MX2015000143A

MX2015000143A - Artículo abrasivo para operaciones de rectificación a velocidad inferior.

Info

Publication number: MX2015000143A
Application number: MX2015000143A
Authority: MX
Inventors: Stephen E Fox; Nilanjan Sarangi; Sandhya Jayaraman Rukmani; Russell L Krause
Original assignee: Saint Gobain Abrasives Inc
Priority date: 2012-07-06
Filing date: 2013-07-03
Publication date: 2015-05-07
Also published as: IL236438B; BR112015000164B1; BR112015000164A2; JP5921772B2; AR091657A1; RU2015102911A; EP2869968B1; EP2869968A1; EP3900878A3; CN104640675A; IL236438A0; KR20150036225A; EP3900878A2; JP2015521963A; ZA201500148B; EP2869968A4; US20140007517A1; WO2014008356A1; CN104640675B; RU2603515C2

Abstract

La presente invención se refiere a un artículo abrasivo que incluye un cuerpo abrasivo unido que tiene partículas abrasivas contenidas dentro de un material de unión. El cuerpo abrasivo unido puede incluir un módulo de elasticidad interfacial de partícula abrasiva a material de unión (MOE) de al menos aproximadamente 225 GPa. El cuerpo abrasivo unido puede ser configurado para rectificar una pieza de trabajo que comprende metal a una velocidad de menos de aproximadamente 60 m/s.

Description

ARTÍCULO ABRASIVO PARA OPERACIONES DE RECTIFICACIÓN A VELOCIDAD INFERIOR CAMPO DE LA INVENCIÓN Lo siguiente se dirige a artículos abrasivos, y particularmente a artículos abrasivos unidos adecuados para conducir operaciones de rectificación a velocidad inferior.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las herramientas abrasivas son en general formadas por tener granos abrasivos contenidos dentro de un material de unión para aplicaciones de remoción de material. Los granos superabrasivos (por ejemplo, nitruro de boro cúbico o en diamante (CBN, por sus siglas en inglés)) o grano abrasivo de alúmina de sol gel sinterizado sembrado (o aún no sembrado), también referido como grano abrasivo de alfa-alúmina microcristalina (MCA, por sus siglas en inglés), puede ser empleado en tales herramientas abrasivas. El material de unión puede ser de materiales orgánicos, tales como resina, o un material inorgánico, tal como un material vitrificado o vidrio. En particular, las herramientas abrasivas unidas usando un material de unión vitrificado y que contiene granos de MCA o granos superabrasivos, son comercialmente útiles para rectificación.

Ciertas herramientas abrasivas unidas, particularmente aquellas que utilizan un material de unión REF.: 253426 vitrificado, requieren procesos de formación a alta temperatura, f ecuentemente en el orden de 1100°C o mayor, las cuales pueden tener efectos deletéreos en los granos abrasivos de MCA. En efecto, se ha reconocido que a tales temperaturas elevadas necesarias para formar la herramienta abrasiva, el material de unión puede reaccionar con los granos abrasivos, particularmente granos de MCA, y dañar la integridad de lo abrasivos, reduciendo las propiedades de desempeño y aspereza del grano. Como un resultado, la industria ha migrado hacia reducir las temperaturas de formación necesarias para formar el material de unión con el fin de frenar la degradación a alta temperatura de los granos abrasivos durante el proceso de formación. La industria continúa demandando desempeño mejorado de tales artículos abrasivos unidos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La presente descripción puede ser mejor entendida, y sus numerosas características y ventajas hacerse aparentes para aquellos expertos en la téenica por referencia a las figuras acompañantes.

La Figura 1 incluye un diagrama del porcentaje de porosidad, porcentaje abrasivo y porcentaje de unión para cuerpos abrasivos unidos de la técnica anterior y cuerpos abrasivos unidos de conformidad con las modalidades de la presente.

La Figura 2 incluye una fotografía que ilustra pruebas de dureza y módulos de granos abrasivos, uniones y sus interfaces.

La Figura 3 incluye un diagrama de módulo de elasticidad (MOE) para el abrasivo, unión e interfaces abrasivo a unión de dos artículos abrasivos convencionales unidos comparado con un articulo abrasivo unido de conformidad con una modalidad de la presente.

La Figura 4 incluye un diagrama de dureza para el abrasivo, unión e interfaces de abrasión a unión de dos artículos abrasivos convencionales unidos comparado con un artículo abrasivo unido de conformidad con una modalidad de la presente.

La Figura 5 incluye un diagrama esquemático de un artículo abrasivo ilustrando pérdida de forma a lo largo de tanto el eje-x como el eje-y.

La Figura 6 incluye un trazo de acabado de superficie Ra contra la velocidad de alimentación (Z'w) para artículos abrasivos unidos convencionales y un artículo abrasivo unido de conformidad con una modalidad.

La Figura 7 incluye un trazo de remoción de material en 5 rectificaciones contra la velocidad de alimentación (Z'w) para artículos abrasivos unidos convencionales y un artículo abrasivo unido de conformidad con una modalidad.

La Figura 8 incluye un trazo de cambio en el radio del eje-x contra la velocidad de alimentación (Z'w) demostrando un factor de retención de esquina para los artículos abrasivos unidos convencionales y un artículo abrasivo unido de conformidad con una modalidad.

La Figura 9 incluye un trazo de cambio en el radio del eje-y contra la velocidad de alimentación (Z'w) demostrando un factor de retención de esquina para los artículos abrasivos unidos convencionales y un artículo abrasivo unido de conformidad con una modalidad.

La Figura 10 incluye un diagrama de partes por arreglo para un artículo abrasivo convencional unido y un artículo abrasivo unido de conformidad con una modalidad.

La Figura 11 incluye un diagrama de tiempo del ciclo para un artículo abrasivo unido convencional y un artículo abrasivo unido de conformidad con una modalidad.

El uso de los mismos símbolos de referencia en diferentes figuras indica puntos similares o idénticos.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Lo siguiente se dirige a artículos abrasivos unidos, los cuales pueden ser adecuados para rectificación y conformación de piezas de trabajo. De manera notable, los artículos abrasivos unidos de modalidades de la presente pueden incorporar partículas abrasivas dentro de un material de unión vitreo. Las aplicaciones adecuadas para uso de los artículos abrasivos unidos de las modalidades de la presente incluyen operaciones de rectificación que incluyen por ejemplo, rectificación sin centros, rectificación cilindrica, rectificación del cigüeñal, varias operaciones de rectificación de superficie, operaciones de rectificación de cojinete y engrane, rectificación plana de profundidad de gran rendimiento, y varias aplicaciones del taller de herramientas.

De conformidad con una modalidad, el método para formar un artículo abrasivo unido de una modalidad puede ser iniciado formando una mezcla de compuestos y componentes adecuados para formar un material de unión. La unión puede ser formada de compuestos de material inorgánico, tales como compuestos de óxido. Por ejemplo, un material de óxido adecuado puede incluir óxido de silicio (SÍO2). De conformidad con una modalidad, el material de unión puede ser formado a partir de no más de aproximadamente 55 % en peso de óxido de silicio por el peso total del material de unión. En otras modalidades, el contenido de óxido de silicio puede ser menor, tal como no mayor de aproximadamente 54 % en peso, no mayor de aproximadamente 53 % en peso, no mayor de aproximadamente 52 % en peso, o aún no mayor de aproximadamente 51 % en peso. Todavía, en ciertas modalidades el material de unión puede ser formado a partir de al menos aproximadamente 45 % en peso, tal como al menos aproximadamente 46 % en peso, en el orden de al menos aproximadamente 47 % en peso, al menos aproximadamente 48 % en peso, o aün al menos aproximadamente 49 % en peso de dióxido de silicio por el peso total del material de unión. Se apreciará que la cantidad de óxido de silicio puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los porcentajes mínimos y máximos indicados anteriormente.

El material de unión puede también incorporar un cierto contenido de óxido de aluminio (AI2O3). Por ejemplo, el material de unión puede incluir al menos aproximadamente 12 % en peso de óxido de aluminio por el peso total del material de unión. En otras modalidades, la cantidad de óxido de aluminio puede ser al menos aproximadamente 14 % en peso, al menos aproximadamente 15 % en peso, o aún al menos aproximadamente 16 % en peso. En ciertos casos, el material de unión puede incluir una cantidad de óxido de aluminio que es no mayor de aproximadamente 23 % en peso, no mayor de aproximadamente 21 % en peso, no mayor de aproximadamente 20 % en peso, no mayor de aproximadamente 19 % en peso, o aún no mayor de aproximadamente 18 % en peso por el peso total de la unión. Se apreciará que la cantidad de óxido de aluminio puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los porcentajes mínimos y máximos indicados anteriormente.

En ciertos casos, el material de unión puede ser formado a partir de una relación particular entre la cantidad de óxido de silicio como se mide en porcentaje en peso contra la cantidad de óxido de aluminio como se mide en porcentaje en peso. Por ejemplo, la relación de sílice a alúmina puede ser descrita dividiendo el porcentaje en peso de óxido de silicio por el porcentaje en peso de óxido de aluminio dentro del material de unión. De conformidad con una modalidad, la relación de óxido de silicio a óxido de aluminio puede ser no mayor de aproximadamente 3.2, En otros casos, la relación de óxido de silicio a óxido de aluminio dentro del material de unión puede ser no mayor de aproximadamente 3.1, no mayor de aproximadamente 3.0, o aún no mayor de aproximadamente 2.9. Todavía, el material de unión puede ser formado, en ciertos casos, de manera que la relación de porcentaje en peso de óxido de silicio al porcentaje en peso de óxido de aluminio es al menos aproximadamente 2.2, tal como al menos aproximadamente 2.3, tal como en el orden de al menos aproximadamente 2.4, al menos aproximadamente 2.5, al menos aproximadamente 2.6, o aún al menos aproximadamente 2.7. Se apreciará que la cantidad total de óxido de aluminio y óxido de silicio puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los valores mínimos y máximos indicados anteriormente.

De conformidad con una modalidad, el material de unión puede ser formado formando un cierto contenido de óxido de boro (B2O3). Por ejemplo, el material de unión puede incorporar no más de aproximadamente 20 % en peso de óxido de boro por el peso total del material de unión. En otros casos, la cantidad de óxido de boro puede ser menor, tal como no mayor de aproximadamente 19 % en peso, no mayor de aproximadamente 18 % en peso, no mayor de aproximadamente 17 % en peso, o aún no mayor de aproximadamente 16 % en peso. Todavía, el material de unión puede ser formado a partir de al menos aproximadamente 11 % en peso, tal como al menos aproximadamente 12 % en peso, al menos aproximadamente 13 % en peso, o aún al menos aproximadamente 14 % en peso de óxido de boro por el peso total del material de unión. Se apreciará que la cantidad de óxido de boro puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los porcentajes mínimos y máximos indicados anteriormente.

De conformidad con una modalidad, el material de unión puede ser formado de manera que el contenido total {es decir, suma) del porcentaje en peso de óxido de boro y el porcentaje en peso de óxido de silicio dentro del material de unión puede ser no mayor de aproximadamente 70 % en peso por el peso total del material de unión. En otros casos, el contenido total de óxido de silicio y óxido de boro puede ser no mayor de aproximadamente 69 % en peso, tal como no mayor de aproximadamente 68 % en peso, no mayor de aproximadamente 67 % en peso, o aún no mayor de aproximadamente 66 % en peso. De conformidad con una modalidad particular, el contenido en porcentaje en peso total de óxido de silicio y óxido de boro puede ser al menos aproximadamente 55 % en peso, tal como al menos aproximadamente 58 % en peso, al menos aproximadamente 60 % en peso, al menos aproximadamente 62 % en peso, al menos aproximadamente 63 % en peso, al menos aproximadamente 64 % en peso, o aún al menos aproximadamente 65 % en peso por el peso total del material de unión. Se apreciará que el porcentaje en peso total de óxido de silicio y óxido de boro dentro del material de unión puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los porcentajes mínimos y máximos indicados anteriormente.

Sin embargo, en casos particulares, la cantidad de óxido de silicio puede ser mayor que la cantidad de óxido de boro dentro del material de unión, como se mide en porcentaje en peso. De manera notable, la cantidad de óxido de silicio puede ser al menos aproximadamente 1.5 veces mayor, al menos aproximadamente 1.7 veces mayor, al menos aproximadamente 1.8 veces mayor, al menos aproximadamente 1.9 veces mayor, al menos aproximadamente 2.0 veces mayor, o aún al menos aproximadamente 2.5 veces mayor que la cantidad de óxido de boro. Todavía, en una modalidad, el material de unión puede incluir una cantidad de óxido de silicio que es no mayor de aproximadamente 5 veces mayor, tal como no más de aproximadamente 4 veces mayor, no más de aproximadamente 3.8 veces mayor, o aún no más de aproximadamente 3.5 veces mayor.

Se apreciará que la diferencia en la cantidad de óxido de silicio comparada con la cantidad de óxido de boro puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los valores mínimos y máximos indicados anteriormente.

De conformidad con una modalidad, el material de unión puede ser formado a partir de al menos un compuesto de óxido álcali (R20), en donde R representa un metal seleccionado a partir de los elementos del Grupo IA en la Tabla Periódica de Elementos. Por ejemplo, el material de unión puede ser formado a partir de un compuesto de óxido alcalino (R20) a partir del grupo de compuestos que incluyen óxido de litio (Li20), óxido de sodio (Na20), óxido de potasio (K20), y óxido de cesio (Cs20), y una combinación de los mismos.

De conformidad con una modalidad, el material de unión puede ser formado a partir de un contenido total de compuestos de óxido álcali de no mayor de aproximadamente 20 % en peso por el peso total del material de unión. Para otros artículos abrasivos unidos de conformidad con las modalidades de la presente, el contenido total de compuestos de óxido álcali puede ser no mayor de aproximadamente 19 % en peso, no mayor de aproximadamente 18 % en peso, no mayor de aproximadamente 17 % en peso, no mayor de aproximadamente 16 % en peso, o aún no mayor de aproximadamente 15 % en peso. Todavía, en una modalidad, el contenido total de compuestos de óxido álcali dentro del material de unión puede ser al menos aproximadamente 10 % en peso, tal como al menos aproximadamente 12 % en peso, al menos aproximadamente 13 % en peso, o aún al menos aproximadamente 14 % en peso. Se apreciará que el material de unión puede incluir un contenido total de compuestos de óxido álcali dentro de un intervalo entre cualquiera de los porcentajes mínimos y máximos indicados anteriormente.

De conformidad con una modalidad particular, el material de unión puede ser formado de no más de aproximadamente 3 compuestos individuales de óxido álcali (R20) como se indica anteriormente. En efecto, ciertos materiales de unión pueden incorporar no más de aproximadamente 2 compuestos de óxido álcali dentro del material de unión.

Además, el material de unión puede ser formado de manera que el contenido individual de cualquiera de los compuestos de óxido álcali es no más de una mitad del contenido total (en porcentaje en peso) de compuestos de óxido álcali dentro del material de unión. Además, de conformidad con una modalidad particular, la cantidad de óxido de sodio puede ser mayor que el contenido (porcentaje en peso) de óxido de litio u óxido de potasio. En casos más particulares, el contenido total de óxido de sodio como se mide en porcentaje en peso puede ser mayor que la suma de los contenidos de óxido de litio y óxido de potasio como se mide en porcentaje en peso. Además, en una modalidad, la cantidad de óxido de litio puede ser mayor que el contenido de óxido de potasio.

De conformidad con una modalidad, la cantidad total de compuestos de óxido álcali como se mide en porcentaje en peso que forman el material de unión puede ser menor que la cantidad (como se mide en porcentaje en peso) de óxido de boro dentro del material de unión. En efecto, en ciertos casos el porcentaje en peso total de compuestos de óxido álcali comparados con el porcentaje en peso total de óxido de boro dentro del material de unión puede estar dentro de un intervalo entre aproximadamente 0.9 hasta 1.5, tal como dentro de un intervalo entre aproximadamente 0.9 y 1.3, o aún dentro de un intervalo entre aproximadamente 0.9 y aproximadamente 1.1.

El material de unión puede ser formado a partir de una cierta cantidad de compuestos alcalino térreos (RO), en donde R representa un elemento a partir del Grupo IIA de la Tabla Periódica de Elementos. Por ejemplo, el material de unión puede incorporar compuestos de óxido alcalino térreo tales como óxido de calcio (CaO), óxido de magnesio (MgO), óxido de bario (BaO), o aún óxido de estroncio (SrO). De conformidad con una modalidad, el material de unión puede contener no más de aproximadamente 3.0 % en peso de compuestos de óxido alcalino térreo por el peso total del material de unión. En todavía otros casos, el material de unión puede contener menos compuestos de óxido alcalino térreo, tal como en el orden de no mayor de aproximadamente 2.8 % en peso, no mayor de aproximadamente 2.2 % en peso, no mayor de aproximadamente 2.0 % en peso, o no mayor de aproximadamente 1.8 % en peso. Todavía, de conformidad con una modalidad, el material de unión puede contener un contenido de uno o más compuestos de óxido alcalino térreo de al menos aproximadamente 0.5 % en peso, tal como al menos aproximadamente 0.8 % en peso, al menos aproximadamente 1.0 % en peso, o aún al menos aproximadamente 1.4 % en peso por el peso total del material de unión. Se apreciará que la cantidad de compuestos de óxido alcalino térreo dentro del material de unión puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los porcentajes mínimos y máximos indicados anteriormente.

De conformidad con una modalidad, el material de unión puede ser formado de no más de aproximadamente 3 compuestos diferentes de óxido alcalino térreo. En efecto, el material de unión puede contener no más de 2 compuestos diferentes de óxido alcalino térreo. En un caso particular, el material de unión puede ser formado a partir de 2 compuestos de óxido alcalino térreo que consiste de óxido de calcio y óxido de magnesio.

En una modalidad, el material de unión puede incluir una cantidad de óxido de calcio que es mayor de una cantidad de óxido de magnesio. Además, la cantidad de óxido de calcio dentro del material de unión puede ser mayor del contenido de cualquiera de los otros compuestos de óxido alcalino térreo presentes dentro del material de unión.

El material de unión puede ser formado a partir de una combinación de compuestos de óxido álcali y compuestos de óxido alcalino térreo de manera que el contenido total es no mayor de aproximadamente 20 % en peso por el peso total del material de unión. En otras modalidades, el contenido total de compuestos de óxido álcali y compuestos de óxido alcalino térreo dentro del material de unión puede ser no mayor de aproximadamente 19 % en peso, tal como no mayor de aproximadamente 18 % en peso, o aún no mayor de aproximadamente 17 % en peso. Sin embargo, en ciertas modalidades, el contenido total de compuestos de óxido álcali y compuestos alcalino térreos presentes dentro del material de unión puede ser al menos aproximadamente 12 % en peso, tal como al menos aproximadamente 13 % en peso, tal como al menos aproximadamente 14 % en peso, al menos aproximadamente 15 % en peso, o aún al menos aproximadamente 16 % en peso. Se apreciará que el material de unión puede tener un contenido total de compuestos de óxido álcali y compuestos de óxido alcalino térreo dentro de un intervalo entre cualquiera de los porcentajes mínimos y máximos indicados anteriormente.

De conformidad con una modalidad, el material de unión puede ser formado de manera que el contenido de compuestos de óxido álcali presente dentro del material de unión es mayor del contenido total de compuestos de óxido alcalino térreo. En una modalidad particular, el material de unión puede ser formado de manera que la relación del contenido total (en porcentaje en peso) de compuestos de óxido álcali comparados con el porcentaje en peso total de compuestos de óxido alcalino térreo (R;>0:R0) está dentro de un intervalo entre aproximadamente 5:1 y aproximadamente 15:1. En otras modalidades, la relación de total porcentaje en peso de compuestos de óxido álcali al porcentaje total en peso de compuestos de óxido alcalino térreo presentes dentro del material de unión puede estar dentro de un intervalo entre aproximadamente 6:1 y aproximadamente 14:1, tal como dentro de un intervalo entre aproximadamente 7:1 y aproximadamente 12:1, o aún con un intervalo entre aproximadamente 8:1 y aproximadamente 10:1.

De conformidad con una modalidad, el material de unión puede ser formado de no más de aproximadamente 3 % en peso de óxido fosforoso por el peso total del material de unión. En ciertos otros casos, el material de unión puede contener no mayor de aproximadamente 2.5 % en peso, tal como no mayor de aproximadamente 2.0 % en peso, no mayor de aproximadamente 1.5 % en peso, no mayor de aproximadamente 1.0 % en peso, no mayor de aproximadamente 0.8 % en peso, no mayor de aproximadamente 0.5 % en peso, o aún no mayor de aproximadamente 0.2 % en peso de óxido fosforoso por el peso total del material de unión. En efecto, en ciertos casos, el material de unión puede ser esencialmente libre de óxido fosforoso. Contenidos adecuados de óxido fosforoso pueden facilitar ciertas características y propiedades de desempeños de rectificación como se describe en la presente.

De conformidad con una modalidad, el material de unión puede ser formado a partir de no más de una composición que comprende no más de aproximadamente 1 % en peso de ciertos compuestos de óxido, que incluyen por ejemplo, compuestos de óxido tales como Mn02, ZrSiC>2, C0AI2O4, y MgO. En efecto, en modalidades particulares, el material de unión puede estar esencialmente libre de los compuestos de óxido identificados anteriormente.

Además de los materiales de unión colocados dentro de la mezcla, los procesos para formar el artículo abrasivo unido puede incluir además la incorporación de un cierto tipo de partículas abrasivas. De conformidad con una modalidad, las partículas abrasivas pueden incluir alúmina microcristalina (MCA). En efecto, en ciertos casos, las partículas abrasivas pueden consistir esencialmente de alúmina microcristalina.

Las partículas abrasivas pueden tener un tamaño de partícula promedio que es no mayor de aproximadamente 1050 mieras. En otras modalidades, el tamaño de partícula promedio de las partículas abrasivas pueden ser menor, tal como en el orden de no más de 800 mieras, no mayor de aproximadamente 600 mieras, no mayor de aproximadamente 400 mieras, no mayor de aproximadamente 250 mieras, no mayor de aproximadamente 225 mieras, no mayor de aproximadamente 200 mieras, no mayor de aproximadamente 175 mieras, no mayor de aproximadamente 150 mieras, o aún no mayor de aproximadamente 100 mieras. Todavía, el tamaño de partícula promedio de las partículas abrasivas pueden ser al menos aproximadamente 1 miera, tal como al menos aproximadamente 5 mieras, al menos aproximadamente 10 mieras, al menos aproximadamente 20 mieras, al menos aproximadamente 30 mieras, o aún al menos aproximadamente 50 mieras, al menos aproximadamente 60 mieras, al menos aproximadamente 70 mieras, o aún al menos aproximadamente 80 mieras. Se apreciará que el tamaño de partícula promedio de las partículas abrasivas pueden estar en un intervalo entre cualquiera de los valores mínimos y máximos indicados anteriormente.

Con referencia adicional a las partículas abrasivas que utilizan alúmina microcristalina, se apreciará que la alúmina microcristalina puede ser formada de granos que tienen un tamaño de grano promedio que es de tamaño de sub- mieras. En efecto, el tamaño de grano promedio de una alúmina microcristalina puede ser no mayor de aproximadamente 1 miera, tal como no mayor de aproximadamente 0.5 mieras, no mayor de aproximadamente 0.2 mieras, no mayor de aproximadamente 0.1 mieras, no mayor de aproximadamente 0.08 mieras, no mayor de aproximadamente 0.05 mieras, o aún no mayor de aproximadamente 0.02 mieras.

Adicionalmente, la formación de la mezcla, la cual incluye partículas abrasivas y material de unión puede incluir además la adición de otros componentes, tal como rellenadores, formadores de poro, y materiales adecuados para formar el artículo abrasivo unido finalmente formado. Algunos ejemplos adecuados de materiales que forman poro pueden incluir pero no se limitan a alúmina de burbuja, mullita de burbuja, esferas huecas que incluyen esferas de vidrio huecas, esferas de cerámica huecas, o esferas de polímero huecas, materiales poliéricos o plásticos, compuestos orgánicos, materiales fibrosos que incluyen hilos y/o fibras de vidrio, cerámica, o polímeros. Otros materiales que forman poro adecuados pueden incluir naftaleno, PDB, lacas, madera y similares. En toda vía otra modalidad, el rellenador puede incluir uno o más materiales inorgánicos, que incluyen por ejemplo óxidos, y particularmente pueden incluir fases cristalinas o amorfas de circonia, sílice, titania, y una combinación de las mismas.

Después que la mezcla es adecuadamente formada, la mezcla puede ser configurada. Los procesos de configuración adecuados pueden incluir operaciones de prensado y/o operaciones de moldeado y una combinación de los mismos. Por ejemplo, en una modalidad, la mezcla puede ser configurada por compresión en frío de la mezcla dentro de un molde para formar un cuerpo verde.

Después de formar adecuadamente el cuerpo verde, el cuerpo verde puede ser sinterizado a una temperatura particular para facilitar la formación de un artículo abrasivo que tiene un material de unión de fase vitrea. De manera notable, la operación de sinterización puede ser conducida a una temperatura de sinterización que es menor de aproximadamente 1000° C. En modalidades particulares, la temperatura de sinterización puede ser menor de aproximadamente 980° C, tal como menor de aproximadamente 950° C, y particularmente dentro de un intervalo entre aproximadamente 800° C y 950° C. Se apreciará que particularmente temperaturas de sinterización baja pueden ser utilizadas con los componentes de unión indicados anteriormente de manera que temperaturas excesivamente altas son evitadas y de este modo limitando la degradación de las partículas abrasivas durante el proceso de formación.

De conformidad con una modalidad particular, el cuerpo abrasivo unido comprende un material de unión que tiene un material de fase vitrea. En casos particulares, el material de unión puede ser un material vitreo de fase única.

El cuerpo abrasivo unido finalmente formado puede tener un contenido particular de material de unión, partículas abrasivas, y porosidad. De manera notable, el cuerpo del artículo abrasivo unido puede tener una porosidad de al menos aproximadamente 42 % en volumen para el volumen total del cuerpo abrasivo unido. En otras modalidades, la cantidad de porosidad puede ser mayor tal como al menos aproximadamente 4 3 % en volumen, tal como al menos aproximadamente 44 % en volumen, al menos aproximadamente 45 % en volumen, al menos aproximadamente 46 % en volumen, al menos aproximadamente 48 % en volumen, o aún al menos aproximadamente 50 % en volumen para el volumen total del cuerpo abrasivo unido. De conformidad con una modalidad el cuerpo abrasivo unido puede tener una porosidad que es no mayor de aproximadamente 70 % en volumen, tal como no mayor de aproximadamente 65 % en volumen, no mayor de aproximadamente 62 % en volumen, no mayor de aproximadamente 60 % en volumen, no mayor de aproximadamente 56 % en volumen, no mayor de aproximadamente 52 % en volumen, o aún no mayor de aproximadamente 50 % en volumen. El cuerpo abrasivo unido puede incluir una porosidad de aproximadamente 46% hasta aproximadamente 50% de un volumen total del cuerpo abrasivo unido, tal como una porosidad de aproximadamente 46% hasta aproximadamente 48% de un volumen total del cuerpo abrasivo unido. Se apreciará que el cuerpo abrasivo unido puede tener una porosidad dentro de un intervalo entre cualquiera de los porcentajes mínimos y máximos indicados anteriormente.

De conformidad con una modalidad, el cuerpo abrasivo unido puede tener al menos aproximadamente 35 % en volumen de partículas abrasivas para el volumen total del cuerpo abrasivo unido. En otras modalidades, el contenido total de partículas abrasivas pueden ser mayor, tal como al menos aproximadamente 37 % en volumen, o aún al menos aproximadamente 39 % en volumen. De conformidad con una modalidad particular, el cuerpo abrasivo unido puede ser formado de manera que tiene no más de aproximadamente 50 % en volumen de partículas abrasivas, tal como no más de aproximadamente 48 % en volumen, o aún no más de aproximadamente 46 % en volumen para el volumen total del cuerpo abrasivo unido. Se apreciará que el contenido de partículas abrasivas dentro del cuerpo abrasivo unido puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los porcentajes mínimos y máximos indicados anteriormente.

En casos particulares, el cuerpo abrasivo unido es formado de manera que contiene un contenido menor (% de vol) de material de unión comparado al contenido de porosidad y partículas abrasivas. Por ejemplo, el cuerpo abrasivo unido puede tener no más de aproximadamente 15 % en volumen del material de unión para el volumen total del cuerpo abrasivo unido. En otros casos, el cuerpo abrasivo unido puede ser formado de manera que contiene no mayor de aproximadamente 14 % en volumen, no mayor de aproximadamente 13 % en volumen, o aún no mayor de aproximadamente 12 % en volumen para el volumen total del cuerpo abrasivo unido. En un caso particular, el cuerpo abrasivo unido puede ser formado de manera que contiene al menos aproximadamente 7 % en volumen, tal como al menos aproximadamente 8 % en volumen, en el orden de al menos aproximadamente 9 % en volumen, o aún al menos aproximadamente 10 % en volumen del material de unión para el volumen total del cuerpo abrasivo unido.

La Figura 1 incluye un diagrama de fases presente dentro de un artículo abrasivo particular unido de conformidad con una modalidad. La Figura 1 incluye % en volumen de unión, % en volumen de partículas abrasivas, y % en volumen de porosidad. La región sombreada 101 representa un artículo abrasivo convencional unido adecuado para aplicaciones de rectificación, mientras la región sombreada 103 representa los contenidos de fase de un artículo abrasivo unido de conformidad con una modalidad de la presente.

De manera notable, el contenido de fase de los artículos abrasivos unidos convencionales (es decir, región sombreada 101) es significantemente diferente a partir del contenido de fase de un artículo abrasivo unido de una modalidad. De manera notable, artículos abrasivos unidos convencionales típicamente tienen una porosidad máxima dentro de un intervalo entre aproximadamente 40 % en volumen y 51 % en volumen, un contenido de partícula abrasiva de aproximadamente 42 % en volumen hasta 50 % en volumen, y un contenido de unión de aproximadamente 9 hasta 20 % en volumen. Artículos abrasivos unidos convencionales típicamente tienen un contenido de porosidad máxima de 50 % en volumen o menos debido a las aplicaciones de rectificación que requieren un cuerpo abrasivo unido que tiene suficiente resistencia para hacer frente con las fuerzas excesivas encontradas durante la rectificación, y cuerpos abrasivos unidos altamente porosos que no han sido previamente capaz de soportar tales fuerzas.

De conformidad con una modalidad, un artículo abrasivo unido puede tener una porosidad considerablemente mayor que los artículos abrasivos unidos convencionales. Por ejemplo, un artículo abrasivo unido de una modalidad puede tener un contenido de porosidad dentro de un intervalo entre aproximadamente 51 % en volumen y aproximadamente 58 % en volumen para el volumen total del cuerpo abrasivo unido. Además, como se ilustra en la Figura 1, un artículo abrasivo unido de una modalidad puede tener un contenido de partícula abrasiva dentro de un intervalo entre aproximadamente 40 % en volumen y aproximadamente 42 % en volumen, y un contenido de unión particularmente bajo dentro de un intervalo entre aproximadamente 2 % en volumen y aproximadamente 9 % en volumen para el volumen total del artículo abrasivo unido.

De manera notable, los artículos abrasivos unidos de las modalidades de la presente pueden tener características particulares distintas de los cuerpos abrasivos unidos convencionales. En particular, los artículos abrasivos unidos en la presente pueden tener un contenido particular de porosidad, partículas abrasivas, y uniones, mientras demuestran características mecánicas particulares que las hacen adecuadas para aplicaciones particulares, tales como aplicaciones de rectificación. Por ejemplo, en una modalidad, el cuerpo abrasivo unido puede tener un módulo de ruptura particular (MOR, por sus siglas en inglés), el cual corresponde a un módulo de elasticidad particular (MOE, por sus siglas en inglés). Por ejemplo, el cuerpo abrasivo unido puede tener un MOR de al menos 45 MPa para un MOE de al menos aproximadamente 40 GPa. En una modalidad, el MOR puede ser al menos aproximadamente 46 MPa, tal como al menos aproximadamente 47 MPa, al menos aproximadamente 48 MPa, al menos aproximadamente 49 MPa, o aún al menos aproximadamente 50 MPa para un MOE de 40 GPa. Todavía, el cuerpo abrasivo unido puede tener un MOR que es no mayor de aproximadamente 70 MPa, tal como no mayor de aproximadamente 65 MPa, o no mayor de aproximadamente 60 MPa para un MOE de 40 GPa. Se apreciará que el MOR puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los valores mínimos y máximos dados anteriormente.

En otra modalidad, para ciertos cuerpos abrasivos unidos que tienen un MOE de 45 GPa, el MOR puede ser al menos aproximadamente 45 MPa. En efecto, para ciertos cuerpos abrasivos unidos que tienen un MOE de 45 GPa, el MOR puede ser al menos aproximadamente 46 MPa, tal como al menos aproximadamente 47 MPa, al menos aproximadamente 48 MPa, al menos aproximadamente 49 MPa, o aún al menos aproximadamente 50 MPa. Todavía, el MOR puede ser no mayor de aproximadamente 70 MPa, no mayor de aproximadamente 65 MPa, o no mayor de aproximadamente 60 MPa para un MOE de 45 GPa. Se apreciará que el MOR puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los valores mínimos y máximos dados anteriormente.

El MOR puede ser medido usando una prueba de doblado de 3 puntos estándar en una muestra de tamaño 10.16 cms x 2.54 cms x 1.27 cms (4"xl"x0.5"), donde la carga se aplica a través del plano de 2.54 cm x 1.27 cm (l"x0.5"), en general de conformidad con el ASTM D790, con la excepción del tamaño de muestra. La falla de carga puede ser registrada y calculada nuevamente a MOR usando ecuaciones estándares. El MOE puede ser calculado a través de la medición de la frecuencia natural de los compuestos usando un instrumento GrindoSonic o equipo similar, como por las prácticas estándares en la industria de rectificación abrasiva de ruedas.

En una modalidad, el cuerpo abrasivo unido puede tener una relación de resistencia, la cual es una medida del MOR dividido por el MOE. En casos particulares, la relación de resistencia (MOR/MOE) de un cuerpo abrasivo unido particular puede ser al menos aproximadamente 0.8. En otros casos, la relación de resistencia puede ser al menos aproximadamente 0.9, tal como al menos aproximadamente 1.0, al menos aproximadamente 1.05, al menos aproximadamente 1.10. Todavía, la relación de resistencia puede ser no mayor de aproximadamente 3.00, tal como no mayor de aproximadamente 2,50, no mayor de aproximadamente 2.00, no mayor de aproximadamente 1.70, no mayor de aproximadamente 1.50, no mayor de aproximadamente 1.40, o no mayor de aproximadamente 1.30. Se apreciará que la relación de resistencia de los artículos abrasivos unidos puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los valores mínimos y máximos indicados anteriormente.

De conformidad con una modalidad, el cuerpo abrasivo unido puede ser adecuado para uso en operaciones de rectificación particulares. Por ejemplo, se ha descubierto que los artículos abrasivos unidos de modalidades de la presente son adecuados en operaciones de rectificación. En efecto, los artículos abrasivos unidos pueden ser utilizados sin dañar la pieza de trabajo y proporcionar desempeño de rectificación mejorado o adecuado.

Con referencia en la presente a las capacidades de rectificación del cuerpo abrasivo unido puede relacionarse con operaciones de rectificación tales como rectificación sin centros, rectificación cilindrica, rectificación del cigüeñal, varias operaciones de rectificación de superficie, operaciones de rectificación de cojinete y engranes, rectificación plana de profundidad de gran rendimiento, y varios procesos de rectificación del taller de herramientas. Sin embargo, piezas de trabajo para las operaciones de rectificación pueden incluir materiales orgánicos o inorgánicos. En casos particulares, la pieza de trabajo puede incluir un metal, aleación de metal, plástico, o material natural. En una modalidad, la pieza de trabajo puede incluir un metal ferroso, metal no ferroso, aleación de metal, superaleación de metal, y una combinación de los mismos. En otra modalidad, la pieza de trabajo puede incluir un material orgánico, que incluye por ejemplo, un material polimérico. En todavía otros casos, la pieza de trabajo puede ser un material natural, que incluye por ejemplo, madera.

Algunas versiones de tamaños de ruedas de estos artículos abrasivos pueden variar desde más de aproximadamente 11.43 cms (4.5 pulgadas) hasta aproximadamente 137.16 cms (54 pulgadas) en diámetro. Cantidades de remoción de solución base típicas pueden variar desde aproximadamente 0.000254 cms (0.0001 pulgadas) hasta aproximadamente 1.27 cms (0.500 pulgadas), dependiendo de la aplicación.

En casos particulares, se ha notado que el cuerpo abrasivo unido es capaz de rectificar piezas de trabajo a velocidades de remoción particularmente altas. Por ejemplo, en una modalidad, el cuerpo abrasivo unido puede conducir una operación de rectificación a una velocidad de remoción de material de al menos aproximadamente 0.4 pulgada3/min/pulgada (258 ram3/min/mm). En otras modalidades, la velocidad de· remoción del material puede ser al menos aproximadamente 0.45 pulgada3/min/pulgada (290 mm3/min/mm), tal como al menos aproximadamente 0.5 pulgada3/min/pulgada (322 mm3/min/mm), al menos aproximadamente 0.55 pulgada3/min/pulgada (354 mm3/min/mm), o aún al menos aproximadamente 0.6 pulgada3/min/pulgada (387 mm3/min/mm). Todavía, la velocidad de remoción del material para ciertos cuerpos abrasivos unidos puede ser no mayor de aproximadamente 1.5 pulgada3/min/pulgada (967 mm3/min/mm), tal como no mayor de aproximadamente 1.2 pulgada3/min/pulgada (774 mm3/min/mm), no mayor de aproximadamente 1.0 pulgada3/min/pulgada (645 mm3/min/mm), o aún no mayor de aproximadamente 0.9 pulgada3/min/pulgada (580 mm3/min/mm). Se apreciará que los artículos abrasivos unidos de la presente solicitud pueden rectificar una pieza de trabajo a la velocidad de remoción de los materiales dentro de un intervalo entre cualquiera de los valores mínimos y máximos indicados anteriormente.

Durante ciertas operaciones de rectificación, se ha notado que los artículos abrasivos unidos de la presente solicitud pueden rectificar a una profundidad de corte particular (DOC) o (Zw). Por ejemplo, la profundidad de corte lograda por el cuerpo abrasivo unido puede ser al menos aproximadamente 0.003 pulgadas (0.0762 milímetros). En otros casos, el cuerpo abrasivo unido es capaz de lograr una profundidad de corte durante las operaciones de rectificación de al menos aproximadamente 0.004 pulgadas (0.102 milímetros), tal como al menos aproximadamente 0.0045 pulgadas (0.114 milímetros), al menos aproximadamente 0.005 pulgadas (0.127 milímetros), o aún al menos aproximadamente 0.006 pulgadas (0.152 milímetros). Se apreciará que la profundidad de corte para operaciones de rectificación utilizando los artículos abrasivos unidos de la presente puede no ser mayor de aproximadamente 0.01 pulgadas (0.254 milímetros), o no mayor de aproximadamente 0.009 pulgadas (0.229 milímetros). Se apreciará que la profundidad de corte puede estar dentro de un intervalo entre cualquiera de los valores mínimos y máximos indicados anteriormente.

En otras modalidades, se ha notado que el cuerpo abrasivo unido puede rectificar una pieza de trabajo a una potencia máxima que no excede aproximadamente 10 Hp (7.5 kW), mientras los parámetros de rectificación indicados anteriormente son utilizados. En otras modalidades, la potencia máxima durante operaciones de rectificación puede ser no mayor de aproximadamente 9 Hp (6.8 kW), tal como no mayor de aproximadamente 8 Hp (6.0 kW), o aún no mayor de aproximadamente 7.5 Hp (5.6 kW).

De conformidad con otra modalidad, durante operaciones de rectificación, se ha notado que los artículos abrasivos unidos de las modalidades de la presente tienen capacidad de retención de esquina superior, particularmente comparada con artículos abrasivos unidos convencionales. En efecto, el cuerpo abrasivo unido puede tener un factor de retención de esquina de no mayor de aproximadamente 0.1778 cms (0.07 pulgadas) a una profundidad de corte (Zw) de al menos aproximadamente 1.8, lo cual corresponde a 0.00006477 metros/segundo (0.00255 pulgadas/seg,rad). De manera notable, como se usa en la presente, una profundidad de corte de 1.0 corresponde a 0.000036068 metros/segundo (0.00142 pulgadas/seg,rad), y una profundidad de corte (Zw) de 1.4 corresponde a 0.000050292 metros/segundo (0.00198 pulgadas/seg,rad). Se apreciará que el factor de retención de esquina es una medida de un cambio en radio en pulgadas después de conducir 5 rectificaciones en una pieza de trabajo de 4330V, el cual es una aleación de acero de alta resistencia templado y endurecido NiCrMoV a una profundidad de corte particular. En ciertas otras modalidades, el artículo abrasivo unido demuestra un factor de retención de esquina que es no mayor de aproximadamente 0.1524 cms (0.06 pulgadas), tal como no mayor de aproximadamente 0.127 cms (0.05 pulgadas), no mayor de aproximadamente 0.1016 cms (0.04 pulgadas), por una profundidad de corte de al menos aproximadamente 1.80.

En una modalidad, un artículo abrasivo puede incluir un cuerpo abrasivo unido que tiene partículas abrasivas contenidas dentro de un material de unión. El cuerpo abrasivo unido puede incluir un módulo de elasticidad interfacial de partícula abrasiva a material de unión (MOE) de al menos aproximadamente 225 GPa. El cuerpo abrasivo unido puede ser configurado para rectificar una pieza de trabajo que comprende metal a una velocidad de menos de aproximadamente 60 m/s.

Por ejemplo, el MOE interfacial de partícula abrasiva a material de unión puede ser al menos aproximadamente 250 GPa, tal como al menos aproximadamente 275 GPa, o aún al menos aproximadamente 300 GPa. Alternativamente, el MOE interfacial de partícula abrasiva a material de unión puede ser no mayor de aproximadamente 350 GPa, tal como no mayor de aproximadamente 325 GPa, o aún no mayor de aproximadamente 320 GPa.

En otra modalidad, un artículo abrasivo puede incluir un cuerpo abrasivo unido que tiene partículas abrasivas contenidas dentro de un material de unión. El cuerpo abrasivo unido puede incluir una dureza interfacial de partícula abrasiva a material de unión de al menos aproximadamente 13 GPa. El cuerpo abrasivo unido puede ser configurado para rectificar una pieza de trabajo que comprende metal a una velocidad de menos de aproximadamente 60 m/s. En otros ejemplos, la dureza interfacial de partícula abrasiva a material de unión puede ser al menos aproximadamente 14 GPa, o aún al menos aproximadamente 15 GPa. Alternativamente, la dureza interfacial de partícula abrasiva a material de unión puede ser no mayor de aproximadamente 20 GPa, tal como no mayor de aproximadamente 18 GPa, o aún no mayor de aproximadamente 16 GPa.

En todavía otro ejemplo, el cuerpo abrasivo unido puede incluir un acabado de superficie de no mayor de aproximadamente 125 micro-pulgadas.

El cuerpo abrasivo unido puede desempeñarse a una velocidad de alimentación (Z'w) de al menos aproximadamente 2.5400 cm/min (1.0 pulgadas/min). Por ejemplo, Z'w puede ser no mayor de aproximadamente 3.5560 cm/min (1.4 pulgadas/min), tal como no mayor de aproximadamente 4.5720 cm/min (1.8 pulgadas/min), no mayor de aproximadamente 5.0800 cm/min (2.0 pulgadas/min), o aún 5.5880 cm/ in (2.2 pulgadas/min).

En una versión, el cuerpo abrasivo unido puede incluir una velocidad de remoción de material de al menos aproximadamente 0.000003851 m3/nunuto (0.235 pulgadas3/min).

Las modalidades de un artículo abrasivo pueden incluir un cuerpo abrasivo unido que tiene partículas abrasivas contenidas dentro de un material de unión. El cuerpo abrasivo unido puede incluir un factor de rectificación definido como un cambio de radio del eje-x sobre un cambio en la velocidad de alimentación. El factor de rectificación puede ser no mayor de aproximadamente 0.040. El cuerpo abrasivo unido puede ser configurado para rectificar una pieza de trabajo que comprende metal a una velocidad de menos de aproximadamente 60 m/s. El factor de rectificación puede ser no mayor de aproximadamente 0.035, tal como un factor de rectificación no mayor de aproximadamente 0.030, o aún un factor de rectificación no mayor de aproximadamente 0.028.

En una modalidad particular, el cuerpo abrasivo unido puede incluir un factor de retención de esquina de eje-x de no mayor de aproximadamente 0.2032 cms (0.080 pulgadas). Por ejemplo, el factor de retención de esquina de eje-x puede ser no mayor de aproximadamente 0.1778 cms (0.070 pulgadas), tal como no mayor de aproximadamente 0.1524 cms (0.060 pulgadas), no mayor de aproximadamente 0.127 cms (0.050 pulgadas), o aún no mayor de aproximadamente 0.10668 cms (0.042 pulgadas).

El factor de retención de esquina puede ser expresado como un cambio de porcentaje en el radio de una rueda. Por ejemplo, para una rueda que tiene un diámetro de 17.78 cms (7 pulgadas) (es decir, un radio de 7.62 cms (3 pulgadas)), un factor de retención de esquina de eje-x de 0.2032 cms (0.080 pulgadas) representa un cambio de: 1- (3.5 - 0.08)/3.5 = 2.3% de cambio en el radio del eje-x de la rueda. Para el factor de retención de esquina de los ejes-x de 0.07, 0.06, 0.05 y 0.042, el cambio en el radio del eje-x de la rueda es 2%, 1.7%, 1.4% y 1.2%, respectivamente. Por consiguiente, el cuerpo abrasivo unido puede tener un cambio en el radio del eje-x de no mayor de 3%. Por ejemplo, el cuerpo abrasivo unido puede tener un cambio en el radio del eje-x de no mayor de 2.5%, tal como no mayor de aproximadamente 2%, no mayor de aproximadamente 1.7%, no mayor de aproximadamente 1.5%, o aún no mayor de aproximadamente 1.3%.

Otras modalidades del cuerpo abrasivo unido pueden incluir un factor de rectificación definido como un cambio de radio del eje-y sobre un cambio en la velocidad de alimentación. El factor de rectificación puede ser no mayor de aproximadamente 0.018. Otros ejemplos del factor de rectificación pueden ser no mayores de aproximadamente 0.016, tal como un factor de rectificación no mayor de aproximadamente 0.014, un factor de rectificación no mayor de aproximadamente 0.012, o aún un factor de rectificación no mayor de aproximadamente 0.010.

En una modalidad particular, el cuerpo abrasivo unido puede incluir un factor de retención de esquina del eje-y de no mayor de aproximadamente 0.033 pulgadas, tal como no mayor de aproximadamente 0.030 pulgadas, no mayor de aproximadamente 0.025 pulgadas, o aún no mayor de aproximadamente 0.024 pulgadas.

El factor de retención de esquina puede ser expresado como un cambio de porcentaje en el radio de una rueda. Por ejemplo, para una rueda que tiene un diámetro de 17.78 cms (7 pulgadas) (es decir, un radio de 8.89 cms (3.5 pulgadas)), un factor de retención de esquina del eje-y de 0.08382 cms (0.033 pulgadas) representa un cambio de: 1- (3.5 - 0.033)/3.5 = 0.94% de cambio en el radio del eje-y de la rueda. Para los factores de retención de esquina del eje-y de 0.03, 0.025 0.024, el cambio en el radio del eje-x de la rueda es 0.86%, 0.71% y 0.69%, respectivamente.

Por consiguiente, el cuerpo abrasivo unido puede tener un cambio en el radio del eje-y de no mayor de aproximadamente 1%. Por ejemplo, el cuerpo abrasivo unido puede tener un cambio en el radio del eje-x de no mayor de aproximadamente 0.9%, tal como no mayor de aproximadamente 0.8%, o aún no mayor de aproximadamente 0.7%.

Otras versiones del artículo abrasivo pueden incluir el cuerpo que requiere al menos aproximadamente 3% de pocos arreglos que una rueda de rectificación de abrasivo OD convencional, tal como al menos aproximadamente 4%, al menos aproximadamente 5%, o aún al menos aproximadamente 6% de pocos arreglos que una rueda de rectificación de abrasivo OD convencional.

En otro ejemplo, el cuerpo puede requerir al menos aproximadamente 5% de tiempo de ciclo menos que una rueda de rectificación abrasiva OD convencional. Por ejemplo, el cuerpo puede requerir al menos aproximadamente 10% de tiempo de ciclo menos, tal como al menos aproximadamente 15%, o aún al menos aproximadamente 18% de tiempo de ciclo menos que una rueda de rectificación abrasiva OD convencional.

Las modalidades del artículo abrasivo pueden tener un cuerpo abrasivo unido que puede ser configurado para rectificar una pieza de trabajo que comprende metal a una velocidad de menos de aproximadamente 55 m/s. Por ejemplo, la velocidad puede ser menos de aproximadamente 50 m/s, tal como menos de aproximadamente 45 m/s, o aún menos de aproximadamente 40 m/s. En todavía otras versiones, la velocidad puede ser al menos aproximadamente 35 m/s, tal como al menos aproximadamente 40 m/s, al menos aproximadamente 45 m/s, o aún al menos aproximadamente 50 m/s.

El artículo abrasivo puede tener un cuerpo que incluye una rueda que tiene un diámetro exterior en un intervalo de aproximadamente 60.96 cms (24 pulgadas) hasta aproximadamente 76.2 cms (30 pulgadas), tal como aproximadamente 18 pulgadas hasta aproximadamente 76.2 cms (30 pulgadas), aproximadamente 25.4 cms (10 pulgadas) hasta aproximadamente 91.44 cms (36 pulgadas), o aún aproximadamente 5 pulgadas hasta aproximadamente 137.16 cms (54 pulgadas).

Otras modalidades del artículo abrasivo pueden incluir un material de unión que incluye un material vitreo de fase única. Algunas versiones del cuerpo abrasivo unido pueden incluir una porosidad de al menos aproximadamente 42 % en volumen del volumen total del cuerpo abrasivo unido, tal como una porosidad de no mayor de aproximadamente 70 % en volumen.

El cuerpo abrasivo unido puede incluir al menos aproximadamente 35 % en volumen de partículas abrasivas del volumen total del cuerpo abrasivo unido. En otro ejemplo, el cuerpo abrasivo unido puede incluir no mayor de aproximadamente 15 % en volumen del material de unión del volumen total del cuerpo abrasivo unido.

Ejemplos del material de unión pueden ser formados a partir de no más de aproximadamente 20 % en peso de óxido de boro (B2O3) por el peso total del material de unión. En otra versión, el material de unión puede incluir una relación de porcentaje en peso de óxido de silicio (S1O2) a porcentaje en peso de óxido de aluminio (AI2O3) (Si02:Al203) de no mayor de aproximadamente 3.2. El material de unión puede ser formado a partir de no mayor de aproximadamente 3.0 % en peso de óxido fosforoso (P2O5). Alternativamente, el material de unión puede estar esencialmente libre de óxido fosforoso (P2O5).

Otras modalidades del material de unión pueden ser formadas a partir de un compuesto de óxido alcalino térreo (RO). Por ejemplo, una cantidad total de compuesto de óxido alcalino térreo (RO) presente en el material de unión puede ser no mayor de aproximadamente 3.0 % en peso. El material de unión puede ser formado a partir de no mayor de aproximadamente 3 compuestos diferentes de óxido alcalino térreo (RO) seleccionados a partir del grupo de óxido de calcio (CaO), óxido de magnesio (MgO), óxido de bario (BaO), óxido de estroncio (SrO). El material de unión también puede incluir un compuesto de óxido álcali (R20) seleccionado a partir del grupo de compuestos que consisten de óxido de litio (Li20), óxido de sodio (Na20), óxido de potasio (K2O), y óxido de cesio (Cs20) y una combinación de los mismos. El material de unión puede ser formado a partir de una cantidad total de compuesto de óxido álcali (R2O) no mayor de aproximadamente 20 % en peso. Alternativamente, el material de unión puede incluir no mayor de aproximadamente 3 compuestos de óxido álcali (R2O). En otro ejemplo, un contenido (% en peso) de cualquier compuesto de óxido álcali presente dentro del material de unión puede ser no más de la mitad de un contenido total (% en peso) de óxidos álcalis.

En todavía otras modalidades, el material de unión es formado a partir de no mayor de aproximadamente 55 % en peso de dióxido de silicio (Si02). El material de unión puede ser formado a partir de al menos aproximadamente 12 % en peso de óxido de aluminio (AI2O3). El material de unión también puede ser formado a partir de al menos un compuesto de óxido álcali (R2O) y al menos un compuesto de óxido alcalino térreo (RO), en donde el contenido total del compuesto de óxido álcali y el compuesto de óxido alcalino térreo es no mayor de aproximadamente 20 % en peso.

Algunos ejemplos de la unión pueden ser formados a partir de óxido de boro (B2O3) y óxido de silicio (Si02), en donde el contenido total de óxido de boro y óxido de silicio puede ser no mayor de aproximadamente 70 % en peso. El contenido de óxido de silicio (SÍO2) puede ser mayor del contenido de óxido de boro.

En una versión particular, la unión puede ser formada a partir de una composición que comprende no mayor de aproximadamente 1 % en peso de compuestos de óxido seleccionados a partir del grupo que consiste de Mn02, ZrSi02, C0AI2O4, y MgO. La unión puede ser formada a partir de una composición esencialmente libre de compuestos de óxido seleccionados a partir del grupo que consiste de Mn02, ZrSi02, C0AI2O4, y MgO. Además, el cuerpo abrasivo unido puede ser sínterizado a una temperatura de no mayor de aproximadamente 1000°C.

Las modalidades del material de unión pueden incluir una relación de porcentaje en peso de óxido de silicio (S1O2) a porcentaje en peso de óxido de aluminio (AI2O3) (SÍO2:AI2O3) de aproximadamente 2.4 hasta aproximadamente 3.5. El material de unión puede incluir una cantidad indicadora (<1%) de cada uno de Fe203, Ti02 y Mg, y combinaciones de los mismos. El material de unión puede incluir una relación de porcentaje en peso de óxido de silicio (S1O2) a porcentaje en peso de CaO (Si02:Ca0) de aproximadamente 32 hasta aproximadamente 52. El material de unión también puede incluir una relación de porcentaje en peso de óxido de silicio (Si02) a porcentaje en peso de Li20 (Si02: Li20) de aproximadamente 9.6 hasta aproximadamente 26. En otro ejemplo, el material de unión puede incluir una relación de porcentaje en peso de óxido de silicio (Si02) a porcentaje en peso de Na20(Si02:Na20) de aproximadamente 4.8 hasta aproximadamente 10.4. El material de unión puede incluir una relación de porcentaje en peso de óxido de silicio (Si02) a porcentaje en peso de K20(Si02:K20) de aproximadamente 9.6 hasta aproximadamente 26. El material de unión también puede incluir una relación de porcentaje en peso de óxido de silicio (SÍO2) a porcentaje en peso de B2O3 (Si02:B203) de aproximadamente 2.8 hasta aproximadamente 5.2.

Las modalidades del material de unión pueden incluir una relación de porcentaje en peso de óxido de aluminio (AI2O3) a porcentaje en peso de CaO (Al203:C 0) de aproximadamente 10 hasta aproximadamente 20. El material de unión puede incluir una relación de porcentaje en peso de óxido de aluminio (Al203) a porcentaje en peso de Li20 (A1203: Li20) de aproximadamente 3 hasta aproximadamente 10. El material de unión también puede incluir una relación de porcentaje en peso de óxido de aluminio (AI2O3) a porcentaje en peso de Na2Ü (Al203:Na20) de aproximadamente 1.5 hasta aproximadamente 4. Un ejemplo del material de unión puede incluir una relación de porcentaje en peso de óxido de aluminio (AI2O3) a porcentaje en peso de K20 (A1203:K20) de aproximadamente 3 hasta aproximadamente 10. El material de unión también puede incluir una relación de porcentaje en peso de óxido de aluminio (AI2O3) a porcentaje en peso de B2O3 (AI2O3:B2O3) de aproximadamente 0.9 hasta aproximadamente 2.

En otro ejemplo, el material de unión puede incluir una relación de porcentaje en peso de CaO a porcentaje en peso de Li20 (CaO: L12O) de aproximadamente 0.2 hasta aproximadamente 0.75. El material de unión puede incluir una relación de porcentaje en peso de CaO a porcentaje en peso de Na20 (CaO:Na20) de aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 0.3. El material de unión también puede incluir una relación de porcentaje en peso de CaO a porcentaje en peso de K20 (CaO:K2O) de aproximadamente 0.2 hasta aproximadamente 0.75. Además, el material de unión puede incluir una relación de porcentaje en peso de CaO a porcentaje en peso de B2O3 (CaO:B2O3) de aproximadamente 0.16 hasta aproximadamente 0.15.

Otras Modalidades del material de unión pueden incluir una relación de porcentaje en peso de Li20 a porcentaje en peso de Na20 (Li20:Na20) de aproximadamente 0.2 hasta aproximadamente 1. El material de unión puede incluir una relación de porcentaje en peso de Li20 a porcentaje en peso de K20 (Li20:K20) de aproximadamente 0.4 hasta aproximadamente 2.5. El material de unión también puede incluir una relación de porcentaje en peso de Li20 a porcentaje en peso de B203 (Li20:B203) de aproximadamente 0.12 hasta aproximadamente 0.5.

Una modalidad particular del material de unión puede incluir una relación de porcentaje en peso de Na20 a porcentaje en peso de K20 (Na20:K20) de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 5. El material de unión también puede incluir una relación de porcentaje en peso de Na20 a porcentaje en peso de B2Ü3 (Na20:B2C>3) de aproximadamente 0.3 hasta aproximadamente 1. Además, el material de unión puede incluir una relación de porcentaje en peso de K2O a porcentaje en peso de B2O3 ( O.-BaCb) de aproximadamente 0.12 hasta aproximadamente 0.5.

Otros ejemplos del artículo abrasivo pueden incluir un cuerpo abrasivo unido que tienen partículas abrasivas contenidas dentro de un material de unión formado a partir de no mayor de aproximadamente 20 % en peso de óxido de boro (B2O3), que tiene una relación de porcentaje en peso de sílice (SÍO2): porcentaje en peso de alúmina (AI2O3) de no mayor de aproximadamente 3.2 (por porcentaje en peso) y no mayor de aproximadamente 3.0 % en peso de óxido fosforoso (P2O5) , en donde el cuerpo abrasivo unido tiene una porosidad de al menos aproximadamente 42 % en volumen del volumen total del cuerpo abrasivo unido. El cuerpo abrasivo unido puede ser capaz de rectificar una pieza de trabajo que comprende metal a una velocidad de menos de aproximadamente 60 m/s.

Modalidades de un método de rectificación de un artículo abrasivo pueden incluir formar un cuerpo abrasivo unido con partículas abrasivas contenidas dentro de un material de unión, de manera que el cuerpo abrasivo unido comprende un módulo de elasticidad interfacial de partícula abrasiva a material de unión (MOE) de al menos aproximadamente 225 GPa. El método puede incluir rectificación de una pieza de trabajo que comprende metal con el cuerpo abrasivo unido a una velocidad de menos de aproximadamente 60 m/s.

Otra modalidad de un método de rectificación de un artículo abrasivo puede incluir formar un cuerpo abrasivo unido que tiene partículas abrasivas contenidas dentro de un material de unión, de manera que el cuerpo abrasivo unido comprende una dureza interfacial de partícula abrasiva a material de unión de al menos aproximadamente 13 GPa. El método puede incluir rectificación de una pieza de trabajo que comprende metal con el cuerpo abrasivo unido a una velocidad de menos de aproximadamente 60 m/s.

Todavía otra modalidad del método de rectificación de un artículo abrasivo puede incluir formar un cuerpo abrasivo unido que tiene partículas abrasivas contenidas dentro de un material de unión, de manera que el cuerpo abrasivo unido comprende un factor de rectificación definido como un cambio de radio del eje-x sobre un cambio en la velocidad de alimentación, y el factor de rectificación es no mayor de aproximadamente 0.040 para una velocidad de alimentación (Z'w) de al menos aproximadamente 2.5400 cm/min (1.0 pulgadas/min). El método puede incluir rectificación de una pieza de trabajo que comprende metal con el cuerpo abrasivo unido a una velocidad de menos de aproximadamente 60 m/s.

Un método de rectificación de un articulo abrasivo también puede incluir formar un cuerpo abrasivo unido que tiene partículas abrasivas contenidas dentro de un material de unión, de manera que el cuerpo abrasivo unido comprende un factor de rectificación definido como un cambio de radio del eje-y sobre un cambio en la velocidad de alimentación, y el factor de rectificación es no mayor de aproximadamente 0.018 para una velocidad de alimentación (Z'w) de al menos aproximadamente 2.5400 c /min (1.0 pulgadas/min). El método puede incluir rectificación de una pieza de trabajo que comprende metal con el cuerpo abrasivo unido a una velocidad de menos de aproximadamente 60 m/s.

Todavía otro método de rectificación de un artículo abrasivo puede incluir formar un cuerpo abrasivo unido que tiene partículas abrasivas contenidas dentro de un material de unión formado a partir de no mayor de aproximadamente 20 % en peso de óxido de boro (B2O3), que tiene una relación de porcentaje en peso de sílice (SÍO2): porcentaje en peso de alúmina (AI2O3) de no mayor de aproximadamente 3.2 (por porcentaje en peso) y no mayor de aproximadamente 3.0 % en peso de óxido fosforoso (P2O5), en donde el cuerpo abrasivo unido has una porosidad de al menos aproximadamente 42 % en volumen del volumen total del cuerpo abrasivo unido. El método puede incluir rectificación de una pieza de trabajo que comprende metal con el cuerpo abrasivo unido a una velocidad de menos de aproximadamente 60 m/s.

EJEMPLOS Ejemplo 1 La vida o desempeño de una rueda en aplicaciones de rectificación OD puede ser dependiente del número de rectificaciones que pueden sostener, o el número de partes que pueden ser rectificadas antes de que la rueda pierda su forma o capacidad de retención de esquina, lo cual también impactará la calidad de la parte. La vida de la rueda también puede referirse a la frecuencia de arreglo necesario para generar una superficie fresca para la operación de rectificación subsecuente. La retención de forma o capacidad de retención de esquina de la rueda también puede ser relacionada con la capacidad de la unión para retener el grano y retener sus bondades para la operación de rectificación eficiente. En este ejemplo, las ruedas abrasivas que tienen partículas abrasivas de alúmina fusionadas 38A con diferentes uniones son probadas. El dispositivo de prueba fue un MTS Nanoindenter XP, usando una punta penetradora tipo Berkovich. Para cada muestra, las mellas se intentaron en 20 ubicaciones a lo largo de una línea doble (véase Figura 2) que se extiende a partir de una partícula abrasiva, a través del límite del grano a la región de unión, y después en la siguiente partícula abrasiva. El espacia iento entre las muescas en la fila fue de 10 mieras, y las filas mismas fueron separadas por una distancia de 10 mieras. La indentación procede a una profundidad de 1 miera.

Las Figuras 3 y 4 representan una comparación de los módulos de elasticidad (MOE) y dureza, respectivamente, para tres diferentes uniones. Los trazos 1301, 1302, y 1303 representan el MOE del abrasivo, unión e interfaz de abrasivo a unión, respectivamente, de una muestra de los artículos abrasivos unidos formados de conformidad con una modalidad de la presente. Esta muestra tiene un intervalo de contenido de unión de aproximadamente 7 % en volumen hasta aproximadamente 12 % en volumen de un volumen total del cuerpo abrasivo unido. Además, esta muestra tiene un intervalo de porosidad de aproximadamente 46 % en volumen hasta aproximadamente 50 % en volumen de un volumen total del cuerpo abrasivo unido.

En la FIG. 3, una primera muestra convencional CS1 produce valores MOE 1305, 1306, y 1307 para su abrasivo, unión e interfaz de abrasivo a unión, respectivamente. La muestra CS1 es un artículo abrasivo unido comercialmente disponible como producto VS de Saint Gobain Corporation. Una segunda muestra convencional CS2 es un artículo abrasivo unido comercialmente disponible como producto VH de Saint Gobain Corporation. La muestra CS2 produce valores MOE 1310, 1311, y 1312 para su abrasivo, unión e interfaz de abrasivo a unión, respectivamente.

Como se muestra en la Figura 3, la interfaz MOE 1303 de la modalidad significantemente realiza las interfaces MOE 1307 y 1312 de muestras convencionales CS1 y CS2, respectivamente. Tales resultados muestran un mejoramiento remarcable en el MOE de la interfaz de abrasivo a unión de los artículos abrasivos unidos formados de conformidad con las modalidades de la presente sobre los artículos abrasivos unidos del estado de la téenica.

En la Figura 4, los trazos 1401, 1402, y 1403 representan la dureza del abrasivo, unión, e interfaz de abrasivo a unión, respectivamente, de la muestra de los artículos abrasivos unidos formados de conformidad con la modalidad de la Figura 3. La primera muestra convencional CS2 produce valores de dureza 1405, 1406, y 1407 para su abrasivo, unión e interfaz de abrasivo a unión, respectivamente. La muestra CS1 es la misma como aquella descrita anteriormente para la Figura 3. De manera similar, la segunda muestra convencional CS2 produce valores de dureza 1410, 1411, y 1412 para su abrasivo, unión e interfaz de abrasivo a unión, respectivamente. La muestra CS2 es la misma como aquella descrita anteriormente para la Figura 3.

Como se muestra en la Figura 4, la dureza de interfaz 1403 de la modalidad significantemente realiza las durezas de interfaces 1407 y 1412 de las muestras convencionales CS1 y CS2, respectivamente. Tales resultados muestran un mejoramiento remarcable en la dureza de la interfaz de abrasivo a unión de los artículos abrasivos unidos formados de conformidad con las modalidades de la presente sobre artículos abrasivos unidos convencionales del estado de la téenica.

De este modo, la nueva unión tiene módulos y dureza superior. Esto es particularmente significante para las partes más débiles en las ruedas abrasivas (la unión e interfaz). El mejoramiento en el módulo y dureza de la interfaz puede ayudar a fortalecer la interfaz y muestra que tiene mejor conectividad con los abrasivos. Estos diseños son útiles para mejorar la vida de las ruedas abrasivas bajo condiciones de rectificación agresivas.

Ejemplo 2 Para esta aplicación y prueba de retención de esquina, se prepararon cuatro muestras de ruedas de 17.78 cms (7 pulgadas). Las cuatro muestras incluyen tres diferentes uniones convencionales y una unión de conformidad con una modalidad de la presente. Todas las cuatro muestras incluyen grano de alundum fusionado 38A, y cada una incluye un contenido de unión de aproximadamente 7 % en volumen hasta aproximadamente 12 % en volumen, así como también una porosidad de aproximadamente 46% hasta aproximadamente 50% de un volumen total del cuerpo abrasivo unido. Las muestras convencionales usan las mismas uniones VS y VH usadas en el Ejemplo 1. La Tabla 1 contiene detalles adicionales con respecto a las condiciones de prueba usadas en el Ejemplo 2.

Tabla 1 i l: l i ( : : : i : : - i : l i l : : . : . i : l : : . l i : i '' : . l l : l l : l : l l : : .

Las cuatro muestras se probaron en un rectificador Bryant en una configuración de retención de esquina. La velocidad de la rueda fue 50.36 m/s. El material de prueba fue acero 4330V OD de 9.5123 cms (3.745 pulgadas) (Rc= 28-32). La velocidad del material de prueba fue 1.15 m/sec. El modo de rectificación fue obturador externo con una amplitud de 0.254 cms (0.100 pulgadas) de rectificación. Cada rueda fue arreglada con la ayuda de un rodillo de diamante plaqueado inverso. Las velocidades de alimentación se ajustaron para proporcionar velocidades de remoción de material objetivo (Z'W) de 1.0, 1.4 y 1.8 pulgadas3/min/pulgada. Cinco rectificaciones radiales consecutivas sin arreglo fueron realizadas en cada una de las ruedas de prueba a las velocidades de alimentación objetivo. El acabado de superficie y ondulación se obtuvieron a partir del material de trabajo después de la última rectificación. Para las mediciones de desgaste radial y radio de esquina, después de cada rectificación, la rueda de prueba se usó para rectificar un blanco de Fórmica que registra el perfil de la rueda. Las mediciones se obtuvieron a partir del blanco.

La Figura 6 incluye trazos de acabado de superficie Ra contra la velocidad de alimentación (Z'w) para los tres artículos abrasivos unidos convencionales 1600, 1601 y 1602 y la modalidad del artículo abrasivo unido 1605. La modalidad del cuerpo abrasivo unido 1605 comprende un acabado de superficie de no mayor de aproximadamente 85 micro-pulgadas a una velocidad de alimentación (Z'w) de 3.5560 cm/min (1.4 pulgadas/min). Por el contrario, los artículos 1600, 1601 y 1602 todos presentan acabados de superficie de al menos aproximadamente 125 micro-pulgadas a una velocidad de alimentación (Z'w) de 3.5560 cm/min (1.4 pulgadas/min).

La Figura 7 incluye trazos de remoción del material en 5 rectificaciones contra la velocidad de alimentación (Z'w) para los mismos tres artículos abrasivos unidos convencionales 1700, 1701 y 1702 y la modalidad del artículo abrasivo unido 1705. El cuerpo abrasivo unido 1705 incluye una velocidad de remoción de material de al menos aproximadamente 0.000003949 m3/min (0.241 pulgadas3/min) a una velocidad de alimentación (Z'w) de 4.5720 cm/min (1.8 pulgadas/min). Por el contrario, los artículos convencionales 1700, 1701 y 1702 todos presentan velocidades de remoción de material de no mayor de aproximadamente 0.000003851 m3/min (0.235 pulgadas3/min) a una velocidad de alimentación (Z'w) de 4.5720 cm/min (1.8 pulgadas/min).

Un diagrama esquemático del desgaste de esquina o cambio en las mediciones del radio se muestra en la Figura 5. La dimensión 1500 representa la dimensión original (es decir, la amplitud axial de 2.2225 cms (0.875 pulgadas)) de una muestra a lo largo del eje-x, mientras la dimensión 1501 representa la dimensión post-rectificación de la muestra a lo largo del eje-x. De manera similar, la dimensión 1502 representa la dimensión original (es decir, el diámetro de 17.78 cms (7 pulgadas)) de una muestra a lo largo del eje-y, mientras la dimensión 1503 representa la dimensión postrectificación de la muestra a lo largo del eje-y.

La Figura 8 incluye trazos de cambio en el radio del eje-x contra la velocidad de alimentación (Z'w) demostrando un factor de retención de esquina para los mismos tres artículos abrasivos unidos convencionales 1800, 1801 y 1802 y la modalidad del artículo abrasivo unido 1805. La modalidad del cuerpo abrasivo unido 1805 incluye un factor de retención de esquina de eje-x de aproximadamente 0.042 pulgadas a una velocidad de alimentación (Z'w) de 4.5720 cm/min (1.8 pulgadas/min). Por el contrario, los artículos convencionales 1800, 1801 y 1802 todos presentan los factores de retención de esquina del eje-x de al menos aproximadamente 0.080 pulgadas a una velocidad de alimentación (Z'w) de 4.5720 cm/min (1.8 pulgadas/min).

Además, el cuerpo abrasivo unido 1805 incluye un factor de rectificación definido como un cambio de radio del eje-x sobre un cambio en la velocidad de alimentación. Los factores de rectificación son esencialmente las inclinaciones promedio de las líneas en la Figura 8. Por ejemplo, para el cuerpo 1805, el factor de rectificación tiene un numerador de 0.042 - 0.019 = 0.023. El denominador es 1.80-1.00 = 0.80. 0.023/0.80 = factor de rectificación de aproximadamente 0.029. Por el contrario, los artículos 1800, 1801 y 1802 tienen un factor de rectificación de al menos aproximadamente 0.050.

De manera similar, la Figura 9 incluye trazos de cambio en el radio del eje-y contra la velocidad de alimentación (Z'w) demostrando un factor de retención de esquina para los mismos tres artículos abrasivos unidos convencionales 1900, 1901 y 1902 y la modalidad del artículo abrasivo unido 1905. El cuerpo 1905 presenta un factor de retención de esquina del eje-y de aproximadamente 0.024 pulgadas a una velocidad de alimentación (Z'w) de 4.5720 cm/min (1.8 pulgadas/min). Los artículos 1900, 1901 y 1902 tienen factores de retención de esquina del eje-y de al menos aproximadamente 0.033 pulgadas a una velocidad de alimentación (Z'w) de 4.5720 cm/min (1.8 pulgadas/min).

Los factores de rectificación también fueron calculados con base en la Figura 9. Por ejemplo, para el cuerpo 1905, el factor de rectificación tiene un numerador de 0.024 0.016 0.008. El denominador es 1.80-1.00 0.80. 0.008/0.80 = factor de rectificación de aproximadamente 0.01. Por el contrario, los artículos 1900, 1901 y 1902 tienen un factor de rectificación de al menos aproximadamente 0.0188.

De este modo, el cambio en el radio de esquina a lo largo de tanto el eje-x como el eje-y muestra que un producto con una unión de conformidad con una modalidad de la presente muestra la cantidad mínima de desgaste de esquina en todas las velocidades de remoción de material comparadas con productos elaborados con sistemas de unión convencionales.

Ejemplo 3 En este ejemplo, y modalidad que incluye una combinación de sol-gel y abrasivo de alúmina fusionada se formó con la unión descrita anteriormente para los ejemplos previos. Esta muestra fue probada en aplicación de obturador sin centro para formas terminadas contra un producto convencional que tiene una combinación de sol-gel y alúmina abrasiva fusionada con la unión convencional VH usada previamente para los otros ejemplos. Las ruedas de rectificación tienen diámetros de 40.64 cms (16 pulgadas) y el material rectificado fue acero blando (1014). El objetivo fue mejorar la productividad incrementando partes por arreglo. La velocidad de la rueda fue 57.45 m/seg y la velocidad de la parte fue 1.15 m/seg.

La Tabla 2 contiene más detalles con respecto a las condiciones de prueba usadas en el Ejemplo 3.

Tabla 2 La FIG. 10 incluye un diagrama de partes por arreglo para un artículo abrasivo convencional unido 2000 y la modalidad del artículo abrasivo unido 2005. El artículo 2005 mostró un mejoramiento significante en partes por arreglo (aproximadamente 7% mejorado) con un buen acabado de superficie o forma, comparada con el artículo 2000.

Otra ventaja observada fue que las velocidades de alimentación podrían ser significantemente incrementadas para la nueva rueda que ayuda en la reducción del tiempo de ciclo. Tiempos de ciclo inferiores tienen mejor eficiencia en operaciones de rectificación. Las mismas muestras descritas para la Figura 10 fueron probadas por tiempo de ciclo y los resultados son presentados en la Figura 11. La Figura 11 es un diagrama de tiempo de ciclo para el artículo abrasivo unido convencional 2100 y la modalidad del artículo abrasivo unido 2105. El artículo 2105 mostró un mejoramiento significante (aproximadamente 18%) sobre el artículo 2100.

Las modalidades anteriores se dirigen a productos abrasivos, y productos abrasivos particularmente unidos, las cuales representan un apartado a partir del estado de la téenica. Los productos abrasivos unidos de las modalidades de la presente utilizan una combinación de características que facilitan el desempeño de rectificación mejorado. Como se describe en la presente solicitud, los artículos abrasivos unidos de las modalidades de la presente utilizan una cantidad particular y tipo de partículas abrasivas, la cantidad particular y tipo de material de unión, y tiene una cantidad particular de porosidad. Además del descubrimiento de que tales productos podrían ser formados efectivamente, debido a que están fuera del campo conocido de productos abrasivos convencionales en términos de su grado y estructura, también se descubrió que tales productos demuestran desempeño de trituración mejorado. De manera notable, se descubrió que los abrasivos unidos de las presentes modalidades son capaces de operar a velocidades inferiores durante operaciones de rectificación debido a que tienen porosidad significantemente superior que las ruedas de rectificación convencionales. En efecto, casi sorprendentemente, los artículos abrasivos unidos de las modalidades de la presente demuestran una capacidad de operación a velocidades de ruedas de menos de aproximadamente 60 m/s, mientras también demuestran velocidades de remoción de material mejoradas, capacidad de retención de esquina mejorada, y acabados de superficie adecuados comparados con las ruedas de rectificación del estado de la téenica.

En lo anterior, la referencia a modalidades específicas y las conexiones de ciertos componentes es ilustrativa. Se apreciará que referencia a los componentes siendo acoplados o conectados está propuesta para describir ya sea la conexión directa entre tales componentes o conexión indirecta a través de uno o más componentes de intervención como se apreciará para llevar a cabo los métodos como se discute en la presente. Como tal, la materia objeto descrita anteriormente está siendo considerada ilustrativa, y no restrictiva, y las reivindicaciones adjuntas están propuestas para cubrir todas de tales modificaciones, mejoramientos, y otras modalidades, las cuales caen dentro del alcance verdadero de la presente invención. De este modo, a la máxima extensión permitida por la lcy, el alcance de la presente invención está siendo determinado por la interpretación más amplia permisible de las siguientes reivindicaciones y sus equivalente, y no debe ser restringida o limitada por la siguiente descripción detallada.

El Resumen de la Invención se proporciona para cumplir con las Lcyes de Patente y es proporcionado con el entendimiento de que no será usado para interpretar o limitar el campo o significado de las reivindicaciones. Además, en la Descripción Detallada anterior, varias características pueden ser agrupadas en conjunto o descritas en una modalidad única para el propósito de racionalizar la descripción. Esta descripción no está siendo interpretada como reflejando una intención de que las modalidades reivindicadas requieren más características que son expresamente mencionadas en cada reivindicación. Preferentemente, como las siguientes reivindicaciones reflejan, la materia objeto inventiva puede ser dirigida al menos a todas las características de cualquiera de las modalidades descritas. De este modo, las siguientes características están incorporadas en la Descripción Detallada, con cada reivindicación permaneciendo en sí misma como definiendo la materia objeto separadamente reivindicada.

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

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

1. Un artículo abrasivo caracterizado porque comprende: un cuerpo abrasivo unido que tiene partículas abrasivas contenidas dentro de un material de unión, el cuerpo abrasivo unido comprende un módulo de elasticidad interfacial de partícula abrasiva a material de unión (MOE) de al menos aproximadamente 225 GPa; y el cuerpo abrasivo unido está configurado para rectificar una pieza de trabajo que comprende metal a una velocidad de menos de aproximadamente 60 m/s.

2. El artículo abrasivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo abrasivo unido comprende una dureza interfacial de partícula abrasiva a material de unión de al menos aproximadamente 13 GPa.

3. El artículo abrasivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo abrasivo unido está configurado para rectificar una pieza de trabajo que comprende metal a una velocidad de al menos aproximadamente 35 m/s.

4. El artículo abrasivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo abrasivo unido comprende una porosidad de al menos aproximadamente 42 % en volumen hasta aproximadamente 70 % en volumen de un volumen total del cuerpo abrasivo unido, y el cuerpo abrasivo unido comprende al menos aproximadamente 35 % en volumen de partículas abrasivas del volumen total del cuerpo abrasivo unido.

5. El artículo abrasivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material de unión está formado de al menos un compuesto de óxido álcali (R2O) y al menos un compuesto de óxido alcalino térreo (RO), en donde un contenido total del compuesto de óxido álcali y el compuesto de óxido alcalino térreo es no mayor de aproximadamente 20 % en peso.

6. El artículo abrasivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material de unión comprende una relación de porcentaje en peso de óxido de silicio (S1O2) a porcentaje en peso de Li20 (Si02: Li20) de aproximadamente 9.6 hasta aproximadamente 26.

7. El artículo abrasivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material de unión comprende una relación de porcentaje en peso de óxido de silicio (S1O2) a porcentaje en peso de Na20 (SÍO2:Na20) de aproximadamente 4.8 hasta aproximadamente 10.4.

8. El artículo abrasivo de conformidad con la reivindicación l, caracterizado porque el material de unión comprende una relación de porcentaje en peso de óxido de silicio (S1O2) a porcentaje en peso de K2O (S1O2:K2O) de aproximadamente 9.6 hasta aproximadamente 26.

9. El artículo abrasivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material de unión comprende una relación de porcentaje en peso de óxido de silicio (SÍO2) a porcentaje en peso de B2O3 (Si02:B2C>3) de aproximadamente 2.8 hasta aproximadamente 5.2.

10. El artículo abrasivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material de unión comprende una relación de porcentaje en peso de LÍ2O a porcentaje en peso de N 2Ü (LÍ20;Na20) de aproximadamente 0.2 hasta aproximadamente 1.

11. El artículo abrasivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material de unión comprende una relación de porcentaje en peso de LÍ2O a porcentaje en peso de K20 (Li20:K20) de aproximadamente 0.4 hasta aproximadamente 2.5.

12. El artículo abrasivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material de unión comprende una relación de porcentaje en peso de Na2Ü a porcentaje en peso de K2O (Na20:K20) de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 5.

13. El artículo abrasivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo abrasivo unido comprende un factor de rectificación definido como un cambio de radio del eje-x sobre un cambio en la velocidad de alimentación, y el factor de rectificación es no mayor de aproximadamente 0.040 para una velocidad de alimentación (Z'w) de al menos aproximadamente 2.5400 cm/min (1.0 pulgadas/min).

14. El artículo abrasivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo abrasivo unido comprende un factor de rectificación definido como un cambio de radio del eje-y sobre un cambio en la velocidad de alimentación, y el factor de rectificación es no mayor de aproximadamente 0.018 para una velocidad de alimentación (Z'w) de al menos aproximadamente 2.5400 cm/min (1.0 pulgadas/min).

15. El artículo abrasivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material de unión es formado de no más de aproximadamente 20 % en peso de óxido de boro (B2O3), que tiene una relación de porcentaje en peso de sílice (SÍO2): porcentaje en peso de alúmina (AI2O3) de no mayor de aproximadamente 3.2 (por porcentaje en peso) y no mayor de aproximadamente 3.0 % en peso de óxido fosforoso (P2O5), en donde el cuerpo abrasivo unido has una porosidad de al menos aproximadamente 42 % en volumen del volumen total del cuerpo abrasivo unido.