KR100417941B1 - 수화된 연삭 보조제 및 비할로겐화된 무기 연삭 보조제를포함하는 연마 연삭 공구 - Google Patents
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Abstract
결합된 연마 공구는 유기 결합제로 이루어진 매트릭스, 유기 결합제에 분산된 연마 입자 및 비할로겐화된 무기 충전제 또는 수화된 충전제 형태의 연삭 보조제를 포함한다. 비할로겐화된 무기 충전제는 연삭하는 동안 유기 결합제로부터 방출되는 유리 라디칼과 반응할 수 있다. 수화된 충전제는 흡열적으로 물을 방출한다. 피복된 연마 공구는 가요성 기판, 가요성 기판에 결합된 연마 입자; 및 가요성 기판 상에 피복되고 비할로겐화된 무기 충전제 또는 수화된 충전제를 포함하는 연삭 보조제를 함유하는 유기 결합제를 포함한다.
Description
연삭용으로 사용되는 공구로는 대체로 중합체 내에 결합되거나 혹은 중합체에 결합된 연마 입자 등이 있다. 통상적으로, 이 연삭 공구는 결합된 복합체(bonded composite)의 형태이거나 또는 연마 조성물로 피복된 가요성 기판(flexible substrate)의 형태이다. 그러나, 두가지 경우 모두 연삭 공구의 마모는 몇몇 인자들에 의하여 결정되며, 이들 인자로는, 예컨대, 연삭되는 물질, 연삭 표면에 작용하는 힘, 연마 입자의 마모 속도, 연마 입자를 결합하기 위해 사용되는 중합체의 물리적, 화학적 특성 등이 있다.
결합된 복합체의 연삭 효율은 결합제 중합체가 마모되거나, 분해되거나, 액화되거나, 그렇지 않으면 손실되는 속도에 의해 영향을 받는다. 예를 들어, 중합체 결합제가 너무 빨리 손실되면, 연마 입자는 효과적으로 연삭성능을 다하도록 충분히 마모되기도 전에 연마 입자가 박리될 것이다. 반대로, 중합체 결합제가 어느정도 빠르게 마모되지 않을 경우, 연마 입자가 유용한 수명 이상으로 연삭 공구의 표면에 잔류하여, 새로운 잔류 입자가 발생되는 것을 방지한다. 두가지 효과가 일반적으로 연삭 효율을 제한할 수 있다.
연삭 공구의 유용한 수명 및 효율을 증가시키기 위해 몇몇 접근법이 사용되어 왔다. 하나의 방법은 "연삭 보조제"를 사용하는 것이다. 피복된 연마 공구용 연삭 보조제의 예는 미국 특허 제5,702,811호 및 제5,203,884호에 기재되어 있다. 연마 디스크의 표면에 대한 결합된 연마 공구용 연삭 보조제의 예는 미국 특허 제1,653,940호에 기재되어 있다. 많은 형태의 연삭 보조제가 존재하고, 이들은 상이한 메카니즘에 의해 작동하는 것으로 간주된다. 하나의 제안된 메카니즘에 따르면, 연삭 온도는 연삭 작동 동안 용융되거나 액화되는 연삭 보조제를 사용하여 마찰을 감소시킴으로써 증가되고, 이로 인해 연삭 표면이 윤활화된다. 제2 메카니즘에서, 연삭 보조제는 갓 절단된 금속 칩 또는 절삭 부스러기(swarf)를 부식시킴으로써 금속 가공물과 반응하고, 이로 인해 칩과 연마제와의 반응을 억제하거나 칩을 기재 금속에 재결합시킨다. 제안된 제3 메카니즘에서, 연삭 보조제는 연삭된 금속 표면과 반응하여 윤활제를 형성한다. 제안된 제4 메카니즘은 연삭 보조제가 가공물과 반응하여 응력-부식 균열을 촉진시킴으로써, 잔류물 제거를 촉진시킴을 포함한다.
본 발명은 일반적으로 연마 공구에 관한 것이다.
하나의 양태에서, 본 발명의 연마 공구는 유기 결합제로 이루어진 매트릭스, 유기 결합제에 분산된 연마 입자 및 연삭하는 동안 유기 결합제로부터 형성된 유리 라디칼과 반응할 수 있는 비할로겐화된 무기 충전제를 포함하는 결합된 연마 공구이다.
또 다른 양태에서, 본 발명의 연마 공구는 유기 결합제, 유기 결합제에 분산된 연마 입자 및 유기 결합제 중의 수화된 충전제를 포함하는 결합된 연마 공구이다.
또 다른 양태에서, 본 발명의 연마 공구는 가요성 기판, 기판 상의 연마 입자, 및 가요성 기판 상에 안티몬산나트륨 또는 산화안티몬을 함유하는 유기 결합제를 포함하는 피복된 연마 공구이다.
또 다른 양태에서, 본 발명의 연마 공구는 가요성 기판, 가요성 기판 상의 연마 입자, 및 가요성 기판 상에 수산화칼슘, 수산화마그네슘, 수화된 규산나트륨, 알칼리 금속 수화물, 네스퀴오나이트, 염기성 탄산마그네슘, 탄산마그네슘 부수화물 및 붕산아연으로부터 선택된 수화된 충전제를 함유하는 유기 결합제를 포함하는 피복된 연마 공구이다.
본 발명은 많은 잇점을 갖는다. 예를 들어, 연삭 보조제로서 수화된 충전제를 포함하는 본 발명의 연마 공구의 한 양태는 마찰에 의해 생성된 고온을 상당히 감소시킨다. 수화된 충전제가 물을 흡열적으로 방출함으로써 연삭하는 동안 온도 상승을 제한하고, 이로 인해 결합의 손실을 완화시킨다고 간주된다. 비할로겐화된 무기 충전제를 포함하는 본 발명의 연마 공구에서, 비할로겐화된 무기 충전제는 연삭하는 동안 결합으로부터 방출된 유기 라디칼과 반응시킴으로써 결합의 분해를 감소시킨다. 본 발명의 연마 공구에 도입된 충전제는 난연제 거동으로 열 분해 가능성을 감소시킬 수 있다. 이러한 메카니즘 모두는 유용한 결합된 연마 공구 및 피복된 연마 공구의 수명 및 효율을 상당히 증가시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 연마 공구에 포함된 연삭 보조제는, 많은 연삭 보조제와 달리, 연삭하는 동안 잠재적으로 위험한 할로겐을 방출하지 않는다.
본 발명의 방법의 특징 및 기타 상세함을 이제 더욱 상세하게 기술할 것이다. 본 발명의 특정 양태는 본 발명을 제한하는 것으로서가 아니라 예시로서 제시하는 것으로 이해될 것이다. 본 발명의 주된 특징은 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 각종 양태에 사용될 수 있다.
본 발명의 연마 공구는 유기 결합제, 연마 입자, 및 수화된 충전제 및/또는 비할로겐화된 무기 충전제를 포함하고 연삭하는 동안 유기 결합제의 열적 및/또는 기계적 분해를 유리하게 변경시키는 연삭 보조제를 포함한다. 하나의 바람직한 예로서, 연마 공구는 수지 결합된 연삭 휠이다.
연마 공구의 유기 결합제는 연마 입자가 전반적으로 분산된, 연삭 휠의 매트릭스 물질로서 사용하기에 적합하다. 적합한 유기 결합제의 예는 열경화성 수지이다. 바람직하게는, 열경화성 수지는 에폭시 수지 또는 페놀계 수지이다. 적합한 열경화성 수지의 구체적인 예에는 페놀계 수지(예: 노볼락 및 레졸), 에폭시, 불포화 폴리에스테르, 비스말레이미드, 폴리이미드, 시아네이트 에스테르 등이 포함된다.
통상적으로, 유기 결합제의 용적은 결합된 연마 공구의 연마 연삭 조성물의 약 2 내지 약 64%이고, 연마 연삭 조성물은 결합제, 연마 입자, 결합제 중의 충전제 및 결합제 중의 다공성 물질로서 한정된다. 바람직하게는, 본 발명의 결합된 연마 공구의 연마 연삭 조성물 중의 유기 결합제의 용적은 약 20 내지 약 60%, 더욱 바람직하게는 약 30 내지 42%의 범위이다.
본 발명에 사용하기에 적합한 통상적인 피복된 연마 공구에서, 연마 연삭 조성물은, 예를 들어 종이, 필름 또는 직포 또는 스티칭 결합포의 가요성 기판 상에 피복된다. 메이커 피복물(maker coat)로서 또한 공지된 수지상 결합제는 가요성 기판 상에 피복된다. 이어서, 연마 입자를 정전기적 기술 또는 단순한 중력 공급에 의해 메이커 피복물에 도포한 다음, 페놀계 가호 피복물을 사용하여 메이커 피복물에 고착시킨다. 임의로, 초가호 피복물은 가호 피복물 상에 도포될 수 있다. 연삭 보조제는 통상적으로 가호 피복물 또는 초가호 피복물에 포함된다. 각각의 피복물은, 예를 들어 아크릴계 중합체의 중합체성 담체 상에 도포될 수 있다. 각각 도포 후, 공구는 통상적으로 약 107℃에서 경화시킨다. 본 발명의 적용에 적합한 피복된 연마 공구에 대한 추가의 설명은 전적으로 본원에 참조로 인용된 미국 특허 제5,185,012호, 제5,163,976호, 제5,578,343호 및 제5,221,295호에 제공된다. 바람직한 양태에서, 적합한 피복된 연마 공구의 결합제 또는 메이커 피복물은 에베크릴(EbecrylTM) 3605(디에폭실화 비스페놀 A와 아크릴산의 1:1 몰 관계의 반응 생성물, 제조원: 유씨비 케미칼스(UCB Chemicals))이다. 바람직한 양태에서, 기판 표면적의 함수로서 표현된 30g/m2의 질량을 갖는다.
연마 공구의 연마 입자는 일반적으로 금속, 또는 몇몇 예에서, 세라믹 가공물 연삭용으로 적합하다. 적합한 연마 입자의 예는 산화알루미늄, 다이아몬드, 입방체 질화붕소, 탄화규소 등으로 형성된 것이다. 일반적으로, 본 발명의 연마 공구 중의 연마 입자의 크기는 약 4 내지 약 240그릿(6,848 내지 63㎛), 바람직하게는 4 내지 80그릿(6,848 내지 266㎛) 범위내이다. 그릿 크기가 약 16 내지 약 20그릿(1,660 내지 1,340㎛) 범위인 산화알루미늄 그레인이 특히 적합하다. 결합된 연마 공구의 연마 연삭 조성물 중의 연마 입자의 용적은 통상적으로 연마 연삭 조성물의 약 34 내지 약 56%의 범위내이다. 바람직하게는, 결합된 휠에서, 연마 입자의 용적은 약 40 내지 약 52%의 범위내이다. 피복된 연마 공구의 한 양태에서, 연마 입자는 0.086mm(180-그릿) 탄화규소이고, 기판 표면적의 함수로서 표현된 연마 입자의 질량은 188g/m2이다.
결합된 연마 공구의 연마 연삭 조성물은 통상적으로 다공성 물질이다. 연마 연삭 조성물의 다공성 물질, 또는 공극 마찰도는 연마 연삭 조성물의 약 52용적% 이하의 범위내이다. 바람직하게는, 공극 마찰도는 연마 연삭 조성물의 전체 용적의 약 26% 이하이다.
본 발명의 연마 공구의 연삭 보조제는 수화된 충전제 및/또는 비할로겐화된 무기 충전제를 포함한다. 수화된 충전제는 금속 가공물을 연마 연삭하는 동안 물을 방출시켜 탈수시킨 것이 적합하다. 수화된 충전제의 적합한 예에는 유.에스. 보락스(U.S. Borax)으로부터 시판되는 파이어브레이크(FirebrakeTM) ZB(2ZnO 3B2O33.5H2O: 293℃에서 탈수됨) 또는 파이어브레이크TM415(4ZnO B2O3H2O: 415℃에서 탈수됨)와 같은 붕산아연; 알루미늄 삼산화물[Al(OH)3, 알코아(Alcoa)로부터 시판되는 하이드랄(HydralTM) 710 또는 PGA-SDTM]; 수산화칼슘(Ca(OH)2); 아메리브롬, 인코포레이티드(Ameribrom, Inc.)로부터 시판되는 FR-20 MHRMTM23-2(아미노 실란 처리됨), FR-20 MHRMTM640(폴리올레핀 커플링제 포함) 또는 FR-20 MHRMTM120(지방 표면 처리됨)과 같은 수산화마그네슘(Mg(OH)2); 수화된 규산나트륨(Na2SiO39H2O); 알칼리 금속 수화물; 네스퀴오나이트(MgCO3Mg(OH)23H2O); 탄산마그네슘 부수화물(MgO CO2(0.96)H2O(0.30)) 등이 포함된다.
구제적인 수화된 충전제는 특히 바람직한 잇점을 제공한다. 특별히 바람직한 수화된 충전제는 붕산아연이다. 붕산아연은 500 내지 600℃에서 유리되고, 유기 결합제를 통해 보레이트형 유리 밀봉부를 형성하여 유기 결합제의 열 분해를 방지하는 것으로 간주된다. 다른 수화된 충전제, 알루미늄 삼수화물은 가열 및 탈수시 산화알루미늄(Al2O3)을 형성하는 것으로 간주된다. 산화알루미늄은 연삭 공정에서 보조할 수 있는 공지된 연마제이다. 바람직한 수화된 충전제는 알루미늄 삼수화물 및 수산화마그네슘이다.
연마 공구의 또 다른 양태는 연삭하는 동안 유기 결합제의 분해를 감소시키는 비할로겐화된 무기 충전제를 포함한다. 본원에서 사용된 "분해를 감소시킨다"는 절은 비할로겐화된 무기 충전제가, 단지 연삭되는 가공물로부터 잔류물을 제거하는 용이함을 증가시키는 것 이외의 메카니즘, 예를 들어 연삭 보조제로서 이황화철(FeS2)을 사용함으로써 이황화철(FeS2)이 가공물 및 가공물로부터의 칩의 표면을 산화시킴으로써 잔류물 제거를 촉진시키는 것으로 간주되는 것과 같은 메카니즘에 의해 유기 결합제를 보호하도록 작용하는 것을 의미한다. 비할로겐화된 무기 충전제의 적합한 예에는 산화몰리브덴(VI)(MoO3, 제조원: 알드리히(Aldrich)), 안티몬산나트륨(NaSbO3, 써모가드(ThermoguardTM) FR, 제조원: 엘프 아토켐(Elf Atochem)), 산화안티몬(Sb2O3), 써모가드TMS, 제조원: 엘프 아토켐), 등이 포함된다. 바람직한 양태에서, 비할로겐화된 무기 충전제는 산화안티몬이다.
또 다른 양태에서, 연삭 보조제는 수화된 충전제 및 비할로겐화된 무기 충전제 둘 다를 포함한다. 연삭 보조제가 수화된 충전제이든지 비할로겐화된 무기 충전제가든지, 결합된 연마 공구 중의 연삭 보조제는 결합과 충전제의 합한 조성물의 약 10 내지 약 50용적%를 형성하고, "충전제"는 연마 입자가 아니라 활성 충전제, 세공 유도제, 수 흡수용 석회 등을 포함한다. 바람직하게는, 결합된 연마 공구의 연삭 보조제는 결합과 충전제의 합한 조성물의 약 20 내지 약 40용적%를 형성한다. 가장 바람직하게는, 결합된 연마 공구의 연삭 보조제는, 비율이 공구의 등급 및 구조에 따라 변하지만, 결합과 충전제의 합한 조성물의 약 25용적%를 형성한다. 임의로, 연마 공구는 추가의 연삭 보조제(예: 가공물과 반응하기 위한 이황화철) 및 가공 보조제(예: 습윤제)와 같은 기타 충전제를 추가로 포함한다.
상기에 열거된 성분은 특정 순서로 합하여 본 발명의 연마 공구를 형성할 수 있다. 결합된 연마 공구의 바람직한 양태에서, 연마 입자는 액체 수지(예: 레졸)로 습윤된다. 연삭 보조제(수화되거나 비할로겐화된 무기 충전제), 기타 충전제, 유기 결합제에 대한 고체 수지 전구체(예: 노볼락) 및 수지를 경화시키기에 적합한 촉매(예: 헥사메틸렌트리아민)을 합하여 혼합물을 형성한다. 습윤된 연마 입자를혼합물과 배합하여 전구체 조성물을 형성한다. 이어서, 전구체 조성물을 금형에서 압축시키고 경화시킨다. 바람직하게는, 당해 조성물을 약 130 내지 약 230℃ 범위의 온도에서 경화시킨다. 이때, 연마 연삭 조성물은 연마 연삭 공구 또는 절단 공구의 형태, 예를 들어 결합된 연마 휠이다. 또한, 연마 연삭 조성물은 연마 연삭 공구 또는 절단 공구의 성분이다. 기타 방법이 또한 본 발명의 연마 연삭 공구 또는 절단 공구를 형성하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 피복된 연마 공구의 한 양태에서, 연마 연삭 조성물은 메이커 피복물, 연마 입자, 가호 피복물, 및 임의로 가호 피복물 상에 초가호 피복물을 포함한다. 연삭 보조제는 통상적으로, 존재할 경우, 초가호 피복물 또는 가호 피복물 내에 포함된다. 당해 양태에서, 연마 연삭 조성물은 가요성 기판, 예를 들어 시트, 벨트, 디스크, 등에 피복된다. 결합제 및 연삭 보조제를 포함하는 초가호 층이 존재할 경우, 연삭 보조제는 바람직하게는 결합제와 연삭 보조제의 합한 고체 중량의 약 50% 이상을 형성한다. 또 다른 바람직한 양태에서, 연삭 보조제는 결합제와 분산 보조제의 합한 고체 중량의 약 60 내지 80%를 형성한다.
본 발명의 결합된 연마 휠은 각종 용도로 사용될 수 있다. 이러한 용도의 예에는 철도 트랙을 연삭하여 원마도(roundness)를 제거하는 트랙 연삭, 주물 공장에서 금속 제품 주조를 연삭하여 버(burr) 및 기타 캐스팅 결함을 제거하는 주조 연삭이 포함된다. 본 발명의 결합된 연마 휠의 기타 응용에는 "절단" 작동 및 강철 컨디셔닝(conditioning)이 포함되지만, 이에 제한되지는 않는다. 본 발명의 피복된 연마 공구는, 예를 들어 금속 가공과 같은 다수의 산업적 응용에 사용될 수있다.
결합된 연마 휠을 트랙 또는 주물공장 제품과 같은 가공물을 연삭하는데 사용할 경우, 유기 결합제의 표면에서 연마 입자는 가공물의 표면을 절단하고, 절삭 또는 마찰시킴으로써 가공물을 연삭한다. 이러한 연삭 메카니즘에 의해 생성된 마찰은 유기 결합제가 분해되고, 용융되거나 마모되는 속도를 증가시킬 수 있는 상당한 열을 생성시킨다. 결과적으로, 유기 결합제의 연삭 표면은 재처리하고, 유기 결합제로 이루어진 매트릭스 내에 매립된 연마 입자는 이들이 결국 연마 공구로부터 박리될 때까지 점점 더 노출시킨다. 새로운 연마 입자를 유기 결합제의 표면을 재처리하면서 노출시켜 연삭을 위한 날카로운 새로운 표면을 제공한다.
유기 결합제의 표면을 재처리하면 또한 본 발명의 연마 공구에 사용되는 수화되고/되거나 비할로겐화된 무기 충전제와 같은 기타 성분을 방출시킨다. 연마 공구 중의 수화된 충전제는 연삭하는 동안 물을 방출시킨다. 수화된 충전제의 흡열적 탈수는 연삭 표면에서 냉각 효과를 갖는다고 간주된다. 또한, 탈수에 의해 방출되는 물은 연마 공구와 가공물의 계면에서 윤활제로서 작용할 수 있고, 증발에 의해 연삭 표면으로부터 추가의 열을 흡수할 수 있다고 간주된다.
연마 공구 중의 비할로겐화된 무기 충전제는 유기 결합제가 연삭 표면으로부터 손실되는 속도를 감소시키는 것으로 간주된다. 본 발명에서 사용되는 바와 같이, 비할로겐화된 무기 충전제가 분해를 감소시키는 것으로 간주되는 하나의 메카니즘은 유기 결합제가 통상적으로 분해되는 화학적 경로를 억제하는 것이다. 이러한 화학적 경로는 일반적으로 연삭하는 동안 유기 결합제의 중합체 쇄를 산화시킴을 포함하고, 이는 중합체 쇄로부터 유리 라디칼의 방출을 유발한다. 이어서, 이러한 유리 라디칼은 쇄에 따르는 다른 지점에서 유기 결합제과 반응하여 중합체를 추가로 분해시키고 추가의 유리 라디칼을 방출시킨다. 비할로겐화된 무기 충전제는 유리 라디칼에 의해 유발되는 중합체 쇄 파쇄를 억제함으로써 유기 결합제의 분해를 감소시키는 것으로 간주된다. 비할로겐화된 무기 충전제, 또는 비할로겐화된 무기 충전제의 분해 생성물은 유기 결합제로부터 방출되는 유리 라기칼과 반응시키는 것과 같이 합함으로써, 유기 결합제의 분해를 감소시키는 것으로 간주된다. 일단, 비할로겐화된 무기 충전제 또는 이의 분해 생성물과 합해지면, 라디칼은 유기 결합제의 분해에 기여할 수 없다.
본 발명은 하기 실시예에 의해 추가로 및 더욱 충분히 설명한다.
실시예 1
휴대용 연삭기에 사용하기 위한 휴대용 휠 형태로, 본 발명의 결합된 연마 공구 다수를 다수의 상이한 수화된 충전제 또는 비할로겐화된 무기 충전제 중의 하나를 포함하도록 제조한다. 추가로, "표준" 휠(이하, "1"로 나타낸다)은 본 발명의 휠의 연삭 성능을 평가하는데 참조용 대조군으로서 작용하도록 제조한다. 본 발명의 휠 각각(이하, 2 내지 7로 나타낸다)에서, 충전제는 유기 결합제 전반에 걸쳐 분산되어 합한 결합제/충전제 조성물의 약 25용적%를 형성한다. 이러한 조성물에 의해 제조된 휠은 외부 직경이 30.5cm(12in)이고, 내부 직경이 25.4cm(10in)이며, 길이가 15.2cm(6in)인 1026 탄소 강철 관의 환을 연삭하는데 사용된다. 하중6.8kg(15lbf), 9.1kg(20lbf) 및 11.3kg(25lbf)를 사용하여 연삭한다.
각각의 휠은 다음과 같은 조성을 갖고, 모든 %는 용적을 기준으로 하여 산출되며, "가변성 활성 충전제"는 각 휠에 대해 가변적이다:
재료 | 공급원 | 용적% | 밀도(g/cc) |
29344 에폭시 개질된 노볼락 수지 | 옥시켐 듀레즈(Oxychem Durez)달라스, 텍사스주 | 21.33 | 1.28 |
액체 수지(V136) | 벤딕스 레진 코포레이션프릭션머티리얼스디비젼(Bendix Resin Corporation Friction Materials Division)트로이, 뉴욕주 | 5.67 | 1.28 |
트리데실 알콜 | 엑손 케미칼 캄파니(Exxon Chemical Company)휴스턴, 텍사스주 | (20cc/lb)무수 수지44cc/kg | 0.84 |
이황화철-FeS2-325mesh | 4.5 | 4.75 | |
갈색 알룬둠 연마제 | 노턴 캄파니(Norton Company) | 50 | 3.95 |
다공성 물질 | 14 | 0 | |
가변성 활성 충전제 | 4.5 |
아래에 수로 나타낸 각각의 휠에서 "가변성 활성 충전제"는 각각 다음과 같은 조성을 갖는다:
1: 황산칼슘(K2SO4, 제조원: 아스트로 케미칼스, 인코포레이티드(Astro Chemicals, Inc.), 스프링필드, 매사추세츠주)(밀도= 2.66g/cc)
2: 알루미늄 삼수화물(Al(OH)3, 하이드랄TM710, 제조원: 알코아, 피츠버그, 필라델피아주)(밀도= 2.4g/cc)
3: 수산화칼슘(Ca(OH)2, 제조원: 알드리히, 밀워키, 위스콘신주)(밀도= 2.24g/cc)
4: 산화몰리브덴(VI)(MoO3, 제조원: 알드리히, 밀워키, 위스콘신주)(밀도=4.69g/cc)
5: 수산화마그네슘(Mg(OH)2, FR-20 MHRM 640, 제조원: 아메리브롬, 인코포레이티드, 뉴욕, 뉴욕주)(밀도= 2.36g/cc)
6: 붕산아연(4ZnO B2O3H2O, 파이어브레이크TM415, 제조원: 유.에스, 보락, 발렌시아, 캘리포니아주)(밀도= 3.70g/cc)
7: 산화안티몬(Sb2O3, 써모가드TMS, 제조원: 엘프 아토켐, 필라델피아, 캘리포니아주)(밀도= 5.67g/cc) w/ 디클로란 플러스(Dichlorane PlusTM)(헥사클로로사이클로펜타디엔과 1,5-사이클로옥타디엔의 디엘스-앨더(Diels-Alder) 이부가물, 제조원: 옥시덴탈 케미칼 코포레이션(Occidental Chemical Corp., 나이아가라 폭포, 뉴욕주)(밀도= 1.9g/cc)(1:3 용적)
모든 휠을 18분 동안 시험한다. 휠 성능 결과는 하기 3개의 표에 제시한다. 표에서 지시한 바와 같이, MRR은 금속이 가공물로부터 제거되는 속도를 나타낸다. WWR은 휠 마모 속도를 나타낸다. g-비는 마모되는 휠의 용적에 대한 가공물로부터 제거되는 금속 용적의 비이다. 따라서, 높은 g-비는 수행되고 일반적으로 목적화되는 연삭량에 비하여 휠 내구성이 높다는 것을 의미한다.
휠 번호 | 실제 밀도(g/cc) | MRR(kg/hr) | WWR(cc/hr) | 동력(kW) | 1/WWR(hr/cc) | 동력/MRR | G-비 |
1 | 2.630 | 1.07 | 15.73 | 0.9016 | 0.06357 | 0.843 | 8.72 |
2 | 2.626 | 1.25 | 10.23 | 0.8568 | 0.09775 | 0.685 | 15.67 |
3 | 2.603 | 0.95 | 8.94 | 0.8292 | 0.1119 | 0.873 | 13.62 |
4 | 2.737 | 1.04 | 8.60 | 0.8680 | 0.1163 | 0.835 | 15.50 |
5 | 2.624 | 0.95 | 9.88 | 0.8471 | 0.1012 | 0.892 | 12.33 |
6 | 2.680 | 0.85 | 5.46 | 1.519 | 0.1832 | 1.787 | 19.96 |
7 | 2.631 | 1.24 | 12.00 | 0.8956 | 0.0833 | 0.722 | 13.25 |
휠 번호 | 실제 밀도(g/cc) | MRR(kg/hr) | WWR(cc/hr) | 동력(kW) | 1/WWR(hr/cc) | 동력/MRR | G-비 |
1 | 2.639 | 2.24 | 48.34 | 1.208 | 0.02069 | 0.539 | 5.94 |
2 | 2.627 | 2.93 | 24.80 | 1.137 | 0.04032 | 0.388 | 15.15 |
3 | 2.608 | 1.91 | 31.33 | 1.154 | 0.03192 | 0.604 | 7.82 |
4 | 2.732 | 1.81 | 24.08 | 1.129 | 0.04153 | 0.624 | 9.64 |
5 | 2.628 | 1.60 | 17.20 | 1.086 | 0.05814 | 0.679 | 11.93 |
6 | 2.684 | 1.54 | 16.22 | 1.066 | 0.06165 | 0.692 | 12.17 |
7 | 2.622 | 2.16 | 28.81 | 1.208 | 0.03471 | 0.559 | 9.61 |
휠 번호 | 실제 밀도(g/cc) | MRR(kg/hr) | WWR(cc/hr) | 동력(kW) | 1/WWR(hr/cc) | 동력/MRR | G-비 |
1 | 2.630 | 4.94 | 431.4 | 1.72 | 0.002318 | 0.348 | 1.47 |
2 | 2.626 | 4.08 | 153.1 | 1.72 | 0.006532 | 0.422 | 3.42 |
3 | 2.603 | 3.58 | 128.3 | 1.65 | 0.007794 | 0.461 | 3.58 |
4 | 2.737 | 4.35 | 216.6 | 1.70 | 0.004617 | 0.391 | 2.57 |
5 | 2.624 | 3.86 | 138.7 | 1.69 | 0.007210 | 0.438 | 3.57 |
6 | 2.680 | 3.24 | 104.1 | 1.54 | 0.009606 | 0.475 | 3.99 |
7 | 2.631 | 5.10 | 232.6 | 1.83 | 0.004300 | 0.359 | 2.81 |
알 수 있는 바와 같이, 수화된 충전제 및 비할로겐화된 무기 충전제 각각은3개의 하중 수준 각각에서 표준 대조군 휠(1)보다 높은 g-비를 사용하여 수행된다. 활성 충전제로서 붕산아연을 갖는 휠 6은 각각의 시험에서 g-비에 의해 측정된 바와 같이, 가장 큰 연삭 효율로 수행된다.
실시예 2
당해 실시예에서, 시험은 실시예 1에서 사용된 고착된 헤드 휴대용 연삭기보다는 보다 더 공격적으로 작동하는 트랙 연삭와 관련하여 수행한다. 트랙 연삭에서, 휠 수명은 휠 성능을 평가하는 중요 인자이다. 다시, 수화된 충전제 뿐만 아니라 비할로겐화된 무기 충전제를 포함하는 본 발명의 휠을 시험용으로 선택한다.
당해 실험에서 각각의 휠은 다음과 같은 기본 조성을 갖고, 모든 %는 용적을 기준으로 하여 산출되고, "가변성 활성 충전제"는 각 휠에 대하여 가변적이다:
재료 | 공급원 | 용적% | 밀도(g/cc) |
29318 14% 헥사 노볼락 수지 | 옥시켐 듀레즈달라스, 텍사스주 | 22.4 | 1.28 |
트리데실 알콜 | 엑손 케미칼 캄파니휴스턴, 텍사스주 | (35cc/lb)무수 수지77cc/kg | 0.84 |
푸르푸랄 | 큐오 케미칼스, 인코포레이티드(QO Chemicals, Inc.)W. 라파예트, 인디아나주 | (45cc/lb)무수 수지99cc/kg | 1.16 |
푸르푸랄/염소화 파라핀 배합물 (60:40 용적) | 클로로플로(ChlorofloTM) 40도버 케미칼 코포레이션(Dover Chemical Corporation)도버, 오하이오주 | 혼합물의 (4.5cc/lb)9.9cc/kg | 1.13 |
이황화철-FeS2-325mesh | 4.0 | 4.75 | |
석회(CaO)미분된 산화칼슘(699159 K) | 미시시피 라임 캄파니(Mississippi Lime Company) | 1.6 | 3.25 |
갈색 알룬둠 연마제 | 노턴 캄파니 | 27.0 | 3.95 |
노르존(NorzonR) 연마제 | 노턴 캄파니 | 27.0 | 4.66 |
다공성 물질 | 14 | 0 | |
가변성 활성 충전제 | 4.0 |
아래에 수로 나타낸 각각의 휠에서 "가변성 활성 충전제"는 각각 다음과 같은 조성을 갖는다:
014-1: 황산칼슘(K2SO4, 제조원: 아스트로 케미칼스, 인코포레이티드, 스프링필드, 매사추세츠주)(밀도= 2.66g/cc)
014-2: 알루미늄 삼수화물(Al(OH)3, 하이드랄TM710, 제조원: 알코아, 피츠버그, 필라델피아주)(밀도= 2.4g/cc)
014-3: 수산화마그네슘(Mg(OH)2, FR-20 MHRM 640, 제조원: 아메리브롬, 인코포레이티드, 뉴욕, 뉴욕주)(밀도= 2.36g/cc)
014-4: 수산화칼슘(Ca(OH)2, 제조원: 알드리히, 밀워키, 위스콘신주)(밀도= 2.24g/cc)
014-5: 붕산아연(4ZnO B2O3H2O, 파이어브레이크TM415, 제조원: 유.에스, 보락, 발렌시아, 캘리포니아주)(밀도= 3.70g/cc)
다시, 가변성 활성 충전제로서 황산칼슘을 포함하는 휠(휠 014-1)을 시험 동안 대조군으로서 사용한다.
표 4 내지 6에 제시된 연삭 데이터에 따라, 선택된 연삭 보조제가 휠의 수명을 대조군 휠의 수명의 약 200% 만큼 더 증가시킨다는 것을 알 수 있다. Al(OH)3를 갖는 규격은, 아마도 이의 상대적으로 낮은 탈수 온도(약 200℃)에 기인하여 수명향상을 나타내지 않는다.
실시예 2의 결과는 하기 표 4 내지 6에 제시한다. 표 4는 23.1kW 동력 수준 및 5분의 연삭 시간에서 수행된 시험 결과를 나타낸다. 표 5는 17.2kW 동력 수준 및 6분의 연삭 시간에서 수행된 시험 결과를 나타낸다. 표 6은 13.4kW 동력 수준 및 15분의 연삭 시간에서 수행된 시험 결과를 나타낸다. 하기 제시된 값 각각은 상이한 휠 상에서 수행된, 각각의 규격의 2개의 시험 결과의 평균을 나타낸다.
휠 규격 | 평균 장치 동력(kW/mm2) | MRR(mm3/s) | G-비 | 휠 수명(hr) |
014-1 | 0.0398 | 1543 | 3.9 | 0.7 |
014-2 | 0.0400 | 1557 | 4.6 | 0.8 |
014-3 | 0.0404 | 1509 | 4.7 | 0.8 |
014-4 | 0.0407 | 1515 | 6.3 | 1.1 |
014-5 | 0.0408 | 1542 | 8.2 | 1.4 |
휠 규격 | 평균 장치 동력(kW/mm2) | MRR(mm3/s) | G-비 | 휠 수명(hr) |
014-1 | 0.0301 | 759 | 15.7 | 5.3 |
014-2 | 0.0297 | 781 | 13.3 | 4.4 |
014-3 | 0.0300 | 782 | 17.5 | 5.7 |
014-4 | 0.0299 | 762 | 16.3 | 5.5 |
014-5 | 0.0308 | 672 | 21.5 | 8.2 |
휠 규격 | 평균 장치 동력(kW/mm2) | MRR(mm3/s) | G-비 | 휠 수명(hr) |
014-1 | 0.0234 | 428 | 23.5 | 14.6 |
014-2 | 0.0236 | 396 | 25.1 | 16.4 |
014-3 | 0.0236 | 395 | 27.6 | 18.3 |
014-4 | 0.0243 | 343 | 25.4 | 19.0 |
014-5 | 0.0246 | 332 | 27.0 | 20.9 |
등가 범위
본 발명은 바람직한 양태를 참조로 하여 구체적으로 나타내고 기술되지만, 당해 기술 분야의 숙련가는 첨부된 청구의 범위에 의해 한정되는 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 형태 및 상세함에서의 각종 변화가 행해질 수 있다는 것을 이해할 것이다.
Claims (37)
- (a) 유기 결합제로 이루어진 매트릭스;(b) 유기 결합제에 분산된 연마 입자; 및(c) 유기 결합제 중의 산화몰리브덴(VI) 충전제를 포함하는 결합된 연마 공구.
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- (a) 유기 결합제로 이루어진 매트릭스;(b) 유기 결합제에 분산된 연마 입자; 및(c) 알루미늄 삼수화물, 수산화칼슘, 수산화마그네슘, 수화된 규산나트륨, 알칼리 금속 수화물, 네스퀴오나이트, 수화된 염기성 탄산마그네슘, 탄산마그네슘 부수화물 및 수화된 붕산아연으로 이루어진 그룹으로부터 선택된, 유기 결합제 중의 수화된 충전제를 포함하는 결합된 연마 공구.
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- (a) 가요성 기판;(b) 가요성 기판에 결합된 연마 입자; 및(c) 가요성 기판 상에 피복되고 안티몬산나트륨을 함유하는 유기 결합제를 포함하는 피복된 연마 공구.
- (a) 가요성 기판;(b) 가요성 기판에 결합된 연마 입자; 및(c) 수산화칼슘, 수산화마그네슘, 수화된 규산나트륨, 알칼리 금속 수화물, 네스퀴오나이트 및 수화된 붕산아연으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 수화된 충전제를 함유하며, 가요성 기판 상에 피복된 유기 결합제를 포함하는 피복된 연마 공구.
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