JP6113167B2 - 結合研磨物品 - Google Patents
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Description
式中、n、a、及びbは正数である。nが0と1との間であるとき、超オーバル形は国際特許出願第2011/068714号の図2に示すように凹の縁部(スカラップなしで)を有する4本腕の星のように見える。nが1であるとき、菱形a=b、又は凧形a≠bが形成される。nが1と2の間であるとき、縁部は凸状になる。
(a)本発明に従う成形研磨粒子、及びガラス質の結合剤前駆体組成物、並びに、一時的結合組成物(1つ以上の一時的結合剤、及び孔誘発材から選択される1つ以上の構成要素を含む)、及び二次研磨粒子から選択される任意の1つ以上の成分を含む前駆体組成物を提供する工程と、
(b)未焼成構造を得るために、前駆体組成物を所望の形状に形成する工程と、
(c)任意により、未焼成構造体を乾燥させる工程と、
(d)第1形態(例えば、T1タイプなどの、真っ直ぐな砥石車)を有するガラス質の結合剤研磨粒子を得るために、ビトリファイド結合部(約700℃〜1500℃から選択される温度)を生成するために好適な温度において、工程(b)又は(c)で得られた未焼成構造体を焼成する工程と、
(e)任意により、第2形状(例えば、顧客のニーズにより生じる形状)を有する結合研磨物品を得るために、第1形状を1つ以上の形状特徴(例えば、内径、直径、厚さ、面プロファイル)に更に変更する工程とを含む。
本発明において使用される用語歯車研削とは一般的に、歯車の創成研削、及び歯車の外形研削の方法を指す。歯車は、ギアボックスの速度伝達比を決定する。歯車の第2基本原理により、この比率は前の歯が係合離脱する前に次の歯が既に係合している場合においてのみ一定である。歯面の表面がより完全に研削されると、より適合した形態となり、ギアボックスはより滑らかかつ静かに運転する。歯面を機械加工するプロセスは、寸法の正確性及び形状の正確性においてより高い要求をもたらし、また構成要素の縁部領域の特性に特に高い要求をもたらす。マクロ及びマイクロ幾何(これは、歯により生じる雑音の量及び種類に影響する)は、品質要件によって厳しい制限内の許容誤差を有し、「ゼロ許容誤差」ポリシーが、歯面の縁部領域に適用される。構造体に対する影響の結果としての、縁部領域への損傷は、歯のより早い摩耗に寄与し、極端な場合において、歯を破損及び故障させる。これらの要件と関連して、異なる技術が有用であり得、これらは全て、本発明の範囲内に含まれる。
−研削ウォームを使用した、連続的な創成研削技術による歯車研削:結合研磨粒子(典型的には研削砥石車)が研削ウォームに対応する形状を有し、その基本的歯外形は常にラック外形をしている。研削ウォーム、及び歯車装置の連続的な創成研削を通じ、インボリュート形態が生じる。プロセスは、歯車砥石車の連続生産に非常に役に立つ。
クリープフィード研削は、表面研削の特定のケースと考えることができる。しかしながら、往復線形切削運動による表面研削と異なり、クリープフィード研削は、比較的長い切削深さと、比較的低い供給率度を使用する。合計研磨許容量は一般的に数回のパスで達成される。クリープフィード研削では、表面研削と円筒研削操作との間に区別が生じる。クリープフィード研削の1つの特殊の形態は、外形長手方向研削(剥離研削)である。
表面研削又は面研削技術は典型的には、周辺長手方向表面研削(大きい表面の表面研削、面研削)、及び周辺横方向表面研削(フルート状研削、外形研削)に分割される。
円筒研削は、一般的に、以下の4つの特徴の1つ以上、好ましくは全部を有することにより特徴付けられる研削技術である。
(1)加工物品が一定速度で回転する、(2)研削砥石車が一定速度で回転する、(3)研削砥石車が加工物品に対し向かって、及び離れるように送達される、(4)加工物品又は研削砥石車の一方が他方に対して横断する。
−外径(OD)研削は、自動車産業など(これはカムシャフト及びクランクシャフトの研削に使用される)最も頻繁に使用される研削技術の1つである。工業的開発の過程で、及び結果として生じる要件に対応して、外径研削は、加工物品が搭載される方法により、かつ主要送達方向により異なる技術の異なる類型へと分類された。
○中心間の周辺横方向外径(OD)研削(プランジ研削としても既知)
○心なし周辺横方向外径(OD)研削
○中心間の周辺長手方向外径(OD)研削(プランジ研削としても既知)
○心なし周辺長手方向外径(OD)研削
○周辺横方向内径(ID)研削(プランジ研削)
○周辺長手方向内径(ID)研削
砥石車及び加工物品の挙動について、両方の技術が中心間の外径(OD)研削とほぼ同一の特性を示す。ID研削が一般的に使用される用途の例としては、高精密嵌合を備えた孔の精砕が挙げられるがこれらに限定されない(砥石車が機械加工される表面よりも狭い必要があり、長手方向研削及びプランジ研削の組み合わせが必要である場合、硬質及び超硬質材料の機械加工において、単一のパスで異なる直径を機械加工し、加えてテーパ状嵌合を生じるため)。典型的な場合において、砥石車は、孔直径の2/3、又は最大4/5を超えないようにするべきである。
1.成形研磨粒子、及びガラス状結合を含む結合剤を含む結合研磨物品であって、上記成形研磨粒子はそれぞれ、厚さtによって分離される第1側部及び第2側部を含み、上記第1側部は第1幾何形状の外辺部を有する第1面を含む、結合研磨物品。
2.厚さtは、粒子の最も短い側部関連寸法の長さと等しいか、又は小さい、項目1に記載の物品。
3.成形研磨粒子は、セラミック成形研磨粒子である、項目1又は2に記載の物品。
4.成形研磨粒子は、αアルミナを含む、項目1〜3のいずれか一項に記載の物品。
5.成形研磨粒子は、非種晶ゾルゲル由来のαアルミナを含む、項目1〜4のいずれか一項に記載の物品。
6.成形研磨粒子は、種晶ゾルゲル誘導αアルミナを含む、項目1〜4のいずれか一項に記載の物品。
7.二次研磨粒子を更に含む、項目1〜6のいずれか一項に記載の物品。
8.成形研磨粒子、及び二次研磨粒子は、溶融酸化アルミニウム材料、熱処理した酸化アルミニウム材料、セラミック酸化アルミニウム材料、焼結した酸化アルミニウム材料、炭化ケイ素材料、二ホウ化チタン、炭化ホウ素、炭化タングステン、炭化チタン、ダイヤモンド、立方晶系窒化ホウ素、ガーネット、溶融アルミナジルコニア、ゾルゲルに由来する研磨粒子、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、又はこれらの組み合わせから独立に選択される、項目7に記載の物品。
9.二次研磨粒子は、特定の公称等級を有する破砕された研磨粒子から選択される、項目7又は8による物品。
10.破砕された研磨粒子は、成形研磨粒子よりも小さいサイズのものである、項目9に記載の物品。
11.上記成形研磨粒子の10〜80体積%を含む、項目1〜10のいずれか一項に記載の物品。
12.1〜60体積%の上記結合剤を含む、項目1〜11のいずれか一項に記載の物品。
13.上記ガラス状結合は、ガラス状結合の総重量に基づき、25〜90重量%のSiO2、0〜40重量%のB2O3、0〜40重量%のAl2O3、0〜5重量%のFe2O3、0〜5重量%のTiO2、0〜20重量%のCaO、0〜20重量%のMgO、0〜20重量%のK2O、0〜25重量%のNa2O、0〜20重量%のLi2O、0〜10重量%のZnO、0〜10重量%のBaO、0〜5重量%の酸化金属を含む、項目1〜12のいずれか一項に記載の物品。
14.ガラス状結合部は、フリットを含むガラス状結合前駆体組成物から得られる、項目1〜13のいずれか一項に記載の物品。
15.ガラス状結合前駆体組成物は、ガラス状結合前駆体組成物の総重量に基づき、3〜70重量%のフリットを含む、項目14のいずれか一項に記載の物品。
16.孔を含む、項目1〜15のいずれか一項に記載の物品。
17.物品の体積に基づき、1〜60体積%のガラス状結合、10〜80体積%の成形研磨粒子、及び5〜80体積%の多孔率を含む、項目1〜16のいずれか一項に記載の物品。
18.成形研磨粒子、及び二次研磨粒子がブレンドに含まれ、ブレンド内に存在する研磨粒子の総重量に基づき、二次研磨粒子の含有率が最大95重量%である、項目7〜17に記載の物品。
19.最も短い側部関連寸法の長さの、上記粒子の厚さに対する比率が少なくとも1:1である、項目1〜18のいずれか一項に記載の物品。
20.上記第1幾何形状は、多角形、レンズ形状、三日月形、円形、半円形、オーバル形、扇形、弓形、涙滴形、内転サイクロイドから選択される、項目1〜19のいずれか一項に記載の物品。
21.上記第1幾何形状は、三角形、及び四辺形から選択される、項目1〜20のいずれか一項に記載の物品。
22.上記第1幾何形状は、矩形、菱形、偏菱形、凧形、又は長オーバル形から選択される四辺形である、項目1〜21のいずれか一項に記載の物品。
23.上記第1幾何形状は、二等辺三角形、及び等辺三角形から選択される三角形である、項目1〜21のいずれか一項に記載の物品。
24.成形研磨粒子は体積アスペクト比を有し、体積アスペクト比は約1.15超である、項目1〜23のいずれか一項に記載の物品。
25.少なくとも1つの側壁を含む、項目1〜24のいずれか一項に記載の物品。
26.側壁は1つ以上の小平面を含む、項目25に記載の物品。
27.1つ以上の小平面は、三角形及び四辺形幾何形状、並びにこれらの組み合わせから独立に選択された形状を有する、項目26に記載の物品。
28.少なくとも1つの側壁は傾斜側壁である、項目25〜27のいずれか一項に記載の物品。
29.第2面と側壁との間に抜き勾配αを更に含み、抜き勾配αは90°超である、項目25〜28のいずれか一項に記載の物品。
30.抜き勾配αは、約95〜約135°である、項目29に記載の物品。
31.側壁は、5〜約65°の角度βで、第1側部と交差する、項目25〜28のいずれか一項に記載の物品。
32.上記の成形研磨粒子はそれぞれ、開口部、少なくとも1つの陥没(又は凹状)面、外方に成形された(又は凸状)少なくとも1つの面、複数の溝又はリッジを有する少なくとも1つの側部、少なくとも1つの破損表面、低真円度、鋭い先端部を有する1つ以上の角点を含む外辺部を有する第1面を含む第1側部、鋭い先端部を有する1つ以上の角点を含む外辺部を有する第2面を含む第2側部、又は上記成形機構の1つ以上の組み合わせから選択された、少なくとも1つの成形機構を含む、項目1〜31のいずれか一項に記載の物品。
33.成形研磨粒子はそれぞれ開口部を有する、項目1〜32のいずれか一項に記載の物品。
34.開口部は、第1側部及び第2側部を通っている、項目33のいずれか一項に記載の物品。
35.成形研磨粒子は、第2側部に複数の溝及び/又はリッジを更に含む、項目1〜34のいずれか一項に記載の物品。
36.第2側部は、頂点、又はリッジライン、又は第2面を含む、項目1〜35のいずれか一項に記載の物品。
37.第2側部は、厚さtにより第1側部から分離された第2面を含み、少なくとも1つの側壁は第2面と第1面とを接続する、項目36に記載の物品。
38.厚さは粒子の最も短い面寸法の長さと同じかより短い、項目37に記載の物品。
39.第2面は、第1幾何形状と同じであるか、異なり得る第2幾何形状の外辺部を有する、項目37又は38に記載の物品。
40.上記第1及び第2幾何形状は、規則的多角形、不規則的多角形、レンズ、三日月形、円形、半円形、オーバル形、扇形、弓形、涙滴形、及びハイポサイクロイドから独立に選択される、項目39に記載の物品。
41.第1及び第2幾何形状は、寸法が異なっていても同じであってもよい、同一の幾何形状を有する、項目39又は40に記載の物品。
42.第1及び第2幾何形状が、実質的に三角形の形状から選択される、項目41に記載の物品。
43.実質的に三角形の形状は正三角形の形状を含む、項目42に記載の物品。
44.第1面及び第2面は互いに実質的に並行である、項目37〜43のいずれか一項に記載の物品。
45.第1面及び第2面は互いに並行でない、項目37〜44のいずれか一項に記載の物品。
46.側壁は傾斜側壁である、項目37〜45のいずれか一項に記載の物品。
47.第2面と側壁との間に抜き勾配αを更に含み、抜き勾配αは90°超である、項目37〜46のいずれか一項に記載の物品。
48.第1抜き勾配を有する第1傾斜側壁、第2抜き勾配を有する第2傾斜側壁、及び第3抜き勾配を有する第3傾斜側壁を含む、項目37〜47のいずれか一項に記載の物品。
49.第1抜き勾配、第2抜き勾配、及び第3抜き勾配が、互いに異なる値を有する、項目48に記載の物品。
50.第1抜き勾配、第2抜き勾配、及び第3抜き勾配が等しい、項目48に記載の物品。
51.第1及び第2面が実質的に平坦である、項目37〜50のいずれか一項に記載の物品。
52.第1及び第3面の少なくとも一方が非平坦な面である、項目37〜50のいずれか一項に記載の物品。
53.第1面は、陥没しているか凹状であり、第2面は実質的に平坦である、項目52に記載の物品。
54.第1面は凸状であり、第2面は陥没しているか凹状である、項目52に記載の物品。
55.第1面は陥没しているか、凹状であり、第2面は陥没しているか、凹状である、項目52に記載の物品。
56.粒子は側壁及び変動する厚さtをそれぞれ有する皿形の研磨粒子であり、第1面は陥没していおり、皿形研磨粒子における厚さ比Tc/Tiが1.25〜5.00である、項目52に記載の物品。
57.第1面は実質的に平坦な中心部、及び複数の隆起角部を含む、項目52又は56に記載の物品。
58.第2側部は、第2面及び第2面と抜き勾配αで交差して切頭角柱を形成する4つの面を含む、項目37〜57のいずれか一項に記載の物品。
59.抜き勾配αは、約95〜約135°である、項目58に記載の物品。
60.第2側部は厚さtにより第1側部から分離した頂点を含み、少なくとも1つの側壁が頂点と第1面の外辺部を接続する、項目36に記載の物品。
61.側壁は頂点と第1面の外辺部とを接続する1つ以上の小平面を含む、項目60に記載の物品。
62.第1面の外辺部は三角形、四辺形、又は更なる多角形であり、第2側部は頂点、及び対応する数の小平面を含み、角柱を形成する、項目60又は61に記載の物品。
63.第1側部は、4つの辺及び4つの頂点を有する四辺形を含み、四辺形は、矩形、菱形、偏菱形、凧形、又は超オーバル形から選択される、項目60〜62のいずれか一項に記載の物品。
64.第1側部は、3つの辺及び3つの頂点を有する三角形を含み、第2側部は、頂点及び3つの三角形の小平面を含み角錐を形成する、項目60〜62のいずれか一項に記載の物品。
65.三角形は正三角形である、項目64に記載の物品。
66.側壁及び/又は小平面が約5〜約65°の角度βで第1側部と交差する、項目60〜65のいずれか一項に記載の物品。
67.成形研磨粒子が、6つの共通の辺によって結合された4つの主要側部を有し、4つの主要側部の各1つが、4つの主要側部の他の3つと接触し、前記6つの共通の辺が実質的に同じ長さである、項目64に記載の物品。
68.4つの主要側部の少なくとも1つが実質的に平坦である、項目67に記載の物品。
69.4つの主要側部の少なくとも1つが凹状である、項目67又は68のいずれか一項に記載の物品。
70.4つの主要側部の全部が凹状である、項目67に記載の物品。
71.4つの主要側部の少なくとも1つが凸状である、項目67又は68のいずれか一項に記載の物品。
72.成形研磨粒子は、四面体対称性を含む、項目67〜71のいずれか一項に記載の物品。
73.成形研磨粒子は、実質的に規則的な四面体である、項目67〜72のいずれか一項に記載の物品。
74.第2側部は厚さtにより第1側部から分離したリッジラインを含み、少なくとも1つの側壁がリッジラインと第1面の外辺部を接続する、項目36に記載の物品。
75.側壁はリッジラインと第1面の外辺部とを接続する1つ以上の小平面を含む、項目74に記載の物品。
76.側壁及び/又は小平面が約5〜約65°の角度βで第1側部と交差する、項目74〜75のいずれか一項に記載の物品。
77.第1幾何形状が、四辺形幾何形状から選択され、側壁が屋根型の粒子を形成する4つの小平面を含む、項目74〜76のいずれか一項に記載の物品。
78.四辺形が矩形、菱形、偏菱形、凧形、又は超オーバル形からなる群から選択される、項目77に記載の物品。
79.研磨粒子は、平均先端部半径を有し、平均先端半径は75μm未満である、項目1〜78のいずれか一項に記載の物品。
80.成形研磨粒子はそれぞれ、成形研磨粒子の長手方向軸に沿った断面形状を有し、断面形状が非円形断面を含み、その成形研磨粒子が約15%〜0%の平均真円度係数を有する、成形研磨粒子に属する、項目1〜79のいずれか一項に記載の物品。
81.砥石車、ホーニング砥石、研削区分、軸付砥石、又は他の形状の形状から選択される三次元形状を有する項目1〜80のいずれか一項に記載の物品。
82.物品が砥石車を含む、項目1〜81のいずれか一項に記載の物品。
83.物品が砥石車である、項目1〜82のいずれか一項に記載の物品。
84.砥石車は、円筒研削、心なし研削、表面及び外形研削、往復研削、クリープフィード研削、歯車、ねじ、ツール、カムシャフト、クランクシャフト軸受け、ガードレールの創成方法における研削のための研削砥石から選択される、項目82又は83のいずれか一項に記載の物品。
85.成形研磨粒子は、研磨物品において均一に分布している、項目1〜84のいずれか一項に記載の物品。
86.成形研磨粒子は、研磨物品において不均一に分布している、項目1〜84のいずれか一項に記載の物品。
87.結合研磨砥石車を含み、砥石車は外側領域、及び内側領域を含み、内側及び外側領域の組成は、結合の組成、研削粒子の形状、研削粒子のグリット寸法、及び研磨粒子の量から選択される1つ以上の態様において異なる、項目86に記載の物品。
88.高性能研削用途における、1〜87のいずれか一項に記載される物品の使用。
89.少なくとも1.5mm3/mm/秒のQ’wの外径研削、少なくとも1mm3/mm/秒のQ’wの内径研削、少なくとも1.5mm3/mm/秒のQ’wの表面研削、少なくとも3mm3/mm/秒のQ’wの外形研削、少なくとも8mm3/mm/秒のQ’wの創成方法での外形研削、少なくとも4mm3/mm/秒のQ’wのクリープフィード研削、少なくとも8mm3/mm/秒のQ’wを備えるカムシャフト研削のための、請求項88に記載の用途。
90.鋼、非鉄金属、合金、硬質金属、セラミック、及びガラスから選択される加工物品材料を研磨するための、請求項1〜87のいずれか一項に記載の物品の使用。
91.加工物品を研磨するための方法であって、方法は項目1〜87のいずれかによる研磨物品の少なくとも一部を加工物品の表面と摩擦接触させる工程と、加工物品又は研磨物品の少なくとも一方を動かして、加工物品の表面の少なくとも一部を研磨する工程とを含む、方法。
92.特定のチップ体積V’wが、同じ特定の材料除去速度Q’wにおいて、比較可能な結合研磨物品を使用して達成される特定のチップ体積よりも、少なくとも20%高い、項目1〜87のいずれか一項に記載の結合研磨物品を使用により特徴付けられる研磨方法。
1.成形研磨粒子、及びガラス状結合を含む結合剤を含む結合研磨物品であって、上記成形研磨粒子はそれぞれ、厚さtで分離された第1側部及び第2側部を含み、上記第1側部は第1幾何形状の外辺部を有する第1面を含み(又は好ましくは第1面である)、上記厚さtは好ましくは、粒子の最も短い側部関連寸法の長さと等しいか、又はこれより短く、上記第2側部は、第2幾何形状の外辺部を有する第2面を含み(又は好ましくは第2面である)、上記第2側部は厚さtによって上記第1側部から分離され、少なくとも1つの側壁が上記第2面と上記第1面を接続し、上記第1幾何形状及び上記第2幾何形状は、大きさが異なっていても同じであってもよい実質的に同一の幾何形状を有し、上記同一の幾何形状は両方とも三角形の形状、又は四辺形の形状から選択される、結合研磨物品。
2.上記同一の幾何形状は両方とも三角形の形状から選択される、項目1に記載の物品。
3.第1面及び第2面は互いに実質的に平行、又は非平行である、項目1又は2のいずれか一項に記載の物品。
4.第1及び第2面が実質的に平坦である、項目1〜3のいずれか一項に記載の物品。
5.第1及び第2面の少なくとも一方が非平坦な面である、項目1〜4のいずれか一項に記載の物品。
6.第1面及び第2面の少なくとも一方が内方へ成形されている、項目5に記載の物品。
7.第1面は内方へ成形され、第2面は実質的に平坦であるか、又は第1面は外方に成形されており第2面は内方へ成形されているか、又は第1面は内方へ成形され第2面は内方へ成形されている、項目6に記載の物品。
8.第2側部は、第2面と抜き勾配αで交差して切頭角柱を形成する4つの小平面を含む、項目1〜7のいずれか一項に記載の物品。
9.成形研磨粒子は、セラミック成形研磨粒子である、項目1〜8のいずれか一項に記載の物品。
10.成形研磨粒子は、αアルミナを含む、項目1〜9のいずれか一項に記載の物品。
11.成形研磨粒子は、種晶、又は非種晶ゾルゲル由来のαアルミナを含む、項目1〜10のいずれか一項に記載の物品。
12.上記成形研磨粒子は、酸化アルミニウムの主要部を含む、項目1〜7のいずれか一項に記載の物品。
13.上記酸化アルミニウムは、溶融酸化アルミニウムである、項目12に記載の物品。
14.二次研磨粒子を更に含む、項目1〜13のいずれか一項に記載の物品。
15.上記成形研磨粒子、及び上記二次研磨粒子は、溶融酸化アルミニウム材料、熱処理した酸化アルミニウム材料、セラミック酸化アルミニウム材料、焼結した酸化アルミニウム材料、炭化ケイ素材料、二ホウ化チタン、炭化ホウ素、炭化タングステン、炭化チタン、ダイヤモンド、立方晶系窒化ホウ素、ガーネット、溶融アルミナジルコニア、ゾルゲルに由来する研磨粒子、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、又はこれらの組み合わせから独立に選択される、項目14に記載の物品。
16.二次研磨粒子は、特定の公称等級を有する破砕された研磨粒子から選択される、項目14又は15による物品。
17.破砕された研磨粒子は、成形研磨粒子よりも小さいサイズのものである、項目16に記載の物品。
18.上記二次研磨粒子は、溶融酸化アルミニウム材料、超研磨剤の粒子、及び炭化ケイ素材料の粒子から選択される、項目14〜17のいずれか一項に記載の物品。
19.10〜80体積%の上記成形研磨粒子、及び1〜60体積%の上記結合媒体を含む、項目1〜18のいずれか一項に記載の物品。
20.上記ガラス状結合は、ガラス状結合の総重量に基づき、25〜90重量%のSiO2、0〜40重量%のB2O3、0〜40重量%のAl2O3、0〜5重量%のFe 2 O 3 、0〜5重量%のTiO2、0〜20重量%のCaO、0〜20重量%のMgO、0〜20重量%のK2O、0〜25重量%のNa2O、0〜20重量%のLi2O、0〜10重量%のZnO、0〜10重量%のBaO、0〜5重量%の酸化金属を含む、項目1〜19のいずれか一項に記載の物品。
21.ガラス状結合部は、フリットを含むガラス状結合前駆体組成物から得られる、項目1〜21のいずれか一項に記載の物品。
22.孔を含む、項目1〜22のいずれか一項に記載の物品。
23.成形研磨粒子、及び二次研磨粒子がブレンドに含まれ、ブレンド内に存在する研磨粒子の総重量に基づき、二次研磨粒子の含有率が最大95重量%である、項目14〜22のいずれか一項に記載の物品。
24.少なくとも1つの側壁は傾斜側壁である、項目1に記載の物品。
25.上記成形研磨粒子が、開口部、少なくとも1つの陥没した(又は凹状)面、外方に成形された(又は凸状)の少なくとも1つの面、複数の溝又はリッジを含む少なくとも1つの側部、少なくとも1つの破損表面、低い真円度係数、鋭利な先端部を有する1つ以上の角点を含む第1面の外辺部、鋭利な先端部を有する1つ以上の角点を含む外辺部を有する第2面を含む第2側部、又は上記形状特徴の1つ以上の組み合わせから選択される少なくとも1つの成形特徴を含む、項目1〜24のいずれか一項に記載の物品。
26.成形研磨粒子はそれぞれ開口部を有する、項目1〜25のいずれか一項に記載の物品。
27.成形研磨粒子は、第2側部に複数の溝及び/又はリッジを更に含む、項目1〜26のいずれか一項に記載の物品。
28.砥石車、ホーニング砥石、研削区分、軸付砥石、又は他の形状の形状から選択される三次元形状を有する項目1〜27のいずれか一項に記載の物品。
29.物品が砥石車を含む、項目1〜28のいずれか一項に記載の物品。
30.砥石車は、円筒研削、心なし研削、表面及び外径研削、往復研削、クリープフィード研削、歯車、ねじ、ツール、カムシャフト、クランクシャフト軸受け、ガードレールの創成方法における研削のための研削砥石から選択される、項目29に記載の物品。
31.成形研磨粒子は、研磨物品において均一に分布している、項目1〜30のいずれか一項に記載の物品。
32.成形研磨粒子は、研磨物品において不均一に分布している、項目1〜31のいずれか一項に記載の物品。
33.結合研磨砥石車を含み、砥石車は外側領域、及び内側領域を含み、内側及び外側領域の組成は、結合の組成、研削粒子の形状、研削粒子のグリット寸法、及び研磨粒子の量から選択される1つ以上の態様において異なる、項目32に記載の物品。
34.高性能研削用途における、1〜32のいずれか一項に記載される物品の使用。
35.少なくとも1.5mm3/mm/秒のQ’wの外径研削、少なくとも1mm3/mm/秒のQ’wの内径研削、少なくとも1.5mm3/mm/秒のQ’wの表面研削、少なくとも3mm3/mm/秒のQ’wの外形研削、少なくとも8mm3/mm/秒のQ’wの創成方法での外形研削、少なくとも4mm3/mm/秒のQ’wのクリープフィード研削、少なくとも8mm3/mm/秒のQ’wを備えるカムシャフト研削のための、項目34に記載の用途。
36.鋼、非鉄金属、合金、硬質金属、セラミック、及びガラスから選択される加工物品材料を研磨するための、請求項1〜32のいずれか一項に記載の物品の使用。
37.加工物品を研磨するための方法であって、方法は項目1〜32のいずれか一項による研磨物品の少なくとも一部を加工物品の表面と摩擦接触させる工程と、加工物品又は研磨物品の少なくとも一方を動かして、加工物品の表面の少なくとも一部を研磨する工程とを含む、方法。
38.項目1〜32のいずれか一項による結合研磨物品の使用により特徴付けられる、歯車研削の方法。
39.項目1〜32のいずれか一項による結合研磨物品の使用により特徴付けられる、クリープフィード研削の方法。
40.項目1〜32のいずれか一項による結合研磨物品の使用により特徴付けられる、表面研削の方法。
41.項目1〜32のいずれか一項による結合研磨物品の使用により特徴付けられる、円筒研削の方法。
42.特定のチップ体積V’wが、同じ特定の材料除去速度Q’wにおいて、比較可能な結合研磨物品を使用して達成される特定のチップ体積よりも、少なくとも20%高い、項目1〜32のいずれか一項に記載の結合研磨物品を使用により特徴付けられる研削方法。
成形研磨粒子の寸法(例えば、長さ、幅、及び厚さ)は例えば、当該技術分野において既知の方法を使用して、例えば、定規、バーニャキャリパー、マイクロメータ、又は顕微鏡測定技術などの従来的な測定ツールの使用により、及び典型的には好適な数の測定の平均の計算により、測定され得る。
A.研磨研削砥石車の製造プロセス
同じ結合及び砥石車寸法(500×25×304.8mm(砥石車直径×厚さ×気孔径))、及びT1形状(DIN:ISO 603:1999による)を有するビトリファイド結合研磨研削砥石車、すなわち平形研削砥石車は、以下の製造プロセスによって調製される。
実施例に関して特定される研磨粒子/粒子混合物が混合凝集体内に配置され、混合中に液状一時的結合剤がこれに加えられた。約3〜5分にわたり撹拌した後、ビトリファイド結合前駆体混合物、及び固体状一時的結合剤からなる混合物が加えられ、混合は約10分間にわたり十分に行われた。
所与の実施例を参考にし、工程(i)で得られる混合物は、ふるい16メッシュ(メッシュ寸法1.18mm)でふるいにかけられた。
工程(ii)で得られる混合物は、成形型に配置され、加圧することで未焼成体がもたらされた。100% 80+を含む研磨混合物を有する未焼成体のための典型的な形成圧力は126〜150kg/cmであり、30% 80、60+、又はT形研磨粒子を含む研磨混合物を有する未焼成体においては21〜51kg/cm2である。
所与の実施例に関し、達成される未焼成本体は130℃の温度で乾燥され、930℃の温度で焼結される。
仕上げ操作は、気孔、横方向表面、及び周辺表面の研削を含む。
** ここで、及び以下において、砥石車タイプ(又は研磨粒子又はツール種類)は、試験研磨ツールの硬度/構造に関連し、研磨ツール(例えば、砥石車又は区分)内の結合及び有孔率の割合に基づき、タイプ1(より低い体積率の結合及び研磨粒子、及びより高い体積%の多孔率)〜タイプXI(より高い割合の結合及び研磨粒子、及びより低い体積%の多孔率)の種類に分類され、高い体積%の結合は、より高い種類、及びより剛性又は硬質の研磨ツールに対応する。
実施例I(すなわち、タイプIII、又はタイプVII)を特に参照する例において、タイプVIIの試験砥石車は、タイプVIIの砥石車に存在するより高い体積%の結合、及びより低い多孔率のために、タイプIIIの試験砥石車と比較して、使用される研削条件下においてより固く、又はより剛性に機能するものと考えられる。
* 焼成前の未焼成砥石車の重量
実施例Iにおけるように調製された砥石車は、砥石車の研削性能を形成するために、円筒研削用途において試験される。研削試験は、以下の研削条件を使用して行われた。
試験シリーズI及びIIにおいて得られる結果の比較は、特定の材料除去速度(図1〜4)を増加することによりもたらされる実施例のより高い研削性能を示した。試験シリーズI(Q’w 2.5mm3/mm/秒)において非種晶ゾルゲル誘導酸化アルミニウムを含む全ての変形例は、長い耐用寿命を示す(図1及び図2、比較例参照番号1A−2、参照番号2A−1、参照番号3A−1、及び参照番号3A−2を除く実施例)が、5mm3/mm/秒の、特定の材料除去速度Q’wを含む、試験シリーズIIの研削条件を適用する際の、引かれる電力の差が図3及び図4に見られる。
A.研磨研削ツールの製造プロセス
表2に記載される組成物、種類、寸法(砥石車直径×厚さ×直径)形状、及び結合を有するビトリファイド結合砥石車は、実施例Iに記載されるように調製された。
実施例IIにおけるように調製された砥石車は、砥石車の研削性能を形成するために、外径(OD)研削用途において試験される。
A.研磨研削ツールの製造プロセス
表4に記載される組成物、種類、寸法(砥石車直径×厚さ×気孔直径)形状、及び結合を有するビトリファイド結合研磨砥石車は、実施例Iに記載されるように調製された。
実施例IIIにおけるように調製された研削砥石車は、砥石車の研削性能を形成するために、外径(OD)研削用途において試験された。
A.研磨研削ツールの製造プロセス
表6に記載される組成物、種類、寸法(砥石車直径×厚さ×直径)形状、及び結合を有するビトリファイド結合砥石車は、実施例Iに記載されるように調製された。
実施例IVにおけるように調製された砥石車は、砥石車の研削性能を形成するために、外径(OD)研削用途において試験される。
A.研磨研削砥石車の製造プロセス
表8に記載される組成物、種類、寸法(砥石車直径×厚さ×直径)形状、及び結合を有するビトリファイド結合砥石車は、実施例Iに記載されるように調製された。
実施例Vにおけるように調製された砥石車は、砥石車の研削性能を形成するために、単一リブ歯車研削用途において試験される。
A.研磨研削ツールの製造プロセス
表10に記載される組成物、種類、寸法(砥石車直径×厚さ×直径)形状、及び結合を有するビトリファイド結合砥石車は、実施例Iに記載されるように調製された。
実施例VIにおけるように調製された砥石車は、砥石車の研削性能を形成するために、創成歯車研削用途において試験される。実施例VIの砥石車を使用して、研削試験は以下の研削条件を使用して行われた。
A.研磨研削ツールの製造プロセス
表12に記載される組成、タイプ、寸法(区分幅B×厚さC×長さL)、形状、及び結合を有する、ビトリファイド結合研削区分は、実施例Iに記載されるように調製された。
実施例VIIにおけるように調製された区分は、区分の研削性能を確立するために、表面研削用途において試験された。実施例VIIの区分を使用して、研削試験は以下の研削条件を使用して行われた。
A.研磨研削ツールの製造プロセス
表14に記載される組成物、種類、寸法(砥石車直径×厚さ×直径)形状、及び結合を有するビトリファイド結合研磨研削砥石車は、実施例Iに記載されるように調製された。
実施例VIIIにおけるように調製された砥石車は、砥石車の研削性能を形成するために、往復研削用途において試験される。実施例VIIIの砥石車を使用して、研削試験は以下の研削条件を使用して行われた。
A.研磨研削ツールの製造プロセス
表16に記載される組成物、種類、寸法(砥石車直径×厚さ×直径)形状、及び結合を有するビトリファイド結合研磨研削砥石車は、実施例Iに記載されるように調製された。
実施例IXにおけるように調製された砥石車は、砥石車の研削性能を形成するために、クリープフィード研削用途において試験される。実施例IXの砥石車を使用して、研削試験は以下の研削条件を使用して行われた。
Claims (10)
- 成形研磨粒子、及びガラス質の結合剤を含む結合媒質を含む、結合研磨物品であって、前記成形研磨粒子はそれぞれ、厚さtによって分離される第1側部及び第2側部を含み、前記第1側部は第1幾何形状の外辺部を有する第1面を含み、厚さtは前記粒子の最も短い側部関連寸法の長さと等しいか又はこれより小さく、多孔率が5〜80体積%である、
結合研磨物品。 - 二次研磨粒子を更に含む、請求項1に記載の結合研磨物品。
- 前記成形研磨粒子、及び二次研磨粒子は、溶融酸化アルミニウム材料、熱処理した酸化アルミニウム材料、セラミック酸化アルミニウム材料、焼結した酸化アルミニウム材料、炭化ケイ素材料、二ホウ化チタン、炭化ホウ素、炭化タングステン、炭化チタン、ダイアモンド、立方晶系窒化ホウ素、ガーネット、溶融アルミナジルコニア、ゾルゲルに由来する研磨粒子、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、又はこれらの組み合わせの粒子から独立に選択される、請求項2に記載の結合研磨物品。
- 前記二次研磨粒子は、特定の公称等級を有する破砕された研磨粒子から選択される、請求項2又は3に記載の結合研磨物品。
- 前記破砕された研磨粒子は、前記成形研磨粒子よりも小さいサイズのものである、請求項4に記載の結合研磨物品。
- 10〜80体積%の前記成形研磨粒子、及び1〜60体積%の前記結合媒質を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の結合研磨物品。
- 前記ガラス質の結合剤は、ガラス質の結合剤の総重量に基づき、25〜90重量%のSiO2、0〜40重量%のB2O3、0〜40重量%のAl2O3、0〜5重量%のFe2O3、0〜5重量%のTiO2、0〜20重量%のCaO、0〜20重量%のMgO、0〜20重量%のK2O、0〜25重量%のNa2O、0〜20重量%のLi2O、0〜10重量%のZnO、0〜10重量%のBaO、0〜5重量%の酸化金属を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の結合研磨物品。
- 前記第1幾何形状は、三角形、及び四辺形から選択される、請求項1〜7のいずれか一項に記載の結合研磨物品。
- 前記成形研磨粒子及び二次研磨粒子のブレンドを含み、前記成形研磨粒子の量は、前記ブレンドにおける研磨粒子の総重量に基づいて、20〜60重量%の範囲内である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の結合研磨物品。
- 少なくとも1.5mm 3 /mm/秒のQ’wの外径研削と、少なくとも1mm 3 /mm/秒のQ’wの内径研削と、少なくとも1.5mm 3 /mm/秒のQ’wの表面研削と、少なくとも3mm 3 /mm/秒のQ’wの外形研削と、少なくとも8mm 3 /mm/秒のQ’wの創成方法での外形研削と、少なくとも4mm 3 /mm/秒のQ’wのクリープフィード研削と、少なくとも8mm 3 /mm/秒のQ’wを備えるカムシャフト研削とから選択される、加工物品の高性能研削用途における、請求項1〜9のいずれか一項に記載される結合研磨物品の使用。
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