JP2014508661A - 高速研削操作用の研磨物品 - Google Patents
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Abstract
【選択図】なし
Description
図2は、本明細書での実施形態による結合研磨物品および従来の結合研磨物品についての破壊係数(MOR)対弾性率(MOE)のプロットを含む。プロット201は、本明細書での実施形態に従って形成された一連の結合研磨物品についてのMORおよびMOEを表す。この一連の試料のそれぞれは、下の表1に(重量%で)提供される結合剤組成を有して製造される。試料は、およそ42容積%〜およそ56容積%の様々な気孔率、約42容積%〜約52容積%の範囲内の様々な研磨粒子含有量(すなわち、微結晶性アルミナ粒子)、および約6容積%〜約14容積%の範囲内の様々な結合材含有量を有する。試料のそれぞれを冷圧プレスして試験片を形成し、およそ900〜1250℃の焼結温度で焼結する。
さらなる比較研削研究を、本明細書での実施形態の結合研磨物品対従来の高速研削結合研磨物品の高速研削能力を比較するために行った。図3は、本明細書での実施形態による結合研磨物品と比較して従来の結合研磨物品についての材料除去率対カットの深さのチャートを含む。3つの試験を、0.003インチ、0.0045インチ、および0.006インチを含む様々なカットの深さ(DOC)で行った。試験パラメータは下の表3に含まれる。
さらなる比較研削研究を、本明細書での実施形態の結合研磨物品対従来の高速研削結合研磨物品の高速研削能力を比較するために行う。図4は、従来の結合研磨物品およびある実施形態による結合研磨物品についての材料除去率対カットの深さのチャートを含む。実施例2において示されたものと同じ試験(上の表3を参照されたい)を、工作物が焼けを示す前の閾値材料除去率を測定するために0.003インチの特定のカットの深さ(DOC)で行う。この試験については、操作の速度は80m/秒であることに留意されたい。
別の比較研削試験を、本明細書での実施形態の結合研磨物品および従来の高速研削結合研磨物品について高速研削操作中の最大電力消費を比較するために行う。図5〜7は、試験結果を例示するプロットを含む。
比較研削試験を、高速研削操作中の本明細書での実施形態の結合研磨物品対従来の高速研削結合研磨物品の角保持能力を比較するために行う。図8〜11は、試験の結果のプロットおよび図を提供する。
Claims (59)
- 微結晶性アルミナ(MCA)を含む研磨粒子が結合材内に含有される結合研磨体を含む研磨物品であって、前記結合研磨体が、少なくとも約0.80の強度比(MOR/MOE)を含む研磨物品。
- 微結晶性アルミナ(MCA)を含む研磨粒子が結合材内に含有される結合研磨体を含む研磨物品であって、前記結合研磨体が、少なくとも約40GPaのMOEに対して少なくとも40MPaのMORを含む研磨物品。
- 前記研磨体が、少なくとも約0.80の強度比(MOR/MOE)を含む、請求項2に記載の研磨物品。
- 微結晶性アルミナ(MCA)を含む研磨粒子が結合材内に含有される結合研磨体を含む研磨物品であって、前記結合研磨体が、少なくとも約0.80の強度比(MOR/MOE)を有し、前記結合研磨体が、少なくとも約0.4インチ3/分/インチ(258mm3/分/mm)の材料除去率で少なくとも約60m/秒の速度で金属を含む工作物を研削できる研磨物品。
- 微結晶性アルミナ(MCA)を含む研磨粒子が、約20重量%以下の酸化ホウ素(B2O3)から形成され、約3.0重量%以下の酸化リン(P2O5)を有する結合材内に含有される結合研磨体を含む研磨物品であって、前記結合研磨体が、少なくとも約0.80の強度比(MOR/MOE)を有する研磨物品。
- 微結晶性アルミナ(MCA)を含む研磨粒子が結合材内に含有される結合研磨体を含む研磨物品であって、前記結合研磨体が、前記結合研磨体の総容積に対して約15容積%以下の結合材を含み、前記結合研磨体が、少なくとも約0.80の強度比(MOR/MOE)を有する研磨物品。
- 微結晶性アルミナ(MCA)を含む研磨粒子が結合材内に含有される結合研磨体を含む研磨物品であって、前記結合研磨体が、少なくとも約0.80の強度比(MOR/MOE)を有し、約1000℃以下の温度で焼結される研磨物品。
- 前記結合研磨体が、約1000℃以下の温度で焼結される、請求項1〜6のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記結合研磨体が、前記結合研磨体の総容積の約15容積%以下の結合材を含む、請求項1〜5および7のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記結合研磨体が、少なくとも約40GPaのMOEに対して少なくとも約40MPaのMORを含む、請求項1および4〜7のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記結合研磨体が、少なくとも約60m/秒の速度で金属を含む工作物を研削できる、請求項1〜3および5〜7のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記結合研磨体が、少なくとも約0.4インチ3/分/インチ(258mm3/分/mm)の材料除去率で金属を含む工作物を研削できる、請求項1〜3および5〜7のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記結合材が、約3.0重量%以下の酸化リン(P2O5)から形成される、請求項1〜4、6、および7のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記結合材が、前記結合材の総重量に対して約20重量%以下の酸化ホウ素(B2O3)から形成される、請求項1〜4、6、7および13のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記強度比(MOR/MOE)が少なくとも約0.90である、請求項1および3〜7のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記強度比(MOR/MOE)が少なくとも約1.00である、請求項1、3〜7、および15のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記強度比(MOR/MOE)が少なくとも約1.05である、請求項1、3〜7、15、および16のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記強度比(MOR/MOE)が約3.00以下である、請求項1、3〜7、および15〜17のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記結合研磨体が、少なくとも約40GPaのMOEに対して少なくとも約42MPaのMORを含む、請求項2、3、または10に記載の研磨物品。
- 前記結合研磨体が、少なくとも約40GPaのMOEに対して少なくとも約45MPaのMORを含む、請求項2、3、10、または19に記載の研磨物品。
- 前記結合研磨体が、少なくとも約65m/秒の速度で金属を含む工作物を研削できる、請求項4または11に記載の研磨物品。
- 前記結合研磨体が、少なくとも約70m/秒の速度で前記工作物を研削できる、請求項4、11、または21に記載の研磨物品。
- 前記結合研磨体が、少なくとも約80m/秒の速度で前記工作物を研削できる、請求項4、11、21、および22のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記材料除去率が少なくとも約0.45インチ3/分/インチ(290mm3/分/mm)である、請求項4または12に記載の研磨物品。
- 前記材料除去率が少なくとも約0.5インチ3/分/インチ(323mm3/分/mm)である、請求項4、12、または24に記載の研磨物品。
- 前記材料除去率が少なくとも約0.6インチ3/分/インチ(387mm3/分/mm)である、請求項4、12、24、または25に記載の研磨物品。
- 前記結合材が酸化リン(P2O5)を本質的に含まない、請求項5または13に記載の研磨物品。
- 前記結合研磨体が、少なくとも約40GPaのMOEに対して約70MPa以下のMORを含む、請求項1〜27のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記結合研磨体が、少なくとも約45GPaのMOEに対して少なくとも約50MPaのMORを含む、請求項1〜28のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記結合材が、前記結合材の総重量に対して約18重量%以下の酸化ホウ素(B2O3)から形成される、請求項1〜29のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記結合研磨体が工作物を研削でき、前記工作物が、少なくとも約0.4インチ3/分/インチ(258mm3/分/mm)の材料除去率で研削操作を行ったときに焼けの目に見える証拠をまったく示さない、請求項1〜30のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記結合研磨体が、少なくとも約0.003インチ(0.076mm)のカットの深さで金属を含む工作物を研削できる、請求項1〜31のいずれか一項に記載の研磨物品。
- カットの前記深さが少なくとも約0.004インチ(0.101mm)である、請求項32に記載の研磨物品。
- カットの前記深さが少なくとも約0.0045インチ(0.114mm)である、請求項32または33に記載の研磨物品。
- 前記工作物が、金属、金属合金、プラスチック、天然材料、およびそれらの組み合わせからなる金属の群から選択される金属を含む、請求項1〜34のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記結合研磨体が、10Hp以下の最大電力で金属を含む工作物を研削できる、請求項1〜35のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記結合研磨体が、1.8のカットの深さで約0.07インチ以下の角保持係数を有する、請求項1〜36のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記研磨粒子が微結晶性アルミナから本質的になる、請求項1〜37のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記研磨粒子が約250ミクロン以下の平均粒度を有する、請求項1〜38のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記微結晶性アルミナが、約1ミクロン以下の平均粒径を有する粒子を含む、請求項1〜39のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記結合材が単相ガラス質材料を含む、請求項1〜40のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記結合研磨体が、前記結合研磨体の総容積の少なくとも約42容積%の気孔率を有する、請求項1〜41のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記結合研磨体が、約70容積%以下の気孔率を有する、請求項1〜42のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記結合研磨体が、前記結合研磨体の総容積の少なくとも約35容積%の研磨粒子を含む、請求項1〜43のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記結合材が、約3.2以下の重量パーセント酸化ケイ素(SiO2)対重量パーセント酸化アルミニウム(Al2O3)の比(SiO2:Al2O3)を有する、請求項1〜44のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記結合材が、アルカリ土類酸化物化合物(RO)から形成される、請求項1〜45のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記結合材中に存在する前記アルカリ土類酸化物化合物(RO)の総量が、約3.0重量%以下である、請求項46のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記結合材が、酸化カルシウム(CaO)、酸化マグネシウム(MgO)、酸化バリウム(BaO)、酸化ストロンチウム(SrO)の群から選択される約3つ以下の異なるアルカリ土類酸化物化合物(RO)から形成される、請求項1〜47のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記結合材が、酸化リチウム(Li2O)、酸化ナトリウム(Na2O)、酸化カリウム(K2O)、および酸化セシウム(Cs2O)ならびにそれらの組み合わせからなる化合物の群から選択されるアルカリ酸化物化合物(R2O)を含む、請求項1〜48のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記結合材が、総量が約20重量%以下のアルカリ酸化物化合物(R2O)から形成される、請求項49に記載の研磨物品。
- 前記結合材が、約3つ以下のアルカリ酸化物化合物(R2O)を含む、請求項49または50に記載の研磨物品。
- 前記結合材内に存在するいかなるアルカリ酸化物化合物の含有量(重量%)も、アルカリ酸化物の総含有量(重量%)の半分以下である、請求項49〜51のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記結合材が、約55重量%以下の酸化ケイ素(SiO2)から形成される、請求項1〜52のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記結合材が、少なくとも約12重量%の酸化アルミニウム(Al2O3)から形成される、請求項1〜53のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記結合材が、少なくとも1つのアルカリ酸化物化合物(R2O)と少なくとも1つのアルカリ土類酸化物化合物(RO)とから形成され、前記アルカリ酸化物化合物と前記アルカリ土類酸化物化合物との総含有量が約20重量%以下である、請求項1〜54のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記結合剤が、酸化ホウ素(B2O3)および酸化ケイ素(SiO2)から形成され、前記酸化ホウ素および前記酸化ケイ素の総含有量が約70重量%以下である、請求項1〜55のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 酸化ケイ素(SiO2)の含有量が酸化ホウ素の含有量よりも大きい、請求項56に記載の研磨物品。
- 前記結合剤が、MnO2、ZrSiO2、CoAl2O4、およびMgOからなる群から選択される約1重量%以下の酸化物化合物を含む組成物から形成される、請求項1〜57のいずれか一項に記載の研磨物品。
- 前記結合剤が、MnO2、ZrSiO2、CoAl2O4、およびMgOからなる群から選択される酸化物化合物を本質的に含まない組成物から形成される、請求項58に記載の研磨物品。
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