KR101717770B1 - 용융 알루미나-지르코니아 그레인 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 중량 %로 다음의 화학적 분석을 가지며: ZrO2 + HfO2 : 38.0―46.0%; Al2O3 : 100% 까지의 잔부; SiO2 : 0.20―0.60%; Y2O3　: 0.45 내지 0.70%; TiO2　: 1.00 내지 2.00%; 다른 옥사이드(other oxides): ＜1.00%, 상기 Y2O3 / SiO2 의 비율은 0.80 내지 2.00 이고, 정방정계 상(tetragonal phase)은 지르코니아(zirconia) 중량의 60 및 90% 사이로 나타나며, 나머지는 단사정계 형태(monoclinic form)인 용융 그릿(fused grit)에 관한 것이다.

Description

용융 알루미나-지르코니아 그레인{MOLTEN GRAINS of ALUMINA-ZIRCONIA}
본 발명은 용융 세라믹 그릿(grits)에 관한 것이며, 특히 연마 그릿으로서의 응용에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 그릿의 혼합물 및 본 발명에 따른 그릿 혼합물을 포함하는 연마 도구에 관한 것이다.
연마 도구는 일반적으로 그것을 구성하는 세라믹 그릿을 형성하는 방법에 따라 분류된다: 자유 연마재(free abrasive; 분무에 의하거나 현탁액 내에서 사용되는 것으로서 배킹(backing) 없이 사용됨), 코팅된 연마재(coated abrasives; 직물 또는 종이로 된 뒤를 받치는 재료를 사용하며, 그릿이 여러 층으로 배열됨) 및 접착 연마재(bonded abrasives; 원형의 그라인딩 휠, 스틱, 등.). 마지막 것의 경우, 연마 그릿은 유기 바인더 또는 글라시(glassy) 바인더로 압착된다(이 경우, 바인더는 본질적으로 규산염(silicate) 바인더와 같은 옥사이드로 이루어짐). 이러한 그릿은 반드시 그 자체로서 우수한 기계적 마모 특성(특히 인성(toughness))을 가져야 하며, 바인더와의 우수한 기계적 점착력을 제공하여야 한다(계면의 견고성). 지금은, 넓은 범위의 응용 및 성능을 커버하는 것을 가능하게 하는 다양한 종류의 연마 그릿이 있다: 용융에 의해 합성된 옥사이드 그릿(oxide grits)은 특히 뛰어난 퀄리티/제조 비용의 절충을 제시한다.
알루미나를 기반으로 하는 것으로서 관습적으로 그라인딩 휠(grinding wheels) 또는 연마 밸트(abrasive belts)를 제조하는데 사용되는 연마 그릿은 직면하게 되는 어플리케이션 및 연마 레짐(abrasion regime)의 타입에 따르는 세가지 주요 카테고리를 겸비한다: 알루미나를 기반으로 하는 용융 그릿; 알루미나-지르코니아를 기반으로 하는 용융 그릿 및 졸-겔(sol-gel) 공정에 의해 얻어지는 알루미나를 기반으로 하는 그릿.
용융 그릿의 범위 내에서, 알루미나 및 지르코니아를 기반으로 하는 재료는 US-A-3　181　939 로부터 알려져 있다. 이러한 그릿은 일반적으로 10 내지 60% 의 지르코니아, 0 내지 10% 의 첨가제, 잔부의 알루미나로 구성된다. 알려진 첨가제는 US-A-4　457　767 에 따라 2% 까지 첨가되는 이트륨 옥사이드(yttrium oxide), 또는 DE-C1-4306966 에 따라 10% 까지 첨가되는 티타늄 옥사이드(titanium oxide)을 포함한다. 이러한 첨가제들은 알루미나-지르코니아 그릿의 연마력(abrasive power)을 향상시킨다. 또한, US　5　525　135 는 알루미나-지르코니아-티타늄 옥사이드를 기반으로 하는 용융 그릿을 개시한다.
마지막으로, JP　59227726 는 알루미나-지르코니아-티타늄 옥사이드-이트륨 옥사이드의 용융 그릿을 개시하는데, 상기 이트륨 옥사이드는 알루미나, 지르코니아 및 티타늄의 합을 기준으로 0.05% 및 7% 사이, 바람직하게 1% 및 5% 사이의 양으로 첨가되는 것이 가능하다.
가공 경강(machining hard steel)의 경우에 있어서, 알루미나를 기반으로 하는 용융 그릿은 낮은 인성을 갖는데, 이는 그릿의 과도한 스폴링(spalling)의 결과를 야기한다. 알루미나-지르코니아를 기반으로 하는 용융 그릿은 매우 높은 인성과 함께 낮은 경도를 갖는다. 그것들은 경강(hard steel)을 효율적으로 가공하는 것을 가능하게 하지만, 평평하게 변하는 경향이 있다. 일반적으로, 이는 마멸되는 부분에 적용되는 힘을 증가시키는 결과를 낳으며, 작업 조건에 따라 이 부분은 열적으로 손상을 입을 수 있다. 졸-겔 공정에 의해 얻어지는 알루미나를 기반으로 하는 그릿은 우수한 절충을 이룬다. 이는 그것들이 높은 경도, 그것들의 컷팅 엣지(cutting edges)를 재생시키는 것을 가능하게 하는 중간 정도의 인성, 및 경강(hard steels) 상에서 긴 수명을 보장하는 것으로서 그릿의 미세한 파쇄(microfracturing)를 가능하게 하는 고운 미세 구조를 갖기 때문이다.
스테인리스 스틸과 같은 낮은 경도의 연성강(ductile steel)을 가공하기 위해서, 알루미나-지르코니아를 기반으로 하는 용융 그릿은 효과적이다. 이는 그것들의 높은 인성이 그것들의 파열을 제한하기 때문이다. 졸-겔 공정에 의해 얻어지는 알루미나를 기반으로 하는 그릿은 그것들의 낮은 인성으로 인하여 일반적으로 알루미나-지르코니아를 기반으로 하는 용융 그릿보다 덜 효과적이다. 알루미나를 기반으로 하는 용융 그릿은 과도한 스폴링(spalling)의 결과를 야기하는 낮은 인성으로 인해 가장 비효과적이다.
가공 과정에서 소비된 연마 그릿의 질량으로 나누어진 가공된 강(steel)의 질량(여기서는 비율 S라 부름)에 따라 다양한 그릿의 연마 성능을 측정하고 비교하는 것이 일반적이다. 비록, 이 비율이 그릿의 연마 성능의 등급을 제공할지라도, 그것은 가공 과정에 포함되는 모든 메커니즘을 고려한 것은 아니다. 예를 들어, 빨리 마모됨으로써 빠르게 소모되며 상당한 양의 재료를 제거하는 그릿은 높은 비율 S로 이어질 수 있다. 그러나, 이러한 그릿은 많은 양의 부품을 가공하는 것을 견뎌냄에 있어서 효율적이지 않을 수 있다. 또한, 그것은 과도한 컷팅 파워(cutting power)의 결과로 나온 부품의 블루잉(bluing)에 기인한 가공된 부품의 과도한 열적 손상으로 이어질 수 있으나, 이러한 파워는 컷팅 레짐(cutting regime)을 유지하기 위해 필요하다.
따라서, 낮은 파워의 가공에서도 높은 비율 S를 갖는 반면 긴 수명 또는 내구성을 갖는 용융 알루미나-지르코니아 연마 그릿의 혼합물이 요구된다. 본 발명의 목적은 이러한 요구를 충족시키는 것이다.
본 발명에 따르면, 이러한 목적은 중량 백분율로 다음의 화학적 조성을 갖는 용융 그릿에 의해 달성될 수 있다:
ZrO2 + HfO2 : 38.0 내지 46.0%
Al2O3 : 100% 까지의 잔부
SiO2 : 0.20 내지 0.60%　
Y2O3　: 0.45 내지 0.70%;
TiO2　: 1.00 내지 2.00%　
옥사이드(oxide) 형태로 표현되는 다른 성분들: ＜1.00%,
Y2O3 / SiO2 의 비율은 0.80 및 2.00 사이, 및
정방정계 상(tetragonal phase)은 지르코니아 질량의 60 및 90% 사이로 나타나며, 나머지는 단사정계 형태(monoclinic form)임.
설명의 나머지 부분에서 상세히 보게 될 바와 같이, 발명자들은 상기 화학적 조성에서, 특히 이트륨 옥사이드(yttrium oxide) 함량의 매우 좁은 범위 내에서, 제한된 비율의 정방정계 지르코니아가 유리하다는 것을 밝혀냈다. 더욱이, 이러한 가르침은 가공의 효율을 증가시키기 위한 정방정계 지르코니아의 최대 비율을 제안, 또는 심지어 권장하는 US　5　525　135 또는 JP　59227726의 가르침에 상반되는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 그릿은 다음의 선택적인 특징들 중 하나 이상을 가질 수 있다:
- 바람직하게, Y2O3　/ SiO2 질량비는 1.00 초과, 바람직하게 1.10 초과, 및/또는 1.80 미만, 바람직하게 1.50 미만, 바람직하게 1.40 미만 및 더욱 바람직하게 1.30 미만이다;
- 바람직하게, 정방정계 지르코니아는 지르코니아 질량의 70% 초과 및/또는 85% 미만을 나타낸다;
- 바람직하게, ZrO2 함량은 40% 초과이다;
- 바람직하게, 실리카(silica)의 함량은 0.3% 초과, 바람직하게 0.35% 초과이다;
- 티타늄 옥사이드 TiO2 의 질량 함량은 1.30% 초과 및/또는 1.70% 미만이다;
- 바람직하게, 옥사이드 형태로 표현되는 다른 성분들은 0.50% 미만이며, 특히:
MgO: < 0.30%, 바람직하게 < 0.10%, 바람직하게 < 0.05%, 및/또는
CaO: < 0.30%, 바람직하게 < 0.20%, 바람직하게 < 0.10%, 및/또는
Na2O: < 0.10%, 바람직하게 < 0.05%; 및
- 옥사이드 형태로 표현되는 다른 성분들은 불순물이다.
또한, 본 발명은 중량 백분율로 80% 초과, 바람직하게 90% 초과, 바람직하게 95% 초과, 바람직하게 99% 초과 및 바람직하게 대략 100% 의 본 발명에 따른 연마 그릿 입자(abrasive grit particles)를 포함하는 그릿 혼합물에 관한 것이다. 바람직하게, 본 발명에 따른 그릿 혼합물은 다음의 표준에 따라 측정된 혼합물 또는 그릿의 입자 사이즈에 따른 입도 분석을 만족한다: FEPA Standard 42-GB-1984, R1993 및 FEPA Standard 43-GB-1984 및 R1993.
또한, 본 발명은 특히 바인더에 의해 묶여 있거나 특히 연성 배킹(backing)과 같은 배킹(지지하는 재료)에 층으로서 부착되어 바인더에 의해 지탱되는 연마 입자의 혼합물을 포함하는 그라인딩 휠 또는 연마 밸트와 같은 연마 도구에 관한 것인데, 이러한 도구는 그릿이 본 발명에 따른 것이라는 점에서 주목할 만하다.
대개 본 발명은 본 발명에 따른 그릿의 연마 용도에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 낮은 파워의 가공에서도 높은 비율 S를 갖는 반면 긴 수명 또는 내구성을 갖는 용융 알루미나-지르코니아 연마 그릿의 혼합물을 얻을 수 있다.
정의
- 본 발명에 따른 그릿의 옥사이드 함량은 업계의 일반적인 관습에 따라 가장 안정적인 옥사이드의 형태(아산화물(suboxides) 및 선택적으로 나이트라이드(nitrides), 옥시나이트라이드(oxynitrides), 카바이드(carbides), 옥시카바이드(oxycarbides), 카보나이트라이드(carbonitrides) 또는 심지어 상기 언급된 성분의 금속 종(metallic species)을 포함)로 표현되는 것으로서 대응되는 화학 성분 각각의 총 함량에 관한 것이다;
- "불순물(impurities)" 이라는 용어는 원료에 필수적으로 도입되는 불가피한 구성 성분을 의미하는 것으로 이해된다. 특히, 옥사이드(oxides), 나이트라이드(nitrides), 옥시나이트라이드(oxynitrides), 카바이드(carbides), 옥시카바이드(oxycarbides), 카보나이트라이드(carbonitrides)의 그룹의 일부를 형성하는 화합물 및 나트륨(sodium)과 다른 알칼리 금속, 철(iron), 바나듐(vanadium) 및 크롬(chromium)의 금속 종은 불순물이다. 예시로서, CaO, MgO 또는 Na2O 이 언급될 수 있다. 잔류 카본(residual carbon)은 본 발명에 따른 제조물 조성의 불순물의 일부를 형성한다. 그러나, 하프늄 옥사이드(hafnium oxide)는 불순물로 여겨지지 않는다;
- "전구체(precursor)" 라는 용어는 본 발명에 따른 그릿 또는 그릿의 혼합물의 제조 과정에서 상기 옥사이드를 제공할 수 있는 구성 성분을 의미하는 것으로 이해된다;
- 결합에 의해 얻어진 제조물에 있어서, HfO2 은 화학적으로 ZrO2 와 별개가 아니다. 따라서, 이러한 제조물의 화학적 조성에서, ZrO2+HfO2 은 이 두 옥사이드의 총량을 나타낸다. 그러나, 본 발명에 따르면, HfO2 은 공급 원료에 의도적으로 첨가되지는 않는다. 따라서, HfO2 은 단지 하프늄 옥사이드의 잔유물을 나타내는 것이며, 이러한 옥사이드는 일반적으로 2% 미만으로 자연히 지르코니아 소스에 항상 존재한다. 따라서, 명확성을 위해, 지르코니아 및 하프늄 옥사이드의 잔유물의 함량을 ZrO2+HfO2 로 표현하거나 ZrO2 로 표현하거나 "지르코니아 함량(zirconia content)" 이라고 달리 표현하는 것을 구별하지 않을 수 있다;
- "용융 그릿(fused grit)" 또는 더욱 일반적으로 "용융 제조물" 이라는 용어는, 용융된 재료를 냉각하여 응고시킴으로써 얻어지는 고상의 그릿(또는 제조물)을 의미하는 것으로 이해된다.
- "용융된 재료(molten material)" 는 약간의 고상 입자를 함유할 수 있지만, 상기 덩어리를 조직하기에는 충분하지 않은 양으로 함유하는 액체 덩어리이다. 그 형태를 유지하기 위해, 용융된 재료는 컨테이너에 담겨져야 한다;
- 본 설명에 있어서, 달리 언급되지 않는 한 그릿의 모든 조성은 그릿의 옥사이드의 총 질량을 기초로 하는 중량 백분율로 주어지는 것이다.
본 발명에 따른 용융 그릿은 알루미나-지르코니아 그릿을 제조하기 위한 종래의 공정에 의해 제조될 수 있다. 종래의 공정은 관습적으로 다음의 단계들을 포함한다: 원료를 혼합하는 단계; 전기 아크로(electric arc furnace)에서 녹이는 단계; 용융된 액체를 냉각하여 응고시키는 단계; 제분 및 선택적으로 필요로 하는 입자 사이즈에 따라 분류하는 단계.
용융 알루미나-지르코니아 그릿의 혼합물의 성질은 용융된 액체의 온도 이력(thermal history)에 달려 있는데, 온도 이력 자체는 공정 파라미터 뿐만 아니라 가열로의 기하학적 구조 및 그것의 환경(연도 가스(flue gas)의 포집, 재료, 등.)에 의해서도 크게 좌우된다. 따라서, 공정 파라미터들은 이러한 단계들의 끝에서 본 발명에 따른 그릿 혼합물을 얻기 위해 사용된 가열로, 사용된 원료 등에 따라 결정된다. 예를 들어 파라미터들은 공정에 있어서 아래의 예시들에서 사용되는 값들을 가질 수 있다.
예시
다음의 제한 없는 예시들은 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 주어지는 것이다.
예시로서 주어지는 제조물들은 다음의 원료로부터 제조되었다:
- Alcan 에 의해 AR75 라는 이름으로 판매되는 것으로서, 0.4% 미만의 소다 함량을 갖는 알루미나 분말;
- 85% 초과의 지르코니아 + 하프늄 평균 함량을 가지며, 평균 5% 의 실리카를 함유하고, 알루미나의 함량이 10% 미만이며 다른 성분들의 함량은 0.7% 미만인 지르코니아 분말;
- Altichem 에 의해 "Yttrium Oxide 99.99 LY" 라는 이름으로 판매되는 것으로서, 99.99% 초과의 Y2O3 양을 가지며 3 내지 6 미크론 사이의 평균 직경(median diameter)을 갖는 이트륨 옥사이드 분말;
- Europe Minerals 에 의해 판매되는 것으로서, 95% 초과의 TiO2 함량을 가지며 대략 125 미크론의 평균 직경을 갖는 "금홍석 가루(rutile sand)" 티타늄 분말; 및
- Solutia Incorporated 에 의해 판매되는 것으로서, 1mm 및 4mm 사이의 사이즈를 갖는 석유 코크(petroleum coke).
상기 그릿은 당업자에게 잘 알려진 다음과 같은 종래의 공정을 이용하여 준비되었다:
a') 원료가 혼합되는 단계로서, 가열로의 상태에 따라 적어도 0.5%(3% 까지)의 석유 코크에 해당하는 첨가제와 함께 원료가 혼합되는 단계;
b') 그라파이트 전극을 갖는
Figure 112012017743896-pct00001
타입으로서 직경 0.8m의 가열로 탱크(furnace tank)를 갖는 단상 전기 아크로(single-phase electric arc furnace electric arc furnace) 내에서 105-150V의 전압과 1500 내지 2500A의 전류 및 장입물 1Kg 당 2.1 내지 2.8KWh의 전기 에너지 전달에 의해 원료가 용융되는 단계;
c') 용융된 재료가 고체 덩어리를 구성하는 완전히 고체상인 슬래브(slab)를 얻기 위해 특허 US-A-3　993　119 에서 보여지는 기구와 같이 얇은 금속 플레이트 사이에 그것을 주조하기 위한 기구에 의해 급속 냉각되는 단계;
d') 단계 c')에서 냉각된 상기 고체 덩어리가 그릿 혼합물을 얻기 위해 제분되는 단계; 및
e') 500㎛ 및 600㎛ 사이가 되도록 스크리닝(screening)에 의해 그릿이 선별되는 단계.
그릿 혼합물의 성능 및 수명을 평가하기 위해, 1그람에 해당하는 각 예시의 그릿을 함유하는 것으로서 12.7cm의 직경을 갖는 그라인딩 휠이 제조되었다.
그 다음, 304 스테인리스 스틸로 이루어진 플레이트(20.3cm×7.6cm×5.1　cm)의 표면은 일정한 속도로 왕복 운동을 하는 동안 12.7㎛의 일정한 컷팅 깊이 및 3600rpm의 그라인딩 휠 회전 속도를 유지하는 이러한 그라인딩 휠을 이용하여 가공된다. 가공 과정에서 그라인딩 휠에 의해 나타나는 최대 파워 Pmax 가 기록되었다.
그라인딩 휠이 완전히 닳아버린 이후에, 가공된 강(steel)의 질량(즉, 그라인딩 작업에 의해 제거된 강의 질량) "Ma" 및 소비된 그라인딩 휠의 질량 "Mm" 이 측정되었으며, 그 비율 S는 Ma/Mm 이다.
컷팅의 효율은 가공 테스트 과정에서 그라인딩 휠에 의해 나타나는 최대 파워 Pmax 및 그라인딩 휠의 수명 tmax 를 측정함으로써 결정되었는데, 그라인딩 휠의 수명은 그라인딩 휠의 모든 그릿이 소진될 때 이르는 것으로 여겨졌다.
표 1은 테스트된 다양한 그릿 혼합물의 화학적 조성 및 정방정계 지르코니아(tetragonal zirconia)의 비율을 제공한다. 표 2는 이러한 혼합물에 의해 얻어진 결과를 제공한다.
비율 S에 있어서의 비율 증진(percentage improvement in the ratio S)은 다음과 같은 공식에 의해 계산되며, 여기서 참조 예시는 비교 예시 1* 또는 비교 예시 2* 이다 : 100×(적절한 예시의 제조물의 비율 S － 참조 예시의 제조물의 비율 S) / (참조 예시의 제조물의 비율 S). 비율 S의 비율 증진이 높은 양의 값인 것이 바람직하다.
테스트 과정에서 그라인딩 휠에 의해 나타나는 최대 파워 Pmax 에 있어서 비율 감소(percentage reduction)는 다음의 공식에 의해 계산되며, 여기서 참조 예시는 비교 예시 1* 또는 비교 예시 2* 이다: 100×(참조 예시의 제조물에 있어서의 Pmax － 적절한 예시의 제조물에 있어서의 Pmax) / (참조 예시의 제조물의 Pmax). 테스트 과정에서 그라인딩 휠에 의해 나타나는 최대 파워 Pmax에 있어서 비율 감소가 높은 양의 값인 것이 바람직하다.
그라인딩 휠의 수명 tmax 에 있어서의 비율 증진은 다음의 공식에 의해 계산되며, 여기서 참조 예시는 비교 예시 1* 또는 비교 예시 2* 이다: 100×(적절한 예시의 제조물의 tmax － 참조 예시의 제조물의 tmax) / (참조 예시의 제조물의 tmax) 그라인딩 휠의 수명 tmax 에 있어서 비율 증진은 높은 양의 값인 것이 바람직하다.
정방정계 지르코니아의 질량 함량의 백분율은 다음의 방법으로 결정된다: 테스트될 그릿은 알갱이(pellet)을 구성하기 위해 수지로 코팅된다. 구리 대음극(copper anticathode)을 갖는 Bruker D5000 회절계를 이용함으로써 600을 초과하는 그릿을 함유하는 폴리싱된 섹션에서 X-선 회절 패턴이 얻어진다. 상기 습득은 25° 및 37° 사이의 2θ각 범위에서, 단계마다 0.02° 씩 4초의 시간으로 수행된다. 0.6mm의 수용 슬릿이 사용되는데, 표본은 선호 방향의 효과를 제한하기 위해서 슬릿 상에서 회전되었다. 습득 시간은 더 나은 통계 계산을 위한 5개의 인자에 의해 증가된다.
단사정계 지르코니아(monoclinic zirconia)의 질량 함량 백분율은 TOPAS P 소프트웨어를 사용한 디콘볼루션(deconvolution) 공정(디콘볼루션 함수는 pseudo-Voigt 함수임) 이후에 다음 공식에 따른 안정된 지르코니아의 (111) 피크(peak)에 대한 단사정계 지르코니아의
Figure 112012017743896-pct00002
피크 및 (111) 피크의 비율로부터 측정되며, 여기서 ρmono는 5.8g/cm3 에 해당하는 단사정계 지르코니아의 밀도이고, ρStab는 6.1g/cm3 에 해당하는 안정된 지르코니아의 밀도이다:
Figure 112012017743896-pct00003
안정된 지르코니아의 질량 함량 백분율은 다음의 공식에 의해 주어진다:
Figure 112012017743896-pct00004
본 발명에 따른 테스트된 그릿 내에서, 안정화된 지르코니아는 전적으로 정방정계의 결정학적 형태(tetragonal crystallographic form)이며, 나머지는 단사정계의 결정학적 형태(monoclinic crystallographic form)이다.
정방정계 지르코니아의 백분율 함량은 결정화된 지르코니아의 총 량과 관련하여 표현된다.
아래의 표 1 및 2는 얻어진 결과를 요약한다.
비교 예시 1*은 JP　5922772의 예시 5에 근접한 조성을 갖는 그릿이며, 비교 예시 2*는 US　4　457　767에 따른 그릿이다.
Figure 112012017743896-pct00005
Figure 112012017743896-pct00006
발명자들은 다음과 같은 경우에 비율 S, 가공 테스트 과정에서 그라인딩 휠에 의해 나타나는 최대 파워 Pmax 및 그라인딩 휠의 수명 tmax 사이에 훌륭한 절충이 있는 것으로 여긴다:
- 비율 S가 참조 예시의 제조물과 비교하여 적어도 10% 증진됨,
- 나타나는 최대 파워 Pmax 는 참조 예시의 제조물과 비교하여 적어도 5% 감소됨, 및
- 그라인딩 휠의 수명 tmax 는 참조 예시의 제조물과 비교하여 적어도 6% 증진됨.
바람직하게, 비율 S는 적어도 15%, 바람직하게 적어도 20%, 바람직하게 적어도 25% 또는 심지어 적어도 30% 증진되고/증진되거나 나타나는 최대 파워 Pmax 는 적어도 10%, 바람직하게 적어도 15% 또는 심지어 적어도 20% 감소하고/감소하거나 그라인딩 휠의 수명 tmax 은 적어도 10%, 바람직하게 적어도 15% 또는 심지어 적어도 20% 증진된다.
예시 10은 지르코니아 질량의 91%에 해당하는 정방정계 지르코니아 함량은 바람직한 절충이 얻어지도록 하지 않음을 보여준다.
예시 12 및 14는 각각 지르코니아 질량의 57% 및 55%에 해당하는 정방정계 지르코니아 함량은 바람직한 절충을 얻기에 충분하지 않다는 것을 보여준다.
예시 11은 지르코니아 질량의 64%에 해당하는 정방정계 지르코니아 함량은 상기 절충이 얻어질 수 있도록 한다는 것을 보여준다.
예시 9는 0.66%의 실리카 함량은 너무 높고 상기 절충이 얻어지도록 할 수 없음을 보여준다. 예시 10은 0.20% 미만의 실리카 함량은 상기 절충이 얻어지도록 할 수 없음을 보여준다.
예시 13은 적절한 정방정계 지르코니아 및 실리카 함량에도 불구하고, 이트륨 옥사이드(yttrium oxide) 함량이 0.45% 미만이고 TiO2 함량이 2% 초과인 경우에는 절충이 얻어지지 않음을 보여준다.
예시 10, 12 및 14는 0.8 미만 및 2.00 초과의 Y2O3/SiO2 비율은 절충이 얻어지도록 할 수 없음을 보여준다.
모든 예시들 중, 예시 17이 바람직하다.
이제 명확하게, 본 발명은 특별한 연마 성능, 특별한 내구성 및 특별한 컷팅 효율을 갖는 용융 알루미나-지르코니아 연마 그릿의 혼합물을 제공한다.
물론, 본 발명은 제한 없는 예시로 주어진 것으로서 기술되고 보여진 실시예에 한정되지 않는다.

Claims (12)

  1. 중량 백분율로 다음의 화학적 조성을 가지며:
    ZrO2 + HfO2 : 38.0 내지 46.0%
    Al2O3 : 100% 까지의 잔부
    SiO2 : 0.20 내지 0.60%　
    Y2O3　: 0.45 내지 0.70%;
    TiO2　: 1.00 내지 2.00%　
    옥사이드(oxide) 형태로 표현되는 다른 성분들: ＜1.00%,
    Y2O3 / SiO2 의 비율은 0.80 및 2.00 사이이고,
    정방정계 상(tetragonal phase)은 지르코니아 질량의 60 및 90% 사이로 나타나며, 나머지는 단사정계 형태(monoclinic form)인 것을 특징으로 하는 용융 그릿(fused grit).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 Y2O3　/ SiO2 질량비는 1.00 초과 1.80 미만인 것을 특징으로 하는 그릿.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 ZrO2 함량은 40.0% 초과인 것을 특징으로 하는 그릿.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 실리카(silica) 함량은 0.35% 초과인 것을 특징으로 하는 그릿.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 Y2O3　/ SiO2 비는 1.10 초과 1.30 미만인 것을 특징으로 하는 그릿.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 티타늄 옥사이드 TiO2 의 질량 함량은 1.30% 초과 1.70% 미만인 것을 특징으로 하는 그릿.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 정방정계 지르코니아는 지르코니아 질량의 70% 초과 85% 미만으로 나타나는 것을 특징으로 하는 그릿.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 다른 옥사이드는 0.50% 미만인 것을 특징으로 하는 그릿.
  9. 제1항에 있어서,
    MgO: < 0.30%,
    CaO: < 0.30%, 및
    Na2O: < 0.10%
    중 적어도 어느 하나의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 그릿.
  10. 제9항에 있어서,
    MgO: < 0.10%,
    CaO: < 0.20%, 및
    Na2O: < 0.05%
    중 적어도 어느 하나의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 그릿.
  11. 제1항에 따른 그릿 혼합물을 포함하는 연마 도구(abrasive tool)로서,
    상기 그릿은 바인더에 의해 묶여 있거나 연성 배킹(backing)에 층으로서 부착되어 바인더에 의해 지탱되는 것을 특징으로 하는 연마 도구.
  12. 제11항에 따른 도구로서,
    그라인딩 휠(grinding wheel) 또는 연마 밸트(abrasive belt) 형태의 도구.
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