MX2011011383A - Articulo abrasivo con retencion de grano y comportamiento mejorados. - Google Patents

Abstract

Se describe un artículo abrasivo con retención de grano y comportamiento mejorados, y un método de obtención. El artículo abrasivo con retención de grano mejorada da como resultado un artículo con un comportamiento mejorado y una vida del artículo más prolongada.

Description

ARTICULO ABRASIVO CON RETENCION DE GRANO Y COMPORTAMIENTO MEJORADOS ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere generalmente a artículos abrasivos, y más particularmente a un artículo abrasivo con retención de grano y comportamiento mejorados.

Los artículos abrasivos se usan típicamente en diversas industrias para trabajar a máquina piezas de trabajo mediante corte, lapeado, molienda, o pulido. El uso de artículos abrasivos para el maquinado abarca un amplio alcance industrial, desde industrias ópticas, industrias de reparación de plantas de automóviles hasta industrias de fabricación de metal. En cada uno de estos ejemplos, las instalaciones de fabricación usan abrasivos para eliminar material voluminoso para alcanzar las dimensiones diseñadas, geometría, y características de superficie de los productos (por ejemplo, planaridad, rugosidad superficial).

Los fabricantes de artículos abrasivos de desbaste están constantemente sometidos al desafío de obtener artículos abrasivos que satisfagan requisitos de mayor productividad así como un rendimiento elevado, especificados por sus usuarios. Una razón particular de por qué los fabricantes son emplazados a obtener artículos abrasivos de desbaste que satisfagan requisitos de mayor productividad y comportamiento Ref . : 224979 es que los artículos abrasivos están sujetos no sólo a fallo mecánico debido a la fractura o atrición de los granos abrasivos o fractura del aglutinante, sino también a fallo térmico en la interfaz del grano abrasivo y su aglutinante orgánico circundante (por ejemplo, desprendimiento de los granos) . En particular, la elevada energía asociada con artículos abrasivos de desbaste para eliminar material sin ningún refrigerante que elimine el calor hace a estos artículos más propensos a este último tipo de fallo (es decir, degradación térmica de la interfaz del grano abrasivo y el aglutinante) . Esta degradación térmica es incluso más manifiesta cuando se usa un grano abrasivo que muestra buena resistencia a fracturas mecánicas. Eventualmente, la degradación térmica debilita los artículos abrasivos de desbaste, deteriorando su comportamiento y conduciendo en último lugar a una vida más corta. La degradación térmica puede ser especialmente problemática con relación a discos de corte en secos ultrafinos, que tienden a alcanzar temperaturas de degradación térmica muy rápidamente en la interfaz grano/aglutinante.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN En una modalidad, se proporciona un disco de corte ultrafino de pequeño diámetro, que comprende: una pluralidad de granos abrasivos, un material de aglutinante orgánico, y un material de carga activo. El material de carga activo comprende una cantidad efectiva de un material de cargas endotérmicas activas que proporciona una reacción endotérmica en condiciones de corte en seco normales.

En una segunda modalidad, se proporciona un disco de corte ultrafino de pequeño diámetro que comprende una pluralidad de granos abrasivos y un material de aglutinante orgánico que comprende un material de cargas endotérmicas activas que proporciona una reacción endotérmica añadido a él. La cantidad de material de carga endotérmicas activas está en el intervalo de alrededor de 12 a alrededor de 50 por ciento en volumen del aglutinante.

En una tercera modalidad, se proporciona un disco de corte ultrafino de pequeño diámetro que comprende una pluralidad de granos abrasivos y un material de aglutinante orgánico con un material de cargas endotérmicas activas añadido a él para proporcionar una reacción endotérmica que mejore la retención de los granos. La pluralidad de granos abrasivos se selecciona del grupo que consiste en grano de alúmina de sol-gel sembrado o no sembrado, grano de AI2O3-Zr02, y sus combinaciones. El material de cargas endotérmicas activas se selecciona del grupo que consiste en sulfuros, óxidos de bajo punto de fusión, y sus combinaciones.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La FIG. 1 es una imagen de un articulo abrasivo según una modalidad de la presente invención; la FIG. 2 es una imagen de microfotografía de un artículo abrasivo convencional que muestra un gran número de desprendimientos de granos según la técnica anterior; y la FIG. 3 es una imagen de microfotografía de un artículo abrasivo formado según una modalidad de la presente invención .

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Haciendo referencia a las figuras, la FIG. 1 es una imagen de un artículo abrasivo 100 según una modalidad de la presente invención. En particular, la FIG. 1 muestra que el artículo abrasivo 100 es un producto de disco abrasivo. Como se sabe en la técnica, los productos de discos abrasivos vienen en una variedad de tamaños, tales como, por ejemplo, productos de discos de corte abrasivos de gran diámetro, productos de discos de corte abrasivos de diámetro medio, y productos de discos de corte abrasivos de pequeño diámetro. Generalmente, los productos de discos de corte abrasivos de gran diámetro tienen un diámetro que es mayor que alrededor de 1000 mm, los productos de discos de corte abrasivos de diámetro medio tienen un diámetro que es mayor que alrededor de 400 mm y menor que alrededor de 1000 mm, mientras que los productos de discos de corte abrasivos de pequeño diámetro tienen un diámetro que es menor que alrededor de 400 mm. Aunque la descripción de la mezcla abrasiva usada para formar el artículo abrasivo 100 que sigue es preferiblemente adecuada para productos de discos de corte abrasivos de pequeño diámetro, y más particularmente a productos de discos de corte abrasivos de pequeño diámetro ultrafinos, que tienen diámetros menores que alrededor de 250 mm, los expertos en la técnica reconocerán que la mezcla abrasiva usada para formar el artículo abrasivo 100 puede tener aplicabilidad igualmente para productos de discos de corte abrasivos de gran diámetro y productos de discos de corte abrasivos de diámetro medio.

En una modalidad, el artículo abrasivo 100 es un artículo abrasivo aglutinado de pequeño diámetro ultrafino, formado a partir de una mezcla abrasiva que comprende granos abrasivos y un material de aglutinante orgánico con materiales de carga activos añadidos a él, tal como material o materiales de carga endotérmicos activos. Este material o materiales de carga endotérmicos activos proporcionan una reacción endotérmica en "condiciones de corte en seco normales" para reducir la temperatura en la interfaz de granos y su aglutinante orgánico circundante. Generalmente, las cargas activas se pueden usar en abrasivos aglutinados para potenciar el comportamiento de la molienda. Las cargas activas, también conocidas como cargas reactivas, se diseñan para ser física y/o químicamente activas. Generalmente proporcionan mayores velocidades de corte prolongadas, y enfriamiento del corte. Dependiendo de diversos parámetros, tales como el tamaño y la geometría de la herramienta abrasiva, el tipo de grano y aglutinante usados, y las condiciones de funcionamiento encontradas, las cargas activas pueden hacer uno o más de lo siguiente: 1. ) disminuir la fricción entre los granos abrasivos y la pieza de trabajo sometida a abrasión; 2. ) evitan que los granos abrasivos se "encapsulen" , es decir, evitan que las partículas metálicas se suelden a las partes superiores de los granos abrasivos. 3. ) Disminuyen la temperatura de interfaz entre los granos abrasivos y la pieza de trabajo. 4. ) Disminuyen la fuerza de molienda requerida.

Estas acciones generalmente pueden caer en los siguientes mecanismos diferentes: 1. ) lubricación, para reducir la fricción entre el grano abrasivo y la pieza de trabajo. 2. ) Corrosión química de la superficie metálica, para evitar la unión del metal sobre las partes superiores de los granos abrasivos, o que las partículas de virutas se suelden a la pieza de trabajo, o, modificando la integridad de la superficie metálica, para facilitar la formación de virutas. 3. ) Prevención de la ablación del aglutinante, inhibiendo el proceso de oxidación mediante radicales libres del material de aglutinante usado para mantener firmemente el grano abrasivo en el lugar. 4.) La erosión controlada del aglutinante permite que entren en juego nuevos granos y descarguen partículas abrasivas desgastadas antiguas. 5.) Disipación de calor mediante una reacción muy endotérmica, que ayuda a disipar calor desde la interfaz de molienda entre los granos abrasivos y la pieza de trabajo.

Como se describe aquí, el uso de al menos un tipo de material de cargas endotérmicas activas que proporciona una reacción endotérmica para reducir la temperatura en la interfaz de los granos abrasivos y su aglutinante orgánico circundante en "condiciones de corte en seco normales" da como resultado una retención o utilización mejorada de los granos. Un resultado de la retención mejorada de los granos es que el artículo abrasivo 100 tendrá un comportamiento de corte mejorado y una vida más larga que otros productos de discos de corte abrasivos ultrafinos formados a partir de mezclas abrasivas convencionales.

En esta modalidad, el artículo abrasivo 100 contiene al menos un tipo de grano abrasivo primario seleccionado del grupo de familias de abrasivos que consisten en alúmina de sol-gel sembrada o no sembrada y Al203-Zr02. Una lista no exhaustiva de granos abrasivos de la familia de alúmina de sol-gel sembrada o no sembrada que se puede usar en modalidades de esta invención incluye grano SG y grano NQ, comercialmente disponibles de Saint-Gobain Abrasives, Inc. de Worcester, MA; grano 3 321 Cubitron y grano 3 324 Cubitron, ambos comercialmente disponibles de 3M Corporation de St. Paul, MN; y sus combinaciones. Una lista no exhaustiva de granos abrasivos de la familia de Al203-ZrC>2 que se puede usar en modalidades de esta invención incluyen el grano de NZ Plus, comercialmente disponible de Saint-Gobain Abrasives, Inc. de Worcester, MA; el grano ZF y el grano ZS, ambos comercialmente disponibles de Saint-Gobain Abrasives, Inc. de Worcester, MA; el grano ZK40, comercialmente disponible de Treibacher Industry, Inc. de Toronto, Ontario CA; y el grano ZR25B y el grano ZR25R, ambos comercialmente disponibles de Alean, Inc. de Montreal, Quebec CA. En una modalidad, la cantidad del grano abrasivo primario comprende entre alrededor de 20 y alrededor de 100 por cien de la cantidad total de grano abrasivo en volumen.

En una modalidad, al menos un tipo de grano abrasivo secundario se puede amasar con el grano abrasivo primario para lograr los requisitos de coste o comportamiento. El grano abrasivo secundario se puede seleccionar del grupo que consiste en óxidos cerámicos (por ejemplo, AI2O3 pirolizada revestida o no revestida, A1203 monocristalina) , nitruros (por ejemplo, SÍ3N4, A1N) y carburos (por ejemplo, SiC) . En una modalidad, la cantidad del grano abrasivo secundario puede oscilar desde alrededor de 80 hasta alrededor de 0 por ciento de la cantidad total de grano abrasivo en volumen o como balance .

En una modalidad, el material de aglutinante orgánico comprende esencialmente material de aglutinante orgánico reconocido en la técnica, tal como una o más resinas orgánicas - por ejemplo resinas epoxi, de poliéster, fenólicas, y de éster de cianato, u otras resinas de termoendurecimiento o termoplásticas adecuadas. Los ejemplos específicos no limitantes de resinas que se pueden usar incluyen los siguientes: resinas vendidas por Dynea Oy, Finlandia, con él nombre comercial Prefere y disponibles con los números de catálogo/producto 8522G, 8528G, 8680G, y 8723G; resinas vendidas por Hexion Specialty Chemicals, OH, con el nombre comercial Rutaphen . RTM, y disponible con los números de catálogo/producto 9507P, 8686SP, y SP223; y resinas vendidas por Durez Corporation, TX, con los números de catálogo/producto: 29344, 29346, y 29722. En una modalidad, el material de aglutinante comprende un material de resina seco.

En diversas modalidades, los tipos y cantidades de cargas endotérmicas activas se escogen a fin de proporcionar una reacción endotérmica en "condiciones de corte en seco normales". La expresión "condiciones de corte en seco normales" se refiere generalmente a aquellas condiciones encontradas en la interfaz grano/aglutinante de un disco de corte ultrafino de pequeño diámetro durante el corte seco de materiales habituales para los que se diseña el disco para el corte/molienda. Una "cantidad efectiva" de carga endotérmica activa proporciona una reacción endotérmica en condiciones de corte en seco normales. Estas condiciones incluyen típicamente ascender muy rápidamente hasta temperaturas de degradación térmica en exceso de 450°C. La degradación térmica puede ser especialmente problemática con relación a discos de corte en seco ultrafinos, que tienden a transferir calor muy rápidamente y alcanzar temperaturas de degradación térmica muy rápidamente en la interfaz grano/aglutinante. En los discos ultrafinos de la presente solicitud, las cargas endotérmicas activas producen una reacción endotérmica en las condiciones encontradas típicamente durante el corte seco, y, por lo tanto, reducen la temperatura en la interfaz grano/aglutinante, dando como resultado una retención mejorada de los granos y una vida más prolongada. En diversas modalidades alternativas, las cargas endotérmicas activas proporcionan una reacción endotérmica cuando la temperatura en la interfaz grano/aglutinante es al menos alrededor de 450°C, o al menos alrededor de 500°C, o al menos alrededor de 527 °C, o a una temperatura que proporciona una cantidad de energía térmica mayor que la energía de activación necesaria para descomponer la carga endotérmica activa. Se observa que cuando la velocidad de calentamiento es lenta, o si la temperatura de la interfaz grano/aglutinante es demasiado baja, se producen reacciones exotérmicas; por lo tanto, el grosor de la partícula abrasiva puede jugar un papel a la hora de obtener la reacción endotérmica deseada.

En una modalidad, al menos un tipo de material de carga endotérmica activa que proporciona- una reacción endotérmica se selecciona del grupo de tipos de carga que consisten en sulfuros y en óxidos de bajo punto de fusión. Una lista no exhaustiva de cargas endotérmicas activas de los tipos de sulfuro que se pueden usar en modalidades de la presente invención incluye pirita, sulfuro de cinc, sulfuro de cobre, y sus combinaciones. Una lista no exhaustiva de cargas endotérmicas activas de los tipos de óxidos de bajo punto de fusión que se pueden usar en modalidades de la presente invención incluye óxido de bismuto, óxido de plomo, óxido de estaño y sus combinaciones. Obsérvese que, en una modalidad, es preferible que las cargas activas de los óxidos de bajo punto de fusión tengan un punto de fusión por debajo de alrededor de 1000 grados Celsius.

Los expertos en la técnica reconocerán que se pueden añadir otras cargas al material de aglutinante orgánico a fin de potenciar la capacidad del artículo abrasivo 100 para cortar, lapear, moler, o pulir. Las cargas pueden incluir cargas activas y/o inactivas. Una lista no exhaustiva de cargas activas puede incluir Cryolite, PAF, KBF4, K2SO4, NaCl/KCl, y sus combinaciones. Una lista no exhaustiva de cargas inactivas puede incluir CaO, CaC03, Ca(OH)2, CaSi03, Kyanite (una mezcla de AI2O3-SÍO2) , Sarán (policloruro de vinilo) , Nephenline (Na, K) , AlSi04, polvo de madera, harina de corteza de coco, polvo de piedra, feldespato, caolín, cuarzo, fibras de vidrio cortas, fibras de asbesto, perlas de vidrio, grano fino tratado en la superficie (carburo de silicio, corindón, etc.), piedra pómez, polvo de corcho, y sus combinaciones. En una modalidad preferida, se puede añadir un material de carga activa, tal como PAF, que es una mezcla de K3A1F6 y KAIF4 , al material de aglutinante orgánico a fin de corroer metales y reducir la fricción entre la rueda y la pieza de trabajo.

En ciertas modalidades, la formulación de la mezcla abrasiva usada para formar el artículo abrasivo 100 puede ser la siguiente. En una modalidad, los granos abrasivos presentes en esta mezcla pueden oscilar desde alrededor de 35 hasta alrededor de 55 por ciento en volumen de la mezcla total (es decir, excluyendo la porosidad) . En otra modalidad, los granos abrasivos presentes en esta mezcla pueden oscilar desde alrededor de 40 hasta alrededor de 54 por ciento en volumen de la mezcla total (es decir, excluyendo la porosidad) . En una modalidad, el material de aglutinante orgánico (por ejemplo, resina) en esta mezcla puede oscilar desde alrededor de 25 hasta alrededor de 45 por ciento en volumen de la mezcla total. En otra modalidad, el material de aglutinante orgánico (por ejemplo, resina) en esta mezcla puede oscilar desde alrededor de 30 hasta alrededor de 40 por ciento en volumen de la mezcla total. En otra modalidad, el material de carga endotérmica activa en esta mezcla puede estar en una cantidad que oscila desde alrededor de 5 hasta alrededor de 30 por ciento en volumen (cantidad en la mezcla total) . En otra modalidad, el material de carga endotérmica activa en esta mezcla puede estar en una cantidad que oscila desde alrededor de 5 hasta alrededor de 24 por ciento en volumen (cantidad en la mezcla total). En otras modalidades, el material de carga endotérmica activa en esta mezcla puede estar en una cantidad que oscila desde alrededor de 12 hasta alrededor de 50 por ciento en volumen (cantidad en el aglutinante total) . En otras modalidades, el material de carga endotérmica activa en esta mezcla puede estar en una cantidad que oscila desde alrededor de 12 hasta alrededor de 35 por ciento en volumen (cantidad en el aglutinante total) . El resto será otras cargas que incluyen cargas activas · o inactivas. En una modalidad, la relación en volumen del material de carga activa que proporciona reacción endotérmica al material de aglutinante orgánico está en el intervalo de alrededor de 0.136 a alrededor de 1 (por ejemplo, resina). En otra modalidad, la relación en volumen del material de carga activa que proporciona reacción endotérmica al material de aglutinante orgánico está en el intervalo de alrededor de 0.136 a alrededor de 0.67 (por ejemplo, resina).

Como se menciona anteriormente, en una modalidad, el artículo abrasivo 100 es un producto de disco de corte abrasivo de pequeño diámetro ultrafino. En ciertas modalidades, el artículo abrasivo 100 tiene un diámetro que oscila desde alrededor de 75 mm hasta alrededor de 250 mm, y un grosor de menos de alrededor de 2.5 mm. En otras modalidades, el grosor de la rueda está entre alrededor de 0.8 mm y alrededor de 2.2 mm. En diversas modalidades, la rueda puede tener una relación de aspecto que oscila desde alrededor de 40 hasta alrededor de 160. Estas dimensiones hacen al artículo abrasivo 100 ultrafino de pequeño diámetro muy adecuado para aplicaciones de corte en seco. Las dimensiones y composición del disco se pueden escoger de acuerdo con las presentes enseñanzas para proporcionar una mejora significativa del comportamiento.

Como se describe aquí, el artículo abrasivo formado a partir de la 'formulación descrita anteriormente no sufre de grandes cantidades de desprendimiento de granos como los artículos abrasivos convencionales. Los artículos abrasivos formados a partir de formulaciones convencionales se ven afectados de forma adversa por grandes cantidades de desprendimiento de granos debido a que la unión entre los granos abrasivos y el material de aglutinante en estas mezclas es incapaz de soportar la degradación térmica que surge de la entrada de calor asociada con la acción cortante del articulo abrasivo. De acuerdo con las diversas modalidades de la presente invención, se ha determinado que la temperatura en las interfases de los granos y su aglutinante orgánico circundante a nivel de la superficie del articulo abrasivo es la más alta, y puede oscilar desde alrededor de 600 grados Celsius hasta alrededor de 1000 grados Celsius. El material de aglutinante orgánico puede actuar como una capa de aislamiento debido a su baja conductividad térmica es decir, menor que 1.72 Kcal/ (m -hr) °C (2 W/(iti'K)), y de este modo la entrada de calor procedente de la acción cortante no penetra sustancialmente la profundidad del articulo abrasivo, donde residen otras capas de abrasivos. Por lo tanto, la temperatura en las interfases de los granos y su aglutinante orgánico circundante en estos niveles inferiores, que puede ser de 250 grados Celsius a 350 grados Celsius, es sustancialmente menor que las temperaturas en las interfases en la superficie superior. Debido a que las temperaturas en las interfases de los granos y su aglutinante orgánico circundante a nivel de la superficie es muy alta, la unión se hace más débil (una temperatura de descomposición térmica típica de un material de aglutinante orgánico tal como una resina es 500 grados Celsius) y eventualmente los granos, a este nivel, se desprenden y caen de la superficie en lugar de ser desgastados continuamente a través del proceso típico de atrición. El artículo abrasivo formado a partir de la formulación descrita anteriormente tiene menos desprendimiento de granos debido a que se ve menos afectado adversamente por la degradación térmica en las interfases de los granos y su material de aglutinante circundante debido a la reacción endotérmica que se produce para reducir la temperatura interfacial.

Comparados con la técnica anterior, los artículos abrasivos según las modalidades de la presente invención no se ven afectados adversamente por la degradación térmica en la interfaz de los granos y su material de aglutinante orgánico circundante debido al dimensionado del disco y la formulación de los tipos específicos de granos abrasivos y cargas endotérmicas activas. En particular, se ha encontrado aquí que el uso de las cargas activas en las formulaciones señaladas anteriormente actúa para proporcionar descomposición térmica de las cargas activas que da como resultado un efecto de enfriamiento que reduce la temperatura en la interfaz de los granos abrasivos y el aglutinante. Esto contrarresta la tendencia a que se produzca la degradación térmica rampante. Además del uso de estas cargas activas que proporcionan una reacción endotérmica en las formulaciones señaladas anteriormente, se ha encontrado que la selección y formulación de los granos abrasivos identificados anteriormente dan como resultado un producto abrasivo con un desprendimiento de granos significativamente menor que los artículos abrasivos convencionales.

La FIG. 2 es una imagen 200 de microfotografía de un artículo abrasivo convencional que muestra un gran número de orificios 210 de desprendimiento de granos. Obsérvese que, sólo para facilidad de ilustración, se destacan unos pocos orificios 210 de desprendimiento de granos. Una mirada más próxima a la imagen 200 muestra que este artículo abrasivo formado según la técnica anterior tiene un número muy grande de orificios 210 de desprendimiento de granos. Un artículo abrasivo con estos abundantes orificios de desprendimiento de granos no se comportará bien, y en consecuencia tendrá una duración más corta de vida.

En comparación con el artículo abrasivo convencional mostrado en la FIG. 2, la FIG. 3 muestra una imagen 300 de. microfotografía de un artículo abrasivo formado según modalidades de la presente invención. Como se muestra en la FIG. 3, el artículo abrasivo formado según las modalidades de la presente invención tiene orificios de desprendimiento de granos significativamente menores que el artículo abrasivo convencional mostrado en la FIG. 2. Aunque en la FIG. 3 no se destacan todos los orificios de desprendimiento de granos, está claro que hay un número de orificios de desprendimiento de granos significativamente menor en esta figura que en la FIG. 2.

Debido a que el articulo abrasivo en la FIG. 3 tiene un número significativamente menor de orificios de desprendimiento de granos, este articulo como se describe aquí realiza operaciones de corte mejor y dura más que los artículos abrasivos convencionales. Una medida del comportamiento de un artículo abrasivo es la relación G absoluta. La relación G absoluta, como se describe aquí, se logra montando el artículo abrasivo en una máquina portátil para una aplicación de corte en seco que puede tener una velocidad máxima de operación de alrededor de 80 m/s. Un material de pieza de trabajo con dimensiones típicas (por ejemplo 600 mm (longitud) x 100 (anchura) x 6 (grosor) mm) se puede sujetar mediante un tornillo. El número de piezas de cortes del material de la pieza de trabajo se cuenta entonces y se registra en un sistema de ordenador, junto con el diámetro del artículo abrasivo. Entonces, un operario experimentado realiza manualmente un ensayo usando la máquina de molienda para llevar a cabo operaciones de corte en el material de la pieza de trabajo. Un sistema de adquisición de datos, conectado al aparato de molienda, monitoriza la potencia y corriente del aparato de molienda, y el tiempo de corte durante el ensayo. El ensayo dura hasta que se consume completamente el artículo abrasivo. Entonces se mide el diámetro del artículo ensayado, y se registra. El peso del material de la pieza de trabajo que queda se pesa y se registra igualmente. El sistema de ordenador, que usa una aplicación de software comercialmente disponible, determina la velocidad de eliminación del material (MRR por sus siglas en inglés) y la velocidad de desgaste del disco (WWR por sus siglas en inglés) . La aplicación calcula la relación G absoluta dividiendo MRR entre WWR. Una mayor relación G absoluta indica que el comportamiento del artículo abrasivo es mejor.

La relación G relativa, que es la relación de la relación G absoluta del artículo abrasivo B dividida entre la relación G absoluta del artículo abrasivo A (referencia) , se usa aquí para comparar el comportamiento de artículos abrasivos. Por tanto, la relación G relativa del artículo abrasivo A es 1. Una mayor relación G relativa indica que se ha obtenido una mejora mucho mayor del comportamiento. Usando este enfoque, se ha determinado que el artículo abrasivo formado aquí, que usa las formulaciones señaladas anteriormente, tiene relaciones G relativas que son mayores que 1.00. Los ejemplos más abajo muestran que es posible obtener valores de la relación G relativa que oscilan desde alrededor de 1.4 hasta alrededor de 2.4.

E j emplos Lo siguiente proporciona ejemplos particulares de artículos abrasivos formados según modalidades descritas aquí.

Ejemplo 1: En este ejemplo, un articulo abrasivo se forma con la formulación señalada anteriormente. Se añaden en un recipiente de mezclamiento alrededor de 19.96 Kilogramos (44 libras) de grano de abrasivo de Al203-Zr02 amasadas con alrededor de 11.34 Kilogramos (25 libras) de granos de abrasivo de A1203 monocristalino . En los granos se introduce al menos un liquido de procesamiento. Aquí, se añaden 2.27 Kilogramos (5 libras) de resina liquida en los granos abrasivos. En un recipiente de mezclamiento separado, se prepararon alrededor de 4.9 Kilogramos (11 libras) de polvo de resina, alrededor de 2.72 Kilogramos (6 libras) de PAF y alrededor de 4.08 Kilogramos (9 libras) de pirita. La mezcla de los granos abrasivos con la resina liquida se vertió en un recipiente separado para mezclarla con la mezcla de resina en polvo, PAF, y pirita. Entonces, el articulo abrasivo se formó en el mismo método como un articulo abrasivo convencional, tal como, por ejemplo, los métodos de formación descritos en la patente U.S. número 6, 866, 691 Bl - que se incorpora como referencia en su totalidad. La dimensión del articulo abrasivo fue 125 mm de diámetro con 1 mm de grosor. Se ensayó el comportamiento del articulo abrasivo con la formulación anterior, y su relación G relativa (comparada con un articulo abrasivo convencional con las mismas dimensiones) fue 2.2. La mejora del comportamiento fue debido al hecho de que la descomposición térmica de la pirita redujo la temperatura en la interfaz de los granos abrasivos y su aglutinante orgánico circundante, dando como resultado una retención mejorada de los granos y una vida más prolongada. Aunque esta descripción no se ha de limitar por las teorías ofrecidas, se contempla que, cuando la temperatura sea mayor que 527 grados Celsius, la descomposición de la pirita será el proceso dominante debido a la elevada energía de activación.

Ejemplo 2 : En este ejemplo, se formó un artículo abrasivo con la formulación señalada anteriormente. En un recipiente de mezclamiento se añadieron alrededor de 30.84 kilogramos (68 libras) de grano de abrasivo de alúmina de sol-gel AI2O3 sembrada o no sembrada. Se introdujo en el grano al menos un líquido de procesamiento. Aquí, se añadieron al grano abrasivo alrededor de 2.26 Kilogramos (5 libras) de resina líquida. En un recipiente de mezclamiento separado se prepararon alrededor de 4.99 Kilogramos (11 libras) de resina en polvo, alrededor de 2.72 Kilogramos (6 libras) de PAF y alrededor de 4.53 Kilogramos (10 libras) de pirita. La mezcla del grano abrasivo con la resina líquida se vertió en el recipiente separado para mezclarla con la mezcla de resina en polvo, PAF, y pirita. Después, el artículo abrasivo se formó y se ensayó en los mismos métodos como un artículo abrasivo convencional que se ha mencionado anteriormente. La dimensión del articulo abrasivo en este ejemplo fue 125 mm de diámetro con 1 mm de grosor. La relación G relativa fue 1.6. La mejora resultante del comportamiento fue debido al hecho de que la descomposición térmica de la pirita reduce la temperatura en la interfaz del grano abrasivo y su aglutinante orgánico circundante, dando como resultado una retención mejorada de los granos y una vida más prolongada.

Lo siguiente proporciona un ejemplo comparativo de un articulo abrasivo no formado según modalidades descritas aqui .

Ejemplo Comparativo 1: En este ejemplo, se formó un articulo abrasivo con el grano abrasivo señalado anteriormente, pero con diferentes cargas activas. En particular, se añadieron en un recipiente de mezclamiento alrededor de 19.95 Kilogramos (44 libras) de grano abrasivo de Al203- r02 amasadas con alrededor de 11.33 Kilogramos (25 libras) de grano de abrasivo de A1203 monocristalino . Aquí, se añadieron al grano abrasivo alrededor de 2.26 Kilogramos (5 libras) de resina líquida. La única diferencia entre la formulación en este ejemplo y la formulación anterior en el Ejemplo 1 fue que sólo un tipo de carga activa, PAF, está en la formulación de aglutinante. Esto es, la pirita no estaba en esta formulación. En particular, se prepararon en un recipiente de mezclamiento separado alrededor de 4.98 Kilogramos (11 libras) de resina en polvo y alrededor de 5.89 Kilogramos (13 libras)- de PAF. La mezcla del grano abrasivo con la resina liquida se vertió en ese recipiente separado para mezclarla con la mezcla de resina en polvo y PAF. Después, el articulo abrasivo se formó y se ensayó en el mismo método como se describe en el Ejemplo 1. La dimensión del articulo abrasivo en este ejemplo fue 125 mm de diámetro con 1 mm de grosor. La relación G relativa resultante (comparada con un articulo abrasivo convencional de las mismas dimensiones) fue 1.1. La vida del articulo abrasivo o la retención de granos no mejoró en la misma escala como en el Ejemplo 1, debido a que la reacción endotérmica no se produjo durante la operación de corte.

Aunque la descripción se ha mostrado y descrito particularmente en conjunción con sus modalidades preferidas, se apreciará que a los expertos en la técnica se les ocurrirán variaciones y modificaciones. Por lo tanto, se entenderá que las reivindicaciones anexas están destinadas a cubrir tales modificaciones y cambios que caen dentro del espíritu verdadero de la descripción.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (15)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Un disco de corte ultrafino de pequeño diámetro, caracterizado porque comprende, una pluralidad de granos abrasivos, un material de aglutinante orgánico y, un material de carga activa, en el que el material de carga activa comprende una cantidad efectiva de un material de carga endotérmica activa que proporciona una reacción endotérmica en condiciones de corte en seco normales.

2. - El disco de corte de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende una pluralidad de granos abrasivos que se selecciona del grupo que consiste en grano de alúmina de sol-gel sembrada o no sembrada y grano de Al203-Zr02, y sus combinaciones.

3. - El disco de corte de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende una pluralidad de granos abrasivos que se selecciona del grupo que consiste en SG, NQ, 3M321, 3M324, NZ Plus, ZF, ZS, ZK40, ZR25B, ZR25R, y sus combinaciones.

4. - El disco de corte de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende una pluralidad de granos abrasivos que está presente en un intervalo de alrededor de 35 a alrededor de 55 por ciento en volumen/mezcla total.

5. - El disco de corte de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende una pluralidad de granos abrasivos que a su vez comprende un grano abrasivo primario y un grano abrasivo secundario, seleccionándose el grano abrasivo primario del grupo que consiste en granos de alúmina de sol-gel sembrada o no sembrada, granos de Al203-ZrC>2, y sus combinaciones, y el grano primario comprende entre alrededor de 20 y alrededor de 100 por cien de la cantidad total de grano abrasivo en volumen .

6. - El disco de corte de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un material de carga endotérmica activa se selecciona del grupo de tipos de carga que consiste en sulfuros y en óxidos de punto de fusión bajo.

7. - El disco de corte de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque comprende el material de carga endotérmica activa que se selecciona del grupo que consiste en pirita, sulfuro de cinc, sulfuro de cobre, óxido de plomo, óxido de estaño, óxido de bismuto, y sus combinaciones .

8. - El disco de corte de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un material de carga activa que comprende Cryolite, PAF, KBF4, K2SO4, y NaCl/KCl, y sus combinaciones.

9. - El disco de corte de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende una cantidad del material de carga endotérmica activa que está en un intervalo de alrededor de 12 a alrededor de 50 por ciento en volumen del aglutinante.

10. - El disco de corte de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque comprende una pluralidad de granos abrasivos que comprenden un grano abrasivo primario y un grano abrasivo secundario, seleccionándose el grano abrasivo primario del grupo que consiste en grano de alúmina de sol-gel sembrada o no sembrada, grano de Al203-Zr02, y sus combinaciones, y el grano primario comprende entre alrededor de 20 y alrededor de 100 por cien de la cantidad total de grano abrasivo en volumen.

11. - El disco de corte de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el material de aglutinante orgánico comprende un material de resina seca, y el material de aglutinante orgánico está presente en un intervalo de alrededor de 25 a alrededor de 45 por ciento en volumen/mezcla total.

12. - El disco de corte de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque comprende un disco de corte, el cual comprende un diámetro que oscila desde alrededor de 75 mm hasta alrededor de 250 mm.

13. - El disco de corte de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque comprende el disco de corte, el cual comprende una relación de aspecto que oscila desde alrededor de 40 hasta alrededor de 160.

14. - El disco de corte de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque comprende un disco de corte, el cual comprende un disco abrasivo usado para aplicaciones de corte en seco, en las que la degradación térmica es un mecanismo de desgaste del producto primario.

15. - El disco de corte de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque comprende una pluralidad de granos abrasivos que se selecciona del grupo que consiste en grano de alúmina de sol-gel sembrada o no sembrada, grano de Al203-ZrC>2, y sus combinaciones, y en el que el material de carga endotérmica activa se selecciona del grupo que consiste en sulfuros, óxidos de punto de fusión bajo, y sus combinaciones.