KR100307645B1 - 모서리유지성이향상된졸-겔알루미나숫돌차및이를위한유리질결합재 - Google Patents

모서리유지성이향상된졸-겔알루미나숫돌차및이를위한유리질결합재 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유리질 결합 연식 휠을 제공하며, 여기서 연삭 그릿 부분은 졸-겔 알루미나 연마재를 포함하고, 휠의 코너 또는 형태(Form) 유지 특성과 기계적 특성이 향상되었다.
또한, 본 발명은 졸-겔 알루미나 연마재와 함께 코너 또는 형태 유지 특성과 물리적 특성을 향상시키는 결합재 조성물을 포함한다.

Description

모서리 유지성이 향상된 졸-겔 알루미나 숫돌차 및 이를 위한 유리질 결합재{A sol-gel alumina abrasive wheel with improved corner holding}
본 발명은 숫돌차, 특히 모서리 유지 특성이 향상된 졸-겔 알루미나 연마 그 릿(abrasive grit)을 함유하는 숫돌차(abrasive grinding wheel)에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 기계적 강도와 모서리 유지 특성을 향상시키는 결합재 조성물(bond composition)을 포함한다.
정밀 가동 부품은 고출력, 고효율 및 장시간의 수명으로 작동되도록 고안된다. 이들 부품은, 예를 들면 엔진(내연 기관, 제트 기관 및 전기 기관), 기관차(전동열차 및 차동열차) 및 베어링 표면용으로 사용된다. 이러한 요건을 충족시키기 위하여, 이들 부품은 보다 견고한 내치수성과 함께 보다 탁월하고/보다 강한 고안을 포함하는 향상된 특성으로 제조되어야 한다. 이들 내성을 달성하기 위하여, 이들 부품은 최종 형태와 크기에 근접한 보다 나은 특성의 물질로 제조된다.
숫돌차는 종종 전체 부품의 제조용으로 또는 최종 치수를 제공하기 위해 사용된다. 유리질 또는 유리 결합 숫돌차는 주로 금속 부품 가공용으로 사용되는 숫돌차이다. 숫돌차로 이러한 유형의 정밀부품을 제조하기 위하여, 부품의 역상을 다이아몬드 공구를 사용하여 숫돌차면으로 "드레싱"한다. 제조되는 부품이 숫돌차의 프로필을 취하기 때문에, 숫돌차가 가능한 한 오랫동안 그 형태를 유지하는 것이 중요하다. 이러한 이상적인 조건에서 정밀한 내치수성을 갖지만 물질 손상이 없는 정밀 부품이 제조된다.
전형적으로, 숫돌차는 형태가 유지되지 않거나 이의 모서리 또는 곡면부가 마모된다. 표준 융합 알루미나 연마 생성물은 숫돌차의 모서리가 현저하게 변형되기 전에 2 내지 3개의 작업편의 연마를 통해 유지될 수 있다. 따라서, 연마기의 조작자는 결함을 피하기 위해 매 작업편 다음에 숫돌차를 드레싱시킬 수 있다. 숫 돌차가 고성능 졸-겔 알루미나 연마 그릿을 사용하여 제조되는 경우 4개 또는 5개의 작업편을 연마한 후에도, 숫돌차의 모서리에서의 형태가 변형되지 않으며 연마기의 조작자는 3개의 작업편을 연마한 후 이들 숫돌차의 드레싱을 실시할 수 있다. 졸-겔 알루미나 숫돌차의 드레싱 · 횟수의 감소 특성이 표준 숫돌차에 비해 현저히 향상되며, 드레싱 횟수와 드레싱을 통한 졸-겔 알루미나 숫돌차의 손실은 드레싱 횟수 감소시에 바람직한 결과(goal)를 추가로 얻을 수 있다.
드레싱 간격이 연장될 수 있도록, 졸-겔 알루미나 숫돌차의 보다 탁월한 모서리 또는 형태 유지성을 필요로 한다. 따라서, 본 발명의 목적은 모서리 또는 형태 유지성이 향상된 졸-겔 알루미나 연마 그릿 슷돌차를 제조하는 데 있다. 또한,본 발명의 목적은 졸-겔 알루미나 연마 그릿 숫돌차와 함께 모서리 또는 형태 유지성을 향상시키기 위해 사용할 수 있는 결합재(bond)를 제조하는 데 있다.
본 발명은 유리질 결합 숫돌차를 제공하며, 여기서 연마 그릿 부분은 졸-겔 알루미늄의 연마재(abrasive)를 포함하고 숫돌차의 모서리 또는 형태 유지 특성과 기계적 특성이 향상되었다. 또한, 본 발명은 졸-겔 알루미늄의 연마재를 포함하는 유리질 결합 숫돌차에서 모서리 또는 형태 유지성과 기계적 특성을 향상시키는 결합재 조성물을 포함한다.
본 발명의 유리화 결합 연마재 몸체는 졸-겔 알루미늄계 그릿을 포함한다. 졸-겔 알루미늄계 그릿은 당해 기술 분야에 익히 공지되어 있다. 졸-겔 알루미늄 계 그릿은 시딩되거나 시딩되지 않을 수 있다. 졸-겔 알루미나는 겔을 형성하도록 알루미늄 옥사이드 일수화물의 졸을 펩타이징한 다음 건조하고 소성시켜 α알루미나를 형성하는 방법에 의해 제조된 알루미나이다.
또한, 초기 졸은 스피넬(spinel), 멀라이트(mullite), 이산화망간, 티타니아, 마그네시아, 희토류 금속 산화물, 지르코니아 분말 또는 지르코니아 전구체[이는 다량으로, 예를 들어 40중량% 이상으로 가할 수 있다] 또는 기타 혼화성 첨가제또는 이들의 전구체를 15중량% 이하로 포함할 수 있다. 이들 첨가제는 종종 이들의 특성, 예를 들어 파괴 인성, 경도, 취성, 파단성 또는 건조 거동을 개질시키기 위해 첨가된다.
겔이 형성되면, 이를 통상적인 방법, 예를 들면 압축, 성형 또는 압출에 의해 형태화시킨 다음 조심스럽게 건조하여 목적하는 형태의 균열이 없는 몸체를 제조할 수 있다.
겔은 형태화되고 소성 동안 적합한 크기로 절삭되거나 편리한 형태로 간단하게 전개하여 전형적으로 겔의 거품 온도(frothing temperature) 이하의 온도에서 건조될 수 있다. 용매 추출을 포함하는 몇몇 탈수방법은 겔의 유리수를 제거하기위해 사용되어 고체를 형성시킬 수 있다.
고체를 건조시킨 후, 절삭하거나 기계 가공하여 목적하는 형태를 형성시키거나 적합한 방법, 예를 들어 해머 밀 또는 볼 밀에 의해 분쇄하거나 파쇄시켜 입자또는 그레인을 형성시킬 수 있다. 임의의 고체 분쇄법이 사용될 수 있다.
형태화한 후, 건조된 겔을 소성시켜 사실상 모든 휘발성 물질을 제거하고 여러 성분의 그레인을 세라믹(금속 산화물)으로 전환시킨다. 일반적으로 건조된 겔을 유리수 및 대부분의 결합 수가 제거될 때까지 가열한다. 소성 물질을 가열하여 소결시키고 사실상 모든 α알루미나 일수화물이 α알루미나로 전환될때까지 적합한 온도 범위 내에서 유지시킨다.
전술한 바와 같이, 졸-겔 알루미나는 시딩되거나 시딩되지 않을 수 있다. 졸-겔 알루미나가 시딩되는 경우, 종핵 부위를 알루미늄 옥사이드 일수화물 분산액으로 주의하여 도입시키거나 동일 반응계내에서 생성시킨다, 분산액 중의 종핵 부위의 존재는 α알루미나가 형성되는 온도보다 낮고 초미세 결정 구조를 생성시킴을 나타낸다.
적합한 시드는 당해 기술분야에 널리 공지되어 있다. 일반적으로 이들은 α알루미나에 가능한 한 근접한 격자 매개 변수와 결정 구조를 갖는다. 사용될 수 있는 시드는, 예를 들어 특정 α알루미나, α산화 제2철(Fe203), 알루미나 일수화물이 α알루미나로 전환되는 온도 보다 낮은 온도에서 각각 α알루미나 또는 α산화 제2철로 전환되는 α알루미나 또는 α산화 제2철의 전구체를 포함한다. 그러나, 이들 시드 유형은 예시한 것이며 이로 한정되지는 않는다. 효과적인 시드입자의 크기는 바람직하게는 μ이하이다.
바람직하게는, 시딩된 졸-겔 알루미나가 사용되는 경우, 시드 물질의 양은 수화된 알루미나의 약 10중량%를 초과해서는 아니되며, 통상적으로 약 5중량%를 초과하는 양은 유익하지 않다. 시드가 부적당하게 미세한 경우(바람직하게는 약 60m2/g 이상), 바람직하게는 약 0.5 내지 10중량%의 양이 사용될 수 있으며, 약 1내지 5중량%가 보다 바람직하다. 이들 시드는 α알루미나가 형성되는 온도보다 저온에서 활성 시트 형태로 전환되는 전구체의 형태로 가해질 수 있다.
일부 경우에 시딩되지 않은 졸-겔 알루미나 연마재가 사용될 수 있다. 이러한 연마재는 시딩 입자의 도입시 소성 후 희토류 금속 산화물을 약 0.5중량% 이상,바람직하게는 약 1 내지 30중량%로 제공하기에 충분한 희토류 금속 산화물 또는 이들의 전구체를 졸 또는 겔에 가하는 것만 제외하고는 동일한 방법으로 제조될 수 있다.
본 발명의 숫돌차는 졸-겔 알루미나 연마 그릿 및 임의로 하나 이상의 제2 연마재로 구성된다. 숫돌차는 연마재, 결합재, 공극 및 가능하게는 다른 충전제 및첨가제를 포함한다. 제2 연마재를 포함할 수 있는 숫돌차에 사용되는 연마재의 양은 매우 다양할 수 있다. 본 발명의 숫돌차의 조성물은 바람직하게는 연마재를 약 34 내지 약 56용적%, 보다 바람직하게는 약 40 내지 약 54용적%, 가장 바람직하게는 약 44 내지 약 52용적% 함유한다.
졸-겔 알루미나의 연마재는 바람직하게는 전체 연마재의 약 5 내지 약 100용 적%, 보다 바람직하게는 약 30 내지 약 70용적%로 숫돌차에 제공된다.
제2 연마재(들)는 바람직하게는 전체 연마재의 약 0 내지 약 95용적%, 보다 바람직하게는 약 30 내지 약 70용적%로 숫돌차에 제공된다. 사용될 수 있는 제2 연마재는, 예를 들어 융합 알루미나, 탄화규소, 입방 질화붕소, 다이아몬드, 플린트(flint), 석류석 및 버블 알루미나를 포함한다. 그러나, 제2 연마재의 이들 예는 예로서 제공되며 이로 제한되지는 않는다.
숫돌차의 조성물은 통상 공극을 함유한다. 본 발명의 슷돌차의 조성물은 바람직하게는 공극을 약 0 내지 약 68용적%, 보다 바람직하게는 약 28 내지 약 56용 적%, 가장 바람직하게는 약 30 내지 약 53용적% 함유한다. 공극은 물질의 자연 충전 밀도(packing density)에 의해 제공되는 자연 공간과 예를 들면, 중공 유리 비 이드, 연마된 호두나무 껍질, 플라스틱 물질과 유기 화합물의 비이드, 발포된 유리입자 및 버블 알루미나와 같은 매질을 포함하는 통상의 공극 둘 다에 의해 형성된다. 그러나, 공극은 예시된 것이며 이로 한정되지는 않는다.
본 발명의 숫돌차는 유리질 결합재와 결합된다. 사용되는 유리질 결합재는 본 발명의 숫돌차의 모서리 또는 형태 유지 특성을 개선시키는데 중요하다. 결합재용 원료는 바람직하게는 켄터키 볼 클레이 제6번(Kentucky Ball Clay No. 6), 하석, 규산나트륨 분말, 탄산리튬, 플린트, 규회석 및 코발트 스피넬을 포함한다.
이들 물질은 배합물로 다음의 산화물을 함유한다: Si02, Al203, Fe203, Ti02, Ca0, Mg0, Na20, K20, Li20, B203및 Co0. 숫돌차의 조성물은 바람직하게는 결합재를 약 3 내지 약 25용적%, 보다 바람직하게는 약 4 내지 약 20용적%, 가장 바람직하게는 약 5 내지 약 18.5용적% 함유한다.
결합재는 소성 후 Si02약 47중량% 초과, 바람직하게는 약 52 내지 약 62중량%, 보다 바람직하게는 약 54 내지 약 60중량%, 가장 바람직하게는 약 57중량%;Al203약 16중량% 미만, 바람직하게는 약 12 내지 약 16중량%, 보다 바람직하게는 약 13 내지 약 15중량%, 가장 바람직하게는 약 14.4중량%; Na20 바람직하게는 약 7내지 약 11중량%, 보다 바람직하게는 약 8 내지 약 10중량%, 가장 바람직하게는 약 8.9중량%; K20 약 2.5중량% 미만, 바람직하게는 약 0.5 내지 약 2.5중량%, 보다 바람직하게는 약 1 내지 약 2중량%, 가장 바람직하게는 약 1.6중량%; Li20 약 2.0중량% 초과, 바람직하게는 약 2.0 내지 약 3.4중량%, 보다 바람직하게는 약 2.0 내지 약 2.7중량%, 가장 바람직하게는 약 2.2중량%; B2O3약 18중량% 미만, 바람직하게는 약 9 내지 약 16중량%, 보다 바람직하게는 약 11 내지 약 14중량%, 가장 바람직하게는 약 12.6중량%; Co0 약 0 내지 약 2중량%, 보다 바람직하게는 약 0.5 내지 약 1.3중량%, 가장 바람직하게는 약 0.9중량%를 함유한다. 산화코발트(CoO)는본 발명에 필요하지는 않으나 착색제로서 포함될 수 있다. 유리질 결합재에서 Fe2O3, TiO2, CaO 및 Mg0와 같은 기타 산화물은 원료중에서 결합재를 형성시키는데 불가피한 불순물이다. 또한 결합재는 졸-겔 알루미나 연마재를 사용하여 제조되는 숫돌차의 기계적 강도를 증가시킨다.
숫돌차는 당해 기술분야에 공지된 방법에 의해 소성된다. 소성 조건은 사용되는 연마재와 실제 결합재에 의해 주로 결정된다. 유리화되고 결합된 체는 또한 통상의 방법으로 연마 보제제, 예를 들어 황 또는 연마 조제를 숫돌차의 공극에 보내기 위한 비히클, 예를 들어 에폭시 수지로 주입될 수 있다.
예기치 않게, 생성된 숫돌차는 향상된 모서리 또는 형태 유지 특성을 가지며 이는 정량적으로 및 정성적으로 측정할 수 있다, 숫돌차의 모서리에서 형태의 변화가 숫돌차에 대한 실패 기준으로 간주되며, 형태 변화가 현미경으로 관찰되고 정 성적으로는 손톱 또는 연필 끝으로 느껴지기 때문에 이는 정량 시험이 아니다. 따라서, 시험은 숫돌차 모서리 실패 양태를 한정하고 이를 측정하기 위해 수행된다.
당해 시험에서 고정 이송 속도에서 "레이디얼 마모 깊이(radial wear)"와 "마모 면적(wear area)"을 둘 다 측정한다. 또한, 숫돌차를 시험하는 시험을 한정하고 유사한 숫돌차를 측정할 수 있는 표준을 성취하기 위해, 시험 조건은 다음과 같다:
연마기: 브리안트 렉트랄린(Bryant Lectraline)TMLL3 I.D./O.D., 10마력 연마기 습식 연마: 물을 함유하는 5 내지 7% 트림 마스터케미칼(TrimMasterChemical)TMVHP E200.
피연마 소재: 4330V 크랭크 축 스틸, Rc28 내지 32.
소재 단편 크기: 외부 직경 4in
소재의 모서리로부터의 연마 너비: 0.009in
숫돌차의 모서리 레이디얼: 0.100in
단편 속도: 200sfpm
단편 내로의 이송 속도: 0.0133in/sec
드레싱된 숫돌차 면: 0.110 반경을 얻기 위해 0.002in/sec의 드레싱 속도에서 4600rpm에서 회전 다이아몬드 롤(RPC 2993).
숫돌차 속도: 12,000sfpm
시험당 연마수: 12회 이하
1회 연마시 이송 거리: 0.04in
모서리 유지 시험은 연마 조작 동안 숫돌차의 모서리의 형태를 유지시키는 정도를 측정하기 위해 고안되었다. 형태 유지성은 2종의 측정치 "레이디얼 마모깊이"와 "마모 면적"에 의해 측정된다. 제1도는 숫돌차(10)을 사용하여 크랭크 축과 같은 소재(12)의 모서리를 연마시키는 것을 도시한 것이다. (21) 내지 (26)은 소재로의 숫돌차의 진행분을 도시한 것이며, (21)과 (22)는 1회 연마를 나타낸 것이다. 소재의 모서리로부터의 연마 너비(14)는 0.009in이다. 이송 거리(16)은 연마당 0.04in이다. 숫돌차(10)의 모서리 반경(18)은 0.110in이다. 제2도는 모서리 유지시험에서 소재(12)의 표면과 접촉하는 슷돌차(10)의 모서리 반경의 부분(30)을 도시한 것이다. 연마 너비(14), 즉 제1도에서 A와 C 사이의 수평거리는 시험소재 물질로부터 제거되는 금속의 두께이다. 접촉 높이(32), 즉 제2도에서 A와 B사이의 수직 거리는 1회의 연마 실시후에 시험 소재 물질과 접촉하는 숫돌차 부분의 높이다. 모서리 유지성을 측정하기 위하여, 2종의 측정치를 위에서 명시한 연마 조건하에서 측정한다. 이들 2개의 측정치는 "마모 면적"과 "레이디얼 마모 깊이 "이다.
마모 면적은 소재를 연마한 후 숫돌차의 모서리 프로필의 영역의 변화의 측정치이다. 마모 면적은 주어진 접촉높이(32), 모서리 반경(18) 및 절삭폭(14)에 대하여 AEBDA로 한정된 영역으로 제2도에 도시되어 있다. 레이디얼 마모 깊이는 A 와 B점 사이의 모서리 반경(18)의 최대 변화치이다. 측정은 제2도에 도시되어 있으며, 레이디얼 마모 깊이는 점 E가 접촉높이(32)에 대하여 A와 B점 사이의 모서리반경의 최대 변화인 경우 DE와 동일하다. 마모 면적과 레이디얼 마모 깊이는 숫돌 차의 프로필을 얻기 위해 각각의 연마 후 타일 쿠폰을 연마하여 측정한다. 50 배율의 광학 비교기 위에서 쿠폰의 흔적을 조사한다. 흔적으로부터의 마모 면적을 평면기로 측정하고 흔적으로부터의 레이디얼 마모 깊이를 캘리퍼스로 최대 레이디얼 마모 깊이로서 측정한다.
데이타는 실시예에서 나타내었으며, 여기서 연마 수의 예기치 않은 증가를 입증하기 위하여 새로운 숫돌차가 표준 졸-겔 알루미나 숫돌차에 비해 레이디얼 마모 깊이 및 마모 면적에 도달하기 전에 견딜 수 있어서 졸-겔 알루미나 숫돌차의 모서리 유지성이 정량적으로 향상됨을 보여준다.
하기 실시예는 당해 분야의 숙련가들이 본 발명의 실시 양태를 보다 잘 이해할 수 있도록 예시한 것이며 본 발명은 이들 실시예로 제한되지는 않는다. 당해 기술 분야에 공지된 추가의 배경 정보는 본원에서 참조문헌으로 인용된 문헌과 이에 열거된 특허에서 발견할 수 있을 것이다.
실시예
실시예 1
시딩된 졸-겔 연마재와 함께 사용하기 위한 노튼(Norton's) 표준 공업용 결합재와 신규한 결합재의 파괴 탄성률을 시험하고 비교하기 위해 샘플을 제조한다.
신규한 결합재는 분말화된 유리 프릿(Si0241.2중량%, B20339.9중량%, Al2035.1중량%, Na20 10.3중량%, Li20 1.3중량%, MgO/CaO 2.1중량% 및 미량의 K20의 조성을 갖는 프릿), 네펠렌 성장암(Nephelene syenite) 27.7중량%, 켄터키 #6 볼 클레이 20 중량%, 규산나트륨 분말 10중량%, 플린트(석영) 4.7중량%, 탄산리튬 4.3중량%, 규회석 1중량% 및 순수한 코발트 알루미네이트 스피넬 2중량%의 예비소성 조성을 갖는다. 네펠렌 성장암, 켄터키 #6 볼 클레이, 규산나트륨, 플린트, 탄산리튬 및 규회석의 화학적 조성은 표 I에 나타내었다.
표 1:
3시간 동안 원료를 스웨코 비르레이토리 밀(Sweco Vibratory Mill)에서 건식혼합하여 결합재를 제조한다. 결합재를 고순도 융합 백색 산화알루미늄 연마재와 시딩된 졸-겔 알루미나의 1:1 블렌드로 이루어진 60 그릿 연마재와 혼합한다. 이를 낮은 속도에서 분말화된 덱스트린 결합제, 액체 동물성 아교 및 습윤제로서 0.1% 에틸렌 글리콜과 호바트 N-50 도우(Hobart N-50 dough) 혼합기에서 추가로 혼합한다(혼합물의 용량 2kg). 혼합물을 14 메쉬 스크린을 통해 체질하여 덩어리를 부순다. 혼합물을 3개의 공동 바 금형 기구에서 치수가 4"×1"×1/2"인 바로 압축시킨다. 온도를 실온에서 1시간당 40℃로 1000℃까지 상승시키고 이 온도에서 8시간 동안 유지시킨 다음 실온으로 냉각하는 조건하에서 주기 노(kiln)에서 바를 소성시킨다. 또한, 위에서 지시한 방법을 사용하여 노튼 표준 공업용 결합재를 사용하여 샘플 바를 제조한다.
3"의 지지 스팬, 1"의 부하 스팬 및 크로스헤드 속도 1분당 0.050"의 부하율을 갖는 4-포인트 휨 지그로 인스트론 모델(Instron Model) 4204 기계적 시험기 위에서 바를 시험한다. 연마 바의 10 내지 30중량% 범위의 소성 결합재 함량으로 샘플을 처리한다. 결과를 다음과 같이 표 II와 제2도에 나타내었다.
표 II:
강도 결과치
소성 결합재 함량에 대한 파괴 탄성률
실시예 2
숫돌차를 시딩된 졸-겔 연마재에 대하여 노튼 표준 결합재와 신규한 결합재의 마모 면적 및 레이디얼 마모 깊이를 시험하고 비교하기 위해 제조한다. 신규한 결합재는 실시예 1에서 신규한 결합재에 대하여 사용되는 조성과 동일하다. 결합 재를 스웨코 비브레이토리 밀에서 3시간 동안 원료를 건식 혼합하여 제조한다. 결합재를 연마재 혼합물과 혼합한다. 연마재 혼합물은 연마재(시딩된 졸-겔 120 그 릿 필라멘트 50중량%, 70 그릿 고순도 백색 융합 산화알루미늄 43.54중량% 및 크기가 36 메쉬보다도 미세한 버블된 알루미나 6.46중량%의 블렌드로 이루어짐) 76.56 중량%, 결합재 18.47중량%, 덱스트린 1.38중량%, 액체 동물성 아교 3.06%, 물 0.34중량% 및 에틸렌 글리콜 0.18중량%로 이루어져 있다. 혼합물을 2.190g/cc의 원(green) 밀도로 10"-3/16"×0.580"×5.025"의 숫돌차로 성형시킨다. 윈 상태에서 숫돌차는 실온에서부터 1시간당 40℃로 1000℃까지 온도를 상승시키고 이 온도에 서 8시간 동안 유지시킨 다음 실온으로 냉각시키면서 주기 노에서 소성시킨다.
또한, 숫돌차를 표준 제조 공정을 사용하여 노튼 제조 설비로 원료를 건식 혼합하여 제조한 노튼 표준 공업용 결합재를 사용하여 제조한다. 결합재를 연마재혼합물과 혼합한다. 연마재 혼합물은 연마재(시딩된 졸-겔 120 그릿 필라멘트 50 중량%, 70 그릿 고순도 융합 백색 산화알루미늄 43.54중량% 및 36 메쉬 보다 미세한 크기의 버블된 알루미나 6.46중량%의 블렌드로 이루어짐) 76.27중량%, 결합재 20.34중량%, 덱스트린 0.92중량%, 혼합물(액체 동물성 아교 40중량%, 분말화된 말산 30중량% 및 물 30중량%로 이루어짐) 2.30중량% 및 에틸렌 글리콜 0.18중량%로 이루어진다. 표준 숫돌차는 연마재 81중량%과 유리 19중량%의 조성에 비해 실험용 숫돌차를 비견하기 위해 고안되었다. 숫돌차를 소성 침액 온도가 900℃인 제조 사이클을 사용하여 소성한다. 숫돌차를 브리안트 렉트랄린 LL3 I.D./O.D.(10마력) 연마기 위에서 명세서에서 기술한 조건하에서 습윤 원주형 플러지 연마으로 시험한다. 그 결과 향상된 모서리 유지성을 나타내며 다음과 같이 표 III과 IV에 나타내었다.
표 III:
레이디얼 이송 거리에 대한 마모 면적(in2)
표 IV:
레이디얼 이송 거리에 대한 마모 깊이(in)
실시예 3
시딩된 졸-겔 연마재에 대한 신규한 결합재와 노튼 표준 결합의 마모 면적과 레이디얼 마모 깊이를 시험하고 비교하기 위해 숫돌차를 제조한다. 신규한 결합재는 실시예 1에서의 신규한 결합재용으로 사용되는 조성과 동일하다. 스웨코 비브레이토리 밀에서 3시간 동안 원료를 건식 혼합하여 결합재를 제조한다. 결합재를 연마재 혼합물과 혼합한다. 연마재 혼합물은 연마재[시딩된 졸-겔 알루미나 70 그릿 25중량%, 시행된 졸-겔 알루미나 80 그릿 25중량% 및 고순도 백색 융합 70 그릿 산화알루미늄 50중량%의 블렌드로 이루어짐] 83.56중량%, 결합재 12.47중량%, 덱스트린 0.83중량%, 액체 동물성 아교 2.97중량% 및 에틸렌 글리콜 0.17중량%로 이루어진다. 혼합물은 2.341grans/cc의 원 밀도로 10-3/16"×0.580"×5.025"의 숫돌차로 성형한다. 원 상태에서 숫돌차를 실온에서부터 1시간당 40℃로 1000℃까지 상승시키고 이 온도에서 8시간 동안 유지시킨 다음 실온으로 냉각시키는 온도 조건하에서 주기 노에서 소성시킨다.
또한, 숫돌차를 표준 제조 공정을 사용하여 노튼 제조 설비로 원료를 건식 혼합하여 제조한 노튼 표준 공업용 결합재를 사용하여 제조한다. 결합재를 연마재혼합물과 혼합한다. 연마재 혼합물은 연마재(시딩된 졸-겔 알루미나 70 그릿 25중 량%, 시딩된 졸-겔 알루미나 80 그릿 25중량% 및 융합 고순도 70 그릿 백색 산화알루미늄 50중량%의 블렌드로 이루어짐) 83.68중량%, 결합재 13.82중량%, 덱스트린 0.50중량%, 혼합물(액체 동물성 아교 40중량%, 분말화된 말산 30중량% 물 30중량%로 이루어짐) 1.82중량% 및 에틸렌 글리콜 0.18중량%로 이루어져 있다. 혼합물을 숫돌차(신규한 결합재로 제조되는 숫돌차의 치수와 동일함)로 압착하고 900℃의 소성 침액 온도로 제조 사이클을 사용하여 소성한다. 표준 숫돌차는 연마재 87.4%와 유리 비이드 12.6중량%의 조성과 비교하여 실험용 숫돌차를 비견하기 위해 고안된다. 숫돌차를 명세서에서 기술한 조건하에서 습윤 원주형 플러지 연마으로 브리안트 렉트랄린 LL3 I.D./O.D. (10마력) 연마기 위에서 시험한다. 그 결과 향상된 모서리 유지성을 나타내며 다음과 같이 표 V와 VI에 나타내었다.
표 V:
레이디얼 이송 거리에 대한 마모 면적(in2)
표 VI:
레이디얼 이송 거리에 대한 마모 깊이(in)
본 발명의 범위와 영역을 벗어나지 않는 한 다양한 변형을 수행할 수 있음은 당해 기술 분야의 숙련가들에게 자명하다. 따라서, 이에 첨부된 특허청구의 범위의 영역이 위에서 기술한 설명으로 제한되는 것이 아니며, 특허청구의 범위는 본 발명에 관여하는 당해 기술 분야의 숙련가들에게 이의 등가물로서 처리되는 모든 양태를 포함하는, 본 발명에 속하는 모든 신규하게 특허될 수 있는 양태를 포함하는 것으로 구성된다.
제1도는 모서리 유지 시험에서 숫돌차를 사용하여 소재의 모서리를 연마시키는 것을 도시한 것이고, 제2도는 모서리 유지 시험에서 소재의 표면과 접촉하는 숫 돌차의 모서리 직경 부분을 도시한 것이다.

Claims (7)

  1. 소성 후, SiO247중량% 초과 62중량% 이하, Al2O312중량%이상 16중량% 미만, K2O 0.5중량% 이상 2.5중량% 미만, Li2O 2.0중량% 초과 3.4중량% 이하 및 B2O39중량% 이상 18중량% 미만을 포함하는 유리질 결합재와 졸-겔 알루미나 연마재를 포함하는 숫돌차(abrasive grinding wheel).
  2. 제1항에 있어서, 졸-겔 알루미나가 시딩되는 숫돌차.
  3. 제2항에 있어서, 졸-겔 알루미나가 α알루미나로 시딩되는 숫돌차.
  4. 제1항에 있어서, 졸-겔 알루미나를 4 내지 54용적% 함유하는 숫돌차.
  5. 제1항에 있어서, 소성 후, 유리질 결합재가 B2O39 내지 16중량%를 포함하고, Na2O 7 내지 11중량%를 추가로 포함하는 숫돌차.
  6. 제5항에 있어서, 소성 후, 유리질 결합재의 SiO2가 52 내지 62중량%인 숫돌차.
  7. Li2O 2.0중량% 초과 3.4중량% 이하, Na2O 7 내지 11중량%, K2O 0.5중량% 이상 2.5중량% 미만, SiO252 내지 62중량%, Al2O312중량% 이상 16중량% 미만 및 B2O39 내지 16중량%를 포함하는 졸-겔 알루미나 숫돌차용 유리질 결합재.
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