HUT77571A - Csiszolóanyag és eljárás előállítására - Google Patents

Description

Kivonat

A találmány szerinti csiszolóanyag fém betéteket tartalmaz, ahol a fém betétek egymástól meghatározott távolságra vannak elrendezve és porózus hordozóanyaghoz vannak erősítve oly módon, hogy az egyes fém betétek legalább egy része a hordozóanyagból kinyúlik, a fém betétek pedig elektrolitikus úton, áram mentes ülepítéssel vagy katódporlasztással vannak előállítva és a hordozóanyag egy részét is magukba foglalják, továbbá belsejükbe vagy felületükre koptató anyag van beágyazva, ahol a fém betétek (3) átnyúlnak a hordozóanyagon (2) és egy részük nyúlványokat (4) alkot a hordozóanyag (2) felületén, a nyúlványok között üregek (10) vannak, amelyekbe a hordozóanyag (2) felületére felvitt kötőanyag réteg (11) van beöntve, a nyúlványok (4) felülete (12) legalább kétszer kisebb, mint a fém betétek (3) felülete.

A csiszolóanyag előállítására szolgáló eljárás során fém betéteket készítünk hordozóanyagon elektrolitikus úton maszkot helyezünk a hordozóanyag egyik oldalára, katódot a másik oldalára oly módon, hogy a hordozóanyag egyik oldalán a fém betétek legalább egy részét szabadon hagyjuk és ugyanakkor a hordozóanyagot részben a fém betétekbe ágyazzuk be, és lokálisan szigetelt katódot alkalmazunk és a fém betéteken olyan részeket alakítunk ki, amelyek a hordozóanyagon átnyúlnak és annak másik oldalán üregeket alkotnak és a szabadon lévő katód szegmensek felületét legalább kétszer kisebb értéken tartjuk, mint a hordozóanyagnak a maszk által szabadon hagyott felülete, majd a hordozóanyag másik oldalán olyan kötőanyag réteget alakítunk ki, amely egyrészt benyúlik az üregekbe, másrészt folyamatos réteget alkot. (2 . ábra)

85498-1140 Er • · ·

KÖZZÉTÉTELI

PÉLDÁNY

CSISZOLÓANYAG ÉS ELJÁRÁS ELŐÁLLÍTÁSÁRA < TS”? oo kos

A jelen találmány tárgya olyan csiszolóanyag, amely többféle, egymástól meghatározott távolságra elhelyezett fém betétet tartalmaz, amelyek oly módon vannak egy hordozóanyaghoz kötve, hogy valamennyi fém betét legalább egy része a hordozóanyagból kinyúlik és csiszolóanyag van beágyazva a fém betétekbe vagy a felületükhöz kötve, ahol a fém betétek galvanotechnikai úton, áram nélküli ülepítéssel vagy vákuum gőzöléssel előállított fém rétegek. A találmány tárgya még eljárás a csiszolóanyag előállítására.

Ilyen jellegű csiszolóanyagot ismertet a GB 1,534,448 sz. szabadalom. Az itt leírt csiszolóanyag egy elektromosan vezető rétegből és ennek felületén lévő nemfémes csiszolóanyagból, valamint egy olyan maszkból áll, amely a vezető réteg fölött van elhelyezve és szabadon hagyja a réteg bizonyos részeit, amely részeken a csiszolóanyag van a fém rétegbe ágyazva. A csiszolóanyagot és a fém réteget gyakorlatilag egyidejűleg hozzák létre egy lényegében statikus galvanizálási eljárással, ülepítéssel vagy vákuum gőzöléssel.

A fém rétegeknél a vezető réteg teljesen beágyazódik a felhordott fém rétegbe. Ily módon olyan hordozóanyag alakul ki, amelynek egymástól elkülönített helyein a fém rétegbe ágyazott csiszolóanyag helyezkedik el.

Egy megfelelő csiszolóanyagnak kielégítő szilárdsággal kell rendelkeznie, ugyanakkor messzemenően rugalmas kell legyen. A csiszolóanyag szilárdságát egyfelől a fém réteg és a csiszolóanyag közötti kötés erőssége, másrészről magának a csiszolóanyagnak a szilárdsága határozza meg.

85498-1140 Er • ·

• · · · ·

A fém rétegeknek a hordozóanyaghoz történő kötődése azokon a helyeken a legerősebb, ahol a hordozóanyag tökéletesen összeágyazódik a fém réteggel. A tapadás a legkisebb a fém rétegek peremeinél, ahol az egyik oldalon a hordozóanyaggal összeépült fém réteg, a másik oldalon csakis a hordozóanyag helyezkedik el. Magának a hordozóanyagnak a szilárdsága kisebb, mint a hordozóanyag és a fém réteg együttes szilárdsága. Ha a csiszolóanyagot túlságosan nagy mértékben terheljük, a károsodás a hordozóanyagban fog fellépni, mégpedig leginkább a fém rétegek széleinél.

A jelen találmánnyal ezért olyan megoldás kidolgozása a célunk, amelynél a fém réteg és a hordozóanyag közötti kötés lényegesen erősebb, mint a hagyományos hordozóanyagok és csiszolóanyagok közötti kötés.

A kitűzött feladatot olyan csiszolóanyaggal oldottuk meg, amelyben a hordozóanyag egyik oldalán olyan kötőanyag réteget alkalmazunk, amely folyamatosan kitölti a fém réteg és a hordozóanyag közötti üregeket és réseket.

A réseket, amelyeket a kötőanyag réteg kitölt, fém betétek felhordása során alakítjuk ki egy olyan katód segítségével, amelynek felületén egymástól meghatározott távolságra kinyúló szegmensek vannak és a szegmensek között villamosán nem vezető anyag, például gyanta van.

A fém betétek felhordása során először a fémet visszük fel a katód szegmenseinek kinyúló felületeire. A fémet a hordozóanyag szabad felületének szálaira is felvisszük, amint azoknak egy kis része érintkezésbe kerül a katód kinyúló szegmenseinek felületével, mivel a hordozóanyagot elektromosan vezető porózus anyagból készítjük, aminek következtében maga a hordozóanyag is katódként működhet. Ezután egyre több fémet viszünk fel a már lerakodott fém felületre oly módon, hogy a fém réteg minden irányban bevonatot alkot a katód szegmensek felületein, beleértve a hordozóanyag katódként működő szálait, valamint a már lerakodott fém réteget is.

Végül a lerakodott részek egymásba nőnek a katódra merőleges irányban azon az oldalon, ahol a hordozóanyag helyezkedik el. Amikorra valamennyi lerakodott réteg összenő és egy újabb közös réteg alakul ki az eredeti egyedi lerakodott rétegek fölött bizonyos vastagságban, kialakulnak az un. fém betétek. A folyamat során az eredeti egyedi lerakodott részeknek megfelelő alakzat növekedése következtében a fém betéteknél olyan üregek alakulnak ki, amelyek a katód bevont felületei között, valamint azokon a helyeken vannak, ahol az eredeti egyes lerakodott rétegek egymásba nőttek.

A betétek által alkotott alakzatok növekedése szabályozható a katód kinyúló szegmensei segítségével, valamint a hordozóanyaghoz használt szálak vastagságával és egymáshoz képest történő elhelyezésével. Az alakzat kialakulásának függvényeiben különböző alakú üregek alakulhatnak ki.

Célszerű a katód kinyúló szegmenseit legalább kétszer kisebb felületűre kialakítani, mint a maszk által a hordozóanyagnak szabadon hagyott felületei. Egyébként nem lenne lehetséges csak betétenként egy-egy felület kialakítása, aminek következtében az eredeti külön lerakodott felületek egymásba növekedése nem volna megoldható és ennek megfelelően az üregek kialakulása sem történnék meg.

A hordozóanyagot készíthetjük elektromosan vezető vagy nem vezető porózus anyagból. Ha elektromosan nem vezető anyagot használunk, a lerakodott rétegek növekedési struktúrája különbözni fog a fentiekben leírttól, ahol a hordozóanyag elektromosan vezető anyagból készült, aminek következményeképpen ugyancsak kátédként működik az eljárás során.

Miután valamennyi kívánt fém betétet kialakítottuk és létrehoztuk az üregeket is, az elektrolízist befejezzük és a katódot eltávolítjuk. Ezután készítjük a kötőanyag réteget oly módon, hogy a hordozóanyagnak a katóddal korábban érintkező felületére terítjük, azaz arra a felületre, amelyen nincsenek fém betétek. Célszerűen a kötőanyag réteget műanyagból készítjük és folyékony állapotban visszük fel a hordozóanyag megfelelő oldalára. A kötőanyag réteg elkészítése során ügyelni kell arra, hogy az anyag teljes mértékben kitöltse az előállított üregeket. A kötőanyag réteg megkötése után erős és ugyanakkor rugalmas réteget kapunk, amely a hordozóanyag teljes felületét beborítja a fém betétekkel ellenkező oldalon.

Az így előállított csiszolóanyagot a hagyományos csiszolóanyagoknál lényegesen nagyobb terheléssel lehet használni. A kialakított kötőanyag réteg megnöveli az egész csiszolóanyag szilárdságát, különösen azokon a helyeken, ahol a hagyományos csiszolóanyagok csak hordozóanyagot tartalmaztak, míg a találmány szerinti megoldásnál a kötőanyag réteg szilárdan rögzíti a fém betéteket a kötőanyaggal kitöltött üregek segítségével.

A találmány további részleteit kiviteli példán, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az

1. ábra a találmány szerinti csiszolóanyag egy részletének alulnézetét mutatja, ahol a szemléletesség kedvéért a kötőanyag réteget nem tüntettük fel, a • ·

2. ábra a találmány szerinti csiszolóanyag egy részének metszete, azon a helyen, ahol egy fém betét helyezkedik el, abban a fázisban, amikor a fém betét éppen elkészült és a

3. ábra a 2. ábrán bemutatott csiszolóanyag kész állapotban.

Az 1. ábrán látható az elkészült 1 csiszolóanyag egy része. Az 1 csiszolóanyag 2 hordozóanyagból, 3 fém betétekből és 11 kötőanyag rétegből áll. A 11 kötőanyag réteg az 1. ábrán nem látható, de a 3. ábrán bemutatott módon a 2 hordozóanyagnak a 3 fém betétekkel ellenkező oldalán helyezkedik el.

Azokon a helyeken, ahol a 3 fém betétek vannak, mindegyik 3 fém betét 4 adhéziós pontok és 5 szálbenövések útján van a 2 hordozóanyaghoz rögzítve. Bármely fém alkalmazható, amely kátéd porlasztással, áram nélküli ülepítéssel vagy vákuum gőzöléssel 3 fémbetétként felvihető. Ilyen fém például a nikkel.

A 2 hordozóanyag lehet bármilyen szövött anyag, szita anyag vagy nem szőtt anyag. Az 1. ábrán látható 2 hordozóanyag például olyan háló, amely meghatározott szálkonfigurációból áll és ezek között nyílások vannak. A 2 hordozóanyag lehet elektromosan vezető vagy nem vezető porózus anyag is. Az 13. ábrákon bemutatott kiviteli alakoknál a 2 hordozóanyagot vezető anyagból készítettük. A 2 hordozóanyag lehet szerves vagy szervetlen anyag is.

A 2. ábrán az 1 csiszolóanyag előállításának azon szakaszában látható, amikor a lerakódás befejeződött. A bemutatott kiviteli alaknál a réteg képzés elektrolízissel történt. A 3 fém betéteket ismert módon 6 kátéd és 9 maszk segítségével állítottuk elő. A lerakódás olyan folyadékból történt, amelyből a fém a 9 maszknak megfelelő helyen rakódott le a 6 katódra. Sem ez a folyadék, sem a • · ····· · · berendezés más részei az 1-3. ábrákon nem láthatók, minthogy a technológia jól ismert és hagyományosan elterjedten alkalmazott.

A 6 katódon több kiugró 7 szegmens van kialakítva. Ezek között a 7 szegmensek között a tér 8 töltőanyaggal van kitöltve. Az elektrolitikus felvitel során elektromosan nem vezető töltőanyagot, például gyantát vagy műanyagot használtunk.

A 2 hordozóanyagot a 6 katódra helyeztük és ezen helyeztük el a 9 maszkot. A 9 maszk az elektrolitikus felvitel esetében elektromosan nem vezető anyagból készült. A 9 maszk a 2 hordozóanyag felületének bizonyos részeit leárnyékolja, így az elektrolitból fém ezekre a részekre nem rakódik. Amikor az elektrolízis során az anód és a katód között elektromos áramot létesítünk, a fém lerakódás a 2 hordozóanyagon csak a 9 maszk által nem árnyékolt helyeken történik.

A fém lerakódás a 6 katód 7 szegmenseinek 12 felületeire történik először. Az elektrolízis vége felé ezek a kezdeti lerakódások az 1. ábrán látható 4 nyúlványokként jelennek meg. Ezek után a fém lerakódások összenőnek 3 fém betétté a 2. ábrán látható módon. Az összenövés a 6 katód 7 szegmenseinek 12 felületeivel párhuzamosan vízszintes irányban történik, miután a növekedés erre az irányra merőlegesen, azaz a 2 hordozóanyag és a 12 felületek irányára merőlegesen indult meg. Fém rakódik a 2 hordozóanyag szálaira is, amikor azok vagy azok egy része érintkezésbe kerül a 12 felületekkel vagy az azokon képződött fém rétegekkel. A szálakra lerakodott fém réteg a 2. és 3. ábrákon 5 benövési helyekként látható.

• · ·

Az elektrolitikus réteg képzés eredménye a 3 fém betétek kialakulása oly módon, hogy beágyazódnak a 2 hordozóanyagba mégpedig oly módon, hogy a 3 fém betétek 4 nyúlványok és 5 benövési helyek között keletkező 10 üregek segítségével kapcsolódnak a 2 hordozóréteg üregeihez.

Az elektrolitikus rétegképzés végén a 6 katódot, a 8 töltőanyagot és a 9 maszkot eltávolítjuk és kialakítjuk a 11 kötőanyag réteget a 2 hordozóanyagnak a 3 fém betétekkel ellentétes oldalán. Ennek során a 11 kötőanyag réteg befolyik a 10 üregekbe. A 2. és 3. ábrákon jól láthatók a fecskefarok szerűen kialakult 10 üregek. A 10 üregek kitöltése után a 11 kötőanyag réteg befedi a 2 hordozóanyag teljes felületét. Ennek megfelelően az 1 csiszolóanyag szilárdsága jelentősen megnövekszik és ugyancsak megnövekszik a 2 hordozóanyag és a 3 fém betétek közötti kötés erőssége is.

* · «· »«· ··· • ♦ 9···· # * * · · · ·· · · ·· ⁸

Claims (9)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Csiszolóanyag, amely fém betéteket tartalmaz, ahol a fém betétek egymástól meghatározott távolságra vannak elrendezve és porózus hordozóanyaghoz vannak erősítve oly módon, hogy az egyes fém betétek legalább egy része a hordozóanyagból kinyúlik, a fém betétek pedig elektrolitikus úton, áram mentes ülepítéssel vagy katódporlasztással vannak előállítva és a hordozóanyag egy részét is magukba foglalják, továbbá belsejükbe vagy felületükre koptató anyag van beágyazva, azzal jellemezve, hogy a fém betétek (3) átnyúlnak a hordozóanyagon (2) és egy részük nyúlványokat (4) alkot a hordozóanyag (2) felületén, a nyúlványok között üregek (10) vannak, amelyekbe a hordozóanyag (2) felületére felvitt kötőanyag réteg (11) van beöntve, a nyúlványok (4) felülete (12) legalább kétszer kisebb, mint a fém betétek (3) felülete.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti csiszolóelem, azzal jellemezve, hogy a kötőanyag réteg (11) műanyag.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti csiszolóelem, azzal jellemezve, hogy az üregek (10) fecskefarok szerű kialakításúak.
4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti csiszolóelem, azzal jellemezve, hogy a hordozóanyag (2) elektromosan nem vezető anyag.
5. 5. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti csiszolóelem, azzal jellemezve, hogy a hordozóanyag (2) elektromosan vezető.
6. 6. Eljárás az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti csiszolóanyag előállítására, amelynek során fém betéteket készítünk hordozóanyagon elektrolitikus úton maszkot helyezünk a hordozóanyag egyik oldalára, katódot a másik oldalára oly ·»* módon, hogy a hordozóanyag egyik oldalán a fém betétek legalább egy részét szabadon hagyjuk és ugyanakkor a hordozóanyagot részben a fém betétekbe ágyazzuk be, azzal jellemezve, hogy lokálisan szigetelt katódot alkalmazunk és a fém betéteken olyan részeket alakítunk ki, amelyek a hordozóanyagon átnyúlnak és annak másik oldalán üregeket alkotnak és a szabadon lévő katód szegmensek felületét legalább kétszer kisebb értéken tartjuk, mint a hordozóanyagnak a maszk által szabadon hagyott felülete, majd a hordozóanyag másik oldalán olyan kötőanyag réteget alakítunk ki, amely egyrészt benyúlik az üregekbe, másrészt folyamatos réteget alkot.
7. 7. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kötőanyag réteget folyékony formában visszük fel.
8. 8. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kötőanyagot massza formájában visszük fel.
9. 9. A 6-8. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kötőanyagot felhordás után megszilárdítjuk.