NL1032561C2

NL1032561C2 - Schuurgereedschappen met een doorlatende structuur.

Info

Publication number: NL1032561C2
Application number: NL1032561A
Authority: NL
Inventors: Xavier Orlhac; Muthu Jeevanantham; Russell Krause; Mianxue Wu
Original assignee: Saint Gobain Abrasives Inc
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2006-09-22
Publication date: 2013-10-29
Also published as: ITMI20061875A1; IL190463A0; TWI321079B; EP2324957A2; BRPI0616780A2; FR2891486B1; US20100196700A1; US7722691B2; CN102794713B; CA2803057C; CN101316684B; AU2006297613B2; AR056093A1; CA2624185A1; AU2006297613A1; CA2624185C; IL214860A; CN101316684A; ES2387898T3; US20070074456A1

Description

4 i * it

Schuurgereedschappen met een doorlatende structuur.

Bij vele slijpbewerkingen, verbetert slijpgereed-schapporeusheid, in het bijzonder poreusheid van een doorlatende of een onderling verbonden aard, de doelmatigheid van de slijpbewerking en de kwaliteit van het werkstuk dat 5 geslepen wordt. In het bijzonder is gebleken dat het volu-mepercentage van de samenhangende poreusheid of fluïdum-doorlatendheid, wezenlijk bepalend is voor de slijppresta-tie van schuurgereedschappen. De samenhangende poreusheid staat verwijderen toe van slijpafval (poeder) en passage 10 van koelfluïdum binnenin het wiel gedurende slijpen. Ook biedt de samenhangende poreusheid toegang aan slijpfluï-dums, zoals smeermiddelen, tussen de bewegende schurende korrels en het oppervlak van het werkstuk. Deze eigenschappen zijn in het bijzonder belangrijk bij diep snij-15 dende en moderne precisieprocessen (bijvoorbeeld slijpen met kruipvoeding) voor zeer doelmatig slijpen, waarbij een grote hoeveelheid materiaal in een diep slijpende passage verwijderd wordt, zonder dat toegegeven wordt op de nauwkeurigheid van de afmeting van het werkstuk.

,1 0 325 61 1 2

Tot voorbeelden van dergelijke schuurgereedschappen met een bijzonder open en doorlatende structuur, behoren schuurgereedschappen die gebruik maken van langwerpige of vezelachtige schuurkorrels. De Amerikaanse octrooischrif-5 ten 5 738 696 en 5 738 697 openbaren werkwijzen voor het maken van gebonden schuurmiddelen met gebruikmaking van langwerpige of vezelachtige schuurkorrels met een slankheid van ten minste ongeveer 5:1. Eén voorbeeld van dergelijke schuurgereedschappen met gebruikmaking van filament-10 achtige schuurkorrels is momenteel in de handel verkrijgbaar onder de merknaam ALTOS™, van Saint-Gobain Abrasives in Worcester, MA.

ALTOS™ schuurgereedschappen gebruiken gesinterde keramische korrels van sol-gel aluinaarde (Saint-Gobain 15 Abrasives in Worcester, MA.) met een gemiddelde slankheid van ongeveer 7,5:1, zoals Norton® TG2 of TGX Abrasives (hierna "TG2"), als een filamentachtige schuurkorrel. ALTOS™ schuurgereedschappen zijn zeer poreuze en doorlatende slijpgereedschappen waarvan gebleken is dat die metaal met 20 bijzonder hoge snelheid verwijderen, en een verbeterd vormbehoud en een lange levensduur van het wiel vertonen, in combinatie met een sterk verminderd risico voor metallurgische schade (zie, bijvoorbeeld, Norton Company Technical Service Bulletin, juni 2002, "Altos High Perrforman-25 ce Ceramic Aluminum Oxide Grinding Wheels"). ALTOS™ schuurgereedschappen gebruiken schuurkorrels die alleen de filamentachtige schuurkorrel bevatten, bijvoorbeeld, TG2 korrel voor het verkrijgen van maximale structurele openheid overeenkomstig vezel-vezel-pakkingtheorieën (zie, 30 bijvoorbeeld, de Amerikaanse octrooischriften 5.738.696 en 5.738.697, waarvan de volledige inhoud hierin door verwijzing is opgenomen). In het algemeen wordt verwacht dat mengen van TG2 korrel met een aanzienlijke hoeveelheid van andere niet-filamentachtige, zoals bolvormige, korrels, 35 ofwel toegeeft op de structurele openheid of toegeeft op oppervlakteafwerking van een metalen werkstuk. Hoewel bijzonder duurzaam, zijn echter TG2 korrels onvoldoende brok- t • 3 kelig voor bepaalde toepassingen en TG2 korrels zijn duurder te vervaardigen dan de meeste hoekige of bolvormige korrels.

Daarom bestaat de wens een brokkeliger, kosteneffec-5 tiever schuurgereedschap te ontwikkelen, dat prestatie-eigenschappen heeft die overeenstemmen met de prestatie van schuurgereedschappen die filamentachtige schuurkorrels toepassen, zoals ALTOS™ schuurgereedschappen.

10 SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

Nu is vastgesteld dat gebonden schuurgereedschappen die gemaakt zijn van een mengsel van filamentachtige schuurkorrels van sol-gel aluinaarde, of een agglomeraat ervan, en geagglomereerde schuurkorrels, verbeterde pres-15 tatie kan hebben ten opzichte van gereedschappen die gemaakt zijn van ofwel 100% filamentvormige schuurkorrel van sol-gel aluinaarde, of geagglomereerde schuurkorrels. Bijvoorbeeld hebben aanvraagsters vastgesteld dat gebonden schuurgereedschappen die een mengsel bevatten van TG2 of 2 0 een agglomeraat van TG2, en geagglomereerde schuurkorrels van aluinaarde, een zeer poreuze en doorlatende structuur hebben, en een uitstekende prestatie vertonen bij verscheidene schuurtoepassingen, zonder toe te geven op de kwaliteit van de oppervlakteafwerking. Gebaseerd op deze 25 vaststelling, worden een schuurgereedschap met een mengsel van een filamentachtige schuurkorrel van sol-gel aluinaarde, of een agglomeraat ervan, en geagglomereerde schuurkorrels, en een werkwijze voor het produceren van een dergelijk schuurgereedschap, hierin geopenbaard. Een schuur-30 gereedschap met een agglomeraat van filamentachtige schuurkorrels van sol-gel aluinaarde en een werkwijze voor het produceren van een dergelijk schuurgereedschap, zijn eveneens hierin geopenbaard.

In één uitvoering is deze uitvinding gericht op een 35 gebonden schuurgereedschap dat een mengsel omvat van schuurkorrels, een bindcomponent en ten minste ongeveer 35 volume% poreusheid. Het mengsel van schuurkorrels omvat 4 een filamentachtige schuurkorrel van sol-gel aluinaarde, of een agglomeraat ervan, en geagglomereerde schuurkor-rels. De filamentachtige schuurkorrel van sol-gel aluinaarde hfieft een verhouding van lengte tot dwarsdoorsnede-5 breedte (slankheid) van meer dan ongeveer 1,0. De geagglomereerde schuurkorrels bevatten een groot aantal schuur-korrels die door een bindend materiaal in een driedimensionale vorm gehouden worden.

In een andere uitvoering is de uitvinding gericht op 10 een gebonden schuurgereedschap met een agglomeraat dat een filamentvormige schuurkorrel van sol-gel aluinaarde, een niet-filamentachtige schuurkorrel en een bindend materiaal bevat; een bindcomponent; en ten minste ongeveer 35 volu-me% poreusheid. De niet-filamentachtige schuurkorrel en 15 filamentachtige schuurkorrel van sol-gel aluinaarde, worden door het bindend materiaal in een driedimensionale vorm gehouden.

Tot deze uitvinding behoort tevens een werkwijze voor het maken van een gebonden schuurgereedschap. In de werk-20 wijze wordt een mengsel gevormd van schuurkorrels, waarbij het mengsel een filamentachtige schuurkorrel van sol-gel aluinaarde, of een agglomeraat ervan, en geagglomereerde schuurkorrels bevat, zoals boven beschreven. Het mengsel van schuurkorrels wordt dan met een bindcomponent gecombi-25 neerd. Het gecombineerde mengsel van schuurkorrels en bindcomponent wordt gegoten tot een vormgegeven composiet met ten minste ongeveer 35 volume% poreusheid. De vormgegeven composiet van het mengsel van schuurkorrels en bindcomponent wordt verhit om het gebonden schuurgereedschap 30 te vormen.

De uitvinding kan de gewenste prestatie bereiken, zonder toe te geven op de kwaliteit van de oppervlakteaf-werking of structurele openheid van het resulterende product. Schuurgereedschappen die een mengsel toepassen van 35 filamentachtige schuurkorrel van sol-gel aluinaarde, of een agglomeraat ervan, en geagglomereerde schuurkorrels, kunnen een vezel-vezel-netwerk vormen en tegelijkertijd «. • 5 een niet-vezelnetwerk vormen, zoals een pseudo bol-bol-netwerk, in dezelfde structuur. De schuurgereedschappen van de uitvinding, zoals een schuurwiel, hebben een poreuze structuur di^ zeer doorlatend is voor fluïdumstroom, en 5 hebben een uitstekende slijpprestatie met hoge metaalver-wijderende snelheden. Prestatie van de schuurgereedschappen van de uitvinding kunnen aangepast worden aan slijp-toepassingen door afstellen van de hoeveelheid korrels in het mengsel, voor het maximaliseren van hun brokkeligheid 10 of taaiheid, of om die twee te balanceren. Hoge doorla-tendheid van de schuurgereedschappen van de uitvinding is bijzonder gunstig in combinatie met hoge metaalverwijderende snelheden, minimaliseren van warmteontwikkeling in de slijpzone, zodat de levensduur van het wiel verlengd 15 wordt en het gevaar voor metallurgische schade verminderd wordt.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN

De figuur is een opname van een scannende elektronen-20 microscoop (SEM; scanning electron microscopy) van het agglomeraat van 45% van Norton® TG2 schuurkorrels en 35% van Norton® 38A schuurkorrels voor een gebonden schuurgereed-schap van de uitvinding.

25 GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING VAN DE UITVINDING

De voorgaande en andere doelen, maatregelen en voordelen van de uitvinding zullen blijken uit de navolgende detailbeschrijving van voorkeursuitvoeringen van de uitvinding, zoals geïllustreerd in de bijgaande tekening.

30 Een gebonden schuurgereedschap van deze uitvinding heeft een bijzonder open, doorlatende structuur met samenhangende poreusheid. Het gebonden schuurgereedschap heeft een poreusheid van ten minste ongeveer 35%, bij voorkeur ongeveer 3 5% tot ongeveer 80% per volume van het gereed-35 schap. In een voorkeursuitvoering is ten minste ongeveer 30% per volume van de totale poreusheid samenhangende poreusheid. Daarom hebben de gebonden schuurgereedschappen 6 van de uitvinding een hoge samenhangende poreusheid, en zijn in het bijzonder geschikt voor diep snijdende en moderne precisieprocessen, zoals slijpen met kruipvoeding. Hier heeft Hp tsrm "samenhangende poreusheid" betrekking 5 op de poreusheid van het zuurgereedschap die bestaat uit de tussenruimten tussen deeltjes van gebonden schuurkor-rels, die open zijn voor het stromen van een fluïdum. De aanwezigheid van samenhangende poreusheid kan op typerende wijze vastgesteld worden door het meten van de doorlatend-10 heid van het zuurgereedschap voor de stroming van lucht of water onder beheerste omstandigheden, zoals in de testmethoden die geopenbaard zijn in de Amerikaanse octrooi-schriften 5.738.696 en 5.738.697, waarvan de volledige openbaarmaking hierin door verwijzing is opgenomen.

15 Hierin wordt de term "filamentachtige" schuurkorrel gebruikt om een filamentachtige keramische schuurkorrel aan te geven met een in hoofdzaak consistente dwarsdoorsnede langs zijn lengte, waarbij de lengte groter is dan de maximum afmeting van de dwarsdoorsnede. De maximum 20 dwarsdoorsnedeafmeting, kan zo groot zijn als ongeveer 2 mm, bij voorkeur beneden ongeveer 1 mm met meer voorkeur beneden ongeveer 0,5 mm. De filamentachtige schuurkorrel kan recht, gebogen, gekromd of verwrongen zijn, zodat de lengte langs het lichaam gemeten wordt, in plaats van 25 noodzakelijkerwijze volgens een rechte lijn. Bij voorkeur is de filamentachtige schuurkorrel voor deze uitvinding gekromd of verwrongen.

De filamentachtige schuurkorrel voor deze uitvinding heeft een slankheid van meer dan 1,0, bij voorkeur ten 3 0 minste 2:1 en met de meeste voorkeur ongeveer 4:1, bijvoorbeeld ten minste ongeveer 7:1 en in een bereik tussen ongeveer 5:1 en ongeveer 25:1. Hier heeft de "slankheid of de verhouding van lengte tot dwarsdoorsnedebreedte" betrekking op de verhouding tussen de lengte langs de hoofd-35 afmeting of langere afmeting en de grootste uitstrekking van de korrel langs elke afmeting loodrecht op de hoofdafmeting. Wanneer de dwarsdoorsnede anders is dan rond, bij- 7 voorbeeld veelhoekig, wordt de langste afmeting loodrecht op de lengterichting gebruikt om de slankheid te bepalen.

Hierin wordt bedoeld met de term "geagglomereerde schvmrkorrels" (agglomerated abrasive grain qranules) of 5 "geagglomereerde korrels" (agglomerated grain), driedimensionale korrels die schuurkorrels en een bindend materiaal bevatten, waarbij de korrels een poreusheid van ten minste 35 volume% hebben. Tenzij beschreven is dat filamentachtige korrels alles of een gedeelte van de korrels uitmaken, 10 bestaan de geagglomereerde schuurkorrels uit blokvormige of bolvormige schuurkorrels met een slankheid van ongeveer 1.0. De geagglomereerde schuurkorrels zijn geïllustreerd door de agglomeraten die beschreven zijn in US-B2-6679758. De gebonden schuurgereedschappen van de uitvinding zijn 15 gemaakt met korrelmengsels die filamentachtige schuurkorrels bevatten, ofwel in losse vorm en/of in geagglomereerde vorm, samen met geagglomereerde schuurkorrels die blokvormige of bolvormige schuurkorrels bevatten met een slankheid van ongeveer 1,0. In een alternatief zijn ge-20 reedschappen van de uitvinding gemaakt met geagglomereerde filamentachtige schuurkorrels die blokvormige of bolvormige schuurkorrels bevatten met een slankheid van ongeveer 1.0. Elk van deze gereedschappen kunnen eventueel in het korrelmengsel één of meer secundaire schuurkorrels in los- 25 se vorm bevatten.

In één uitvoering omvat het mengsel de filamentachtige schuurkorrel van sol-gel aluinaarde en geagglomereerde schuurkorrels. In deze uitvoering, bezit het mengsel ten minste ongeveer 5-90%, bij voorkeur ongeveer 25-90%, met 30 meer voorkeur ongeveer 45-80%, per gewicht, van de filamentachtige schuurkorrel van sol-gel aluinaarde ten opzichte van het totaalgewicht van het mengsel. Het mengsel bezit voorts ongeveer 5-90%, bij voorkeur ongeveer 25-90%, met meer voorkeur ongeveer 45-80%, per gewicht, van de ge-35 agglomereerde schuurkorrels. Het mengsel bevat eventueel een maximum van ongeveer 50% bij voorkeur ongeveer 25%, per gewicht, van secundaire schuurkorrel, die noch de fi- 8 lamentachtige korrel noch de geagglomereerde korrel is. De gekozen hoeveelheden van de filamentachtige korrel, de ge-agglomereerde korrel en de optionele secundaire schuurkor-rpl makpn samen 100%, per gewicht, uit van het totale kor-5 relmengsel dat in de schuurgereedschappen van de uitvinding gebruikt wordt. Geschikte secundaire schuurkorrels voor eventueel mengen met de filamentachtige korrel en de geagglomereerde korrel, zijn hieronder beschreven.

In een andere uitvoering, omvat het mengsel een agio glomeraat van de filamentachtige schuurkorrel van sol-gel aluinaarde en de geagglomereerde schuurkorrels. Het agglomeraat van de filamentachtige schuurkorrel van sol-gel aluinaarde, bevat een groot aantal korrels van de filamentachtige schuurkorrel van sol-gel aluinaarde en een 15 tweede bindend materiaal. De filamentachtige schuurkorrels van sol-gel aluinaarde worden door het tweede bindende materiaal in een driedimensionale vorm gehouden.

Eventueel bevat het agglomeraat van filamentachtige schuurkorrels van sol-gel aluinaarde voorts een secundaire 20 schuurkorrel. De secundaire schuurkorrel en filamentachtige schuurkorrel worden in een driedimensionale vorm gehouden voor tweede bindend materiaal. De secundaire schuurkorrel kan één of meer van de schuurkorrels bevatten die in het vakgebied bekend zijn voor gebruik in schuurgereed-25 schappen zoals de aluinaardekorrels, waaronder gesmolten aluinaarde, niet-filamentachtige gesinterde sol-gel aluinaarde, gesinterde bauxiet, en dergelijke, siliciumcarbide, aluinaarde-zirkonium, aluminoxynitride, ceria, boorsuboxi-de, granaat, vuursteen, diamant, waaronder natuurlijke en 30 synthetische diamant, kubisch boornitride (CBN, cubic boron nitride), en combinaties ervan. Behalve wanneer gesinterde sol-gel aluinaarde gebruikt wordt, kan de secundaire schuurkorrel elke vorm hebben, waaronder filamentachtige vormen. Bij voorkeur is de secundaire schuur-35 korrel een niet-filamentachtige schuurkorrel.

De hoeveelheden van de filamentachtige schuurkorrel in het agglomeraat van de filamentachtige schuurkorrel 9 ligt op typerende wijze in een bereik van ongeveer 15-95%, bij voorkeur ongeveer 35-80%, met meer voorkeur ongeveer 45-75%, per gewicht, ten opzichte van het totaalgewicht van het aggl nmeraat.

5 Zoals in het geval van mengsels van filamentachtige korrel en geagglomereerde korrel, kan eventueel secundaire korrel toegevoegd worden aan de geagglomereerde filament-achtige korrel voor het vormen van het totale korrelmeng-sel dat gebruikt wordt in de schuurgereedschappen van de 10 uitvinding. Opnieuw kan een maximum van ongeveer 50%, bij voorkeur ongeveer 25%, per gewicht, van de optionele secundaire schuurkorrel gemengd worden met het filamentachtige korrelagglomeraat om het totale korrelmengsel te verkrijgen dat in de schuurgereedschappen gebruikt wordt.

15 De filamentachtige schuurkorrel van sol-gel aluinaar de bezit polykristallen van de gesinterde sol-gel aluinaarde. Gekiemde of ongekiemde sol-gel aluinaarde kan zijn opgenomen in de filamentachtige schuurkorrel van sol-gel aluinaarde. Bij voorkeur wordt een filamentachtige gekiem-20 de schuurkorrel van sol-gel aluinaarde voor het mengsel van schuurkorrels gebruikt. In een voorkeursuitvoering bevat de gesinterde schuurkorrel van sol-gel aluinaarde voornamelijk alfa-aluinaardekristallen met een afmeting van minder dan ongeveer 2 micron, met meer voorkeur niet 25 groter dan ongeveer 1-2 micron, zelfs met meer voorkeur minder dan ongeveer 0,4 micron.

Schuurkorrels van sol-gel aluinaarde kunnen gemaakt worden met de in het vakgebied bekende werkwijzen (zie, bijvoorbeeld, de volgende Amerikaanse octrooischriften: 30 nrs. 4.623.364; 4.314.827; 4.744.802; 4.898.597; 4.543.107; 4.770.671; 4.881.951; 5.011.508; 5.213.591; 5.383.945; 5.395.407; en 6.083.622, waarvan de inhoud hierin door verwijzing is opgenomen). Op typerende wijze worden zij bij voorkeur in het algemene gemaakt door het 35 vormen van een gehydrateerde aluinaardegel, die tevens verschillende hoeveelheden kan bevatten van één of meer oxidemodificeermiddelen (bijvoorbeeld MgO, Zr02 of metaal- 10 oxiden van zeldzame aarde, of kiem/kernvormende materialen (bijvoorbeeld a-Al203, |3-A1203, y-Al203, a-Fe203 of chroomoxi-den) , en dan drogen en sinteren van de gel (zie, bijvoorbeeld, tjs-A-4.623.364) 5 Op typerende wijze kunnen de filamentachtige schuur- korrels van sol-gel aluinaarde verkregen worden door verscheidene werkwijzen, zoals extruderen of spinnen van een sol of gel van gehydrateerde aluinaarde in continue filamentachtige korrels, drogen van de filamentachtige korrels 10 die aldus verkregen zijn, snijden of breken van de filamentachtige korrels tot de gewenste lengten en dan branden van de filamentachtige korrels op een temperatuur van, bij voorkeur, niet meer dan ongeveer 1500°C. Voordelige werkwijzen voor het maken van de korrels zijn beschreven in de 15 volgende Amerikaanse octrooischriften: 5.244.477, 5.194.072 en 5.372.620. Extrusie is het meest nuttig voor een sol of gel van gehydrateerde aluinaarde tussen ongeveer 0,254 mm en ongeveer 1,0 mm in diameter die, na drogen en branden, ruwweg equivalent in diameter zijn met die 20 van de zeefopeningen die gebruikt worden voor 100 grit respectievelijk 24 grit schuurmiddelen. Spinnen is het meest nuttig voor filamentachtige korrels met een afmeting van minder dan ongeveer 100 micron in diameter na branden.

Gels die het meest geschikt zijn voor extrusie hebben 25 in het algemeen een gehalte vaste stof van ongeveer 30-68%. Het optimale gehalte vaste stof varieert met de diameter van het filament dat wordt geëxtrudeerd. Bijvoorbeeld verdient een gehalte vaste stof van ongeveer 60% de voorkeur voor filamentachtige schuurkorrels met een ge-30 brande diameter die ruwweg equivalent is aan de zeefope-ning voor een vermalen schuurkorrel van 50 grit. Wanneer de filamentachtige schuurkorrels van sol-gel aluinaarde gevormd zijn door spinnen, is het wenselijk om ongeveer 1% tot 5% toe te voegen van een niet-glasvormend spinhulpmid-3 5 del, zoals polyethyleenoxide, aan de sol waaruit de gel gevormd wordt, om gunstige viscositeit- en elasticiteitei-genschappen aan de gel te leveren voor het vormen van de 11 filamentachtige schuurkorrels. Het spinhulpmiddel wordt gedurende calcineren of branden uitgebrand uit de filamentachtige schuurkorrels.

Wanneer een filamentachtiqe gekiemde schuurkorrel van 5 sol-gel aluinaarde gebruikt wordt voor het mengsel van schuurkorrels, wordt bij voorkeur, gedurende de werkwijze van het extruderen of spinnen van een sol of gel van gehy-drateerde aluinaarde in continue filamentachtige korrels, een werkzame hoeveelheid van een submicron kristallijn 10 kiemmateriaal toegevoegd, dat een snelle omzetting van de gehydrateerde aluinaarde in de gel tot zeer fijne alfa-kristallen van aluinaarde stimuleert. Voorbeelden van kiemmaterialen zijn zoals boven beschreven.

Verscheidene gunstige vormen kunnen gegenereerd wor-15 den voor geëxtrudeerde gelkorrels door de gel te extruderen door matrijzen met de vorm die wenselijk is voor de dwarsdoorsnede van de korrels. Deze kunnen, bijvoorbeeld, vierkant, ruitvormig, ovaal, buisvormig of stervormig zijn. In het algemeen is de dwarsdoorsnede echter rond. De 20 aanvankelijk gevormde continue filamentachtige korrels worden bij voorkeur gebroken of gesneden in lengten van de maximum afmeting die wenselijk is voor de beoogde slijp-toepassing. Nadat de filamentachtige gelkorrels naar wens zijn vormgegeven, gesneden of vermalen, en gedroogd indien 25 noodzakelijk, worden zij in een eindvorm van schuurkorrels omgezet door beheerst branden. In het algemeen ligt een temperatuur voor de brandstap in een bereik tussen ongeveer 1200°C en ongeveer 1350°C. Op typerende wijze ligt de brandduur in een bereik tussen ongeveer 5 minuten en 1 30 uur. Echter kunnen andere temperaturen en tijden eveneens gebruikt worden. Voor korrels die grover zijn dan ongeveer 0,25 mm, verdient het de voorkeur om het gedroogde materiaal voor te branden bij ongeveer 400-600°C gedurende ongeveer verscheidene uren tot ongeveer 10 minuten om de res-35 terende vluchtige bestanddelen en het gebonden water te vermijden, hetgeen zou kunnen leiden tot scheuren van de korrels gedurende het branden. In het bijzonder voor kor- 12 reis die gevormd zijn van gekiemde gels, veroorzaakt overmatig branden snel grotere korrels die de meeste of alle smallere korrels daar omheen absorberen, zodat de uniformheid van het product op een micro-structuurschaal wordt 5 verminderd.

Geagglomereerde schuurkorrels voor het mengsel van schuurkorrels in deze uitvinding zijn driedimensionale korrels die een groot aantal schuurkorrels en een bindend materiaal bevatten. De geagglomereerde schuurkorrels heb-10 ben een gemiddelde afmeting die ongeveer 2 tot 2 0 maal groter is dan de gemiddelde greepmaat van de schuurkorrels. Bij voorkeur hebben de geagglomereerde schuur-korrrels een gemiddelde diameter in een bereik tussen ongeveer 200 en ongeveer 3000 micrometer. Op typerende wijze 15 hebben de geagglomereerde schuurkorrels een losse pakking-dichtheid (LPD; loose packing density) van, bijvoorbeeld, ongeveer 1,6 g/cc voor 120 gritmaat (106 micron) korrel en ongeveer 1,2 g/cc voor 60 gritmaat (2 50 micron) korrel en een poreusheid van ongeveer 3 0 tot 88%, per volume. Geag-20 glomereerde filamentachtige schuurkorrels die gemaakt zijn met TG2 korrel hebben een losse pakkingdichtheid van ongeveer 1,0 g/cc. Voor de meeste korrels, bedraagt de losse pakkingdichtheid van de geagglomereerde schuurkorrel ongeveer 0,4 maal de losse pakkingdichtheid van dezelfde kor-25 rel, gemeten als losse, ongeagglomereerde korrel. De geagglomereerde schuurkorrels hebben bij voorkeur een minimum druksterktewaarde van ongeveer 0,2 MPa.

De geagglomereerde schuurkorrels kunnen één of meer van de schuurkorrels bevatten waarvan bekend is dat die 30 geschikt zijn voor gebruik in schuurgereedschappen, zoals de aluinaardekorrels, waaronder gesmolten aluinaarde, niet-filamentachtige gesinterde sol-gel aluinaarde, gesinterde bauxiet, en dergelijke; siliciumcarbide,- aluinaarde-zirkoon, waaronder samengesmolten aluinaarde-zirkoon en 35 gesinterde aluinaarde-zirkoon; aluminiumoxynitride; boor-suboxide; granaat; vuursteen; diamant, waaronder natuurlijke en synthetische diamant; kubisch boornitride (CBN; 13 cubic boron nitride); en combinaties ervan. Tot aanvullende voorbeelden van geschikte schuurkorrels behoren ongekiemde, gesinterde schuurkorrels van sol-gel aluinaarde die microkristallijne alfa-aluinaarde bevatten en ten min-5 ste één oxide modificator, zoals metaaloxiden van zeldzame aarden (bijvoorbeeld, Ce02, Dy203, Er203, Eu203, La203, Nd203, Pr203, Sm203, Yb203 en Gd203) , alkalimetaaloxiden (bijvoor beeld Li20, Na20 en K20) , aardalkalimetaaloxiden (bijvoorbeeld MgO, CaO, SrO en BaO) en overgangsmetaaloxiden (bij-10 voorbeeld Hf02, Fe203, MnO, NiO, Ti02, Y203, ZnO en Zr02) (zie, bijvoorbeeld, de volgende Amerikaanse octrooischrif-ten: 5.779.743; 4.314.827; 4.770.671, 4.881.951; 5.429.647 en 5.551.963, waarvan de volledige inhoud hierin door verwijzing is opgenomen). Tot specifieke voorbeelden van on-15 gekiemde, gesinterde schuurkorrels van sol-gel aluinaarde behoren aluminaten van zeldzame aarden, voorgesteld door de formule LnMAl11019, waarbij Ln een trivalent metaalion is, zoals La, Nd, Ce, Pr, Sm, Gd, of Eu, en M een divalent metaalkation is, zoals Mg, Mn, Ni, Zn, Fe of Co (zie, bij-20 voorbeeld, US-A-5.779.743) . Dergelijke zeldzame aarden aluminaten hebben in het algemeen een hexagonale kristalstructuur, soms aangeduid als een magnetoplumbiet kristalstructuur. Een verscheidenheid aan voorbeelden van geag-glomereerde schuurkorrels is te vinden in US-B2-6.679.758 25 en de Amerikaanse octrooiaanvrage 2003/0194954, waarvan de volledige openbaarmaking hierin door verwijzing is opgenomen .

Elke vorm of afmeting van de schuurkorrel kan gebruikt worden. Bij voorkeur wordt de afmeting van de geag-30 glomereerde schuurkorrels voor het mengsel van schuurkorrels gekozen om het verlies in bioporeusheid en -doorla-tendheid te minimaliseren. Korrelafmetingen die geschikt zijn voor gebruik in de geagglomereerde schuurkorrels variëren van gebruikelijke schuurgrits (bijvoorbeeld, groter 35 dan ongeveer 60 en tot ongeveer 7000 micron) tot micro-schuurgrits (bijvoorbeeld ongeveer 0,5 tot ongeveer 60 micron) , en mengsels van deze maten. Voor een bepaalde 14 schuurslijphandeling, kan het wenselijk zijn om schuurkor-rels te agglomereren met een gritmaat kleiner dan een schuurkorrel (ongeagglomereerde) gritmaat die gewoonlijk gekozen wordt voor deze schuurslijpbewerkinq. Bijvoorbeeld 5 kan de geagglomereerde 80 gritmaat (180 micron) schuurmiddel vervangen worden door 54 gritmaat (300 micron) schuurmiddel, geagglomereerde 100 gritmaat (125 micron) voor 60 gritmaat (250 micron) schuurmiddel en geagglomereerde 120 gritmaat (106 micron) voor 80 gritmaat (180 micron) 10 schuurmiddel.

Een voordelige agglomeraatmaat voor typerende schuur-korrels varieert van ongeveer 200 tot ongeveer 3000, met meer voorkeur ongeveer 350 tot ongeveer 2000, met de meeste voorkeur ongeveer 425 tot ongeveer 1000 micrometer in 15 gemiddelde diameter. Voor microschuurkorrels, varieert een voordelige geagglomereerde maat van ongeveer 5 tot ongeveer 180, met meer voorkeur ongeveer 20 tot ongeveer 150, met de meeste voorkeur ongeveer 70 tot ongeveer 120 micrometer in gemiddelde diameter.

20 In de geagglomereerde schuurkorrels voor de uitvin ding, zijn schuurkorrels op typerende wijze aanwezig in een hoeveelheid van 10 tot ongeveer 95 volume% van het agglomeraat. Bij voorkeur zijn schuurkorrels aanwezig in een omvang van ongeveer 3 5 tot ongeveer 95 volume%, met meer 25 voorkeur ongeveer 48 tot ongeveer 50 volume%, van het agglomeraat. De balans van het agglomeraat bevat bindmateri-aal en poriën.

Zoals bij de geagglomereerde schuurkorrels, is een agglomeraat van de filamentachtige sol-gelschuurkorrels 30 voor toepassing in deze uitvinding driedimensionale korrels die een groot aantal filamentachtige sol-gel schuurkorrels en een tweede bindend materiaal bevatten. Bij voorkeur bevat het agglomeraat van de filamentachtige sol-gel schuurkorrels voorts een secundaire schuurkorrel zoals 35 boven beschreven.

In een specifiek voorbeeld, heeft de secundaire schuurkorrel een niet-filamentachtige vorm. In een uitvoe- 15 ring kan het agglomeraat van filamentachtige sol-gel schuurkorrel, dat een groot aantal korrels bevat van de filamentachtige sol-gel schuurkorrel en secundaire schuurkorrel. gebruikt worden voor het mengsel van schuurkorrels 5 in combinatie met de geagglomereerde schuurkorrels. In een oudere uitvoering, kan het agglomeraat van de filamentachtige sol-gel schuurkorrel, die een groot aantal korrels bevat van de filamentachtige sol-gel schuurkorrel en secundaire schuurkorrel, gebruikt worden voor een schuurmid-10 del voor de schuurgereedschappen van de uitvinding, zonder mengen met de geagglomereerde schuurkorrels. Typerende eigenschappen van de agglomeraten van filamentachtige sol-gel schuurkorrels, zijn zoals hierboven besproken voor de geagglomereerde schuurkorrels.

15 Door verschillende gritmaten te kiezen voor mengsels van de filamentachtige korrel en de niet-filamentachtige korrel, kan men de slijpprestatie van de geagglomereerde korrels bevattende schuurgereedschappen afstellen. Bijvoorbeeld kan een gereedschap dat gebruikt wordt voor een 20 slijpbewerking die uitgevoerd wordt bij een relatief hoge materiaal verwijdersnelheid (MRR; material removal rate), gemaakt worden met een korrelagglomeraat met een 4 6 grit (355 micron) vierkante of blokvormige aluinaardekorrel en een 80 grit (180 micron) TG2 korrel. Op een overeenkomsti-25 ge wijze kunnen gereedschappen die aangepast zijn voor hoge MRR bewerkingen, agglomeraten bevatten van alleen de 46 grit vierkante of wolkachtige aluinaardekorrel, gemengd met losse, ongeagglomereerde korrels van 80 grit TG2 korrel. In een ander voorbeeld kan een gereedschap dat ge-30 bruikt wordt bij een slijpbewerking waarvoor een beheerste, fijne oppervlakteafwerking nodig is, zonder krassen op het oppervlak van het werkstuk, gemaakt worden met een korrelagglomeraat met een 120 grit (106 micron) vierkante of blokvormige aluinaardekorrel en een 80 grit (180 mi-35 cron) TG2 korrel. In een alternatieve uitvoering kunnen gereedschappen die afgestemd zijn voor slijpen of polijsten met fijne oppervlaktekwaliteit agglomeraten bevatten 16 van alleen de 120 grit (106 micron) vierkante of blokvormige aluinaardekorrel, gemengd met losse, ongeagglomereer-de korrels van 80 grit (180 micron) TG2 korrel.

Elk bind(bindend)materiaal tot op typerende wijze ge-5 bruikt wordt voor gebonden schuurgereedschappen in het vakgebied, kan gebruikt worden voor het bindend materiaal van de geagglomereerde schuurkorrels ("hierna het eerste bindende materiaal") en het tweede bindende materiaal van het agglomeraat van filamentachtige sol-gel schuurkorrels. 10 Bij voorkeur bevatten de eerste en tweede bindende materialen elk onafhankelijk een anorganisch materiaal, zoals keramische materialen, verglaasde materialen, verglaasde bindsamenstellingen en combinaties ervan, met meer voorkeur keramische en verglaasde materialen van het soort dat 15 gebruikt wordt als bindsystemen voor gevitrifiseerd gebonden schuurgereedschappen. Deze verglaasde bindmaterialen kunnen een vooraf gebrand glas zijn, dat gemalen wordt tot een poeder (een frit) , of een mengsel van verscheidene grondstoffen zoals klei, veldspaat, ongebluste kalk, borax 20 en soda, of een combinatie van gemalen materialen en grondstoffen. Dergelijke materialen versmelten en vormen een vloeibare gasfase bij temperaturen variërend vanaf ongeveer 500 tot ongeveer 1400°C en bevochtigen het oppervlak van de schuurkorrel voor het creëren van bin- 25 duitsteeksels bij afkoelen, zodat de schuurkorrel binnen een composietstructuur wordt vastgehouden. Voorbeelden van geschikte bindende materialen voor gebruik in de agglomeraten kunnen, bijvoorbeeld, gevonden worden in US-B2 6.679.758 en de Amerikaanse octrooiaanvrage 2003/0194954. 30 Gunstige bindende materialen worden gekenmerkt door een viscositeit van ongeveer 345 tot 55300 poise bij ongeveer 1180°C, en door een smelttemperatuur van ongeveer 800 tot ongeveer 1300°C.

In een voorkeursuitvoering zijn de eerste en tweede 35 bindende materialen elk onafhankelijk een verglaasde bind-samenstelling met een gebrande oxidesamenstelling van Si02, B203 , Al203, aardalkalioxiden en alkalioxiden. Een 17 voorbeeld van de gebrande oxidesamenstelling bevat 71 gew.% Si02 en B203, 14 gew.% A1203, minder dan 0,5 gew.% aardalkalioxiden en 13 gew.% alkalioxiden.

De eerste en tweede bindende materialen kunnen tevens 5 een keramisch materiaal zijn, waaronder silica, alkali, aardalkali, gemengde alkali- en -aardalkalisilicaten, aluminiumsilicaten, zirkoniumsilicaten, gehydrateerde silicaten, aluminaten, oxiden, nitriden, oxinitriden, carbiden, oxycarbiden en combinaties en derivaten ervan. In het allo gemeen verschillen keramische materialen van glasachtige of verglaasde materialen doordat de keramische materialen kristallijne structuren bevatten. Sommige glasachtige fasen kunnen aanwezig zijn in combinatie met de kristallijne structuren, in het bijzonder in keramische materialen in 15 een ongeraffineerde toestand. Keramische materialen in een ruwe toestand, zoals klei, cement en mineralen, kunnen hierin gebruikt worden. Tot voorbeelden van specifieke keramische materialen die geschikt voor gebruik hierin zijn, behoren silica, natriumsilicaten, mulliet en andere alumi-20 nosilicaten, zirkonium-mulliet, magnesiumaluminaat, magne-siumsilicaat, zirkoniumsilicaten, veldspaat en andere al-kali-aluminosilicaten, spinels, calciumaluminaat, magnesiumaluminaat en andere alkalialuminaten, zirkonium, zirko-nium gestabiliseerd met yttria, magnesia, calcia, cerium-25 oxide, titania, of andere zeldzame aardenadditieven, talk, ijzeroxide, aluminiumoxide, bohemiet, booroxide, cerium-oxide, aluinaarde-oxinitride, boornitride, siliciumnitri-de, grafiet en combinaties van deze keramische materialen.

In het algemeen worden de eerste en tweede bindende 30 materialen elk onafhankelijk in poedervorm gebruikt en eventueel toegevoegd aan een vloeibaar vehikel om een uniform, homogeen mengsel van bindend materiaal met schuur-korrel gedurende fabricage van de agglomeraten te waarborgen.

35 Een dispersie van organische bindmiddelen wordt bij voorkeur toegevoegd aan de poedervormige bindende materi-aalcomponenten, als giet- of verwerkingshulpstoffen. Deze 18 bindmiddelen kunnen dextrinen, zetmeel, lijm van dierlijke eiwitten, en andere soorten lijm; een vloeibare component, zoals water, oplosmiddel, viscositeit- of pH-modifieatoren; en menghulpmiddelen, bevatten. Gebruik van 5 organische bindmiddelen verbeterd de gelijkmatigheid van het agglomeraat, in het bijzonder de gelijkmatigheid van de dispersie van het bindende materiaal op de korrel, en de structurele kwaliteit van de vooraf gebrande of groene agglomeraten, evenals die van het gebrande schuurgereed-10 schap dat de agglomeraten bevat. Doordat de organische bindmiddelen gedurende het branden van de agglomeraten weggebrand worden, worden zij geen deel van het voltooide agglomeraat en ook niet van het voltooide schuurgereed-schap. Een anorganische hechtingstimulator kan toegevoegd 15 worden aan het mengsel voor het verbeteren van de hechting van de bindende materialen aan de schuurkorrel, wanneer dat nodig is om de mengkwaliteit te verbeteren. De anorga-niscche hechtstimulator kan met of zonder een organisch bindmiddel tijdens het bereiden van de agglomeraten ge-20 bruikt worden.

Hoewel bij hoge temperatuur samensmeltende bindende materialen de voorkeur verdienen in de agglomeraten van de uitvinding, kan het bindende materiaal ook andere anorgan-insche bindmiddelen, organische bindmiddelen, organisch 25 bindende materialen, metalen binnenmaterialen en combinaties ervan, bevatten. Bindende materialen die gebruikt worden in de industrie van schuurgereedschappen als bindmiddelen voor de organisch gebonden schuurmiddelen, beklede schuurmiddelen, metaal gebonden schuurmiddelen en der-30 gelijk, verdienen de voorkeur.

Het bindende materiaal is aanwezig in een hoeveelheid van ongeveer 0,5 tot ongeveer 15 volume%, met meer voorkeur ongeveer 1 tot ongeveer 10 volume% en met de meeste voorkeur ongeveer 2 tot ongeveer 8 volume% van het agglo-3 5 meraat.

De voordelige volume% poreusheid binnenin het agglomeraat is zo hoog als technisch mogelijk binnen de mecha- 19 nische sterktebeperkingen van het agglomeraat, noodzakelijk voor het vervaardigen van een schuurgereedschap en om daarmee te slijpen. De poreusheid kan variëren vanaf onge-vppr 30 tot ongeveer 88 volume%, bij voorkeur ongeveer 40 5 tot ongeveer 80 volume% en met de meeste voorkeur ongeveer 50 tot ongeveer 75 volume%. Een gedeelte (bijvoorbeeld, tot ongeveer 75 volume%) van de poreusheid binnen in de agglomeraten is bij voorkeur aanwezig als samenhangende poreusheid, of poreusheid die doorlatend is voor de stro-10 ming van fluïdums, waaronder vloeistoffen (bijvoorbeeld slijpkoelmiddel en swarf) en lucht.

De dichtheid van de agglomeraten kan op verschillende manieren worden uitgedrukt. De bulkdichtheid van de agglomeraten kan uitgedrukt worden als de LPD. De relatieve 15 dichtheid van de agglomeraten kan uitgedrukt worden als een percentage van de aanvankelijke relatieve dichtheid, of als een verhouding van de relatieve dichtheid van de agglomeraten tot de componenten die gebruikt worden voor het maken van de agglomeraten, rekening houdend met het 20 volume van de samenhangende poreusheid in de agglomeraten.

De aanvankelijke gemiddelde relatieve dichtheid, uitgedrukt als een percentage, kan berekend worden door delen van de LPD door een theoretische dichtheid van de agglomeraten, poreusheid nul aannemend. De theoretische dichtheid 25 kan berekend worden overeenkomstig de regel van volumetri-sche mengsels uit het gewichtspercentage en specifieke dichtheid van het bindende materiaal en van de schuurkor-rel die zich in de agglomeraten bevinden. Voor de agglomeraten die nuttig zijn voor de uitvinding, bedraagt een 30 maximum percentage relatieve dichtheid ongeveer 50 volu-me%, met een maximum percentage relatieve dichtheid van ongeveer 30 volume% als grotere voorkeur.

Een relatieve dichtheid kan gemeten worden door een fluidumverplaatsingvolumetechniek, om samenhangende po-35 reusheid te bevatten en poreusheid van gesloten cellen uit te sluiten. De relatieve dichtheid is de verhouding van het volume van de agglomeraten, gemeten door fluidumver- 20 plaatsing, tot het volume van de materialen die gebruikt worden om de agglomeraten te maken. Het volume van de materialen die gebruikt worden voor het maken van de agglomeraten is een maat van het schijnbare volume, gebaseerd 5 op de hoeveelheden en pakkingdichtheden van de schuurkor-rel en bindmateriaal, gebruikt om de agglomeraten te maken. In een voorkeursuitvoering, bedraagt een maximum relatieve dichtheid van de agglomeraten bij voorkeur ongeveer 0,7, met een maximum relatieve dichtheid van ongeveer 10 0,5 als grotere voorkeur.

De agglomeraten van schuurkorrels kan op verschillende manieren in verschillende vormen en afmetingen gevormd worden. Deze technieken kunnen uitgevoerd worden voor, gedurende of na het branden van het aanvankelijke ("groene") 15 mengsel van korrels en bindend materiaal. De stap van het verhitten van het mengsel om te zorgen dat het bindend materiaal smelt en uitvloeit, zodat het bindend materiaal gehecht wordt aan de korrel en de korrel gefixeerd wordt in een geagglomereerde vorm, wordt aangeduid als branden, 20 calcineren of sinteren. Elke manier die in het vakgebied bekend is voor het agglomereren van mengsels van deeltjes, kan gebruikt worden om de schurende agglomeraten te prepareren. Bijvoorbeeld kunnen werkwijzen gebruikt worden die geopenbaard zijn in US-B2-6.679.758 en de Amerikaanse oc-25 trooiaanvrage 2003/0194954, waarvan de volledige openbaarmaking hierin door verwijzing is opgenomen.

In een voorkeursuitvoering worden de agglomeraten van schuurkorrels, zoals gesinterde geagglomereerde schuurkorrels, door de volgende stappen geprepareerd: i) brengen 30 van de schuurkorrels en bindend materiaal in een roterende calcineeroven bij een geregelde toevoersnelheid; ii) roteren van de oven bij een geregelde snelheid; iii) verhitten van het mengsel bij een verhittingssnelheid die bepaald wordt door de toevoersnelheid en de snelheid van de oven, 35 tot een temperatuur in een bereik tussen ongeveer 80°C en ongeveer 1300°C. iv) laten tuimelen van de korrel en het bindende materiaal in de oven totdat het bindende materi- 21 aal aan de korrels hecht, en een groot aantal korrels aan elkaar hechten, voor het creëren van de gesinterde geag-glomereerde korrels; en v) uit de oven opvangen van de gesinterde, geagglomereerde korrels- Rij voorkeur hebben 5 de gesinterde geagglomereerde korrels een losse pakking-dichtheid die gelijk is aan of kleiner is dan ongeveer 1,6 g/cc.

In één voorbeeld van de hierin gebruikte werkwijze voor het maken van agglomeraten, wordt het aanvankelijke 10 mengsel van korrels en bindend materiaal geagglomereerd voorafgaande aan het branden van het mengsel, voor het creëren van een relatief zwakke mechanische structuur die aangeduid wordt als een "groen agglomeraat" of "agglomeraat voor het branden". In dit voorbeeld kunnen de schuur-15 korrels en bindende materialen in de groene toestand geagglomereerd worden door een aantal verschillende technieken, bijvoorbeeld in een panpelletiseerinrichting, om dan in een roterende calcineerinrichting gebracht te worden voor het sinteren. De groene agglomeraten kunnen geplaatst 2 0 worden op een bak of rek en gebrand worden in de oven, zonder te tuimelen, en dit volgens een continu of partij-gewijs werkend proces.

De schuurkorrel kan in een wervelbed gebracht worden, dan bevochtigd worden met een vloeistof die het bindende 25 materiaal bevat, om het bindende materiaal aan de korrel te hechten, gezeefd worden voor agglomeraatmaat, en dan in een oven of calcineerinrichting gebrand worden.

Panpelletiseren kan uitgevoerd worden door korrels in een mengkom te brengen, en een vloeibare component, die 30 het bindende materiaal bevat (bijvoorbeeld, water, of een organisch bindmiddel en water) op de korrel te doseren, om vervolgens te mengen, om ze samen te agglomereren. Een vloeibare dispersie van het bindende materiaal, eventueel met een organisch bindmiddel, kan over de korrel worden 35 gesproeid, en dan kan de beklede korrel worden gemengd om agglomeraten te vormen.

22

Een met lage druk werkende extrusieinrichting kan gebruikt worden voor het extruderen van een pasta van korrels en bindend materiaal, in afmetingen en vormen, die gedroogd worden voor het vormen van agglomeraten. Een pas-5 ta kan gemaakt worden van de bindende materialen en korrels met een organische bindmiddeloplossing, en tot een gewenste vorm geëxtrudeerd worden, bijvoorbeeld filamentachtige deeltjes, met de inrichting en werkwijze die geopenbaard is in US-A-4.393.021, waarvan de volledige open-10 baarmaking hierin door verwijzing is opgenomen.

In een droge granuleerwerkwi j ze, kan een plaat of blok, gemaakt van schuurkorrels, ingebed in een dispersie of pasta van het bindend materiaal, gedroogd worden en dan kan een rolpers gebruikt worden om de composiet van kor-15 reis en bindend materiaal te breken.

In een andere werkwijze voor het maken van groene of voorloop-agglomeraten, kan het mengsel van het bindend materiaal en de korrels toegevoegd worden aan een gietin-richting en het mengsel kan gegoten worden voor het vormen 20 van de precieze vormen en afmetingen, bijvoorbeeld op de wijze zoals geopenbaard in US-B2-6.217.413, waarvan de volledige openbaarmaking hierin door verwijzing is opgenomen .

In een tweede voorbeeld van de werkwijze die hierin 25 bruikbaar is voor het maken van agglomeraten, wordt een eenvoudig mengsel, bij voorkeur een in hoofdzaak homogeen mengsel, van de korrels en bindend materiaal (eventueel met een organisch bindmiddel) in een roterende calcineer-inrichting gebracht (zie, bijvoorbeeld, US 6.679.758). Men 3 0 laat het mengsel tuimelen bij een vooraf bepaalde opm (toerental) en langs een vooraf bepaalde helling, waarbij warmte wordt toegevoerd. Agglomeraten worden gevormd terwijl het bindende materiaal opwarmt, smelt, uitvloeit en aan de korrel hecht. De brand- en agglomereerstappen wor-35 den gelijktijdig uitgevoerd bij geregelde snelheden en volumen van toevoer en warmteuitoefening. De toevoersnelheid wordt in het algemeen ingesteld zodat een stroming ont- i • 23 staat die ruwweg 8-12%, per volume, inneemt van de buis (dat wil zeggen, het ovengedeelte) van de roterende calci-neerinrichting. De maximale temperatuurblootstelling binnenin de inriobting wordt gekozen om de vicositeit van de 5 bindende materialen in een vloeibare toestand te houden bij een viscositeit van ten minste ongeveer 1000 poise. Dit vermijdt overmatig stromen van het bindende materiaal over het oppervlak van de buis en verlies van bindend materiaal van het oppervlak van de schuurkorrel. Het agglo-10 mereerproces voor agglomereren en branden van de agglomeraten, kan in een enkele processtap of in twee gescheiden stappen, bij voorkeur in een enkele processtap, uitgevoerd worden.

Geschikte roterende calcineermachines kunnen verkre-15 gen worden bij Harper International, Buffalo, N.Y. , of Alstom Power, Ine., Applied Test Systems, Ine., en andere fabrikanten van apparatuur. De inrichting kan eventueel worden uitgerust met elektronische regel- en detectiein-richtingen voor het proces, een koelsysteem, verschillende 20 ontwerpen van toevoerapparatuur en andere optionele inrichtingen .

Wanneer schuurkorrels geagglomereerd worden met bij lagere temperatuur uithardende (bijvoorbeeld ongeveer vanaf 80 tot ongeveer 500°C) bindende materialen, kan een ro-25 terende oveninrichting die uitgerust is met een roterende droger gebruikt worden. De roterende droger voert verhitte lucht toe aan het afvoereinde van de buis voor het verhitten van het mengsel van schuurkorrels, zodat het bindende materiaal wordt uitgehard en zich bindt aan de korrel, om 30 daarmee de schuurkorrel te agglomereren, terwijl die uit de inrichting opgevangen wordt. Zoals hierin gebruikt, wordt de term "roterende calcineeroven" toegelicht door dergelijke roterende drooginrichtingen.

In een derde voorbeeld van de hierin bruikbare werk-35 wijze voor het maken van agglomeraten, wordt een mengsel van de schuurkorrel, binnen de materialen en een organisch bindsysteem in een oven gebracht, zonder vooraf agglomere- 24 ren, en verhit. Het mengsel wordt verhit tot een temperatuur die hoog genoeg is om te zorgen dat het bindend materiaal smelt, uitvloeit en aan de korrel hecht, en koelt dan af om een composiet te maken. De composiet wordt ver-5 brokkeld en gezeefd om de gesinterde agglomeraten te maken.

Volgens een vierde voorbeeld, worden de agglomeraten niet gesinterd alvorens het schuurgereedschap gemaakt wordt, in plaats daarvan worden de "groene" agglomeraten 10 gegoten met een bindmateriaal voor het vormen van een ge-reedschaplichaam en het lichaam wordt gebrand om het schuurgereedschap te vormen. Volgens een voordelige manier voor het uitvoeren van deze werkwijze, wordt een hoog viskeus (wanneer gesmolten voor het vormen van een vloeistof) 15 gevitrificeerd bindend materiaal gebruikt om korrels in de groene toestand te agglomereren. De groene agglomeraten worden dan in de oven gedroogd en gemengd met een tweede verglaasde gebonden samenstelling, met bij voorkeur lagere viscositeit, en in de vorm van een groen schuurgereedschap 20 gegoten. Dit groene gereedschap wordt gebrand bij een temperatuur die werkzaam is om het gevitrificeerd bindend materiaal van hoge viscositeit samen te smelten, terwijl vloeien ervan wordt vermeden. De brandtemperatuur wordt gekozen om voldoende hoog te zijn om de bindende materi-25 aalverbinding samen te smelten tot een glas; zodoende wordt de korrel geagglomereerd, en door te zorgen dat de bindende verbinding vloeit, agglomereert de binding en vormt het gereedschap. Het is niet essentieel om materialen met verschillende viscositeit te kiezen, en materialen 30 met verschillende samensmelt- of smelttemperaturen kunnen deze werkwijze uitvoeren. Andere combinaties van bindende materialen en bindmaterialen die in het vakgebied bekend zijn, kunnen in deze techniek gebruikt worden, om schuur-gereedschappen van agglomeraten in de groene toestand te 3 5 maken.

De gebonden schuurgereedschappen van de uitvinding bevatten in het algemeen elk type conventioneel schuurpro- 1 « 25 duct. Tot voorbeelden van dergelijke conventionele schuur-producten behoren slijpwielen, afsnijwielen en hoornstenen, die bestaan uit een bindende component en een mengsel van schurende korrels, of een agglomeraat van filamentachtige 5 sol-gel schuurkorrels, zoals boven beschreven. Geschikte werkwijzen voor het maken van gebonden schuurgereedschap-pen zijn geopenbaard in de Amerikaanse octrooischriften 5.129.919, 5.738.696 en 5.738.697, waarvan de volledige openbaarmaking hierin door verwijzing is opgenomen.

10 Elke binding die gewoonlijk toegepast wordt in schuurartikelen, kan bij deze uitvinding gebruikt worden. Hoeveelheden bind- en schuurmateriaal kunnen op typerende wijze variëren vanaf ongeveer 3% tot ongeveer 25% bindma-teriaal en ongeveer 10% tot ongeveer 70% schuurkorrel, per 15 volume, van het gereedschap. Bij voorkeur is het mengsel van schuurkorrels in het gebonden schuurgereedschap aanwezig in een hoeveelheid van ongeveer 10-60%, met meer voorkeur ongeveer 20-52%, per volume, van het gereedschap. Wanneer het agglomeraat van filamentachtige sol-gel 20 schuurkorrels gebruikt wordt zonder mengen met de geagglo-mereerde schuurkorrels, is tevens de hoeveelheid van het agglomeraat van filamentachtige sol-gel schuurkorrels in het gebonden schuurgereedschap aanwezig in een hoeveelheid van ongeveer 10-60%, met meer volume ongeveer 20-52%, per 25 volume, van het gereedschap. Een voordelige hoeveelheid bindmiddel kan in afhankelijkheid van het voor het schuurgereedschap toegepaste bindtype variëren.

In een uitvoering kunnen de schuurgereedschappen van de uitvinding met een harsbindmiddel gebonden worden. Tot 30 geschikte harsbindmiddelen behoren fenolharsen, ureumfor-maldehydeharsen, melamineformaldehydeharsen, urethaanhar-sen, acrylaatharsen, polyesterharsen, aminoplastharsen, epoxyharsen, en combinaties ervan. Voorbeelden van geschikte harsbindmiddelen en technieken voor het maken van 35 dergelijke bindmiddelen zijn, bijvoorbeeld, te vinden in de volgende Amerikaanse octrooischriften: 6.251.149,- 6.015.338; 5.976.204; 5.827.337; en 3.323.885, waarvan de 26 volledige inhoud hierin door verwijzing is opgenomen. Op typerende wijze zijn de harsbindmiddelen in de verbindingen van de schuurgereedschappen aanwezig in een hoeveelheid van nngevfifir 3%-48% per volume. Eventueel kunnen ad-5 ditieven, zoals vezels, slijphulpmiddelen, smeermiddelen, bevochtigingsmiddelen, oppervlakactieve stoffen, pigmenten, kleurstoffen, antistatische middelen (bijvoorbeeld koolstofzwart, vanadiumoxide, grafiet, enzovoorts), kop-pelmiddelen (bijvoorbeeld silanen, titanaten, zirkoalumi-10 naten, enzovoorts), weekmakers, suspendeermiddelen en dergelijke, verder toegevoegd worden aan de harsbindmiddelen. Een typerende hoeveelheid van de additieven bedraagt ongeveer 0-70% per volume van het gereedschap.

In een andere uitvoering omvat de bindcomponent van 15 het gereedschap een anorganisch materiaal dat gekozen is uit de groep die bestaat uit keramische materialen, verglaasde materialen, verglaasde bindverbindingen en combinaties ervan. Voorbeelden van geschikte bindmiddelen kunnen gevonden worden in de volgende Amerikaanse octrooi-20 schriften: 4.543.107; 4.898.597; 5.203.886; 5.025.723; 5.401.284; 5.095.665; 5.711.774; 5.863.308; en 5.094.672, waarvan de volledige inhoud hierin door verwijzing is opgenomen. Bijvoorbeeld behoren tot geschikte glasachtige bindmaterialen voor de uitvinding, conventionele glasach-25 tige bindmaterialen die gebruikt worden voor schuurkorrels van samengesmolten aluinaarde of sol-gel aluinaarde. Dergelijke bindmiddelen zijn beschreven in de Amerikaanse oc-trooischriften 5.203.886, 5.401.284 en 5.536.283. Deze verglaasde bindmiddelen kunnen bij relatief lage tempera-30 turen gebrand worden, bijvoorbeeld ongeveer 850-1200°C. Andere glasachtige bindmiddelen die geschikt zijn voor gebruik bij de uitvinding, kunnen bij temperaturen beneden ongeveer 875°C gebrand worden. Voorbeelden van deze bindmiddelen zijn geopenbaard in US-A-5.863.308. Bij voorkeur 35 worden glasachtige bindmiddelen die gebrand kunnen worden bij een temperatuur in een bereik tussen ongeveer 850°C en ongeveer 1200°C in de uitvinding toegepast. In één speci- • » 27 fiek voorbeeld, is het glasachtige bindmiddel een alkali boor aluinaardesilica (zie, bijvoorbeeld, de Amerikaanse octrooischriften 5.203.886, 5.025.723 en 5.711.7740).

De glasachtige bindmiddelen bevinden zich in de ver-5 bindingen van de schuurgereedschappen op typerende wij ze in een hoeveelheid van minder dan ongeveer 28% per volume, zoals tussen ongeveer 3 en ongeveer 25 volume%; tussen ongeveer 4 en ongeveer 20 volume%; en tussen ongeveer 5 en ongeveer 18,5 volume%.

10 Eventueel kunnen de bindcomponent van het schuurge- reedschap en de bindende materialen, waaronder de eerste en tweede bindende materialen, dezelfde type bindverbin-dingen bevatten, zoals een verglaasde bindverbinding met verbrande oxideverbindingen van Si02, B203, Al203, aardalka-15 lioxiden en alkalioxiden.

De filamentachtige sol-gel schuurkorrel in combinatie met de geagglomereerde schuurkorrel, of het agglomeraat van filamentachtige sol-gel schuurkorrel met of zonder menging met de geagglomereerde schuurkorrels, staat de 20 productie toe van gebonden schuurgereedschappen met een sterk poreuze en doorlatende structuur. Echter kunnen eventueel conventionele poriënverzorgende mediums, zoals holle glaskorrels, massieve glaskorrels, holle harskorrels, massieve harskorrels, geschuimde glasdeeltjes, ge-25 schuimde aluinaarde, en dergelijke, ondergebracht worden in de onderhavige wielen, zodat een nog betere mogelijkheid ontstaat met betrekking tot kwaliteit en aantal structuurvariaties.

De gebonden schuurgereedschappen van de uitvinding 30 bevatten bij voorkeur vanaf ongeveer 0,1% tot ongeveer 80% poreusheid per volume. Met meer voorkeur bevatten zij vanaf ongeveer 35% tot ongeveer 80%, en met nog meer voorkeur vanaf ongeveer 40% tot ongeveer 78%, per volume, van het gereedschap.

35 Wanneer een harsbinding toegepast wordt, wordt het gecombineerde mengsel van schuurkorrels en harsbindcompo-nent uitgehard bij een temperatuur, bijvoorbeeld in een 28 bereik tussen ongeveer 60 °C en ongeveer 3 00°C, om een harsachtig schuurgereedschap te maken. Wanneer een glas-achtig bindmiddel toegepast wordt, wordt het gecombineerde mengsel van srhnnrkorrels en glasachtige bindcomponent qe-5 brand bij een temperatuur in een bereik van, bijvoorbeeld, ongeveer 600°C tot ongeveer 1350°C, om een verglaast zuur-gereedschap te maken.

Wanneer een glasachtig bindmiddel toegepast wordt, worden de verglaasde schuurgereedschappen op typerende 10 wijze gebrand op een manier zoals bekend aan de vakman. De brandomstandigheden worden voornamelijk bepaald door de eigenlijke bind- en schuurmiddelen die gebruikt worden. Branden kan uitgevoerd worden in een inerte atmosfeer of in lucht. In sommige uitvoeringen worden de gecombineerde 15 componenten in een omgevingsluchtatmosfeer gebrand. Zoals hierin gebruikt, verwijst de uitdrukking "omgevingsluchtatmosfeer" naar lucht die zonder behandeling uit de omgeving gezogen wordt.

Giet- en persprocessen voor het vormen van schuurge-20 reedschappen, zoals wielen, stenen, wetgereedschappen en dergelijke, kunnen uitgevoerd worden op een wijze zoals in het vakgebied bekend. Bijvoorbeeld openbaart US-A-6.609.963, waarvan de openbaarmaking hierin opgenomen is door verwijzing, een dergelijke geschikte werkwijze.

25 Op typerende wijze worden de componenten gecombineerd door mechanisch mengen. Additionele ingrediënten zoals, bijvoorbeeld, organische bindmiddel, kunnen worden toegevoegd, zoals in het vakgebied bekend. Componenten kunnen achtereenvolgens of in een enkele stap worden gecombi-30 neerd. Eventueel kan het verkregen mengsel gezeefd worden, om agglomeraten te verwijderen, die gedurende het mengen ontstaan zijn.

Het mengsel wordt in een geschikte vorm geplaatst om te persen. Vormgegeven plunjers worden gewoonlijk toege-35 past om het mengsel af te dekken. In één voorbeeld, worden de gecombineerde componenten gegoten en geperst in een vorm die geschikt is voor een slijpwielrand. Persen kan •» • 29 langs elke geschikte weg plaatsvinden, zoals door koudper-sen of door warmpersen, zoals beschreven in US-A-6.609.963. Giet- en persmethoden die vermorzelen van de holle lichamen vermijden, verdienen de voorkeur.

5 Koud persen verdient de voorkeur en daartoe behoort in het algemeen, bij kamertemperatuur, toepassen van een aanvankelijke druk die voldoende is om het vormsamenstel bijeen te houden.

Wanneer heet persen toegepast wordt, wordt druk uit-10 geoefend voorafgaande aan, evenals gedurende, het branden. Als alternatief kan de druk toegepast worden in het vormsamenstel, nadat een artikel verwijderd is uit een oven, hetgeen aangeduid wordt als "heet slaan".

In sommige uitvoeringen waarbij de holle lichamen 15 toegepast worden, blijft bij voorkeur ten minste 90% per gewicht van de holle lichamen na het gieten en persen in tact.

Het schuurartikel wordt uit de vorm verwijderd en aan de lucht gekoeld. In een latere stap, kan het gebrande ge-20 reedschap worden randbewerkt en afgewerkt overeenkomstig standaardpraktijk, en dan voorafgaande aan gebruik op snelheid worden getest.

De schuurgereedschappen van de uitvinding zijn geschikt om alle soorten metalen te slijpen, zoals verschei-25 dene staalsoorten, waaronder roestvrij staal, gietstaal en gehalte gereedschapstaal, gietijzersoorten, bijvoorbeeld taai ijzer, kneedbaar ijzer, bolvormig grafietijzer, gehard ijzer en modulair ijzer; en metalen zoals chroom, titaan en aluminium. In het bijzonder zijn de schuurgereed-30 schappen van de uitvinding doelmatig in slijptoepassingen waarbij er een groot contactoppervlak is met het werkstuk, zoals kruipvoedend, drijfwerk- en oppervlakteslijpen en in het bijzonder wanneer lastig te slijpen en warmtegevoelige materialen, zoals op nikkel gebaseerde legeringen, ge-35 bruikt worden.

30

De uitvinding wordt verder beschreven aan de hand van de navolgende voorbeelden, die niet als beperkend bedoeld zijn.

Voorbeeld 1. Prepareren van schuurwielen met een 5 mengsel van twee agglomeraathoofdproducten

Verscheidene combinaties van een agglomeraat van filamentachtige sol-gel schuurkorrel en geagglomereerde schuurkorrels werden geprepareerd voor experimentele schuurslijpwielen, zoals beschreven in Tabel 1. Hierin 10 stelt "TG2" een voorbeeld voor van een filamentachtige schuurkorrel van gekiemde sol-gel aluinaarde, verkregen van Saint-Gobain Abrasives in Worcester, MA. Norton® 38A schuurkorrel van samengesmolten aluinaarde, verkrijgbaar bij hetzelfde bedrijf, werd gebruikt voor de geagglome-15 reerde schuurkorrels (hierna "38A").

Een set van experimentele wielen werd samengesteld met verschillende verhoudingen van TG2 korrels tot agglomeraat van 38A korrels. Dergelijke wielen die een mengsel bevatten van een schuurkorrel van filamentachtige sol-gel 20 aluinaarde, of een agglomeraat ervan, en geagglomereerde schuurkorrels, worden hierna aangeduid als (geagglomereerde korrel-TG2) typen wielen. Vier geagglomereerde korrel-TG2 wielen (20-23) werden gemaakt met totaalhoeveelheden van 10, 30, 50 en 75 gew.% van TG2 en respectievelijk 90, 25 70, 50 en 25 gew.% van 38A korrels. De wielen werden ge maakt van twee agglomeraathalfproducten: a) agglomeraat van 75 gew.% van TG2 (slankheid 8:1) en 25 gew.% van 38A met 120 meshmaat (28A-120) ) in drie gew.% van bindend materiaal C, beschre- 30 ven in tabel 2 van US-B2-6.679.758 (gebrande samenstelling bevat 71 gew.% glasvormers (Si02 +

B203) ; 14 gew.% Al203; <0,5 gew.% aardalkali RO

(CaO, MgO) ; 13 gew.% alkali R20 (Na20, K20, Li20) , dichtheid is 2,42 g/cc en viscositeit (poise) 35 bij 1180°C is 345); en b) agglomeraat van 3 8A met 60 meshmaat (3 8A-60) in 3 gew.% van bindend materiaal C.

31

Hoofdproduct a) bevat een agglomeraat van 75 gew.% van TG2 korrels met 80 meshmaat en 75 gew.% van samengesmolten aluinaarde 38A korrels met 120 meshmaat (38A-120).

5 Hoofdproduct b) bevat een agglomeraat van samengesmolten aluinaarde 38A korrels met 60 meshmaat (3 8A-60) . Voor elk halfproduct, werd 3 gew.% van bindend materiaal C gebruikt als het bindend materiaal. Agglomeraten a) en b) werden geprepareerd in een roterende oven door de werkwijze als 10 beschreven in Voorbeeld 5 van US-B2-6.679758 B2, behalve dat de oven bedreven werd bij 1150°C. De figuur toont een scanning electron microscopy (SEM) opnamen van het agglomeraat a)van een mengsel van 75 gew.% van TG2 en 25 gew.% van 38A-120, geagglomereerd met 3 gew.% van bindend mate-15 riaal C. Zoals in de figuur getoond, zorgde fijn poeder van 38A-120 voor een goede korreldekking van de filamentachtige TG2 korrel.

Vier verschillende mengsels van schuurkorrels van de uitvinding werden verkregen door veranderen van de meng-2 0 verhouding van agglomeraten a) en b) , zoals samengevat in Tabel 1.

Tabel 1. Mengsels van schuurkorrels voor schuurge-reedschappen (20)-(23) 2 5 ____

Monster # TG2/(TG2+38A), (75 gew.% TG2 + 38A-60+3 gew.% 25 gew.% 38A- gew.% bin-

120) +3 gew.% dend materi-bindend materi- aal C

___aal C__ (23)__10__13__87_ (22)__30__40__60_ (21)__50__67__33_ (20) 75_ 100_ 0_

Slijpwielen met een eindmaat 20"xl"x 8" (50,8 cm x 2,5 cm x 20,3 cm) werden geconstrueerd door de schuurkor- 32 reis en agglomeraten te mengen met bindend materiaal C, tot een wiel gieten van het mengsel en branden van de gegoten wielen bij 950°C. Het agglomeraat cut-12/+pan (US Standard Sievemesh maat; houdt agglomeraten kleiner dan 12 5 mesh tegen) werd gebruikt.

Ter vergelijking werd een wiel gemaakt met 100% van een conventioneel agglomeraat van 38A-120 (monster (24) als een schuurmiddel door toepassen van de werkwijze die beschreven is in Voorbeeld 7 van US-B2-6.679.758.

10 Andere standaard wielen (27) en (28) gebruikten schuurmiddelen met 100% niet-agglomeraat van 38A-120 respectievelijk 100% van niet-agglomeraat van 38A-60, en standaard wielen (25) en (26) gebruikten schuurmiddelen met 100% niet-agglomeraat van TG-80 respectievelijk niet-15 agglomeraat van TG2-120. Deze standaard wielen zijn commerciële producten verkrijgbaar bij Saint Gobain Abrasives, Inc., Worcester, MA, en worden verkocht met de commerciële wielaanduidingen die voor elk in Tabel 2 aangegeven zijn. Hierna worden de wielen die conventionele agglo-20 meraten toepassen, zoals een agglomeraat van 38A, aangeduid als "vergelijking wielen met geagglomereerde korrel". Op overeenkomstige wijze worden de wielen die conventionele filamentachtige sol-gel schuurkorrels gebruiken, zoals TG2 korrels, hierna aangeduid als "TG2" wielen.

25

Voorbeeld 2. Mechanische eigenschappen van schuurwie-len van Voorbeeld 1 A. Elasticiteitsmodules (Emod)

Alle gegevens met betrekking tot Emod werden gemeten 30 door een Grindosonic machine, door de methode beschreven in J. Peters, "Sonic Testing of Grinding Wheels," Advances in Machine Tool Design and Research, Pergamon Press, 1968.

Fysische eigenschappen van TG2 wielen met geagglomereerde korrels (20)-(23) zijn gepresenteerd in Tabel 2 35 hieronder en worden vergeleken met standaardwielen met geagglomereerde korrels (24); standaard TG2 wielen (25) en (26); en conventionele standaardwielen (27) en (28). Zoals < t 33 in Tabel 2 getoond, waren de elasticiteitmoduli van standaard TG2 wielen (25) en (26) in overeenstemming met die van standaard 38A-60 wiel (28) . De elasticiteitsmodulus van standaard TG2 wielen (2 6) had de hoogste waarde van 5 deze geteste wielen. Wiel 24 met geagglomereerde korrels vertoonde onverwacht ongeveer 40% verlaging van de elasticiteitsmodulus in vergelijking met TG2 wielen (25) en (26) . Interessant was dat de elasticiteitmoduli van TG2 wielen met geagglomereerde korrels (20)- (30) varieerden 10 van 37 tot 42% lager in vergelijking met TG2 wielen (25) en (26) .

Het was opmerkelijk dat de elasticiteitmoduli van TG2 wielen met geagglomereerde korrels (20)-(23) niet wezenlijk veranderden met de verhouding TG2/38A, en dicht bij 15 de elasticiteitmodulus van wiel (24) met geagglomereerde korrels bleef

2 rH CO rH CN CN rH O

H -U ^ co cd co co cn

ï ,§ rH rH CN CN CN CN CN

ö c 1— U <0 Ü ia n a) W ^ H________ § 9 o co in oc cn

_ (VI „ vvvvOO

’*? m _ CN H ^ CO r~ rH CN

§! “ « O) ^HHCM

N H Oi ® 5 s m tj ~ __ ra 3

l rH

•Hflin cn ld oo co cn oc UT}- - ----- H O co N< ^n-^LDin

IJ 0 CN CN rH rH tH rH rH

ra 4J a cd 'H Pi

H ® CS

W -U ~ __

H TJ

® H

T3 ® co co *1* ^}* o-

CD CD CD CD CD CD

H(fl4j~ - - ' ~ ~ '

0) M pti U *“* HI t—t t—t i—I rH rH

<0 A O V

n ® h 2 CS TJ Oï 3 ^ ®

Ö 5 CO CD CD CD CD CD CD

(0 . - - - - -

^ S ® LD LD LD LD LD LD LD

ro «LD LD LD LD LD LD LD

ö £ o) r} .« <1> H_______ rl ®

B H

2 % N1 CN CN CN CN CN CN

£ fi - - - - - - - M dP 'H CD CO cooocooooo m ® m

ö H

(0 O_______ > > Ö j? a

<D |N CN CN CN CN CN CN

V H 13 00 " ' " ' 'TJ Lj 2 \d kovovovou) ^Q) ro ro co co co ro "H jj m ® <n ö H «------- /n (0 ^ oo co co co ^ J< « S 2 Z cdcdcdco^ (0 -H O) U _*_<________ 5 dp I H co ro co

. D) 0> rH H rH

> fl -H W W M

• ® ® C 3 i ' M 5 g ® hcn 01 00 01 01 hcn b h D^oooaaj^ i—| 5 ® o H E-* H E-* E-1 h ^

<0 3 -H co 3 3 S

X T5. S ® i <ü ™ op op op op <d r: 73 ~ —i cn —i O ld o o o —i

<o fi “ fl O O r~ ld co rH O

IHöTi^-tE-LujWra Mro

H o ^ o LJ ^ n r, ~ j-> — CN

©CHCjLDfcCCOfaO rH CN CO

•H«®OCNOOCNOCN cn cn cn O cn O

Z ^ wo-—£> u — > “ “ — u - > % * ^ in co co

CN rH

^ "z CN ^ <J\ LT) ^ n

rH CN

^ LD

kd

t—I rH

lo o\ ^ ld m co in in cn r- co r- cn ^ 10 co co co 00 < M fc

O

CN

rH

< in -H co -H r- 0) co o ^

H -H I

3 oV> So

<L) O CU O

HO H c

OH O CO

i-i M m u 4-) —' JJ 2 Ö ^ C co £

O CN O CN U

O '— u — J

36

Controlewielen zijn commerciële producten van Saint-Gobain Abrasives, Inc. (Norton Company), en worden verkocht met de alfanumerieke wielaanduidingen die voor elk aangegeven zij n.

5 b Waarden voor volume% bindmiddel van de wielen die agglomeraten gebruiken, bevatten het volume% glasachtig bindend materiaal dat op de korrels gebruikt wordt om de agglomeraten te maken, plus het wielbindmiddel.

c Zandstraalwaarden demonstreren dat de experimentele wie-10 len zachter zijn dan de controlewielen 25, 26 en 28 met niet geagglomereerde korrels.

B. Bezwijkmodulus (MOR; modules of Rupture)

Bezwijkmodulus werd bepaald met staven van de monsters (20)- (27) van Voorbeeld 1 door gebruikmaking van In-15 stron® Model MTS 1125 mechanische testmachine met een vier-punts buigjuk met een ondersteuningsoverspanning van 3", een belastingoverspanning van 1", en een belasting-snelheid van 0,050" per minuut testkopsnelheid. De metingen werden uitgevoerd door kracht uit te oefenen op het 20 monster totdat dat bezweek, waarbij de kracht op moment van bezwijken werd geregistreerd. De resultaten zijn samengevat in Tabel 2 hierboven. Zoals uit Tabel 2 blijkt, vertoonde het wiel met geagglomereerde korrels (24) in het algemeen een bezwijkmodulus die nogal overeenstemt met de 2 5 standaardproducten (25) , (2 6) en (27) . In het algemeen werden lagere bezwijkmoduli waargenomen dan die van deze producten voor TG2 producten (20)-(23) met geagglomereerde korrels (zie Tabel 2) . Terwijl de MOR gegevens van TG2 wielen (20)-(22) met geagglomereerde korrels, uitgezonderd 30 TG2 wiel (23) met geagglomereerde korrels, relatief lager waren dan die van standaard wielen (25), (26) en (27), wa ren zij relatief hoger in vergelijking met de MOR van 13-16 MPa, zoals gemeten aan conventionele wielen met geagglomereerde korrels met toepassing van 38A-60 agglomeraten 35 (zie Tabel 6-2 van WO 03/086703) . Aldus zijn de MOR gegevens van TG2 wielen (20)-(23) met geagglomereerde korrels nog steeds voldoende om te zorgen voor voldoende mechani- 37 sche sterkte voor slijpbewerkingen, zoals geïllustreerd in Voorbeeld 3 hieronder.

De afnamen van de bezwijkmodulus die waargenomen was bij TG2 wielen (20)-(23) met geagglomereerde korrels, kan 5 het gevolg zijn van het feit dat deze TG2 wielen met geagglomereerde korrels zachter waren dan verwacht, gegeven hun samenstelling. De afname in gebrande dichtheid als weergegeven in Tabel 2 is naar verwachting het gevolg van de afwezigheid van krimp. Deze afname in dichtheid geeft 10 eveneens aan dat de TG2 wielen met geagglomereerde korrels krimp weerstonden gedurende de thermische bewerking ten opzichte van de controlewielen met een identieke samenstelling in volume%, maar die gemaakt waren zonder geagglomereerde korrels (dat wil zeggen, volume% korrels, 15 bindmiddel en poriën, tot in totaal 100%). Deze eigenschap van de TG2 wielen met geagglomereerde korrels geeft aanzienlijke mogelijke voordelen aan voor de fabricage en de afwerking van schuurwielen.

De relatief lage stijfheid (e-modulus) van de TG2 20 wielen met geagglomereerde korrels volgens de uitvinding, zoals bereikt zonder toe te geven op de mechanische sterkte (bezwijkmodulus) was vrij uniek en onverwacht.

C. Snelheidtest/explosietest (Burst speed) 25 Mechanische sterkte-eigenschappen bepalen in het al gemeen of een composiet gebruikt kan worden als een gebonden schuurgereedschap voor slijpbewerkingen. Voor verglaasde wielen, wordt een relatie toegepast om de mechanische sterkte (bezwijkmodulus) van een teststaaf van de 30 composiet te koppelen met de rotatie-treksterkte die zorgt voor bezwijken van diezelfde composiet. Dientengevolge kan de bezwijkmodulus die gemeten wordt aan de teststaaf, een snelle en nauwkeurige schatting leveren van de explosie-snelheid van een slijpwiel dat gemaakt is met dezelfde 35 werkwijze met gebruikmaking van dezelfde samenstelling als de teststaaf.

38

Explosiesnelheidtesten van slijpwielen kan direct plaatsvinden met de gestandaardiseerde test die beschreven is in ANSI Standard B7.1-1988 (1995).

rinnvfintionele sli jpbewerkingen met kruipvoeding qe-5 bruiken traditioneel slijpwielen bij 6500 sfpm (33 m/s) met een maximum bedrijfssnelheid van ongeveer 8500 sfpm (43,2 m/s). De explosiesnelheidtestwaarden van alle TG2 wielen (20)-(23) met geagglomereerde korrels waren volledig aanvaardbaar voor gebruik bij slijpbewerkingen met 10 kruipvoeding.

Voorbeeld 3. Slijpprestatie van de schuurwielen van

Voorbeeld 1 TG2 wielen (20)-(23) met geagglomereerde korrels van 15 Voorbeeld 1 werden in slijpbewerkingen met kruipvoeding getest tegen de commerciële controlewielen (25), (26) en (27), die aanbevolen worden voor gebruik bij slijpbewer-kingen met kruipvoeding. Wiel (24) met geagglomereerde korrels (laboratoriumproefstuk) en een commercieel wiel 20 (29) met geagglomereerde korrels van Saint-Gobain Abrasi ves, Inc., Worcester, MA, werden eveneens als controlewielen getest.

Slijpen met kruipvoeding is slijpen met geringe kracht (groot contactoppervlak), algemeen gebruikt voor 25 verwijderen van filmmateriaal en voor brandgevoelige materialen. Drie belangrijke producteigenschappen zorgen dat een wiel tijdens kruipvoeding beter slijpt: i) laag slijp-vermogen; ii) lage brandgevoeligheid; en iii) geringe op-maakcompensatie. Door verlagen van het slijpvermogen wordt 30 slijpen bij een hogere verwijderingssnelheid mogelijk. Door brandgevoeligheid te verlagen, kan eveneens bij een hogere verwijderingssnelheid geslepen worden. Door opmaak-compensatie te verminderen terwijl een hogere verwijderingssnelheid en brandvrij heid gehandhaafd worden, kan de 35 levensduur van het wiel worden vergroot.

Alle wielen die gebruikt werden voor de slijptesten met kruipvoeding, hadden dezelfde afmetingen van 20x1x8", • « 39 en werden getest met gebruikmaking van de Hauni-Blohm Pro-fimat 410. Een wigslijptest werd uitgevoerd, waarbij het werkstuk onder een kleine hoek (0,05°) schuingesteld werd ten opzichte van de machi tiprI ede waarop dit was gemon-5 teerd. Deze geometrie zorgde voor een vergroting van de snijdiepte, een verhoging van de materiaalverwijderings-snelheid en vergroting van de spaandikte terwijl het slijpen van het begin tot het einde voortging. Tijdens deze slijppassages, zorgde de continue toename van de snijdiep-10 te voor een continue toename van de materiaalverwijder-snelheid (MMR) over de bloklengte (8 inch (20,3 cm)). Aldus werden in een enkele passage slijpgegevens over een reeks van omstandigheden verzameld. De evaluatie van wiel-prestatie in de wigtest werd verder ondersteunt door elek-15 tronisch meten en registreren van spindelvermogen en slijpkrachten. De precieze vaststelling van omstandigheden (metaalverwijdersnelheid (MRR; metal removal rate), spaandikte, enzovoorts) die voor onaanvaardbare resultaten zorgden, zoals verbranden bij het slijpen of bezwijken van 20 het wiel, bevorderde het karakteriseren van wielgedragin-gen en het in rangorde plaatsen van relatieve productpres-tatie.

Standaard slijpomstandigheden voor wigslijptesten bij 25 kruipvoeding (creepfeed): i) Machine: Hauni-Blohm Profimat 410 ii) Bedrijfswijze: wigvormig slijpen bij kruipvoeding 30 iii) Wielsnelheid: 5500 oppervlaktevoet per mi nuut (28m/s) iv) Tafelsnelheid: gevarieerd vanaf 5 tot 17,5 inch/minuut (12,7-44,4 cm/minuut) v) Koelmiddel: Master Chemical Trim E210 200, 35 bij een concentratie van 10%, met geïoni seerd putwater, 72 gal/min (272 L/min) 40 vi) Materiaal van werkstuk: Inconel 718 (42 HRc) vii) Wijze van opmaak: roterende diamant, conti-nu 5 viii) Opmaakcompensatie: 10,20 of 60 micro- inch, /omwenteling (0,25, 0,5 of 1,5 micro- meter/omwenteling) ix) Snelheidverhouding: + 0,8.

10 Standaard slijpomstandigheden voor sleufslijptesten met kruipvoeding i) Machine: Hauni-Blohm Profimat 410 ii) Bedrijfswijze: sleufslijpen met kruipvoe ding 15 iii) Wielsnelheid: 5500 oppervlaktevoet per mi nuut (28 m/s) iv) Tafelsnelheid: gevarieerd vanaf 5 tot 17,5 inch/minuut (12,7-44,4 cm/minuut) v) Koelmiddel: Master Chemical Trim E210 200, 20 bij een concentratie van 10%, met geïoni seerd putwater, 72 gal/min (272 L/min) vi) Materiaal van werkstuk: Inconel 718 (42 HRc) vii) Wijze van opmaak: roterende diamant, conti- 2 5 nu viii) Opmaakcompensatie: 15 micro-inch/omwente- ling ix) Snelheidverhouding: + 0,8.

30 Bij verbranden van het werkstuk, ruwe oppervlakteaf- werking of bij verlies van hoekvorm, was sprake van bezwijken. Wielslijtage werd niet geregistreerd, omdat het een slijptest met continue opmaak was. De materiaalverwij-dersnelheid waarbij bezwijken optrad (maximaal MMR) werd 35 vastgelegd.

41 A. Wigvormig slijpen van TG2 wielen met geagglome-reerde korrels bij 20 Min/omwenteling van opmaaksnel-heid

Maximum slijpnnplh^den (MRR) en specifieke slijpener-5 gieën van de geteste wielen (26)- (27) bij 20 /iin/omwenteling van opmaaksnelheid en 0,01 inch van start -diepte van snijwig zijn in Tabel 3 samengevat. Voordat bezwijken optrad, vertoonden standaard wiel (24) met geag-glomereerde korrels een 53% lagere materiaalverwijdersnel-10 heid dan de waarde van TG2 wiel (25) (Figuur 4) . TG2 wielen (22) en (23) met geagglomereerde korrels met 10 en 30 gew.% TG2, vertoonde MRR's (maximum slijpsnelheden) in overeenstemming met die van standaard wiel (24) met geagglomereerde korrels TG2 wiel (21) met geagglomereerde kor-15 reis met 50 gew.% TG2 vertoonde een maximum verwijdersnel-heid (MRR) die sterk overeen kwam met de waarden van TG2 wielen (25) en (26) (ongeveer 12% en ongeveer 6% lager dan die van TG wielen (25) respectievelijk (26) . Vrij verrassend vertoonde het TG2 wiel (2 0) met geagglomereerde kor-20 reis met 75 gew.% TG2 de hoogste MRR waarde van de geteste wielen, hetgeen 27% hoger was dan de waarde van TG2 wiel (25). Aldus demonstreerden de MRR gegevens van de TG2 wielen met geagglomereerde korrels wezenlijke voordelen van de combinatie van de technologieën van geagglomereerde 25 korrel en TG2.

Deze resultaten suggereren dat bepaalde combinaties van de technologieën van geagglomereerde korrels en TG2 kunnen leiden tot een slijpprestatie die superieur is in vergelijking met die van TG2 technologie. Deze onverwachte 30 superieure prestatie van de TG2 wielen met geagglomereerde korrels van de uitvinding ten opzichte van de TG2 wielen zorgen ervoor dat deze uitvinding, dat wil zeggen, de combinatie van de technologieën van geagglomereerde korrels en TG2, een doorbraaktechnologie is.

rl O T3 T) T3 X) T3 T3 •> c c c c c c

O 1 (Ö (0 nj (O (Ö (O

>-l in Sh

h t? ® XI X! XI 43 XI X

(U N-i-iqj q) 0)0)0) 0) ®-H> > >>> > >0 « »______

H

fl\ 3 Üï <d ® -S ► -

Q U 0) M

03 0 4J ü .¾ -U X EH < < r» 2 £ ®

rj <n n \ \ j-o *H

® % -H 4J z S3 N '

3 H N H

6 ® ft o

(¾ > o M

o ® u Pi G 0)

rH « ® <H

B 2 X fl fö-------- ^ ® ® * -H 9 ^ O) 0) Ë Ifl Ö> h Ï5 « h -1 ^ ^ H |ij fl] X <* - "* » .

*1 wT vo cr> co

^ g — CN, S ™ CN

.i 'd 01

U £ W -H

fl -n h------ g -H - " a ü os g H W Pj 1 CN H rff'in ro 0 a < _ ^ - 1n o3 X fl . « 2 2 m 2 u C«Jx> ^ t > ii " - S -7------ _i Dl Pi -h «N ® ö üj ®

^ ,Q ^0 M \D CO 10 VO VO VD

cl (0 -U ®in ld LDLOin in ^ in in in in m in ti cd o a> 4-> * 5 ra § 0>

° g -3 -H

> > 3 5 ü O dP *0

g 43 a) -H ^ CN OJ(N CN CN

•? s SM lO 00 00 CO CO 00 1 W ® H fl

0 -H S O -H

fl ® > PQ

n ® w H------ g «

H dj IN CN CN CN CN

ï£ flj 00 «. >, v O U rn \d 'dvo'X) V£> CN ^ ro ro ro co co U ,------

a> O

6 H

\ coooco co fl <3 5 rococo

V

(0-------

4J

_, ro ro

— rH rH

3 H Cd ra

(1) rH O rH O

t. 0)>0)CNCNCNCN CN

,. -hoohhOOO O

Ü S i S i H H H H

ra CN CN

Q) 0) O 0) O »v> oV> oV oV> jj HHHHinoo o

o, O O C" in ro H

ij )H -X M * I* AJ^rojJ^ro^^ H CinfcCiokiOH cn ro t—| OCNU OCNÜCNCN cn cn m U">U“>““ “ •—_

LD

I i—I oY> CQ

- (Ö O (1) 3

tj m M ' Ë H

c c 5 o ^ a

(0¾¾ rH

1-1 M || 0 3 -8 c 1 > c (D m _r^ ^ 01

> > (0 Di 4-) M

rQ ‘H (D (d

--0 5 xi B

C5 ' <D C dl

4J £ dl -U

5 a -1-1 •y S1 -y £

Cti ._j (tf m ro n C/3 S i\ ^ 111 ^ £ -y ' 1 ,h -n $ p

5 -H M

5 g <o ? CQ ' £ _ 4J Co

C ^ <L) i—I

0 fd ^ 01 ---y 4-> -d oi B w S'0 n s o - -8 -g ; » d, a, 01 e

* ^ a I

d) O qj 0 rH 4-J j_, --=di o Id £ H O SH £

O LD

co co O 10 o S

" " I ” 0. ti 0 oi d O -o rd d rH d

c <u <u P

l~> JÏ -H 7m 1^1 -H rH Tf & ^ vo N QJ 01 ® ^ a c m “1 vr, C CQ 0) “j ® dl rH H d

h ai ai P

ai -H -h H

3 3 3 0 0) 0) ^ 0 5 ^,¾

IM CM ]J .H C

- ' "d ,_| <d r, 00 ® __I § ^

4-> | TO

3 _ o -g h

CO VD P >1 e -O S

n ro M d P d fd

A <0 -H -H

--di a o m 01 g dl 5 oo 01 U (N dl 2

a M 5 _ £ B

'd c I. h

M O H 13 H

--*n 4_1 0 C dl o -H ii d > di Ti

ro CM rH O 'H T) TO

rH rH dl ^ dl Vj Ch -H

r, ? hS ~ 3 o-rs -ÏÏ g -S" s s g c

3 rH 3 o\° > U C CD -H

< o a to d -H £>

<0CO aio m 4-1 i—I

di Id i§ in id

° * 2 * ^ ' g M Ü -H

-U^CMHJ^ CQS-frjtd?

dl dl Oi X! d CQ

Ocmu ocm p>OUs(04J

u — > u •— | ,H p; ^ rH di * CQ (0 -H J3 tjl rd

LD

44 B. Vergelijking van TG2 wielen met geagglomereerde korrels ten opzichte van conventionele TG2 wielen Dp MRR gegevens van TG2 wielen met geaqqlomereerde 5 korrels bij een andere startdiepte van de snijwig in vergelijking met paragraaf A van Voorbeeld 3 werden vergeleken met de MRR gegevens van het standaard TG2 wiel (25) (zie Tabel 4). De MRR gegevens in Tabel 4 werden verkregen bij een startdiepte van de snijwig van 0,05 inch. Zoals in 10 Tabel 4 aangegeven, vertoonde zelfs bij deze afwijkende omstandigheid het TG2 wiel (20) met geagglomereerde korrels de hoogste maximum MRR waarde van de geteste wielen, hetgeen een verbetering van 43,8% was in vergelijking met TG2 wiel (25).

15 o H I------- 2 Tl Tl Tl Tl Tl P Ö fl c c c H ' nJ (O nj fö cti d) M Vh M M Sh

rj '>7 ® XI 43X3X1 XI

m -r* N j_, In In M Ih "! N -n 0 (UOIOI 01 ï s n > >s> > s I-^-rrn-^-1

Qj fi ^

O O) rt dP

fi t> —

r* H

G ^ 0 <N „ (rt ® 4J O 00

S -U 43 H ^ -cor- O

* d) y \ CO rH CO CN

XI -H JJ 2 ^ ' ' l —> N U + O) o a o

G > 0 M

._j 0)

Jj u a D)

M g ® MH

O) S v ld 44------ m 0 0

2 M -ri 'Z

3 0 01 I

g ar|^SrO CO CN rH LD

n «w © > ** "

U .JrtOVD CN CN LD

H Oi -n

y. w -H

-w H----- n O) "ö | Ö g j* “ ^ ^ rH ™

‘H 0 CN CO O ~ O

0 K > H H

X) ® | G . a g______ d) D) 5 -H T)

§ ft -H

!£ 5 -r. 5 ^ "H m V£> VO CT» O» 4¾ Ö 3 ...

O O) -H AH

44 H § 0 -H

t! rt « > m O) , n firn H----- w CD 0 Ö_. £ ‘ CN CN •d*

Xl S 0 CO - ~ - * ü Hro co co co co P ri fij co m co co fÜ .j 0* P H ._____ ^ in o

Go h 2 ' 0) < CD 00 < 00 a>o S’ * "

v G

ra „------ £ - CO o

t-M 0) rH LD CO

r» 44 W r- <

“H (Tl '—1 rH ï*i rH CO

_|iS CD o CN CN CL) I (Deo

Vx P5 -H 00 o O -H O 'rH

m ft I EhEhSCD ft 01 CN <d o . X <130 o¥>oY>(L)0O ®o

_HJ i—I Eh LnOrHn i—I rH

o r~ LO O O

ro l< * h -K in * HOI H oJ^n^^x)~ZXr^ A) <D 0 CLOpHOrHCCDiSacri OLi -H OcnUcncnOcnOOcn

§ p _| u - >| ~l H u " u H

EH — 46 * De ter vergelijking gebruikte controlewielen zijn commerciële producten van Saint-Gobain Abrasives, Inc. (Norton Company).

a Opmaaksne 1 heid = 20 »in/omwpnf.eling; wielsnelheid = 5500 5 sfpm, Startsnijdiepte wig = 0,05 inch.

b Waarden voor volume% bindmiddel van de wielen die agglomeraten gebruiken, bevatten het volume% glasachtig bindend materiaal dat op de korrels gebruikt wordt om de agglomeraten te maken, plus het wielbindmiddel.

10 C. Effect van opmaaksnelheid op materiaalverwijder-snelheid

Het effect van opmaaksnelheid op de materiaalverwij-15 dersnelheid werd eveneens onderzocht voor de TG2, TG2 met geagglomereerde korrels en standaard 38A producten. De in Tabel 5 weergegeven slijptestgegevens werden verkregen bij drie opmaakcompensatiesnelheden, 10, 20 en 60 micro- inch/omwenteling (/iin/omwenteling) .

20 De maximum verwijdersnelheid van het standaard 38A

wiel (27) vertoonde een logaritmische variatie als een functie van opmaaksnelheid. In tegenstelling daarmee stonf TG2 wiel (25) een constante toename toe van de materiaalverwi j dersnelheid, zodat het wiel gebruikt kan worden voor 25 hoog productieve toepassingen. De gegevens in Tabel 5 geven aan dat de TG2 wielen (20)-(23) met geagglomereerde korrels een MRR variatie vertoonden, gevarieerd van die van het standaard 38A wiel (27), ten opzichte van TG2 wiel (25) overeenkomstig het gehalte TG2. In het bijzonder ver-30 toonden TG2 wielen (20) en (22) met geagglomereerde korrels een lineaire toename van MRR ten opzichte van de op-maakcompensatiesnelheid, hetgeen aangeeft dat deze wielen in overeenstemming met TG2 wiel (25) presteren. Opgemerkt wordt dat TG2 wiel (20) met geagglomereerde korrels 58% 35 hoge MRR waarden vertoonden ten opzichte van die van TG2 wiel (25) bij een zeer lage opmaakcompensatiesnelheid van 10 \l in/omwent el ing. Ook wordt opgemerkt dat het TG2 wiel 47 (21) met geagglomereerde korrel MRR gegevens vertoont die sterke overeenkomst hebben met die van TG2 wiel (25) bij verschillende opmaakcompensatiesnelheden, in het bijzonder hij 10 /xin/omwenteling en 20 uin/omwenteling. Deze resul-5 taten geven aan dat de slijpdoelmatigheid van de TG2 wielen met geagglomereerde korrels volgens de uitvinding hoger kan zijn in vergelijking met de conventionele TG2 wielen wanneer compensatiesnelheden, bijvoorbeeld verlaagd worden tussen 5 en 10 /xin/omwenteling.

i a <i> -h 0 i ® ® cn i cn —i u ö+Ji)0< (0 coin < < 0 ® U H 5. E 4-110-5. -5.

,Q O) U 0 -H "z M 0 n V 04 Jz g

Kfjnö)Nt3 0 oi -h 0 m ~ ® -H ® d A 4 £> -H —I 0 4-1 > H ft -U 0 > O 4J 03 05 -n » ® I. ^ -I < < H m Ln lo n ty J > ^ H CN a 3 ?S h n ® O -H Ö g vo a. g __ fl V4 ® 0) 0) (D i > Ü *J ft 0) ft < r- ™ « £ ft 0 0 O 0 5" CN rH^tt in ®{ ,Q 01 -U -U 2 II i

Tj H fi Ö fi O CN

(D ® -H ® 0 -H O

> M U -U N H

rH

0) c « s g S * • 1 " ^ ^ “i ™ S VO in

+j X c i> H H

nj 0 o -H g

oo g cn a. B

a------ (D i a Q. I V4 0 £? 0 0 ffl 1 > ^ .

5 4i a si a < oo vo £ 5 O 0 0 0 ® ^ Id '5 ^ 0 ,£} 01 4J 4J 2 1 12 M banco cn

(rt ® -H 0 ® -H O

(j) > H O 4-> N E-I

a ~ 0 « g

co ' J§ ® ^ cn oo coin C

^ id • n vo cn m ^ 53

4J K

frt 0 O H S

® a H a. 1______ l—f 0

to H VO VO VO VO VO

(U 0 ~ ' r. X) in i4i lo ld cn fl O lo in in in in

+* -H

tQ g 0 -0----- jj 01 (h

0, Ö -H

^ *H PQ

•mH CN CN CN CN

-H H s -

d) cX5 00 CD CO CO

01 2 n s m § o • h ” S co °1 (U'h"' m vo vovo vo ,Q m m m cn (d s H _____

^ CO CD CO CO

0) 2 ro m m m 01 _<4______

—I CN CN CN CN

0 o O O Ü H n E-i E-v E-i E-i

5 H

0 H oV> oV° oY> oV° —i m o o o

0 O 0- 141 m iH

1-4 * CO

H 4J ^ I —- '

0 fimcNO i—l CN OI

-H o cn O cn cncn cn fc_I Q — H ü_I — \ ~_ o

LD

ro

LO

CO

LD

m i a\ 01 ^ ro co in in

CN

C30

CN

vo m < —i

<D

H CO

? «H

<D W

—i i O o

^ * CN

U ^ H O) G r- < Eu

O CN co U

U —' rO > 50 * De ter vergelijking gebruikte controlewielen zijn commerciële producten van Saint-Gobain Abrasives, Inc. (Norton Company).

a Wielsnelheid = 5500 sfpm. Startsnijdiepte wig = 0,05 5 inch.

10

EQUIVALENTEN

Terwijl deze uitvinding in het bijzonder is geïllustreerd en beschreven onder verwijzing naar voorkeursuitvoeringen ervan, zal de vakman begrijpen dat verscheidene 15 veranderingen in vorm en details daaraan uitgevoerd kunnen worden zonder buiten de strekking van de uitvinding te komen die bepaald wordt door de bijgevoegde conclusies.

1032561

Claims

1. Gebonden schuurgereedschap, omvattende: a) een mengsel van schuurkorrels omvattende: i) een filamentachtige schuurkorrel van sol-gel aluinaarde met een slankheid (verhouding lengte 5 tot dwarsdoorsnedebreedte) van ten minste onge veer 2:1, of een agglomeraat ervan, in een hoeveelheid van ongeveer 10 tot 75 gew.% betrokken op het totale gewicht van het mengsel; en ii) geagglomereerde schuurkorrels omvattende een 10 veelvoud van schuurkorrels die in een driedimen sionale vorm gehouden worden door een bindend materiaal, waarbij de schuurkorrels een slankheid van ongeveer 1,0 hebben; b) een bindmiddel; en 15 c) ongeveer 35 tot 80 volume% poreusheid; waarbij het gebonden schuurgereedschap een elastici-teitmodulus heeft die niet meer dan ongeveer 9% varieert over het gewichtspercentagebereik van de in het mengsel opgenomen filamentachtige schuurkorrel van sol-gel aluin- 20 aarde, waarbij het gebonden schuurgereedschap een bezwijkmo-dulus heeft die niet meer dan ongeveer 31% varieert over het gewichtspercentagebereik van de in het mengsel opgenomen filamentachtige schuurkorrel van sol-gel aluinaarde. 25

2. Gebonden schuurgereedschap volgens conclusie 1, waarbij het gebonden schuurgereedschap een voor fluïdum-stroom doorlatende structuur heeft.

3. Gebonden schuurgereedschap volgens conclusie 1, waarbij de filamentachtige schuurkorrel van sol-gel aluinaarde een slankheid heeft van ten minste ongeveer 4:1 en t 03256 \ voornamelijk a-aluinaardekristallen met een afmeting van minder dan ongeveer 2 micron omvat.

4. Gebonden schuurgereedschap volgens conclusie 1, 5 omvattende ongeveer 50-75 volume% totale poreusheid.

5. Gebonden schuurgereedschap volgens conclusie 1, waarbij ten minste ongeveer 30 volume% van de totale po reusheid onderling verbonden poreusheid is. 10

6. Gebonden schuurgereedschap volgens conclusie 1, waarbij de geagglomereerde schuurkorrels ten minste één schuurkorreltype omvatten, gekozen uit de groep bestaande uit samengesmolten aluinaarde, niet-filamentachtige gesin- 15 terde sol-gel aluinaarde, gesinterde bauxiet, samengesmolten aluinaarde-zirkonia, gesinterde aluinaarde-zirkonia, siliciumcarbide, kubisch boornitride, diamant, vuursteen, granaat, boorsuboxide, aluminiumoxynitride, en combinaties ervan. 20

7. Gebonden schuurgereedschap volgens conclusie 1, waarbij de bindmiddelcomponent en het bindende materiaal elk onafhankelijk een anorganisch materiaal omvatten, gekozen uit de groep bestaande uit keramische materialen, 25 verglaasde materialen, verglaasde bindmiddelsamenstellin-gen en combinaties ervan.

8. Gebonden schuurgereedschap volgens conclusie 7, waarbij het bindende materiaal een verglaasde bindmiddel- 30 samenstelling is, omvattende een gebrande oxidesamenstel-ling van Si02, B203 , Al203, aardalkalioxiden en alkalioxi- den.

9. Gebonden schuurgereedschap volgens conclusie 1, 35 waarbij de geagglomereerde schuurkorrels een afmeting heb ben in een bereik tussen ongeveer 2 en 20 maal groter dan de gemiddelde korrelgrootte van de schuurkorrels.

10. Gebonden schuurgereedschap volgens conclusie 9, waarbij de geagglomereerde schuurkorrels een diameter hebben in een bereik tussen ongeveer 200 en ongeveer 3000 mi- 5 crometer.

11. Gebonden schuurgereedschap volgens conclusie 1, waarbij het mengsel van schuurkorrels een agglomeraat van de filamentachtige schuurkorrel van sol-gel aluinaarde otn- 10 vat, waarbij het agglomeraat een veelvoud van korrels van de filamentachtige schuurkorrel van sol-gel aluinaarde en een tweede bindend materiaal omvat, en waarbij het veelvoud van filamentachtige schuurkorrels van sol-gel aluinaarde door het tweede bindende materiaal in een driedimen- 15 sionale vorm gehouden wordt.

12. Gebonden schuurgereedschap volgens conclusie 11, waarbij het agglomeraat van de filamentachtige schuurkorrel van sol-gel aluinaarde voorts een secundaire niet- 20 filamentachtige schuurkorrel bevat, waarbij de secundaire niet-filamentachtige schuurkorrel en filamentachtige schuurkorrel van sol-gel aluinaarde in een driedimensionale vorm gehouden worden door het tweede bindende materiaal . 25

13. Gebonden schuurgereedschap volgens conclusie 1, waarbij de hoeveelheid filamentachtige schuurkorrel van sol-gel aluinaarde ligt in het bereik van ongeveer 30 tot 75 gew.% betrokken op het totale gewicht van het mengsel, 3. en de elasticiteitmodulus niet meer dan ongeveer 5% varieert over het gewichtspercentagebereik van de in het mengsel opgenomen filamentachtige schuurkorrel van sol-gel aluinaarde, en de bezwijkmodulus niet meer dan ongeveer 18% varieert over het gewichtspercentagebereik van de in 35 het mengsel opgenomen filamentachtige schuurkorrel van sol-gel aluinaarde.

14. Gebonden schuurgereedschap volgens conclusie 1, waarbij de hoeveelheid filamentachtige schuurkorrel van sol-gel aluinaarde ligt in het bereik van ongeveer 30 tot 75 gew.% betrokken op het totale gewicht van het mengsel, 5 en de elasticiteitsmodulus niet meer dan ongeveer 5% varieert over het gewichtspercentagebereik van de in het mengsel opgenomen filamentachtige schuurkorrel van sol-gel aluinaarde.

15. Werkwijze voor het maken van een gebonden schuurge reedschap, omvattende: a) het vormen van een mengsel van schuurmiddelen, waarbij het mengsel omvat: i) een filament achtige schuurkorrel van sol- 15 gel aluinaarde, met een slankheid (verhou ding van lengte tot dwarsdoorsnedebreedte) van ten minste ongeveer 2:1, of een agglomeraat ervan; in een hoeveelheid van ongeveer 10 tot 75 gew.% betrokken op het tota- 20 le gewicht van het mengsel; en ii) geagglomereerde schuurkorrels omvattende een veelvoud van schuurkorrels die in een driedimensionale vorm gehouden worden door een bindend materiaal, waarbij de schuur- 25 korrels een slankheid van ongeveer 1,0 heb ben; b) het combineren van het mengsel van schuurmiddelen en een bindmiddelcompoment; c) het gieten van het gecombineerde mengsel van 30 schuurmiddelen en bindmiddelcomponent tot een gevormd composiet dat ten minste ongeveer 35 tot 80 volume% poreusheid omvat; en d) het verhitten van het gevormde composiet voor het vormen van het gebonden schuurgereedschap. 35 waarbij het gebonden schuurgereedschap een elastici- teitmodulus heeft die niet meer dan ongeveer 9% varieert over het gewichtspercentagebereik van de in het mengsel opgenomen filamentachtige schuurkorrel van sol-gel aluinaarde , waarbij het gebonden schuurgereedschap een bezwijkmo-dulus heeft die niet meer dan ongeveer 31% varieert over 5 het gewichtspercentagebereik van de in het mengsel opgenomen filamentachtige schuurkorrel van sol-gel aluinaarde.

16. Werkwijze volgens conclusie 15, waarbij het gebonden schuurgereedschap ongeveer 50-75 volume% totale po- 10 reusheid omvat, en ten minste ongeveer 30 volume% van de totale poreusheid van het gebonden schuurgereedschap onderling verbonden poreusheid is.

17. Werkwijze volgens conclusie 15, waarbij de geag- 15 glomereerde schuurkorrels gesinterde geagglomereerde korrels zijn.

18. Werkwijze volgens conclusie 15, waarbij de hoeveelheid filamentachtige schuurkorrel van sol-gel aluin- 20 aarde ligt in het bereik van ongeveer 30 tot 75 gew.% betrokken op het totale gewicht van het mengsel, en de elas-ticiteitmodulus niet meer dan ongeveer 5% varieert over het gewichtspercentagebereik van de in het mengsel opgenomen filamentachtige schuurkorrel van sol-gel aluinaarde, 25 en de bezwijkmodulus niet meer dan ongeveer 18% varieert over het gewichtspercentagebereik van de in het mengsel opgenomen filamentachtige schuurkorrel van sol-gel aluinaarde . 30 ‘ 2 5 6 1