevnost pro brusnou operaci. Všechny experimentální kotouče vydržely rychlostní zkoušku 6308 ot/min., a tedy měly dostatečnou mechanickou pevnost pro operace rovinného broušení. Složení kotoučů (zahrnující objemové % brusivá, pojivá a porézity ve vytvrzených kotoučích) jsou opsaná v tabulce 11-2.
-53 CZ 305217 B6
Tabulka 11-2 Charakteristiky brusných kotoučů
| Wheel, Grade Agglomerate (Table 7-1) | Elastlc Moduluš GPa | Wheel Composition Volume % Abrasive3 Bond b Porosity | Weight % Agglomerate | Weight % Bond | Wheel Density g/cc | ||
| W15D (A9) | 3.373 | 30 | 24 | 46 | 88.3 | 11.7 | 1.492 |
| W16 D (A10) | 2.263 | 30 | 24 | 46 | 88.4 | 11.6 | 1.495 |
| W17D (A11) | 3.188 | 30 | 24 | 46 | 88.6 | 11.4 | 1.515 |
| W18 D (A12) | 3.485 | 30 | 24 | 46 | 88.7 | 11.3 | 1.535 |
| W19 D | 3.644 | 30 | 24 | 46 | 88.9 | 11.1 | 1.554 |
| (A13) | |||||||
| Comparative Sample No. (commercial designationp | Elastic Modulus GPa | Grain Vol % | Bond Vol % | Porosity vol % | Weight % Abrasive | Weight % Bond | Whee! Density g/cc |
| C5L 38A80-L9 B18 No agglomerate | 17.006 | 46.0 | 25.0 | 29.0 | 84.6 | 15.4 | 2.149 |
| C5P 38A80- P9 B18 No agglomerate | 21.111 | 46.0 | 31.0 | 23.0 | 81.6 | 18.4 | 2.228 |
| C5T 38A80-T9B18 No agglomerate | 24.545 | 46.0 | 38.3 | 15.7 | 78.2 | 21.8 | 2.325 |
| C5D No agglomerate | 9.183 | 48 | 6 | 46 | 96.1 | 3.9 | 1.973 |
| C5J No agglomerate | 15.796 | 48 | 18 | 34 | 89.2 | 10.8 | 2.126 |
a. Při 46 % objemových brusného zrna obsahovaly porovnávací kotouče větší objemové % brusného zrna (tj. o 16 % objemových více) než experimentální kotouče vyrobené s 30 % objemovými brusného zrna.
b. Hodnoty pro objemové % pojivá experimentálních kotoučů zahrnují objemové % pryskyřicového pojícího materiálu použitého na zrna, aby vytvořily aglomeráty, a objemové % pojivá použitého na výrobu kotoučů.
c. Vzorky porovnávacích kotoučů C5L, C5P a C5T byla komerčně vytvořená složení získaná od Saint-Gobain Abrasives, lne. Worcester, MA, USA a koupená pod alfanumerickými označeními kotouče označenými pro každý v tabulce 11-2. Tyto kotouče obsahovaly fenolické pryskyřicové pojivo, CaF2, duté kuličky mulitu, brusné zrno aluminy 38A a měly třídu tvrdosti (komerční stupnice Norton Company) L, P nebo T, jak je naznačeno.
d. Tekutinová (vzduch) permeabilita je daná v jednotkách cm3/cek/palec vody a měří se hubicí 1,1 cm způsobem popsaným v patentech US 5,738,696 a 5,738,697.
e. Vzorek kotouče C5D postrádal mechanickou pevnost, aby prošel komerčními zkouškami bez25 pečnosti.
Tyto experimentální kotouče byly zkoušeny při operaci rovinného broušení a shledány jako vhodné pro komerční použití. Experimentální kotouče byly zkoušeny oproti porovnávacím ko-54CZ 305217 B6 toučům C5L, C5P a C5T popsaným v tabulce 11-2, což jsou komerční výrobky prodávané pro použití při operacích rovinného broušení. Tyto porovnávací kotouče měly tytéž velikostní rozměry, tytéž typy brusného zrna a pojivá a byly jinak vhodné pro vyhodnocení experimentálních kotoučů při studii rovinného broušení, avšak byly vyrobeny bez aglomerátů. Do tohoto brusného testu byly zahrnuty také experimentální kotouč W5 a porovnávací kotouč CLP z tabulky 8-1.
V další zkoušce za identických brusných podmínek byly testovány dva další porovnávací kotouče C5D a C5J. Porovnávací kotouče C5D i C5J byly vyrobeny podle postupu popsaného pro experimentální kotouče z příkladu 7, kromě toho, že namísto složení citovaných v příkladu 7 byla použita složení představená v tabulce 11-2. Tyto kotouče byly vyrobeny v jemnějších třídách kotoučů (D a J) a zkoušeny, aby se porovnal výkon experimentálního kotouče proti konvenčnímu kotouči, který má srovnatelnou třídu (tj. totéž nebo podobné objemové % zrna, pojivá a porézity). Určení třídy byla provedena na základě složení pojivá vybraného pro kotouč, spolu s objemovými procenty brusného zrna, pojivá porézity v dokončeném kotouči. Podmínky brusné zkoušky i výsledky jsou udané níže v tabulce 11-3.
Brusné podmínky:
Stroj: bruska kolejnic, maximální výkon 45 HP
Režim broušení: čelní broušení (test simulace disku)
Rychlost kotouče: 4202 ot/min., 5500 povrch, stop/min. (27,9 m/sec)
Rychlost obrobku: 3 ot/min., 37,7 sfpm/0, 192 m/sec
Rychlost přísuvu: 0,0020 pal/ot (0,0508 mm/sec), 0,0027 pal/ot (0,0686 mm/ot) a 0,004 pal/ot (0,1016 mm/ot)
Čas broušení: 15 minut při každé rychlost přísuvu
Vyjiskření: 10 sec
Chladivo: Trim Clear, 2 % poměr s deionizovanou studniční Vodou
Materiál obrobku: AISI ocel 1070 48 palců OD (1,22 m) x 46,5 palce ID (1,18 m) x 0,75 palce (1,91 cm) věnec, HP 302 tvrdost podle Brinnella,
Orovnání: žádné
-55CZ 305217 B6
Tabulka 11-3 Výsledky brusné zkoušky
| Wheel Sample (Table 11-1) Grade | Infeed (mm/rev) | WWR (mm3/s) | MRR (mm3/s) | Power (W) | G-ratio | G-ratio/ Abrasive Vol. Fraction8 | Specífic Grinding Energy (J/mm3) |
| C5L | 0.1016 | 34.56 | 135.01 | 4772 | 3.91 | 8.49 | 35.35 |
| 0.0686 | 19.48 | 116.97 | 4247 | 6.00 | 13.05 | 36.31 | |
| C5P | 0.1016 | 29.44 | 169.57 | 6373 | 5.76 | 12.52 | 37.59 |
| 0.0686 | 17.04 | 133.48 | 5033 | 7.83 | 17.02 | 37.71 | |
| 0.1016 | 31.90 | 152.95 | 5716 | 4.79 | 10.42 | 37.37 | |
| 0 0686 | 17.84 | 128.11 | 4888 | 7.18 | 15,61 | 38.15 | |
| 0.0508 | 12.63 | 98.81 | 3796 | 7.83 | 17.01 | 38.41 | |
| C5T | 0.1016 | 25.56 | 195.72 | 7963 | 7.66 | 16.64 | 40.69 |
| 0.0686 | 15.18 | 146.05 | 5920 | 9.62 | 20.9 | 40.54 | |
| 0.1016 | 23.20 | 211.72 | 8554 | 9.13 | 19.8 | 40.40 | |
| 0.0686 | 11.92 | 168.04 | 7168 | 14.09 | 30.6 | 42.66 | |
| 0.0508 | 11.16 | 108.76 | 4577 | 9.75 | 21.2 | . 42.08 | |
| C2P | 0.1016 | 26.09 | 192.17 | 7664 | 7.36 | 16.01 | 39.88 |
| 0.0686 | 13.21 | 159.34 | 6678 | 12.06 | 26.2 | 41.91 | |
| 0.0508 | 6.83 | 137.94 | 6004 | 20.19 | 43.9 | 43.53 | |
| W15 D | 0.1016 | 21.89 | 220.73 | 7706 | 10.09 | 33.6 | 34.91 |
| 0.0686 | 10.78 | 175.74 | 6570 | 16.30 | 54.3 | 37.38 | |
| W16 D | 0.1016 | 34.81 | 133.39 | 4088 | 3.83 | 12.77 | 30.65 |
| 0.0686 | 18.43 | 124.16 | 4014 | 6.74 | 22.5 | 32.33 | |
| 0.1016 · | 31.65 | 154.66 | 5072 | 4.89 | 16.3 | 32.80 | |
| 0.0686 | 21.98 | 99.63 | 3319 | 4.53 | 15.11 | 33.31 | |
| W17 D | 0.1016 | 27.88 | 180.11 | 5942 | 6.46 | 21.5 | 32.99 |
| 0.0686 | 15.05 | 146.86 | 5186 | 9.76 | 32.5 | 35.31 | |
| W18D | 0.1016 | 28.62 | 175.14 | 5550 | 6.12 | 20.4 | 31.69 |
| 0.0686 | 15.62 | 143.20 | 4801 | 9,17 | 30.6 | 33.53 | |
| W19 D | 0.1016 | 32.16 | 151.22 | 4536 | 4.70 | 15.7 | 29.99 |
| 0.0686 | 20.43 | 110.47 | 3577 | 5.41 | 18.02 | 32.38 | |
| 0.0508’ | 11.14 | 108.85 | 3773 | 9.77 | 32.6 | 34.67 | |
| 0.1016 | 30.83 | 160.25 | 5076 | 5.20 | 17.32 | 31.67 | |
| 0.0686 | 16.17 | 139.36 | 4446 | 8,62 | 28.72 | 31.90 | |
| 0.0508 | 8.42 | 127.20 | 4166 | 15.10 | 50.3 | 32.75 | |
| W5D | 0.1016 | 23.45 | 210.01 | 7314 | 8.95 | 29.8 | 34.83 |
| 0.0686 | 11.91 | 168.15 | 6163 | 14.12 | 47.1 | 36.65 | |
| 0.0508 | 5.18 | 149.09 | 5684 | 28.78 | 95.9 | 38.13 | |
| C5Dh | 0.1016 | 48.80 | 59.19 | 1858 | 1.21 | 2.53 | 31.38 |
| 0.0686 | 36.78 | 54.51 | 1722 | 1.48 | 3.09 | 31.59 | |
| 0.0508 | 35.23 | 59.70 | 1993 | 1.69 | 3.53 | 33.39 | |
| C5Jb | 0.1016 | 22.38 | 217.7 | 9033 | 9.73 | 20.3 | 41.49 |
| 0.0686 | 11.20 | 173.3 | 7376 | 15.47 | 32.2 | 42.55 | |
| 0.0508 | 6.67 | 140.5 | 6024 | 21.07 | 43.9 | 42.89 | |
| 0.1016 | 19.59 | 236.1 | 10260 | 12.05 | 25.1 | 43.47 | |
| 0.0686 | 9.62 | 183.6 | 8294 | 19.07 | 39.7 | 45.19 | |
| 0.0508 | 4.73 | 151.9 | 7018 | 32.13 | 66.9 | 46.19 |
-56CZ 305217 B6
a. Zlomek G-poměr/objemové % brusivá je míra brusného výkonu zrna v kotouči. Tento výpočet normalizuje brusný výkon, aby vysvětlil rozdíly v objemových % brusného zrna mezi experimentálními a porovnávacími kotouči. Lze snadno vidět, že brusné zrno v experimentálních kotoučích dává značně lepší účinnost broušení vztaženou na objemovou frakci (tj. pro dodání téže úrovně účinnosti broušení je potřeba méně zrna).
b. Kotouče C5D a C5J byly zkoušeny k pozdějšímu datu než zbývající vzorky, avšak za identických podmínek brusné zkoušky.
Experimentální kotouče demonstrovaly mírně nižší výkon než porovnávací kotouče, ale srovnatelné WWR. To je překvapení dané rozdílem třídy (D versus L-T).
Ještě jednou, relativně vůči porovnávacím kotoučům dodávaly experimentální kotouče celkově značně lepší účinnost broušení vztaženou k objemové frakci brusného zrna (tj. pro dodání téže úrovně účinnosti broušení je potřeba méně zrna). Vzorek C5J běžel při vyšších mírách MRR, takže údaje pro tento kotouč jsou konzistentní s obecným trendem. Vzorky C2P a W5D zkoušené při samostatné brusné zkoušce ukazují lepší výkon než zbývající kotouče, avšak rozdíly mezi experimentální a porovnávacími kotouči jsou konzistentní s obecným trendem. Tyto výsledky jsou v rozporu s konvenčním úsudkem u technologie pojených brusiv, že kotouč vyšší třídy, který má více zrna, bude odolávat opotřebení a dávat lepší životnost kotouče a účinnost broušení než kotouč jemnější třídy.
Experimentální brusné kotouče, které mají dostatečnou mechanickou pevnost pro komerční přijetí, ale porovnatelně nižší měřitelné třídy tvrdosti, by tak mohly být vyráběny podle vynálezu a dávat efektivní brusný výkon pro komerční účely.
Příklad 12
Aglomeráty brusné zmo/vitrifikované pojivo
Vitrifikovaný pojící materiál (pojící materiál A z tabulky 1-2) byl použit pro výrobu vzorku AVI aglomerovaného brusného zrna. Aglomeráty byly připraveny ze směsi brusného zrna a vitrifikovaného pojícího materiálu metodou rotační kalcinace popsanou v příkladu 1, kromě toho, že pro výrobu aglomerátů AVI bylo použito 2,6 % hmotn. pojícího materiálu A a brusné zrno byl tavený oxid hlinitý 38A, velikost drti 80, získaný od Saint-Gobain Ceramics a. Plastics, lne., MA, USA. Slinuté aglomeráty byly navlhčeny 2 % hmotn. vodného roztoku gamma-amino propyl triethoxysilanu (Witco Corporation, Friendly, West Virginia) (9,2 ml/lb na aglomeráty zrna o velikosti drti 80), aby se aglomeráty povlékly silanem, pak se vysušily při 120 °C a přesály, aby se odstranily jakékoli hrudky vytvořené během úpravy silanem.
Výtěžek použitelných volně sypaných aglomerátů definovaných jako granule, které mají rozložení velikosti -20/+45 mesh (U.S. standardní velikost síta) byl 86 % hmotn. % z celkové hmotnosti směsi zrna před aglomerací. Nitrifikované aglomeráty zrna byly zkoušeny na volnou sypnou hustotu (LPD = 1,04), relativní hustotu 0,268) a rozložení velikosti (-20/+45 mesh) a byly vizuálně charakterizovány před a poté, co byly použity pro výrobu abrazivních brusných nástrojů.
Tyto aglomeráty měly LPD, relativní hustotu a charakteristiky rozložení velikosti vhodné pro použití při komerční výrobě abrazivních brusných kotoučů. Dokončené, vytvrzené aglomeráty měly trojrozměrné tvary měnící se mezi trojhrannými, kulovými, krychlovým, hranolovými, válcovými a dalšími geometrickými tvary. Aglomeráty sestávaly z řady jednotlivých drtí brusivá (např. drtí 2 až 40) pojených k sobě vitrifikovaným pojícím materiálem ve styčných bodech zrna se zrnem spolu s viditelnými prázdnými oblastmi. Struktury těchto aglomerátů byly dostatečně odolné vůči zhutňování, aby si uchovaly trojrozměrný charakter i poté, co byly podrobeny mícha-57CZ 305217 B6 cím a formovacím operacím brusného kotouče (tj. neznatelná část aglomerátů (např. méně než 20 hmot. %) aglomerátů byla během zpracování kotouče redukována na jednotlivá zrna brusivá). Aglomeráty brusné zrno/organické pojivo
Brusné zrno (zrno 38A, velikost drti 80, získané od Saint-Gobain Ceramics a. Plastics, lne., Worcester, MA) a pryskyřicový pojící materiál (pojící materiál E y tabulky 11-1) byly umístěny do vany vysokosmykové míchačky Eirich (číslo modelu R07 vyráběné Eirich Copany, Gumee, IL). Míchání bylo započato při rychlosti vany nastavené na 460 ot/min (ve směru hodinových ručiček) a rychlosti lopatky nastavené na 890 ot/min (proti směru hodinových ručiček). Během míchání bylo jako mlhovina rozprašováno v regulované dávce dostačující rozpouštědlo (furfural) na směs zrna a pojícího materiálu, aby se vyvolalo, že zrna a pojící materiál k sobě aglomerují. V rozprašování rozpouštědla na směs se pokračovalo, pouze dokud zrna a pojící materiál nevytvořily aglomeráty (tj. rozprašování v míře 380 až 390 cm3/min. po celkovém 2,5 min na šarži zahrnující 49,5 kg zrna spolu s množstvím pojícího materiálu udaným v tabulce 12-1). Rozprašování bylo prováděno na zařízení Spraying Systems (model AutoJet 38660 získaný od Spraying Systéme, Wheaton, IL). Proces aglomerace se prováděl za atmosférických podmínek při teplotě místnosti.
Aglomerát A14 se provedl dvakrát přes vibrující dopravník šest stop (Eriez Magnetics, model číslo HS/115, Erie PA), aby se rozpouštědlo odpařilo. Aglomerát se pak uložil s volným brusným zrnem (drť 80, 3 8A) při 1 části aglomerátu a 2 částech volného brusivá a pak umístil do pece (model číslo VRD-1-90-1E od Despatch Industrie, Mineapolis, MN) za atmosférických podmínek. Teplota byla zvýšena na maximální teplotu 160 °C a aglomeráty byly drženy při maximální teplotě po dobu 30 minut, aby se vytvrdil pryskyřicový pojící materiál. Po vytvrzení bylo volné brusivo odděleno od aglomerátů konečnou třídící procedurou.
Tabulka 12-1 Charakteristiky aglomerované granule
| Sample No. Mix: grain, solvent, binding materiál | Weight (kg) of mix | Weight % solvent in mix | Binding materiál Wt% (total solids basis) | Volume % binding materiál3 | LPD g/cc -20/ +45 mesh fraction | Average slze microns (mesh) -25/+45 screen size | % Yield -25/+45 screen size | Average % relative density |
| Exampie 6 A14 80 grit 38A, furfural, Binding materiál E | 58.2 kg | 1.5% | 15% | 25.5 | 1.05 | 500 (36) | 85% | 30.3 |
a. Objemové % pojícího materiálu je procento tuhého materiálu uvnitř granule (tj. pojící materiál a zrno) po vytvrzení a nezahrnuje objemové% pórézity. Objemové % pojícího materiálu vytvrzených aglomerátů bylo vypočítáno za předpokladu žádné vnitřní pórézity a žádných ztrát směsi.
Brusné kotouče
Vzorky aglomerátu AVI a A14 byly použity pro výrobu brusných kotoučů (konečná velikost 5,0 x 2,0 x 0,625 - 1,5 palce věnec (12,7 x 5,08 x 1,59-3,81 cm věnec). Experimentální brusné kotouče byly vyrobeny podle postupu popsaného příkladu 7. Dokončené kotouče byly testovány na bezpečnost podle komerčně praktikované zkoušky rychlosti, aby se zajistilo, že kotouče mají dostatečnou mechanickou pevnost pro rotační pohyb, když jsou namontované na brusce, i dostatečnou mechanickou pevnost pro operaci broušení. Všechny experimentální kotouče vydržely zkoušku rychlosti 6308 ot/min. a měly tedy dostatečnou mechanickou pevnost pro operace rovin-58CZ 305217 B6 něho broušení. Složení těchto kotoučů (zahrnující typ a procento aglomerátů, objemové % brusivá, pojivá a porézity ve vytvrzených kotoučích) jsou popsaná v tabulce 12-2.
Tabulka 12-2 Charakteristiky brusných kotoučů
| Wheel, Grade (agglomerale Ex. 6, Table 12-1) | Agglomerate Blends Vit. Binder/ Resin Binder | Wheel Composifion | Weight % Agglomerate | Weight % Bond | Air Perme- abilityd | ||
| Abrasive Porosity | Volume % a Bond b | ||||||
| W20 D | 0/100 | 30 | 24 | 46 | 88.9 | 11.1 | 6.3 |
| resin | |||||||
| W21 D | 25/75 | 30 | 24 | 46 | 86.9 | 13.1 | 5.8 |
| W22D | 50/50 | 30 | 24 | 46 | 84.9 | 15.1 | 5.7 |
| W23 D | 75/25 | 30 | 24 | 46 | 82.8 | 17.2 | 5.2 |
| W24D vitrified | 100/0 | 30 | 24 | 46 | 80.8 | 19.2 | 4.6 |
| W25 G resin | 0/100 | 30 | 30 | 40 | 84.7 | 15.3 | 3.8 |
| W26G | 25/75 | 30 | 30 | 40 | 83.6 | 16.4 | 3.7 |
| W27 G | 50/50 | 30 | 30 | 40 | 80.8 | 19.2 | 3.6 |
| W28 G | 75/25 | 30 | 30 | 40 | 78.9 | 21.1 | 3.3 |
| W29 G vitrified | 100/0 | 30 | 30 | 40 | 76.8 | 23.2 | 2.8 |
| Comparative Sample No. (commercial designation)0 | Grain Vol % | Bond Vol % | Porosity vol % | Weight % Abrasive | Weight % Bond | Air Perme- abilityd | |
| CSI 38A80-I9 B18 | none | 46.0 | 21.2 | 32.8 | 86.6 | 13.4 | 1.1 |
| C6L 38A80-L9B18 | tl | 46.0 | 25.0 | 29.0 | 84.6 | 15.4 | 0.7 |
| C6P 38A80-P9 B18 | II | 46.0 | 31.0 | 23.0 | 81.6 | 18.4 | 0.3 |
| CST 38A80-T9B18 | II | 46.0 | 38.3 | 15.7 | 78.2 | 21.8 | 0.1 |
a. Při 46 % objem, brusného zma obsahovaly porovnávací kotouče větší objemové % brusného 10 zma (tj. o 16 % objemových více) než experimentální kotouče vyrobené s 30 % objem, brusného zma.
b. Hodnoty objemového % pojivá experimentálních kotoučů zahrnovaly objemové % pryskyřicového pojícího materiálu použitého na zma pro výrobu aglomerátů a objemové % pojivá použité15 ho v kotoučích.
c. Vzorky porovnávacích kotoučů měly složení komerčních produktů získaných od Saint-Gobain Abrasives, lne., Worcester, MA a prodávaných pod alfanumerickými označeními kotoučů udanými pro každý žních v tabulce 12-2. Tyto kotouče obsahují pojivo fenolické pryskyřice,
CaF2, duté kuličky mulitu brusné zmo aluminy 38 a mají třídu tvrdosti (komerční stupnice Norton Company) I, L, P nebo T, jak je vyznačeno.
d. Tekutinová permeabilita (vzduchu) je udána v jednotkách cm3/sek/palec vody a měří se tryskou 1,1 cm postupem popsaným v patentech US 5,738,696 a 5,738,697.
Vizuální pozorování vytvrzených experimentálních kotoučů, jako u předchozího příkladu 7, ukázala migraci pojivá do nitroaglomerátových prázdných prostorů. Byly udělány fotomikrografy (zvětšení 46 x) z brusných povrchů porovnávacího kotouče C6L a experimentálního kotouče
-59CZ 305217 B6
W20D (tabulka 12-2). Tyto obrazy se jeví jako obrázky 4 a 5. Z obrázků 4 (porovnávací kotouč) a 5 (experimentální kotouč) lze vidět, že porézita (tmavší oblasti) v kompozitu brusivá podle vynálezu existuje jako souvislá fáze vzájemně propojených kanálů. Brusné zrno a pojivo se jeví jako síťovaná síť, ve které je brusné zrno ukotvené v organických pojivových materiálech. V porovnání s tím má porovnávací kotouč v podstatě stejnoměrnou strukturu, ve které je porézita stěží viditelná a jeví se jako nesouvislá fáze.
Tyto experimentální kotouče byly zkoušeny při operaci rovinného broušení a shledány jako vhodné pro komerční použití. Experimentální kotouče byly zkoušeny proti porovnávacím kotoučům popsaným v tabulce 12-2, které se používají komerčně pro operace rovinného broušení. Rozsah tříd 1 až T třídy tvrdosti Norton byl vybrán pro porovnávací kotouče, aby se potvrdil pozorovaný posun třídy u experimentálních kotoučů (tj. nižší třída tvrdosti u experimentálních kotoučů může sloužit stejně dobře jako vyšší třída tvrdosti konvenčních kotoučů). Porovnávací kotouče měly tytéž velikostní rozměry, tentýž typ brusného zrna a byly jinak vhodné pro vyhodnocení experimentálních kotoučů při studiu rovinného broušení, ale byly vyrobeny bez aglomerátů. Podmínky brusné zkoušky a výsledky jsou uvedené níže v tabulce 12-3.
Podmínky broušení
Stroj: bruska na koleje, maximální výkon 45 HP
Režim broušení: čelní broušení (test simulace disku)
Rychlost kotouče: 4202 ot/min., 5500 povrch, stop/min. (27,9 m/sec)
Rychlost obrobku: 3 ot/min., 37,7 sfpm/0,192 m/sec
Rychlost přísuvu: 0,0027 pal/ot (0,0686 mm/ot) a 0,004 pal/ot (0,1016 mm/ot)
Čas broušení: 15 minut při každé rychlosti přísuvu
Vyjiskření: 10 sec
Chladivo: Trim Clear, 2 % poměr s deionizovanou studniční vodou
Materiál obrobku: A1SI ocel 1070 48 palců OD (1,22 m x 46,5 palce ID (1,18 m) x 0,75 palce (1,91 cm) věnec, HP 302 tvrdost podle Brinnella,
Orovnání: žádné.
-60CZ 305217 B6
Tabulka 12-3 Výsledky zkoušky broušení
| Wlieel Sample (Table 12-2) | Infeed (mm/rev) | WWR (mm3/s) | MRR (mm’/s) | Power (W) | G-ratio | G-ratio/ Abrasive Vol. Fraction“ | Specific Grinding Energy (J/mm3) |
| C6I | 0.1016 | 37.22 | 117.17 | 3861 | 3.15 | 6.84 | 32.95 |
| 0.0686 | 23.14 | 92.44 | 3118 | 3.99 | 8.68 | 33.73 | |
| C6L | 0.1016 | 35.98 | 125.89 | 4297 | 3.50 | 7.61 | 34.13 |
| 0.0686 | 21.96 | 100.34 | 3358 | 4.57 | 9.93 | 33.46 | |
| C6P | 0.1016 | 26.00 | 193.19 | 7951 | 7.43 | 16.15 | 41.16 |
| 0.1016 | 27.15 | 185.17 | 7443 | 6.82 | 14.82 | 40.20 | |
| 0.0686 | 14.48 | 150.82 | 6172 | 10.42 | 22.6 | 40.93 | |
| C6T | 0.1016 | 18.08 | 254.91 | 11968 | 14.10 | 30.7 | 46.95 |
| 0.0686 | 17.69 | 249.12 | 11187 | 14.08 | 30.6 | 44.90 | |
| 0.0686 | 8.96 | 188.01 | 8539 | 20.98 | 45.6 | 45.42 | |
| W20 | 0.1016 | 26.49 | 190.95 | 6039 | 7.21 | 24.0 | 31.63 |
| 0.1016 | 29.08 | 172.10 | 5398 | 5.92 | 19.73 | 31.36 | |
| 0.0686 | 14.94 | 147.67 | 4744 | 9.88 | 33.0 | 32.13 | |
| W21 | 0.1016 | 10.63 | 298.19 | 11048 | 28.05 | 93.5 | 37.05 |
| 0.0686 | 2.43 | 232.22 | 9764 | 95.46 | 318 | 42.05 | |
| 0.0686 | 1.97 | 235.55 | 10527 | 119.79 | 399 | 44.69 | |
| W22 | 0.1016 | 18.99 | 241.13 | 8497 | 12.70 | 42.3 | 35.24 |
| 0.0686 | 6.16 | 208.19 | 7738 | 33.82 | 112.7 | 37.17 | |
| W23 | 0.1016 | 18.92 | 240.82 | 8237 | 12.73 | 42.4 | 34.20 |
| 0.0686 | 7.82 | 196.63 | 7073 | 25.13 | 83.8 | 35.97 | |
| 0.0686 | 6.35 | 206.66 | 7679 | 32.54 | 108.5 | 37.16 | |
| W24 | 0.1016 | 7.24 | 319.57 | 12211 | 44.15 | 147.2 | 38.21 |
| 0.1016 | 7.37 | 318.56 | 12049 | 43.21 | 144.0 | 37.82 | |
| 0.0686 | 1.25 | 240.11 | 11043 | 192.65 | 642 | 45.99 | |
| 0.0686 | 1.64 | 238.89 | 11227 | 145.96 | 487 | 47.00 | |
| W25 | 0.1016 | 22.32 | 217.60 | 7724 | 9.75 | 32.5 | 35.50 |
| 0.1016 | 22.36 | 218.31 | 7461 | 9.76 | 32.5 | 34.18 | |
| 0.0686 | 10.71 | 178.27 | 6392 | 16.65 | 55.5 | 35.86 | |
| W26 | 0.1016 | 8.96 | 308.62 | 11654 | 34.43 | 114.8 | 37.76 |
| 0.0686 | 1.68 | 237.18 | 11129 | 141.04 | 470 | 46.92 | |
| 0.0686 | 4.34 | 220.13 | 9294 | 50.73 | 169.1 | 42.22 | |
| W27 | 0.1016 | 12.42 | 284.50 | 10673 | 22.91 | 76.4 | 37.52 |
| 0.0686 | 3.38 | 226.21 | 9393 | 66.94 | 223 | 41.52 | |
| W28 | 0.1016 | 15.44 | 264.23 | 9877 | 17.12 | 57.1 | 37.38 |
| 0.0686 | 5.53 | 211.32 | 8450 | 38.24 | 127.5 | 39.99 | |
| 0.0686 | 5.01 | 214.76 | 8502 | 42.83 | 142.8 | 39.59 | |
| W29 | 0.1016 | 7.54 | 318.56 | 13638 | 42.26 | 140.9 | 42.81 |
| 0.1016 | 8.27 | 312.97 | 12464 | 37.83 | 126.1 | 39.83 | |
| 0.0686 | 0.93 | 242.35 | 11664 | 260.32 | 868 | 48.13 |
a. Zlomek G-poměr/objemové % brusivá je míra brusného výkonu zrna v kotouči. Tento výpočet normalizuje brusný výkon, aby vysvětlil značné rozdíly v objemových % brusného zrna mezi experimentálními a porovnávacími kotouči. Lze snadno vidět, že brusné zrno v experimentálních ío kotoučích dává značně lepší účinnost broušení vztaženou na objemovou frakci (tj. pro dodání téže úrovně účinnosti broušení je potřeba méně zrna).
-61 CZ 305217 B6
Výsledky zkoušky demonstrují, že experimentální kotouče, mají třídu D nebo G na stupnici třídy tvrdosti Norton, slouží ekvivalentním způsobem k porovnávacím kotoučům, které mají tvrdší třídu P až T. Výkon experimentálních kotoučů byl zvlášť překvapující, protože tyto kotouče obsahovaly pouze 30 objemových % brusného zrna, kdežto porovnávací kotouče obsahovaly 46 objemových % brusného zrna. Kotouče podle vynálezu tedy maximalizují brusný výkon jednotlivých zm a zvětšují výkon zrna o značnou míru.
Claims (17)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Pojený brusný nástroj zahrnující trojrozměrný kompozit (a) první fáze zahrnující 24 až 48 % objem, brusných zm pojených 10 až 38 % objem, organického pojivového materiálu a méně než 10 % objem, porézity, ve kterém je 10 až 100 % objem, brusných zm v první fázi kompozitu ve formě množství zm aglomerovaných k sobě anorganickým pojivovým materiálem a ve kterém je anorganický pojivový materiál přítomný ve 2 až 8 % objemových aglomerátů; a (b) druhé fáze sestávající z 38 až 54 % objem, porézity, vyznačující se tím, že druhá fáze je souvislá fáze uvnitř kompozitu a tento pojený brusný nástroj má minimální rychlost roztržení 20,32 m.s Ί (4000 sfpm).
- 2. Pojený brusný nástroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že první fáze kompozitu zahrnuje 26 až 40 % objem, zm pojených 10 až 22 % objem, organického pojivového materiálu a méně než 10 % objem, porézity a druhá fáze sestává z 38 až 50 % objem, porézity.
- 3. Pojený brusný nástroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že první fáze kompozitu zahrnuje 24 až 42 % objem, brusných zm pojených 18 až 38 % objem, organického pojivového materiálu a druhá fáze sestává z 38 až 54 % objem, porézity.
- 4. Pojený brusný nástroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že 10 až 100% objem, brusných zm v první fázi kompozitu je ve formě množství zm aglomerovaných k sobě organických pojivovým materiálem.
- 5. Pojený brusný nástroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že kompozit zahrnuje minimálně 1 % objem, anorganického pojivového materiálu.
- 6. Pojený brusný nástroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že kompozit zahrnuje 2 až 12 % objem, anorganického pojivového materiálu.
- 7. Pojený brusný nástroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že tento pojený brusný nástroj má hodnotu maximálního modulu pružnosti 10 GPa a minimální rychlost roztržení 30,48 m.s 1 (6000 sfpm).
- 8. Pojený brusný nástroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že tento pojený brusný nástroj má třídu tvrdosti mezi A a H na stupnici tvrdosti Norton Company a tato třída tvrdosti pojeného brusného nástroje je alespoň o jednu třídu měkčí než třída jinak identického konvenčního nástroje vyrobeného s brusnými zmy, která nebyla aglomerována k sobě nějakým anorganickým pojivovým materiálem.-62CZ 305217 B6
- 9. Pojený brusný nástroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že anorganický pojivový materiál je vybraný ze skupiny sestávající z vitrifikovaných pojivových materiálů, keramických pojivových materiálů, sklokeramických pojivových materiálů, materiálů anorganických solí a kovových pojivových materiálů a jejich kombinací.
- 10. Pojený brusný nástroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že 10 až 100% objem, brusných zrn v první fázi kompozitu je ve formě směsi množství zrn aglomerovaných k sobě anorganickým pojivovým materiálem a množství zrn aglomerovaných k sobě organickým pojivovým materiálem.
- 11. Pojený brusný nástroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že první fáze kompozitu je síťovaná mřížka brusného zrna ukotveného uvnitř organického pojivového materiálu.
- 12. Pojený brusný nástroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že organický pojivový materiál je vybraný ze skupiny sestávající z fenolických pryskyřicových materiálů, epoxidových pryskyřicových materiálů, polyimidových pryskyřicových materiálů, fenolformaldehydových pryskyřicových materiálů, močovinoformaldehydových pryskyřicových materiálů, melaminformaldehydových pryskyřicových materiálů, akrylových pryskyřicových materiálů a jejich kombinací.
- 13. Pojený brusný nástroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že alespoň 50 % objem, brusných zrn v první fázi kompozitu je ve formě množství zrn aglomerovaných k sobě organickým pojivovým materiálem.
- 14. Způsob broušení brusným kotoučem zahrnující kroky:(a) zajištění pojeného brusného kotouče zahrnujícího trojrozměrný kompozit (i) první fáze obsahující 24 až 48 % objem, brusných zrn pojených 10 až 38 % objem, organického pojivového materiálu a méně než 10 % objem, porézity, ve kterém je 10 až 100 % objem, brusných zrn v první fázi kompozitu ve formě množství zrn aglomerovaných k sobě anorganickým pojivovým materiálem a ve kterém je anorganický pojivový materiál přítomný ve 2 až 8 % objemových aglomerátu; a (ii) druhé fáze sestávající z 38 až 54 % objem porézity;vyznačující se tím, že druhá fáze je souvislá fáze uvnitř kompozitu a tento pojený brusný nástroj má minimální rychlost roztržení 20,32 m.s 1 (4000 sfpm), (b) namontování pojeného brusného kotouče na rovinnou brusku, (c) roztočení kotouče; a (d) uvedení brusného povrchu kotouče do styku s obrobkem po dostatečnou prodlevu času pro broušení obrobku;čímž kotouč odstraňuje materiál obrobku při efektivní míře úběru materiálu, přičemž brusný povrch kotouče zůstává v podstatě bez brusných úlomků, a poté, co bylo broušení dokončeno, je obrobek v podstatě bez tepelného poškození.
- 15. Způsob broušení brusným kotoučem podle nároku 14, vyznačující se tím, že pojený brusný kotouč má minimální rychlost roztržení 30,48 m.s 1 (6000 sfpm).
- 16. Způsob broušení brusným kotoučem podle nároku 14, vyznačující se tím, že pojený brusný kotouč se otáčí rychlostí 20,32 až 33,02 m.s-1 (4000 až 6500 sfpm).-63CZ 305217 B6
- 17. Způsob broušení brusným kotoučem podle nároku 14, vyznačující se tím, že pojený brusný kotouč je plochý disk, který má alespoň jednu kruhovou čelní plochu a radiální obvod a brusný povrch kotouče je kruhová čelní plocha disku.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10/120,969 US6679758B2 (en) | 2002-04-11 | 2002-04-11 | Porous abrasive articles with agglomerated abrasives |
| US10/328,802 US6988937B2 (en) | 2002-04-11 | 2002-12-24 | Method of roll grinding |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ20041028A3 CZ20041028A3 (cs) | 2005-11-16 |
| CZ305217B6 true CZ305217B6 (cs) | 2015-06-17 |
Family
ID=29253964
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2004-1028A CZ305217B6 (cs) | 2002-04-11 | 2003-03-21 | Brusné výrobky s novými strukturami a způsoby broušení |
| CZ2004-1023A CZ305187B6 (cs) | 2002-04-11 | 2003-03-21 | Způsob broušení válců |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2004-1023A CZ305187B6 (cs) | 2002-04-11 | 2003-03-21 | Způsob broušení válců |
Country Status (28)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US6988937B2 (cs) |
| EP (2) | EP1494834B1 (cs) |
| JP (3) | JP2005522338A (cs) |
| KR (2) | KR100721276B1 (cs) |
| CN (2) | CN1652897B (cs) |
| AR (1) | AR039108A1 (cs) |
| AT (2) | AT500569B1 (cs) |
| AU (1) | AU2003224746B2 (cs) |
| BR (2) | BR0309236A (cs) |
| CA (2) | CA2479712C (cs) |
| CH (1) | CH697085A5 (cs) |
| CZ (2) | CZ305217B6 (cs) |
| DE (3) | DE10392508B4 (cs) |
| DK (1) | DK200401740A (cs) |
| ES (1) | ES2253123B2 (cs) |
| FI (2) | FI20041307A (cs) |
| GB (2) | GB2403224B (cs) |
| HU (2) | HU229010B1 (cs) |
| LU (2) | LU91111B1 (cs) |
| MX (2) | MXPA04009887A (cs) |
| NO (2) | NO328859B1 (cs) |
| PL (2) | PL205530B1 (cs) |
| RO (2) | RO123271B1 (cs) |
| RU (2) | RU2278773C2 (cs) |
| SE (3) | SE0402425D0 (cs) |
| TW (2) | TWI231822B (cs) |
| WO (2) | WO2003086703A1 (cs) |
| ZA (2) | ZA200407550B (cs) |
Families Citing this family (78)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7544114B2 (en) * | 2002-04-11 | 2009-06-09 | Saint-Gobain Technology Company | Abrasive articles with novel structures and methods for grinding |
| US7090565B2 (en) * | 2002-04-11 | 2006-08-15 | Saint-Gobain Abrasives Technology Company | Method of centerless grinding |
| US6988937B2 (en) * | 2002-04-11 | 2006-01-24 | Saint-Gobain Abrasives Technology Company | Method of roll grinding |
| ATE381391T1 (de) * | 2003-12-23 | 2008-01-15 | Diamond Innovations Inc | Polierscheibe und verfahren zum schleifen von rollen |
| JP2006294099A (ja) * | 2005-04-07 | 2006-10-26 | Asahi Glass Co Ltd | 磁気記録媒体用ガラス基板の周面研磨装置及び製造方法 |
| US7722691B2 (en) | 2005-09-30 | 2010-05-25 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive tools having a permeable structure |
| US7708619B2 (en) | 2006-05-23 | 2010-05-04 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Method for grinding complex shapes |
| GB0612788D0 (en) * | 2006-06-28 | 2006-08-09 | Insectshield Ltd | Pest control materials |
| US7351133B1 (en) | 2006-12-15 | 2008-04-01 | Saint-Gobain Abrasives Technology Company | Disc grinding wheel with integrated mounting plate |
| JP5400625B2 (ja) * | 2007-03-13 | 2014-01-29 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 研磨剤組成物及び該組成物で形成された物品 |
| JP5781271B2 (ja) | 2007-03-14 | 2015-09-16 | サンーゴバン アブレイシブズ，インコーポレイティド | ボンド研磨物品および製造方法 |
| WO2009012264A2 (en) * | 2007-07-17 | 2009-01-22 | The University Of North Carolina At Chapel Hill | Titania nanosheets derived from anatase delamination |
| US8894731B2 (en) * | 2007-10-01 | 2014-11-25 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive processing of hard and /or brittle materials |
| US7658665B2 (en) * | 2007-10-09 | 2010-02-09 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Techniques for cylindrical grinding |
| EP2240549B1 (en) * | 2008-02-14 | 2016-10-05 | Element Six Limited | Method for manufacturing encapsulated superhard material |
| US9555387B2 (en) | 2008-02-14 | 2017-01-31 | Element Six Limited | Method for manufacturing encapsulated superhard material |
| US8481438B2 (en) | 2008-06-13 | 2013-07-09 | Washington Mills Management, Inc. | Very low packing density ceramic abrasive grits and methods of producing and using the same |
| KR20110019427A (ko) | 2008-06-23 | 2011-02-25 | 생-고뱅 어브레이시브즈, 인코포레이티드 | 고공극율 유리질 초연마 제품들 및 그 제조 방법 |
| WO2009157969A2 (en) * | 2008-06-23 | 2009-12-30 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | High porosity superabrasive resin products and method of manufacture |
| WO2010002832A2 (en) * | 2008-07-02 | 2010-01-07 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive slicing tool for electronics industry |
| DE102008035515B3 (de) * | 2008-07-30 | 2009-12-31 | Center For Abrasives And Refractories Research & Development C.A.R.R.D. Gmbh | Gesinterte Schleifkornagglomerate |
| TWI388401B (en) * | 2008-07-30 | 2013-03-11 | Polycrystalline aluminum-containing grits and associated methods | |
| JP5016646B2 (ja) * | 2008-09-17 | 2012-09-05 | ニチアス株式会社 | 耐熱ロール、その製造方法及びこれを使用した板ガラスの製造方法 |
| JP5369654B2 (ja) * | 2008-12-04 | 2013-12-18 | 株式会社ジェイテクト | ビトリファイドボンド砥石 |
| JP5334568B2 (ja) * | 2008-12-26 | 2013-11-06 | ノードソン コーポレーション | ロール研磨方法 |
| EP2177318B1 (en) * | 2009-04-30 | 2014-03-26 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article with improved grain retention and performance |
| US20110045739A1 (en) * | 2009-05-19 | 2011-02-24 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Method and Apparatus for Roll Grinding |
| CN101905439B (zh) * | 2009-06-04 | 2012-07-04 | 宋健民 | 一种于内部原位生成空隙的抛光垫及其方法 |
| CN101927464B (zh) * | 2009-06-23 | 2013-03-13 | 黄曦 | 无机高分子磨具的制备方法 |
| US8808413B2 (en) * | 2009-08-03 | 2014-08-19 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive tool having controlled porosity distribution |
| US10195717B2 (en) * | 2009-08-03 | 2019-02-05 | Saint-Gobain Abrasives | Abrasive tool having a particular porosity variation |
| CN101700645B (zh) * | 2009-10-19 | 2011-07-27 | 北京中冶设备研究设计总院有限公司 | 一种水平式电镀槽导电辊在线珩磨方法 |
| CA2779254A1 (en) | 2009-10-27 | 2011-05-12 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Vitreous bonded abrasive |
| KR20150097811A (ko) | 2009-10-27 | 2015-08-26 | 생-고뱅 어브레이시브즈, 인코포레이티드 | 레진본드 연마재 |
| MX2012007751A (es) | 2009-12-31 | 2012-08-01 | Dow Global Technologies Llc | Metodo para elaborar un recubrimiento de barrera polimerica para atenuar la migracion de aglutinante en un filtro de particulados de diesel para reucir la caida de presion y los gradientes de temperatura en el filtro. |
| US20110306275A1 (en) * | 2010-06-13 | 2011-12-15 | Nicolson Matthew D | Component finishing tool |
| DE102010025904A1 (de) * | 2010-07-02 | 2012-01-05 | Sms Siemag Ag | Poliervorrichtung |
| NZ602387A (en) * | 2010-08-06 | 2015-02-27 | Saint Gobain Abrasives Inc | Abrasive tool and a method for finishing complex shapes in workpieces |
| TWI544064B (zh) | 2010-09-03 | 2016-08-01 | 聖高拜磨料有限公司 | 粘結的磨料物品及形成方法 |
| TWI471196B (zh) | 2011-03-31 | 2015-02-01 | Saint Gobain Abrasives Inc | 用於高速磨削操作之磨料物品 |
| TWI470069B (zh) * | 2011-03-31 | 2015-01-21 | Saint Gobain Abrasives Inc | 用於高速磨削操作之磨料物品 |
| KR101931401B1 (ko) | 2011-07-22 | 2019-03-13 | 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨 | 시멘트가 적용되고 외피를 갖는 세라믹 허니콤 구조체의 제조 방법 |
| EP2753457B1 (en) | 2011-09-07 | 2016-09-21 | 3M Innovative Properties Company | Method of abrading a workpiece |
| WO2013078324A1 (en) * | 2011-11-23 | 2013-05-30 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive Article For Ultra High Material Removal Rate Grinding Operations |
| US9266220B2 (en) | 2011-12-30 | 2016-02-23 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive articles and method of forming same |
| TWI535535B (zh) * | 2012-07-06 | 2016-06-01 | 聖高拜磨料有限公司 | 用於低速研磨操作之磨料物品 |
| CN103567858B (zh) | 2012-07-31 | 2016-10-12 | 圣戈班磨料磨具有限公司 | 研磨轮及其制备和使用方法 |
| CN103567891B (zh) | 2012-07-31 | 2017-06-23 | 圣戈班磨料磨具有限公司 | 切割轮及其制备方法 |
| DE102012017969B4 (de) * | 2012-09-12 | 2017-06-29 | Center For Abrasives And Refractories Research & Development C.A.R.R.D. Gmbh | Agglomerat-Schleifkorn mit eingelagerten Mikrohohlkugeln |
| CN104994996B (zh) | 2012-12-31 | 2017-12-05 | 圣戈班磨料磨具有限公司 | 粘结研磨制品和碾磨方法 |
| WO2014106159A1 (en) | 2012-12-31 | 2014-07-03 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Bonded abrasive article and method of grinding |
| US9266219B2 (en) | 2012-12-31 | 2016-02-23 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Bonded abrasive article and method of grinding |
| US9833877B2 (en) | 2013-03-31 | 2017-12-05 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Bonded abrasive article and method of grinding |
| RU2526982C1 (ru) * | 2013-05-07 | 2014-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет приборостроения и информатики" | Композиция для связанного полировального инструмента |
| CN103551976A (zh) * | 2013-11-08 | 2014-02-05 | 谢泽 | 一种含纤维绳和热膨胀树脂空心微球的抛光轮的制备方法 |
| WO2015102914A1 (en) * | 2013-12-30 | 2015-07-09 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Composite bodies and methods of forming the same |
| EP3126299A4 (en) | 2014-03-31 | 2018-01-03 | Corning Incorporated | Machining methods of forming laminated glass structures |
| CN104308754B (zh) * | 2014-08-27 | 2017-07-28 | 上海道邦磨料磨具有限公司 | 一种橡胶结合剂微型砂轮配方及其生产方法 |
| JP6439047B2 (ja) | 2014-12-01 | 2018-12-19 | サンーゴバン アブレイシブズ，インコーポレイティド | 炭化ケイ素を有する凝集体と無機結合材とを含む研磨物品 |
| PL3250538T3 (pl) * | 2015-01-28 | 2021-03-08 | Diamond Innovations, Inc. | Łamliwe cząstki związanego ceramicznie kompozytu diamentowego i sposób ich wytwarzania |
| US10632585B2 (en) | 2015-04-23 | 2020-04-28 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | Hybrid tool with both fixed-abrasive and loose-abrasive phases |
| CN106269884B (zh) * | 2015-06-12 | 2019-03-29 | 上海江南轧辊有限公司 | 一种轧辊表面处理方法及其轧辊 |
| CZ306564B6 (cs) | 2015-11-10 | 2017-03-08 | S.A.M. - metalizaÄŤnĂ spoleÄŤnost, s.r.o. | Způsob obrábění povrchu rotačních součástí a zařízení k provádění tohoto způsobu |
| CN109219501B (zh) | 2016-05-20 | 2022-02-25 | 3M创新有限公司 | 孔诱导剂和使用其制备的多孔磨料体 |
| US10391612B2 (en) * | 2016-06-06 | 2019-08-27 | Zhengzhou Research Institute For Abrasives & Grind | Additive composition and composition binding agent for superhard material and preparation thereof, and self-sharpening diamond grinding wheel and preparation thereof |
| EP3481898A4 (en) | 2016-07-08 | 2020-04-01 | The University of Massachusetts | PLASTICIZED THERMOSETTING RESIN, ASSOCIATED HARDENED RESIN, HARDENING METHOD AND ARTICLE COMPRISING HARDENED RESIN |
| CN109415553B (zh) | 2016-07-08 | 2022-08-05 | 马萨诸塞大学 | 增塑的热固性树脂及相关固化树脂、固化方法和包含固化树脂的制品 |
| CN108188948B (zh) * | 2017-12-18 | 2021-08-06 | 南京航空航天大学 | 一种多层磨粒砂带结构及其制造方法 |
| EP3731995A4 (en) | 2017-12-28 | 2021-10-13 | Saint-Gobain Abrasives, Inc | RELATED ABRASIVE ARTICLES |
| US10933508B2 (en) * | 2018-03-30 | 2021-03-02 | Saint-Gobain Abrasives, Inc./Saint-Gobain Abrasifs | Bonded abrasive article including a coating |
| JP2019181613A (ja) * | 2018-04-06 | 2019-10-24 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | 粗組織均質構造のビトリファイド砥石 |
| CN108838911A (zh) * | 2018-08-04 | 2018-11-20 | 乔斌 | 一种耐磨损研磨片及其制备方法 |
| CN108972388A (zh) * | 2018-08-04 | 2018-12-11 | 乔斌 | 耐磨损研磨片及其制备方法 |
| CN109534750B (zh) * | 2018-12-25 | 2021-03-30 | 河南联合精密材料股份有限公司 | 一种金刚石团粒及其制备方法和应用 |
| CN110315443A (zh) * | 2019-07-12 | 2019-10-11 | 河南工业大学 | 一种金刚石磨具的制备方法 |
| CN110842799B (zh) * | 2019-11-19 | 2021-03-26 | 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 | 一种陶瓷金属复合结合剂砂轮及其制备方法 |
| CN112341993B (zh) * | 2020-11-23 | 2021-10-29 | 新乡市炬能耐材有限公司 | 一种具有交叉晶体结构的复合非氧化物磨削材料生产工艺 |
| WO2023056432A1 (en) * | 2021-09-30 | 2023-04-06 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Fixed abrasive articles and methods of forming same |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4259089A (en) * | 1978-08-10 | 1981-03-31 | Tyrolit Schleifmittelwerke Swarovski K.G. | Grinding wheel containing grain-coated reinforcement fibers and method of making it |
| US5269821A (en) * | 1992-02-20 | 1993-12-14 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Coatable mixtures including erodable filler agglomerates, methods of preparing same, abrasive articles incorporating cured versions of same, and methods of making said articles |
| US6086648A (en) * | 1998-04-07 | 2000-07-11 | Norton Company | Bonded abrasive articles filled with oil/wax mixture |
Family Cites Families (96)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1983082A (en) * | 1930-06-19 | 1934-12-04 | Norton Co | Article of bonded granular material and method of making the same |
| US2194472A (en) * | 1935-12-30 | 1940-03-26 | Carborundum Co | Production of abrasive materials |
| US2216728A (en) * | 1935-12-31 | 1940-10-08 | Carborundum Co | Abrasive article and method of making the same |
| GB491659A (en) | 1937-03-06 | 1938-09-06 | Carborundum Co | Improvements in or relating to bonded abrasive articles |
| US3048482A (en) * | 1958-10-22 | 1962-08-07 | Rexall Drug Co | Abrasive articles and methods of making the same |
| US3323885A (en) * | 1963-02-08 | 1967-06-06 | Norton Co | Humidity controlled phenol formaldehyde resin bonded abrasives |
| US3273984A (en) * | 1963-07-18 | 1966-09-20 | Norton Co | Grinding wheel |
| US3955324A (en) * | 1965-10-10 | 1976-05-11 | Lindstroem Ab Olle | Agglomerates of metal-coated diamonds in a continuous synthetic resinous phase |
| GB1228219A (cs) * | 1967-04-28 | 1971-04-15 | ||
| DE1752612C2 (de) | 1968-06-21 | 1985-02-07 | Roc AG, Zug | Schleifkörper |
| US3982359A (en) * | 1968-06-21 | 1976-09-28 | Roc A.G. | Abrasive member of bonded aggregates in an elastomeric matrix |
| BE758964A (fr) * | 1969-11-14 | 1971-05-13 | Norton Co | Elements abrasifs |
| HU171019B (hu) | 1972-09-25 | 1977-10-28 | I Sverkhtverdykh Materialov Ak | Shlifoval'nyj instrument |
| US3916584A (en) * | 1973-03-22 | 1975-11-04 | Minnesota Mining & Mfg | Spheroidal composite particle and method of making |
| US4024675A (en) * | 1974-05-14 | 1977-05-24 | Jury Vladimirovich Naidich | Method of producing aggregated abrasive grains |
| GB1523935A (en) | 1975-08-04 | 1978-09-06 | Norton Co | Resinoid bonded abrasive products |
| DE2813258C2 (de) * | 1978-03-28 | 1985-04-25 | Sia Schweizer Schmirgel- & Schleifindustrie Ag, Frauenfeld | Schleifkörper |
| US4311489A (en) * | 1978-08-04 | 1982-01-19 | Norton Company | Coated abrasive having brittle agglomerates of abrasive grain |
| US4355489A (en) * | 1980-09-15 | 1982-10-26 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Abrasive article comprising abrasive agglomerates supported in a fibrous matrix |
| US4486200A (en) * | 1980-09-15 | 1984-12-04 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Method of making an abrasive article comprising abrasive agglomerates supported in a fibrous matrix |
| US4541842A (en) * | 1980-12-29 | 1985-09-17 | Norton Company | Glass bonded abrasive agglomerates |
| US4393021A (en) * | 1981-06-09 | 1983-07-12 | Vereinigte Schmirgel Und Maschinen-Fabriken Ag | Method for the manufacture of granular grit for use as abrasives |
| US4575384A (en) * | 1984-05-31 | 1986-03-11 | Norton Company | Grinding wheel for grinding titanium |
| JPS61164772A (ja) * | 1985-01-11 | 1986-07-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 回転体研削装置 |
| US4652275A (en) * | 1985-08-07 | 1987-03-24 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Erodable agglomerates and abrasive products containing the same |
| US4799939A (en) * | 1987-02-26 | 1989-01-24 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Erodable agglomerates and abrasive products containing the same |
| US4738696A (en) * | 1987-07-16 | 1988-04-19 | Staffeld Richard W | Baghouse installations |
| JP2543575B2 (ja) * | 1988-05-28 | 1996-10-16 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | オンラインロ―ル研削用二重構造砥石 |
| US5035723A (en) * | 1989-04-28 | 1991-07-30 | Norton Company | Bonded abrasive products containing sintered sol gel alumina abrasive filaments |
| US5104424A (en) | 1989-11-20 | 1992-04-14 | Norton Company | Abrasive article |
| US5096465A (en) | 1989-12-13 | 1992-03-17 | Norton Company | Diamond metal composite cutter and method for making same |
| US5039311A (en) * | 1990-03-02 | 1991-08-13 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Abrasive granules |
| US5129919A (en) * | 1990-05-02 | 1992-07-14 | Norton Company | Bonded abrasive products containing sintered sol gel alumina abrasive filaments |
| AT394964B (de) * | 1990-07-23 | 1992-08-10 | Swarovski Tyrolit Schleif | Schleifkoerper |
| US5578098A (en) * | 1990-10-09 | 1996-11-26 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Coated abrasive containing erodible agglomerates |
| US5078753A (en) * | 1990-10-09 | 1992-01-07 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Coated abrasive containing erodable agglomerates |
| US5131926A (en) * | 1991-03-15 | 1992-07-21 | Norton Company | Vitrified bonded finely milled sol gel aluminous bodies |
| US5127197A (en) * | 1991-04-25 | 1992-07-07 | Brukvoort Wesley J | Abrasive article and processes for producing it |
| US5273558A (en) * | 1991-08-30 | 1993-12-28 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Abrasive composition and articles incorporating same |
| US5203886A (en) * | 1991-08-12 | 1993-04-20 | Norton Company | High porosity vitrified bonded grinding wheels |
| GB2263911B (en) * | 1991-12-10 | 1995-11-08 | Minnesota Mining & Mfg | Tool comprising abrasives in an electrodeposited metal binder dispersed in a binder matrix |
| US5178644A (en) * | 1992-01-23 | 1993-01-12 | Cincinnati Milacron Inc. | Method for making vitreous bonded abrasive article and article made by the method |
| JPH05285848A (ja) * | 1992-04-15 | 1993-11-02 | Noritake Co Ltd | ロール研削砥石 |
| US5342419A (en) * | 1992-12-31 | 1994-08-30 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Abrasive composites having a controlled rate of erosion, articles incorporating same, and methods of making and using same |
| US5549962A (en) * | 1993-06-30 | 1996-08-27 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Precisely shaped particles and method of making the same |
| US5429648A (en) | 1993-09-23 | 1995-07-04 | Norton Company | Process for inducing porosity in an abrasive article |
| CH686787A5 (de) * | 1993-10-15 | 1996-06-28 | Diametal Ag | Schleifbelag fuer Schleifwerkzeuge und Verfahren zur Herstellung des Schleifbelages. |
| JPH09505101A (ja) | 1993-11-12 | 1997-05-20 | ミネソタ マイニング アンド マニュファクチャリング カンパニー | 砥粒及びその製造方法 |
| US6136288A (en) * | 1993-12-16 | 2000-10-24 | Norton Company | Firing fines |
| US5489204A (en) * | 1993-12-28 | 1996-02-06 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Apparatus for sintering abrasive grain |
| ZA956408B (en) * | 1994-08-17 | 1996-03-11 | De Beers Ind Diamond | Abrasive body |
| JPH10506579A (ja) * | 1994-09-30 | 1998-06-30 | ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチュアリング・カンパニー | 被覆研磨物品、その製造法及び使用方法 |
| TW383322B (en) * | 1994-11-02 | 2000-03-01 | Norton Co | An improved method for preparing mixtures for abrasive articles |
| DE4446591A1 (de) * | 1994-12-24 | 1996-06-27 | Schleifmittel Werk Karl Seiffe | Recyclefähige Schleifkörperzonen |
| DE69609709T2 (de) * | 1995-04-28 | 2000-12-14 | Minnesota Mining & Mfg | Schleifgegenstand mit einem bindungssystem umfassend ein polysiloxan |
| JP2795634B2 (ja) * | 1995-07-21 | 1998-09-10 | 厚 佐藤 | ２枚貝生剥方法および装置 |
| US5658360A (en) * | 1995-08-02 | 1997-08-19 | Norton Company | Compression molding of abrasive articles using water as a temporary binder |
| KR19990064305A (ko) * | 1995-10-20 | 1999-07-26 | 스프레이그 로버트 월터 | 무기 포스페이트를 함유하는 연마 용품 및 그것의 제조 방법 |
| US5607489A (en) * | 1996-06-28 | 1997-03-04 | Norton Company | Vitreous grinding tool containing metal coated abrasive |
| WO1998003306A1 (en) | 1996-07-23 | 1998-01-29 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Structured abrasive article containing hollow spherical filler |
| US5738697A (en) * | 1996-07-26 | 1998-04-14 | Norton Company | High permeability grinding wheels |
| US5738696A (en) * | 1996-07-26 | 1998-04-14 | Norton Company | Method for making high permeability grinding wheels |
| JPH1094969A (ja) * | 1996-09-24 | 1998-04-14 | Nisshin Steel Co Ltd | オーステナイト系ステンレス鋼研磨用砥石 |
| JP3083483B2 (ja) * | 1996-10-14 | 2000-09-04 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | 研削砥石 |
| US5851247A (en) * | 1997-02-24 | 1998-12-22 | Minnesota Mining & Manufacturing Company | Structured abrasive article adapted to abrade a mild steel workpiece |
| US5910471A (en) * | 1997-03-07 | 1999-06-08 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Abrasive article for providing a clear surface finish on glass |
| JPH1119875A (ja) * | 1997-06-30 | 1999-01-26 | Toyoda Mach Works Ltd | ビトリファイド砥石 |
| US6015338A (en) * | 1997-08-28 | 2000-01-18 | Norton Company | Abrasive tool for grinding needles |
| IN186662B (cs) * | 1997-09-08 | 2001-10-20 | Grindwell Norton Ltd | |
| US5863308A (en) * | 1997-10-31 | 1999-01-26 | Norton Company | Low temperature bond for abrasive tools |
| JP3539853B2 (ja) * | 1997-11-27 | 2004-07-07 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | 高精度研摩用ゾルゲル焼結アルミナ質砥石及びその製造方法 |
| US6440185B2 (en) * | 1997-11-28 | 2002-08-27 | Noritake Co., Ltd. | Resinoid grinding wheel |
| US6074278A (en) * | 1998-01-30 | 2000-06-13 | Norton Company | High speed grinding wheel |
| JP2002503559A (ja) * | 1998-02-19 | 2002-02-05 | ミネソタ マイニング アンド マニュファクチャリング カンパニー | ガラス研削用研磨製品および方法 |
| JPH11277446A (ja) * | 1998-03-26 | 1999-10-12 | Kawasaki Steel Corp | オンラインロール研削用砥石 |
| US6102789A (en) * | 1998-03-27 | 2000-08-15 | Norton Company | Abrasive tools |
| US6251149B1 (en) * | 1998-05-08 | 2001-06-26 | Norton Company | Abrasive grinding tools with hydrated and nonhalogenated inorganic grinding aids |
| JPH11319916A (ja) * | 1998-05-15 | 1999-11-24 | Kawasaki Steel Corp | 熱間ロール潤滑方法および熱延鋼板の製造方法 |
| JPH11354474A (ja) * | 1998-06-05 | 1999-12-24 | Okamoto Machine Tool Works Ltd | サテン模様を有するシリコンウエハおよびその製造方法 |
| KR100615691B1 (ko) * | 1998-12-18 | 2006-08-25 | 도소 가부시키가이샤 | 연마용 부재, 그것을 이용한 연마용 정반 및 연마방법 |
| US6056794A (en) * | 1999-03-05 | 2000-05-02 | 3M Innovative Properties Company | Abrasive articles having bonding systems containing abrasive particles |
| JP3533356B2 (ja) * | 1999-03-11 | 2004-05-31 | 日本特殊研砥株式会社 | ガラス質基板用研磨砥石 |
| US6394888B1 (en) * | 1999-05-28 | 2002-05-28 | Saint-Gobain Abrasive Technology Company | Abrasive tools for grinding electronic components |
| US6123744A (en) * | 1999-06-02 | 2000-09-26 | Milacron Inc. | Vitreous bond compositions for abrasive articles |
| US6319108B1 (en) | 1999-07-09 | 2001-11-20 | 3M Innovative Properties Company | Metal bond abrasive article comprising porous ceramic abrasive composites and method of using same to abrade a workpiece |
| JP3723705B2 (ja) * | 1999-10-19 | 2005-12-07 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | ハイブリッド型レジノイド砥石 |
| JP3538360B2 (ja) * | 2000-03-02 | 2004-06-14 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | 重研削用のレジノイド研削砥石 |
| JP3377977B2 (ja) * | 2000-03-30 | 2003-02-17 | 株式会社ノリタケスーパーアブレーシブ | 回転円盤砥石用台金 |
| JP2001277132A (ja) * | 2000-03-31 | 2001-10-09 | Ando Michihiro | 研磨用砥石及びその製造方法 |
| CN101092024A (zh) | 2000-04-28 | 2007-12-26 | 3M创新有限公司 | 研磨制品以及研磨玻璃的方法 |
| EP1280631B1 (en) | 2000-05-09 | 2005-08-17 | 3M Innovative Properties Company | Porous abrasive article having ceramic abrasive composites, methods of making, and methods of use |
| US20020066233A1 (en) | 2000-10-06 | 2002-06-06 | 3M Innovative Properties Company | Ceramic aggregate particles |
| US6645263B2 (en) * | 2001-05-22 | 2003-11-11 | 3M Innovative Properties Company | Cellular abrasive article |
| US6949129B2 (en) * | 2002-01-30 | 2005-09-27 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Method for making resin bonded abrasive tools |
| US6988937B2 (en) * | 2002-04-11 | 2006-01-24 | Saint-Gobain Abrasives Technology Company | Method of roll grinding |
| US6679758B2 (en) * | 2002-04-11 | 2004-01-20 | Saint-Gobain Abrasives Technology Company | Porous abrasive articles with agglomerated abrasives |
-
2002
- 2002-12-24 US US10/328,802 patent/US6988937B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2003
- 2003-03-21 BR BR0309236-4A patent/BR0309236A/pt active Search and Examination
- 2003-03-21 TW TW092106316A patent/TWI231822B/zh not_active IP Right Cessation
- 2003-03-21 JP JP2003583697A patent/JP2005522338A/ja not_active Withdrawn
- 2003-03-21 WO PCT/US2003/008936 patent/WO2003086703A1/en active IP Right Grant
- 2003-03-21 RU RU2004131567/02A patent/RU2278773C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2003-03-21 MX MXPA04009887A patent/MXPA04009887A/es active IP Right Grant
- 2003-03-21 MX MXPA04010014A patent/MXPA04010014A/es active IP Right Grant
- 2003-03-21 CZ CZ2004-1028A patent/CZ305217B6/cs not_active IP Right Cessation
- 2003-03-21 LU LU91111A patent/LU91111B1/fr active
- 2003-03-21 AR ARP030101005A patent/AR039108A1/es not_active Application Discontinuation
- 2003-03-21 PL PL372452A patent/PL205530B1/pl unknown
- 2003-03-21 DE DE10392508T patent/DE10392508B4/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-03-21 GB GB0424096A patent/GB2403224B/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-03-21 TW TW092106327A patent/TWI257340B/zh not_active IP Right Cessation
- 2003-03-21 PL PL372847A patent/PL205515B1/pl unknown
- 2003-03-21 CA CA002479712A patent/CA2479712C/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-03-21 CH CH01677/04A patent/CH697085A5/fr not_active IP Right Cessation
- 2003-03-21 WO PCT/US2003/008856 patent/WO2003086702A1/en active IP Right Grant
- 2003-03-21 US US10/510,541 patent/US7275980B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-03-21 DE DE10392510.4A patent/DE10392510B4/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-03-21 RO ROA200400886A patent/RO123271B1/ro unknown
- 2003-03-21 GB GB0424867A patent/GB2405411B/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-03-21 HU HU0500175A patent/HU229010B1/hu not_active IP Right Cessation
- 2003-03-21 EP EP03721431.9A patent/EP1494834B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-03-21 JP JP2003583696A patent/JP2005522337A/ja not_active Withdrawn
- 2003-03-21 CA CA002480674A patent/CA2480674C/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-03-21 AT AT0909603A patent/AT500569B1/de not_active IP Right Cessation
- 2003-03-21 AU AU2003224746A patent/AU2003224746B2/en not_active Ceased
- 2003-03-21 CN CN038109646A patent/CN1652897B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2003-03-21 BR BRPI0309107-4B1A patent/BR0309107B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2003-03-21 LU LU91110A patent/LU91110B1/fr active
- 2003-03-21 EP EP03718034.6A patent/EP1497075B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-03-21 RU RU2004132225/02A patent/RU2281849C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2003-03-21 CN CN03808045A patent/CN100586652C/zh not_active Expired - Lifetime
- 2003-03-21 CZ CZ2004-1023A patent/CZ305187B6/cs not_active IP Right Cessation
- 2003-03-21 RO ROA200400887A patent/RO123416B1/ro unknown
- 2003-03-21 KR KR1020047016239A patent/KR100721276B1/ko active IP Right Grant
- 2003-03-21 KR KR1020047016275A patent/KR100620268B1/ko active IP Right Grant
- 2003-03-21 HU HU0500174A patent/HU229682B1/hu not_active IP Right Cessation
- 2003-03-21 DE DE10392510T patent/DE10392510T5/de active Granted
- 2003-03-21 AT AT0909103A patent/AT500593B1/de not_active IP Right Cessation
- 2003-03-21 ES ES200450058A patent/ES2253123B2/es not_active Expired - Fee Related
-
2004
- 2004-09-20 ZA ZA2004/07550A patent/ZA200407550B/en unknown
- 2004-09-29 ZA ZA2004/07869A patent/ZA200407869B/en unknown
- 2004-10-07 SE SE0402425A patent/SE0402425D0/xx unknown
- 2004-10-08 FI FI20041307A patent/FI20041307A/fi not_active Application Discontinuation
- 2004-10-08 FI FI20041308A patent/FI20041308A/fi not_active Application Discontinuation
- 2004-10-11 SE SE0402457A patent/SE529180C2/sv unknown
- 2004-10-11 SE SE0402455A patent/SE530145C2/sv not_active IP Right Cessation
- 2004-11-10 NO NO20044910A patent/NO328859B1/no not_active IP Right Cessation
- 2004-11-10 NO NO20044905A patent/NO328919B1/no not_active IP Right Cessation
- 2004-11-11 DK DK200401740A patent/DK200401740A/da not_active Application Discontinuation
-
2007
- 2007-09-27 US US11/862,946 patent/US20080066387A1/en not_active Abandoned
- 2007-12-19 JP JP2007327850A patent/JP4851435B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4259089A (en) * | 1978-08-10 | 1981-03-31 | Tyrolit Schleifmittelwerke Swarovski K.G. | Grinding wheel containing grain-coated reinforcement fibers and method of making it |
| US5269821A (en) * | 1992-02-20 | 1993-12-14 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Coatable mixtures including erodable filler agglomerates, methods of preparing same, abrasive articles incorporating cured versions of same, and methods of making said articles |
| US6086648A (en) * | 1998-04-07 | 2000-07-11 | Norton Company | Bonded abrasive articles filled with oil/wax mixture |
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ305217B6 (cs) | Brusné výrobky s novými strukturami a způsoby broušení | |
| US7544114B2 (en) | Abrasive articles with novel structures and methods for grinding | |
| JP5580977B2 (ja) | 新規構造を有する研磨用品及び研削方法 | |
| JP5048732B2 (ja) | 改良された被覆研磨物品 | |
| AU2005277680B2 (en) | Method of centerless grinding | |
| GB2420786A (en) | Abrasive articles with novel structures and methods for grinding | |
| AU2003222050B2 (en) | Abrasive articles with novel structures and methods for grinding |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MK4A | Patent expired |
Effective date: 20230321 |