JP2019511986A - 溶融アルミナ−ジルコニア粒子 - Google Patents

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Abstract

本発明は、酸化物を基準とした重量百分率で以下の化学分析値:ZrO2:16〜30%、ただしHfO2<2%、Al2O3:100%となる残部、Cr2O3:≧0.2%、TiO2:≧0.5%、Cr2O3+TiO2:<7%、他の元素:<3%、ただしSiO2+CaO+MgO<1.5%を示す溶融粒子に関する。【選択図】なし

Description

本発明は、特に砥粒としての用途のための、溶融セラミック粒子に関する。本発明は、上記粒子の混合物並びに本発明に係る粒子混合物を含む研磨工具にも関する。
研磨工具は一般にその構成成分のセラミック粒子が使用される態様によって分類される:遊離研磨材(支持体なしでスプレー又はサスペンション中で使用される)、被覆研磨材(布又は紙状の支持体に粒子が何層かにわたって配置されたもの)及び結合研磨材(例えば円形研削ホイールの形態又はスティック状の形態のもの)。後者の場合、砥粒は有機結合剤又はガラス質結合剤(この場合、結合剤は本質的にケイ酸塩である酸化物からなる)と共に圧縮成形される。これらの砥粒は研磨時にそれら自体が優れた機械的特性(特に靭性)を示すとともに、結合剤との良好な機械的結合力(界面の頑丈さ)を生じるものでなければならない。現在、様々な種類の砥粒が存在していて広範な用途及び性能をカバーすることができるが、特に溶融によって合成された酸化物砥粒は品質/製造コストのバランスに優れる。
研削ホイール又は研磨ベルトの製造に常用されているアルミナ質砥粒は、用途の種類及び研磨条件に応じて、溶融アルミナ質砥粒、アルミナジルコニア質溶融砥粒、及びゾル−ゲル法又は砥材ペーストの押出及び焼結によって得られるアルミナ質砥粒の3つの主要なカテゴリーにまとめられる。
溶融粒子の範囲において、アルミナジルコニア質の材料は米国特許第3181939号から公知である。これらの粒子は、一般に10〜60%のジルコニア、0〜10%の添加剤、残部のアルミナからなる。米国特許第5143522号に記載された1.5〜10%の含有量の酸化チタン、又は米国特許第4035162号に記載された0.1〜12%の含有量の酸化物R(式中、Rはバナジウム、クロム、マンガン、コバルト及びそれらの混合物から選択される。)が添加剤として知られている。
機械加工された鋼の重量をその機械加工時に消費された砥粒の重量で除した比(本明細書ではS比という。)、並びに機械加工時に工具によって発生する最大力(本明細書ではPmaxという。)及び工具の寿命(本明細書ではtmaxという。)によって、様々な砥粒の研磨性能を測定し比較することは通例である。
機械加工条件は過酷さを増しつつある。
従って、高いS比と改善された最大力Pmax及び/又は改善された寿命tmaxとをもたらす溶融アルミナ−ジルコニア砥粒の混合物に対するニーズが存在する。本発明は、かかるニーズを満たすことを目的とする。
本発明によれば、上記の目的は、一実施形態では、酸化物を基準とした重量百分率で以下の化学分析値:
ZrO:16〜30%、ただしHfO<2%、
Al:100%となる残部、
Cr:≧0.2%、好ましくは>0.4%、
TiO:≧0.5%、
Cr+TiO:<7%、
他の元素:<3%、ただしSiO+CaO+MgO<1.5%
を示す溶融粒子によって達成される。
一実施形態では、溶融粒子は、酸化物を基準とした重量百分率で以下の化学分析値:
ZrO:16〜30%、ただしHfO<2%、
Al:100%となる残部、
Cr:0.2〜0.4%、
TiO:0.5〜6%、
他の元素:<3%、ただしSiO+CaO+MgO<1.5%
を示す。
本明細書の以下の説明から一段と明らかになるであろうが、本発明者らは、上記の化学組成、特にCrとTiOの組合せによって機械加工効率が向上することを発見した。
本発明に係る粒子は、上記の実施形態がどのようなものであろうと、適宜以下の特徴の1以上を呈し得る。
・ZrO含有量は、酸化物を基準とした重量百分率で、好ましくは17%超、好ましくは18%超、好ましくは19%超、好ましくは20%超、好ましくは21%超、好ましくは22%超、及び/又は好ましくは29%未満、好ましくは28%未満、好ましくは27%未満である。
・Cr含有量は、酸化物を基準とした重量百分率で、好ましくは0.5%超、及び/又は6.5%未満、好ましくは6%未満、好ましくは5.5%未満、好ましくは5%未満、好ましくは4%未満、好ましくは3.8%未満、好ましくは3.6%未満、好ましくは3.4%未満、好ましくは3.2%未満、好ましくは3%未満、好ましくは2.8%未満、好ましくは2.6%未満、好ましくは2.4%未満、好ましくは2.2%未満、好ましくは2%未満、好ましくは1.9%未満、好ましくは1.8%未満、好ましくは1.7%未満、好ましくは1.6%未満、好ましくは1.5%未満である。
・好ましい実施形態では、TiO含有量は、酸化物を基準とした重量百分率で、好ましくは0.6%超、好ましくは0.7%超、好ましくは0.8%超、好ましくは0.9%超、好ましくは1%超、及び/又は6.5%未満、好ましくは6%未満、好ましくは5.8%未満、好ましくは5.6%未満、好ましくは5.4%未満、好ましくは5.2%未満、好ましくは5%未満、好ましくは4.8%未満、好ましくは4.6%未満、好ましくは4.4%未満、好ましくは4.2%未満、好ましくは4%未満、好ましくは3.8%未満、好ましくは3.6%未満、好ましくは3.4%未満、好ましくは3.2%未満、好ましくは3%未満、好ましくは2.9%未満、好ましくは2.8%未満、好ましくは2.7%未満、好ましくは2.6%未満、好ましくは2.5%未満である。
・好ましい実施形態では、Cr+TiO合計含有量は、酸化物を基準とした重量百分率で、好ましくは0.9%超、好ましくは1%超、好ましくは1.2%超、好ましくは1.4%超、及び/又は6.8%未満、好ましくは6.6%未満、好ましくは6.4%未満、好ましくは6.2%未満、好ましくは6%未満、好ましくは5.8%未満、好ましくは5.6%未満、好ましくは5.4%未満、好ましくは5.2%未満、好ましくは5%未満、好ましくは4.8%未満、好ましくは4.6%未満、好ましくは4.4%未満、好ましくは4.2%未満、好ましくは4%未満、好ましくは3.8%未満、好ましくは3.6%未満、好ましくは3.4%未満、好ましくは3.3%未満、好ましくは3.2%未満、好ましくは3%未満である。
・一実施形態では、酸化物を基準とした重量百分率で、TiO含有量は、好ましくは4%超、好ましくは4.5%超、好ましくは5%超、及び/又は6.5%未満、好ましくは6%未満であり、Cr+TiO合計含有量は、好ましくは4.4%超、好ましくは4.8%超、好ましくは5%超、好ましくは5.5%超、好ましくは5.8%超、及び/又は6.9%未満、好ましくは6.6%未満、好ましくは6.4%未満である。
・「他の元素」の含有量は、酸化物を基準とした重量百分率で、好ましくは2.8%未満、好ましくは2.5%未満、好ましくは2.3%未満、好ましくは2%未満、好ましくは1.5%未満、好ましくは1%未満である。特に、
SiO含有量は、酸化物を基準とした重量百分率で、好ましくは1.4%未満、好ましくは1.3%未満、好ましくは1.2%未満、好ましくは1%未満、好ましくは0.8%未満、好ましくは0.6%未満であり、好適にはそれによって粒子の性能が向上し、及び/又は
MgO含有量は、酸化物を基準とした重量百分率で、好ましくは0.5%未満、好ましくは0.4%未満、好ましくは0.3%未満、好ましくは0.2%未満であり、及び/又は
CaO含有量は、酸化物を基準とした重量百分率で、好ましくは0.5%未満、好ましくは0.4%未満、好ましくは0.3%未満、好ましくは0.2%未満であり、及び/又は
NaO含有量は、酸化物を基準とした重量百分率で、好ましくは0.1%未満、好ましくは0.05%未満、好ましくは0.03%未満、好ましくは0.01%未満であり、好適にはそれによって粒子の性能が向上し、及び/又は
SiO+CaO+MgO合計含有量は、好ましくは1.3%未満、好ましくは1%未満、好ましくは0.8%未満、好ましくは0.6%未満、好ましくは0.5%未満である。
・他の元素は好ましくは不純物である。
・酸化物含有量は、粒子の重量を基準とした重量百分率で、好ましくは90%超、好ましくは95%超、好ましくは98%超、好ましくは99%超である。
・炭素C含有量は、溶融粒子の重量を基準とした重量百分率で、好ましくは0.01%超、好ましくは0.03%超、好ましくは0.05%超、及び/又は0.6%未満、好ましくは0.5%未満、好ましくは0.4%未満、好ましくは0.3%未満である。
本発明は、粒子混合物であって、重量百分率で、本発明に係る砥粒を80%超、好ましくは90%超、好ましくは95%超、好ましくは99%超、好ましくは実質的に100%含む粒子混合物にも関する。
好ましくは、本発明に係る粒子混合物は、4mm未満の最大粒径及び/又は50μm超の10%粒径(D10)を示す。
好ましくは、本発明に係る粒子混合物は、FEPA標準43−GB−1984,R1993に準拠して測定される混合物又は「グリット」の粒度分布に従う。
本発明は、本発明に係る溶融粒子混合物の製造方法であって、逐次以下の段階:
a)出発材料を混合して原料を形成する段階、
b)融解材料が得られるまで上記原料を融解する段階、
c)上記融解材料を凝固させる段階、
d)任意には、特に段階c)で粒子が得られない場合に、固体塊を粉砕して粒子粉体を得る段階、
e)任意には、粒径選別段階
を含む方法にも関する。
本発明では、出発材料は段階a)において、段階c)の最後に得られる固体塊が本発明に係る粒子の組成を示すように、選択される。
本発明は、結合剤によって互いに結合され、支持体上に(例えば研削ホイールの形態で)結合又は(例えば可撓性支持体上の層として)堆積された粒子を含む研磨工具であって、上記粒子の少なくとも一部、好ましくは50%超、好ましくは70%超、好ましくは80%超、好ましくは90%超、好ましくは95%超、好ましくは99%超、好ましくは全部が本発明に係る粒子であることを特徴とする研磨工具にも関する。研磨工具は、特に、ツルーイング研削ホイール、精密研削ホイール、シャープニング研削ホイール、切断研削ホイール、塊を切削加工するための研削ホイール、バリ取り又は粗削り用研削ホイール、調整研削ホイール、ポータブル研削ホイール、鋳物用研削ホイール、ドリル研削ホイール、軸付研削ホイール、円筒形研削ホイール、円錐形研削ホイール、円盤状研削ホイール、セグメント型研削ホイール又はその他あらゆるタイプの研削ホイールとし得る。
一般に、本発明は、本発明に係る粒子の、特に本発明に係る研磨工具における、研磨のための使用に関する。
定義
・本発明に係る粒子の酸化物の含有量は、業界の慣例に従って、対応する化学成分の各々を最も安定な酸化物の形態で表したものの合計含有量をいい、亜酸化物及び任意には窒化物、酸窒化物、炭化物、酸炭化物、炭窒化物又はそれらの金属種も包含される。炭素は「他の元素」の一部をなし、その含有量はCO含有量として表される。
・「不純物」という用語は、出発原料と共に必然的に導入される不可避成分を意味する。特に、ナトリウムその他のアルカリ金属、鉄及びバナジウムの酸化物、窒化物、酸窒化物、炭化物、酸炭化物、炭窒化物並びにこれらの金属種からなる群の一部を形成する化合物は不純物である。例として、CaO、MgO又はNaOが挙げられる。酸化ハフニウムは不純物とはみなされない。
・酸化物の「前駆体」という用語は、本発明に係る粒子又は粒子混合物の製造時に酸化物をもたらすことのできる成分をいう。
・「溶融粒子」又はさらに広義に「溶融製品」という用語は、冷却による融解材料の凝固によって得られる固体粒子(又は製品)を意味する。
・「融解材料」は、原料の加熱によって液体となった物体であって、幾つかの固体粒子を含んでいてもよいが、その物体に構造を与えるには不十分な量でしか含まないものをいう。その形状を保持するため、融解材料は容器に収容しておく必要がある。本発明に係る酸化物系の溶融製品は通常1400℃超で融解させることによって得られる。
・粉体の10%粒径(D10)、50%粒径(D50)及び99.5%粒径(D99.5)は、粉体粒子の累積粒子径分布曲線において、粒子径を昇順に分類したときに、それぞれ10%、50%及び99.5%の重量百分率に相当する粒子径である。例えば、粉体粒子の10重量%はD10未満の粒径を有し、粒子の90重量%はD10より大きい粒径を有する。%粒径(パーセンタイル)は、レーザー粒子径分布測定装置を用いた粒子径分布を用いて求めることができる。
・「最大粒径」は、粉体の99.5%粒径(D99.5)をいう。
・「メジアン粒径」は50%粒径、すなわち、粒子集団を同重量の第1集団と第2集団とに分割する粒径であり、これらの第1集団及び第2集団は、それぞれ、メジアン粒径よりも大きい粒径又はメジアン粒径よりも小さい粒径を示す粒子のみを含む。
・本明細書では、別途記載しない限り、粒子の組成は、すべて、粒子の酸化物の全重量を基準とした重量百分率で示す。
詳細な説明
以下の説明は示を目的としたものにすぎず、本発明を限定するものではない。
本発明に係る溶融粒子は、上述の段階a)〜e)に従って製造し得るが、これらはアルミナジルコニア粒子の製造で慣用されている。パラメーターは例えば以下の実施例で使用されたプロセスの値を取り得る。
段階a)において、出発材料は所望の組成物が得られるように従来通り計量され、次いで混合されて原料を形成する。
原料中の金属Zr、Hf、Al及びTiは溶融粒子中にも実質的に完全に存在する。
ただし、元素クロムは、融解時に、特に酸化物の形態で、部分的に揮発するおそれがある。それに伴って原料の組成をどのように調整すればよいかは当業者が熟知している事項である。
金属Zr、Hf、Al及びTiは、好ましくは酸化物ZrO、HfO、Al及びTiOの形態で導入される。これらは、また、酸化物の前駆体の形態で従来通り導入してもよい。
一実施形態では、原料は、酸化物ZrO、HfO、Al及びTiO又はこれらの酸化物の前駆体と、炭素源とからなる。
好ましくは、原料は、原料の重量を基準にして1〜4%の量の炭素、好ましくはコークスの形態の炭素を含む。
SiO+CaO+MgO<1.5%であれば、粒子中3%未満の含有量の「他の元素」は本発明の奏する技術的効果を損なわないと考えられる。
SiO+CaO+MgO≧1.5%であると、研磨性能が不十分となる。
「他の成分」は好ましくは不純物である。好ましくは、不純物の含有量は2%未満、1%未満、さらには0.5%未満である。
段階b)において、アーク炉、好ましくは黒鉛電極を有するエルー(Heroult)型のものが好ましく使用されるが、原料を融解させることができる限り、誘導炉やプラズマ炉のような公知の炉も使用し得る。出発材料は好ましくは還元性環境中(特に炭素源、例えば石油コークス、ピッチ又は石炭を炉に添加して)、好ましくは大気圧下で融解させる。
好ましくは、容積80リットルの容器を備えるアーク炉が、150kW以上の電力で出湯前に出発材料1kg当たり1.5kWh以上の融解エネルギーで用いられるか、或いは異なる容積のアーク炉が等価な条件で用いられる。かかる等価の条件を如何に求めるかは当業者が熟知している事項である。
段落c)において、冷却は急速、すなわち融解材料が3分未満で完全に凝固するようにすべきである。例えば、米国特許第3993119号に記載されているような鋳型への注湯によるものであってもよいし、或いは急冷によるものであってもよい。
段階c)で粒子の粉体を得ることができない場合、又は得られた粒子が所期の用途に適した粒径分布を有していない場合、慣用技術によって粉砕(段階d))を実施してもよい。
段階e)において、その前段階で所期の用途に適した粒径分布を示す粒子の粉体が得られない場合、例えば、篩い分け又はサイクロン処理等による粒径選別を実施してもよい。
本発明に係る研磨工具の製造方法は周知である。
結合研磨工具、特に研削ホイールは、砥粒と結合剤の混合物をプレスすることによって形成し得る。本発明に係る研磨工具において、結合剤はビトリファイド結合剤(例えば、酸化物、特にケイ酸塩からなる結合剤)又は有機結合剤とし得る。有機結合剤がよく適している。
結合剤は特に熱硬化樹脂とし得る。これは、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリベンズイミダゾール樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノキシ樹脂、フェノール−フルフラール樹脂、アニリン−ホルムアルデヒド樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、クレゾール−アルデヒド樹脂、レゾルシノール−アルデヒド樹脂、尿素−アルデヒド樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂及びこれらの混合物からなる群から選択し得る。
通常、結合剤は混合物の2〜60体積%、好ましくは20〜40体積%をなす。結合剤は、有機又は無機充填剤、例えば水和無機充填剤(例えばアルミナ三水和物又はベーマイト)又は非水和無機充填剤(例えば酸化モリブデン)、氷晶石、ハロゲン、蛍石、硫化鉄、硫化亜鉛、マグネシア、炭化ケイ素、塩化ケイ素、塩化カリウム、二塩化マンガン、フルオロホウ酸カリウム又は亜鉛、フルオロアルミン酸カリウム、酸化カルシウム、硫酸カリウム、塩化ビニリデンと塩化ビニルの共重合体、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、繊維、硫化物、塩化物、硫酸塩、フッ化物及びこれらの混合物等を含んでいてもよい。結合剤はガラス繊維のような補強繊維を含んでいてもよい。
以下の非限定的な実施例は本発明を例示するためのものである。
実施例として示す製品は、以下の出発材料から調製した。
・Alteo社からAR75という商品名で市販されている、アルミナ含有量99.4%超及び酸化ナトリウム含有量2500ppm未満のアルミナ粉体、
・平均ジルコニア含有量85%超、平均5%のシリカを含み、アルミナ含有量10%未満、酸化ハフニウム含有量2%未満、その他の酸化物含有量1%未満、最大粒径13mmのジルコニア粉体、
・Traxys FrancePraから「Rutile Sand Premium Grade」として市販されている、TiO含有量>95%、粒子の80重量%が106μm未満の粒径を有する酸化チタン粉体、
・Lanxess社からBayoxide(登録商標)C GN−Rという商品名で市販されている、Cr含有量98.5重量%超の顔料用酸化クロム粉体、
・Altichem社から市販されている、1〜4mm径のピッチコークス。
粒子は、当業者に周知の以下の従来法で調製した。
a)出発材料を混合して原料を形成し、
b)容積80リットル及び直径0.8mの容器と黒鉛電極を備えるエルー型の単相アーク炉において、145〜150Vの電圧、1700Aの電流及び1.7kWh/kg仕込材料の特定の電気エネルギーで、融解し、
c)米国特許第3993119号に記載されているような、金属薄板間に注湯するための装置によって、融解材料を急冷して、固体塊をなす完全に固化した板を得て、
d)段階c)で固体塊を粉砕して、粒子粉体を得て、
e)500〜600μmの粒子を分級によって選別する。
段階a)で様々な例の粒子の製造に用いた原料の組成を重量百分率で以下の表1に示す。
Figure 2019511986
粒子混合物の性能及び寿命を評価するため、各例の粒子1.02gを含有する直径12.6cmの研削ホイールを以下の方法で調製した。グレード4140の鋼製ディスク(直径12.6cm、厚さ6mm)を洗浄する。次いでディスクの縁面(その厚さを規定する)をフェノール樹脂で被覆する。樹脂が依然として温かく粘着性を保持しているうちに、樹脂上に試験粒子の単層を均一に堆積させる。合計期間17時間、最高温度175℃に達するサイクルで乾燥した後、フェノール樹脂の層を試験粒子上に塗工し、オーブンに入れて合計期間17時間、最高温度175℃に達するサイクルに付して、試験研削ホイールを得る。
次いで、20.5cm×7.6cm×6cmの寸法の304ステンレス鋼製の鋼板の表面を、40μmの一定の切込深さ及び3600rpmの研削ホイール回転速度を維持しながら、研削ホイールを一定速度で往復運動させて機械加工した。機械加工時に研削ホイールによって発生する最大力Pmaxを記録した。
研削ホイールが完全に摩耗した後、機械加工された鋼の重量(研削作業によって除去された鋼の重量)「Ma」と、消費された研削ホイールの重量「Mm」を測定した。S比はMa/Mnに等しい。
切削効率は、機械加工試験時に研削ホイールによって発生する最大力Pmax及び研削ホイールの寿命tmaxの測定によって求められ、研削ホイールの寿命は研削ホイールの砥粒がすべて消費されたときに尽きるとみなされる。
試験した様々な粒子混合物の化学組成を表2に示す。これらの混合物で得られた結果を表3に示す。
酸化チタン及び酸化クロムのそれぞれの効果を強調するには、対比される例は、これら2種類の酸化物の合計含有量が同じであるべきである。従って、実施例1は比較例1又は比較例2と対比すべきである。実施例2は比較例3又は比較例4と対比すべきである。実施例4は比較例5又は比較例6と対比すべきである。
S比の向上率(%)は、以下の式によって計算される。
100×(実施例の製品のS比−対照例の製品のS比)/(対照例の製品のS比)
式中、対照例は、実施例1については比較例1又は比較例2であり、実施例2については比較例3又は比較例4であり、実施例3については比較例5又は比較例6である。
試験中に研削ホイールによって発生する最大力Pmaxの減少率(%)は、以下の式によって計算される。
100×(対照例の製品のPmax−実施例の製品のPmax)/(対照例の製品のPmax
式中、対照例は、S比の向上率の決定の場合と同様に、比較例1、比較例2、比較例3、比較例4、比較例5又は比較例6である。試験中に研削ホイールによって発生する最大力Pmaxの減少率(%)が正で大きい値であるのが望ましい。
研削ホイールの寿命tmaxの向上率(%)は、以下の式によって計算される。
100×(実施例の製品のtmax−対照例の製品のtmax)/(対照例の製品のtmax
式中、対照例は、S比の向上率の決定の場合と同様に、比較例1、比較例2、比較例3、比較例4、比較例5又は比較例6である。研削ホイールの寿命tmaxの向上率(%)が正で大きい値であるのが望ましい。
得られた結果を以下の表2、表3及び表4にまとめる。
比較例2、4及び6は米国特許第5143522号による粒子の混合物であり、比較例1、3及び5は米国特許第4035162号による粒子の混合物である。
比較例の粒子は500〜600μmで分級した。
Figure 2019511986
Figure 2019511986
Figure 2019511986
本発明者らは、
・S比が対照例の製品と同一又は大きく、
・発生する最大力Pmaxが対照例の製品に比して5%以上減少し、
・研削ホイールの寿命tmaxが対照例の製品に比して6%以上向上しているときに、
S比と、機械加工試験中に研削ホイールによって発生する最大力Pmaxと、研削ホイールの寿命tmaxとの良好な妥協点が存在すると考える。
好ましくは、S比は5%以上、好ましくは10%以上、好ましくは15%以上、好ましくは20%以上、さらには25%以上向上し、及び/又は発生する最大力Pmaxは10%以上、好ましくは15%以上、さらには20%以上、さらには25%以上減少し、及び/又は研削ホイールの寿命tmaxは10%以上、好ましくは15%以上、さらには20%以上向上する。
実施例1と比較例1との対比は、約2.7%のCr+TiO合計量に関して、TiOの下限の重要性を示しており、S比が約40%向上し、Pmaxが約23%減少し、tmaxが14%向上する。
実施例2と比較例3との対比も、約2.1%のCr+TiO合計量に関して、TiOの下限の重要性を示しており、S比が約56%向上し、Pmaxが約33%減少し、tmaxが37%向上する。
実施例3と比較例5との対比も、約7.0%のCr+TiO合計量に関して、TiOの下限の重要性を示しており、S比が約25%向上し、Pmaxが約14%減少し、tmaxが20%向上する。
実施例1と比較例2との対比は、Crの下限の重要性を示しており、S比が約3%向上し、Pmaxが約9%減少し、tmaxが17%向上する。
実施例2と比較例4との対比も、Crの下限の重要性を示しており、S比が約5%向上し、Pmaxが約25%減少し、tmaxが28%向上する。
実施例3と比較例6との対比も、Crの下限の重要性を示しており、S比が約1%向上し、Pmaxが約13%減少し、tmaxが22%向上する。
このように、本発明の実施例1、2及び3は望ましい妥協点を呈する。
これらの対比は、Cr及びTiOが特許請求の範囲に記載された範囲内で同時に存在することの利点をはっきりと示している。
以上から明らかな通り、本発明は卓越した研磨性能、耐久性及び切削効率を示す溶融アルミナ−ジルコニア砥粒の混合物を提供する。
無論、本発明は、例示のため非限定的な例として記載された実施形態に限定されるものではない。

Claims (17)

  1. 酸化物を基準とした重量百分率で以下の化学分析値:
    ZrO:16〜30%、ただしHfO<2%、
    Al:100%となる残部、
    Cr:≧0.2%、
    TiO:≧0.5%、
    Cr+TiO:<7%、
    他の元素:<3%、ただしSiO+CaO+MgO<1.5%
    を示す溶融粒子。
  2. Cr>0.4%である、請求項1に記載の粒子。
  3. 酸化物を基準とした重量百分率で、Cr含有量が4%以下であり、かつTiO含有量が6%以下である、請求項1又は請求項2に記載の粒子。
  4. 酸化物を基準とした重量百分率で、ZrO含有量が18%超、及び/又はCr含有量が0.5%超、及び/又はTiO含有量が0.8%超である、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の粒子。
  5. 酸化物を基準とした重量百分率で、ZrO含有量が20%超、及び/又はTiO含有量が1%超である、請求項4に記載の粒子。
  6. 酸化物を基準とした重量百分率で、ZrO含有量が29%未満、及び/又はCr含有量が3.2%未満、及び/又はTiO含有量が4.4%未満である、請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の粒子。
  7. 酸化物を基準とした重量百分率で、ZrO含有量が27%未満、及び/又はCr含有量が2.2%未満、及び/又はTiO含有量が2.8%未満である、請求項6に記載の粒子。
  8. 酸化物を基準とした重量百分率で、Cr+TiO合計含有量が1.5%超及び3.3%未満である、請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の粒子。
  9. 酸化物を基準とした重量百分率で、TiO含有量が4%超及び6.5%未満であり、Cr+TiO合計含有量が4.4%超及び好ましくは6.9%未満である、請求項1に記載の粒子。
  10. 酸化物を基準とした重量百分率で、他の元素の含有量が2%未満、好ましくは1%未満である、請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の粒子。
  11. SiO+CaO+MgO含有量が1%未満、好ましくは0.8%未満である、請求項1乃至請求項10のいずれか1項に記載の粒子。
  12. 酸化物を基準とした重量百分率で、SiO含有量が1%未満、及び/又はMgO含有量が0.5%未満、及び/又はCaO含有量が0.5%未満、及び/又はNaO含有量が0.1%未満である、請求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載の粒子。
  13. 酸化物を基準とした重量百分率で、SiO含有量が0.8%未満、及び/又はMgO含有量が0.3%未満、及び/又はCaO含有量が0.3%未満、及び/又はNaO含有量が0.05%未満である、請求項12に記載の粒子。
  14. 重量百分率で、請求項1乃至請求項13のいずれか1項に記載の粒子を80%超含む粒子混合物。
  15. 結合剤によって互いに結合され、かつ支持体上に結合又は堆積された粒子を含む研磨工具であって、上記粒子の少なくとも一部が請求項1乃至請求項13のいずれか1項に記載の粒子である、研磨工具。
  16. 請求項1乃至請求項13のいずれか1項に記載の粒子を80%超含む、請求項15に記載の研磨工具。
  17. 研削ホイールの形態である、請求項15又は請求項16に記載の研磨工具。
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