JP2012525273A - 向上した砥粒保持力及び性能を有する研磨物品 - Google Patents
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Abstract
Description
1)研磨砥粒と研磨される加工物との間の摩擦を減少させる。
2)研磨砥粒が「キャッピング」するのを防止する、即ち、金属粒子が砥粒の頂部に溶接されるのを防止する。
3)研磨砥粒と加工物との間の境界面の温度を低下させる。
4)所要の研削力を低下させる。
これらの反応は一般に、以下の異なるメカニズムに分けることができる。
1)研磨砥粒と加工物との摩擦を減少させる潤滑。
2)研磨砥粒の頂部への金属の結合又は削り屑粒子の加工物への溶接を阻止し、又はチップの形成を容易にするために金属表面の健全性を変えることによる金属表面の化学腐食。
3)研磨砥粒を適所にしっかり保持するのに使用される結合剤材料の酸化のフリーラジカル過程を妨げることによる接着融除の阻止。
4)新たな砥粒に作用を始めさせ、古い摩耗した研磨粒子を放出させる一定の接着腐食。
5)研磨砥粒と加工物との研削境界面から熱を放散するのを支援する大きな吸熱反応による熱放散。
本実施例では、研磨物品は、上述の配合で形成される。約25ポンドの単結晶Al2O3砥粒が配合された約44ポンドのAl2O3−ZrO2砥粒を、ミキシング容器内に加えた。少なくとも1種の処理液体を砥粒に投入した。ここで、約5ポンドの液体樹脂を研磨砥粒に加えた。約11ポンドの粉末樹脂、約6ポンドのPAF及び約9ポンドの黄鉄鉱を、別のミキシング容器内に準備した。研磨砥粒と液体樹脂との混合物をこの別の容器に注入し、粉末樹脂、PAF及び黄鉄鉱の混合物と混合した。次いで、研磨物品を、例えば米国特許第6,866,691B1号明細書(その全体を参考として本明細書に組み込む)に記載されている形成方法のような、従来の研磨物品と同じ方法で形成した。研磨物品の寸法は、直径125mm、厚さ1mmであった。上述の配合をもつ研磨物品の性能を試験し、(同じ寸法の従来の研磨物品と比較して)その相対G比は2.2であった。性能の向上は、黄鉄鉱の熱分解が研磨砥粒とそれを取り巻く有機結合剤の境界面での温度を低下させ、これにより砥粒保持力が向上し寿命がより長くなるという事実によるものであった。本開示は提示された理論によって限定されることはないが、温度が527℃を上回るとき、高活性エネルギーのため黄鉄鉱の分解が優勢となることは明らかである。
本実施例では、研磨物品を上述の配合で形成した。約68ポンドの種晶又は非種晶ゾルゲルアルミナAl2O3研磨砥粒をミキシング容器内に加えた。少なくとも1種の処理液体を研磨砥粒に投入した。この中に、約5ポンドの液体樹脂を研磨砥粒内に加えた。約11ポンドの粉末樹脂、約6ポンドのPAF及び約10ポンドの黄鉄鉱を、別のミキシング容器内に準備した。研磨砥粒と液体樹脂との混合物を別の容器に注入し、粉末樹脂、PAF及び黄鉄鉱の混合物と混合した。次いで、研磨物品を、上述の従来の研磨物品と同じ方法で形成して試験した。本実施例における研磨物品の寸法は、直径が125mm、厚さが1mmであった。その相対G比は1.6であった。その結果得られた性能の向上は、黄鉄鉱の熱分解が研磨砥粒とそれを取り巻く有機結合剤の境界面での温度を低下させ、これにより砥粒保持力が向上し寿命がより長くなるという事実によるものであった。
本例では、研磨物品を上述の研磨砥粒で形成したが、異なる活性充填剤を使用した。特に、約25ポンドの単結晶Al2O3研磨砥粒が配合された約44ポンドのAl2O3−ZrO2研磨砥粒をミキシング容器内に加えた。この中に、約5ポンドの液体樹脂を研磨砥粒内に加えた。本例の配合と実施例1における上述の配合との唯一の相違は、結合剤の配合においてただ1種の活性充填剤、PAFが用いられることであった。すなわち、この配合には黄鉄鉱がなかった。特に、約11ポンドの粉末樹脂及び約13ポンドのPAFを、別のミキシング容器内に準備した。研磨砥粒と液体樹脂との混合物を別の容器に注入し、粉末樹脂及びPAFの混合物と混合した。次いで、研磨物品を、実施例1に記載したのと同じ方法で形成して試験した。本例における研磨物品の寸法は、直径が125mm、厚さが1mmであった。得られた相対G比は(同じ寸法の従来の研磨物品と比較して)1.1であった。研磨物品の寿命又は砥粒保持力は、実施例1と同じ尺度では向上しなかった。これは、切断作業時に吸熱反応が発生しなかったからである。
Claims (54)
- 複数個の研磨砥粒と、有機結合剤材料と、活性充填剤材料とを含み、前記活性充填剤材料が、通常の乾式切断状態において吸熱反応を提供する有効量の活性吸熱充填剤材料を含む極薄で小径のカットオフホイール。
- 前記複数個の研磨砥粒が、種晶又は非種晶ゾルゲルアルミナ砥粒、及びAl2O3−ZrO2砥粒、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される請求項1に記載のカットオフホイール。
- 前記複数個の研磨砥粒が、SG、NQ、3M321、3M324、NZプラス、ZF、ZS、ZK40、ZR25B、ZR25R、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される請求項1に記載のカットオフホイール。
- 前記複数個の研磨砥粒が、全混合物の約35〜約55容積%存在する請求項1に記載のカットオフホイール。
- 前記複数個の研磨砥粒が、一次研磨砥粒と、二次研磨砥粒とを含み、前記一次研磨砥粒が、種晶又は非種晶ゾルゲルアルミナ砥粒、Al2O3−ZrO2砥粒及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、前記一次砥粒が、全研磨砥粒量の約20〜約100容積%を含む請求項1に記載のカットオフホイール。
- 前記有機結合剤材料が、乾燥樹脂材料を含む請求項1に記載のカットオフホイール。
- 前記有機結合剤材料が、全混合物の約25〜約45容積%存在する請求項1に記載のカットオフホイール。
- 前記活性吸熱充填剤材料が、硫化物及び低融点酸化物からなる充填剤種の群から選択される請求項1に記載のカットオフホイール。
- 前記活性吸熱充填剤材料が、黄鉄鉱、硫化亜鉛、硫化銅、酸化鉛、酸化錫、酸化ビスマス及びこれらの組み合わせからなる群から選択される請求項8に記載のカットオフホイール。
- 前記活性充填剤材料が、氷晶石、PAF、KBF4、K2SO4、NaCl/KCl及びこれらの組み合わせを含む請求項1に記載のカットオフホイール。
- 前記活性吸熱充填剤材料が、前記活性充填剤材料の全量の約25〜約100容積%存在する請求項10に記載のカットオフホイール。
- 前記活性吸熱充填剤材料が、前記結合剤材料の約12〜約50容積%含まれている請求項1に記載のカットオフホイール。
- 前記有機結合剤材料に対する前記活性吸熱充填剤材料の容積比が、約0.136〜約1の範囲にある請求項1に記載のカットオフホイール。
- 直径が約75mm〜約250mmの範囲にある請求項1に記載のカットオフホイール。
- 厚さが約2.5mm未満である請求項1に記載のカットオフホイール。
- 前記厚さが、約0.8mm〜約2.2mmまでの間にある請求項15に記載のカットオフホイール。
- アスペクト比が、約40〜約160の範囲にある請求項1に記載のカットオフホイール。
- 研磨ホイールを含む請求項1に記載のカットオフホイール。
- 前記研磨ホイールが、熱劣化が主な製品摩耗メカニズムとなる乾式切断用途に用いられる請求項18に記載のカットオフホイール。
- 複数個の研磨砥粒と、有機結合剤材料とを含み、前記有機結合剤材料に、吸熱反応を提供する活性吸熱充填剤材料が加えられ、前記活性吸熱充填剤材料の量が、前記結合剤の約12容積〜約50容積%までの範囲にある極薄で小径のカットオフホイール。
- 前記複数個の研磨砥粒が、種晶又は非種晶ゾルゲルアルミナ砥粒、Al2O3−ZrO2砥粒、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される請求項20に記載のカットオフホイール。
- 前記複数個の研磨砥粒が、SG、NQ、3M321、3M324、NZプラス、ZF、ZS、ZK40、ZR25B、ZR25R、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される請求項20に記載のカットオフホイール。
- 前記複数個の研磨砥粒が、全混合物の約35〜約55容積%存在する請求項20に記載のカットオフホイール。
- 前記複数個の研磨砥粒が、一次研磨砥粒と、二次研磨砥粒とを含み、前記一次研磨砥粒が、種晶又は非種晶ゾルゲルアルミナ砥粒、Al2O3−ZrO2砥粒及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、前記一次砥粒が、全研磨砥粒量の約20〜約100容積%を構成する請求項20に記載のカットオフホイール。
- 前記二次研磨砥粒が、セラミック酸化物、窒化物及び炭化物からなる群から選択される請求項24に記載のカットオフホイール。
- 前記有機結合剤材料が、乾燥樹脂材料を含む請求項20に記載のカットオフホイール。
- 前記有機結合剤材料が、全混合物の約25〜約45容積%存在する請求項20に記載のカットオフホイール。
- 前記活性吸熱充填剤材料が、硫化物及び低融点酸化物からなる充填剤種の群から選択される請求項20に記載のカットオフホイール。
- 前記活性吸熱充填剤材料が、黄鉄鉱、硫化亜鉛、硫化銅、酸化鉛、酸化錫、酸化ビスマス及びこれらの組み合わせからなる群から選択される請求項28に記載のカットオフホイール。
- 前記有機結合剤材料に対する前記活性吸熱充填剤材料の容積比が、約0.136〜約1の範囲にある請求項28に記載のカットオフホイール。
- 直径が約75mm〜約250mmの範囲にある請求項20に記載のカットオフホイール。
- 厚さが約2.5mm未満である請求項20に記載のカットオフホイール。
- 前記厚さが、約0.8mm〜約2.2mmまでの間にある請求項32に記載のカットオフホイール。
- アスペクト比が、約40〜約160の範囲にある請求項20に記載のカットオフホイール。
- 研磨ホイールを含む請求項20に記載のカットオフホイール。
- 前記研磨ホイールが、熱劣化が主な製品摩耗メカニズムとなる乾式切断用途に用いられる請求項35に記載のカットオフホイール。
- 複数の研磨砥粒と、有機結合剤材料とを含み、前記有機結合剤材料に、砥粒保持力を向上させる吸熱反応を提供する活性吸熱充填剤材料が加えられ、前記複数個の研磨砥粒が、種晶又は非種晶ゾルゲルアルミナ砥粒、Al2O3−ZrO2砥粒、及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、前記活性吸熱充填剤材料が、硫化物、低融点酸化物及びこれらの組み合わせからなる群から選択される極薄で小径のカットオフホイール。
- 前記複数個の研磨砥粒が、SG、NQ、3M321、3M324、NZプラス、ZF、ZS、ZK40、ZR25B、ZR25R、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される請求項37に記載のカットオフホイール。
- 前記複数個の研磨砥粒が、全混合物の約35〜約55容積%存在する請求項37に記載のカットオフホイール。
- 前記複数個の研磨砥粒が、一次研磨砥粒と、二次研磨砥粒とを含み、前記一次研磨砥粒が、種晶又は非種晶ゾルゲルアルミナ砥粒、Al2O3−ZrO2砥粒及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、前記一次砥粒が、全研磨砥粒量の約20〜約100容積%を構成する請求項37に記載のカットオフホイール。
- 前記二次研磨砥粒が、セラミック酸化物、窒化物及び炭化物からなる群から選択される請求項40に記載のカットオフホイール。
- 前記有機結合剤材料が、乾燥樹脂材料を含む請求項37に記載のカットオフホイール。
- 前記有機結合剤材料が、全混合物の約25〜約45容積%含まれている請求項37に記載のカットオフホイール。
- 前記活性吸熱充填剤材料が、黄鉄鉱、硫化亜鉛、硫化銅、酸化鉛、酸化錫、酸化ビスマス及びこれらの組み合わせからなる群から選択される請求項37に記載のカットオフホイール。
- 前記活性吸熱充填剤材料が、前記結合剤材料中に約12〜約50容積%存在する請求項37に記載のカットオフホイール。
- 前記有機結合剤材料に対する前記活性吸熱充填剤材料の容積比が、約0.136〜約1の範囲にある請求項37に記載のカットオフホイール。
- 直径が約75mm〜約250mmの範囲にある請求項37に記載のカットオフホイール。
- 厚さが約2.5mm未満である請求項37に記載のカットオフホイール。
- 前記厚さが、約0.8mm〜約2.2mmまでの間にある請求項48に記載のカットオフホイール。
- アスペクト比が、約40〜約160の範囲にある請求項37に記載のカットオフホイール。
- 研磨ホイールを含む請求項37に記載のカットオフホイール。
- 前記研磨ホイールが、熱劣化が主な製品摩耗メカニズムとなる乾式切断用途に用いられる請求項51に記載のカットオフホイール。
- 前記研磨ホイールが、不活性充填剤材料を含む請求項1〜52のいずれか一項に記載のカットオフホイール。
- 前記不活性充填剤材料が、CaO、CaCO3、Ca(OH)2及びこれらの組み合わせを含む請求項53に記載のカットオフホイール。
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