HU229682B1 - Abrasive articles with novel structures and methods for grinding - Google Patents

Abrasive articles with novel structures and methods for grinding Download PDF

Info

Publication number
HU229682B1
HU229682B1 HU0500174A HUP0500174A HU229682B1 HU 229682 B1 HU229682 B1 HU 229682B1 HU 0500174 A HU0500174 A HU 0500174A HU P0500174 A HUP0500174 A HU P0500174A HU 229682 B1 HU229682 B1 HU 229682B1
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
binder
abrasive
discs
grinding
volumes
Prior art date
Application number
HU0500174A
Other languages
English (en)
Inventor
Anne M Boner
Eric Bright
Edward L Lambert
Dean S Matsumoto
Xavier Orlhac
David A Sheldon
Original Assignee
Saint Gobain Abrasives Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US10/120,969 external-priority patent/US6679758B2/en
Application filed by Saint Gobain Abrasives Inc filed Critical Saint Gobain Abrasives Inc
Publication of HUP0500174A2 publication Critical patent/HUP0500174A2/hu
Publication of HU229682B1 publication Critical patent/HU229682B1/hu

Links

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)

Description

A találmány kötőanyaggal készült, új összetételű szerkezetekkel rendelkező abrazív (csiszoló· hatású) tárgyakra vagy szerszámokra, például köszörűkorongokra (grinding wheels) > köszörűszegmentekre (gríndíng segmentsj , köszörű-tárcsákra ígrinding discs) és esíszolórudakrs/fenőkövekre (honos), az ilyen eszközök előállítási eljárásaira, valamint az új szerszámszerkezetek kialakítására, továbbá ilyen szerszámok alkalmazásával végzett csiszolást, polirozási vagy felüietsimítási (surface finishingj eljárásokra vonatkozik.
A kötőanyaggal készült ábrázív szerszámok egy adott típusú csiszoló, polírozó vagy feltlletsimító 'berendezésre vagy gépre történő felhelyezésre szolgáló centrális nyílással vagy más eszközzel rendelkező korongok., tárcsák, szegmentek, felerősített csúcsok (mounted polnts) , csiszolórudak/fe.nőkövek és más szerszámalakok formájában lévő merev, és jellemzően monolitikus, háromdimenziós, abrazív összetett anyagokból. (kompoz!tokból; állnak. A kompozitok három szerekezeti elemet vagy fázist tartalmaznak: abrazív szemcse (grain), kötőanyag (bora) és pórázusság (porosity).
A kötőanyaggal készült abrazív szerszámokat különféle fokozatokban (grade) és szerkezetekkel állítják elő, ahol a fokozatok, illetve szerkezetek a szakterület gyakorlatának megfelelően az ábraslv kompozit relatív keménységének és sűrűségének (fokozat), valamint a kompozxtban lévő ábrázív szemcse, kötőanyag és porozítás térfogatszázalékának (szerkezet) az alapján kerül megállapításra.
Közel 70 éve a sserszámfokozat, és -.szerkezet alapján lehet a legbizhatőbban előre valószínűsíteni a kötőanyaggal készült abrazív szerszám keménységet, szerszám kopási sebességet, a várható csiszolás! erőt és az előállítás állandó minőségét, A fokozatot és szerkezetet először az 1 383 082, számé amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban Honé és munkatársai által ismertetett gyártási előírásokban fogalmazták meg. Honé egy olyan volnmetrikos gyártási eljárást ír le, amely alkalmas az inkonzisztens abrazív kompozit minőséggel és az inkonzisztens csiszolást tulajdonságokkal kapcsolatban állandóan fellépő problémák megoldására. Az eljárás során a három strukturális alkotórész relatív térfogatszázaiékának a megválasztásával egy előre meghatározott keménység! fokú és más kívánt fizikai jellemzőkkel rendelkező szerszám állítható elő. A kész szerszám kívánt mennyiségének az ismeretében a szerszám térfogatából f a relatív fcérfogatszázalékokből, valamint az abrazív szemcse és a kötőanyag komponensek anyagsűrűségeiből kiszámítják az abrazív szemcse és a kötőanyag komponenseknek a szerszám előállításához szükséges adagmennyiségeit. Ily módon lehetségessé vált egy meghatározott kötőanyag összetétel standard szerkezeti diagramjának az elkészítése, és ezt követően a gyártási folyamatokban a relatív térfogahszázslékoknak a standard szerkezeti diagramról annak az érdekében történő leolvasása, hogy az abrazív szemcse, a kötőanyag és a porozitás adott térfogatszázaléka esetén konzisztens keménységí fokozattal rendelkező, kötőanyaggal készült szerszámokat lehessen előállítani, Megfigyelték, hogy a csiszolás! teljesítmény minden egyes gyártási sarzs esetén konzisztens volt, he a fokozatot és a szerkezetet állandó értéken tartották.
Számos csiszolási művelet esetén kimutatták, hogy a kompézítban lévő porozitás, különösen, egy permeábiiis vagy egy egymáshoz kapcsolódé {intereennecíed} jellegű porozitás kontrollálása javítja a csiszolás hatékonyságát és megvédi a csiszolás alatt álló munkadarab minőségét a termikus és mechanikus károsodástól.
Bármely háromdimenziós abraziv kompozít a kompozitot alkotó három komponens, nevezetesen az abraziv szemcse, a kötőanyag és a porozitás relatív térfogatszázalékainak az összegéből áll, Az említett alkotórészek térfogatszázalékainak az összege 100 térfogatszázalék kell, hogy legyen; ennek megfelelően a nagy százalékos porozitású szerszámok arányosan kisebb százalékban tartalmazzák a kötőanyagot és/vagy az abraziv szemcsét, A kötőanyaggal készült abraziv szerszámok előállítása során merev, szervetlen kötőanyagokkal [például üveges 1,tett vagy vítrifikált (vitrified) vagy kerámia kötőanyagokkal ( és viszonylag kis [például a börtön szemoseméret szerint 46220 grít (40-200 mesh; 63-356 pm)1 szemeseméretekkei készített precíziós köszörűszerszámokban könnyebben érhetünk el viszonylag nagy térfogatszázaiékos (például 40-70 térfogat%~os} porczitást, mint a szerves kötőanyagokkal és viszonylag nagy (például a Norton szemoseméret szerint 12-120 grit (10-120 mesh; 102-1600 pm)] szemcseméretekkel készített durva köszörüszerszámokban. A nagyobb szemeseméretekkel, a szemcse nagyobb térfo&
gatszásalékaival és Íágyabb, szerves kötőanyagokkal készített nagyon porózus abrazív kompoz!tok hajlamosak arra, hogy a kö~ szörüszerszám előállításának a köztes formázási (molding) és utókezelés! ícuringj fázisaiban összeroskadjanak vagy rétegeződjenek, Szén okok miatt a szerves kötőanyagokkal készült, kereskedelmi forgalomban kapható, kötőanyaggal készített abrazív szerszámokat gyakran préselik, illetve megolvasztják (moldedj, hogy ne tartalmazzanak porozitást, és jellemzően legfeljebb 30 térfogat% porozitást tartalmaznak. Ritkán lépik túl az 50 térfogat%-os porozitást.
Az abrazív szemcséknek és a kötőanyagoknak a nyomással végzett formázás (pressure molding) Ideje alatti tömörítéséből kialakuló természetes porozitás általában nem. elegendő ahhoz, hogy a kötőanyaggal készített aforaziv szerszámokban nagy porozitást érjünk el. Annak érdekében, hogy lehetővé tegyük a nyomással végzett formázást (pressure molding; és egy porózus, utókezeletlen (imcuxed) abrazív tárgy kezelését, valamint hogy a végső szerszámban megfelelő térfogatszázalékos porozitást érjünk el, az aforaziv és kötőanyag kompozit keverékekhez porczítás-indukáió szereket, például alumínium-ozidot (bubble alumina”) vagy naftalont adhatunk. Bizonyos porozítás-índukáló szerek (például a bubble aiamíníam-oxid és az üveggömbök! zárt cellás porozitást hoznak létre a szerszám belsejében. A nagy százalékos porozitás elérése érdekében hozzáadott zárt cellás pórust indukáló szerek megakadályozzák a nyílt csatornák vagy az egymáshoz kapcsolódó porozitás kialakulását, Ily módon megakadályozzák vagy csökkentik a szerszám testén keresztül történő folyadékáramlást, miáltal a szerszám hajlamossá válik a csiszoléerők és a termikus károsodás kockázatának a növelésére. A nyílt cellás pórust indukáló szereknek (például dióhéj és naftalin) kí kell égniük sz abrazív mátrixból, ami különféle gyártási problémákat okot.
Ezenkívül a pórusindukáló szerek, a kötőanyagok és az abrazív szemcsék sűrűségei szignifikáns mértékben, változnak, ami megnehezíti az abrazív keverék rétegeződésének (sztratifinációjának) a feldolgozás (handline) és formázás (molding) ideje alatti kontrollálását, amelynek eredményeként a végső abrazív tárgy háromdimenziós szerkezetében gyakran csökkent mértékű lesz a homogenitás. Az abrazív kompozit három alkotórészének az egyenletes, homogén eloszlása kulcsfontosságúnak bizonyult a konzisztens szerszám minőség szempontjából, valamint csúszólótárcsák esetén a csiszoláshoz szükséges nagy fordulatszámnál (például 22,32 felületi méter/másodperc (1219 felületi méter /perc) (például 4000 felületi láb/perc (surface fest per mínute; sípra) 1 felett) a tárcsák biztonságos működése szempontjából is rendkívül fontos az említett komponensek egyenletes, homogén eloszlása.
Azt tapasztalták., hogy az egymáshoz kapcsolódó ílnterconnected) jellegű porozitás térfogatszázaléka vagy a fluid permeabilitás lényegesen nagyobb mértékben meghatározza az abrazív tárgyak, csiszolású teljesítményét, mint pusztán a térfogatszázalékos porozitás (lásd: 5 738 696, számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás (Wu)]. Az egymáshoz kapcsolódó porozitás lehetővé teszi a csiszolás! hulladék (fémrészélék) eltávolítását, valamint. azt, hogy a csiszolás ideje alatt a nem szilárd halmazállapotö hütőanyag íhütöflnidum) áthaladhasson a. tárcsa belsején. Az egymáshoz kapcsolódó poroz it.ás meglétét ügy igazolhatjuk, hogy kontrollált körülmények között mérjük a tárcsa légáram-permeabilitását. Az 5 738 696. szarná amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban (Wu) szignifikáns mennyiségű (40-86 tériogat%-os) egymáshoz kapcsolódé poro-zitással rendelkező, nagy permeabilitású osíszolőtárosákat ismertetnek. Ezeket a tárcsákat legalább· 5:1 oldalarányú fibrözus részecskék mátrixából készítették. A fibrózus részecskék rostos abraziv szemcsék, illetve szokásosan különféle fibrózus töltőanyagokkal, például kerámlarostokkai, poliészterrostok” kai, üvegrostokkal és filcekkel kevert nem-fíbróaus szemcsék, valamint a rostrészecskékkel alkotott agglomerátumok lehetnek.
Felismerték, hogy a kötőanyaggal készült abraziv szerszámok eldállithatők viszonylag nagy százalékos por oz.it ás sál és viszonylag kis százalékos abraziv szemcsével a mechanikai szilárdság vagy a szerszámkopással szembeni ellenálló képesség csökkenése nélkül, még akkor is, ha a szerszám keménység! foka viszonylag gyenge mechanikai szilárdságot valószínűsítene. Szerves kötőanyaggal készült abraziv szerszámok esetén lehetőség van szerszámok előállítására az abraziv szemcse, a kötőanyag és a porozitás olyan relatív százalékainál, amelyek a kereskedelmi forgalomban kapható, kötőanyaggal készült abraziv szerszámok között ismeretlen, szerkezeteket képeznek. Ezek az áj struktúrák olyan, szerves kötőanyaggal készült abraziv szerszámokat foglalnak magokban, amelyekben az abraziv kompozit folytonos fázisa a porozitás összetevőből áll. Az űj szerkezetek -egyik előnyős kialakítási eljárásában az abrazív szemcse nagyobb részét a kötőanyaggal készült abrazív szerszámok keverése, formázása és termikus feldolgozása előtt egy kötőanyaggal agglomerálják.
A korábbiakban már beszámoltak arról, hogy az a-glomerált abrazív szemcsék a kötőanyaggal készült abrazív .szerszámok porozitásúnak mennyiségétől vagy jellegétől független mechanizmusok révén javítják a csiszolás hatékonyságát. Abrazív szemcsét különféle- célokkal már agglomeráltak, főként azért, hogy lehetővé, tegyék kisebb abrazív szemcse részecskeméret í”grít”) alkalmazását ugyanolyan csiszolás! hatékonyság elérésére, mint amilyet -egy nagyobb abrazív grit méret biztosít, vagy azért, hogy a csiszolás alatt álló munkadarabon jobb felületi simaságot érjenek el. Sok esetben az abrazív szemcsét azért agglomeráltak, hogy erősebben kötött abrazív szemcsékkel rendelkező, kevésbé porózus szerkezetet és nagyobb sűrűségű esiszo-lószerszámot állítsanak elő-.
A kompozltoknak egy epoxigyantában történő megkötésével felújított összetört uvegesitett kötőanyaggal készült abrazív kompozitokhól nagyon kis porozitású (például körülbelül 5 téríogatl-nál kisebb porozitású.) fogaskerék dőrzsk-öszörül-ő tárcsákat készítettek. E-zek az “összetett’* (Compound) fogaskerék dörzsköszörülő tárcsák évek óta kaphatók a kereskedelemben -(gyártó: Saint-Gobain Ábrás ive»·, GmbH, korábban Ef-esis Schleif techní k GmbH, Gerolzhofen, Német .Szövetségi Köztársaság} <
A 2 216 728. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban (Benner) tetszőleges típusú kötőanyagokból készített ábrázív s zeacss/kötőanyag aggregátumokat ismertetnek.. Az aggregátumok alkalmazásának a célja az, hogy olyan, nagyon sűrű tárcsa -szerkezeteket érjenek el, amelyek a csiszolást műveletek során visszatartjak a gyémánt vagy CBN {köbős bór-nitrid) szemcsét. Amennyiben az aggregátumokat porozős szerkezettel készítik, akkor a porózus szerkezet azt a óéit szolgálja, hogy az aggregátumok közötti kötőanyagok befolyhassanak az aggregátumok pórusaiba és az égetés ideje alatt teljesen besűrítsék a struktúrát, Az aggregátumok lehetővé teszik az egyébként az előállításban- elvesző aforaziv szemcse részecskék felhasználását .
A 3 982 359. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás (Bibéi) olyan gyanta kötőanyag és ábráz ív- szemcse aggregátumok kialakítását ismerteti, amelyek keménység! értéke nagyobb, mint azoké a gyanta kötőanyagoké, amelyeket egy aforaziv szerszámban az aggregátumok megkötésére alkalmaznak. Az aggregátumokat tartalmazó, gumi kötőanyaggal készített tárcsákkal nagyobb csiszoiási sebességeket és hosszabb szerszámélettartamokat érnek el.
A 4 7 99 939, számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban (Bioeoher) aforaziv szemcse, üreges testek és szerves kötőanyag erodálható agglomerátumait ismertetik, valamint leírják ezeknek az agglomerátumoknak bevonattal ellátott sb.razívokban és kötőanyaggal készült aforazivökben történő alkalmazását. Hasonló agglomerátumokat ismertetnek az 5 039 311, számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban. 'Blöeeher): és a 4 652 275. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi, leírásban (Bioeoher) is.
Az 5 129 189, számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban iWetsheer) 5-90 térfogaté porozitású, ábrázív szemcse, gyanta és töltőanyag, például kriolit .konglomerátumokat. tartalmazó gyanta kötött mátrixszal rendelkező abrazív szerszámokat ismertetnek.
Az 5 651 729. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban (Benguerel) csiszolótárcsát, ismertetnek, amely egy maggal és egy olyan, diszkrét abrazív peremszegéllyel •(rím) rendelkezik, amelyet egy gyanta kötőanyagból es gyémánt vagy CBN abrazív szemcse fém vagy kerámia kötőanyaggal alkotott, őrölt agglomerátumaiból állítottak elő. A leírás szerint az agglomerátumokkal készített tárcsák előnyős tulajdonságai közé tartoznak a nagy forgácselvezető terek, a nagy kopásállóság, az ön-élezési í self-sharpeníng; tulajdonságok, a tárcsa nagy mechanikai ellenálló képessége, valamint az, hogy az abrazív peremszegéiy közvetlenül hozzáköthető a tárcsa magjához. Az egyik megoldásban az agglomerátumok kialakításához az alkalmazott gyémánt vagy CBN kötött csiszolőszegéiyeket 0,2-3 mm-es méretre aprítják.
Az 1 228 219. számú nagy-britannial szabadalmi leírásban •Lippert; gumi, elasztikus kötő mátrixhoz adott szemcse és kötőanyag konglomerátumokat ismertetnek. A szemcsét a konglomerátum belsejében tartó kötőanyag kerámia vagy gyanta anyag le™ elasztikus kötőanyag mátrixnál merevebbnek azonban az kell lennie.
A 4 541 542. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi .leírásban (Rostoker) .abrazív szemcsének és üvegesített (vitrlfiedi kötőanyagok más, az aggregátuw-k égetése során habképzésre alkalmas nyersanyagokkal, például korommal (carbon blac.k) vagy karbonátokkal alkotott habosított keverékének a.z aggregátumaival készítettf bevonattal ellátott abrazívokat és csíszolőtárcsákat ismertetnek, Az aggregátum perietek nagyobb térfogatszázalékos arányban tartalmaznak kötőanyagot, mint szemcsét, Az abrazív tárcsák előállítására alkalmazott pel.leteket 900 'C-on [1,134 g/errb (70 ibs/cu. fő.) sűrűségre] zsugorítják (színterei!k), és a tárcsa előállítására alkalmazott üvegesített kötőanyagot 880 °C~on égetik, A 16 térfogati pellettel készített tárcsák a csiszolás során hasonló hatékonyságot mutattak, mint a 4 5 térfogati abrazív szemcsével készített összehasonlító tárcsák. & pelletek az üvegesített kötőanyag mátrixban nyitott cellákat tartalmaznak, ahol a viszonylag kisebb abrazív szemcsék a nyitott cellák körül csoportosulnak, A pelletek kialakításához később habosodé és zsugorodó pre-agglomerált zöld aggregátumok égetéséhez forgódobos kemence alkalmazását javasolják.
A 6 086 467. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban (Imái et al.) abrazív szemcsét és az abrazív szemcsénél kisebb méretű töltőanyag szemcsék szemcsecsoportosulásait (arain clustersj tartalmazó csíszolőtárcsákat ismertetnek. öveoesített kötőanyagot lehet alkalmazni, és a töltőanyag szemcse kröm-oxíd lehet. A szemcsecsoportosulások mérete as abrazív' szemese méretének 1/3-a vagy több. As előnyös tulajdonságok közé tartozik a kontrollált kötőanyag erózió és az abrazív szenese visszatartás a. szuperabrazív szemcse alkalmazásával végzett kis erejű csiszolásí felhasználásokban, ahol a szuperabrazív szenesét a csiszoiőerők minimalizálásához gyengíteni keli, A töltőanyag szenese csoportosulásai viasszal alakíthatók ki, A csoportosulások szinterezéséről nem tesznek említést.
A WO 01/35393, számon közzétett nemzetközi szabadalmi bejelentésben (Adefris! abrazív kompozitokból készült háromdimenziós ábrázív tárgyat ismertetnek, amely alakra formált vagy szabálytalan, de olyan elrendezésű, amelynek révén az abrazív kompozítok egynél több monorétegével rendelkezik. A tárgy inLerkompozít porozitást és intrakompozit porozitást tartalmazhat. A kompozítok szervetlen vagy szerves első mátrixban kötött abrazív szemcséket foglalnak magokban, és az abrazív tárgy egy második szervetlen (fém vagy üvegesített vagy kerámia) vagy szerves kötőanyaggal van kötve ügy, hogy egy körülbelül 20-80 térfogat%'~os porozitású abrazív tárgy alakul ki. Az előnyös tárgy egy első és egy második üveg kötőanyagban tartott finom gyémánt abrazív szemcsét tartalmaz, és a tárgyat tükörsima üvegcsiszolásra alkalmazzák.
Számos publikációban ismertetnek aggiomerált abrazív szemcsével készített, bevonattal ellátott abrazív szerszámokat.
Ezek körébe tartozik a 2 134 472. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás (üackson) , amelyben nagyszámú, viszonylag finom abrazív szemcse és a bevonattal ellátott vagy
LZ kötőanyaggal készült abrazív szerszámokban szokásosan alkalmazott kötőanyagok agglomerátumaival készített, bevonattal ellátott abrazív szerszámokat ismertetnek. A korábbiakban beszámoltak arról, hogy finom szemcsés gyémántnak, CBK-nek vagy más, termikusán degradálható abrazív szemcséknek agy fém-oxid mátrixban lévő szervetlen kompozitjai felhasználhatók bevonattal ellátott abrazív szerszámokban (3 91-6 584, számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás (Ho'esrd et al.) y. A 3 048 482. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban (Harst) agglomerált abrazív szemcsék és szerves kötőanyagok formára alakított, gúlák vagy más elkeskenyedő alakok formájában lévő abrazív mikroszegmentjelt ismertetik. A formára alakított mikrossegmentek egy rostos hátlaphoz tapadnak, és bevonattal ellátott abrazívok, valamint vékony csiszolótárcsák -felületének a bevonására alkalmazhatók. A 4 311 489. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban (Kressneri finom (< 200 pm) abrazív szemcse és kriolít adott esetben egy szilikát kötőanyaggal alkotott agglomerátumait, valamint ezek bevonattal ellátott abrazív szerszámok előállításában történő felhasználását ismertetik. Az 5 500 273, számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban (Holmes) abrazív szemcsék és egy polimer kötőanyag szabad gyökös polimer!rációval előállított, precízen alakra formázott részecskéit, illetve kompozitjait ismertetik. Hasonló, alakra formázott kompozitokát ismertetnek az 5 851 247, számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban (Stoetzel et al.), az 5 714 259. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban (Holmes el ai.) és az 5 342 419.· számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban (Hibbard et al.). Az 5 973 988 és a 6 217 413. számú amerikai egyesült államokbeli S2abadalm. leírásban, valamint a HC 96/10471. számon közzétett nemzetköz, szabadalmi bejelentésben (valamennyi Christlanso.n) hátlapot é; szerves, kötőanyaggal készült abrazív réteget tartalmazó, bevonattal ellátott abrazív tárgyakat ismertetnek, ahol az abrazí csonkolt négyoldalú gúla vagy hexaéder alakjában lévő, alakr, formázott agglomerátumokként van jelen.
A 6 059 794. számú amerikai egyesült államokbeli szabadat bevonattal ellátott ab mi leírásban (Stoetzel et al...
raziv tárgyakat ismertetnek, amelvek hátoldallal, diszoercrál formában kemény szervetlen részecskéket tartalmazó szerves kö főanyaggal és a hátoldalhoz kötött abraziv részecske agglomé rátumokkal rendelkeznek. Az agglomerátumokban lévő abraziv re .szecskák és a szerves kötőanyagban lévé kemény szervetlen re szöcskék lényegében azonos méretűek. Az agglomerátumok vérét lens zenien vagy precízen alakítottak lehetnek, és egy szerve kötőanyaggal készülnek. A kemény szervetlen részecskék a szá mos abrazív szemcse részecskék bármelyike lehet.
A 6 319 108, számú amerikai egyesült államokbeli szabadéi mi leírásban íAdefris et sí.) merev hátoldalt és porózus karé mia mátrixban lévő abraziv részecskékből készült kerámia abra
2ív kompozltokat, tartalmazó abraziv tárgyakat ismertetnek, kcmpozitokat egy fémbevonattál, például egy galvanizált fémmé rögzítik a hátoldalhoz. A WG 01/83166. számon közzétett név zetközi szabadalmi bejelentésben (Mu.jum.dar of ai.) olyan üveg csiszoló szerszámokat ismertetnek, amelyek egy hátoldalhoz gyanta kötőanyaggal rögzített gyémánt kompozltokat tartalmaz-
S z á; mos szabadni ..mi lei rés ismertet olyan ab razlv szerszámo-
kát, ame ilyet aorazx v szemcsék gyantával vagy : lás kötőanyaggal
alkotott kompozitja it tartalmi azzák. Az ilyen s z e r s z ámo k 1 e g -
többje bevonattal. ellátott abrazív szerszám , amelyben egy
rs gyanta kötőanyagot alkalmaznak annak érdekében, hogy az ábrázz v szemcse kompozltot egy flexibilis hátoldalhoz ragasszák. Esetenként fém kötőanyagokat vagy erodálható részecskéket alkalmaznak az abrazív kompozátokkal együtt. A szabadalmi leírások ezen csoportjának reprezentatív példái közé tartoznak — egyebek mellett — a következő dokumentumok: 5 078 753. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás (űroberg et al.}, S 578 ö'SSv számú amerikai egyesült államokbeli szabadat;írás (Gagiiardi et ai,}, 5 127 107. számú. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás .('Brukvoort et ai.},
318 604, számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás (Gorsuch et al.}, 5 310 471, számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás (Christíanson et al.}, valamint számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi lestianson et ai.).
A 4 355 483. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban (Hever} körülbelül 70-37 %-os hezagtérfogatú, a manuális kontaktus pontoknál egymáshoz kötött huilámosrtott rostok mátrixából és abrazív agglomerátumokból készített abraziv tárgyakat (tárcsákat, korongokat, szíjakat, blokkokat írás 'cnri
Μ stb.) ismertetnek, Az agglomerátumok üvegesített vagy gyanta kötőanyagokkal és tetszőleges abrazív szemcsével készülhetnek, A 4 364 746. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban (Sitzer) eltérő szilárdságú, különböző abrazív agglomérátumokát tartalmazó abrazív szerszámokat ismertetnek. Az agglomerátumok abrazív szemcséből és gyanta kötőanyagokból készülnek, és a szilárdság, illetve a keménység növelése érdekében más anyagokat, például vágott rostokat is tartalmazhatnak-, A 4 393 021, számú amerikai egyesült, államokbeli szabadalmi leírásban (Eísenbsrg efc ai.> eljárást ismertetnek abrazív agglomerátumok abrazív szemcséből. és egy gyanta kötőanyagbél történő előállítására, amelynek során egy szítahálőt alkalmaznak, ahol. a szemese és a kötőanyag pasztáját a hálón keresztül hengerelve féregszerü extrudátumokat hoznak létre. Az extrudátumokat hevítéssel keményítik, majd aprítják az agglomerátumok kialakításához.
Annak ellenére, hogy jelentős ismeretanyag áll rendelkezésre arra vonatkozóan, hogy hogyan lehet előállítani abrazív tárgyakat sgglomerált szemcsével, illetve hogyan lehet eliminálni vagy kialakítani szerszámporozitást, mindeddig senki nem tudta eredményesen megváltoztatni egy háromdimenziós, monolitikus kötőanyaggal, készített abrazív szerszám alap kompozit szerkezetét úgy, hogy közben megmaradt volna a lehetőség arra, hogy a szerszám fokozat és szerkezet alapján továbbra is előre valószínűsíteni lehetne a csiszolást teljesítményt, illetve viselkedést. Senki sem alkalmazott aggiomeráit szemcsét térfogatszázalékos szerkezetű eszközök előállítására, mert ezek gyártása szerves kötőanyagokban lévő szokásos abrazív szemcsékkel bonyolult volt, Illetve nem volt lehetséges. Megfigyelték, hogy a mechanikai szilárdság, a szerszámélettartam vagy a szerszám, teljesítményének a károsodása nélkül szerves kötőanyagokkal készített abrazív szerszámokban viszonylag nagy (30 térfogat%-ná.l nagyobb) térfogat százalékos porozitás érhető el, A találmány szerinti szerszámok esetén most mind a szervetlen, mind pedig a szerves kötőanyagokkal készített szerszámok rugalmassági modulusa és más fizikai tulajdonságai szignifikáns mértékben megváltoztathatók.
A szerves kötőanyagokkal készített ábrázd.vo'kban a fokozat és a szerkezet, megváltoztatásában a. kötőanyagok bizonyultak a legfontosabb fényezőknek ahhoz, hogy megfelelő mechanikai szilárdságot és merevséget lehessen elérni. Igen meglepő módon a találmány lehetőseget nyújt arra, hogy kisebb abrazív szemcse tartalmú szerszámokat állíthassunk elő a kötőanyag-tartalom tág tartománya mellett, valamint hogy az ilyen szerszámokat felhasználhassuk olyan csiszolás! alkalmazásokban, amelyek a korai elhasználódással szemben ellenálló, nagy mechanikai szilárdságú szerszámokat igényelnek (a korai elhasználódás a szerszám szerkezeti elhasználódását jelenti, ami gyorsabb, mint az abrazív szemcse elhasználódása). A nagy érintkezési területű felületi csiszolás! alkalmazásokban a találmány szerinti szerszámok lényegesen jobb teljesítményt mutatnak, mint a nagyobb kötőanyag- és abrazívszemcse-tartalommai készített hagyományos szerszámok.
Az. agglomeráít abrazív szemcsék területén végzett korábbi ía. technika állása szerinti) fejlesztések egyike sem utal azokra az előnyökre, hogy bizonyos szerves vagy szervetlen kötőanyag mátrixban lévő sgglomerálfc abrazív szemcsék alkalmazásával a kötőanyaggal készült abrazív szerszámokban kontrollálható a kötőanyaggal készült abraziv szerszám háromdimenziós szerkezete. Konkrétabban, váratlan., hogy ezek az agglomerátumok felhasználhatók a találmány szerinti szerszámok szerkezetében a porozitás és a kötőanyag mátrix elhelyezkedésének és típusának a kialakítására és kontrollálására.
A találmány egy olyan, kötőanyaggal készült abrazív szerszámra vonatkozik, amely (a) egy 10-38 térfogat% szerves kötőanyaggá.! kötött 2 4-4 8 térfogati abrazív szemcséket és 3.0 térfogatá-nál kisebb porozitást tartalmazó első fázis; és (b) egy 38-54 térfogati porozitást tartalmazó második fázis háromdimenziós kompozítjáböi áll; ahol a második fázis egy, a kompoziton beiül lévő folytonos fázis, és a kötőanyaggal készült abraziv szerszám szakadási sebessége (fourst speed) legalább 20,3.2' m/s (400-0· sfpm) .
A találmány további tárgyát képezi egy eljárás korongos csiszolásra, amely eljárás a következő lépésekből áll:
(a) előállítunk egy olyan, kötőanyaggal készült abrazív tárcsát, amely (i) egy 10-38 térfogati szerves kötőanyaggal kötött 24-48 térfogati abraziv szemcséket és 10' térfogatinál kisebb porozitást tartalmazó első fázis; és· (ii) egy 38-54 térfogati porozitást tartalmazó második fázis háromdimenziós kompozít jáböi áll; ahol a második fázis egy, a kompoziton belül lévő folytonos fázis, és a kötőanyaggal.
készült abrazív szerszám szakadási sebessége legalább 20,32 m/s (4000 sfpmj;
íb) a kötőanyaggal készült abrazív tárcsát felszereljük egy síkkcszorőgépre (surface gr inding ma eh· iné) ;
(c) a tárcsát forgatjuk; é δία) a tárcsa csiszolőfelületét a munkadarab csiszolásához elegendő ideig érintkezésbe- hozzuk egy munkadarabbal; miáltal a tárcsa hatékony anyageitávoiitásí sebességnél eltávolítja a munkadarabanyagot, a tárcsa cs.iszolőfélül.ete a csiszolás! töredéktől lényegében mentes marad, és a csiszolás befejezése után a munkadarab termikus károsodástól lényegében .mentes.
eni.es.
Az ábrák ismertetése
A? 1, ábra egy háromaikotós diagram, amely a standard szerves kötőanyaggal készült abrazív szerszámok és a találmány szerinti szerves kötőanyaggal készült abrazív szerszámok szerkezeteinek a. relatív térfogatszá-zalékos összetételét hasonlítja össze.
A 2, ábra egy háromaikotós diagram, amely a standard szerves kötőanyaggal készült abrazív szerszámok és azon találmány szerinti szerves kötőanyaggal készült abrazív szerszámok szerkezeteinek a· relatív térfogstszázalékos összetételét hasonlítja össze, amely találmány szerinti szerves kötőanyaggal készült abrazív szerszámokat szervetlen kötőanyagokat tartalmazó abrazív szemcse agglomerátumokkal állítottunk elő.
A 3. ábra egy háromaikotés diagram, amely a standard szervetlen kötőanyaggal készült abraziv szerszámok szerkezetösszetételeinek a térfogat-százalékos tartományait szemlélteti,· ahol a szervetlen kötőanyagokat és szervetlen kötést tartalmazó abraziv szemcse agglomerátumokkal készített találmány szerinti szervetlen kötőanyaggal készült abraziv szerszámok « standard szerszámokhoz képest szignifikánsan kisebb rugalmasság! modulus értékekkel, de ekvivalens tárcsa szakadási sebesség értékekkel rendelkeznek.
A 4. ábra egy standard szervetlen kötőanyaggal készült abraziv szerszám felületének a míkrofényképe, amely az abraziv kompozit három összetevőjének az egyenletes eloszlását szemlélteti .
Az 5. ábra egy találmány szerinti szervetlen kötőanyaggal készült abraziv szerszám felületének a .míkrofényképe, amely amely az abraziv kompoz.it három összetevőjének az egyenetlen eloszlását, a kompoz!fcban folytonos fázisként lévő porozitást (sötét területek) és a szerves kötőanyagban megkötött abraziv szemcse hálózatát szemlélteti.
Az előnyös megoldások ismertetése.
Kötőanyaggal készült abraziv szerszámok
A találmány szerinti kötőanyaggal készült abraziv szerszámokat [osiszolőtár-csákat (grinding -wheels), köszöruszegmentekét (grinding se-gments), köszörűtárcsákat (grinding -discs) , csiszolóköveket (grinding stones) és csiszo-l-őrudakat./fenőköveket (honos); együttesen: szerszámokat vagy tárcsákat) a szer20 szám vagy tárcsa szerkezet és a fizikai tulajdonságok korábban ismeretlen kombinációja jellemzi. A jelen leírásban alkalmazott tárcsa szerkezet” kifejezés a csiszolótárcsa által tartalmazott abraz.lv szemcse, kötőanyag és porozitás térfogatszázalékos arányára vonatkozik. A tárcsa keménység fokozat (grade) egy olyan betűjelzésre vonatkozik, amely a tárcsának a csiszolási műveletekben mutatott viselkedésére atal.
Egy adott kötőanyag típus esetén a fokozat a tárcsaporozitásnak, a szemcsétártalomnak és bizonyos fizikai tulajdonságoknak, például a hőkezelt (tered) sűrűségnek, a rugalmassági modulusnak és a homokfúvás-penetrációnak a függvénye (az utóbbi inkább az üvegesített kötőanyaggal készült tácsákra jellemző). A tárcsa fokozata előre valószínűsíti, hogy a tárcsa csiszolás .során mennyire lesz kopásálló, valamint hogy a tárcsa mennyire keményen fog csiszolni, azaz mekkora erő szükséges a tárcsának egy adott csiszolás! műveletben történő alkalmazásához. A tárcsafokozat betűjelzésének a hozzárendelését a Norton Company-nek a szakterületen ismert fokozatsfcáiája szerint végezzük, ahol a leglágyabb fokosatok jelzése A”, mig a legkeményebb fokozatoké ”Z [lásd például: 1 983 082, számú, amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás (Hove et ai,). Azonos tárcsafokozatok esetén az ezen a területen jártas szakember egy új tárcsa specifikációját általában kiválthatja egy ismert tárcsáéval, és előre valószínűsíteni tudja, hogy az új tárcsa hasonlóan fog viselkedni, mint az ismert tárcsa.
Jelentős és váratlan eltérést jelent ettől a gyakorlattól, hogy a találmány szerinti szerszámokra a háromdimenziós, mono21 litikus koxnpozit szerkezeteiket, különösen a pcrosítás összetevő mennyiségét és jellegét érintő olyan változtatások jellemzők, amelyek következtében a szerszám fokozata és szerkezete a továbbiakban nem valószínűsíti előre a csiszolást viselkedést .
Amennyiben egy szerves kötőanyaggal készülnek, a találmány szerinti szerszámok úgy formázhatok, amelynek révén olyan térfogatszázalékos (például 30 térfogati feletti porozitású) szerkezetek nyerhetők, amelyek előállítása a technika állása szerinti eljárásokkal csak bonyolultan vagy egyáltalán nem volt lehetséges. Ezek az űj szerkezetek ügy állíthatók elő, hogy közben nem károsodik a mechanikai szilárdság, a szerszám élettartama vagy a szerszám teljesítménye. Az egyik előnyös eljárásban a szerkezeteket egy olyan abrazív szemcse keverékkel állítjuk elő, amelyben az abrazív szemcse legnagyobb része az abrazív szemcsének egy szerves kötőanyaggal és/vagy egy szervetlen kötőanyaggal alkotott agglomerátumainak a formájában van.
Amennyiben egy szervetlen kötőanyaggal készülnek, a találmány szerinti szerszámok úgy formázhatok, amelynek révén a hagyományos eszközökével azonos térfogatszázalékos szerkezetek (lásd a 3. ábrát) nyerhetők, amely szerkezeteknek azonban legalább 10 %-kal kisebb a rugalmassági modulus értékük, és sok esetben akár 50 %-kal kisebb a rugalmassági modulus értékük, anélkül, hogy ezzel a mechanikai szilárdság lényegesen csökkenne. A merevség ezen csökkenése ellenére a találmány szerinti szerszámok kereskedelmi szempontból elfogadható szakadási sebesség (burát speed) értékeket, és bizonyos· csiszolás! műveletekben szignifíkánans jobb anyageltávoiítási sebességeket mutatnak, Az egyik előnyös eljárásban ezeket a szerkezeteket egy olyan abrazív szemese keverékkel állítjuk elő, amelyben az abrazív szemcse legnagyobb része az abrazív szemcsének egy szervetlen kötőanyaggal alkotott agglomerátumainak a formájában van.
Az 1-5, ábra a találmány szerinti szerszámok új szerkezeteit szemlélteti. Az 1. ábra egy háromaikotós diagram, amely kétféle, szerves kötőanyaggal készített tárcsákat (technika állása szerinti tárcsákat és a találmány szerinti kísérleti tárcsákat} definiáló két zónát tartalmaz. A technika állása szerinti tárcsák és a találmány szerinti tárcsák azonos mértékben alkalmasak nagy érintkezése., precíziós, felületi vagy vonalas osiszolási. műveletekben, például korongos!szólásban vagy bengercsíszolásban történő ipari felhasználásra, A hagyományos tárcsák fcérfogatszázaiékos szerkezetei a következő tartományokkal rendelkeznek: 38-52 térfogati szemcse, 12-38 térfogati kötőanyag és 15-3? térfogati porozitás, Ezzel szemben a találmány szerinti tárcsák a következő tartományokon belüli értékekkel rendelkeznek: 24-4 8 térfogati szemcse, 10-38 térfogati kötőanyag és 38-54 térfogati porozitás. Látható, hogy a találmány szerinti tárcsák lényegesen kevesebb abrazív szemcsével készülnek, és viszonylag kis mennyiségű kötőanyagot, illetve viszonylag nagy mennyiségű porozitást tartalmaznak. Ami a diagramon nem látható, az az, hogy a találmány szerinti tárcsák a háromalkotós diagramon egy olyan régióban helyezkedΖ·< 'Χ
Ζ »· nek el, ahol a technika állása szerinti előállítási eljárások nem. alkalmazhatók csíszolótárcsák előállítására, A technika állása szerinti eljárások azért eredménytelenek, mert a háromdimenziós kompozit szerkezet a termikus feldolgozás során őszszeroskad, a porozitású területek összeomlanak, illetve mert a technika állása szerinti tárcsák mechanikai szilárdsága nem elegendően nagy ahhoz, hogy a tárcsákat biztonságosan lehessen alkalmazni a csiszolású műveletekben ,
A 2, ábra egy háromalkotós diagram, amely folytonos vonalú érintkezési területű csiszoiási műveletekben, például hengercsiszolásban történő ipari felhasználásra tervezett kétféle tárcsatípust (technika állása szerinti tárcsákat és a találmány szerinti kísérleti tárcsákat} szemléltet. A technika állása szerinti tárcsák szerves kötőanyaggal készültek, mig a találmány szerinti tárcsák szerves kötőanyaggal és szervetlen kötőanyagokat tartalmazó aforaziv szemcse agglomerátumokkal készültek. A találmány szerinti tárcsák a hengercsiszolási műveletek valamennyi műveleti paraméterében sokkal jobbak, mint a hagyományos tárcsák, A hagyományos tárcsák térfogatszázalékos szerkezetei ismét a kővetkező tartományokkal rendelkeznek; 3853 térfogati szemcse, 12-38 térfogati kötőanyag és 15-37 térfogati porozitás. Ezzel szemben a találmány szerinti tárcsák a következő tartományokon bslüli értékekkel rendelkeznek; 28-48 térfogaté szemcse, 10-33 térfogaté kötőanyag (as érték a tárcsában léve kötőanyag mennyiségének és az agglomerátumokban lévő szervetlen kötőanyag mennyiségének az összege) és 38-53 térfogati porozitás. Látható, Hogy a találmány szerinti tár2 4
csák, Ami a diagramon nem látható, az az, hogy a találmány
szerín ti tárcsákat az áeilemzi, hogy sokkal iáoyabb fokoza-
zna k, mint a hagyományos tárcsák, és kisebb rugalmassági modu-
1 us ér tökkel rendelkeznek, mint a hagyományos tárcsák (amikor
az ős; szehasoniitást azonos térfogatszázalékos kötőanyag-men-
s z o .i. a s i. konVtáuot .
anyagg 3. ábra egy háromaikotós diagram, amely szervetlen kötőéi készített kétféle tárcsatípust (technika állása sze-
r.inti tárcsákat és a találmány szerinti kísérleti tárcsákat)
szemle Itet, ahol mindkét fárcsatípns alkalmas nagy érintkezési
terűle tu felületi csiszolasí műveletekben, például kúszó hoz-
záveze téses csiszolásban (creep fesd grinding) történő fel-
haszná ,lásra. A technika állása szerinti tárcsák és a találmány
szerin .ti tárcsák mindegyikének a térfogatszázalékos szerkeze-
tel a következő tartományokkal rendelkeznek: 22-46 térfogati
szemes :e, 4-21 térfogatá kötőanyag és 35-77 térfogati porozi-
t á s v .? zni a diagramon nem látható, az az, hogy azonos térfogat-
vonatkozásában mégis lényegesen, jobb csiszolási hatékonyságot mutatnak >
A 4-5. ábra a hagyományos eszközökkel összehasonlítva a találmány szerinti szerszámok porozitásának a mennyiségében és jellegében fellépő változásokat szemlélteti. A 4. ábrán (technika állása) és az 5. ábrán (találmány szerinti) látható, hogy a találmány szerinti tárcsa abraziv kompoz!tjóban a porozitás (sötét területek) egymáshoz kapcsolódó (interconnected; csatornák folytonos fázisa. Az abraziv szemcse és a kötőanyag egy hálózat formájában jelenik meg, amelyben az abraziv szemcse a szerves kötőanyagban van rögzítve. Ezzel ellentétben., a hagyományos tárcsák lényegében egyenletes szerkezettel rendelkeznek, amelyben a porozitás alig látható, és egyértelműen diszpergelt (disoontinuous) fázis formájában van jelen.
Hasonló módon megfigyeltük, hogy a találmány szerinti szervetlen kötőanyaggal készült szerszámok esetén as abraziv kompozitban a porozitás egymáshoz kapcsolódó (interconnected) porozitás. A találmány szerinti tárcsákban az abraziv szemcsék szabálytalan módon csoportosulnak és töltik ki a teret, ellentétben az azonos típusú szervetlen kötőanyaggal és szemcse anyagokkal készített, a technika állása szerinti hasonló tárcsákban lévő szabályos és egyenletes szemcse-térkitöltessel. A technika állása szerinti tárcsák valamennyi összetevője egyenletesen és homogén módon helyezkedik el a tárcsa felületén, míg a találmány szerinti tárcsa valamennyi összetevője szabálytalanul helyezkedik el, és a szerkezet nem homogén. Amint az várható volt egy szervetlen kötőanyaggal (például üveges126 tett kötőanyaggal; készült szerszám és az ilyen szerszámokban jellemzően alkalmazott viszonylag kis ahraziv szemcseméretek esetén, az S. ábrán bemutatott szerves kötőanyaggal és nagyobb szemcseméretekkel összehasonlítva, a porozitás csatornák, valamint az abrazív -szemcse és a kötőanyag hálózata vizuálisan kevésbé különbözik a szervetlen kötőanyaggal készült szerszámokban, mint a szerves kötőanyaggal készült szerszámokban,
Azonosítottuk a kötőanyaggal készült abrazív szerszámok különféle, a jelen leírásban ismertetett űj kompozíf szerkezetekkel kapcsolatos anyagi tulajdonságait, köztük a mechanikai szilárdságot, a rugalmassági modulust és a sűrűséget,
A mechanikai szilárdsági tulajdonságok határozzák meg, hogy egy kompozit ipari csiszolás! műveletekben felhasználható-e kötőanyaggal készült abrazív szerszámként» Mivel a legtöbb kötőanyaggal készült abrazív szerszámot abrazív -csiszolótárcsa. formájában alkalmazzák, a mechanikai, szilárdság előre valószínűsíthető a tárcsa szakadási sebességének (burát speed; a tesztelésével, ahol a tárcsát egy védőkamra belsejében egy tengelyre rögzítik, majd a tárcsát növekvő sebeséggel addig forgatják, amíg a tárcsa részekre szakad, A szakadási sebességből ismert egyenletekkel kiszámítható a szakítőfeszültség okozta anyagtörési pont (fce.ns.ile stress failure pcints [lásd például.:. Formulas fór Stress and lírain, Raymond J. Roark, McGraw-Hiil (1965)j, Például, ha egy centrális nyílással rendelkező forgó tárcsát vizsgálunk, az anyagtörés a nyílásnál következik be, ahol a szakítófeszűltség a legnagyobb.
σ - s z a ki. tó fesz
τχ Í5 ~ 3 tárcsa su
P - d tárcsa sü
r- 3 nyílás su
ω S zögsebessé
á ilandó (38
o ürtseo vagy repeaési sznarösag (peri > > v<> <^5 /χ λ ! Vx sr: / ·· ' s-V **· \ *b / aU L í l .··, *i <*« O ''· *'· ,-, > V' ·* >*< < f ' '> *? X i s9Λ Ss£>ázAx di.<síly a v / d. ;
((3 t u) x R2 6 (1 -ο) x 6)
HA az összefüggést egy olyan esiszoiótárcsára alkalmazzuk, amely például egy 91,4 * lö, 2 * 30,5 as (36 χ 4 * 1.2 inch) méretű hengeres!szoló tárcsa (amely 30 térfogati ábrázivót t 22 térfogati kötőanyagot + 43 térfogati porozitást tartalmaz), és
-> -5 amelynek sűrűsége 1,46 g/cm (0,053 lbs/in~Ö, és a tárcsa mért szakadási sebessége (burst speed) 20,32 m/s (4000 sfpm), akkor ffc mn sec σ~ id 0.053 x.44.4? «3 ó 0.21 x 308 * <1-0,21 x 1221 => 233 psi L J
338.4 (288 psi - 1986 kPa)
Amennyiben a szakadási sebesség kétszer nagyobb (40,61 m/s (8000 sfprn) vagy 38,8 radián/secl , akkor a szakítófeszültség σ
- 7350 kPa {1153 psi) értéke jelenti azt a pontot, amelynél a kompozrt mechanikailag károsodik.
Tehát a mechanikai szilárdságot* a jelen leírásban csiszolótárcsák esetén a méter/másodpere (vagy felületi láb/perc) egységben mért tárcsa szakadási sebességként (burst speed) , illetve ha a kötőanyaggal készált abrazív szerszám nem tárcsa, az annál a pontnál mért szakitőfeszültségként definiáljuk, amelynél a kompozit teljes mechanikai károsodást szenved.
Egy másik, a találmány szerinti kötőanyaggal készült ábraziv szerszámokra vonatkozó anyagi tulajdonság a szerszám sűrűsége. Amint az az űj szerkezetek térfogatszázalékos összetétele alapján várható, a találmány szerinti szerves kötőanyaggal készült szerszámok sűrűsége kisebb., mint az adott csiszolás! műveletben szokásosan alkalmazott hasonló hagyományos szerszámoké. A szerves kötőanyaggal készült szerszámok jellemzően 2,2
3 g/cm -nél kisebb, még előnyösebben 2,0 g/cm'-nái kisebb, és legelőnyösebben '1,8 g/cm°-nái kisebb sűrűséggel rendelkeznek, így például egy adott csiszolási alkalmazásban (például acélhengerek korongcsiszoiásában) a szerszámok körülbelül 20-35 %kai kisebb sürűségüek, illetve átlagosan körülbelül 30 %~kal kisebb sűrűségnek, mint az ugyanilyen felhasználásban alkalmazott hasonló hagyományos szerszámok.
A találmány szerinti szervetlen kötőanyaggal készült szerszámok jellemzően hasonló vagy némileg kisebb sűrűségűnk, mint a hasonló hagyományos szerszámok. Például a hagyományos típusú csőbeisó csiszolótárcsák sűrűsége körülbelül 1,97-2,22 g/crfg mig a hasonló találmány szerinti szerszámok körülbelül 1,8-2,2 fc g/cm' sűrűséggel rendelkeznek, A találmány szerinti kúszó hozzavezetéses csiszoló-tárcsák (creep fend grinding wheels) és a hasonló hagyományos tárcsák sűrűsége egyaránt körülbelül 1,631,9 9 g/cm'5.
Azonban a találmány szerinti szervetlen kötőanyaggal készült szerszámok esetén a rugalmassági modulus értekek szignifikáns kisebbek, azaz legalább 10 %-kal, előnyösen legalább 25 %-kal, és legelőnyösebben 50 %-kal kisebbek, mint a hasonló hagyományos szerszámok rugalmassági modulus értékei. Csőbelső csiszolotárcsák esetén a találmány szerinti szerszámok rugalmassági modulusai 25 GPa és 50 GPa közötti értékek, szemben az összehasonlító szerszám rugalmassági modulus értékekkel, amelyek 28 GPa-toi 55 GPa-ig terjednek (az rugalmassági modulus értékeket egy Grindosoníe™ berendezéssel, a következő helyen ismertetett eljárásnak megfelelően határoztuk meg: J. Peters, Sonic Testing of Grinding kheels, Advances in Hachlne Tool Design and Research, Pergamen Press (1968)]. Hasonló módon, a kúszó hozzávezetéees csiszolotárcsák esetén a találmány szerinti szerszámok rugalmassági modulus értékei a 12-36 GPa tartományba esnek, szemben az összehasonlító szerszámok rugalmassági modulus értékeivel, amelyek jellemzően IS GPa és 38 GPa közötti értékűek. Hasonló módon, a szerszámkészítő tárcsák (edzett fémszerszámok feiületcsiszolására alkalmazott tárcsák) esetén a találmány szerinti szerszámok rugalmassági modulus értékel a 12-30 GPa tartományba esnek, szemben az összehasonlító szerszámok rugalmassági modulus értékeivel, amelyek jellemzően 16 GPa es 35 GPa közötti értékűek. Általában egy kivé- 30 iasztott osíszolásx alkalmazás esetén, ha az alkalmazáshoz agy nagyobb fokozatú hasonló hagyományos szerszámra van szükség, egy nagyobb mértékben csökkentett rugalmassági modulus értékű találmány szerinti szervetlen kötőanyaggal készült szerszám biztosit azonos vagy jobb csiszolás! hatékonyságot az adott alkalmazásban. Ez azt jelenti, hogy ha egy kiválasztott csiszolás! alkalmazás esetén az alkalmazáshoz egy hasonló hagyományos szerszámban nagyobb térfogat-százalékos abrazív szemcse mennyiségre van szükség, egy nagyobb mértékben csökkentett rugalmassági modulus értékű találmány szerinti szervetlen kötőanyaggal készült szer száz: biztosit azonos vagy jobb csiszoiásl hatékonyságot az adott alkalmazásban...
Ά találmány szerinti kötőanyaggal készült abrazív szerszámok szokatlan, egymáshoz kapcsolódó (interconnected) porozitású porózus szerkezettel rendelkeznek, ami a szerszámot permeábíiissé teszi a folyadékáramlás (fluid flow) számára, és a porozitás gyakorlatilag egy folytonos fázissá válik az abrazív kompozxtban. Az egymáshoz kapcsolódó porozitás mennyiségét a fluid-permeabilitás mérésével határozzuk meg, annak megfelelően, ahogyan az az ö 738 696. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban ismertetésre került. A. jelen leírásban a Q/P hányados jelenti egy abrazív szerszám fluid permea3 biixtását, ahol Q egy .légáram cm -ben kifejezett áramlási sebességét jelenti, és P a nyomáskülönbséget jelenti. A Q./P hányados egy fluid (például levegő) adott áramlási sebességénél kifejezi az abrazív szerszám, szerkezet és az atmoszféra közötti nyomáskülönbséget. Ez a Q/P relatív permeabilitás a pórus31 térfogattal és a pőrusméret négyzetével arányos, A nagyobb pórusméretek előnyösek. A Q/P hányadost befolyásoló további tényező a pórus geometriája és az abrazív szemcseméret; a nagyobb szemcseméret, nagyobb relatív permeabílitást eredményez.
A találmány szerinti megoldásban felhasználható abrazív szerszámokra az jellemző, hogy nagyobb fluid permeabilitási értékekkel rendelkeznek, mint a technika állása szerinti hasonló szerszámok. A jelen leírásban alkalmazott '”a technika állása szerinti hasonló szerszámok kifejezés azokat a szerszámokat jelöli, amelyek ugyanazokkal az abrazív szemcsékkel és kötőanyagokkal, ugyanolyan, térfogatszázalékos poxo-zitással, szemcse- és kötőanyag-mennyiséggel készültek, mint a találmány szerinti szerszámok. Általában a találmány szerinti abrazív szerszámok fluid permeabilitási értékei körüíbeiüi 25-100 kai nagyobbak, mint a technika állása szerinti hasonló abraziv szerszámok fluid permeabilitási értékei. Az abrazív szerszámok egyik jellemzője az, hogy a fluid permeabilitási értekeik előnyösen legalább lö %-kai nagyobbak, még előnyösebben legalább 30 %-kal nagyobbak, mint a technika állása szerinti hasonló szerszámok fluid permeabilitási értékei,
Konkrét agglomerátumméretek és -alakok, kötőanyagtipusok és porozitásmennyiségek esetén a pontos relatív fluid permeab-ilátási paramétereket a gyakorló szakember úgy határozhatja meg, hogy egy adott típusú abrazív szerszám empirikus adataira a D’Aroy-szabáiyt alkalmazza,
Az abrazív tárcsákon belüli po.roz.itás a szerszám komponensek, különösen az abrazív agglomerátumok természetes térfogat32 sűrűsége (packing densityj és adott esetben kis mennyiségű hagyományos pórusindukáló közegek hozzáadása által biztosított nyitott elhelyezkedésből (spacíng} származik. Alkalmas pórusindukáló· közegek — egyebek mellett — például a következők: üreges üveggömbök, műanyagok vagy szerves vegyületek üreges gömbjei vagy gyöngyei, habosított üvegszemcsék, bubbie” műiiát és ”bobble aluminíum-oxid, illetve ezek kombinációi. A szerszámokat előállíthatjuk nyílt cellás porozifcást indukáld szerekkel, például naftalingyöngyökkel, dióhéj vagy más olyan szerves granolákkaí, amelyek a szerszám égetése során kiégnek és üres tereket hagynak a szerszám mátrixban, vagy a. szerszámokat előállíthatjuk zárt cellás, üreges pörusindukálő közegekkel (például üreges üveggömbökkel) . Az előnyös abrazív szerszámok vagy nem tartalmaznak hozzáadott pórusindukál6 közegeket, vagy pedig csak kis mennyiségű (például a szerszám porozitás 50 térfogat%-ánál kevesebb, előnyösen 20 térfogát%ánál kevesebb és legelőnyösebben 10 térfogaté-ánái kevesebb} hozzáadott pórusindukáló közeget tartalmaznak. A hozzáadott pórusinduktor mennyiségének és típusának olyannak kell lennie, hogy a legalább 30 térfogaté-os porozítástartalmú abrazív szerszám egymáshoz kapcsolódó (interconnected} porozitású legyen .
Az említett anyagtulajdonságokkal és szerkezeti jellemzőkkel rendelkező találmány szerinti kötőanyaggal készült abrazív szerszámokat előnyösen egy olyan eljárással állítjuk elő, amelynek során az abrazív szemcse legnagyobb részét előzetesen egy kötőanyaggal agglomeráljuk, mielőtt egy abrazív kompozit kialakításához a szerszám komponenseket összekeverve megolvasztjuk és termikusán keményítjük (cured). Ezeket az abrazív szemcse agglomerátumokat szervetlen kötőanyagokkal vagy szerves kötőanyagokkal állíthatjuk elő.
Szerves kötőanyagokkal készített abrazív agglomerátumok
A találmány szerinti megoldásban felhasználható,· szerves kötőanyagokkal készített agglomerátumok az abrazív szemcse és a kötőanyag háromdimenziós szerkezetei vagy granulál, köztük keményített (cured) kompozitjai. Előnyösek az abrazív szerszám Iparban a szerves kötőanyaggal készült abrazivok, bevonattal ellátott abrazivok kötőanyagaiként szokásosan alkalmazott hőre keményedé (thermosetting) polimer kötőanyagok, ilyen anyagok — egyebek mellett — például a következők: fenolgyanta anyagok, epoxigyanta anyagok, fenoi-formaldehid-gyanta anyagok, karbamid - fo r m a1de h1d-gyant a anyagok, me1amin-forma1dehld-gyen t a anyagok, akríigyanta anyagok, gumival módosított gyanta kompozíciók, töltött {füled) kompozíciók és az előbbiek kombinációi. A szerves kötőanyaggal készített agglomerátumok laza tértogatsűrűsége (lőcse parking density, LPD) legfeljebb 1,5 g/cmü előnyösen 1,3 g/cm~-nél kisebb, átlagos mérete az átlagos abrazív szemcseméret körülbelül 2-10-szerese vagy körülbelül 2 00-3000 mikroTfiéter, és porozitástsrtaima körülbelül 1-50 térfogati, előnyösen 5-4Ó térfogati, és legelőnyösebben 10-40 térfogati.
Az agglomerátumokban lévő poro2itás nagyobb része (azaz legalább 50 lerfogat%-a} olyan porozitás formájában van jelen, amely a találmány szerinti olvasztott kötőanyaggal készült abrazív szerszámok termikus keményítőse során permeábilis a folyékony fázisú, szerves kötőanyag árama számára, igy az bejuthat az agglomerátumokba, á szerves vagy szervetlen kötőanyagokkal készített agglomerátumokban felhasználható ábrázÍv szemcse az abrazív szerszámokban szokásosan alkalmazott egy vagy több abrazív szemcsét foglal magában, amilyenek — egyebek mellett — például a következők: aluminium-oxid szemcsék, ezen belül olvasztott/zsugorított (fused) aluminium-oxid, színtereit és szol-gél színtereit aluminium-oxid, szintereit bauxit stb,, szilícium-karbid, aluminium-oxid/oirkónium (IV)-oxid. (zirconia), aluminoxi-nítrid, cézium(IV) -oxid (cería) , bör-szuboxld, gránát (garnet), kovakő (fiint), gyémánt, ezen belül természetes és szintetikus gyémánt, ködös bőr-nitrid (cnbic boron nitrlde, CBN), illetve az előbbiek kombinációi, Bármilyen méretű és alakú abrazív szemcse felhasználható. Például a szemcse magában foglalhat valamennyi (a szerszámban lévő összes abrsziv szemcse 10 térfogat%-ánál. kevesebb), az ö 129 919. számú amerikai egyesült .államokbeli szabadalmi leírásban Ismertetett típusé, nagy oldalarányű, megnyújtott színtereit szol-gél alumínium-oxid szemcsét, á jelen. találmányban történő felhasználásra alkalmas szemcseméretek magukban foglalják a szabályos abrazív szemcsék méretét (azaz 60 mikrométertől 7000 mikrométerig terjedő mérettől) és a mikroabraziv szemcsék méretét (azaz a 0,5-6ö mikrométere» méretet), valamint ezeknek a méreteknek a keverékeit is. Egy adott abrazív csiszolási művelet esetén előnyös lehet, ha egy abraziv szemcsét kisebb szemcsemérettel agglomerálcnk, mint amekkora az adott abraziv csiszolás! művelethez szokásosan választott (nem aggiomsrált; abráziv szemcse szemcsemérete. Például 30 gr.it (70 mesh, 165 pm)
szemesemé retu
grit (45 mesh
T-g .o cí t'h ϊ 9 9 ÍHVwJaa/· .J, urő
hetö egy 60 g.
120 grit (120
xreb } bíi) tt.es i
abraziv. A ή .o
ítö agy 8 0 gr.it {70 b μ:τθ szemcse-méretű
Company grit skáláján meghatározott abraziv szemcseméretre vonatkozik .
.Szervetlen kötőanyagokkal· készített abraziv agglomerátumok
A találmány szerinti megoldásban felhasználható, szervetlen kötőanyagokkal készített agglomerátumok az abrazív szentese és a kerámia vagy üvegesitett kötőanyag háromdimenziós szerkezetei vagy granulál, koztuk színtereit porózus kompozítjaí. A szervetlen kötőanyaggal készített agglomerátumok laza térfogstsurűsége (lőcse packíng density, LPD) legfeljebb 1,6 g/cm'-5, átlagos mérete az átlagos abrazív szemcseméret körülbelül 2~20-szorosa, és porozitástartalms körülbelül 30-33 térfogati, előnyösen 30-60 térfogati. Az abrazív szemcse agglomerátumok előnyösen legalább 0,2 HPa törőszilárdság (erush strengte) értékkel rendelkeznek.
A jellemző abrazív szemcsék esetén az előnyös színtereit agglomerátum méret az átlagos átmérőt tekintve körülbelül 200-3000 pm, még előnyösebben 350-2000 pm, és legelőnyösebben 425-1000 pm, 'Mikroaforazív szemese esetén az előnyös színtereit agglomerátum méret az átlagos átmérőt tekintve körülbelül 5-180 pm, még előnyösebben 20-150 pm, és legelőnyösebben 70-120 pm.
As agglomerátumra vonatkoztatva az abraziv szemcse körülbelül 10-65 térfogati, még előnyösebben 35-55 térfogati, és legelőnyösebben 48-52. térfogati mennyiségben van jelen.
Az agglomerátumok előállítására felhasználható kötőanyagok előnyösen kerámia vagy üvegesitett anyagok, előnyösen az üvegesitett kötőanyaggal készült abraziv szerszámok esetén alkalmazott kötőanyagrendszerek. Az üvegesitett kötőanyag például lehet előzetesen porrá őrölt előégetett (pre-rired) üveg ífritt), vagy különféle nyersanyagok, például anyag, földpát, mész, bórax és szóda keveréke, Illetve égetett (fritteit) és nyersanyagok kombinációja., Az ilyen anyagok körülbelül 5-Qö °ü és 1.400 °C közötti hőmérséklet-tartományban megolvadnak és egy folyékony üvegfázist képeznek, majd az abrazív szemcse felületet megnedvesítve a lehűlést követően kotökapcsokat íbond posts) képeznek, amelyek az abrazív szemcsét egy kompozit szerkezetben tartják. Az agglomerátumokban történő felhasználásra alkalmas kötőanyagok példáit az alábbi 2. táblázatban adjuk meg. Az előnyös kötőanyagokat 1180 C-on 34,5-5530 Pa-s (345-55300 polse) viszkozitás, valamint körülbelül 800-1300 °C-os olvadáspont jellemzi. Azonban a szerszámok tervezett felhasználásától és kívánt tulajdonságaitól függően az agglomerátumok a következő csoportból kiválasztott egy vagy több szervetlen anyaggal is előállíthatok:; övegesztett (vltrifled) kötőanyagok, kerámia kötőanyagok, üveg-kerámia kötőanyagok, szervetlen ső anyagok és fémes kötőanyagok, illetve az előbbiek kombinációi..
Az egyik előnyös megoldásban a kötőanyag egy 7 0 tömeg! szilioium-dioxídot (Siög) és bör-oxidot ( ByCn) , 14 tömeg! alumínium-oxidot íAlyOei, 0,5 tömeg%-nál kevesebb alkáliföldfém-oxidokat és 13 tömegű aikálifém-oxídokat tartalmazó égetett oxid-kompoziciőbói áll.
Egy másik előnyös megoldásban a kötőanyag egy kerámia anyag lehet, amilyenek — egyebek mellett — például a következek; szilícium-dioxid (silicaj, alkálifém-, alkáliföldfém-, vegyes alkálifém- és alkálíföldfém-szilikáték, aluminium-szi38
Ilkátok, cirkóniusT-szilikátok, hidratált szílikátok, alunrinátok, oxidok, ni.tridek, oxi-n.itridek, karbidok, oxi-karbidok, valamint az előbbiek kombinációi és származékai. Általában a kerámia anyagok abban különböznek az üvegszerű vagy üveges i--tett (vitrifikáit) anyagoktól, hogy a kerámia anyagok kristályszerkezeteket tartalmaznak, A kristályos szerkezetekkel kombinálva valamennyi üveges fázis is jelen lehet, különösen a tisztíratlan (unrefined) állapotban lévő kerámia anyagokban, Nyers állapotban levő kerámia anyagok például agyagok, cementek és ásványi anyagok is felhasználhatok, A találmány szerinti megoldásban történő felhasználásra alkalmas konkrét kerámia anyagok példái közé tartoznak -— egyebek mellett ----- a következők: sziiicium-díoxid. (silioa), nátrium-szilikátok, mellit és más aluminoszilikátok, cirkóniumίIV)-oxid/muiiit, magnézium-aiuminát, magnézium-szíIlkát, cirkónium-szilíkátok, földpát és más alkáli-alumino-szilikátok, spineliek, kalcium-aluminát, magnézium-aiuminát és más alkáli-aiuminátok, cirkónium(IV)-oxid, íttríum-oxiddal stabilizált cirkónium (IV) -o-xid·, magnézium-oxid, kalcium-oxíd (oaicíaj, cérium-oxid, titán(IV)-oxid, vagy egyéb ritkaföldfém-adalékok, talkum, vas-oxid, aluminíum-oxid, bohemit fAiO(OH)}, bor-cxid, cérium-oxid, aluminium-oxid-oxí -nitríd, bór-nitrid, szilieium-nitrid, grafit, valamint az említett kerámia anyagok kombinációi.
Az abrazív szemcse agglomerátumok kialakításához bizonyos előbbiekben említett kerámia kötőanyagok (például a nátríum-sziiíkát) nem igényelnek termikus feldolgozást. Az abraziv szemcséhez hozzáadhatjuk a kötőanyagnak egy oldatát, majd az igy nyert keveréket szárítjuk# és így a szemcsék agglomerátumok formájában egymáshoz tapadnak.
A szervetlen kötőanyagot elporított formában alkalmazzuk és egy folyékony vivőanyaghoz adhatjuk hozzá, annak érdekében, hogy az agglomerátumok előállítása során a kötőanyag és az abraziv szemcse egyenletes, homogén keveréket biztosíthassuk,
Előnyösen olvasztási vagy feldolgozási segédanyagokként egy diszperzió formájában az -elporított szervetlen kötőanyaghoz adjuk hozzá a szerves kötőanyagokat. A kötőanyagok — egyebek mellett — például a következő összetevőkből álihatnak: dextrinek, keményítő, állati fehérje enyv vagy más típusú ragasztóanyagok; folyékony komponens, például viz, oldószer, viszkozitás- vagy pfí-szabályozök; valamint vegyes segédanyagok. A szerves kötőanyagok alkalmazása javítja az agglomerátum egyenletességét, különösen a szemcsén levő kötőanyag-diszperzió egyenletességét, valamint az előre égetett vagy zöld agglomerátumok és az agglomerátumokat tartalmazó égetett abrazív szerszám szerkezeti minőségét, Mível a kötőanyagok az agglomerátumok égetése során kiégnek, a kötőanyagok nem: válnak sem a kész agglomerátumok, sem pedig a kész abrazív szerszám részéVé«
Szükséges esetben szervetlen adhézló-promótereket adhatunk a keverékhez, annak érdekében, hogy javítsuk a kötőanyagoknak az abrazív szemcséhez tapadását. A szervetlen adhéziő-promőtért szerves kötőanyaggal vagy szerves kötőanyag nélkül alkalmazhatjuk az agglomerátumok előállításában.
Az agglomerátumra vonatkoztatva a szervetlen kötőanyag kö40 rüibelüi 2~θ térfogata mennyiségben, van. jelen.
A szervetlen kötőanyag agglomerátumok sűrűségét számos formában kifejezhetjük, Az agglomerátumok térfogatsüröaágét (búik dsnslty; az LPD formájában fejezhetjük ki. Az agglomerátumok relatív sűrűségét a kezdeti relatív sűrűség százalékos értékeként, vagy az agglomerátumok relatív sűrűségének az. agglomerátumok előállítására alkalmazott komponensekre vonatkoztatott arányának a formájában fejezhetjük kí, figyelembe véve az agglomerátumokban lévő egymáshoz kapcsolódó (interconnected) porozitás térfogatát.
A százalékos formában kifejezett kezdeti átlagos relatív sűrűséget nulla porozítást feltételezve úgy számíthatjuk ki, hogy az LPD-t (p; elosztjuk az agglomerátumok elméleti sűrűségével ·pq; . Az elméleti sűrűséget a kötőanyag és az agglomerátumokban lévő abrazív szemcse tömegszázaléfcábői és fajlagos sűrűségéből a keverékek térfogatszámításával (voiumetrío rules of mixturesj határozhatjuk meg, A találmány szerinti színtereit szervetlen agglomerátumok esetében a maximális százalékos relatív sűrűség 50 térfogati, még előnyösebben a maximális százalékos relatív sűrűség 30 térfogati.
A relatív sűrűséget egy folyadékbelyettesiteses térfogaton módszerrel mérhetjük, amely figyelembe veszi az egymáshoz kapcsolódé (intsreonnsctedd porozítást, de figyelmen kívül hagyja a zárt cellás porozítást. A relatív sűrűség a színtereit szervetlen agglomerátumok folysdékhelyettesitéssel mért térfogatának a színtereit szervetlen agglomerátumok előállításához alkalmazott anyagok térfogatára vonatkoztatott aránya. Az agglomerátumok előállítására alkalmazott anyagok térfogatát az agglomerátumok előállítására alkalmazott abrazív szemess és kötőanyag mennyiségén, és térfogatsürüségén (packing denslty) alapuló látszólagos (ömlesztett) térfogat mérésével kapjuk mag, A szervetlen színtereit agglomerátumok esetében az agglomerátumok maximális relatív sűrűsége előnyösen 0,7, még előnyösebben a maximális relatív sűrűség 0,5,
Eljárás abrazív ag glomér á t umo k előállítására
Az agglomerátumokat különféle módszerekkel számos méretre és alakra formázhatjuk. Ezeket a módszereket a szemcse és a kötőanyag kezdeti (zöld”) állapotú keverékének az égetése előtt, közben vagy után hajthatjuk végre, A keveréknek a kötőanyag megolvadását és elfolyósodásat, és ezáltal a kötőanyagnak a szemcséhez tapadását és a szemcsének egy aggiomeráit formában történő rögzítését okozó melegítési lépését a leírásban (utó)kezelésként íouríng), égetésként (faring) , kaicinázásként (caicíning) vagy szinterelésként. (sintering) hivatkozzuk. A szakterületen ismert, szemcsék keverékeinek az agglömerálására alkalmazott eljárások bármllyeke felhasználható az abrazív agglomerátumok előállításéra.
A szerves kötőanyagokkal készített agglomerátumok előállítására a jelen leírásban alkalmazott eljárás egyik első megoldásában a szemcse és a kötőanyag kezdeti keverékét a keverék kezelése (curing) előtt agglomeráljuk, és így viszonylag gyenge mechanikai szerkezetet hozunk létre, amit zöld aggiomerátum.ok-nak nevezünk.
Az első megoldás végrehajtásához az abraziv szemcsét és a kötőanyagokat a zöld fázisban számos különféle módszerrel, például szemcsésitc üstben ipán pelletlzer) aggiomerálhatjuk, majd a termikus kezeléshez (thermal curing) egy 110-200 °C-os kemencébe töltjük. A zöld agglomerátumokat folyamatos vagy szakaszos eljárásban tálcára vagy tartóra írack) helyezhetjük és billegtetéssel vagy billegtetés nélkül kemencében kezeljük. A termikus kezelést egy fluid ágyas berendezésben hajthatjuk végre, ahol a zöld -agglomerált. szemcsét az ágyra tápláljuk. Rázóasztalokon infravörös vagy ultraibolya (ÜV) kezelést végezhetünk. Az előbbi eljárásokat egymással kombinálva is felhasználhatjuk.
Az abraziv szemcsét egy keverőüstbe szállítjuk, összekeverjük a szerves kötőanyagokkal, ezt követően megnedvesítjük egy oldószerrel, hogy a kötőanyag hozzátapadjon a szemcséhez, az agglomerátumot a méret szerinti osztályozáshoz szítáljuk, majd egy kemencében vagy egy forgó szárító berendezésben termikusán kezeljük.
Az üstszemcsezést ügy hajthatjuk végre, hogy a szemcsét bemérjük egy keveroedénybe, majd a szemcsére keverés közben ráadagelunk egy, a kötőanyagot tartalmazó folyékony komponenst (például vizet vagy szerves kötőanyagot és vizet), és az előbbi összetevőket agglomeráljuk.
A szemcse kötőanyaggal történő bevonásához a szemcse és a kötőanyag keverékére keverés közben oldószert permetezhetünk, majd az agglomerátumok kialakításához a bevonattal ellátott szemcséket kinyerjük.
Kisnyomású: extrádért alkalmazhatunk egy szemcse és kötőanyag paszta megfelelő méretre és alakra történő extrudáiásához, majd a grandiakat szárítva kialakítjuk az agglomerátumokat,. Pasztát egy szerves kötőoldattal állíthatunk elő a kötöanyagokböl és a szemcséből, majd ezt követően a pasztát a 4 393 021. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban Ismertetett berendezéssel és eljárással megnyúlt részecskékké extrudáijuk.
Egy száraz granulálási eljárásban egy, a kötőanyag diszperziójába vagy pasztájába beágyazott abrazív .szemcséből készült lapot vagy tömböt száríthatunk, majd ezt követően egy hengeres tömörítővel törhetjük össze a szemcse és a kötőanyag kompozitj át.
A zöld vagy prekurzor. agglomerátumok egy másik előállítási eljárásában a szerves kötőanyag és a szemcse keverékét egy formázőeszközbe (molding device) töltjük, majd a keveréket például a 6 217 413. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban Ismertetetteknek megfelelően pontos formára és méretre alakítjuk.
Az agglomerátumok előállítására alkalmas eljárásnak egy második megoldásában a szemcse és a szerves kötőanyag egyszerű keverékét tápláljuk be egy forgó kalcinálő berendezésbe, A keveréket melegítés közben előre meghatározott dőlés mellett előre meghatározott fordulatszámmal forgatjuk. Miközben a kötőanyag keverék felmelegszik, megolvad, eifolyösodik és hozzátapad a szemcséhez, agglomerátumok alakulnak ki. Az égetési és agglomerálási lépéseket szabályozott sebességek, betáplálási mennyiségek és melegítés mellett egyidejűleg hajtjuk végre. Az egyik előnyös eljárásban az agglomerációs eljárást a 2002. április ll~én benyújtott 10/120,969 sorozatszámű amerikai egyesült államokbeli elsőbbségi szabadalmi bejelentésünkben ismertetett módszerekkel hajtjuk végre.
Amennyiben az abrazív szemcsét alacsonyabb hőmérsékleten (például körülbelül 145 °C es körülbelül 500 ’C közötti hőmérséklet- tartományban) kezelt kötőanyagokkal agglomeráijuk, a forgó égetőkemencének egy alternatív megoldását alkalmazhatjuk, Az alternatív megoldásban egy forgó szárítónak az ürítő végén bevezetett meleg levegővel melegítjük a zöld aggiomerált abrazív szemcse keveréket és kezeljük a kötőanyagot, és így kötjük a kötőanyagot a szemcséhez. A jelen leírásban alkalmazott ”forgó kalcínálő kemence kifejezés magában foglalja az ilyen forgó szárító eszközöket is.
Az abrazív szemcse szervetlen kötőanyagokkal történő agglomerálását a 2002. április 11-én benyújtott 10/120,969 sorozatszámú amerikai egyesült államokbeli elsőbbségi szabadalmi bejelentésünkben ismertetett eljárásokkal és az alábbi példákban Ismertetett eljárásokkal hajthatjuk végre.
Abrazív agg 1 o mérát umo k ka 1 kés z 1. tett ab r a z i y s z e r s z ám o .k
Az agglomerátumokkal előállított kötőanyaggal készült abraziv szerszámok körébe abrazív csiszoiötárcsák, szegmentált tárcsák, korongok, osíszolőrndak, fenő kövek. és más merev, monolitikus vagy szegmentált, formára alakított abrazív kom.poz.itok tartoznak. A találmány szerinti abrazív szerszámok az abrasív kompozit teljes térfogatára vonatkoztatva előnyösen körülbelül 5-70 térfogati, még előnyösebben 10-60 térfogati, legelőnyösebben 20-5.2 térfogati abrazív szemcse agglomerátumot tartalmaznak. A szerszámban lévő abrazív szemcse 10-100 térfogat%~s, előnyösen 30-100 térfogat%~a, és legalább 50 térfogat%~a a kötőanyaggal együtt agglomerálc több (például 2-40) abrazív szemcse formájában van.
A találmány szerinti szerszámok adott esetben további másodlagos abrazív szemcséket, töltőanyagokat, csiszolás! segédanyagokat és porusindukáló közegeket, illetve ilyen anyagokból álló kombinációkat is tartalmazhatnak. A szerszámokban lévő
Összes szemese (agglomeráit és nem aggloxaeráit szemcse) teljes térfogatszázalékos mennyisége a szerszám körülbelül 22-48 térfogeti-ának, még előnyösebben körülbelül 26-44 tért ogatl-ának, és legelőnyösebben körülbelül 30-40 tériogat%-ának felel meg.
Az abrazív szerszámok sűrűségét és keménységét az agglomerátumoknak, a kötőanyag és más szerszám komponensek típusának, a porozitástsrtalomnak, valamint az olvadék méretének és típusának, továbbá a préselési eljárásoknak a megfelelő megválasztásával határozzuk meg, A kötőanyaggal készült abrazív szerszámok előnyösen 2,2: g/cm -nél kisebb, még előnyösebben 2,0
3 g/cm'-nál kisebb, és legelőnyösebben 1,8 g/cm'-nél kisebb sűrűséggel rendelkeznek.
Amennyiben az abrazív agglomerátumokkal alkotott kombinációban egy másodlagos abrazív szemcsét is használunk, a másodlagos abrazív szemcséket a szerszám teljes abrazív szemcse térfogatára vonatkoztatva előnyösen körülbelül 0,1-90 térfoβ gat%, még előnyösebben körülbelül 0,1-70 térfogati, legelőnyösebben 0,1-50 térfogati mennyiségben alkalmazzuk. Alkalmas másodlagos abrazív szemcsék — egyebek mailétt — például a következők: különféle aiumínium-oxídok, szol-gél alumlnium-özid, színtereit bauxít, szilíclum-karbid, aluminiu?s-oxiö/cirköninm~ (IV)-ox.id (zirconia) , alumínoxí-nitrid, cérium(TV: -oxid (•ceria), bór-szuboxid, köbős bór-nitrid (cubic boron nitrrde, CBb> , gyémánt , kovakő (fiint) és gránát (garnet szemcsék, illetve az előbbiek kombinációi.
Az előnyös találmány szerinti abrazív szerszámok szerves •kötőanyaggal kötöttek. A szakterületen ismert, az abrasiv szerszámok előállítására szokásosan alkalmazott különféle kötőanyagok bármelyikét kiválaszthatjuk a találmány szerinti megoldásban történő felhasználáshoz. Az alkalmas kötőanyagok és kötési töltőanyagok példái megtalálhatok -— egyebek mellett — a következő szabadalmi dokumentumokban: 6 015 338., 5 912 216. és δ 611 827, számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás. Alkalmas kötőanyagok — egyebek mellett — például a következők: különféle típusú fenolgyanták adott esetben térhálósitó szerrel, például hexametiién-tetramínnal, epoxigyanta anyagok, poliimidgyanta anyagok, fenol/formaldehid, karbamíd/formaldehid és melamin/formaldehid gyanta anyagok, akrilgyanta anyagok, illetve az előbbiek kombinációi. Más hőre keményedö gyanta kompozíciókat is felhasználhatunk a találmány szerinti megoldásban.
Olvasztási vagy feldolgozási segédanyagokként szerves kőtőanyago-kat vagy oldószereket adhatunk az elporitott kötőegyebek mellett anyag-komponensekhez, Ilyen kötőanyagok — például a következők: furfu.rol, víz, viszkozitás- és pn-szabáiyozók, valamint keverési segédanyagok. A kötőanyagok alkalmazása gyakran javítja a tárcsa egyenletességét és az előégetett vagy zöld préselt tárcsa és a kecelt tárcsa szerkezeti minőségét. Mivel ezeknek a. kötőanyagoknak a legtöbbje elpárolog a kezelés ideje alatt, ezek a kötőanyagok nem válnak a kész kötés vagy az abrazív szerszám részévé,
A találmány szerinti szerves kötőanyaggal készült abrazív szerszámok körülbelül 10-50 térfogaté, még előnyösebben 12.-4 0 térfogati, és legelőnyösebben 14-30 térfogati kötőanyagot tartalmaznak, A. kötőanyag a háromdimenziós abrazív kompozitban úgy helyezkedik el, hogy az abrazív szemcséknek és a kötőanyagnak egy első fázisa 10 térfogati-nái kevesebb porozitást, és előnyösen 5 térfogatá-nái kevesebb poroz!tást tartalmaz. Az első fázis a szerves kötőanyaggal készült abrazív szerszámok kompoz it mátrixában a szerves kötőanyagban, rögzített abrazív szemcse hálószerű hálózataként jelenik meg. Általában az a kívánatos, hogy egy olyan első fázis legyen a háromdimenziós kompozitban, amely az anyagok és as előállítási eljárások által meghatározott határokon belül az elérhető legnagyobb sűrűségű .
Az abrazív szemcse agglomerátumokkal és a kötőanyaggal együtt a szerszámok körülbelül 38-54 térfogaté porozitást tartalmaznak, amely porozitas egy legalább 30 térfogati egymáshoz kapcsolódó {ínterconneoteő; porozitást magában, foglaló folytonos fázis. Az előnyös szerves kötőanyaggal készült abrazív szerszámok 24-4 8 térfogati abraziv szemosét, 10-38 térfogati szerves kötőanyagot és 38-54 térfogati porozitást tartalmazhatnak.
Ezeknek a szerves kötőanyaggal készített szerszámoknak a szakadási sebessége (burst speed) legalább 20,32 m/s (4000 sfpm), előnyösen legalább 30,48 m/s (6000 sitté .
Az egyik előnyös megoldásban a szerves kötőanyaggal készült abraziv szerszámok első fázisként 10-22 térfogati szerves kötőanyaggal kötött 26-40 térfogati abraziv szemcsét és lö térfogati-nál kevesebb porozitást, valamint egy 38-50 térfogati porozitást tartalmazó második fázist tartalmazhatnak.
Amennyiben szemcsék és szerves kötőanyagok agglomerátumaival készültek, a szerves kötőanyaggal készült abraziv szerszámok első fázisként 18-38 térfogati szerves kötőanyaggal kötött 24-42 térfogati abraziv szemcsét és 10 térfogat%-nál kevesebb porozitást, valamint egy 38-54 térfogati porozitást tartalmazó második fázist tartalmazhatnak.
Amennyiben szemcsék és szervetlen kötőanyagok agglomerátumaival készültek, a szerves kötőanyaggal készült abraziv szerszámok első fázisként (a tárcsában lévő szerves kötőanyag és az agglomerátumokban lévő szervetlen kötőanyag összegeként( 10-33 térfogati kötőanyaggal kötött 28-48 térfogati szemcsét, valamint egy 38-53 térfogati porozitást tartalmazó második fázist tartalmazhatnak. A szerszám előnyösen legalább 1 térfogati szervetlen kötőanyagot, és legelőnyösebben 2-12 térfogati szervetlen kötőanyagot tartalmaz. Az ilyen szerszámok előnyösen 10 -GPa maximális rugalmassági modulus értékkel és legalább
30,-48 m/s (60-00· atomi szakadási sebességgel (búrét speedj rendelkeznek. A kerten Company fokozatskálájúvei értékelve ezek az abraziv szerszámok A és H közötti keménység! fokozattal rendelkeznek, és a kemenységi fokozat legalább egy fokkal iágyabb, mint annak az egyéb vonatkozásban azonos, hagyományos szerszámnak a keménység! foka, amely olyan abraziv szemcsékkel készült, amely abraziv szemcsék előzetesen nem voltak egy szervetlen kötőanyaggal agglomerálva.
Adott esetben a szerves kötőanyaggal készült abraziv szerszámok szervetlen kötőanyaggal együtt agglomerált több szemcse és szerves kötőanyaggal együtt agglomerált több szemcse keveréket tartalmazhatjak.
Annak érdekében, hogy a szerszám előállítása során, valamint a szerszám csiszolás! műveletekben történő alkalmazása során megfelelő mechanikai szilárdságot érjünk el a szerves kötőanyaggal készült abraziv szerszámban, a teljes kötőanyag komponens legalább 10 térfogat%-ának hozzáadott szerves kötőanyagból kell állnia és a teljes kötőanyag komponens legalább 10 térfogat%~a nem lehet az agglomerátumokban alkalmazott kötőanyag ,
Az abraziv tárcsákat a szakterületen ismert módszerek bármelyikével, köztük forró-, meleg- és hidegsajtolással formázhatjuk és préselhetjük, A zöld tárcsák kialakításánál gondosan kell megválasztani a sajtolási nyomást, hogy elkerüljük az agglomerátumok összetöredezését, illetve hogy az agglomerátumok kontrollált mennyisége (például az agglomerátumok 0-75 tömeg%~a) legyen töredezett, valamint hogy a megmaradó- agglomeZó rátumok megőrizzék a háromdimenziós szerkezetüket. A találmány szerinti tárcsák előállítása esetén a megfelelő alkalmazott nyomás függ az abrazív tárcsa alakjától, méretétől, vastagságától és kötőanyag-komponensétől, valamint a sajtolási hőmérséklettől, A szokásos előállítási eljárásokban a maximális nyomás 35 kg/cm2 és 704 kg/cmz (500-10000 Ibs/sq, in) közötti 2 értőka. A formázást és préselést előnyösen 53-42.2 koz cm', még előnyösebben 42-352 kg/cm nyomással hajtjuk végre. A találmány szerinti agglomerátumok elegendően nagy mechanikai szilárdsággal rendelkeznek ahhoz, hogy az abraziv tárcsák előállítására alkalmazott jellegzetes ipari előállítási eljárásokban ellenálljanak a formázási és préselési lépéseknek.
Az abrazív tárcsákat az ezen a területen jártas szakember számára ismert eljárások bármelyikével kezelhetjük (önre). A kezelési körülményeket elsősorban az alkalmazott tényleges kötőanyag és abraziv, valamint az abraziv szemcse agglomerátumokban lévő kötőanyag típusa határozza meg, A csiszolás! műveletekben történő ipari felhasználáshoz szükséges mechanikai tulajdonságok biztosítása érdekében egy szerves kötőanyagot — a kiválasztott kötőanyag kémiai összetételétől függően — 150250 ’C-on, előnyösen 160-200 °C~on égethetünk,
Sgy alkalmas szerves kötőanyag kiválasztása attól függ., hogy milyen aggiomerálási eljárást alkalmazunk, illetve attól, hogy elkerülendő-e a felmeiegitett szerves kötőanyagnak az agglomerátumokban lévő pórusokba (íntra-aggiomerate peres;
történő beáramlása.
Ahogyan az a szakterületen ismert, a szerves kötőanyaggal készült szerszámokat különféle feldolgozási eljárásoknak megfelelően, valamint az abrazív szemcse vagy agglomerátum, a kötőanyag és porozitás komponensek különféle részarányaival keverhetjük, formázhatjuk (moldsd) és kezelhetjük (eured).
A szerves kötőanyaggal készült abrazív szerszámok előállítására alkalmas módszereket — egyebek mellett — például a következő szabadalmi dokumentumokban ismertetnek: 6 015 338., 5 912 216 és 5 611 827. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás,
A találmány szerinti vitrifíkált (vagy más szervetlen) kötőanyaggal készült abraz.lv szerszámok előállítására alkalmas módszerek leírása — egyebek mellett — megtalálható a 2002. április 11-én benyújtott 10/120,969 sorozatszámú. amerikai egyesült államokbeli elsőbbségi szabadalmi bejelentésünkben, a jelen leírásban ismertetett példákban, valamint például az, 5 738 696, és az 5 738 697, számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban.
Cslszolásl alkalmazások
A találmány szerinti .abrazív szerszámok különösen hatékonyak az olyan csiszoiási alkalmazásokban, amelyekben a csiszolás ideje alatt nagy felszínek érintkeznek, illetve az abrazív szerszám és a munkadarab hosszú időn keresztül folyamatosan érintkezik, ilyen csiszolasi műveletek — egyebek mellett — például a henger- és korongos!szolás, a esöbeisd (innét diameter): csiszolás, a szerszámkészítő csiszolás és más precíziós csiszolásé műveletek,
ΟΖ
A találmány szerinti agglomerátumokkal készített szerszámok felhasználása jelentős előnnyel jár a mikrométer és szubmikrométer méretű abrazív szemcse alkalmazásával végzett finomköszörülési és poürozásí műveletekben. A hagyományos finom tükrös!tő és polírozó szerszámokhoz képest az ilyen finom szemcsés abrazív agglomerátumokkal készített találmány szerinti szerszámok a precíziós simító műveletek során (például ahol üveg vagy kerámia komponensek tükörfényesitését kívánjuk elérni) kisebb csiszoló erőénél és úgy erodálják a munkadarabét, hogy közben alig vagy egyáltalán nem károsítják a munkadarab felületét. A szerszámtest háromáiménziö mátrixában lévő agglomorált struktúráknak köszönhetően a szerszám élettartama kielégítő marad.
A szerszámok egymáshoz kapcsolódó (ínterconnected; porozitásúnak -tulajdoníthatóan henger- és korongcsiszolásban fokozott mértékű a hütöanyag-eüátás és a törmelékeltávoütss, amelynek -eredményeként alacsonyabb a csiszolás! műveletek hőmérséklete, kevésbé gyakori a szerszámszabályozás, kisebb a munkadarab termikus károsodása és csökken a csiszológép elhasználódása . Mivel 32 agglomerált formában lévő kisebb méretű abrazív szemcsék egy nagyobb szemcseméretö szemcse hatékonyságát biztosítják, de simább felületet eredményeznek, az alap munkadarab minősége gyakran jelentős mértékben javul.
Az egyik előnyös korongcsiszolásí eljárásban a szerves kötőanyagokkal kötött szemcse agglomerátumokat tartalmazó, szerves kötőanyaggal készült abrazív szerszámokat egy síkköszörűgépre rögzítjük, például 20,32-30,02 m/s (áOöQ-uSOü sfpm) se53 bességgei forgatjuk, majd a munkadarab csiszolásához elegendő ideig érintkezésbe hozzuk a munkadarabbal. Ezzel az eljárással a tárcsa hatékony anyagéitávolítás! sebességgel távolítja el a munkadarab anyagát, a tárcsa csiszolófelüiete a csiszolási töredékektől lényegében mentes marad, és miután a csiszolás befejeződött, a munkadarab termikus károsodástól, lényegében mentes ..
A következő példák a találmány szemléltetésére szolgálnak.
A példák a találmány oltalmi körét, illetve terjedelmét nem.
korlátozzák.
Egy forgó égetőbe rendezésben. [1:83 cm (72; hosszúságú, 14 cm. (5,5) belső átmérőjű tűzálló fémcsővel felszerelt, elektromos melegitésü HGU-5D34-BT-2S modell· (gyártó: Harper International, Buífaio, bew York, Amerikai Egyesült Államok), 1200 °C maximális hőmérséklet, 30 kW bemeneti teljesítmény] szervetlen kötőanyagokat tartalmazó agglomerált szemcse minták sorozatát állítottuk elő. A tűzálló fémcsövet egy azonos méretű szilicium-karbid csővel helyettesítettük, és a berendezést ügy modsítottuk, hogy 1550 °C-os maximális hőmérsékleten működhessen. Az aggiomerálási eljárást atmoszferikus körülmények között, 1188 ’C-rs. beállított meleg zóna hőmérséklet-szabályozással, 9 fordulat/perc sebességű berendezéscső forgási sebességgel, 2,5-3 fokos cső dőlésszöggel és 6-10 kg/őra anyagbetáplálási sebességgel hajtottuk végre, A nyersanyag égetés előtti össztömegének €0-90 tömeg%-a volt a hasznos szabadon folyó granuiák kihozatala (a hasznos szabadon folyó granulákat 32 edényre vonatkoztatott -12' mesh (1-2 mesh to pan) formájában definiáltuk].
Az agglomerátum mintákat abrazív szemcse, kötőanyag és viz keverékeknek az 1-1. táblázatban ismertetett egyszerű keverékeiből állítottuk elő. A minták előállítására alkalmazott vifcri.fikait kötőanyag kompziciókat a 2. táblázatban soroljuk fel.
A mintákat az 1. táblázatban felsorolt szemcseméretű ahraziv szemcsék három típusából állítottuk elő: 38A. oivasztott/zsugoritott (fused) alumínium-oxid (alnmína) , 32A. oivasztott/·-zsngoritott (fused) aluminium-oxid (a rumi na) , és szol-gél al.~ f'a-alumínium-oxid (gyártó: Sarut -Góbéin Ceramics & Plastícs, Inc., Worcester, Massachusetts, Amerikai Egyesült Államok).
A forgó égetcberendezésben történő agglomeráció után az agglomerált abrazív szemcse mintákat rostáltuk, majd a laza térfogatsürüségre <lőcse paokíng density, LPD) , a méreteloszlásra és az agglomerátum-szilárdságra nézve teszteltük. Az, eredményeket az 1-1. táblázatban mutatjuk be.
1-i.fcáfoXáaat
Minta száma szemcse folyadék kötő- anyag Kötő” j anyagtömegek someq t (ke)' ísromcsere ve~ ] naíkozJ tatvs) Kötőanyag térfogati»0 LFÖ guru' -t2foan Ált. méret- eloszlás íum) 5 At. Ai merei- , t, %-os eloszlás , | relatív rmesn roe- sürűséö rét) I Nyomás SO % törede- zett frakciónál MPa
Minta száma szemcse folyadék kötő- anyag Tömeg (köf Kötőanyag tő* meg% (szem- ; cséré vonatkoztatva) Kötőanyag térfogat%s LPD g/cm3 -12/pan Átl. méret- eloszlás tfom) Áti. méret- eloszlás (mesh méret): Át; %-OS relatív söröség Nyomás 50% törede- zett frakciónál MPs
1. 60 grit 36A. víz A. kötőanyag 13,6 0,3 0,3 2,0 3,16 1,46 334 -40/+50 41,0 0,8 + 0,1
2. 90 grit 38A. víz E. kötőanyag í 13,6 0.4 0,9 6,0 8,94 1.21 318 -45/+50 37,8 0,5 + 0.1
3. 120 grit 38A, víz C. kötőanyag 13,6 0,5 1,5 10,0 13,92 0,83 762 -28/+25 i 22,3 2,6 + 0,2
4. 120 grit 32A. víz A. kötőanyag 13.6 0,4 0,9 6,6 6,94 1,13 259 -50/+60 31,3 0,3 + 0,1
5. 80 grit 32A. víz E. kötőanyag 13,6 0,5 1,5 10,0 14,04 1,33 803 -25/+30 37,0 3.7 + 0,2
száma szemcse folyadék kötő- anyag Tömeg (Kg) Kötőanyag töm®g% (szemcsére vonatkoz- tatva) Kötőanyag térfogatié® LPO g/cm3 -12/pan ÁU. méret- etöszíás rim) Áh méret- eloszlás (mesh méret) Áti, %-os relatív sörőség Nyomás 50 % törede- zett frakcíönál MPa
8, 90 gát 32A, víz C. kötőanyag 13,6 0,3 0,3 2,0 3,13 1,03 423 -40/+45 28,4 0,7 + o,i :
7. 90 grít SG. víz A. kötőanyag 13,6 0,5 1,4 10,0 14,05 1,20 355 -45/+50 38,7 0.5±0,1
8. 120 gát SG. víz E. kötőanyag 13,6 0,3 0,3 2,0 3,15 138 120 -12Ö/+140 39,1
= f & § 3 SS ' 8 * 13,6 0,4 o,s 0,0 6,87 1,03 973 -:8/+20 27,8
A kötőanyag térfogat%-a az égetés után a granulákban lévő szilárd anyagra (azat a kötőanyag és a szemcse összegére) vonatkoztatott érték, amely nem foglalja magában a térfogst%~os porozitást.
Az égetett agglomerátumok térfogat%-os kötőanyag-tartalmát a kötőanyag nyersanyagok átlagos égési veszteségének (foss on ignition, 1.01} az alkalmazásával számítottuk ki.,.
A színtereit agglomerátumok méret szerinti osztályozását vibrációs rostáló berendezésen (Ro~Tap; Módéi RX-2S; W. S. Tyier Inc,, Mentor, Ohio, Amerikai Egyesült Államok) elhelyezett szabványos (US) tesztelő szitákkal végeztük, A különböző mintáknak megfelelően a szűrőhálóméretek 18 mesh (813 μη) és 140 mesh (39 unj közötti értékűek voltak. A színtereit agglomerátumok laza térfogatsűrüségét (lőcse parking density, LPD) az American National Standard (Búik Density of Abrasive Grains) szerint mértük.
A százalékos formában kifejezett kezdeti átlagos relatív sűrűséget nulla porozitást feltételezve úgy számítottuk ki, hogy az LPD-t (p) elosztottuk az agglomerátumok elméleti sűrűségével (po) . Az elméleti sűrűséget a kötőanyag és az agglomerátumokban lévő abrazív szemcse tömegszázalékából és fajlagos sűrűségéből a keverékek térfogatszámításávai (volumetrio rules of mixtures) határoztuk meg.
Az agglomerátumok szíiárságát egy tömörítési teszttel mértök. A tömörítési teszteket egy instron' univerzális tesztgépen (MTS 1125 modell, 8072 kg), 2,54 cm átmérőjű, síkosított acél matrica (Steel die) alkalmazásával, 5 grammos agglomerátum-mintával hajtottuk végre. Az agglomerátum mintát beönföttük a matricába, majd a matrica külsejének az ütcgetesével nagyjából elegyengettük. Egy felső sajtolószerszámot (top punch) illesztettünk a matricába, majd egy keresztfejet adding süllyesztettünk, amíg a rekorderen bizonyos erő megjelenését észleltük (kezdeti pozíció”). 180 MPa maximális nyomás eléréséig ál58 landö sebességgel növekvő (2 m/perc) nyomást gyakoroltunk a mintára. Az agglomerátum-mintának a keresztfej elmozdulásakor (a terheléskor) megfigyelt térfogatát (a minta tömörített LPDjét) az alkalmazott nyomás logaritmusának függvényeként a relatív sűrűségként rögzítettük, A százalékos töredezett frakció meghatározásához a visz-szamaradt anyagot ezt kővetően rostáltuk, Különböző nyomások mérésével felvettük az alkalmazott nyomás logaritmusa és a százalékos töredezett frakció közötti összefüggés grafikonját. Az 1-1, táblázatban bemutatott eredmények annál a pontnál mutatják a nyomás logaritmusát, amelynél a töredezett frakció mennyisége az agglomerátum minta 50 tÖmeg%~ának felei meg. A töredezett frakció a kisebb szítán átjutott töredezett részecskék tömegének a minta kezdeti tömegére vonatkoztatott arányának felei meg.
Ezek az agglomerátumok az abrazív csíszolőtárcsák ipari előállításában történő felhasználásra alkalmas LPD, méreteioszissí, valamint préselési szilárdsági és granula méretretenoiős jellemzőkkel rendelkeztek, A kész, szintereit agglomerátumok háromdimenziós, egyebek mellett háromszögletű, gömb alakú, kocka alakú, négyszögletes és más geometriai formákkal rendelkeztek. Az agglomerátumok a szemcse-szemcse érintkezési pontoknál üveg kötőanyaggal egymáshoz kötött több egyedi abrazív szemcséből ípéldául 2-20 szemcséből) álltak.
Az agglomerátum granulaméret annak megfelelően növekedett, ahogyan az agglomerátum granulában a kötőanyag mennyisége 3 tömegk és 20 tömeg1 kötőanyag között növekedett.
Megfelelő tömörítési szilárdságot figyeltünk az l-δ. minta míndegyíkénéi, ami azt jelzi, hogy az üveg kötőanyag előzőleg átalakult és megfolyt, amelynek eredményeként hatékony kötés alakult ki az agglomerátumban lévő abrazív szemcsék között. A 10 tömeg! kötőanyaggal készített agglomerátumok lényegesen nagyobb tömörítési szilárdsággal rendelkeztek, mint azok az agglomerátumok, amelyek £-6 tömeg! kötőanyaggal készültek.
A kisebb LPD értékek nagyobb fokú agglomerizáoáót jeleztek. A kötőanyag tömeg%-ának a növekedésével és az abrazív szemcse méretének a csökkenésével az agglomerátumok LPD értéke csökkent. A 2-6 tömeg! kötőanyag közötti viszonylag nagy különbségek és a 6-10 tömeg! kötőanyag közötti viszonylag kis különbségek azt jelzik, hogy 2 tömeg!~nál kisebb tömeg!-os kötőanyag mennyiség nem. elegendő az agglomerátum-kialakításhoz, Lényegesen, nagyobb vagy szilárdabb agglomerátumok előállítása során nagyobb, körülbelül 6 tömeg! feletti tömegszázalékos értékeknél nem előnyös további kötőanyag hozzáadása.
Amint arra az agglomerátum granulaméret eredmények utalnak, a három kötőanyag közül az agglomerálási hőmérsékleten a legkisebb üvegolvadék viszkozitással rendelkező C. kötőanyag mintának volt a legkisebb LPD értéke. Az abrazív típusának nem volt szignifikáns hatása az LPD értékére.
1-2. táblázat
Égetett kompozíció etetnek0 A. kötőanyag tőmeg% (A-1. kötőanyag}8 B, kötőanyag tömeggé C. kötőanyag tömag% 0. kötőanyag tömegéé E. kötőanyag tömegéé F, kötőanyag tömegb ö. kötőanyag tömegéé
üvegképzők (SiO2 + S2O3} 69(72} 69 71 73 04 08 69
AigOs IS {11} 10 14 10 18 16 9
aíkáliföídfém RO (CaO, :MgO) 5-6 (7-8) <0,5 <0.5 1-2 8-7 5-8 <1
aikéliíém R2O (N32Q, K2O, U2Ö) 9-10 (10) 20 13 15 11 10 7-8
fajlagos sűrűség g/cm3 2,40 2,38 2,42 2,45 2,40 2,40 2.50
becsűit viszkozitás (poíse) 1180 °C-oo 25 590 30 345 850 55 300 7800 N/A
A zárójelben megadott A-l. kötőanyag változatot alkalmaztak a 2. példa mintáinál.
Körülbelül 0,1-2 % mennyiségben szennyezöanyagok (például Fe.203 és TÍO2) vannak jelen.
xv
Az AV2. és az AV3, agglomeralt abrazív szemcse minták elő állításához vitrífikáit kötőanyagokat alkalmaztunk. Az agglomerátumokat az alábbiakban ismertetett anyagok alkalmazásával, az 1« példában ismertetett forgó égetési eljárásnak megfelelően állítottuk elő, Az AV2, agglomerátumokat 3 tömeg% A. kötőanyaggal {1-2. táblázat; készítettük. Az égető hőmérsékletét 1250 *C-rs állítottuk be, a cső dőlésszöge 2,5 fok, és a forgási sebesség 5 fordalat/perc volt. Az AV3. agglomerátumokat 6 tömegé E, kötőanyaggal i1-2. táblázati, 1200 ’C-os égetési hőmérsékletnél, 2,5-4 fokos cső dőiásszög mellett és 5 fordulat./perc forgási sebességgel állítottuk elő. Az abrazív szemcse 30 grit {lei pm) szemeseméretű 38A. olvasztott/zsugorrtott {fused) aluminium-oxid {alumína) volt {gyártó: Sa.int-Goba.in
Ceramics ·&. Piastics, Inc,, Worcester, Massachusetts, Amerikai Egyesült Államok).
A vitrifikáit szemcse agglomerátumokat a laza térfogatsűrűségre {lőcse packíng denslty, LPD) , a relatív sűrűségre és a méretre nézve teszteltük. Az eredményeket sz alábbi 2-1, táblázatban soroljuk fel. Az. agglomerátumok a szemcse-szemcse érintkezési pontoknál vitrifíkált kötőanyaggal, látható üres területekkel egymáshoz kötött több egyedi abrazív szemcséből {például 2-40 szemcséből) álltak. Az agglomerátumok nagyobb része tömörítéssel szemben kellőképpen ellenálló volt ahhoz, az abrazív tárcsa keverési és formázási műveletei után megmaradjon a háromdimenziós jelleg.
Abrazív ssemcse/víbrlfíkálb
Minta s a .ama Keverék; szemcse, kö t ő - anyag Keverék tömege kg Abrazív; s zemese tömeg! Kötő- anyag tömeg! Kötő- a anyag térfo- ; gáti LPD g / cml -20/+45 mesh. frakció Átlag- ; méret ; nm (meshι Átlagos %-os relatív sűrűség
AV2, 30 grit 38A, A. kötőanyag 38,53 94,18 2, 99 4,31 .1,036 500 gm (-207 +4 5} 26,67
AV3. 80 grit 38A. E, kötőanyag 153,56 88, 82 6,36 9,44 1,055 5 0 0 mm (-20/ + 45} 27,75
A százalékos értékeke a teljes szilárdanyag-tartalomra vonatkoznak, amely a vifcrífikáit kötőanyagot és az abrazív szemcsét foglalja mayában, de nem tartalmaz semmilyen, az agglomerátumokban lévő porozitást. Átmeneti szerves kötőanyagokat alkalmaztunk a vltriflkait kötőanyagnak az abrazív szemeséhez tapadásához (az AVI. esetén 2,83 tömeg! AA38 folyékony protein kötőanyagot alkalmaztunk, mig az AV3, esetén 3,77 tömeg! AR30 folyékony protein kötőanyagot használ tünk). Az átmeneti szerves kötőanyagokat az agglomerátumoknak a forgó égetőben végzett színterelése során kiégettük, és a végső törnegl-os kötőanyag-tartalomban az átmeneti szerves kötőanyagok nem jelennek meg.
Abrazív tárcsák
Az A72. és A73. agglomerátum mintákat kísérleti csiszoló63 tárcsák (1. típus) előállítására használtuk (végső méret: 12,7 χ 1,27 χ 3,1$ cm), A kísérleti tárcsákat úgy állítottuk elé, hogy bemértük egy forgólapátos keverőbe (i'oote-Jones: keverő, gyártó: Illinois Gear, Chicago, Illinois, Amerikai Egyesült Államok), majd az agglomerátumokat összekevertük sgy folyékony fenolgyantával (V-1181 gyanta; gyártó:: Honeyweil International Inc., Friction Division, Troy, New York, Amerikai Egyesült Államok) , A nedves agglomerátumokhoz hozzáadtunk egy eipoeltott fenolgyantát [a gyantakeverék 78 tömeg%-a; Dnrez Varouml'’ gyanta 29-717 (gyártó: Durez Corporation, Dallas, Texas, Amerikai Egyesült Államok)},. Az abrazív agglomerátum és a tárcsák előállításához alkalmazott gyanta kötőanyagok tömeg-százalékos· mennyiségeit, valamint, a kész tarosak összetételét (ezen belül a formázott tárcsákban az abrazív, a kötőanyag és a porozitás térfogatszázaiékos mennyiségeit) az alábbi 2-2, táblázatban soroljuk fel.
Az anyagok összekeverését ahhoz elegendő ideig végeztük, hogy egy egyenletes keveréket nyerjünk és minimalizáljuk a szabad kötőanyag mennyiségét. Annak érdekében, hogy a gyanta nagyobb csomóit fel aprítsuk, a keverés után az agglomerátumot 0,70? mm lyukböségű (2.4 mesb) szítán rostáltuk. Az egyenletes agglomerátum és kötőanyag keveréket öntőformákba helyeztük, majd nyomás alkalmazásával kialakítottuk a zöld fázisú (hőkezeletlen) tárcsákat, A zöld tárcsákat eltávolítottuk az öntőformákból, ezt követően fényezett papírral (coated paper) beburkoltuk, majd legfeljebb 160 °C-os hőmérsékletre melegítettük, végül pedig az ipari csíszoiöháresák előállításának a szakterületen ismert eljárásai szerint osztályoztuk, kikészítettük és ellenőriztük, Megmértük a kész tárcsa rugalmassági moduiását. Az eredményeket az alábbi 2-.2.. táblázatban mutatjuk be.
A rugalmassági modulust egy Gríndosonic berendezéssel, a következő dokumen tártban Ismertetett eljárásnak megfelelően mértük: J, Peters, Sonic Testing of Grunding ikhesis’5', Advances in Machine Tool design and Research, Pergamen Press (1966; .
2-2. táblását
A tárcsák Összetétele
Tárcsa minta (agglo- merá- tum; Fokozat Rugal- massági modulus G~ “pascal Hő- kezeit sűrűség g/cm Tárcsa-öss zetétel térfogati Agglo- merá- tum tömegű Kötő- anyag tömege
Abrazív szemcse összes kötő- c anyag (szerves; Poro- z 1 tás
Kísér- leté tárcsák
1-1. (AV3.} A 3,5 1,437 30 IS (14,8! 52 8 6,9 13,1
1-2 . (AV3. > C 4,5 1,4 37 30 o G ά. <1. (1.8, S) 18 84, ö 16, 0
Tárcsa minta (agglo- merá- tum) Fokozat Rugal- massági modulus ű~~ -pascal Hd- kezelt sűrűségi q/cnű Tárcsa-összetétel térfogati Aggio- merá- t um tömeg! Kötő- ' anyag törneg%
Abraziv szemcse •összes kötő- 0 anyag (szerves) Po réti tas
1-3. <AV3.} £ 5, 0 1,54 0 30 26 (22,8; 4 4 81,2 18, 8
1-4. W2J A 5, S 1,451 30 18 (16,7) 52 8.5,1 14,9
1-5. (AV2 .} E 7,0 ; 1,542 30 28 (24,7) 44 79,4 20, 6
Össze- hason- lító tár- csáka kereskedő Imi jelzés Húgaimássági modulus Hő- keséit sűrűség g/cm3 Szemese térfo- gati Kötőanyag térfogati Porozz tás térfo- gati Agglo- merá- tum tömeg% Kötő- anyag tömeg!
c~i.. 38A80- -G8 324 .13 2,059 43 17 35 89,7 10,3
C-2. 38Α8Ό- ™K8 324 15 2,154 48 '7 ? 30 87,2 12,3
Össse- hason- lító tár- csák& keres- kedelmi jelzés JCOOOlWwexwewtWülAWWi.w.W}·, Rugal- massági modulos Hő- kazalt sűrűség g/nm3 Szamosa térfo- gaté Kötőanyag térfogaté Pora- ZÍtás térfoga t% hgglo- maré- tömeg% eceeoeeeeeewmwmMVkVinnn^ Kötő- anyag tömegé
C-3 . 38A80..... -03 324 .17 2,223 43 «-> ·’? z. .· 25 8 4,4 15,6
C-4. 53A80J7 Shellac Blend 10,8 i 1,353 50 20 30 83,2 10,8
c-s. 53A80L7 Sheliac Blsnd 12,0 2,008 50 24 26 87,3 12,7
b C-6. Na- tional Sheliac Bond ASO™ -Q6SS 3, 21 ! 2,203 48,8 24,0 27,2 85, 3 13,1
C-7? Tyrolit Sheliac Sond FASO— 11E15S8 8,7 5 2,177 47,2 27, 1 25,4 84, 3 15,1
δ
A C ~ 1 \-· e- ♦.
és C-~3. tárcsa egy fenoigyants kötőanyaggal· készített? a tárcsák specifikációja beszerezhető a következő helyről: Saint-Gobain Abrasives, Inc. A C-4< és a C-5. tárcsa egy kis mennyiségű fenolgyanta kötőanyaggal összekevert sellak gyantával készölt; a tárcsák specifikációja beszerezhető a követ keze helyről: Saint-Gobain Abrasives, Inc. (Worcester, Massachusetts, Amerikai Egyesült Államok;. A G-4. és a C-5. mintát a laboratóriumban a kereskedelmi specifikációnak megfelelően állítottuk. elő, és az előbbi sorrendnek megfelelően a végső tárcsákat J és L keménységi fokozat eléréséig hőkezeltük.
“b A C-6. és a C-7. tárcsát nem vizsgáltuk a csiszolási tesztekben. Ezeknek az összehasonlító tárcsáknak a specifikációi a következő helyekről szerezhetők be: National Grinding Wheei Company/Radiac, Salem, Illinois, Amerikai Egyesült Államok; és Tyrolit K, A., Inc,, Westboro, Massachusetts, Amerikai Egyesült Államok.
Az összes kötőanyag térfogaszázalékos mennyisége a. szemcse agg!operálásához alkalmazott vitrifíkalt kötőanyag mennyiségének és a csiszolőtárcsa előállítására alkalmazott szerves kötőanyag mennyiségének az összegét jelenti. A (szerves) kötőanyag térfogatszázaiékos mennyisége az összes kötőanyag térfogaszázalékos mennyiségének az a része, ami a esiszelőtárosa előállítása során az agglomerátumokhoz hozzáadott szerves gyanta mennyiségének felel meg,
A 2, példa szerinti kísérleti tárcsákat a fenolgyantával készített, kereskedelmi forgalomban beszerezhető tárcsákkal ÍC-1., 02. és 03. (gyártó: Saint-Gobain Abrasives, Inc.,
Worcester, Massachusetts, Amerikai Egyesült Államok) összehasonlítva egy szimulált hengarcsíszolási tesztben vizsgáltuk, összehasonlító tárcsákként cellák gyanta keverékből a laboratóriumban előállított sellak kötőanyaggal készült tárcsákat
ÍC-4. és ¢-5,) is teszteltünk, Azért ezeket az összehasonlító tárcsákat választottuk, mert összetételüket, szerkezetüket és fizikai tulajdonságaikát tekintve ezek a tárcsák ugyanolyanok, mint amilyenek az ipari hengercsíszolási műveletekben alkalmazott tárcsák.
A hengercsiszolás laboratóriumi összeállításban történő szimulálásához egy sikköszörőgépen ísurfaee grinding maehíné) folyamatos érintkezésü horonycsiszólás! (siót grinding) műveletet végeztünk., A tesztekben a következő csiszolásé körülményeket alkalmaztuk:
csiszológép: Broun & Sharpé síkköszörű üzemmód: két folytonos érintkezésü horonycsíszolás, visszafordítás a lökethossz végénél íend of stroke), mielőtt megszűnne az érintkezés a munkadarabbal hűtőanyag: Trim Clear, 1:40 arányú hütőanyag/íonmentes viz munkadarab: 40,64 χ 10,16 cm (16 * 4 inch) 4340 acél, keménység Re5Q munkadarab-sebesség: 3,62 m/perc (25 feet/mín) tárcsasebesség: 5730 fordulat/perc előtolás: összesen 2,54 mm (0,100 inch) vágásmélység: 0,0127 mm (0,0005 inch) mindkét végen érintkezési idő: 10,7 perc lehúzás (dressing): egypontos gyémánt, 25,4 cm/pere (10 inch/min) keresztiránynál, 0,0254 nun (0,001 inch) összeh.
A csiszolás ideje alatti tárcsavibráoíőt ÍRD Aechanaüsis berendezéssel (Analízer Mcdel 855 Anaiizer/Balancer; gyártó:
Sntek Corporation, Korth Wescervzlle, öhío> Amerikai Egyesült Államok) mértük. Egy kezdeti csiszolás során a tárcsa lehúzása után kettő és nyolc perccel különböző frekvenciáknál [FFT (fást fourier transform) eljárás alkalmazásával) mm/másodperc (Inches/second) egységekben kifejezve rögzítettük a vibrációs szinteket. A kezdeti csiszolás után végrehajtottunk egy második csiszolást, amelynek során a teljes 10,7 perc alatt, amíg a tárcsa érintkezésben maradt a munkadarabbal, egy kiválasztott target frekvenciánál (57000 cpm, a kezdeti csiszolás során észlelt frekvenciánál) rögzítettük a vibrációs szint időbeli növekedését. A csiszolások végrehajtása során rögzítettük a tárcsaeihasználódásí sebességeket (wheel wear rates, WWR), anyagé11 a vo11tasi s ebe ss egere (materi;
remov;
MME) , 6-3 az e g yé o esiszolász változókat , E z e ke t az adatokat,
va1ama •<\ T a z egyes tárcsák esetén a 9- 10 perces r.o.i var?:a cos
érinti rezésü osiszo lás után mért vifcrá.· c1o s ampIrt a*
alábbi 3“'^ tábláza tban mutatjuk be,
3-1 . káblázet
A csiszolási tesztek eredményei
Tárcsa minta (agglome- rátum) Fokozat Vibrációs amp1i tűbó 9-10 perc rora/rap (in/sec) WR 3 , cm /perc (ln“/min) Telj ssÍtmény 9-10 perc hp SGE _ O/mni G-arány MRR/WWR
Kísérleti tárcsák
1-1. <AV3.) A 0,254 (0,010) 0,03523 (0,00215) 10, 00 22,70 34,5
1“2: < CAV3. > C 0,2794 (0,011) 0,01934 (0,00118) 15,00 29,31 63,3
1-3. (AV3.> K 0,5334 (0,021) 0,01721 (0,00105) 22,00 4 3,52 71,4
1-4. (AV2. > A 0,2704 (0, 011) 0,01350 :(0,00119) 10,50 23, 67 62,7
1-5. (AV2.) E 0,3302 (0,013) 0,02147 (0,00131) 21,00 4 0,59 5 6, 6
p—— Öss&e- hasonlító tárcsák^ keres- kedelmi jelzés aaaooooeeeeoeeecKrooeooeoweooooooeccecc Vibrációs amplitúdó 9-10 perc mm/mp (in/sec) AIR 3 mm /perc z (rn /mm) Teljesítmény 9-10 perc hp SGE. J/mm G-arány M.RR/WR
01, 38A30-G8 824 0,8382 (0, 033) 0,04506 (0,00275) τ A, A A ú, ú f v Ή 33,07 u 6 n < /
e~2. 38A80-R8 82.4 1,337 (0,055: 0,03343 (0,00204) 11 G0 25,33 36,8
C~3 . 3SAS0-08 824 3, 302 (0,130) 0, 02671 (0,00163) 12,50 A / ,L fc- 46,2 Ι
0-4, 53A80J7 Shellac 8 lead 0,5588 (0,022} 0,05686 (0,00347} 10, 00 25, 4 6 20, 8
) C~5. 53A80L7 ( Shellac j? 8 81and 1,3208 (0,052) 0,06366 (0,0-0419} 1 5 X 4. γ ·-· 26,93 ... ?
Látható, hogy a kísérleti tárcsák mutatják a legkisebb tárcsaelhasználódásí sebességet és- a legkisebb vibrációs amplitúdó értékeket. Az összehasonlító, fenoigyanta kötőanyagokkal készített, kereskedelmi tárcsák. (.3>3A80-G8 82 4, 38&80-K8 824 és 33A80-O8 824) tárcsaaihasználódási sebessége ugyan kicsi, de a vibrációs amplitúdó értékeik elfogadhatatlanul nagyok.
·-? 7 <h
Szék a tárcsák egy tényleges hengercsiszolásfoan műveletben nagy valószínűséggel vibrációs berezgést hoznának létre. A seiiak gyanta kötőanyagokkal készített összehasonlító tárcsáknak (53&80J? Sheliac Biend és 53A80L7 Shellac Biend) nagy tárcsaelhasználódási sebességük volt, de elfogadhatóan kicsi vibrációs amplitúdó értékekkel rendelkeztek. A kísérleti tárcsák széles teljesítménytartományban (10-23 hp-nél csaknem állandó vibrációs amplitúdóval és következetesen alacsony WR~rel) valamennyi összehasonló tö tárcsánál jobbnak bizonyultak, valamint a kísérleti tárcsák rendkívül jó G-arányokat (anyageltávolltási sebesség/táresaelhasználódási sebesség) mutattak, ami a kiváló hatékonyságot és tárcsa-élettartamot bizonyítja.
Véleményünk szerint a kísérleti tárcsák viszonylag kis rugalmassági modulusa és viszonylag nagy porozitású anélkül alakit k.í berezgéssel szemben ellenálló tárcsákat, hogy közben rontaná a tárcsa élettartamát és a csiszolás hatékonyságát. Egészen meglepő módon azt tapasztaltuk, hogy a kísérleti tárcsák hatékonyabban csiszoltak, mint azok a tárcsák, amelyek nagy tériogatszázalékban tartalmaztak szemcsét és keményebb tárcsa fokozattal rendelkeztek. Bár a kísérleti, tárcsákat úgy szerkesztettük meg, hogy viszonylag lágy fokozatú (a Norton.
Company csiszolótárcsa keménység! skálán A-E fokozatú) keménységet kapjunk, a kísérleti tárcsák agresszívebben, kisebb tárcsa-elhasználódással csiszolnak, és így nagyobb B-arányt eredményeznek, mint a szignifikánsan keményebb fokozat értékkel (a Norton Company csiszolótárosa keménységi skálán G-0 fokozattal) rendelkező összehasonlító tárcsák. Ezek az eredmények szignifikánsak és váratlanok voltak.
Ipari előáiíitási művelettel agglomeráit szemcsét tartalmazó kísérleti tárcsákat állítottunk elő, majd a kísérleti tárcsákat egy olyan Ipari hengercsiszoiasi műveletben teszteltük, amelyben korábban sellak kötőanyaggal készült tárcsákat használtak.
Abraziv szemcse/szervetlen kötőanyag agglomerátumok
Az AV4. agglomeráit abrazív szemcse minta előállításához vitriflkait kötőanyagokat (1~2. táblázat; A. kötőanyag; alkalmaztunk. Az AV4. minta az AV2. mintához hasonló, azzal az eltéréssel, hogy az AV4. minta eseten egy ipari sarzs méretet állítottunk elő. Az agglomerátumokat az 1. példában ismertetett forgó égetési eljárásnak megfelelően állítottuk elő. Az abrazív szemcse 80 gráf (165 pm) szemcseméretü 38A. olvasztott /zsugorított (tűsed) alumínium-ozíö (alumina) volt (gyártó; Saint-Gobaín Ce tárnics & klastics, Inc., Worcester, Massachusetts, Amerikai Egyesült Államok), valamint 3 tömeg! A, kötőanyagot (1-2. táblázat; alkalmaztunk. Az égető hőmérsékletét 1250 cC-ra állítottuk be, a cső dölésszöge 2,5 fok, mig a forgási sebesség 5 fordulat/perc volt, Az agglomerátumokat 2 %-os szilánoldattal (gyártó: Crompton Corporation, South Charlestón, West Virginia, Amerikai Egyesült Államok· kezeltük.
Abrazív tárcsák
Az AV4. agglomerátum mintát csiszoiotárosák [végső méret: 91,4 cm (36> átmérő * 10,2: cm (4) szélesség χ 50,3 cm (20”) központfurat (osűcsfészek) ] (1. típus) előállítására alkalmaztuk. A kísérleti abrazív tárcsákat ipari gyártóeszközzel· állítottuk elő, amelynek során az agglomerátumokat folyékony fenolgyantával (a gyantakeverék 22 tömegl-a; V-1181 gyanta (gyártó: gyártó: Honeywell International Inc., Frictíon División, Troy, New York, Amerikai Egyesült Államok;] és elporitett fenoj. gyantával (a gyanta keverék /3 tömeg!-a; Durez Varcum' gyanta 29-717 (gyártó:: Durez Corporation, Dallas, Texas, Amerikai Egyesült Államok)] . A tárcsákban lévő abraziv agglomerátum és gyanta kötőanyagok tömegszázalékos mennyiségeit az alábbi 4-1. táblázatban soroljuk fel, Az anyagok összekeverését ahhoz, elegendő ideig végeztük, hogy egy egyenletes keveréket nyerjünk. Az egyenletes agglomerátum és kötőanyag keveréket öntőformákba helyeztük, majd nyomás alkalmazásával kialakítottuk a zöld fázisú (hökezeietien) tárcsákat, A zöld tárcsákat eltávoiitottuk az öntőformákból, ezt követően. fényezett papírral (ooated paper) beburkoltuk, majd legfeljebb 160 C-os hőmérsékletre melegítettük., végül pedig az ipari csiszolótárcsák előállításának a szakterületen ismert eljárásai szerint osztályoztuk, kikészítettük és ellenőriztük, Megmértük a kész: tárcsa rugalmassági modulusát és égetés utáni sűrűségét. Az eredményeket az alábbi 4-1, táblázatban mutatjuk be. Mértük a tárcsák szakadási sebességét (burát speed) ís, és megállapítottuk, hogy a maximális működési sebesség 482ő m/s (9300 sfpm),
A tárcsák összetételét (ezen belül a formázott tárcsákban az abrazív, a kötőanyag és a porozitás térfogatszázalékos mennyiségeit) az alábbi 4-1. táblázatban ismertetjük, A tárcsáknak egy, az ipari műveletekben korábban alkalmazott szerves kötőanyaggal készült csiszolótárcsákban ismeretien, szemmel láthatóan nyitott, folytonos, viszonylag egyenletes, porózus szerkezete volt.
4-1. táblázat
A tárcsák ős s setétel®
Tárcsa minta (agglo- merá- tum) Fokozat Rugal- massági modulus G- -pascai Hő- kezelt sürűséo .. 3 g / cm Tárosa-Összetétel térfogati Agglo- merá- tum tömegű Kötő- ( anyag : tömeg!
Abrazív szemcse összes kötő- íi anyag' (szerves) Poro- zitás
Kísér- leti béresék
2-1. (AV4,) B14 4,7 1, 5S6 36 14 (12,4) 50 SO, 2 9,6
2-2 . <AV4J Cl 4 5,3 1,626 36 16 (14,4) 48 3 8,8 11,2
2-3. (AV4,) D14 5,7 1 1,646 36 16 (16,4) 46 37,4 12,6
Az összes” kötőanyag térfogaszázaiékcs mennyisége a szemcse aggiomerálásához alkalmazott vitrifíkált kötőanyag mennyiségének és a csiszolötárcsa előállítására alkalmazott szerves kötőanyag mennyiségének az összeget jelenti, A (szerves)” kötőanyag térfogatszázalékos mennyisége az összes kötőanyag térfogaszázaiékcs mennyiségének az a része, ami. a osiszoiétárcsa előállítása során az agglomerátumokhoz hozzáadott szerves gyanta mennyiségének felei meg;,
Csiszolás! tesztek
A kísérleti abrazív tárcsákat a hideghengerek (cold. mili rclis) simítására (finishing) alkalmazott két ipari csiszolás! műveletben teszteltük. A csiszolás után a kovácsolt acélhengereket fémlapok igéidéül acéllapok) felületének a hengerelésére és simítására használjuk. Az ipari műveletekben tradicionálisan sellak kötőanyaggal készült ipari tárcsákat alkalmaznak [amelyek leggyakrabban 30 gri.t aluminium-oxid (alumina) szemcsét tartalmaznak], és ezek a tárcsák szokásosan 33,02 m/s (6500 sfprn) sebességgel működnek, illetve a maximális sebességük körülbelül 40,64 m/s (8000 sfpm) . A esi szórási körülményeket az alábbiakban soroljuk fel, a teszt eredményeit pedig a 4-2. és a i-3. tábiázatban foglaljuk össze.
A. csiszolás! körülmények csiszológép: Farról Roll Grinder, 40 hp kötőanyag: Stuart Synthetic w/viz tárcsasebesség: 780 fordulat/perc munkadarab: kovácsolt acél, tandemser munkahenger, keménység
842 Equotip, 208 *· 64 cm {82 χ 25 inches) munkadarab (henger) sebesség: 32 fordulat/perc előtolás (traverze): 2,5« m/perc (100 inch/min) folyamatos előtolás {con.tinu.ous feed): 0,02286 mm/perc (0,0009 inch/min) végponti előtolás (end feed): 0, 020.32 mm/perc (0,0008 in eh/mm) megkövetelt felületi simaság: 18-30 Ra érdesség, maximum 160
5, csiszolás! körülmények csiszológép: Pcmlni Roll Grinder, 150 hp hühöanyag: Stuart Synthetic w/viz tárcsasebesség: 880 forduiat/perc munkadarab: kovácsolt acél, tandemsor munkahenger, keménység 842 Equotip, 208 χ 64 cm (82 χ 25 inches) munkadarab (henger) sebesség: 32 fordulat/perc előtolás {traverse) : 2,54 m/perc (100 inch/min) folyamatos előtolás (continuous feed): 0,002704 mm/perc (0,00011 Inch/min) végponti előtolás (end feed); 0,0508 mm/perc (0,002 inch/min) megkövetelt felületi simaság: 18-30 Ra érdesség, hozzávetőleg
160-180 csúcs
4-2.tábládat
Üsiszolási teást, eredmények
A. csiszolás! körülmények
Kísér- leti tarosa 2-1. ;
Tárcsa— elhasz- nálódás 3, 012 (0,12; 0, 860 78 0 75 10^ 28 171
SÍtávolított anyag 0,1778 (0,007)
Kísér- leti i tárcsa 2-2, í i |
Tárcsa- e I ha sz- Γι ál óda. s 2,4822 00, Ö9S% 1,120 730 90-100 :5 10 1 22 130
Eltávo- lított anyag 0, 1905 (0,0075;
Kísér- leti tárcsa 2-3. 1 I !
Minta Teszt para- méter Átmérő változása mm (inches} G“ ar ány Tárcsa percenként i fordu- lat Tárcsa Amps CsísZoláéi művelet száma Henger érdes- ség Ha Csúcsok száma a henge- ren
Tárcsa- elhasz- nálődás 2,4346 (0,096} 1,603 76 0 120-150 1.0 23 144
Eltávoli tott anyag 0,2667 (0,0105)
Az A, csiszolasi körülmények között a kísérleti csiszolótárcsák kiváló csiszoiási teljesítményt nyújtottak, amelynek során lényegesen nagyobb G-arányokat értünk el, mint amilyet azonos körülmények között a sellak kötőanyaggal készült tárcsákkal a korábbi ipari műveletekben megfigyeltek. Az A, esiszórási körülmények között hengeres!szólás· korábbi tapasztalatai alapján a 2-1,, 2-2. és 2-3, kísérleti tárcsáknak túlzottan lágyaknak (a Norton Company keméynsegi skálája szerint S-D fokozatúnak} kellett volna lenniük ahhoz, hogy iparilag elfogadható csiszoiási hatékonyságot érjünk el, ezért ezek a kiváló G-arányokat mutató eredmények rendkívül szokatlanok voltak, Ezenkívül a hengerfelületi simaság rezgési nyomoktól mentes volt, és a felületi érdesség (16-30 Ha) és a felületi csúcsok szama hozzávetőleg 160} is a minőségi előírások (a. specifikációk) által meghatározott, határokon belül volt, A kísérleti tárcsák olyan feiületsimaságí minőséget biztosítottak, amilyet korábban csak a ssilak kötőanyaggal készült tárcsák eseten figyeltek meg.
Egy második, a B. csiszolási körülmények között a 3-3. kísérleti tárcsával végzett csiszolási teszt is bizonyította, hogy egy hosszú ideig tartó ipari simító bídeghenger-csiszoíási műveletben a találmány szerinti tárcsák alkalmazása meglepő előnyöket biztosit. A teszt eredményeit az alábbi 4-3. tábla:atban mutatjuk be.
é· ,-Λ X
4—3 . táblásat
Csiszölási teszt erecbaéayek.
Kísér- leti i tárcsa 2-4. Atmé r ő válto- zása { inch) Tárcsa sebesség Ki/mp (sipm; Táress Amps Folya- í&atos előtolás ima,•'perc (inch/ min.) Végponti előtolás ISIS í inch > Henger érdesség Ra Csúcsok s saa· a a hengeren
1, henger
WW® 6,55 •0,256; 28,758 (5667} 90 0,02236 (0,0008; 0,02032 (0,0003) 2 4 166
MHb 0,711 (0,028)
2 a henger
W 8,6106 (0,339) 42,0116 (8270} 105 0,04054 {0,0016} 0,0508 (0,092) 20 126
ME 0,8128 (0,032}
3. henger
WW 4,191 (0,165) 42,164 (8300; 110 0,02791 (0,0011? 0,0508 (0,002) 28 187
MR 0, 7 6 2 (0,03)
4, henger
WW 7,0866 (0,279; 42,184 (8300; 1 1 5: 0,02794 (0,0011; 0,0508 (0,002) 29 17 9
Kísér- leti tárcsa 2-4. Átmérő véltojása s {inch) Tárcsa sebesség m/mp (s “pjn) Tárcsa Amps Folya- matos előtolás m/perc (inch/ min) Végponti előzőÍás HÚR (inch) Henger érdesség Ra Csecsek s rama a hengeren)
EP 0,9144 (0,036)
5. henger
ÍKW 2,4892 {0,098) 4 2, 16 4 (8300) 115 0,02794 (0,0011) 0,0508 (0>002) 25 151
MR 0,4072 (Q,OLS;
6, henger
ow 2,4638 í 0, 0 16) 42,164 (8300) 115 0,027 94 (0,0011) 0,0508 (0,002)
MR 0,4064 (0,016)
7, henger
ME 1,8289 (0,072) 42, 164 (8300; 115 0,02784 <o, óéin 0,0508 i (0,002)
RR 1,2192 (0,048)
8. henger
W 2,3876 (0,094) 42,164 (8300) 115 0,02794 (0,0011) 0Ύ 0508 (0,002)
MR 0,2784 (0,011) ___
* <·
Kísér- leti tárcsa 2-4 . Átmérő válto- zása m (inch; Tárcsa .sebesség m/mp (stpcO Tárcsa Amps Felya- na t C S előtolás .m/psre (inch/ min) Végponti előtolás rat (inch) Henger érdesség Ra Csúcsok s tárna a hengeren
9. henger
WW 1,14 3 (0,045) 4 2,164 (3300) 115 0,02794 (0,0011) : 0,0508 (0,002?
MR 0,5334 (0:,001):
18. henger
« 3,2512 (0,128) 42,164 (8300) 115 0,02734 (0,0011) 0,0508 (0,002)
MR 0,4 313 (Q,01?)
11. henger
W 5,4356 •0,2X4) 42,164 (8300) 115 0,02794 (0,0011) 0,0508 ) (0,002)
MR 0,4572 (0,018)
12. henger
WW 3, 043 (0,12) 42,164 (3300) 115 0,02794 (0,0011) 0,0508 0,002)
0,4572 (0,013)
13. henger
Kísér- leti tárcsa 2-4. Áfcffi-é tő válto- zása rsm (inch) Tárcsa sebesség m/op (sfpo) Tárcsa Amps Relye- matos előtolás ron /perc (inch/ min) Végponti előtolás (1nch) Hengsr ; érdesség; Ra Csücsök száma a hengeren
W 2,9972 (0,018) 42,164 (8300) 118 0,02794 (0,00113 0,0308 (0,002)
MR 0,6604 (0,026)
14. henger
w 31,3182 (1,233) 42,164 (8300) 115 0,02794 (0,0011) 0,0508 (0,002)
MR 0,762 (0,03)
15. henger
3,4 61 (0,215) 42,164 (8300) 115 0,02794 (0,0011) 0,0508 (0,002?
MR 0,762 (0,03)
16, henger
w 3,9464 (0, 116) 42,164 (83000 113 0,02794 (0,0011) 0,0508 (0,002) XXX XXX
MR 0,4372 (0,018)
17. henger
WW 3,5814 (0,141) 42,164 (6300) 113 0,02794 (0,0011) 0,0 5 0 8 (0,002) XXX XXX
Kísér- leti tárcsa 2-4. Átmérő válto- zása (inchi Tárcsa sebesség Κΐ/ϊφ (sfpm) Tárcsa Amps Eb 1 várná to$ előtolás mm/perc (inch/ min: Végponti előtolás mm (inch5 Henger érdesség: Rs Csúcsok száma a hengeren
MR 0,53.34 (0,021)
18. henger
WW 2,3464 (3, Old 42,164 (8300) 115 0,02704 (0,0011) 0,0508 (0,0025 x?x XXX
MR 0,254 (0,015
X8. henger
WW 2,0372 (0,113) 42,164 (83005 115 0,02734 (0,00115 0,0508 (0,002)
MR 0, 4572. (0,018)
W'W ” tárcsakopásmérés
MH - anyageltávoiítss-mérés
A 2-4, kísérleti, tárcsa esetében az összegzett (kumulatív) G~arány 13 henger csiszolása után 2,033 veit, és a tárcsaátmérőből hozzávetőleg 7,6 cm (3 Inches) kopott el. Ez a e-arány 2-3-szores javulást jelent az A. vagy δ. csiszolás! körülmények között végzett hengercsiszciásckban alkalmazott kereskedelmi csíszolőtárcsák (például a 2. példában ismertetett. C-6. es C-7. sellak kötőanyaggal készült tárcsák) esetén megfigyelt G-arányokhoz képest. A tárcsa forgássebessége és az anyageltá36 volítási sebesség meghaladta az ebben a. nengercsíszólás! műveletben alkalmazott kereskedelmi összehasonlító tárcsákét, ami további bizonyítékát jelenti annak, hegy a találmány szerinti csiszolási eljárással nem várt csiszolási hatékonyság elérésére nyílik lehetőség. A kísérleti tárcsával elért hengertelü~ let-simaság, az ipari előállítási szabványok szerint is elfogadható volt. A 19 henger csiszolása után megfigyelt összegzett {kumulatív) eredmények bizonyítják a kísérleti tárcsa állandósult (steady State) működését, és a tárcsának a. csiszolási művelet által okozott kopás során a tárcsafülek {wheel lobes), a tárcsavibráció és a tárcsaberezgés kialakulásával szembeni előnyös ellenálló képességét.
5. példa
Abraziv szemcse/szervetlen kötőanyag agglomerátumok
Az S~l. táblázatban ismertetett abraziv szemcse, kötőanyag és víz keverékek egyik egyszerű keverékéből agglomerátumok mintákat állítottunk elő. A minták előál .Vitására alkalmazott vítrifikált kötőanyag kompozíció az 1-2. táblázatban ismertetett C. kötőanyag veit. Az abraziv szemcse 80 grit (165 um) szemcseméretü 38A. olvasztott/zsugorított (tűsed) alumíníum—oxid (aluntina). volt (gyártó; Saint-Gobaín Ceramics & kiástics, Inc., tsorcester, Massaohusetts, Amerikai Egyesült Államok) .
Az agglomerált abraziv szemcse mintákat egy három hőmérsékleti kontroli zónát tartalmazó, 152 cm (60 inch) melegített hosszúságú, összesen 305 cm (120 inch) hosszúságú, 15,6 cm
Suffalo, New iork,
1150 ’C-on alaki(5,75 inch} belső átmérőjű, 0,95 cm (3/8 inch) vastagságú fémcsővel (Hasteiloy) felszerelt forgó égető berendezés (#Η0ϋ~ 6D60-RTA-28 modell, karper International,
Amerikai Egyesült Államok) alkalmazásával, tottuk ki. Az abrazív szemcse és kötőanyag keveréknek a forgó égető berendezés fűtő-csövébe történő beadagolásához egy állítható betáplálás-i térfogati sebesség szabályozóval ellátott ca . „
Brabender ‘ adagoroberenoezest aíKarmaztunk. Az aggiomeraczos eljárást atmoszferikus körülmények között, egy 3,5-4 ferdelat/perc forgási sebességű és 2,5-3 fok dőlésszögű csővel rendelkező berendezéssel, 6-10 kg/óra anyagbetáplálási sebességgel hajtottuk végre.
A forgó égetöberendezésben történő agglomeráció után az agglomerált abrazív szemcse mintákat rostáltuk, majd a laza térfogatsűrüségre (loose parking density, LPCj és a méreteloszlásra nézve teszteltük. Az eredményeket az 5-1. táblázatban mutazmuk be.
*
Minta száma. szemcse folyadék kötő- anyag Tömeg (kg) Kötő- anyag tömeg! (s ζ οπί- ο sere vonat-- koz- hatva} Kötő- anyag tér- fogat!'1 LÚD g/cmi -12/pan Áti, méret- ei- O C- z, 1 —. üm (mesh méret} Ki - hozatal (-20 / +50) % Álla cos relatív sűrűség % :=
VI. 80 grit 38A. víz C. kötőanyag 42,5 1,3 1,3 2,0 4,77 1,0 9 425 -35/ + 4 0 85 28,3
: A kötőanyag térfogat!-·» az. égetés után a granulákban lévő szilárd anyagra (azaz a kötőanyag és a szemcse összegére) vonatkoztatott érték, amely nem foglalja magában a térte-gat%~os porozitást.
A VI, aggiomerált szemese mintákat csiszoiötárcsák (1. típus) előállítására használtuk (végső méret: 50,8 χ 2,54 x 20,3 cm). A tárcsák összetételét (ezen belül az égetett tárcsákban lévő abrazív, kötőanyag és porozitás térfogat%-okat}, a tárcsák sűrűségét és mechanikai tulajdonságait az 5-2. táblázatban ismertetjük. Az 1-4. kísérleti tárcsák összetételét ágy választottuk meg, hogy F keménységi fokozatú tárcsákat nyerjünk, illetve az 5-8. kísérleti tárcsák összetételét úgy választottuk meg, hogy G keménységi fokozatú tárcsákat nyerjünk,
Az abrazív tárcsák előállításához az agglomerátumokat egy folyékony kötőanyaggal és egy, az 1-2. táblázatban ismertetett
X φ
C. kötőanyagnak megfelelő elporított vítrifikált kötőanyag kompozícióval együtt beadagoltak egy keverőbe. Az agglomerátumok szerkezete tömörítéssel szemben kellőképpen ellenálló volt ahhoz, az abraziv tárcsa keverési és formázási műveletei után az agglomerátumok hatékony mennyisége megtartsa a háromdimenziós jellegét. A tárcsákat ezt követően formára alakítottuk, szárítottuk, 900 *C-os maximális hőmérsékleten égettük, végül pedig az ipari csiszolőtárcsák előállításának a szakterületen ismert eljárásai szerint osztályoztuk, simítottuk, kiegyenlítettük és ellenőriztük.
Annak érdekében, hogy biztosítsuk a tárcsák megfelelő mechanikai szilárdságát a csiszológépre történő felhelyezés utáni forgó mozgáshoz, valamint a megfelelő mechanikai szilárdságot a csiszolás! művelethez, a simított tárcsákat az iparban szokásosan alkalmazott sebességi tesztekkel biztonsági ellenőrzésnek vettük alá. Valamennyi kísérleti tárcsa, károsodás nélkül elviselte a tesztberendezés maximális sebességét (85,1 m/s), így a tárcsák megfelelő mechanikai szilárdsággal rendelkeztek a kúszó hozzávezetéses csiszolás! (creep fesd grindáng; műveletekhez.
A tárcsák összetételét (ezen belül az égetett tárcsákban lévő abrazív, kötőanyag és porozitás: térfogatl-okat), a tárcsák sűrűségét és mechanikai tulajdonságait az 5-2. táblázatban ismertetjük.
5-2, fcábXásat
Tárcsa Vl. A tárcsa összetétele térfogati Égetett sűrűség -ο g/cm Rúg. mód. : Törő is ódul us (KPa 5 Sebesség: teszt (m/s>
Agglemér á~ tűrnek Ábra- elve k Kötő- anyag Pc róni tás
m 42, 5 40,5 8,2 53,3 1,67 13,3 22,6 85,1
(2) 40,4 39,5 95 55,0 I, 61 11,6 IS, 5 85, 1
(3) 4 0,4 39,5 7,2 54,3 1,64 12,4 23,0 85,1
(4) 39, 4 37,5 9,2 54, 3 1,93 12, 8 22,8 85,1
(5) 42,5 40,5 7,3 52,2 .1, 98 14,3 25,9 8 5,1
(65: 4 0,4 38,5 9,3 52,2 1,68 15,8 26,7 8 5,1
05 4 0,4 38,5 8,3 53,2 1,95 13,5 25,5 85, 1
05 39,4 37,5 9,8 53,2 1,65 14,6 24,0 85, 1
összoba són- Utó min- t á k' nem- aggl. szem- cse A tárcsa összetétele térfogati Égetett sűrűség g/cm/' Súg. mód „ (GPa) Törő modulus (MPa) Sebesség teszt (m/s)
Agglo- merá- tumok Ábrázz ~ vok Kötő- anyag' Poro- zitás
38A80 F19V- CP2 N/A 4 0,5 6,2 53, 3 1,73 20, 3 24,4 69,4
3SAS0 G19V- Cfz K/A 40,5 7,3 52, 2 1,88 29,2 26,6 99,4
: Az összehasonlító tárcsa minták kereskedelmi termékek (gyártó: Saint-Gebain Abrasíves, Inc., dorcester, Mássáchusefts, Amerikai Egyesült Államok), amelyeket a keres kehalmi tárcsajelzéssel azonosítottunk az 5-2. táblázatban.
A kísérleti tárcsák kötőanyagának a térfogat%~-os értékel magukban foglalják az agglomerátumok előállításához a szemcséken alkalmazott vitrifikált kötőanyag térfogati-os értékeit.
A törő modulusra nézve a tárcsákat sgy négypontos hajlítókészülékkel felszerelt instron Model 1125 mechanikai próbagépen, 7,62 mm-es (3”) támaszfesztávval (support span), 2,54 mm-es (1M) terhelési fesztávval és 1,2.7 mm/perc (0,050 per minute) keresztrej-sebességű terhelési sebességgel teszteltük.
A tárcsák nem törtek el, amikor a tárcsákat a repesztőpróbagéppel elérhető maximális sebességgel forgattuk.
Az 1-4. kísérleti tárcsák rugalmassági modulus értékei 3443 %-kal kisebbek voltak, mint az F fokozatú ősszehasoniitó tárcsa értéke, illetve az 5-8. kísérleti tárcsák rugalmassági modulus értékei 45-54 %-kal voltak kisebbek voltak, mint a G fokozatú összehasonlító tárcsa értéke. Az azonos tériogatá-os összetételű szemcse, kötőanyag és porozitás kompozíciók egészen meglepő módon szignifikáns mértékben eltérő rugalmassági modulus értékekkel rendelkeztek. Az 1. kísérleti tárcsának az
F fokozatú összehasonlító tárcsa rugalmassági modulus értékénél 34 %-kaí kisebb rugalmassági modulus értéke volt, mig az 5, kísérleti tárcsa 51 %-kal kisebb rugalmassági modulus értékkel rendelkezett, mint a G fokozatú összehasonlító tárcsa. Sgy külön kísérletben lágyabb fokozatokkal olyan összehasonlító tárcsákat állítottunk elő, amelyek ekvivalens, viszonylag kis rugalmassági modulus értékekkel rendelkeztek; ezeknek az összehasonlító tárcsáknak a mechanikai szilárdsága azonban nem volt elegendő ahhoz, hogy a tárcsák megfeleljenek a 85,1 m/sos sebességi teszt követelményeinek.
A kísérleti tárcsák esetében a sebességi teszt értekei teljes mértékben elfogadhatóak voltak. Ezenkívül azonos térfogat %~os szemcse, kötőanyag és porozitás összetételnél az 1, kísérleti tárcsa törő modulus értéke csak 7 %-xaI volt kisebb, mint az F fokozatú Összehasonlító tárcsáé, míg az S. kísérleti tárcsa csak 3 %-fcs'I kisebb törő modulust mutatott, mint a G fokozatú összehasonlító tárcsa. A kísérleti tárcsa sűrűségének az Összehasonlító tárcsák sűrűségéhez viszonyított enyhe csökkenése alapján várható volt a törő modulus némi. csökkenése. A sűrűség csökkenése arra is utal, hogy az azonos összetételű összehasonlító tárcsákhoz képest a kísérleti tárcsák jobban ellenálltak a termikus folyamat ideje alatti zsugorodásnak, ami á gyártási költségek szempontjából mind az anyagköltséget, mind pedig a simítási műveleteket tekintve jelentős mértékű tényleges megtakarítást jelent.
A tárcsákat egy kúszó hozzávezetéses csiszolás! t'oreep fesd grinding: műveletben is teszteltük, ahol összehasonlító tárcsákként olyan tárcsákat alkalmaztunk, amelyeket a kúszó hözzávszetéses csiszolásra történő felhasználásra javasolnak,
Az Összehasonlító tárcsák azonos méretekkel, azonos vagy hasonló térfogat%-os összetételekkel, ekvivalens keménység! fokozatokkal (a fokozatott a térfogaté-os szemcse-, kötőanyagés porozítástartalom alapján határoztuk meg), valamint funkcionálisan ekvivalens kémiai kötésekkel rendelkeztek, és egyéb vonatkozásokban is alkalmasak, voltak arra, hogy összehasonlítő tárcsákként szerepeljenek egy kúszó hozzávezetéses csiszolási vizsgálatban. Viszont az összehasonlítő tárcsák agglomerált szemcse nélkül készültek, és mesterséges (sacríficía.l.,5 pórusIndukáló szerekre volt szükség ahhoz, hogy elérjük a kívánt térfogatl-os porozitású és tárcsasűrűséget, Az összehasonlítő tárcsák kereskedelmi tárcsaazonosítőit és összetételeit az 52, táblázatban ismertetjük ía kereskedelmi tárcsák jelölése: 38A80F19VCF2 és 38A80G19VCF2) .
Egy ékes” (wedge) csiszolási tesztet végeztünk, ahol a munkadarab kis szöget bezárva elhajlik attól a gépszántéi, amelyen a munkadarab elhelyezkedik. Ennek a geometriának az eredményeként a csiszolás kezdetétől a csiszolás végéig a folyamat előrehaladtával egyre nő a vágatmélység, nő az anyagéitávolitásí sebesség és nő a forgácsvastagság. Ily módon egyetlen tesztben a körülmények széles tartományában gyűjtjük a csiszolása adatokat, Az ékes tesztben a tárcsa viselkedésének az értékelését elősegíti továbbá az orsőteijesitmény (spindie power) és a csiszolási erők mérése is. Az elfogadhatatlan eredményekhez,, például csiszolási elszíneződéshez (grinding burnj vagy tárcsatöréshez vezető körülményeknek (MRR, forgáesvastagség .stb.) a pontos meghatározása is elősegíti a tárcsák viselkedésének a jellemzését és a termékteljesítmény relatív osztályozását.
Csiszolási körülmények:
gép: Hauni-BIohm Profimat 410 üzemmód; ékes kúszó hozzávezetéses csiszolás (creepfeed grínd) tárcsasebesség: 28· m/s (550 sfpmS asztalsebesség; 12,.7-44,4 cm/psrc (5-17,5 Inches/mlnuteS között változó hűtőanyag: ionmentes kútvizzei készített 10 tbmeg%-os Mester Chemical Trim E210 200 oldat; 272 liter/perc (72 gal/mino munkadarab anyaga: Inconel 7IS (42 náci lehúzásé (áress.) mód: forgó gyémánt, folyamatos lehúzása kompenzáció:: 0,5 mikrométer/ford, (20 micro-inch/rev) áttételi viszony (speed ratio): +0,8
Ezekben a csiszolás! kísérletekben a vágatméiység folyamatos növekedése a blokk hosszában (20,3 cm (8 inchess I az anyagé 1. távoli tási sebesség folytonos növekedését eredményezte.
Hibának tekintettük a munkadarab elszíneződését, a tarosa törését, a durva felületsimeságot és/vagy a sarokforma elvesztését, A csiszolásból származó tárcsakopás kisebb volt, mint a csiszolás! teszt során végzett folyamatos lehúzásé kompenzációból származó veszteség, Az 5-3.. táblázatban feltűntettük a fajlagos csiszolásé eneregiát és azt az anyageltávolitási sebességet, amelynél hiba történt (maximális MRR (matéria! reme vai rate)j.
5-3, táblázat
Tárcsa Tárcsa-összetétel térfogati Max, FRF 3 . . mm / s z mm Javu- lás® % Faji. cs1sz, energ. uz'mrp/ Ja válás % Átl. fel. ér- des- ség μη.
Agg- lom. Abra- zív Kötő- anyag Póru- sok
U) 42,5 40, 5 6,2 53,3 10,3 20 57,6 -17 0,77
m 40, 4 33, 5 6, 5 55, 0 10,2 18 55,1 -20 0,75
{35 4 0,4 33,5 7,2 54,3 10,9 26 59,2 -15 0,72
H) 39,4 3v,5 8,2 54,3 10,1 18 59,2 -15 0,76
{51 4 2 , 5 40,5 7,3 52,2 10, 4 58 60,5 -23 0, 77
(6) 40,4 38,5 9,3 52,2 3, 4 42 65,2 -17 0, 77
(7) 40, 4 38,5 8,8 : 53, 2 9,5 4 4 63,4 -19 0, 7 5
08) 39,4 37, 5 9,3 · 5 3, 2 9,2 39 64,4 -18 0,77
össze- has, minták nem aggl, szem- cse Tárcsa-összetétel térfogati Max. MRR 3 , mm /sz mm Faj 1. csisz. energ, J/mztf Át l < fel. ér- des- ség pm
Agg- lom. Ábra- zív Kötő- anyag Póru- sok
38A80- F19V- CF2 F/A 40,5 6,2 53,3 8,6 Ρ./.Α 69,6 9/ A 0,7 3
38A80- G1SV- CF2 F/A 40, 5 7,3 52,2 6, 6 F/A 78,2 K.ZA 0,7 6
A javulás százalékos értékének a kiszámításához a kísérleti tárcsákat a leginkább ekvivalens fokozatú összehasonlító tárcsával vetettük össze. Az 1-4. kísérleti tárcsákat az F fokozatú tárcsával hasonlítottuk össze, míg az 5-8. kísérleti tárcsákat a ö fokozatú tárcsával hasonlítottuk Össze.
Amint az az 5-3. tábiázatban lévő csiszolásí teszt eredményeiből látható, a hiba megtörténte előtt a kísérleti tárcsák 20-58 %-kal nagyobb MRP értékeket mutatnak, mint az azonos térfogati-os összetételű összehasonlító tárcsák. Azonos összetételnél a kísérleti tárcsák legalább 17 %-kal kisebb energiát (fajlagos csiszolás! energiát) igényeitek a csiszoláshoz, A csiszolásí művelet említett hatékonyságát ügy értük el, hogy közben nem romlott a csiszolt munkadarab felületének a minősége, Az eredmények arra utalnak, hogy a kísérleti tárcsák az ipari kúszó hozzávezetéses csiszolást (creep feed grinding) műveletekben állandó MFR mellett kisebb lehűzási sebességgel (dressing rate) működhetnek, miáltal legalább kétszeresére nő a tárcsa élettartama.
δ, példa
Abrazív szemcse/szervetlen kötőanyag agglomerátumok A 6-1. táblázatban ismertetett abrazív szemcse, kötőanyag és viz keverékek egyik egyszerű keverékéből állítottuk elő az agglomerátumok mintákat. A minták előállítására alkalmazott vitrifíkált kötőanyag kompozíció- az 1-2, táblázatban ismertetett C, kötőanyag volt. Az abrazív szemcse 60 grit (2.54 pm) szemcseméretü 38A, oivaszt-ott/zsugoritott (fused) alumínium-oxid (alumina) volt (gyártó: Saint-Gobain Ceramics & Plásbics, .Inc», Worceater, Maasachusetts, Amerikai Egyesült Államok) ,
Az agglomeráit abrazív szemcse mintákat egy 10,7 m (35 ft) hosszúságú, 0,78 m (31 inch) belső átmérőjű., 0,5-8 m (31. inch.) vastagságú höáiió csővel felszerelt ipari forgó égető berendezés (gyártó: Bartlett Inc,, Stow, Ghio, Amerikai Egyesült Államok) alkalmazásával, 1250 °C-on alakítottuk ki, Az agglomerációs eljárást atmoszferikus körülmények között, 1250 cC~ra beállított tüzelőzóna hőmérsékleti kontroll mellett, egy 2,5 fordulat/perc forgási sebességű és 3 fok dőlésszögű csővel rendelkező- berendezéssel, 45-0 kg/őra anyagbetápiálásí sebességgel hajtottuk végre.
A. forgó égetőberendezésben történő agglomeráció után az agglomeráit abrazív szemcse mintákat rostáltuk, majd a laza térfogatsűrűségre (l.ooss pa.ck.ing density, LPu) és a méreteioszlásra nézve teszteltük. Az eredményeket a 6-1, táblázatban mutatjuk be.
Minta száma szemese : folyadék kötőanyag Tömeg (kg) Kötőanyag tömegű {szemcsére vonat- koz- tatva) Kötő- anyag térfoga tű*·' LPD g/cm3 -12/pan Átl. méretei- oszlás um (mesh méret) Ki- hozatal •-20/ + 4 5} % Átlagos relatív sűrűség %
V2. 60 gr.it. 38A. V i z C. kötőanyag 4 2,1 1, 3 2 4 6, 7 1,39 521 -35/ -35 84 3 b, 4
: A kötőanyag térfogat%-a az égetés után a granulákban lévő szilárd anyagra (azaz a kötőanyag és a szemese összegére} vonatkoztatott érték, amely nem foglalja magában a térfogat%-os porozitást,
Az aggiomerált szemcse mintákat csiszolötárcsák (1. típus} előállítására használtuk (végső méret: 50,8 * 2,54 χ 20,3 cm}. Az abrazív tárcsák előállításához az agglomerátumokat egy folyékony kötőanyaggal és egy, az 1-2. táblázatban ismertetett C. kötőanyagnak megfelelő elporitott vitrifíkált kötőanyag kompozícióval együtt beadagoltuk egy keverőbe. Az agglomerátumok szerkezete tömörítéssel szemben kellőképpen ellenálló volt ahhoz, az abrazív tárcsa keverési és formázási műveletei után az agglomerátumok hatékony mennyisége megtartsa a háromdimenziós jellegét. .A 9-11. kísérleti tárcsák összetételét ügy választottuk meg, hogy I keménység! fokozatú tárcsákat nyerjünk, a 12-16. kísérleti tárcsák -összetételét ügy választottuk meg, hegy K keménység! fokozatú tárcsákat nyerjünk, illetve a 17ís. kisérretz tárcsák összetételei úgy választottuk meg, négy J keménységi fokozatú tárcsákat nyerjünk. A tárcsákat ezt követően formára alakítottuk, szárítottuk, 1030 “C-os maximális hőmérsékleten égettük, végül pedig az ipari csiszolőtárcsák előállításának a szakterületen ismert eljárásai szerint osztályoztuk, simitottuk, kiegyenlítettük és ellenőriztük.
Annak érdekében, hogy biztosítsuk a tárcsák megfelelő mechanikai szilárdságát a csiszológépre történd felhelyezés utáni forgó mozgáshoz, valamint a megfelelő mechanikai szilárdságot a csiszolású, művelethez, a simított tárcsákat az iparban szokásosan alkalmazott sebességi tesztekkel biztonsági ellenőrzésnek vettük alá. A szakadási (burst) teszt eredményeit a S-2. táblázatban adjuk meg. Valamennyi kísérleti tárcsa elegendően nagy mechanikai szilárdsággal rendelkezett a kúszó hozzávezetéses csiszolású ícreep feed grínding) műveletekben történő felhasználáshoz. Az ipari kúszó hozzávezetéses csiszolási műveletekben ezeket a csúszolétárcsákat hagyományosan 33 m/s (6500 sfpm) sebességgel, Illetve körülbelül 43,2 m/s (8:500 sfpm) maximális működési sebességgel alkalmazzák.
A tárcsák összetételét (ezen belül az égetett tárcsákban lévő abraziv, kötőanyag és porozitás férfogat%~okat), a tárcsák sűrűségét és anyagi tulajdonságait a €-2. táblázatban ismertetjük.
Az abrazív tárcsa jellemzői
Tárcsa 72. A tárcsa összetétele térfogata Égetett sűrűség g /' cirk *7 2 Á 8 £ Törő modulus (KPa) Tényleges répás z t és i sebesség (rs/s)
Agglo- merá- tumok Áb- ra- al- vók Kötő- anyag Por o- zltas
(9) 36, 5 34,1 7,5 58,4 1,53 8,1 9,6 66,5
(TO) 34,4 32,1 10,5 57,4 4,59 12,7 76,6
(11) 36, 5 34,1 3,5 57,4 1,5 6 10,1 78,6
(12) 41,2 38,4 7,7 53,9 1, 69 13, 6 12, 1 76,4
(13) 3 9,0 36, 4 9,7 53,9 2, 68 15,2 30, 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
Π9) 42,1 3 9, 2 8,6 52,2 1,79 17, 9 83, 5
101
összabáson - 1 itő min- ták0 nemagg 1 . szem- cse A tárcsa összetétele térfogati Égetett sűrűség , 3 g/ om Rúg, mód. GRa) Törő modulus {MRa) Tényle- ) ges re- ) pesztési sebesség (m/sj
Agglo- merá- tumok Áb- ra- vök Kötő- anyag Poro- zitás
38A60- -196 LCKE E/A 34,1 7,5 53,4 1,58 13,1 10,25 69, 4
38A60- -K75 LChh E/A 38,4 7,7 53/9 175 23,5 N/A 73,2
38A60- -J64 LCÓN N/A 41,2 5,6 53, 2 1/78 23 E/á 73,6
TG2-8G E..13 c VCF E/A 38,0 6, 4 55,6 1, 68 23,3 23,0 E/A
Az összehasonlító tárcsa minták kereskedelmi termékek (gyártó·; Salnt-Gobain Abrasives, Ltd., Starteré, Eagy-Sritannia), amelyeket a kereskedelmi tárcsajelzéssel azonosítottunk a 6-2. táblázatban.
A kísérleti tárcsák kötőanyagának a tárfogat%-os értékei magukban foglalják az agglomerátumok előállításához a szemcséken alkalmazott vítrifikáit kötőanyag térfogati-os értékeit.
Ez a tárcsa a térfogat%-os összetételben a 38Α6Ό--Κ75 LCKN összehasonlító tárcsához hasonló, azonban a tárcsát az 5 738 696, és az 5 '738 697. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásnál (Wu) megfelelően, egy megnyújtott, itl-nél nagyobb oldalarányű -színtereit szol-gél
102 alfa-aluminíum-oxid (alpha-alumina) szemcsével állítottuk sió, Megjegyzendő, hogy a tárcsa a 38A60-K75 LCNN Összehasonlító tárcsánál kisebb sűrűséggel, de ahhoz nagyon hasonló rugalmassági modulus értékkel rendelkezik.
Az azonos térfogatá-os összetételű szemcse, kötőanyag és porozitás kompozíciók egészen meglepő módon szignifikáns mértékben eltérd rugalmassági modulus értékekkel rendelkeztek, Megjegyzendő, hogy a mesterséges (sacrifícial) pórusindukáiő szerek helyett hozzáadott elnyújtott (elongated) részecskék (abraziv szemcse) segítségével a kívánt viszonylag nagy térfogaté-os porozitásnak és viszonylag kis sűrűségnek megfelelően előállított összehasonlító tárcsa (TG2-80 E13 VCE5; rugalmassági modulus értéke nem mutatott csökkenést. Tény, hogy ez a rugalmassági modulus értek nagyobb volt, mint a leginkább ekvivalens összehasonlító tárcsáé, és sokkai nagyobb volt, mint az ekvivalens térfogat%-os összetételű kísérleti tárcsáké.
A kisebb rugalmassági modulus jellemzők ellenére, a kísérleti tárcsák a sebességi teszt értékei teljes mértékben elfogadhatóak voltak. Azonos térfogati-os szemcse, kötőanyag és porozitás összetételnél az 1, kísérleti tárcsa csak alig kisebb törő modulust és szakadási (burst) sebességet mutatott. A kísérleti tárcsa sűrűségének az összehssoniitó tárcsák sűrűségéhez viszonyított enyhe csökkenése alapján várható volt a törő modulus némi csökkenése. A kísérleti tárcsák sűrűségei valamivel kisebbek voltak, mint az azonos térfogsté-os összetételiéi kialakított összehasonlító tárcsáké. Ennek megfelelően a törő modulus kismértékű csökkenése várható volt. A sűrű103 ség -csökkenése arra ís utal, hogy az azonos Összetételű összehasonlító tárcsákhoz képest a kísérleti tárcsák jobban ellenálltak a termikus folyamat ideje alatti zsugorodásnak, ami a gyártási költségek szempontjából mind az anyagköltséget, mind pedig s simítási műveleteket tekintve jelentős mértékű tényleges megtakarítást jelent.
A tárcsákat egy olyan kúszó hozzávezetéses csiszoiási (creep feed grunding) műveletben is teszteltük, amelyben az 5. példában ismertetett ékes (wedge) teszt csiszolás! körülményeket alkalmaztuk, összehasonlító tárcsákként olyan, tárcsákat alkalmaztunk, amelyeket a kúszó hozzávezetéses csiszolásra történő felhasználásra javasolnak. Az összehasoniitő tárcsák azonos méretekkel, azonos vagy hasonló térfogat%-os összetételekkel, ekvivalens keménységi fokozatokkal (a fokozatott a térfogat%-os szemcse-, kötőanyag- és porozdtástartalom alapján határoztuk meg), valamint funkcionálisan ekvivalens kémiai kötésekkel. rendelkeztek, és egyéb vonatkozásokban ís alkalmasak voltak arra, hogy összehasonlító tárcsákként szerepeljenek egy kúszó hozzávezetéses csiszolás! vizsgálatban. Viszont az őszszehasonlitó tárcsák aggiomerált szemcse nélkül készültek, es mesterséges tsaeríficiai} pórusindukáló szerekre volt szükség ahhoz, hogy elérjük a kívánt térfogaté~os porozitás-t és táros a sűrűséget. Az összehasonlító tárcsák kereskedelmi tárcsaazonosítóit és összetételeit a β-z. táblázatban ismertetjük (a kereskedelmi tárcsák jelölése: 38ASQ-196 LCNN, 38A6ű-K7ő LÜNb és 38A6C-J64 LChh),
104
Tárcsa Tárcsa-összetétel térfogati Max. MRR Z m / s / ra Javu- lás·3 % Faji . csesz. energ„ J /ra3 Javu- lás5 % Átl. fel. ér- des- ség pm
Agg- lom.. Ábra ~ elv Kötő- anyag Póru- sok
(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 d/A
(11) 36,5 34,1 8,5 57, 4 16,2 68 43,1 -24 d/A
(12) 41,2 38,4 7,7 53,9 12,4 53 41, 9 -24 0,7 6
(13) 39, 0 36,4 9,7 53,9 11,2 38 4 4,8 -19 0,80
(14) 35,0 36,4 6,7 54,9 12, 1 4 3 40,7 -2 8 0,90
(15) 37,9 35,4 9,7 54, S 11, 3 4 0 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 d/A
(13) 42, 1 39,2 6,6 54,2 12,3 51 41,3 -27 N/A
(IS) 42,1 39,2 8,6 52,2 10,2 20 4 9, 0 -13 N/A
105
)sszehas , ' »3C S 3. * Π S S 2 e t 3 * t.. é r f o g s t %
Át 1.
iminták nem aggl. szem- cse Agg- lom. Ábra- ziv Kötő- anyag Póru- sok MAR mm~'/s/ mm OSisz. energ.i 37 mm' ér- des- ség gm
3 8A60- -196 LCkk N/Á 34,1 7,5 53,4 3,7 k/A 56,5 k/A k/A
38Á60- -K75 LGNN NZA 33,4 : 7,7 53,9 8,1 h/Á 5 5,1 b/A 0,94
3 8 A 6 ö ~ -J64 LCNN h/Á 412 5, 6 ςν v <-· -U y 8,5 ) k/A 56,4 k/A k/A
A javulás százalékos értékének a kiszámításához a kísérleti tárcsákat a leginkább ekvivalens fokozatú összehasonlító tárcsával vetettük össze. Á 9-11. kísérleti tárcsákat az I fokozatú, tárcsával hasonlítottuk össze, a 12-16. kísérleti tárcsákat a K fckozatű tárcsával hasonlítottuk össze, míg a 17-19. kísérleti tárcsákat a J fckozatű tárcsával hasonlítottuk össze.
Amint az a 6-3. táblázatban lévő csiszolási teszt eredményeiből látható, a hiba megtörténte előtt a kísérleti tárcsák 10-68 %-kal nagyobb MRR értékeket mutatnak, mint az azonos térfogat%-os összetételű összehasonlító tárcsák. Azonos összetételnél a kísérleti tárcsák (3-31 %-kal) kisebb energiát (fajlagos csiszolási energiát) igényeltek a csiszoláshoz. A csiszolási művelet említett hatékonyságát úgy értük el, hogy •ϊ s' .1
közben nem romlott a csiszolt munkadarab felöl .ebének a minő-
sége. Az eredmények arra utalnak, hogy a kisér. let! tárcsák az
ipari kúszó hozzávezetéses csiszolás.! íoreeo feed grunding)
(dressing rate) működhetnek, miáltal legalább kétszeresére ne
a tárcsák élettartama.
7. példa
Abrazív azex&cse/szerves kötőanyag agglomerátumok ?—1. táblázatban megadott mennyiségű abraziv szemcsét és
sűrűség: 1,28 g/cm5 (gyártói Durez Corporation, Dallas, Texas,
Msnxai Egyesört Aluamok) j tartalmazó keverem bő 1. agg 1 ome r á 11
abrazív szemcse mintákat (A1-A8.} készítette in k. V a 1 am a nn y 1
mintát a 7-1. táblázatban felsorolt, szliánnal kezelt, 60 őrit
zsugorított (tűsed) aluminium-oxid (alumina) (gyártó: Saint-
-Gofoain Ceramics & Plastics, Inc., Worcester, Massachusetts,
Amerikai Egyesült Államok! abraziv szemcsével új .űzettük elő:.
A szemcsét és a gyanta kötőanyagot egy kev •erő üstjébe he··
lyeztük. [az Ά5-Α8, minta esetén egy HV-02 model .Iszamú nagynyi-
nois, Amerikai Egyesült Államok); az Al. minta esetén egy üst-
keverő (pan mixer) (gyártó: Foote-Jones/11 linó. í.s Gear in Chi~
cago, Illinois, Amerikai Egyesült Államok); az A2. , Ad . es Aí.
minta, esetén egy rendelésre gyártott üstkeverő (gyártó: Boni-
face Tool and Die, Sou.thbrid.ge, Massachusetts, Amerikai Egye-
107 sült Államok) ] . A. keverés megkezdésekor az üstsebességet 64 fordulat/perc értékre és a keverőiapát-sebességet 720 fordulat /perc: értékre állítottuk be (A5-A.8. minta az Erich keveróben) ; vagy 35 fordulat/perc Üst sebességet és álló keverőlapátokat alkalmaztunk (Ai< minta a Foote/Jones keverőben); vagy 35 £orduiat/perc üstsebességet és 75 fordu.lat/perc keverőlapát-sebességet alkalmaztunk (A2:~A4. minta a Boníface keverőben) . Annak érdekében# hogy szemcsék és a kötőanyag egymáshoz agglomerál.ódjon, a keverés közben megfelelő· mennyiségű oldószert {forruroit} permeteztünk a szemcse és a kötőanyag keverékére. Az oldószernek a keverékre történő: permetezését adóig folytattuk# amíg a szemcsék és a kötőanyag kialakították az agglomerátumokat.. Az Al . minta előállítása során az oldószert egy műanyag palackból kézzel permeteztük a száraz komponensekre. Az A2-A8. minták esetén az oldószert egy Tool Mist Coolant Generátor (gyártó: óescc Company, Chatsworth, Kalifornia, .Amerikai Egyesült Államok; alkalmazásával, adagolt meny•nyiségekkel képezett folyamatos perzsát formájában szórtuk a száraz komponensekre. Az agglomerációs eljárást, atmoszferikus körülmények között, szobahőmérsékleten hajtottuk végre,
A keverőben végzett agglomeráíás után a nedves agglomerált abraziv szemcse mintákat 3,5 mesh (5,66 mm) lyukbőségü szitán rostáltuk, majd egy éjszakán keresztül környezeti körülmények között szárítottuk. Ezt követően a mintákat 46 grit (356 pm) szemcseméretű agglomerátumok esetén (amerikai szabvány szerinti) 8. számú szitával, 80 grit (165 gmj szemcseméretű agglomerátumok esetén (amerikai szabvány szerinti) 20. számú szitával
108 ismét rostáltuk, és egyetlen rétegben egy körülbelül 45 « 30 cm méretű, fluor-polimer bélelt sütőtálcára szórtuk. Az. agglomerátumokat atmoszferikus körülmények között, 16ö ’C-os maximális hőméreékletre melegítve és 30 percen keresztül ezen a hőmérsékleten, tartva egy laboratóriumi kemencében [Daspatch; modellezem: VRD-1-3Ö-1E (gyártó: Despatoh Industries, Minneapoiis, Minnesota, Amerikai Egyesült Államok)] hőkezelőnk. .A nagyobb agglomerátumok kisebb agglomerátumokká történő részleges széttördeiése és szeparálása érdekében a hőkezelt agglomerátumokat egy manuálisan működtetett 3,8 cm-es (1,5 inch;
acélrúddal eihengereltük.
A hőkezelt agglomerátumok méret szerinti osztályozását vibrációs rostáló berendezésen <Ro~Tap? Model BX-29; W. S. Tyler Inc,, Mentor, öhio, Amerikai Egyesült Államok) elhelyezett szabványos (OS) tesztelő szitákkal végeztük. A szítahálőméretek 4 6 grit (356 pm) szemcsemérettel· készített agglomerátumok esetén ö,330-1,68 mm (10—45 mesh), 80 grit (165 pm? szemcsemérettel készített agglomerátumok esetén 0,330-0,841 mm (20-45 mesh) közötti értékűek voltak.
Az agglomerátumokat az abrazív csiszolőszerszámok előállításában történő felhasználás előtt és után a laza térfogatsürűségre (lőcse paoking density, LED), a relatív sűrűségre és a méretelosziásra nézve teszteltük, valamint vizuálisan jellemeztük. A hőkezelő agglomerátumok laza térfogatsürűségét (LEP? szabványos módszerrel mértük (American National Standard procedure fór Búik Density of Abrasive Gralns). A százalékos formában kifejezett kezdeti relatív átlagos sűrűséget nulla porc103 zítást feltételezve úgy számítottuk ki, hogy az LAD-t (p) elosztottuk az agglomerátumok elméleti sűrűségével (po). Az elméleti sűrűséget a kötőanyag és az .agglomerátumokban, lévő abrazív szemcse tömegszázalákából és fajlagos sűrűségéből a keverékek térfogatszámításával (volumetrle rules of mixtures} határoztuk meg.
Ezek az agglomerátumok olyan LPD, relatív sűrűség és mé~ reteloszlás jellemzőkkel rendelkeztek, amelyek alapján az agglomerátumok alkalmasak abrazív csiszoiötárcsák ipari előállításában. történő felhasználásra. Az agglomerátum tesztek eredményeit a 7-1, táblázatban mutatjuk be.
A kész, hőkezelt agglomerátumok háromdimenziós, egyebek mellett háromszögletű, gömb alakú, kocka alakú, négyszögletes és más geometriai formákkal rendelkeztek. Az agglomerátumok a szemcse-szemcse érintkezési pontoknál gyanta kötőanyaggal egymáshoz kötött több egyedi abrazív szemcséből (például 1-40 szemcséből; álltak. Az anyagsűrűség- ás térfogatszámítások alapján a tömegben lévő agglomerátumok porozitású körülbelül 18 térfogati volt. Az agglomerátumok szerkezete tömörítéssel szemben kellőképpen ellenálló volt ahhoz, az abrazív tárcsa keverési és formázási (hőkezelési) műveletei után az agglomerátumok hatékony mennyisége megtartsa a háromdimenziós jeile110
7~Χ, táblásat
Minta száma Keverék: szemese, kötőanyag Keverék tömege kg A keverékben lévő oldószer tö- megé Kötőanyag iömeg% (összes szilárd anyagra) Kötő- anyag3 térfogat% LPD g/om3 -20/+45 mesh frakció Átlagméret gm (mesh) %-os kihozatal: tömegűi, (masó mérettartomány) Átlagos %OS relatív söröség
(Lsálás A1. 80 grií38A,: furíurot, fenolgyanta 12 keverék @ mind- egyik 1 kg 3,5 10 25,5 1,11 500 (38) 70 C-20/M5) 34
A2. 80 grit33A..( fertőről, ifenplgyanta 5 kg 2,5 10 25,5 1,1? 500 (38) 70 (-20/+45} 35,8
A3, 80 érit 38A., fertőről, fenolgyanta 5 kg 2,5 10 25,5 1,2 500 (35) 70 (-20/+45} 38,7
SdSÍWa AA 80 grit 38A., ferferol fenolgyanta: 6 keverék @ mindegyik 2,5 kg 2,0 1:0 25,5 0,37 500 (381 80 (-20/+45) 28,7
ÁS, 80 gát 38A., ferfurol,, fenolgyanta 25 keverék mind- egyik 5 kg 1,9 10 25,5 1.10 500 (38) 80-85 (-20/+45) 33,7
- 111 -
Minta száma Keverék: szemcse, kötőanyag Keverék tömege kg A keverékben tévő oldószer to- meg% Kötőanyag tömeg% : (összes szilárd anyagra) Kötő- anyag® térfogatié LPD g/cm3 -20A-45 mesh frakció Átíegméret pm (mesh) %-os kiho- zataf tőmsg% (mesh mérettartomány) Átlagos %~ OS relatív sörőség
&fié|da A8, 80 grstSSA., ferfurot, fenotgyanta 25 keverék nnng· egyik 5 kg 1,9 lö 25,5 1,10 500 (38) SÖ-85 Í-20/+45) 33,7
IdStgMa AT. 48 grit 38A.. furfuroí, íenoigyanfa 2,5 kg 2.0 10 25,5 1,0? 1400 (14) 66 (-10/+20) 32,7
A8, 45grií38A., íurforei, fenőgyanta 2,5 kg 2,0 10 25,5 Ö,94 1400 (14) 64 Í-2Ö/M5) vagy (-14/-UÖ) 28,7
sjegiÉa A9. 80grit38A,, forfuroL fenoígyenta 2,5 kg 2.0 10 25,5 1,09 500 (38) >9Ö (-29A-45) 33,4
A1Ö. 80 grit 38A., ín rímei, fenoigyanta 2,54 kg 2,0 11,3 25,5 1,10 500 (36) >90 /-20/-45/ 33,2
A11. 80 gntSBA., ferfarol, fenoigyanta 2,5? kg 1,9 12,8 25,5 1,15 500 (38) >90 (-2Ö/+45) 32,7
AU. 80 grit 38A., furfüroí, ^fenoigyanta 2,81 kg 1,5 13,8 25,5 1,10 500 (36) >90 (-20/+45) 32,2
112
Minta száma Keverék: szemcse, kötőanyag Keverék tömege fcs A keverékben léj vő oldó- szer iömeg% Kötőanyag tömegló (összes azrérd anyagra) Kötő- i anyag3 térfogat0/» LPD gfcnb -20/+45 mssh frakció Átlagméret pm (mesb) %-os kibe- zalai tő- magié (mesb mérettartomány) eoMeooooooceonmecooooi Átlagos esős relatív sörőség
Ál 3, SOgntSSA,, furfuroí, fenoígyatka 2,66 kg 11,5 15,0 25,5 1.08 500 (35) >90 (-29/+45) 31,2
A kötőanyag téricgati-os mennyisége a hőkezelés utáni granulában lévő szilárd anyagra {azaz kötőanyagra és szemcsére) vonatkoztatott százalékos mennyiséget jelenti, és nem tartalmazza a térfogat%~os porozitást,
A hőkezelt agglomerátumok térfogat%~os kötőanyag-tartalmát nulla belső porozitást és nulla keverési veszteséget feltételezve számítottuk ki.
Abrazív tárcsák
Az Al., A2. és A3. agglomerátum mintákat 6, típusú csészés (cup) abrazív csiszoiétéresák [végső méret: 8,9 χ 9,5 * 2,2-1,3 cm perem (rim)] előállításéra alkalmaztuk, A kísérleti aforaziv tárcsák előállításához az agglomerátumokat 250 grammos sarasokban egy fenolgyanta kompozícióval kézzel addig kevertük, amig sgy egyenletes keveréket nyertünk. A gyanta kötőanyag 22 tömeg! folyékony fenoigyantábol [V-1181 gyanta (gyártó: gyártó: Honeywell International Inc., Friction Division, Troy, New York, Amerikai Egyesült Államok}} és 78 tömeg! elporí zott fenoigyantábol [Durez Varcum' gyanta 29-717 (gyártó: Durez Corporation, Dallas, Texas, Amerikai Egyesült Államok)} állt. Az egyenletes agglomerátum és kötőanyag keveréket öntőformákba helyeztük, majd nyomás alkalmazásával kialakítottuk a
113 zöld fázisú (hő-kezeletlen) tárcsákat. A zöld tárcsákat eltávolítottak az öntőformákból, ezt követően fényezett papírral (coated papor? beburkoltak, majd legfeljebb ISO ’C-os hőmérsékletre melegítettük, végöl pedig az ipari csíszoiőtárcsák előállításának a szakterületen ismert eljárásai szerint osztályoztuk, .kikészítettük, és ellenőriztük.
Annak érdekében, hogy biztosítsuk a tárcsák megfelelő mechanikai szilárdságát a csiszológépre történő felhelyezés utáni forgó mozgáshoz, valamint a megfelelő mechanikai szilárdságot a csiszolás! művelethez, a simított tárcsákat az iparban szokásosan alkalmazott sebességi tesztekkel biztonsági ellenőrzésnek vettük alá. Valamennyi kísérleti tárcsa kibírta a '7200 fordulat/pero sebességgel végzett tesztet, és igy elegendően nagy mechanikai szilárdsággal rendelkezett a síkköszörülésben történő felhasználáshoz.
A tárcsák összetételét (ezen belül a hőkezelt tárcsák térfogatá-os abrazív-, kötőanyag- és porozitástartalmát) a 7-2« táblázatban ismertetjük114
7-2. táblázat
Az abrazív tárcsák jellemzői
Kísérleti tárcsa taggl, minták: 7, pl,, 7-1.. tábl.) Tárcsa összetétel térfogat! Agglo- merátum tömeg! Kötő- anyag tömeg! Tárcsa sűrűség g/em~
Ábra, a Z XV Kötö- fc anyag Poro- zitás
Mind D fokozatú
W1. (Al.) 30 24 46 88,3 11,7 1,492 h
W2, (A2 . > 30 24 4 6 8 8,3 11,7 1,492
WS . (A3 .} 30 24 4 6 88,3 11,7 1, 4 92 )
W4 . <A4 .) 34 20. 4 6 93,3 6, 7 1,593
ÖsszehasonX. minta száma (keresk. jelölés) * Szemcse térfo- gat! Kötő- anyag térfo- gat! Poro- zitás térfo- gat! Abraziv tömeg! Kötő- anyag tömeg!
C1A 3SA80-LS B18 nincs aggl. 46 25 2 9 84,6 15,4 2,149
CÍP 38A80-P9 B18 nincs aggl. 46 31 23 81,6 18,4 2,228
térfogat! abrazív szemcsénél 32 összehasonlító tárcsák nagyobb térfogat! abrazív szemcsét (például 12-16 térfogat!~tsl több abraziv szemcsét) tartalmaztak, mint a 30 vagy 34 térfogat! abraziv szemcsével készített kísérleti tárcsák,
A kísérleti, tárcsák kötőanyagának a térfogatí-cs értékei
115 magukban foglalják sz agglomerátumok előállításához a szemcséken alkalmazott gyanta kötőanyag és a tárcsák előállításához alkalmazott kötőanyag térfogat%~os' értékeit. Az előzetes vizsgálatok megfigyelései alapján a kísérleti tárcsákat a komponensek olyan térfogat%-os értekeivel alakítottuk ki, hogy a kereskedelmi tárcsák esetén a Norton Cempany keménységi fokozat skáláján D fokozatú keménységet érjünk el, 'l Az összehasonlító tárcsa: minták kereskedelmi forgalomban kapható termékek voltak (gyártó: Saint-Gobaín Abrasives, Inc.., Worcester, Massachusetts, Amerikai Egyesült Államok) , amelyeket a 7-2. táblázatban megadott alfanumerikus jelölésekkel azonosítanak. A tárcsák fenolgyanta kötőanyagot, kaíeium-fluoridot (CaFs) és üreges muilit gömböket, 38A, olvasztott/zsugorított (tűsed) aluminium-oxid (alumina) tartalmaznak, és a Norton Company keménységi fokozat skáláján a jelzettnek megfelelő L vagy P keménységi fokozattal rendelkeznek.
Ezeket a kísérleti tárcsákat egy sí kiköszörülő műveletben teszteltük, és a tárcsák ipari felhasználásra alkalmasnak bizonyultak. A kísérleti tárcsákat a 7-2. táblázatban ismertetett, ipari síkköszörűié műveletekben, történő felhasználásra javasolt összehasonlító tárcsákkal együtt teszteltük. Az őszszehasoniító tárcsák azonos méretekkel, azonos abrazív szemcsével és kötés típusokkal rendelkeztek, és más szempontok alapján is alkalmasak voltak a síkköszörülési vizsgálatokban a kísérleti tárcsákkal történő összehasonlításra, viszont a kísérleti tárcsáktól eltértek abban, hogy agglomerált szemcse nélkül készültek. Ezeknek a csiszolási teszteknek az eredményeit a 7-3. táblázatban matatjuk be.
Cs i ε ζο1á s i tesz t
A találmány szerinti tárcsákat és az összehasonlító tár csákat egy, a.z ipari korongos csiszolás modellezésére terve zett, nagy érintkezési felületű, sikköszörüiési tesztben vize gáltuk. A következő körülményeket alkalmaztuk.
Csiszolást.....körűÍmen vek csiszológép: ökums G1-20K, OD/1D Grinder csiszoiásx mód: síkköszörülés (felületcsiszolás); korong szi mutációs teszt tárcsasebesség: 6000 fordnlat/perc; 27,9 m/s (5496 sf'pt) munkasebesség: 10 fordulat/perc; 0,106 m/s (20,9 sfpm) előtolási sebesség: 0,0044/0,0089 mm/s (ö,0105/0,0210 hőtőszer: ionmentes kútvízzel készített 5 tömegé-os Trim
VHPE2.1Q óidat munkadarabanyag: 20,3 cm külső átmérőjű (8 inch CD), 17,8 cm belső átmérőjű (7 inch TD) , 1,27 cm pereme segélye, (rim) 52100 acél, űc~60 keménység lehúzás! (áress) módú gyémántesőkor (cluster diamond), komp, 0, 0254 mm (0,001 inch), 0,254 mm. menetemet kedés (lead)
117
7-3, tábládat
Csiszolása. teszt eredmények
( , , . χ : »ιΧ^*>ΛΛνννν\ΧΛΧ\ΛΛΛΛΛΛΛ.Χννν Elő- } tolás mm/rév V\\\\\V\\VV\MM!UOOOM«ieee<iOW ws (e^/s) í MRR (mm'5/s) Teld . kJ G-arány G-arány/| frakció 1 Faji. j energ, | J/mm'* |
CXL n 0 5 3“ 1,682 ......... 63, 4 7 2160 ; 37,7 O ’y Λ ί > Λ A ό: 5· -Z f V : γ. <2 J ! ?S
$' · 0,0267 :Ί v- k-’ f .Λ. V 32,36 14.40 ; ί ne η 1 η n 5 η ΐ -A- V \-· f sv J ki .i. f v? 43,69 |
C1P
c. tárcsa 0,0533 0,606 65,93 2274 108, 7 236,4 34,4 9
0,0237 0,133 ; 33 , 4 3 2693 251,5 546,7 80,56
D. tárcsa 0,0533 0,402 66,42 2713 165,1 358,5 40,84
0,0267 0,105 ; 33, 37 2474 305, 5 664,1 74,13
Wl. - ~ - - - ... -
0,0267 0, 0 6 2 33,50 1975 54,2 1804 58,95
W2 . 0,0533 0,231 66,73 27 92 235,6 961, 9 41,84
0,0267 0,061 33,48 2154 548, 8 182 9 64,35
W3. 0,0533 0,244 66,7 3 2892 273,5 911,7 43, 34 !
0,0267 0,059 33,53 2194 566, 6 1889 65,43
m. 0,0267 0,116 33,4 3 1915 289,1 8 50,4 57,2.8
A G~arány/abraziv térfogati frakció a tárcsában lévő szemcse csiszoiási viselkedését méri. A számítás a csiszoiási viselkedést az abrazív szemcsék térfogati-os mennyiségeinek a kísérleti és az összehasonlító tárcsák közötti szignifikáns eltéréseire normalizálja. Könnyen látható, hogy a
118 kísérleti tárcsák a térfogat frakció alapján lényegesen jobb csiszolási hatékonyságot biztosítanak (azaz az ugyanolyan szintű csiszolási hatékonyság eléréséhez kevesebb szemcsét igényelnek),
Az eredmények azt matatják, hogy a találmány szerinti eljárásnak megfelelően készített csiszolótárcsák a tárcsakopásssi szemben ellenállónk voltak, miközben a legközelebbi összehasonlító csiszolötárcsákéval ekvivalens előtolási sebességekkel és anyagéitávolitási sebességekkel (MRR) lehetett működtetni a tárcsákat; például ekvivalens fajalgos csiszolási energiák esetén hosszabb volt a tárcsák élettartama, illetve ekvivalens élettartam esetén kisebb volt a tárcsák fajlagos csiszolási energiája, Az egyik abraziv szemcsét nagyobb térfogati-os (34 térfogat%-os> mennyiségben tartalmazó kísérleti tárcsa (W4.) váratlanul nagyobb tárcsakopási sebességet mutatott, mint a kevesebb (30 térfogati) abraziv szemcsét tartalmazó egyéb kísérleti tárcsák. 0, 0267 előtolási sebességnél egy adott MRR-néi valamennyi kísérleti tárcsa kisebb fajlagos energiát mutatott, mint az összehasonlító tárcsák. Mivel a kisebb fajlagos csiszolási energia kisebb elszineződésí (bum) potenciáinak felei meg, a találmány szerinti tárcsák várhatóan kisebb munkadarab-elszíneződést okoznak, mint az összehasonlító tárcsák. Ezenkívül az összehasonlító tárcsákhoz viszonyítva a kísérleti tárcsák a térfogat frakció alapján lényegesen jobb csiszolási hatékonyságot biztosítottak (azaz az ugyanolyan szintű csiszolási hatékonyság eléréséhez kevesebb szemcsét igényeltek). Ez az eredmény ellentétes a kötőanyaggal
113 készült .abrazívok technológiájának a területén elfogadott hagyományos nézettel, miszerint egy több szemcsét tartalmazó magasabb fokozatú tárcsa kopásálló lesz, valamint jobb tárcsaélettartamot és csiszoiásí hatékonyságot biztosít, mint egy alacsonyabb (lágyabb) fokozatú tárcsa, 'Tehát a találmány szerinti tárcsák jobb működése, illetve viselkedése szignifikáns és váratlan volt.
Abrazív tárcsák
Az Aá , és AS, agglomerátum mintákat 6 , típusú csészéé (cup) abrazív csiszoiötárcsák [végső méret: .12,7 χ 5,08 χ 1,53-3,81 cm perem (rím)] előállítására alkalmaztuk, A kísérleti abrazív tárcsákat az előbbi 7. példában Ismertetett eljárásnak megfelelően állítottuk elő.
Az agglomerátumok alkalmazásával készített zöld tárcsák formázása és presélése sorén azt figyeltük meg, hogy a keverék bizonyos préselésére volt szükség ahhoz, hogy a felületcsiszolásban történő felhasználáshoz elegendő mechanikai szilárdságot érjünk ei. Amennyiben az öntőformát megtöltöttük a kötőanyag és az agglomerátumok keverékével, és gyakorlatilag nem történt préselés a formázás során, és ily módon az agglomerátumok megtartották az eredeti LPD értéküket, akkor az igy nyert hőkezelt kísérleti tárcsák az összehasonlító tárcsákhoz viszonyítva a csiszolásban nem nyújtottak semmilyen előnyt.
Azonban, ha az agglomerátumok és a kötőanyag formázott keverékére elegendően nagy nyomást gyakoroltunk ahhoz, hogy a keve120 rék térfogata legalább 8 térfogat%-kal csökkenjen, akkor a. tárcsák jobb csiszolás! hatékonyságot, illetve viselkedést matattak a f eiületcsiszolási tesztekben.. Megfigyeltük, hogy (az agglomerátum eredeti LPD-je és az öntőformában elhelyezett keverék térfogatának az alapján) 8-35 térfogat%-os kompresszíós térfogat értékek eredményeztek a találmány szerinti előnyöket mutató operatív tárcsákat. Megfigyeltük továbbá, hogy az agglomerátumok 8-15 térfogat%~os töredezése nem. változtatta meg az ilyen agglomerátumokkai készített tárcsa csiszolás! hatékonyságát, illetve viselkedését.
Annak érdekében, hogy biztosítsuk a tárcsák megfelelő mechanikai szilárdságát a csiszológépre történő felhelyezés utáni forgó mozgáshoz, valamint a megfelelő mechanikai szilárdságot a csiszolás! művelethez, a simított tárcsákat az iparban szokásosan alkalmazott sebességi tesztekkel biztonsági ellenőrzésnek vettük alá, Valamennyi kísérleti tárcsa kibírta a 6308 fordulat/perc sebességgel végzett tesztet, és így elegendően nagy mechanikai szilárdsággal rendelkezett a síkköszörűlésben történő felhasználáshoz.
A tárcsák összetételét (ezen belül a hőkezelő tárcsák térfogat %-os abrazív-, kötőanyag- és porozitástartaimát) a 8-1. táblázatban ismertetjük.
121
8-1, táblázat
Tárcsa faggl. minták: 2. pl., 7~i tábí.) fokozat Regeim. modulus GPa Tárcsa összetétel íérfegsí% Aggb- rwátum tömeg% Kötőanyag tömegéé Légst- eresztés^ Tárcsa sűrűség g/cm3
Ábrázó/3 Kötő- b anyag Porozitás
Minta száma
W5.(A4.)D 3,290 30 24 43 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. (AS4 D 3,755 34 20 46 93.3 6,7 5,8 1.589
W8.(A4.}Ö 4,615 30 30 40 83,1 16,9 4,4 1,569
Összehasonlító péida száma (kereskedeP mijeíölésf Rugalm. modulus GPa Szemcse térfogadé Kötő- anyag térfo- gatié Porozitás térfogatié Abrazív tömeg% Kötőanyag tömeg% Légát- eresztés0 Tarosa h sűrűség H g/cm3
C2I 38A80 19 SIS agglomerátum nélkül 14,883 46.0 21,2 32,S 88,8 13,4 1,1 20,98
C2L 38A8Q 19 818 egglomeráfum nélkül IS,091 48,0 25,0 29,0 64,6 15,4 0.7 2,149
C2P 3SAS0 PS 818 agglomerátum nélkül 20,313 | 48,0 31,9 23,0 81,6 18,4 0,3 2,228
- 122 -
Ossz®- | hasonlító | példa száma | (keresked®!i> mi jelölés) Regeim. modulus GPa Szemcse térfogatéi Kötő- anyag térfo- gaiéi Porozitás térfogat% Abrazív tömegű Kötőanyag tömegű Légáh srsszíés0 1—PPPnn1 Tárcsa | söröség | g/cm3 |
C2T 1 38A8ÖTS 1 818 aggó- 25,484 48,.0: 38,3 15,7 78.2 21.8 Öő 2,328
& nélkül L· 1
térfogaté abrazív szemcsénél az összehasonlító tárcsák nagyobb térfogaté abrazív szemcsét (például 12-16 térfogat %~fal több abrazív szemcsét) tartalmaztak, mint a 30 vagy 34 térfogaté abrazív szemcsével készített kísérleti tárcsák.
A kísérleti tárcsák kötőanyagának a térfcgat%~os értékel magukban foglalják az agglomerátumok előállításához a szemcséken alkalmazott gyanta kötőanyag és a tárcsák előállításához: alkalmazott kötőanyag térfogatl-cs értékeit. A W5., W6> és W3. tárcsákat a Norton Company keménységi fokozat skáláján D fokozatú keménységgel állítottuk elő. A W7, tárcsát a Norton Company ipari tárcsák esetén alkalmazott keménységi fokozat skálája szerinti A fokozattal, míg a W9. tárcsát G fokozattal állítottuk elő.
Az összehasonlító tárcsa minták kereskedelmi forgalomban kapható termékek voltak (gyártó: Saint-Scbaín Abrasives, Inc., Worcester, Massachusetts, Amerikai Egyesült Államok), amelyeket a -8-1, táblázatban megadott alfanumerikus jelölésekkel azonosítanak. A tárcsák fenolgyanta kötőanyagot, kaicium-fluoridot (CaFg) és üreges műilít gömböket, 38A, clvssztott/zsugorított (fused) alamíni.um-oxíd (alumina) tartalmaznak, és a Norton Company keménységi fokozat skáláján a jelzettnek megfelelő r, L, P vagy T keménységi fokozattal rendelkeznek.
A fluid permeabilitást (légáceresztést) az 5 738 696. és az 5 738 697. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban ismertetett eljárásoknak megfelelően, egy 1,1 cm-es fúvókéval mértük, és crf7mp/2,54 cm víz (cc/seo/inch vater) formájában fejeztük ki.
12:3
A hőkezelt, kísérleti tárcsák vizuális vizsgálata során ágy tűnt, hogy a tárcsában az agglomerátumok egymáshoz kötésére alkalmazott fenolgyanta behúzódva az agglomerátumok felülete korul lévő üres területekre, részben vagy teljesen kitöltötte az üres területeket. Szt nem észleltük sem a zöld tárcsákban, sem. pedig a nagy viszkozitású tárcsa gyantákkal készített tárcsákban. Ezek a megfigyelések arra utalnak, hogy a kötőanyag a hőkezelési művelet során beszivárgott (wicked} az agglomerátumok üres területeibe, Véleményünk szerint ez a hőkezelési lépés ideje alatti kötőanyag-migráció — az agglomerátumokon belüli, és az agglomerátumok közötti elméleti porozitás-elo-szláshoz képest — hatékonyan csökkenti az agglomerátumon belüli (intra-aggi.omsrate) porozitást, illetve hatékonyan növeli az agglomerátumok közötti (inter-aggiomerate) porozitást. héttő eredményként egy olyan kompozit szerkezet alakul ki, amely egy egymáshoz kapcsolódó (interconnected) jellegű porozitásbói álló folytonos fázisban lévő abraziv szemcse/kötőanyag mátrixot tartalmaz.
Ezeket a kísérleti tárcsákat egy síkköszörülő műveletben teszteltük, és a tárcsák ipari felhasználásra alkalmasnak bizonyultak. A kísérleti, tárcsákat a 8-1«. táblázatban ismertetett, ipari síkköszörülö műveletekben történő felhasználásra javasolt összehasonlító tárcsákkal együtt teszteltük. Az őszszehasonlítő tárcsák azonos méretekkel, azonos abraziv szemcsével és kötés típusokkal rendelkeztek, és más szempontok alapján is alkalmasak voltak a síkköszörülési vizsgálatokban a kísérleti tárcsákkal történő összehasonlításra, viszont a ki124 sérieti tárcsáktól eltértek abban, -hogy agglomerált szemcse nélkül, készültek. Ezeknek a csiszolás! teszteknek a körülményeit és eredményeit az alábbiakban, illetve a 8-1, táblázatban mutatjuk be.
Csiszolásí teszt
A találmány szerinti tárcsákat és az összehasonlító tárcsákat egy, az ipari korongos csiszolás modellezésére tervezett, nagy érintkezési felületű, síkköszörölési tesztben vizsgáltuk. A következe körülményeket alkalmaztuk.
Csiszolásí körülmények csiszológép: Eaii Grinder; maximális teljesítmény; 45 HP csiszolásí mód: .síkköszörülés (felület-csiszolás) ?' korong szimulációs teszt táresasebesség: 4282 fordulat/perc; 27,9 m/s /5500 sfpt) munkasebesség; 3 fordulat/perc; 0,192 m/s (37,7 sfpm) előtolási sebesség; 0,0686/0,1016 m/s (0,0027/u,004 inch/mín) .csiszolásí. idő: 15 perc kisülés (sparkout); 10 másodpere hűtőszer; ionmentes kútvízzel készített 2 tcmeg%-os Trirn Clear oldat munkadarabanyag;: 1,22 m külső átmérőjű (48 inch QD), 1,1:8 m belső átmérőjű (46,5 inch ID), 1,91 cm peremszegélyü (0,75 inch rím) 1070 acél, HE 300-331 Brínnell keménység;
lehúzás (dress): nincs
125 —2. táblázat
Csisaolásí. teszt eredmények
Minta (3-1. tábl.) és fokozat Előtolás mm-/rév WR (maT/s) MER .. 3 .. . usm / s; Telj , W G~arány G-arány/ abr„ tf. frakció Faji., h energ. H J/wa3
C2 I 0,0636 18,35 125,07 536« 6,81 14,81 42,92
0, 1016 35,65 128,51 5100 3, 60 7,84 39, 69
C2 L 0,0686 13,83 155,37 7242 11,24 24,43 ; 4 6, 61
0,1016 28,93 172,32 7372 5,99 13,02 : 42,54
C2 P 0,0686 11,96 168,04 8646 14,05 30,53 51,45
0,1016 24,91 ; 200,38 9406 8,04 17,4 9 46, 94
0 , 0686 11,56 171,39 8700 14,83 32,23 50,7 6
0,1016 25,29 ) 198,16 8906 7,84 17,03 44,94
C2 T 0,0686 8,56 ISO,25 10430 22, 31 48,51 54,62
0,1016 21,03 226,52 11012 10,77 23,42 48,61
0,, 0 60 6 8, 33 192,48 10013 23,10 50,22 52, 02
0,1016 20,56 230,27 10 857 11,20 24,35 47,15
WS D 0, 0 6 8 6 9, 50 184,57 7 962 19,42 64,74 43,14
0,1016 23,8? 207,37 8109 3,69 28,96 39,10
0,068 6 9,83 182,44 7731 18,56 61,85 42,38
0,1016 24,11 206,15 7970 8,55 28,50 38,66
wo D 0,0686 13,5? 157,10 6 2 6 7 11, 58 ; 34,04 39,89
0,1016 3 0, 0 8 165,42 6096 5, 50 : 16,17 36, 8 5
6
0 f 0 6 8 6 13, 88 154,66 6142 11,07 32, 54 39,72 7
0, 1016 27, 93 17 9,91 6463 6,44 18, 95 35, 93
W? A 0,0686 23,2.5 91,73 327 8 3, 95 13,15 ; 35,73
0,1016 39,67 101,05 33.30 2,55 8,49 32, 95
0,0 5 0 8· 15, 15 82,10 | 308.3 5,42 18,07 37,56
0,068 6 23,14 92,44 3321 3,99 13,31 : 35, 93
0,1016 33,33 103,27 3434 2,63 8,75 33, 26
0,0508 14,73 67,94 5 3179 5,77 19,22 ; 37,43
W8 D 0,0686 13,18 158,01 ; 6523 11,72 34,4? 41,28
0,10.16 28, 01 179,60 6810 6,41 18, 84 37, 92
0,0688 12,94 161,36 6533 12, 47 36,67 40,4 9
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 16,84 254,80 107 61 15,13 50,42 42, 2.3
0,0 68 6 5,39 213,34 10274 39,58 131, 9 : 48,16
0,1016 18,72 255, 62 10677 15,28 50,95 : 41,77
: A G-arány/abraziv térfogati; frakció a tárcsában lévő szemcse csiszolás! viselkedését méri. A számítás a esiszoiási viselkedést az abraziv szemcsék térfogat%~os mennyiségeinek a. kísérleti és az ősszehasoniitó tárcsák közötti szignifikáns eltéréseire normáliséija. Könnyen látható, hegy a kísérleti tárcsák a térfogat frakció alapján lényegesen jobb csiszolás! hatékonyságot biztosítanak {azaz az ugyanolyan szintű csiszolás! hatékonyság eléréséhez kevesebb szemcsét igényelnek;.
Az eredmények azt mutatják, hogy a találmány szerinti eljárásnak megfelelően készített csiszoló-tárcsák hosszabb élettár tamóak {W8R} voltak ekvivalens fajaigos csiszolasi energiák
127 esetén, illetve ekvivalens élettartam esetén kisebb volt a tárcsák fajlagos csiszolás! energiája. Mível a kisebb fajlagos csiszolási energia kisebb elszineződésí (burn) potenciálnak felel meg, a találmány szerinti tárcsák várhatóan kisebb munkadarab-elszíneződést okoznak, mint az összehasonlító tárcsák.
Ezenkívül az összehasonlító tárcsákhoz viszonyítva a kísérleti tárcsák a térfogat frakció alapján lényegesen jobb csiszolási hatékonyságot biztosítottak (azaz az ugyanolyan, szintű csiszolási hatékonyság eléréséhez kevesebb szemcsét igényeltek). Ez az eredmény ellentétes a kötőanyaggal készült ábrázívok technológiájának a területén elfogadott hagyományos nézettel, miszerint egy több szemcsét tartalmazó magasabb fokozatú tárcsa kopásálló lesz, valamint jobb tárcsaéiettartamot és csiszolási hatékonyságot biztosít, mint egy alacsonyabb (iágyabb; fokozatú tárcsa.
Tehát a találmány szerinti megoldással olyan kísérleti tárcsák állíthatók elő ás működtethetők, amelyek ipari szempontból elfogadható mechanikai szilárdságnak, azonban viszonylag kis mérhető keménység! fokozatokkal rendelkeznek és viszonylag nagy mennyiségben tartalmaznak a tárcsa abraziv mátrixán belül folytonos fázisként megjelenő egymáshoz kapcsolódó (interconnected) jellegű porozítást,
9, példa
Abraziv tárcsák
Az A6. agglomerátum mintát 6, típusú csészés (cup) abraziv csiszolótárcsák [végső méret; 12,7 * 5,08 χ 1,53-3,81 cm perem
- 128 •X (rim)j előállítására alkalmaztuk. A kísérleti abrazív tárcsákat a íentí 7. példában ismertetett eljárásnak megfelelően állítottuk elő. Annak érdekében, hogy biztosítsuk a tárcsák megfelelő mechanikai szilárdságát a csiszológépre történő felhelyezés utáni forgó mozgáshoz, valamint a megfelelő mechanikai szilárdságot a csiszoiási művelethez, a simított tárcsákat az iparban szokásosan alkalmazott sebességi tesztekkel biztonsági ellenőrzésnek vettük alá. Valamennyi kísérleti tárcsa kibírta a 6.3 08 forduiat/pere sebességgel végzett tesztet, és így elegendően nagy mechanikai szilárdsággal rendelkezett a sikkoszörUiésben történő felhasználáshoz,
A tárcsák összetételét (ezen belül a hökezelt tárcsák térfogat%~os abrazív-, kötőanyag- és porozitástartalmát) a 3-1. táblázatban ismertetjük.
Az ábra^iv tárcsák jellemzői
Kísér- leti. tárcsa íaggi. minták: 3, pl.) Fokozat Agglo- merátum: minta (1-71 ; tábi,) Tárcsa összetétel térfogati Aggiomeratum tömeg% Kötőanyag tömeg % Rúgalm. modulus GPa
Abra- zív Kötő- b anyag Poro- zitás
Minta száma
W18 S A6. 30 24 4 6 38, 3 íl,7 3,414
Wl l Λ A 6, 31 18 52 93,1 6,3 1, 906
A kísérleti tárcsák kötőanyagának a térfogat%~os értékei
- 129 az agglomerátumok előállításához a szemcséken alkalmazott gyanta kötőanyag térfogat%-os értékeit és a tárcsák előállítására. alkalmazott kötőanyag térfogati-os értékeit foglalják magukban.
A hőkezelt kísérleti tárcsák vizuális vizsgálata (az előző 8. példához hasonlóan) azt bizonyította, hogy a kötőanyag az agglomerátumok felszínénél vagy belsejében lévő üres területekre vándorolt. Nettó eredményként ismét egy olyan kompozit szerkezet alakul ki, amely egy egymáshoz kapcsolódó (interconnected) jellegű porozitásbói álló folytonos fázisban lévő abraziv szemcse/kötőanyag; mátrixot tartalmaz.
A kísérleti tárcsákat a 8. példában ismertetett felületcsiszolású műveletben teszteltük, és megállapítottuk., hogy a kísérleti tárcsák alkalmasak ipari felhasználásra, A kísérleti tárcsák csiszolású, eredményeit összehasonlítottuk a 8-1. táblázatban ismertetett négy összehasonlító tárcsa eredményeivel.
Az öszszehasonlitö tárcsák azonos méretekkel, azonos abrazív szemcsével és kötés típusokkal rendelkeztek, és más szempontok alapján is alkalmasak voltak a sikköszörüiési vizsgálatokban a kísérleti tárcsákkal történő összehasonlításra, viszont a kísérleti tárcsáktól eltértek abban, hogy agglomerált szemcse nélkül készültek. Ezeknek a csiszolásé teszteknek az eredményeit a 9-2. táblázatban mutatjuk be.
no
Minta (9-1. tábl.) Fokozat s MRR (mm /sí : Telj . .................. G-arány G-arány/ abr. tf. frakció0 Faji. csísz. H energ. H J/rcm3 H
Elő- tolás mm/rev WWR a {w /s)
W10 D 0,0686 6,15 206,97 9397 33,63 112,1 45, 40
0,1016 18,72 241,93 9637 12,93 43,1 4 0, 08
0,0508 6, 80 202,32 3147 2 3, 82 9 9,4 45,10
0,0686 17,69 243,92 10143 14,07 4 6,9 40,75
Wll A 0/0686 18,48 124,05 47 33 6, 7! 22,4 3 8,16
0,1016 34,70 133/99 4777 3, 8 6 12,9 35,65
0,0508 12,34 100,74 3379 8,16 27,2 39,50
0, 0636 18,15 125,98 47,21 6,94 23,1 37,48 .............................
0,1016 34,78 133,59 4768 3,8 4 12,8 35,69
0,0508 11,75 104,70 4083 8,31 29,7 39,00
C2 L 0,0686 13,83 155,37 7242 11,24 24,43 4 6, 61
1 0,1016 28, 93 173,32 7 372 5, 99 13,02 42,54
A G-arány/abrazlv térfogaté frakció a tárcsában lévő szemcse csiszolást viselkedését méri. A számítás a csiszolás! viselkedést az abraziv szemcsék térfogaté-os mennyiségeinek a kísérleti és az összehasonlító S-l, táblázat, C2h minta) tárcsák közötti szignifikáns eltéréseire normalizálja. Könnyen látható, hogy a kísérleti tárcsák a térfogat frakció alapján lényegesen jobb csiszolás! hatékonyságot biztosítanak (azaz az ugyanolyan szintű csiszolás! hatékonyság eléréséhez kevesebb szemcsét igényelnek) .
131
A viszonylag kis (A és D> keménységi fokozatú kísérleti tárcsák nagyobb WWR-t# de kisebb energiaigényt mutattak, mint ugyanazon csiszolási műveletben az összehasonlító tárcsák ]C2 L minta, egy L fokozatú tárcsa táblázat)]. A 8-1. táblázatban szereplő összehasonlító (L-P fokozaté; tárcsák (a Norton Company skáláján) több mint 8 .fokozattal voltak keményebbek, mint a W10 és Síi kísérleti tárcsa. Váratlan volt, hogy a tesztcsiszolások legtöbbjében a kísérleti tárcsák (a G~ arány, az bRR és a kisebb energiaielhasználás szempontjából) felülmúlták az összehasonlító tárcsákat.
Ezenkívül az Összehasonlító tárcsákhoz viszonyítva a kísérleti. tárcsák a térfogat frakció alapján lényegesen jobb csiszolási hatékonyságot biztosítottak (azaz az ugyanolyan szintű csiszolási hatékonyság eléréséhez kevesebb szemcsét igényeltek). Ez az eredmény ellentétes a kötőanyaggal készült abrazívok technológiájának a területén elfogadott hagyományos nézettel, miszerint egy több szemcsét tartalmazó magasabb fokozatú tárcsa kopásálló lesz, valamint jobb tárcsaélettartamot és csiszolási hatékonyságot biztosit, mint egy alacsonyabb (lágyabfo) fokozatú tárcsa.
Tehát a találmány szerinti megoldással olyan kísérleti tárcsák állíthatók elő és működtethetők, amelyek ipari szempontból elfogadható mechanikai szilárdságúak, azonban viszonylag kis mérhető keménységi fokozatokkal és viszonylag nagy egymáshoz kapcsolódó fínterconnected) jellegű porozitással rende 1 kéz nek.
132
Ábrázív tárcsák
Az A?. és A8. agglomerátum mintákat csiszolótárcsák [végső méret: 12,7 χ 5,08 χ 1,59-3,81 cm perem (rím)] előállítására alkalmaztuk, A W12, és bl3, tárcsához egy -10/+20 roesh szemcseméret-eioszlásra szitáit agglomerátum mintát használtunk., A. 5414. tárcsához egy -14/+20 mesh szemcseméret-eloszlásra szitált agglomerátum mintát alkalmaztunk. A kísérleti aforaziv tárcsákat a fenti 7. példában ismertetett eljárásnak megfelelően állítottuk elő. Annak érdekében, hogy biztosítsuk a tárcsák. megfelelő mechanikai szilárdságát a csiszológépre történő felhelyezés utáni forgó mozgáshoz, valamint a megfelelő mechanikai szilárdságot a osiszolásí művelethez, a simított tárcsákat az iparban szokásosan alkalmazott sebességi tesztekkel biztonsági ellenőrzésnek vettük alá. Valamennyi kísérleti tárcsa kibírta a 6308 fordulat/perc sebességgel végzett tesztet, és így elegendően nagy mechanikai, szilárdsággal rendelkezett a síkköszöruiésben történő felhasználáshoz,
A tárcsák összetételét (ezen belül a hőkezeit tárcsák térfogatl-os aforaziv-, kötőanyag- és porozitástartaimát> a 10-1. táblázatban ismertetjük.
-- 133 10-1. táblázat.
Aa abrazív bá
Kísér- leti tárcsa Fokozat Agglom, (1-7, tábl.s méret Rúgalm. modulus GPA Tárcsa összetétel térfogat! Agglo- me- rátum tömeg! Kötő- anyag tömeg! Légát- eresz- tés~
Ábra- , a ZiV Kötő- b anyag Foro- ; zitás
W12 D A 7 . -10/-20 3,53 5 30 24 46 SS, 3 11,7 13,3
W13 D AS . --10/+20 3, 4 6.9 30 24 46 8 8,3 11,7 12,0 :
W14 D A 8'. -147+20 3, 68 9 30 24 4 6 8 8,3 ' 11,7 11,2
Össze- hason!. minta száma (keresk. jelölés)0 Rugalm, modulus GPA Szemcse tr% Kötő- anyag tf% Poro- zitás tf% Abra- zív tömeg! Kötő- anyag tömeg!
C4L 3SA46-L9 818 nincs agglom. 14,411 4 6, 0 25,0 29,0 84, 6 15,4 K/A
térfogat! abrazív szemcsénél az összehasonlító tárcsák nagyobb térfogat! abrazív szemcsét (például 16 térfogat!tál több abrazív szemcsét) tartalmaztak,, mint a 30 vagy 34 térfogat! abrazív szemcsével készített kísérleti tárcsák.
A kísérleti tárcsák kötőanyagának a térfogat!-os értékei magukban foglalják ar agglomerátumok előállításához a
134 szemcséken alkalmazott gyanta kötőanyag és a tárcsák előállításához alkalmazott kötőanyag térfogatí-os értékeit.
v: Az összehasonlító- tárcsa minták kereskedelmi forgalomban kapható termékek voltak (gyártó: Saint-Gobain Ábrásíves, Inc., borcester, Massaebusetts, Amerikai Egyesült Államok) , amelyeket a 10-2. táblázatban megadott alfanumerikus jelölésekkel azonosítanak. A tárcsák fenoigyanta kötőanyagot, kalcium-fluo-ridot (CaF'2> és üreges mullit gömböket, 38A. olvasztott/zsugoritott ífusedj aluminium-ozid íalumina) tartalmaznak, és a Norton Company keménység! fokozat skáláján a jelzettnek megfelelő L keménység! fokozattal rendeIkernek.
Ca : A fluid permeabilitást (légáteresztést) az 5 738 696. és;
az 5 738 697. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban ismertetett eljárásoknak megfelelően, egy <
1,1 cm-es fúvó-kával, mértük, és cm/mp/2,54 cm víz (ccZsec/ínoh watsr) formájában fejeztük ki,
A hőkezeit kísérleti tárcsák vizuális vizsgálata (az előző 8, és 9. példához hasonlóan}· azt bizonyította, hogy a kötőanyag az agglomerátumok felszínénél vagy belsejében lévő üres területekre vándorolt, héttő eredményként ismét egy olyan kompo zit szerkezet alakul ki, amely egy egymáshoz kapcsolódó (ínteroonnected) jellegű porozitásböl álló folytonos fázisban lévő abraziv szemcse/kötöanyag mátrixot tartalmaz,
A kísérleti tárcsákat egy f elületcsíszólás! műveletben teszteltük, és megállapítottuk, hogy a kísérleti tárcsák alkalmasak ipari felhasználásra. A kísérleti tárcsák csiszolás! eredményeit összehasonlítottuk a 10-1. táblázatban ismertetett összehasonlitö tárcsa eredményeivel. Az Összehasonlító tárcsa azonos méretekkel, azonos abrazív szemcsével és kötés típussal rendelkezett, és más szempontok alapján is alkalmas volt a
á. .5 C összehasonlításra, viszont a kísérleti tárcsáktól eltért abban, hogy agglomerált szemcse nélkül készült,
A csiszolási teszteknek a körülményeit és eredményeit az alábbiakban és a 10-2. táblázatban mutattuk be.
Csiszolási körülmények csiszológép: Rail Grinder; maximális teljesítmény: 45 HP csiszolási mód: sikköszörülés (felületcsiszolás); korong szimulációs teszt tárcsasebesség: 4202 fordulat/perc; 27,9 m/s (5500 sfpt) munkasebesség: 6 fordulat/perc; 0,383 m/s (75,4 sfpm) előtolási sebesség; 0,0254/0,035-6 w/s (0,0010/0,0014
ί. π eh /'mi. π) csiszolási idő: 15 perc valamennyi tolást sebességnél; 45 hp kisülés (sparkout): 10 másodperc hűtőszer: ionmentes .kút vízzel készített 2 tömag%~os Trim Cíear oldat.
munkadarabanyag; 1,22 m külső átmérőjű (48 inch CD), 1,18 m belső átmérőjű (4€,5 inch TD ) , 1,91 cm peremszegélyű (0,77 inch rám) A1SI 1070 acél, BB 302 Brtnnell keménység;
lehúzás (dress): nincs
- 136 ~
Minta (10-1. tábl.) Fokozat Előtolás : mm/rév WWR 3 (mm. /s) MER 3 , (mm zs) Teli . W G-arány G-arány/ abr. tf, frakció3 Faji. N enerc. '3 OVmm
C4 L 0,0 6 8 6 ; 4 3, 58 169,46 6119 3, 4 2 7,4 8 36,11
0,0508 28,77 179,20 742 3 6,23 13, 5 41,42
0,0356 17,52 143,00 6214 8,16 17,7 43,46
W12 D 0,0686 28,84 300,44 12249 10,73 35,8 39,58
0( 0508 18,54 248,32 10387; 13,40 44, 6 43,84
0,0356 9,66 196,12 98 31 20, 3.1 67, 7 50,13
0,0254 4,54 156,08 8876 34,41 114,7 56,87
W13 D 0,068 6 30,41 290,50 11613 9,85 32, 8 38,73
0,0508 19,35 242,75 10320 12, 54 41,8 • 42,51
0,0356 10,39 191,15 9386 18,39 61, 3 4 9,10
W14 D 0 , 0 6 8 6 24, 82 336,59 13467 13,56 45,2 4 0,01
0,0508 10, 92 238,89 10099 11,99 40,0 42,27
0,0356 8, 93 200,98 3892 22,4 0 7 5,0: 49,22
A G-arány/sbrazív térfogat! frakció a tárcsában lévő szemese csiszolás! viselkedését meri. A számítás a csiszolás! viselkedést az abrazív szemcsék térfogat%-cs mennyiségeinek a kísérleti és az összehasonlító tárcsák közötti szignifikáns eltéréseire normái íz ál ja. Könnyen látható, hogy a. kísérleti tárcsák a térfogat frakció alapián lényegesen jobb csiszolás! hatékonyságot biztosítanak (azaz az ugyanolyan szintű csiszolás! hatékonyság eléréséhez kevesebb szemcsét igényelnek).
- 137 A kísérleti tárcsák esetén az energiafalvétel némileg nagyobb, azonban a WbR szignifikánsan kisebb volt, mint az őszszehasonlító tárcsáké. Véleményünk szerint, ha a kísérleti tárcsákat az összehasonlító tárcsák esetén alkalmazott kisebb
MRR-néi működtettük volna, a kísérleti tárcsák kevesebb energiát igényeltek volna.
Ezenkívül az összehasoniitö tárcsákhoz viszonyítva a kísérleti tárcsák a térfogat frakció alapján ismét lényegesen jobb cslszolási hatékonyságot biztosítottak (azaz az ugyanolyan szintű csiszolásí hatékonyság eléréséhez kevesebb szemcsét igényeltek). Ez az eredmény ellentétes a kötőanyaggal készült abrazivok technológiájának a területén elfogadott hagyományos nézettel, miszerint egy több szemcsét tartalmazó magasabb fokozatú tárcsa kopásálló lesz, valamint jobb tárcsaélettartamot és cslszolási hatékonyságot biztosit, mint egy alacsonyabb (iagyabb) fokozatú tárcsa.
Abrazív szemcse/szerves kötőanyag agglomerátumok
Az alábbi 11-1. táblázatban ismertetett különféle kötőanyagokat alkalmaztunk a 7-1. táblázatban Ismertetett A9-AÍ3. agglomeráit abrazív szemcse minták előállítására. Ahogyan a korábbi 7. példában, az agglomerátumokat egy abrazív szemcse, .·$<
fenolgyantát (üurez V.ar cuki gyanta 29-717, fajlagos sűrűség:
1,28 g/cm'' (gyártó: Durez Corporation, Dallas, Texas, Amerikai
Egyesült Államok) 1 tartalmazó kötőanyag és a 11-1. táblázatban ismertetett töltőanyag keverékéből állítottuk elő. A szemcsét ~ 138 és a kötőanyagokat a 11-1. táblázatban megadott mennyiségekben használtuk. Valamennyi mintát szíkánnal kezelt, 80 grit (165 ,μτη) szemesemé rét ü 38A. olvasztott/zsugoritott (tűsed) alumínium-oxíd (alumína) (gyártó: Ssint-Gobain Ceramics & Piastics, Inc,, Worcester, Massachusetts, Amerikai Egyesült Államok) abraziv szenesével állítottuk élő.
A szemcsét és a gyanta kötőanyagot egy nagynyírásű Sirich Mixer [RV-02 modell (gyártó: Stich Company, Gurnee, Illinois., Amerikai Egyesült Államok)] keveröüstlébe helyeztük. A keverés megkezdésekor az üstsebességet 64 forduiat/perc értékre és a keverőlapát-sebességet 723 fordulat/perc értékre állítottuk be. Annak érdekében, hogy szemcse és a kötőanyag egymáshoz agglomerálődjon, a keverés közben szabályozott sebességgel, permet tormájában megfelelő mennyiségű oldószert (forfurolt) permeteztünk a szemcse és a kötőanyag keverékére. Az oldószernek a keverékre történő permetezését addig folytattuk, amíg a szemcsék és a kötőanyag kialakították az agglomerátumokat (2,5 kg szemcsét és a 11-1.. táblázatban megadott mennyiségű kötőanyagot tartalmazó sarzs esetén 15-20 o/perc sebességű permetezés mellett 7 perc), A permetezést egy Tool Mist Coolant Generátor (gyártó: Wesco Company, Chatsworth, Kalifornia, Amerikai Egyesült Államok) alkalmazásával hajtottuk végre. Az agglomerációs eljárást atmoszferikus körülmények között, szobahőmérsékleten hajtottuk végre.
A keverőben végzett agg lomé bál. és után a nedves agglomerált abraziv szemcse mintákat (US szabvány szerinti) 3,5-es szitán rostáltuk, majd egy éjszakán keresztül környezeti körülmények
9 között szárítottuk. Ezt követően a mintákat ~2ö/*45 szemesemérét—eloszlásra ismét rostáltuk, és egyetlen rétegben egy körülbelül 45 * 30 cm méretű, fluor-polimerrel bélelt sütőtálcáré szórtuk. A gyanta kötőanyag hőkezeléséhez az agglomerátumokat atmoszferikus körülmények között, 160 °C-os maximális hőmérsékletre melegítve és 30 percen keresztül ezen a hőmérsékleten tartottuk. A nagyobb agglomerátumok kisebb agglomerátumokká történő részleges széttörőeiése és szeparálása érdekében a hőkezelt agglomerátumokat egy manuálisan működtetett 3,8 cm-es (1,5 inch) acélrúddal elhengereltük,
A felhasználható, az amerikai szitaméret szabvány szerinti -20 és +45 mesh közötti méreteloszlásű granulákként definiált szabadon folyó agglomerátumok kihozatala a szemcse keverék össztömegére vonatkoztatva az agglomeráíás előtt > 30 tömegó volt,
Az agglomerátumokat az abraziv csiszolószerszámok előállításában történő felhasználás előtt és után a laza térfogatsürűségre (lőcse packing density, LPD), a relatív sűrűségre és a méreteloszlásra nézve teszteltük, valamint vizuálisan jellemeztük. Az eredmények a 7-1, táblázatban láthatók,
Ezek az agglomerátumok olyan LPD, relatív sűrűség és méreteloszlás jellemzőkkel rendelkeztek, amelyek alapján az agglomerátumok alkalmasak abraziv csiszolotárcsák ipari előállításában történő fölhasználásra. A kész, hőkezelt agglomerátumok háromdimenziós, egyebek mellett háromszögletű, gömb alakú, kocka alakú, négyszögletes és más geometriai formákkal rendelkeztek. Az agglomerátumok a szemcse-szemcse érintkezési pon140 toknál gyanta kötőanyaggal egymáshoz kötött több egyedi abrazív szemcséből (például 2-40 szemcséből) álltak. Az agglomerátumok szerkezete tömörítéssel szemben kellőképpen ellenállóval! ahhoz, az abrazív tárcsa keverési és formázási (hőkezelősi) műveletei után az agglomerátumok megtartsák a háromdimenziós jellegüket [azaz az agglomerátumok jelentéktelen (például. 20 tömegá-nái kisebb; része redukálódott egyedi abrazív szemcse szerkezetekké a tárcsa-előállítás- folyamata során] . Megfigyeltük, hogy a gyanta és töltőanyagok kombinációival készített agglomerátumok kevésbé voltak ragadósak, illetve könnyebben voltak szeparálhatók, mint a gyantával, de töltőanyag nélkül készített agglomerátumok. Ezenkívül, valamivel kisebb mennyiségű oldószerre volt szükség, amikor töltőanyagot adtunk a gyantához.
Tehát ha a szerves kötőanyagokhoz előzetesen (a csiszolótárcsába beépíteni kívánt) szervetlen töltőanyagokat adtunk, a szerves kötőanyagokkal készített abrazív szemcse agglomerátumok előállítására is felhasználhatjuk (kisebb módosításokkal) ugyanazokat az eljárásokat, amelyeket a fenoigyanta kötőanyaggal készített agglomerátumok előállítására alkalmaztunk.
141
11-1. táblázat &g &S-&.13, agglomerátumokban alkalmazott kötőanyagok
Kötőanyag komponensek A. kötőanyag tömeg! Bt kötőanyag tömeg! C, kötőanyag tömeg % D. kötőanyag tömeg! E. kötőanyag tömeg! 12. példa
Fenol gyanta*5 100 78,4 81,7 48,4 37,7
Töltőanyag33 italt nincs 21,6 38,3 51,6 62,3
Fajlagos sörűség g/cm 1,28 1,47 1, 66 1,85 2,04
....
A fenolgyanta Durez Varcnm 29-717 gyanta (gyártó: Dnrez Corporation, Dallas, Texas, Amerikai Egyesült Államok; volt <
A töltőanyag (Mio-übsm Canada, Inc., Oakvilie, Ontario, Kanada) < 45 mikrométer -(-325 mesh) szemcseméretü volt. A töltőanyagot a szemcse és a folyékony anyag hozzáadása előtt összekevertük az elporitott gyanta komponenssel.
Abrazív tárcsák
Az A9-A13. agglomerátum mintákat csiszolötárcsák [végső méret: 12,7 < 5,08 χ 1,59-3,81 cm perem (rím)3 előállítására alkalmaztuk. A kísérleti aforaziv tárcsákat a fenti 7. péidáfoan ismertetett eljárásnak megfelelően állítottuk elő. Annak érdekében, hogy biztosítsuk a tárcsák megfelelő mechanikai szilárdságát a csiszológépre történő felhelyezés utáni forgó mozgáshoz, valamint a megfelelő mechanikai szilárdságot a csiszo142 lási művelethez., a simított tárcsákat az Iparban szokásosan alkalmazott sebességi tesztekkel biztonsági ellenőrzésnek vettük alá. Valamennyi kísérleti tárcsa kibírta a 6308 fordulat /perc sebességgel végzett tesztet, és igy elegendően nagy mechanikai szilárdsággal rendelkezett a síkköszörülésben történő felhasználáshoz.
A tárcsák összetételét (ezen beiül a hőkezelt tárcsák térfogatl-os abraziv-, kötőanyag- és porozitástnrtalmát} a 11-2, táblázatban ismertetjük.
11~2. táblásat
Tárcsa Fokozat Agglom. u~ü tábl.) Rúgalm, modulus Tárcsa összetétel térfogat! Kötő- anvao eeeeowoooooeoeeoöMeMeeoo^t Tármc·' j. C3 x.· ou :>
GPá ábra -, a zxv Köz δη anyag Porozz tás racum tömeg! tömeg! ·: g/cnd
W15 D (A9J 3, .3'7 3 30 24 4 6 88,3 7 7 0 1,492
Wlg D (A10,: 2,263 30 24 46 88,4 11,7 1,436
W17 D (A.11 „ i 3, 188 30 24 4 6 88,6 11,4 1,515
WÍ8 D (A12.) 3,485 30 24 4 b 88 , Ί 11,3 1, 535
W1S D (Ά13.) 3, 64 4 30 24 4 6 88,9 11,1 1,554
143
Össze™ hason!. stiata száma (ksresk. jelölés)C Bogaim, modulu a GPA Szemcse tf% Kötő- anyag tf% PorO- ZitáS fcf% Ábra™ zív tömegt Kötő- anyag tömegi Tárcsa sűrűség| g/cn<' |
C5L 38A80-19 818 nincs agglom. 17,006 4 6, 0 '7 £ 29,0 64,6 15, 4 2,149 :
CSP 38A80-P9 Sí 3 nincs agglom. 21,111 4 6, 0 31,0 23,0 31,6 16,4 2,228 (
C5T 38A80-T9 SÍ 3 nincs agglom. 24,545 4 6, 0 36,3 15,7 78,2 21,8 2,325
C5D® nincs agglom. 9,163 46 6 46 96,4 3,9 1,973
CSJ nincs agg lom.. 15,796 4 δ IS 34 39,2 1.0,8 •h *· < 21 γ .1 Z. Ö
6 térfogati. abra2ív szemcsénél az összehasonlító- tárcsák nagyobb térfogati abrazív szemcsét (például 16 térfogatitál több abrazív szemcsét5 tartalmaztak, mint a 30 térfogati abrazív szemcsével készített kísérleti tárcsák.
A kísérleti tárcsák kötőanyagának a táriogst%~os értékei magukban foglalják az agglomerátumok előállításához a szemcséken alkalmazott gyanta kötőanyag és a tárcsák előállításához alkalmazott kötőanyag térfogati-os értékeit.
A C5L, C5F és C5T összehasonlító tárcsa minták kereskedelmi forgalomban kapható termékek voltak (gyártó: SaintGobaín Abra-siv.es, Inc., Worcester, Massachusetts, Amerikai
144
Egyesült Államok) , amelyeket a 11-2. táblázatban magadott alfanumerikus jelölésekkel azonosítanak. A tárcsák fenolgyanta kötőanyagot, kaloium-fluoridot (CaEz) és üreges mullít gömböket, 36 A. olvasztott/zsugorított (fused: alumi.nium-oxid (aleinaj tartalmasnak, és a Norton Company keménység! fokozat skáláján a jelzettnek megfelelő L, P vagy T keménység! fokozattal rendelkeznek,
A fluid permeabilitást (légáteresztést} az. ö 738 696. és az 5 738 697, számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban ismertetett eljárásoknak megfelelően, egy
1,1 cm-es fúvókával mértük, és- cm /mp/2,54 -ere víz (cc/~ sec/inch water) formájában fejeztük ki.
A C5D tárcsa minta mechanikai szilárdsága nem volt elegendő ahhoz, hogy a tárcsa eleget tegyen az ipari biztonsági tesztek követelményeinek.
Ezeket a kísérleti tárcsákat egy síkköszörülő műveletben teszteltük, és a tárcsák ipari felhasználásra alkalmasnak bizonyultak, A kísérleti tárcsákat a 11-2. táblázatban ismertetett, ipari síkkoszőrülő műveletekben történő felhasználásra szolgáld, kereskedelmi forgalomban árusitott C5L, C5P és C5T összehasoniitö tárcsákkal együtt teszteltük. Az összehasonlító tárcsák azonos méretekkel, azonos abrazív szemcsével és kötés típusokkal rendelkeztek, és más szempontok alapján is alkalmasak voltak a sikköszorülési vizsgálatokban a kísérleti tárcsákkal történő összehasonlításra, viszont a kísérleti tárcsáktól eltértek abban, hogy aggiomerált szemcse nélkül készültek. A. csiszolásí tesztbe bevontuk a W5 kísérleti tárcsát és a CLP összehasoniitó tárcsát (8-1. táblázat) is.
Egy későbbi, azonos osiszolási körülmények között végzett tesztben két további (C5D és C5J) összehasonlító tárcsát tesz145 teltünk. A C5D és C5J összehasonlító tárcsákat a '7, példa szerinti kísérleti, tárcsák előállítására ismertetett eljárásnak megfelelően állítottuk elő, azzal az eltéréssel, hogy a 7. példában ismertetettek helyett a 11-2, táblázatban bemutatott kompozíciókat alkalmaztuk. Annak érdekében, hogy a kísérleti tárcsák viselkedését összehasonlíthassuk az azonos fokozatú (azaz azonos vagy hasonló térfogat%-cs szemcse-, kötőanyag- és porozítástartalommai rendelkező) hagyományos tárcsák viselkedésével, az előbbiekben, említett tárcsákat iágyabb <D és J) tárcsafokozattal készítettük el és teszteltük. A fokozat hozzárendeléseket a tárcsához kiválasztott kötőanyag összetétele és a kész tárcsában lévő abrazív szemcse, kötőanyag és porozitás térfogatszázaiékos értékei alapján végeztük, A csiszolási teszteknek a körülményeit és eredményeit az alábbiakban es a 11-2, táblázatban mutatjuk be,
Csiszolási körülmenyek csiszológép: Rail Grinder; maximális teljesitmény:: 45 HP csiszolási mód: síkköszörülés (felületcsíszolás); korong szimulációs teszt tárcsasebesség: 4202 fordulat/perc? 27,-9 m/s (5500 sfpt; munkasebesség: 3 fordulat/perc; 0,192 m/s (37,7' sfprn) előtolási sebesség: 0,0508/0,0686 mm/s (0, 0020/0, 0027 ínoh/min) csiszolási idő: 15 perc valamennyi tolást sebességnél kisülés (sparkout): 10 másodperc hütőszer; ionmentes kútvizzei készített 2 tömegl-os Trim Clear
146 oldat munkadaxabanyag; 1,22 m külső átmérőjű <48 inch OD), 1,18 m belső átmérőjű (46,.5 inch ID), 1,91 cm peremszegélyü (0,75. Inch ring ATS! 1070 acél, HB 302 Brínnell keménység lehúzás (dress): nincs
11-2. táblázat
Csissolási
Tárcsa Minta (11-1. tábl.f Fokozat Előtolás mm/rev WR (Γ ΓίΓΠ / S ) : MRR ímm^/s) Telj . ő G-arány G-arány/ abr. tf. frakció0 Faji. energ. Ü / xfUTl:
CS L 0,1016 34,56 1.35, 01 4 7 72 3, 91 3,4 9 35, 35
0,0 68 6 19,48 116,97 4247 6 , 00: 13,05 36,31
CS P 0,1016 2 3,44 169,57 6373 5, 7 6 12,52 37,59
0,0686 17,04 133,48 5033 7,33 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, Q 5 0 8 12,63 63,81 37 96 7,83 17,01 38,41
CS T 0,1016 2:5,56 195,72 7963 7, 66 16, 64 40,69
0,. 0 68 6 15,18 146,05 5920 9,62 20,9 40,54
0,1016 23,2.0 211,72 7554 9,13 19, 8 4 0,40
0,0686 11,92 163,04 7163 14,09 30, 6 42,66
0,0508 11,16 108,76 457 7 9, 75 21,2 42, 03
C2 P 0,1016 : 26,09 192,17 7664 7,36 16,01 39, 88
147
Tárcsa Minta mm. tahi.) Fokozat Előtolás mm /rév WMF (m’/s) mek ΐ (mzO/s: Telj , M G-arány G-arány/ abr, tf. frakció’ Faji. emero. „ . 3 <J / mlH?
0,0686 13,21 .159,34 667 8 12, 06 2 6,2 41,91 H
0,0508 6, 83 137,94 6004 20,19 43,9 43,53 H
W1S D Ö,1016 21,89 22.0,7 3 7706 10,09 33, 6 34,91
0,0686 10,78 175,74 657 0 16,30 54,3 3 7,3 8
WX6 D 0,1016 34,81 133,39 4 088 3,83 12,77 30, 65
0,0686 13,43 124,16 4014 6,74 32,33
0,1016 31,65 154,66 507.2 4,8 9 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
0,0 68 6 15,05 145,86 5186 9,76 32,5 35,31 1
ms d 0,1016 2 8,6 3 175,14 5550 6, 12 20, 4 31,69 H
0,0686 15,62 .143,20 4 801 9,17 30, 6 33, 53
H W19 D 0,1016 32,16 151,22 4536 4,70 15,7 2 9, 39
0,0 6 8 6 20,43 110,47 : 3577 5,41 1.5,02 32,38
0,0508 11,14 108,85 377 3 9,7 7 32,6 34,67
0,1016 : 30,83 160,25 507 6 5,20 1.7,32 31,67
0, 0 6 8 6 : 16,17 139,36 4 446 8, 62 21 0 y S -ö 31, 90
0,0508 ί 8,42 127,20 4166 15,10 50,3 32,75
W5 D 0,1016 23, 45 210,01 7314 3, 55 29,8 34,83
0,0686 11,91 168,15 6163 14,12 47,1 36, 65
0,0508 5,18 149,00 : 567 4 28,78 95,9 : 38,13
148
Tárcsa Minta (11-1. táfol.? Fokosat Elő- tolás mm/rév WWA . 3 , , (mm /s f MRH (mm /s) Telj . M G-arány G-arány/ abr. tf. frakció Faj 1. energ. , 3 0 /mm
C5Dfe 0,1016 48,80 50,19 1858 1,21 2,53 31, 38
0,0686 36, 78 54,51 1722 1,48 3,09 31,59
1 0,050« | 85,23 59,7 0 1993 1,69 3, 53 33,39
esd5* 0,1016 22,38 217,7 9033 9, 73 20,3 41, 4 9
0,0686 11,20 17 3,3 737 6 15,47 32,2 ; 42,55
0,0508 6, 67 14 0,5 6024 21,07 43,9 42,89
0,1016 10, 50 236,1 10260 12,05 25,1 43,47
0,0686 9, 6 2 183,6 8294 19, 07 39, 7 45,19
0,0508 4,73 .151,9 7018 32,13 66, 9 4 6, 19
: A G-arány /'abrazív térfogati frakció a. tárcsában lévő szemcse csiszolás.! viselkedését méri, A számítás a csiszoiási viselkedést az abrazív szemcsék térfogat%-os mennyiségeinek a kísérleti és az összehasonlító tárcsák közötti szignifikáns eltéréseire normálízálja. Könnyen látható, hogy a kísérleti tárcsák a térfogat frakció alapján lényegesen jobb csiszoiási hatékonyságot biztosítanak (azaz ar ugyanolyan szintű csiszoiási hatékonyság eléréséhez kevesebb szemcsét igényeinek),
A C5D és a C5J tárcsákat egy későbbi időpontban teszteltűk, mint a többi mintát, azonban a csiszolás! teszt körülményei mindkét időpontban azonosak voltak.
A kísérleti tárcsák némileg kisebb energiafelvéfelt, de hasonló Ab mutattak, mint az összehasonlító tárcsák. A foko149 zatok eltérését (D versus h-t) tekintve ez meglepő.
Ezenkívül az összehasonlító tárcsákhoz viszonyítva a kísérleti tárcsák a térfogat frakció alapján ismét lényegesen jobb csiszolás! hatékonyságot biztosítottak (azaz az ugyanolyan színtű csiszolásí hatékonyság eléréséhez kevesebb szemcsét igényeitek/. A C5J minta nagyobb MRR sebességeknél működött, így ennek a tárcsának az adatai összehangban állnak az általános trenddel, A külön cslszolási tesztben vizsgáit C2P és a WSD minták jobban viselkedtek, mint a további minták, azonban a kísérleti és a összehasonlító tárcsák közötti eltérések összhangban állnak az általános trenddel. Sz az eredmény ellentétes a kötőanyaggal készült abrazivok technológiájának a területén elfogadott hagyományos nézettel, miszerint egy több szemcsét tartalmazó magasabb fokozatú tárcsa kopásálló lesz, valamint jobb tárcsaélettartamot és csiszolás! hatékonyságot biztosít, mint egy alacsonyabb (iágyabb) fokozatú tarosa.
Tehát a találmány szerinti megoldással olyan kísérleti tárcsák állíthatók elő és működtethetők, amelyek ipari szempontból elfogadható mechanikai szilárdságűak, azonban viszonylag kis mérhető keménységi fokozatokkal rendelkeznek, és ipari célok esetén hatékony csiszolásí működést biztosítanak.
Abrazív szemcse/vítrifikáit kötőanyag agglomerátumok
Az AVI. agglomeráit abrazív szemcse minta előállítására egy vi trífikáit kötőanyagot (1-2. táblázat A. kötőanyag/ alkalmaztunk. Az agglomerátumokat az abrazív szemcse és a vítri150 fikáit kötőanyag keverékéből az 1. példában ismertetett forgó égetéses eljárással állítottuk elő, azzal az eltéréssel, hogy az AVI. agglomerátumok előállításához. 2,6 tömegí A, kötőanyagot alkalmaztunk, és a. szemese 80 grit (165 um) szemcseméretű 38A. olvasztott/zsugorított (fused) aluminíum-oxid (alomina} ígyártó: Saint-Gobain Ceramics & P'lastics, Inc., Worcester, Massachusetts, Amerikai Egyesült Államok) abrazív szemcse volt. Az agglomerátumok sziláénál történő bevonásához a színtereit agglomerátumokat 2 tömeg%-os vizes (gamma-amino-propil)~trietoxi-szilán-oldattal (Witco Corporation, Erisndly, West Virginia, Amerikai Egyesült Államok) nedvesítettük fa 80 grít szemesemé rét ü agglomerátumokon 20,28 ml/kg (9,2 ml/lb) 1 , ezt követben 120 ':'C~on szárítottuk, majd a szíiánkezelés során képződött csomók eltávolítása érdekében rostáltuk,
A felhasználható, az amerikai szitaméret szabvány szerinti -20 és 445 mesh közötti méreteloszlású granulákként definiált szabadon folyó agglomerátumok kihozatala a szemcse keverék össztömegére vonatkoztatva az agglomerálás előtt 86 tömegá volt. A vitrifíkalt szemcse agglomerátumokat az abrazív csiszolöszerszámok előállításában történő felhasználás előtt és után a laza térfogatsűrüségre (loose packing density, LED 1,04), a relatív sűrűségre (0,268) és a méreteloszlásra (20/445 mesh) nézve teszteltük, valamint vizuálisan jellemeztük .
Ezek az agglomerátumok olyan LPD, relatív sűrűség és méreteloszlás j ellemzőkkel rendel kertek, amelyek alapján az agglomerátumok alkalmasak abrazív esiszoiótárosák ipari előállt15,1 fásában történő felhasználásra. A kész, hökeselt agglomerátumok háromdimenziós, egyebek mellett háromszögletű, gomb alakú, kocka alakú, négyszögletes, hengeres és más geometriai formákkal rendelkeztek. Az agglomerátumok a szemcse-szemcse érintkezési pontoknál vitrifikáit kötőanyaggal egymáshoz kötött több egyedi abraziv szemcséből (például 2-40 szemcséből) álltak. Az agglomerátumok szerkezete tömörítéssel szemben kellőképpen ellenálló volt ahhoz, az abraziv tárcsa keverési és formázási (hőkezelése} műveletei után az agglomerátumok megtartsák a háromdimenziós jellegüket [azaz az agglomerátumok jelentéktelen (például 20 tőmegó-nái kisebb; része redukálódott egyedi abraziv szemcse szerkezetekké a tárcsaeiöáliitás folyamata során!.
Az abraziv szemcsét [38A. olvasztott/zsugoritott (tűsed) aiuraínium-oxzd (alumina) (gyártó: Saint-Gobain Ceramics S ülastics, Inc., Worcaster, Massaehnsetts, Amerikai Egyesült Államok)) és a gyanta kötőanyagot (11-1. táblázat E. kötőanyag) egy nagynyitású Sirich Mixer (R07 modell (gyártó: Erich Company, Gurn.ee, Illinois, Amerikai Egyesült Államok) ] keverőüstjébe helyeztük. A keverés megkezdésekor az üstsebességet (az óramutató járásával azonos irányú) 460 fordulat/perc értékre és a keverőlapát-sebssséget (az óramutató járásával ellentétes irányú) 890 fordulat/perc értékre állítottuk be. Annak érdekében, hogy szemcse és a kötőanyag egymáshoz agglomerálődjon, a keverés közben szabályozott sebességgel, permet formájában megfelelő mennyiségű oldószert (forfurolt) permeteztünk a szemcse és a kötőanyag keverékére. Az oldószernek a keverékre történő permetezését addig folytattuk, amíg a szem152 csék. és a kötőanyag kialakították az agglomerátumokat (49,5 kg szemcsét és a 12-1. táblázatban megadott mennyiségű kötőanyagot tartalmazó sarzs esetén. 350-390 g/perc sebességű permetezés mellett összesen 2,5 perc). A permetezést egy Spraying Systems berendezés (Autojet 38660 modell? gyártó: Spraying Systems, Wheaton, Illinois, Amerikai Egyesült Államok) alkalmazásával hajtottuk végre. Az agglomerációs eljárást atmoszferikus körülmények között, szobahőmérsékleten hajtottuk végre.
Az oldószer elpárologtatásához az Alá. agglomerátumot kétszer átfuttattuk egy 1,8 m (six foct) hosszúságú rázőcsűszdán (Erle-z Magnetics, HS/115 modell, Erié, Pennsylvania, Amerikai Egyesült Államok). Ezt követően az agglomerátumot egy laza abrazív szemcsével (80 grti, 38A,) ágyra helyeztük (1 tömegrész agglomerátum és 2 tömegresz laza abrazív) , majd az agyat atmoszferikus körülmények között betettük egy kemencébe (VRD-19Q-1S, Despatch Industries, Mínnealopis, Minnesota, Amerikai Egyesült Államok)A gyanta kötőanyag hőkezeléséhez a hőmérsékletet legfeljebb 160 °C~ra emeltük, majd 30 percen keresztül a maximális hőmérsékleten tartottuk. A hőkezelést követően a laza abrazív a végső méretezési folyamatban levált az aggiome r á t umo k r ő 1.
- 153 12-1, táblázat
Mintássá- ma Keverék: szemcse. kötőanyag Keverék tömege A keverékben levő odó- szer tömeg% Kötőanyag tömeg% (összes szilárd anyagra) Köfö- a anyag térfogat% LPD g/errő -20/+45 mesh frakció Áflagmeret μπτ (mesh) -20/+45 hálóméret %-os kihozafsl -20/+45 hálóméret Átlagos %-os relatív sűrűség
Á14, 80 grit 38 A., furturol E. kötőanyag 58,2 kg 1,5% 15% 25,5 1,05 500 (35) 85 % 30,3
A kötőanyag tér£ogat%-os mennyisége a hőkezelés utáni graaulában lévő szilárd anyagra (azaz kötőanyagra és szemcsére) vonatkoztatott százalékos mennyiséget jelenti, és nem tartalmazza a térfogat%~os porozitást.
A hőkezelt agglomerátumok térfogati-os kötőanyag-tartalmát nulla belső porozitást és nulla keverési veszteséget feltételezve számítottuk ki.
Abrazív tár c s á k
Az AVI. és Ali. agglomerátum mintákat osiszolötárcsák (végső méret: 12,7 χ 5,08 χ 1,59-3,81 cm perem (rim-j előállítására alkalmaztuk, A kísérleti abrazív tárcsákat a fenti 7.
példában ismertetett eljárásnak megfelelően állítottuk elő. Annak érdekében, hogy biztosítsuk a tárcsák megfelelő mechanikai szilárdságát a csiszológépre történő felhelyezés utáni forgó- mozgáshoz, valamint a megfelelő mechanikai szilárdságot a csiszolást művelethez, a simított tárcsákat az iparban szokásosan alkalmazott sebességi tesztekkel biztonsági ellenőrzésnek vettük alá. Valamennyi kísérleti tárcsa kibírta a 5308
- 154 * fordulat/perc sebességgel végzett tesztet, és így elegendően nagy mechanikai szilárdsággal rendelkezett a sikköszörüiésfeen történő felhasználáshoz. A tárcsák összetételét (ezen belül a hökezelt tárcsák térfogat%~os afe.razi.v~, kötőanyag- és porozihústartalmát; a 12-2. táblázatban ismertetjük.
Tárcsa Fokozat Igeiem, (6. pl., 12-1. tábi.; Agg 1. keverékek vetni, kötő- anyag/ gyanta kötő- anyag Tárcsa összetétel térfogati Agglo- Verát cm tömeg% Kötő- anyag tömegé .Légát- eresz- tös”'
Abra- zív* Kötő- ; h ; anyag ' Perc- zitás
W20 D gyanta 0/100 30 24 4 6 SS, 9 11,1 6,3
W21 D 27/75 30 24 4 6 86, 9 13,1 5, 8
W22 fe 50/50 : 30 2 4 4 6 8 4, 9 15, 1 5,7
W2 3 D 7 5/25 30 24 4 6 82,8 17,2 5,2
W24 D vítri- fikáit 1W0: 30 24 46 80, 8 19,2 4,6
W25 G gyanta 0/100 30 30 4 0 8 4,7 15,3 3, 8
W26 G 25/7 5 30 30 40 83, 6 16, 4 3,7
W27 G 50/50 30 30 40 80,8 19,2 3, 6
W2S G 75/25 30 30 40 78,8 21, 1 3,3
155
Tárcsa. Fokozat Agglom, {6, pl., 12-1, tábl.) AggI. keverékek vxtrzr. kö főanyag/ gyanta kötőanyag Tárcsa összetétel térfogat! Aggio- me - rá tűm tömeg! Kötő- anyag tömeg! Légáf- eresz- t.ésd
Abra- zív1' Kötő- fc anyag Poro- zitás
W29 G vífcri- fxkMfc 100/0 30 30 40 76,3 23,2 2,0
Ös szabáson! „ minta száma (karask. jelölés)C Szemcse ff! Kötő- anyag tf% Poro- zitás ff! Ábra- : ziv tömeg! Kötőanyag t öme g % Légát- eresz- tés'
CSX 3SAS0-19 SIS nincs 4 6,0 21,2 32, 8 86, 6 13,4 1,1
C6L 38A80-L9 818 4 6, 0 25,0 29, 0 75, 6 ) 15,4 0,7
CO 38A80-PS 818 46, 0 31,0 23,0 81,6 13,4 0,6
CST 33A8Q-T3 313 46, 0 38,3 15,7 78,2 21,8 0,1
térfogat! abrazív szemcsénél az összehasonlító tárcsák nagyobb térfogat! abrazív szemcsét {például 16 térfogatira i több abrazív szemcsét) tartalmaztak, mint a 30 térfogat! abrazív szemcsével készített kísérleti tárcsák.
A kísérleti tárcsák kötőanyagénak a térfogatl-os értékel magukban foglalják az agglomerátumok előállításához a szemcséken alkalmazott, gyanta kötőanyag és a tárcsák elő156 állításához alkalmazott kötőanyag térfogatá-os értékeit.
''x Az összehasonlító tárcsa minták kereskedelmi forgalomban kapható termékek voltak (gyártó: Saint-Gobain Abrasives,
Inc., Worcester, Massachuseths, Amerikai Egyesült Államok)., amelyeket a 12-2. táblázatban megadott alfanumerikus jelölésekkel azonosítanak. A tárcsák fenoigyanta kötőanyagot, kalcíum-fluoridot (CaFo) és üreges mullit gömböket, 38A. olvasztott/zsugorított (fnsed) sluminíum-oxíd (alumina) tartalmaznak, és a Norton Company keménységi fokozat skáláján a jelzettnek megfelelő Ϊ, L, E vagy T .keménység! fo ko z attál rende lke zne k.
d: A fluid permeabilitást (Iégáteresztést) az 5 138 696. és az 5 738 697, számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban ismertetett eljárásoknak megfelelően, egy ··<
1,1 cm-es .fúvókéval mértük, és cm/mp/2,54 cm viz (cc/sec/inch water) formájában fejeztük ki.
A hőkezelt kísérleti tárcsák vizuális megfigyelése, hasonlóan a korábbi 7. példához, azt igazolta., hogy a kötőanyag az agglomerátumon belüli (intra-agglomerate) üres területekbe vándorolt, A CSL összehasonlító tárcsa és a W2ÖD kísérleti tárcsa (12-2. táblázati ősiszolófelületeíröl 46-szoros nagyítású mikrofényképekst készítettünk. A képeket a 4. és 5. ábra mutatja be. A 4. ábrán (összehasonlitő tárcsa) és az 5. ábrán (Kísérleti tárcsa) látható, hogy a találmány szerinti abraziv kompozitban a porozitás (sötét területek) egymáshoz kapcsolódó (interconnected) csatornák folytonos fázisaként jelenik meg. Az abraziv szemcse és a kötőanyag egy hálózatnak látszik, amelyben az abraziv szemcse a szerves kötőanyagokban van rögzítve. Ezzel ellentétben a összehasonlító tárcsának lényegében egyenletes szerkezete van, amelyben a porozitás alig látható, és néz: folytonos fázisként jelenik meg.
157
Ezeket a kísérleti tárcsákat egy síkköszörüiö műveletben teszteltük, és a tárcsák ipari felhasználásra alkalmasnak bizonyultak. A kísérleti tárcsákat a 12-2:. táblázatban ismertetett, ipari síkköszörüiö műveletekben történő felhasználásra szolgáló, kereskedelmi forgalomban árusított összehasonlító tárcsákkal együtt teszteltük. A kísérleti tárcsákban megfigyelt f .okozateltolódás igazolásához (azaz hogy a kísérleti tárcsákban kisebb keménységi fokozat képes ugyanolyan eredmény elérésére, mint a hagyományos tárcsák nagyobb keménységi fokozata) az összehasonlító tárcsákhoz I-tőI N-ig terjedő Norton fokozatú keménységet választottunk. Az összehasonlító tárcsák azonos méretekkel, azonos abrazív szemcsével és kötés típusokkal rendelkeztek, és más szempontok alapján Is alkalmasak voltak a síkköszörülési vizsgálatokban a kísérleti tárcsákkal történő összehasonlításra, viszont a kísérleti tárcsáktól eltértek abban, hogy agglomeráít szemcse nélkül készültek. A caiszolási teszteknek a körülményeit és eredményeit az alábbiakban és a 12-3, táblázatban mutatjuk be.
Csiszoiásl körülmények csiszológép: Rali Grinder; maximális teljesítmény: 45 HP csiszoiási mód: síkköszörülés ffelüietcsíszoiás); korong szimulációs teszt tárcsasebesség: 4202 fordulat/perc; 27,9 m/s (5500 sfpf) munkasebesség: 3 fordulat/perc; 0,152 m/s (37,7 sfpm) előtolási sebesség: 0,0656/0,1016 mm/s (0,002//0,004 mch/min) csiszoiásl idő: 15 perc valamennyi tolásé sebességnél
158 kisülés (sparkout): 10 .másodperc hűtőszer: ionmentes kútvízzel készített 2 tömeg%~os Trim clear oldat munkadarabanyag; 1,22 m külső átmérőjű (48 inch OD) , 1,18 m belső átmérőjű (46,5 Inch ID), 1,91 cm. peremszegélyű (0,75 inch rim.) AXSI 1070 acél, HB 302 3rlnne.ll keménység lehúzás (dress): nincs
12-3. táblázat
Tárcsa Minta .(12 -2. tábl.) Elő- tolás mm/rév O 3 per /s) MRR gzr'/s; Telj . W S-arány G-arány/ abr. tf. frakció' Faji. : csiszolása ©nerc?. , ’3 3/mm
esi 0,löl6 : 37,22 117,17 3861 3,15 6,64 32,95
0,0686 23,14 92, 4 4 3118 3, 99 8, 6 3 33,73
CSh 0,1010 35,98 125,39 4297 3, 50 7,61 34,13
0,0686 21,96 100,34 3358 4,57 9,33 33,46
C€P 0,1016 26, 00 193,19 7951 7,43 16,15 41,16
0,1016 27,15 185,17 7443 6,82 14,32 40,20
0,0686 ) 14,48 150,82 4372 10,42 22,6 40,93 ;
ŐST 0,1016 : 16,02 254,31 11968 14,10 30,7 4 6, 9 5
0,0686 . 17,69 249,12 11187 14,08 30,6 44, 90
0,0686 8, 96 188,01 8.539 20,98 45,6 4 5, 42
0, 1.016 2 6, 4 9 190,95 6039 7,21 24,0 31, 63
155
i Tárcsa Μ int s (12-2. tábl.; ülőtől á s mm/rév WWR 3 . (mm /s) MRR z (mm. /s) Telj . W G-arány G-arány/ abr. tf. frakció5 Faj 1. csiszolás.:, anerg. •j / mm
0,1016 25,08 172,10 5398 5, 92 19, 73 31, 36
0,0685 14,96 148,67 4744 3,88 33,0 32,13
W21 0,1016 10,63 238,19 11048 23,05 93,5 37,05
0,0 686 2,4 3 232,22 9764 95, 4 6 318 42,05
0,0686 1,97 235,55 10527 119,79 399 44,69
W22 0,1016 18,99 241,13 84 97 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, 06S-6 7,32 196,63 7 073 25,13 8 3,8 35, 97
0,0686 6, 35 206,66 767 9 32,54 108,5 37,16
W24 0,1016 7,2 4 319,57 12211 44,15 147,2 38,21
0,1016 : 7,37 318,56 12049 43,2.1 144,0 37,82
0,0 68 6 1,25 240,11 11043 132,65 642 45,99
0,0 6 8 6 1,64 233,89 11227 14 5,96 487 47,00
W25 0,1016 22,32 217,60 7724 9,7 5 32,5 35,50
0,1016 22,36 218,31 7 4 61 9, 76 32,5 34,18
0,0686 ; 10,71 178,27 6392 16,65 55,5 35,86
S?28 0,1016 8,9 6 308,62 11654 34,4 3 11,4,8 37,7 6
ö, 0686 : 1,68 237,13 11129 141,04 47 0 4 6,92
0,0686 4,34 220,13 9294 50,73 169,1 42,22
W2? 0,1016 ( 12,42 284,50 10673 22, 91 7 6, 4 37,52
0, 0 6 8 6 | 3,38 226,21 9.393 66,94 223 41,52
160
Tárcsa Minta (12-2:. tábl.) Elő- tolás mm/rév WWH . 3 , . (mm / s i MRR W/s) Telj . W G-arány G-arány/ abr. tf. frakció” Faj 1„ csiszo- lási energ. J/mmÓ
0,1016 15,44 264,23 9377 17,12 57, 1 37,38
0,0686 5,53 211,32 8 450 38,24 127.,5 39,99
0,0686 5,01 214,76 8502 42,33 142,3 : 39,59
W2S 0,1016 7,54 5 .1.8,5 6 13638 42,2 6 140, 9 42,81
0,1016 8, 27 312,97 12464 37,33 126,1 39,83
0,0686 0, 93 242,35 11664 260,32 868 48, 13
: A G-arány/abr-azív térfogat! frakció a tárcsában lévő szemcse csiszolás! viselkedését méri. A számítás a csiszolás! viselkedést az abraziv szemcsék térfogatl-os mennyiségeinek a aisérleti és az összehasonlító tárcsák közötti szignifikáns eltéréseire normái izéi ja. Könnyen látható., hogy a kísérleti tárcsák a térfogat frakció alapján lényegesen jobb csiszolás! hatékonyságot biztosítanak (azaz az ugyanolyan szintű csiszolás! hatékonyság eléréséhez kevesebb szemcsét igényelnek),
A teszteredmények azt bizonyítják, hogy a Norton keménység! fokozat skálán D vagy G fokozatú kísérleti tárcsák a nagyobb keménység! fokozatú, P-T fokozatú összehasonlító tárcsákkal ekvivalens teljesítményt nyújtottak. A kísérleti tárcsák viselkedése különösen meglepd volt, mivel ezek a tárcsák csak 30 térfogati abrazív szemcsét tartalmaztak, mig az összehasonlító tárcsák abraziv szemcse tartalma 46 térfogati volt.

Claims (14)

  1. Tehát a találmány szerinti tárcsák a szemcse teljesítmény szignifikáns mértékű fokozásával maximalizálták az egyedi szemcsék csiszolás! teljesítményét.
    1. Kötőanyaggal készült abrazív szerszám, amely (a) egy 10-38 térfogait szerves kötőanyaggal kötött 24-48 térfogati abrazív számosét és 10 térfogat!-nái kisebb poroz!fást tartalmazó első fázis, ahol a kompozit első fázisában az abrazív szemcsék egy része 2-8 tömeg! kötőanyaggal együtt agglomerált több szemcse formájában van; és (b) egy 38-54 térfogat! porozitást tartalmazó második fázis háromdimenziós kompozitjábél áll; ahol. a második fázis egy, a kompoziton belül lévő folytonos fázis, és a kötőanyaggal készült abrazív szerszám szakadási sebessége (fourst speed.) legalább 20,32 m/s (4000 sfpm}.
  2. 2. Az 1, igénypont szerinti, kötőanyaggal készült abrazív szerszám., amelyben a kompozit első fázisa 10-2.2 térfogat! szerves kötőanyaggal kötött 26-40 térfogat! abrazív szemcsét és 10 térfogat%~nái kevesebb porozitást tartalmaz, valamint a második fázis 38-58 térfogat! poroz!fásból áll.
  3. 3. Az 1, igénypont szerinti, kötőanyaggal, készült abrazív szerszám, amelyben a kompozit első fázisa 18-38 térfogat! szerves kötőanyaggal kötött 24-42 térfogat! abrazív szemcsét tartalmaz, valamint a második fázis 38-54 térfogat! porozitásbői áll.
  4. 4. Az 1. igénypont szerinti, kötőanyaggal készült abrazív szerszám, amelyben a kompozit első fázisában lévő abrazív szemcsék 10-100 térfogat!-® szerves kötőanyaggal együtt agglomeráit több abrazív szemcse formájában van.
    162
  5. 5, Az 1, igénypont szerinti, kötőanyaggal készült abrazív szerszám, amelyben a kompozit első fázisában lévő abrazív szemcsék 10-100 térfogat%--a szervetlen kötőanyaggal együtt agglomeráit több abrazív szemcse formájában van,
  6. 6. As 5, igénypont szerinti, kötőanyaggal készült abrazív szerszám, amelyben a kompozit legalább 1 térfogati szervetlen kötőanyagot tartalmaz,
  7. 7. Az 5. igénypont szerinti, kötőanyaggal készült abrazív szerszám,· amelyben a kompozit legalább 2.-12 térfogati szervetlen kötőanyagot tartalmaz,
  8. 8, Az 5, igénypont szerin.fi, kötőanyaggal készült abrazív szerszám, ahol a kötőanyaggal készült abrazív szerszám legfeljebb 10 <3Pa rugalmassági modulus értékkel és legalább 30,48· m/s (6000 sfpm) szakadási sebességgel rendelkezik,
  9. 9. Az 5. igénypont szerinti, kötőanyaggal készült abrazív szerszám, ahol a kötőanyaggal készült abrazív szerszám a börtön Company fokozatskálájával értékelve A és ü közötti keménységi fokozattal rendelkezik, és a kötőanyaggal készült abrazív szerszám keménységi fokozata legalább egy fokkal iágyabb, mint annak az egyéb vonatkozásban azonos, hagyományos szerszámnak a keménységi fokozata, amely olyan abrazív szemcsékkel készült, amely abrazív szemcsék előzetesen nem voltak egy szervetlen kötőanyaggal agglomeráiva,
  10. 10, Az 5. igénypont szerinti, kötőanyaggal készült abrazív szerszám, amelyben a szervetlen kötőanyag a következő csoportból kerül kiválasztásra: üvegesitett/vítrifikáit kötőanyagok, kerámia kötőanyagok, üveg-kerámia kötőanyagok, szervetlen só anyagok, valamint fémes kötőanyagok, illetve az előbbiek komIX, Áz 1, igénypont szerinti, kötőanyaggal készült abrazív szerszám, amelyben a kompozit első fázisában lévő abrazív szemcsék ΊΟ-löö térfogat%-a szervetlen kötőanyaggal együtt aggiomerált több abrazív szemese és szerves kötőanyaggal együtt aggiomerált több abrazív szemcse keverékének a formájában van.
  11. 12. Áz 1, igénypont szerinti, kötőanyaggal készült abrazív szerszám, amelyben a kompozit első fázisa a szerves kötőanyagban rögzített abrazív szemcse retíkulált hálózata,
  12. 13. Az 1. igénypont szerinti, kötőanyaggal készült abrazív szerszám, amelyben a szerves kötőanyag a következő csoportból kerül kiválasztásra: fenolgyanta anyagok, epoxigyanta anyagok, poliímidgyanta anyagok, fenol/formaldehid gyanta anyagok, karbamid/ formaldehid gyanta anyagok, meiamín/formaldehid gyanta anyagok, akrílgyanta anyagok, valamint az előbbiek kombinációi .
  13. 14. Az X. igénypont szerinti, kötőanyaggal készült abrazív szerszám, amelyben a kompozit első fáziséban lévő abrazív szemcsék legalább 50 térfogatá-a szerves kötőanyaggal együtt aggiomerált több abrazív szemese .formájában van.
  14. 15. Eljárás korongos csiszolásra, a«z«2 Jellemezve, hogy (a; előállítónk egy olyan, kötőanyaggal készült abrazív tárcsát, amely ;gy 10-33 térfogati, szerves kötőanyaggal kötött
    24-48 térfogat! ábrázív szemcséket és 10 térfogat%~nál kisebb porozitást tartalmazó első fázis, ahol a kompoz!t első fázisában, az abrazív szemcsék, egy része 2-8 tömeg! kötőanyaggal együtt agglomerált több szemcse formájában van;
    és (ii? egy 38-54 térfogat! porozitást tartalmazó második fázis háromdimenziós kompoz it jából áll; ahol a második fázis egy, a kompozlton belül lévő folytonos fázis, és a kötőanyaggal készült abrazív szerszám szakadási sebessége legalább 20,32 m/s (4000 sfpm);
    (bj a kötőanyaggal készült abraziv tárcsát felszereljük egy s1k kö s z ö rőg ép re;
    (ej a tárcsát forgatjuk; és (d) a tárcsa csiszolőfelületét a munkadarab csiszolásához elegendő ideig érintkezésbe hozzuk egy munkadarabbal;
    miáltal a tárcsa hatékony anyageitávolitasi sebességnél eltávolítja a munkadarabanyagot, a tárcsa csissoiöferüiete a csiszolás i töredéktől lényegében mentes marad, és a csiszolás befejezése után a munkadarab termikus károsodástól lényegében mentes.
    15. A 14. igénypont szerinti eljárás korongos csiszolásra, azzal jelleaeare, hogy a kötőanyaggal készült abraziv tárcsának legalább 32,48 m/s (6000 sfpm) szakadási sebessége van.
    1δ. A 14. igénypont szerinti eljárás korongos csiszolásra,
    165 axxal jelXeaezra, hogy a kötőanyaggal készült abrazív tárcsát 20,32-33,02 m/s (4000-6500 sfpnb sebességgel forgatt ΙΛ \.λ .*:·» «
    15. A 14. igénypont szerinti eljárás korongos csiszolásra, azzal jsllessezre, hogy a kötőanyaggal készült abrazív tárcsa egy legalább egy kör a lakú. homloklappal és radiális kerülettel rendelkező sík tárcsa, és a tarosa csiszoiéreiülete a korong koraiaké homloklapja.
HU0500174A 2002-04-11 2003-03-21 Abrasive articles with novel structures and methods for grinding HU229682B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

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
PCT/US2003/008936 WO2003086703A1 (en) 2002-04-11 2003-03-21 Abrasive articles with novel structures and methods for grinding

Publications (2)

Publication Number Publication Date
HUP0500174A2 HUP0500174A2 (hu) 2005-05-30
HU229682B1 true HU229682B1 (en) 2014-04-28

Family

ID=29253964

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU0500175A HU229010B1 (hu) 2002-04-11 2003-03-21 Hengerköszörülési eljárás
HU0500174A HU229682B1 (en) 2002-04-11 2003-03-21 Abrasive articles with novel structures and methods for grinding

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU0500175A HU229010B1 (hu) 2002-04-11 2003-03-21 Hengerköszörülési eljárás

Country Status (28)

Country Link
US (3) US6988937B2 (hu)
EP (2) EP1494834B1 (hu)
JP (3) JP2005522337A (hu)
KR (2) KR100620268B1 (hu)
CN (2) CN1652897B (hu)
AR (1) AR039108A1 (hu)
AT (2) AT500593B1 (hu)
AU (1) AU2003224746B2 (hu)
BR (2) BR0309236A (hu)
CA (2) CA2479712C (hu)
CH (1) CH697085A5 (hu)
CZ (2) CZ305187B6 (hu)
DE (3) DE10392508B4 (hu)
DK (1) DK200401740A (hu)
ES (1) ES2253123B2 (hu)
FI (2) FI20041308A (hu)
GB (2) GB2403224B (hu)
HU (2) HU229010B1 (hu)
LU (2) LU91111B1 (hu)
MX (2) MXPA04010014A (hu)
NO (2) NO328919B1 (hu)
PL (2) PL205530B1 (hu)
RO (2) RO123416B1 (hu)
RU (2) RU2281849C2 (hu)
SE (3) SE0402425D0 (hu)
TW (2) TWI257340B (hu)
WO (2) WO2003086702A1 (hu)
ZA (2) ZA200407550B (hu)

Families Citing this family (78)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7090565B2 (en) * 2002-04-11 2006-08-15 Saint-Gobain Abrasives Technology Company Method of centerless grinding
US7544114B2 (en) 2002-04-11 2009-06-09 Saint-Gobain Technology Company Abrasive articles with novel structures and methods for grinding
US6988937B2 (en) * 2002-04-11 2006-01-24 Saint-Gobain Abrasives Technology Company Method of roll grinding
CA2690126C (en) 2003-12-23 2011-09-06 Diamond Innovations, Inc. Grinding wheel for roll grinding application and method of roll grinding thereof
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
US20100196256A1 (en) * 2007-07-17 2010-08-05 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
CN101910354B (zh) * 2008-02-14 2013-10-16 六号元素有限公司 制造包封的超硬材料的方法
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
KR20130038416A (ko) 2008-06-23 2013-04-17 생-고벵 아브라시프 고공극율 유리질 초연마 제품들 및 그 제조 방법
MY157722A (en) * 2008-06-23 2016-07-15 Saint Gobain Abrasives Inc High porosity superabrasive resin products and method of manufacture
KR101269498B1 (ko) * 2008-07-02 2013-06-07 생-고벵 아브라시프 전자 산업용 연마 슬라이싱 공구
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
CN102725102A (zh) * 2009-05-19 2012-10-10 圣戈班磨料磨具有限公司 用于轧辊研磨的方法以及装置
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
US10195717B2 (en) * 2009-08-03 2019-02-05 Saint-Gobain Abrasives Abrasive tool having a particular porosity variation
US8808413B2 (en) * 2009-08-03 2014-08-19 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasive tool having controlled porosity distribution
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
AU2010315460B2 (en) 2009-10-27 2014-11-20 Saint-Gobain Abrasifs Resin bonded abrasive
KR20120085863A (ko) 2009-10-27 2012-08-01 생-고벵 아브라시프 유리질본드 연마재
EP2519482B1 (en) 2009-12-31 2018-10-17 Dow Global Technologies LLC Method of making polymeric barrier coating to mitigate binder migration in a diesel particulate filter to reduce filter pressure drop and temperature gradients
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
KR20150063169A (ko) * 2010-08-06 2015-06-08 생-고뱅 어브레이시브즈, 인코포레이티드 작업편 내의 복잡한 형상을 마무리 가공하기 위한 연삭 공구 및 방법
TWI613285B (zh) 2010-09-03 2018-02-01 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
CN103702960B (zh) 2011-07-22 2016-01-20 陶氏环球技术有限责任公司 生产胶结并具有表皮的陶瓷蜂窝结构的方法
JP6049727B2 (ja) 2011-09-07 2016-12-21 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 被加工物を研磨する方法
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
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
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
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
JP2016501735A (ja) 2012-12-31 2016-01-21 サンーゴバン アブレイシブズ，インコーポレイティド 結合研磨物品および研削方法
WO2014106159A1 (en) 2012-12-31 2014-07-03 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Bonded abrasive article and method of grinding
JP6064058B2 (ja) 2012-12-31 2017-01-18 サンーゴバン アブレイシブズ，インコーポレイティド 結合研磨物品および研削方法
WO2014165447A1 (en) 2013-03-31 2014-10-09 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
US10029941B2 (en) 2014-03-31 2018-07-24 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
US9908217B2 (en) * 2014-12-01 2018-03-06 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasive article including agglomerates having silicon carbide and an inorganic bond material
JP6871173B2 (ja) * 2015-01-28 2021-05-12 ダイヤモンド イノヴェーションズ インコーポレイテッド 砕けやすいセラミック結合ダイヤモンドコンポジット粒子及びその製造方法
WO2016172450A1 (en) 2015-04-23 2016-10-27 The 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
CZ2015803A3 (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
EP3458227A4 (en) * 2016-05-20 2020-01-08 3M Innovative Properties Company Pore inductor and porous abrasive shape made with it
WO2017211143A1 (zh) * 2016-06-06 2017-12-14 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 超硬材料制品用添加剂原料组合物，添加剂及其制备方法，复合结合剂及超硬材料制品，自锐性金刚石砂轮及其制备方法
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
US10815329B2 (en) 2016-07-08 2020-10-27 The University Of Massachusetts Plasticized thermoset resin, and associated cured resin, method of curing, and article comprising cured resin
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
WO2019191660A1 (en) * 2018-03-30 2019-10-03 Saint-Gobain Abrasives, Inc. 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
CN108972388A (zh) * 2018-08-04 2018-12-11 乔斌 耐磨损研磨片及其制备方法
CN108838911A (zh) * 2018-08-04 2018-11-20 乔斌 一种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
US20230097607A1 (en) * 2021-09-30 2023-03-30 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Fixed abrasive articles and methods of forming same

Family Cites Families (99)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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 (hu) * 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
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
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
US4355489A (en) * 1980-09-15 1982-10-26 Minnesota Mining And Manufacturing Company 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
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
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.
CN1105698C (zh) * 1993-11-12 2003-04-16 美国3M公司 磨料颗粒及其制造方法
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
AU687598B2 (en) 1994-09-30 1998-02-26 Minnesota Mining And Manufacturing Company Coated abrasive article, method for preparing the same, and method of using
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
CA2217983A1 (en) 1995-04-28 1996-10-31 Minnesota Mining And Manufacturing Company Abrasive article having a bond system comprising a polysiloxane
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
US5738696A (en) 1996-07-26 1998-04-14 Norton Company Method for making high permeability grinding wheels
US5738697A (en) * 1996-07-26 1998-04-14 Norton Company 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 (hu) * 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
DE69925124T2 (de) 1998-02-19 2006-01-19 Minnesota Mining & Manufacturing Company, St. Paul Schleifgegenstand und verfahren zum schleifen von glas
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
US6086648A (en) * 1998-04-07 2000-07-11 Norton Company Bonded abrasive articles filled with oil/wax mixture
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
CN100343019C (zh) 2000-04-28 2007-10-17 3M创新有限公司 研磨制品以及研磨玻璃的方法
CA2408249A1 (en) * 2000-05-09 2001-11-15 3M Innovative Properties Company Porous abrasive article having ceramic abrasive composites, methods of making, and methods of use
EP1770143A3 (en) 2000-10-06 2008-05-07 3M Innovative Properties Company Agglomerate abrasive grain and a method of making the same
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
US6679758B2 (en) * 2002-04-11 2004-01-20 Saint-Gobain Abrasives Technology Company Porous abrasive articles with agglomerated abrasives
US6988937B2 (en) * 2002-04-11 2006-01-24 Saint-Gobain Abrasives Technology Company Method of roll grinding

Also Published As

Publication number Publication date
DK200401740A (da) 2004-11-11
GB2403224A (en) 2004-12-29
DE10392508B4 (de) 2013-04-18
AT500569A2 (de) 2006-02-15
NO328859B1 (no) 2010-05-31
SE0402457D0 (sv) 2004-10-11
SE0402455D0 (sv) 2004-10-11
LU91111B1 (fr) 2004-10-15
CN1652897B (zh) 2012-04-18
JP2005522337A (ja) 2005-07-28
TWI231822B (en) 2005-05-01
DE10392510B4 (de) 2021-02-11
KR20040097344A (ko) 2004-11-17
TW200404644A (en) 2004-04-01
AT500593B1 (de) 2009-08-15
ZA200407550B (en) 2005-12-28
BR0309236A (pt) 2005-02-09
CA2480674A1 (en) 2003-10-23
KR100721276B1 (ko) 2007-05-25
BR0309107B1 (pt) 2013-07-09
CZ20041028A3 (cs) 2005-11-16
NO328919B1 (no) 2010-06-14
EP1494834A1 (en) 2005-01-12
HU229010B1 (hu) 2013-07-29
JP2005522338A (ja) 2005-07-28
AU2003222050A1 (en) 2003-10-27
AT500593A2 (de) 2006-02-15
AU2003224746A1 (en) 2003-10-27
CZ305187B6 (cs) 2015-06-03
TWI257340B (en) 2006-07-01
MXPA04010014A (es) 2004-12-13
CH697085A5 (fr) 2008-04-30
DE10392510T5 (de) 2005-04-14
US20080066387A1 (en) 2008-03-20
LU91110B1 (fr) 2004-10-15
NO20044910L (no) 2004-11-10
CA2479712A1 (en) 2003-10-23
GB2405411B (en) 2006-08-02
CZ20041023A3 (cs) 2005-05-18
EP1494834B1 (en) 2014-05-07
DE10392508T5 (de) 2005-06-09
BR0309107A (pt) 2005-02-22
CN1652897A (zh) 2005-08-10
ES2253123A1 (es) 2006-05-16
PL372847A1 (en) 2005-08-08
PL372452A1 (en) 2005-07-25
ZA200407869B (en) 2005-12-28
NO20044905L (no) 2004-11-23
GB0424096D0 (en) 2004-12-01
SE0402455L (sv) 2004-12-13
GB2403224B (en) 2005-12-21
CA2479712C (en) 2009-06-30
CN1646261A (zh) 2005-07-27
JP4851435B2 (ja) 2012-01-11
CZ305217B6 (cs) 2015-06-17
PL205515B1 (pl) 2010-04-30
AT500569B1 (de) 2010-03-15
RU2281849C2 (ru) 2006-08-20
GB2405411A (en) 2005-03-02
RU2004132225A (ru) 2005-05-27
SE0402457L (sv) 2004-12-13
SE0402425D0 (sv) 2004-10-07
SE530145C2 (sv) 2008-03-11
KR20040099431A (ko) 2004-11-26
EP1497075A4 (en) 2008-07-30
RO123416B1 (ro) 2012-03-30
RU2004131567A (ru) 2005-05-10
AR039108A1 (es) 2005-02-09
MXPA04009887A (es) 2004-12-07
ES2253123B2 (es) 2006-12-01
AU2003224746B2 (en) 2006-08-10
KR100620268B1 (ko) 2006-09-13
PL205530B1 (pl) 2010-04-30
AT500569A5 (de) 2009-12-15
AT500593A5 (de) 2009-08-15
US7275980B2 (en) 2007-10-02
EP1497075A1 (en) 2005-01-19
HUP0500174A2 (hu) 2005-05-30
EP1497075B1 (en) 2014-06-04
US20060211342A1 (en) 2006-09-21
SE529180C2 (sv) 2007-05-22
RU2278773C2 (ru) 2006-06-27
CN100586652C (zh) 2010-02-03
JP2008100349A (ja) 2008-05-01
US6988937B2 (en) 2006-01-24
GB0424867D0 (en) 2004-12-15
HUP0500175A2 (hu) 2005-05-30
US20030194954A1 (en) 2003-10-16
CA2480674C (en) 2008-01-29
FI20041308A (fi) 2004-10-08
TW200307745A (en) 2003-12-16
FI20041307A (fi) 2004-10-08
WO2003086702A1 (en) 2003-10-23
RO123271B1 (ro) 2011-05-30
EP1494834A4 (en) 2008-07-30
WO2003086703A1 (en) 2003-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
HU229682B1 (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
ES2882324T3 (es) Artículos abrasivos con estructuras novedosas y métodos de rectificado
FI126896B (fi) Parannetut, päällystetyt hioma-aineet
GB2420786A (en) Abrasive articles with novel structures and methods for grinding
WO2020012977A1 (ja) 顆粒状研磨材、研磨工具及び研磨方法
AU2003222050B2 (en) Abrasive articles with novel structures and methods for grinding

Legal Events

Date Code Title Description
TH4A Erratum
MM4A Lapse of definitive patent protection due to non-payment of fees