ES2295712T3

ES2295712T3 - Metodo para fabricar un material abrasivo.

Info

Publication number: ES2295712T3
Application number: ES04002949T
Authority: ES
Inventors: Naum N. Tselesin
Original assignee: Ultimate Abrasive Systems Inc
Current assignee: Ultimate Abrasive Systems Inc
Priority date: 1993-05-25
Filing date: 1994-05-24
Publication date: 2008-04-16
Anticipated expiration: 2014-05-24
Also published as: ATE259278T1; EP1430999B1; ES2214483T3; CN1124480A; US5380390B1; EP0713452B1; EP1430999A1; EP0713452A4; AU6956194A; KR960702388A; JP4287301B2; DE69435041D1; DE69433547D1; EP0713452A1; JP2004174712A; ZA943643B; HK1069795A1; AU690560B2; WO1994027833A1; TW254878B

Abstract

Método para fabricar un material abrasivo, comprendiendo los pasos de aplicar un sustrato (10A-E) a una cara de una rejilla (13, 19, 20) que tiene una pluralidad de aberturas en la misma para que el sustrato (10A-E) cierre al menos algunas de las aberturas de dicha cara, dejando abiertas las aberturas de la cara opuesta de la rejilla (13, 19, 20), y poniendo una cantidad de partículas duras (12, 18, 24) en al menos algunas de las aberturas de la rejilla (13, 19, 20) para formar un patrón de partículas distribuidas (12, 18, 24) en la rejilla (13, 19, 20), rodeando al menos parcialmente las partículas (12, 18, 24) con un material de matriz sinterizable (25, 32) y calentando el material de matriz (25, 32) para que el material de matriz (25, 32) fije las partículas (12, 18, 24) en dicho patrón, caracterizado por el hecho de que el sustrato (10A-E) es un sustrato adhesivo para que al menos algunas de las partículas (12, 18, 24) de las aberturas se adhieran al sustrato adhesivo (10A-E) cuando lacantidad de partículas duras (12, 18, 24) se coloca en al menos algunas de las aberturas de la rejilla (13, 19, 20).

Description

Método para fabricar un material abrasivo.

Antecedentes del invento Ámbito del invento

El presente invento hace referencia a materiales abrasivos en general, y afecta más concretamente a un método para fabricar materiales abrasivos según un patrón por el que se pega temporalmente una pluralidad de partículas abrasivas con un adhesivo, que se fijan posteriormente a un material de matriz.

Análisis del estado actual de la técnica

Se dedican muchos esfuerzos a tratar de colocar diamantes u otras partículas abrasivas duras sobre una superficie según un patrón predeterminado. Conviene contar con un patrón porque así las partículas duras se distribuyen básicamente de manera uniforme por toda la superficie, o porque las formas específicas que contienen partículas distribuidas en general de manera uniforme se distribuyen por toda la superficie. Al tener las partículas en unas formas concretas que se distribuyen por una superficie, se puede optimizar el rendimiento de arranque de virutas y la calidad de la superficie mecanizada; y lo que es más importante, los espacios entre las zonas abrasivas permiten la eliminación de residuos y la entrada de líquido refrigerante.

La mayoría de los métodos utilizados en la técnica actual que ofrecen patrones de partículas abrasivas incluyen la provisión de puntos de metal sobre los que se electrodepositan los diamantes, fijándose después los diamantes en su sitio mediante el chapado electrolítico o con una resina polimérica o algo similar. Además, para conseguir un patrón, hay que colocar los diamantes manualmente. Por supuesto, la colocación manual requiere mucho tiempo; y posteriormente es necesario fijar las partículas por depósito electrolítico de metales para pegarlas. Pero fijar las partículas por depósito electrolítico de metales no es totalmente satisfactorio ya que se puede suministrar una cantidad de metal insuficiente para fijar realmente las partículas y que resistan el desgaste; así, las partículas tienden a despegarse antes de que el material abrasivo se haya utilizado lo suficiente para desgastarlas. Una vez se afloja una piedra, o una partícula, las partículas adyacentes tienen menos apoyo, y es probable que se pierdan varias partículas más rápidamente. Por otra parte, no todas las partículas duras se pueden fijar por depósito electrolítico de metales; y la variedad de compuestos metálicos de electrodeposición es limitada, puesto que no todos los metales se pueden electrodepositar. La electrodeposición no es posible con compuestos no metálicos; además, presenta algunos problemas medioambientales relacionados con la eliminación de los electrolitos utilizados.

En la solicitud de patente francesa nº 69.01577, presentada el 24 de enero de 1969 y publicada con el número 2.029.390, se revela otro sistema del estado de la técnica actual. En esta solicitud, las partículas abrasivas se depositan en las aberturas de una malla metálica, de plástico o algo similar. Cuando las partículas abrasivas están en las aberturas de la malla metálica, el metal se electrochapa para fijar las partículas en la malla. En una forma de realización del invento, se fuerza a las partículas a entrar en las aberturas de la malla, y la malla sujeta las partículas hasta que el metal se electrochapa sobre ellas para fijarlas. Para utilizar este invento, por lo tanto, hay que seleccionar el tamaño de las partículas abrasivas cuidadosamente; además, el chapado electrolítico no ofrece suficiente resistencia para que el material resultante sea muy duradero. Este método es difícil de aplicar en la fabricación a gran escala porque las partículas no se fijan en las aberturas hasta que no se electrodeposita el metal sobre el material, por lo que sería difícil transportarlo antes de depositar el metal.

En las patentes estadounidenses números 4.925.457 (publicada el 15 de mayo de 1990), 5.049.165 (publicada el 17 de septiembre de 1991) y 5.092.910 (publicada el 3 de marzo de 1992), se revela una técnica satisfactoria para proporcionar patrones al material abrasivo. Esta técnica ofrece un material abrasivo monocapa y multicapa sinterizado que se puede cortar posteriormente en la forma deseada y fijar a un sustrato. La utilización de un material sinterizable, tratado preferentemente con presión durante el sinterizado, permite aportar a la herramienta abrasiva la combinación deseada de resistencia, flexibilidad, dureza, resistencia al desgaste y buena adherencia a una malla metálica y a diversas partículas abrasivas, como por ejemplo diamantes y nitruros de boro cúbico, para conferirle integridad estructural. Gracias a esto, puede satisfacer aplicaciones muy exigentes tales como segmentos de sierra para cortar hormigón, cerámica y piedra, elementos de arranque de virutas de rectificadoras, y segmentos de broca para los mismos materiales. Estos materiales y herramientas se utilizan en aplicaciones sometidas a grandes esfuerzos, como el corte en seco. El material electrodepositado no tiene estas ventajas. Naturalmente, si se desea, se pueden colocar espaciadas sobre un sustrato una pluralidad de formas específicas para conseguir un abrasivo distribuido según un patrón. Este abrasivo resultante es de buena calidad pero los pasos adicionales de preparar el abrasivo, transportar los abrasivos preparados por el interior del centro de producción o entre centros de producción, y montar posteriormente el abrasivo distribuido según un patrón hacen que esta técnica sea antieconómica para la producción en serie del material abrasivo y para algunas aplicaciones.

El documento US-A-5.190.568 revela una herramienta abrasiva que tiene una superficie útil perfilada. Se puede suministrar las partículas duras en forma de capa sobre una superficie y estar rodeadas, al menos parcialmente, por un material de matriz. Después, el material de matriz se sinteriza con o sin presión. Además, cabe utilizar un material de malla para organizar las partículas según el patrón deseado antes de añadir el material de matriz.

Resumen del invento

El presente invento ofrece un método para fabricar un material abrasivo en el que se suministra un adhesivo pegajoso a un sustrato. Luego se pone en contacto las partículas abrasivas duras con el sustrato, y el adhesivo fija temporalmente algunas de las partículas duras sobre el sustrato. Antes de poner en contacto el sustrato con las partículas duras, se pone una rejilla, que puede tomar la forma de una malla u otro material celular, sobre el sustrato. La rejilla determinará la distribución de las partículas duras; y las aberturas de una malla u otro material celular pueden recibir en su interior las partículas duras. Otra posibilidad es aplicar el adhesivo sobre el sustrato siguiendo un patrón para determinar la distribución de las partículas duras. Esta alternativa, sin embargo, no forma parte del
invento.

Después de colocar las partículas duras sobre el sustrato y que se hayan adherido al mismo, se pega un material de matriz a las partículas duras y/o el sustrato. El material de matriz ofrece de este modo un material abrasivo compuesto en el que las partículas se distribuyen según el patrón deseado y están sujetas por el material de matriz.

Breve descripción de los dibujos

Estas y otras características del presente invento resultarán evidentes cuando se tome en consideración la especificación siguiente junto con los dibujos que se adjuntan, en los que:

La figura 1 muestra una vista en perspectiva bastante esquemática de un método para preparar un producto abrasivo que no forma parte del invento pero es útil para entenderlo;

La figura 2 muestra una vista parecida a la de la figura 1 pero que ilustra un proceso de acuerdo con el presente invento;

La figura 3 muestra una vista transversal ampliada que ilustra el material de la figura 1 o de la figura 2 que se está fijando con un material de matriz de acuerdo con el presente invento;

La figura 4 muestra una vista transversal ampliada que ilustra una forma modificada de la disposición que aparece en la figura 3;

La figura 5 muestra una representación esquemática que ilustra otro método para fijar las partículas al material de matriz; y

Las figuras 6 a 8 muestran vistas esquemáticas que ilustran otros métodos modificados para fijar las partículas al material de matriz.

Descripción detallada de las formas de realización del invento

Con referencia ahora más en concreto a los dibujos, la figura 1 muestra una técnica para aplicar partículas abrasivas duras a un sustrato, que no forma parte del invento pero es útil para entenderlo. El sustrato 10 puede ser casi cualquier material, por ejemplo, una lámina de metal, plástico o papel fina; o una preforma compuesta de pulvimetales, fibras metálicas o similares no sinterizados, parcialmente sinterizados o completamente sinterizados. En general, se puede utilizar casi cualquier sustancia como sustrato 10, entre ellas un sustrato elaborado por depósito en fase de vapor, por pulverización en caliente, como la pulverización con plasma o similares.

El primer paso de la figura 1 muestra el sustrato 10 con una pluralidad de zonas adhesivas 11 definidas en el mismo. Las zonas adhesivas 11 pueden hacerse en cualquier forma que se desee. Por ejemplo, se puede tapar la superficie del sustrato 10 con una plantilla y pulverizar, echar o algo parecido sobre las zonas. Además, las zonas 11 pueden ser trozos de cinta autoadhesiva. Así pues, cualquier medio que sirva para que las zonas 11 se vuelvan pegajosas está dentro del ámbito de la técnica que se muestra en la figura 1.

El segundo paso de la figura 1 muestra el sustrato 10 puesto en contacto con una pluralidad de partículas duras con el objetivo de tapar todo el sustrato con las partículas. Seguidamente, se invierte el sustrato o se trata de otro modo para eliminar las partículas que se han despegado del mismo. Si bien en el paso dos las partículas 12 cubren todo el sustrato 10, el paso tres muestra las partículas 12 que quedan sólo en las zonas pegajosas 11. De este modo, el material está preparado para recibir un material de matriz que permite fijar las partículas 12 de manera permanente.

La figura 2 muestra una forma de realización del presente invento como una modificación del método que se ilustra en la figura 1. En la figura 2, todo el sustrato 10A está recubierto de un adhesivo. Como toda la superficie está recubierta, se entenderá que el adhesivo se puede pulverizar, laminar, cepillar o algo parecido, o se puede sumergir el sustrato en el adhesivo, o se pueden utilizar cintas autoadhesivas. La superficie del sustrato 10A se recubre, así pues, con un adhesivo pegajoso por medio de alguna técnica.

En el presente invento, resulta muy ventajoso utilizar como adhesivo una pasta fundida o de soldadura fuerte. La pasta está disponible con y sin fundente, se encuentra en el mercado, y también se puede fabricar por encargo para que se adapte a las preferencias individuales. Esta pasta proporcionará, por lo tanto, un adhesivo y un material fusible al mismo tiempo. Deberá entenderse asimismo, por supuesto, que la pasta puede contener material sinterizable en lugar de un material fusible, o puede contener materiales fusibles y sinterizables.

El segundo paso consiste en poner una rejilla sobre la superficie del sustrato 10A, y después una pluralidad de partículas duras sobre la superficie. Como se ilustra en la figura 2, la rejilla 13 tiene unas aberturas relativamente grandes por las que pasarán las partículas 12 para crear zonas de partículas adheridas al sustrato 10A. Luego se retira la rejilla 13, tal como se muestra en el paso tres de la figura 2, y queda un sustrato con una pluralidad de zonas discretas, teniendo cada una de ellas una pluralidad de partículas adheridas al mismo temporalmente.

Existe la posibilidad de realizar diversas variaciones sobre este método. Como se analizará más adelante, la rejilla puede ser una malla metálica o algo parecido, y se puede dejar colocada para que forme parte del material abrasivo final. Teniendo esto en cuenta, el adhesivo se puede aplicar a la rejilla después de ponerla en su sitio y antes de que las partículas duras se peguen a la superficie. La rejilla retendrá algunas partículas en su superficie, además de las partículas retenidas en las aberturas de la rejilla. Por otra parte, se puede colocar las partículas sobre la superficie; después, se aplica el adhesivo a toda la superficie y se añade más partículas duras. Ahora quedará retenida una cantidad mayor de partículas duras y algunas de ellas se fijarán a la rejilla.

El presente invento se presta perfectamente a la orientación de partículas duras antes de que se fijen de forma permanente. Mediante la utilización de fuerzas mecánicas, como el empleo de la agitación o la vibración del sustrato con las partículas duras fijadas temporalmente con el adhesivo, o sueltas sobre el sustrato, las partículas se verán obligadas a colocarse en una posición que sea estable. Y aplicando una fuerza magnética, partículas tales como los diamantes se orientarán de acuerdo con su estructura cristalográfica y las líneas de fuerza magnética. Así pues, se pueden aplicar numerosos fuerzas físicas al sustrato que tenga partículas duras sobre el mismo, y las partículas se orientarán de manera uniforme.

Una vez se han orientado las partículas, hay que fijarlas firmemente para conseguir las ventajas de la orientación. Por consiguiente, tras haber orientado las partículas, conviene rociar el grupo de partículas con una capa de un adhesivo para fijar las posiciones. Además, se puede humedecer las partículas con un líquido, como agua, y después congelar el líquido para que las partículas queden fijadas. En cualquier caso, habrá que poner en contacto las partículas con un material sinterizable o fusible, puede que en una preforma, para que las partículas tengan un agarre perma-
nente.

Seguidamente se dirige la atención hacia la figura 3 de los dibujos que muestra un método para fijar las partículas con un material de matriz. En la figura 3 hay un sustrato 10B que puede ser cualquier material, como se ha mencionado más arriba. Deberá tenerse en cuenta, además, que el sustrato 10B puede ser una cinta o algo parecido con un adhesivo en ambas caras. Después, se puede pegar la cinta a la preforma 15, que recibe las partículas 14 sobre la otra superficie. El sustrato 10B también puede ser un material más rígido que está posteriormente sobre la preforma 15. En cualquier caso, el sustrato 10B se pone sobre la preforma 15 y se ejerce presión por medio de las placas opuestas 16.

Cuando se ejerce presión sobre el montaje que se muestra en la figura 3, las partículas 14 se introducirán a la fuerza en la preforma. Se podría forzar a las partículas 14 a entrar completamente en la preforma de manera que las partículas queden totalmente rodeadas por el material de matriz, o se podría dejar que sobresalga de la preforma una porción de las partículas. Es una cuestión de elección de diseño, que depende del uso concreto que se vaya a dar al material abrasivo resultante.

Los expertos en la técnica entenderán que la preforma 15 puede ser cualquiera de los numerosos tipos de preforma que existen. En primer lugar, habría que señalar que la preforma puede ser un material fusible o sinterizable, o una combinación de los mismos, en función de los resultados específicos que se deseen. Los expertos en la técnica comprenderán que, en este contexto, el proceso y la función son básicamente los mismos tanto si el material de matriz es sinterizable como si es fusible. La resistencia final es diferente, pero los expertos en la técnica seleccionarán el material de matriz concreto que sea mejor para el uso previsto. Por lo tanto, tal como aquí se utiliza, los términos "sinterizable" y "fusible" incluirán asimismo al otro, a no ser que el contexto lo exija de otro modo. Por otra parte, se entenderá que un material de matriz se puede depositar por medio de un proceso relacionado con la temperatura, como el depósito (por ej., plasma) por pulverización en caliente o en fase de vapor. En el contexto del presente invento, este depósito de material en caliente se puede considerar equivalente al uso de material sinterizable.

Además de los materiales de matriz fusibles y sinterizables, se entenderá que el metal se puede electrodepositar a fin de proporcionar una fijación temporal a las partículas. En este caso, cabe utilizar un adhesivo electroconductor. Los expertos en la técnica se darán cuenta de que la matriz obtenida por depósito electrolítico no será tan resistente como el material de matriz sinterizado o fundido.

Mirando a continuación a la figura 4 de los dibujos, se observará que se trata de una disposición que utiliza el método tratado en relación con la figura 2 puesto que se pone una rejilla sobre el sustrato y las partículas se adhieren al sustrato que está al descubierto.

Como se muestra en la figura 4, el sustrato 10C cuenta con un adhesivo, como se ha analizado anteriormente. La rejilla toma la forma de una malla metálica 19. Aunque las aberturas de la rejilla de la figura 2 son lo bastante grandes para que entren un gran número de partículas 12 en cada abertura, las aberturas de la figura 4 son de tal índole que en cada abertura entra una sola partícula 18. Se trata de una cuestión de elección de diseño, y se puede seleccionar cualquier relación entre tamaño de abertura y tamaño de partícula.

Otra característica que se muestra en la figura 4 es el bloqueo, o protección, de una porción de la rejilla 19. Conviene utilizar alguna forma de protección 20 para tapar una porción de la malla 19 y del adhesivo para evitar que las partículas 18 se adhieran en esta zona. A pesar de que se pueden utilizar numerosos materiales y técnicas, si se está utilizando como sustrato 10C una cinta autoadhesiva, conviene utilizar la misma cinta como protección 20 para que toda la rejilla sea fácil de montar.

La figura 4 muestra una disposición parecida a la de la figura 3 ya que el sustrato 10C, con las partículas 18 adheridas temporalmente, se pone sobre una preforma 21, y entonces las placas 22 ejercen presión sobre el montaje. Una diferencia de la figura 4 es que la rejilla, en forma de malla 19, se mantiene en su sitio para hacerla entrar en la preforma. La malla 19 puede ser un acero u otro metal con un punto de fusión relativamente alto, en cuyo caso la malla contribuirá a retener las partículas 18 durante el uso del material abrasivo resultante; o puede ser un material polimérico o algo parecido con un punto de fusión (o incluso de vaporización) bajo, en cuyo caso la malla desaparecerá de hecho del material abrasivo terminado.

Como antes, se puede obligar a las partículas 18 a entrar completamente en la preforma 21, o pueden sobresalir en parte de la preforma para tener una superficie "abierta" inmediatamente.

Al utilizar el proceso del presente invento, la relación entre el tamaño de la abertura de la malla y el tamaño de las partículas duras no es importante. Durante la compactación del material, el material de matriz puede separar las partículas para que todas estén completamente rodeadas por el material de matriz y no directamente en contacto con los alambres del material de la malla.

La figura 5 de los dibujos ilustra otra modificación del método analizado más arriba. En la figura 5 hay un sustrato 10D que tendrá un adhesivo en al menos una superficie. La superficie está cubierta, como se ha analizado anteriormente para el depósito de partículas duras 24; después, se puede quitar o no la rejilla, como se desee. En la figura 5 no se muestra la rejilla, sino que se utiliza una malla, como en la figura 4, y se deja puesta, si se desea. A continuación, se pone un material de fusión 25 sobre el sustrato. Como las partículas duras 24 ya están en su sitio, el material de fusión 25 rellenará los intersticios. En la figura 5 se muestra un pequeño número de trozos de material pero los expertos en la técnica entenderán que se puede utilizar un polvo relativamente fino y el material 25 rodeará en gran parte cada una de las partículas 24.

Por lo tanto, el sustrato 10D tiene partículas duras 24 distribuidas por encima, y material de fusión 25 rodeando, al menos parcialmente, las partículas duras 24, todo ello adherido al sustrato 10D con el adhesivo. Este sustrato se pone después sobre una preforma. Como se muestra en la figura 5, el sustrato está intercalado entre dos preformas, aunque si se desea, se puede utilizar sólo una, como en la figura 4.

Las placas 29 ejercerán presión sobre el montaje de la figura 5, y se aplicará calor. El material de fusión 25 se fundirá a o por debajo de la temperatura de sinterización de las preformas 26 y 28, y contribuirá a adherir las partículas 24 entre sí y a las preformas 26 y 28. Como consecuencia, la herramienta abrasiva puede ser más fuerte, o se puede utilizar preformas más baratas gracias a una adhesión superior, sin que disminuya la calidad del material abrasivo final. Como es bien sabido en la técnica, si la las partículas 24 están enterradas bajo la superficie del material de matriz, habrá que pulir la superficie útil de la herramienta con chorro de arena o deberá tratarse de manera similar para "abrir" la superficie o para dejar al descubierto las partículas duras antes de su primera utilización.

En todos los métodos analizados más arriba, se entenderá que el sustrato 10 puede ser prácticamente cualquier material, e incluso una preforma. Una preforma puede recubrirse con adhesivo para que actúe como el sustrato; en tal caso, el paso de colocar el sustrato sobre una preforma no es un paso independiente, sino que se junta con el paso de colocar las partículas duras sobre el sustrato.

Además, se podría empezar con cualquier sustrato, como por ejemplo un trozo de cinta autoadhesiva, y depositar sobre el mismo polvo o fibras del material de matriz. Luego, se puede recubrir la superficie del material de matriz con más adhesivo y repetir el proceso hasta conseguir una preforma del grosor deseado. El adhesivo puede ser la capa final que recibe y fija temporalmente las partículas duras.

Una preforma sinterizable con un elevado porcentaje de porosidad (por ej., 80% o más) puede recibir un sustrato adhesivo para sellar una cara de la preforma. Después, se vierte en la preforma un polvo fusible fino para rellenar (al menos parcialmente) los poros de la preforma. Si se desea, se puede utilizar un segundo sustrato adhesivo para sellar la cara opuesta de la preforma porosa. A continuación, la preforma porosa recibe una pluralidad de partículas duras que se fijan temporalmente a otro sustrato adhesivo. También se adhiere a este sustrato una malla o algo similar. Seguidamente, se juntan los sustratos y la preforma y se sinterizan, con o sin presión. Se entenderá, por supuesto, que se puede poner asimismo una preforma encima de la capa de partículas duras, de manera que las partículas duras quedan entre las dos preformas.

La preforma que se utiliza en el presente invento puede incluir igualmente en la misma una pluralidad de partículas duras. Por ejemplo, algunos diamantes, nitruros de boro cúbico, carburos metálicos triturados como los carburos cementados y piezas cerámicas pueden encontrarse y estar mezclados con el polvo metálico o las fibras de la preforma. Ésta se puede pegar después con un adhesivo, sinterizado o parcialmente sinterizado. Las partículas duras incluidas aportarán más resistencia a la abrasión para fijar las partículas duras 14, 19 o 24 y sujetarlas con más firmeza.

Al proporcionar una preforma con partículas duras, se puede poner un material de malla en al menos una superficie de la preforma y aplicar presión de compactación. Durante la compactación, algunas de las partículas duras se introducirán a la fuerza en algunas de las aberturas del material de malla, consiguiéndose de este modo un resultado similar al que se describe en este documento. Si bien el material abrasivo no será tan homogéneo como el material conformado por los otros métodos aquí descritos, la técnica es sencilla y podría ofrecer un producto comercial barato.

En todas las formas de realización del invento analizadas anteriormente, los expertos en la técnica comprenderán que los materiales se pueden impregnar con un material fusible. No hay más que poner un material fusible en al menos una cara del montaje antes de empezar el calentamiento y/o la compactación y el material fusible se fundirá y se introducirá en el material por la acción capilar.

Al mirar ahora a las figuras 6, 7 y 8, habrá que recordar la discusión anterior sobre los métodos; y el paso de compactación se lleva a cabo mediante compactación con rodillos. En las figuras 6, 7 y 8 el aparato es básicamente el mismo puesto que todas las figuras tienen los mismos números de referencia para partes similares.

En la figura 6, se introduce un sustrato 10E entre dos rodillos 30 y 31. El sustrato 10E será cualquiera de los sustratos analizados más arriba con partículas duras adheridas al mismo. Para fijar las partículas en un material de matriz, se añade un polvo metálico o algo parecido en 32. El montaje se compacta en la línea de contacto de los rodillos 30 y 31 para producir el producto final 32A. Se comprenderá que el polvo 32 puede ser un material fusible o sinterizable y puede contener partículas duras, como se ha dicho más arriba.

La figura 7 muestra el sustrato 10E pasando entre los rodillos 30 y 31 y una preforma 34 colocada sobre el sustrato 10E. La presión en la línea de contacto de los rodillos 30 y 31 facilitará el paso de compactación analizado para producir el producto final en 34A. La figura 8 es parecida a la figura 7, salvo en que hay dos preformas 35 y 36, una en cada lado del sustrato, para producir un producto parecido al producido por el método que se muestra en la figura 5. El producto 35A sale de la línea de contacto de los rodillos 30 y 31.

Así pues, el método del presente invento se adapta fácilmente a un proceso continuo para elaborar el material abrasivo. Se puede introducir una tira continua de sustrato, que puede ser una cinta autoadhesiva, o una preforma o algo similar recubierto con adhesivo, entre los rodillos de compactación 30 y 31. El material de matriz en forma de polvo o fibras se pone sobre el sustrato, o se puede introducir una preforma sobre el sustrato para formar el producto final. El sustrato y los materiales de matriz se seleccionan para que proporcionen un producto final con las características deseadas.

Los expertos en la técnica comprenderán, por lo tanto, que las formas concretas de realización del invento se ofrecen a modo de ilustración exclusivamente, y no pretenden ser restrictivas de ningún modo; por consiguiente, se pueden realizar numerosos cambios y modificaciones y recurrir a la plena utilización de equivalentes dentro del ámbito del invento, como se resume en las reivindicaciones que se adjuntan.

Claims

1. Método para fabricar un material abrasivo, comprendiendo los pasos de aplicar un sustrato (10A-E) a una cara de una rejilla (13, 19, 20) que tiene una pluralidad de aberturas en la misma para que el sustrato (10A-E) cierre al menos algunas de las aberturas de dicha cara, dejando abiertas las aberturas de la cara opuesta de la rejilla (13, 19, 20), y poniendo una cantidad de partículas duras (12, 18, 24) en al menos algunas de las aberturas de la rejilla (13, 19, 20) para formar un patrón de partículas distribuidas (12, 18, 24) en la rejilla (13, 19, 20), rodeando al menos parcialmente las partículas (12, 18, 24) con un material de matriz sinterizable (25, 32) y calentando el material de matriz (25, 32) para que el material de matriz (25, 32) fije las partículas (12, 18, 24) en dicho patrón, caracterizado por el hecho de que el sustrato (10A-E) es un sustrato adhesivo para que al menos algunas de las partículas (12, 18, 24) de las aberturas se adhieran al sustrato adhesivo (10A-E) cuando la cantidad de partículas duras (12, 18, 24) se coloca en al menos algunas de las aberturas de la rejilla (13, 19, 20).

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, comprendiendo además el paso de quitar la rejilla (13, 19, 20) del sustrato adhesivo (10A-E) antes de llevar a cabo el paso de rodear al menos parcialmente las partículas (12, 18, 24) que están adheridas al sustrato adhesivo (10A-E) con un material de matriz sinterizable (25, 32).

3. Método de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, comprendiendo además el paso de aplicar una fuerza mecánica o magnética a las partículas duras (12, 18, 24) que están adheridas al sustrato adhesivo (10A-E) para orientar las partículas (12, 18, 24) antes de llevar a cabo el paso de rodear al menos parcialmente las partículas (12, 18, 24) con un material de matriz sinterizable (25, 32).

4. Método de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que el material de matriz sinterizable (25, 32) comprende asimismo un material fusible.

5. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la rejilla (13, 19, 20) se elabora con un material polimérico, y comprendiendo además el paso de calentar el material polimérico lo suficiente para que la rejilla (13, 19, 20) realmente desaparezca.

6. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que las partículas duras (12, 18, 24) se seleccionan del grupo consistente en diamantes, boro cúbico, nitruros, carburos cementados y piezas de cerámica.

7. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el paso de rodear al menos parcialmente las partículas (12, 18, 24) que están adheridas al sustrato adhesivo (10A-E) con un material de matriz sinterizable (25, 32), incluye el paso de poner una preforma sinterizable (15, 21, 26, 28, 34, 35, 36) sobre al menos una cara del sustrato adhesivo (10A-E) y de forzar posteriormente la unión de la preforma (15, 21, 26, 28, 34, 35, 36) con el sustrato adhesivo.

8. Método de acuerdo con la reivindicación 7, en el que la preforma sinterizable (15, 21, 26, 28, 34, 35, 36) tiene partículas duras (12, 18, 24) distribuidas por la misma de manera aleatoria.

9. Método de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el paso de poner una preforma sinterizable (15, 21, 26, 28, 34, 35, 36) sobre al menos una cara del sustrato adhesivo (10A-E) incluye los pasos de hacer la preforma (15, 21, 26, 28, 34, 35, 36) recubriendo una cinta autoadhesiva con un material de matriz sinterizable (25, 32) que suministra una primera capa de un material de matriz sinterizable (25, 32), cubriendo la superficie de dicha primera capa de material de matriz sinterizable (25, 32) con un adhesivo, y 2) aplicando otra capa de material de matriz sinterizable (25, 32), y repitiendo los pasos 1) y 2) hasta que se forme una preforma (15, 21, 26, 28, 34, 35, 36) del grosor deseado.

10. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la rejilla (13, 19, 20) y el sustrato adhesivo (10A-E) están en forma de tiras continuas, y en el que el paso de poner el sustrato adhesivo (10A-E) sobre una cara de la rejilla (13, 19, 20) se consigue introduciendo las tiras continuas de la rejilla (13, 19, 20) y el sustrato adhesivo (10A-E) entre medios de compresión opuestos (16, 22, 29, 30, 31).

11. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el paso de rodear al menos parcialmente las partículas duras (12, 18, 24) que están adheridas al sustrato adhesivo (10A-E) con un material de matriz sinterizable (25, 32) comprende introducir al menos una tira continua de preforma sinterizable (15, 21, 26, 28, 34, 35, 36) entre los medios de compresión (16, 22, 29, 30, 31), así como una tira continua de sustrato adhesivo (10A-E) que tenga el patrón de partículas distribuido (12, 18, 24) adherido a la misma.

12. Método de acuerdo con la reivindicación 11, que comprende introducir dos tiras continuas de preformas sinterizables (15, 21, 26, 28, 34, 35, 36) entre los medios de compresión (16, 22, 29, 30, 31), una en cada cara del sustrato adhesivo (10A-E) que tengan el patrón de partículas distribuido (12, 18, 24) adherido a la misma.

13. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el paso de rodear al menos parcialmente las partículas duras (12, 18, 24) que están adheridas al sustrato adhesivo (10A-E) con un material de matriz sinterizable (25, 32) comprende introducir una tira continua de preforma sinterizable (15, 21, 26, 28, 34, 35, 36) entre los medios de compresión (16, 22, 29, 30, 31), además de una tira continua de la rejilla (13, 19, 20) y el sustrato adhesivo (10A-E) después de poner las partículas duras (12, 18, 24) en las aberturas de la rejilla (13, 19, 20).

14. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la rejilla (13, 19, 20) forma parte del material abrasivo, fijando el material de matriz sinterizable (25, 32) las partículas (12, 18, 24) según el patrón en las aberturas de la rejilla (13, 19, 20).

15. Método de acuerdo con la reivindicación 1 o 7, en el que el sustrato adhesivo (10A-E) es una cinta autoadhesiva.

16. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la rejilla (13, 19, 20) es un material de malla (19).

17. Método de acuerdo con la reivindicación 16, en el que el material de malla (19) es una malla metálica.

18. Método de acuerdo con la reivindicación 16, en el que el paso de rodear al menos parcialmente las partículas duras (12, 18, 24) con un material de matriz sinterizable (25, 32) comprende los pasos de sellar una cara de una preforma sinterizable porosa (15, 21, 26, 28, 34, 35, 36) con un material adhesivo (10A-E), depositando una cantidad de polvo fundible en la preforma porosa (15, 21, 26, 28, 34, 35, 36), y poniendo la preforma porosa (15, 21, 26, 28, 34, 35, 36) sobre las partículas duras (12, 18, 24) antes de llevar a cabo el paso de calentar el material de matriz
(25-32).

19. Método de acuerdo con la reivindicación 16, en el que el material de malla (19) forma parte del material abrasivo, fijando el material de matriz sinterizable (25, 32) las partículas (12, 18, 24) según el patrón en las aberturas del material de malla.

20. Método de acuerdo con la reivindicación 16, en el que el material de malla (19) con las partículas (12, 18, 24) en las aberturas de la misma y el material de matriz sinterizable (25, 32) que las rodea se compactan bajo presión antes de llevar a cabo el paso de calentar el material de matriz (25, 32).

21. Método de acuerdo con la reivindicación 16, en el que se aplica presión al material de matriz sinterizable
(25, 32) durante el paso de calentar dicho material de matriz sinterizable (25, 32).

22. Método de acuerdo con la reivindicación 16, en el que el material de malla (19) tiene una temperatura de vaporización baja, y de hecho se elimina durante el calentamiento del material de matriz (25, 32).

23. Método de acuerdo con la reivindicación 16, en el que el sustrato adhesivo (10A-E) cierra sustancialmente todas las aberturas de la cara del material de malla (19).

24. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el sustrato adhesivo (10A-E) es una preforma sinterizable (15, 21, 26, 28, 34, 35, 36) recubierta con un adhesivo y el paso de rodear al menos parcialmente las partículas (12, 18, 24) situadas en las aberturas con un material de matriz sinterizable (25, 32) comprende el paso de forzar la unión de la preforma (15, 21, 26, 28, 34, 35, 36) con las partículas (12, 18, 24).