NO174513B - Keramiske slipekorn, fremgangsmaate til fremstilling av kornene og anvendelse av kornene i slipeartikler, i belagt slipebanemateriale og ved sliping av overflater - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår aluminiumoksid-baserte keramiske slipekorn, en fremgangsmåte til fremstilling av slike slipekorn ved en sol/gel-prosess, og anvendelse av kornene i slipeartikler, i belagt slipebanemateriale og ved sliping av overflater.

Granat er kjent som et viktig naturlig forekommende slipemineral, og korn av dette mineral anvendes for en stor del i belagte slipeartikler. Den granat som i stor utstrekning anvendes for slipeformål, består nesten fullstendig av forskjellige varianter av almandin, Fe3Al2 (SiC>4) 3 med små mengder pyrop, Mg3Al2 (SiC>4) 3 i fast oppløsning. Uttrykket "granat" er i de siste år blitt utvidet til å innbefatte en klasse av ikke-kiselholdige, blandede oksider bestående av forbindelser av oksider av sjeldne jordmetaller (f.eks. Y og Gd) med oksider av Fe eller Al. Disse forbindelser har granatstruktur og har betydelig interesse på det elektroniske område, men har ikke vært ansett som slipemidler, slik det fremgår av sidene 34-37 i L. Coes, Jr. "Abrasives", Springer-Verlag, 1971,

Skjønt yttriumoksid (Y2O3) har vært innlemmet i et slipemiddel av samsmeltet aluminiumoksid og zirkoniumoksid som beskrevet i US patentskrift 4.457.767, har der ikke forekommet noe forslag om bruk av yttriumoksid eller en yttrium/aluminium-granat i et keramisk slipemateriale, spesielt et fremstilt ved en sol/gel-prosess .

Fremstillingen av tette aluminiumoksidbaserte keramiske slipekorn ved en sol/gel-prosess er f.eks. beskrevet i US Patentskrift 4.314.827. Dette patentskrift beskriver fremstilling av et slipemineral under anvendelse av kjemisk keramisk teknologi ved gelering av aluminiumoksid-monohydrat med en forløper av minst én modifiserende bestanddel, fulgt av dehydrering og brenning. Den modifiserende bestanddel er valgt fra zirkoniumoksid , hafniumoksid, en kombinasjon av zirkoniumoksid og hafniumoksid og en spinell avledet fra aluminiumoksid eller minst ett oksid av kobolt, nikkel, zink eller magnesium. Søkerne markedsfører sol/gel-aluminiumoksidbaserte keramiske slipekorn under handelsnavnet CUBITRON. Slipeartikler inneholdendeCUBITRON-slipekorn er blitt funnet å oppføre seg på en overlegen måte sammenlignet med de beste smeltede syntetiske slipemineraler i mange anvendelser. Et typisk eksempel på et smeltet syntetisk slipemineral med høy ytelse er dannet av smeltet aluminiumoksid og zirkoniumoksid og er tilgjengelig i handelen f.eks. under handelsbetegnelsen NORZON fra Norton Company.

Skjønt sol/gel-aluminiumoksid-baserte keramisk slipemineral er langt bedre enn smeltede aluminiumoksid/zirkoniumoksid-mineraler i mange anvendelser, er det ikke bedre enn smeltet syntetisk aluminiumoksid-zirkoniumoksid til sliping av visse arbeidsstykker, f.eks. slike som er fremstilt av underlag av rustfritt stål.

Den foreliggende oppfinnelse tar sikte på å skaffe keramiske slipekorn som kan dannes ved en sol/gel-prosess og har overlegen slipeevne ved sliping av visse arbeidsstykker, f.eks. slike fremstilt av rustfritt stål, titan, legeringer med høyt nikkelinnhold, aluminium og andre materialer, og en utmerket ytelse på mere vanlige arbeidsstykker såsom bløtt stål. Dette er oppnådd ved at de keramiske slipekorn inneholder alfa-aluminiumoksid og minst ca. 0,5 vektprosent (fortrinnsvis ca. 1-30 prosent) yttriumoksid.

Det menes at hovedsakelig alt yttrium er tilstede som yttriumaluminium-granat, men under visse forhold kan andre krystallfor-mer av yttrium-aluminiumoksid foreligge eller være tilstede sammen med granaten. Yttriuminnholdet er av hensiktsmessighets-grunner angitt som vektprosent av yttriumoksid (Y2O3), selv om det ikke nødvendigvis foreligger som yttriumoksid i det keramiske materiale, da det vanligvis foreligger i granatform.

De keramiske slipekorn fremstilles ved en fremgangsmåte som omfatter følgende trinn: (a) blanding av en vandig dispersjon av alfa-aluminiumoksid-monohydrat og en yttriumforbindelse i en slik mengde at der fås minst 0,5 vektprosent yttriumoksid ved brenning,

(b) gelering av den resulterende blanding,

(c) tørking av gelen for å gi et tørt faststoff,

(d) knusing av det tørkede materiale for å skaffe korn,

(e) kalsinering av de tørkede korn for hovedsakelig å

fjerne bundede flyktige materialer og

(f) brenning av kornene for å gi et keramisk materiale.

Vanligvis vil dispersjonen inneholde 2-60 vektprosent alfa-aluminiumoksid-monohydrat (bøhmitt). Bøhmitten kan enten fremstilles ved forskjellige fremgangsmåter som er vel kjent i faget, eller den kan fås i handelen fra en rekke leverandører. Eksempler på i handelen tilgjengelige materialer innbefatter det som er tilgjengelig under handelsbetegnelsen DISPERAL fra Condea Chemie, GmbH, og det som er tilgjengelig under handelsbetegnelsen CATAPAL S.B. fremstilt av Vista Chemical Company. Disse aluminiumoksid-monohydrater er i alfaform, de er relativt rene, og de inneholder relativt lite, om overhode noe, av andre hydratfaser enn monohydrat. Endelig har de et høyt overflateareal.

Et peptiseringsmiddel blir vanligvis- tilsatt bøhmittdispersjonen for fremstilling av en mere stabil hydrosol eller kolloidal dispersjon. Monoprotiske syrer eller syreforbindelser som kan anvendes som peptiseringsmiddel, omfatter saltsyre, eddiksyre og salpetersyre. Salpetersyre er et foretrukket peptiseringsmiddel. Multiprotiske syrer blir vanligvis unngått, idet de raskt gelerer dispersjonen og gjør den vanskelig å håndtere og behandle med ytterligere bestanddeler. Noen i handelen tilgjengelige kilder for bøhmitt inneholder syretiter såsom absorbert maursyre eller salpetersyre for å bidra til å danne en stabil dispersjon.

Tilstrekkelig yttriumforbindelse tilsettes dispersjonen til å gi ca. 0,5 vektprosent og fortrinnsvis 1-30 vektprosent yttriumoksid etter brenning. Den foretrukne yttriumforbindelse er et salt av et flyktig anion. Yttriumsalter med flyktige anioner innbefatter f.eks. yttriumnitrat, yttriumformat, yttriumacetat etc. Den lettest tilgjengelige yttriumforbindelse er yttriumoksid, som lett omdannes til et yttriumsalt med et flyktig anion ved omsetning med et overskudd av konsentrert salpetersyre for å gi yttriumnitrat-heksahydrat-oppløsning som bekvemt kan innføres i alfa-aluminiumoksid-monohydratdispersjonen i ønsket mengde. Yttriumsalter og -forbindelser som forblir stabile og har anioner som ikke fordamper ved minst brennetemperaturen for det keramiske materiale, bør unngås, idet de vanligvis ikke reagerer med aluminiumoksid for å danne yttrium/aluminium-granaten. Yttriumforbindelsen kan også være yttriumoksid, f.eks. som findelte hydratiserte partikler som i en sol.

Alfa-aluminiumoksid-monohydratet kan dannes på en hvilken som helst egnet måte, som rett og slett kan utgjøres av blanding av aluminiumoksidmonohydratet med vann inneholdende peptiseringsmiddelet, eller ved fremstilling av en aluminiumoksidmonohydrat-oppslemming som får tilsatt peptiseringsmiddelet. Så snart dispersjonen er dannet, blir den fortrinnsvis gelert. Gelen kan fremstilles ved en hvilken som helst kjent teknikk, men fortrinnsvis ved tilsetning av yttriumsaltet i tilstrekkelig konsentrasjon til at dispersjonen gelerer.

Dispersjonen kan inneholde et kjernedannende middel til økning av omdannelsen til alfaaluminiumoksid. Egnede kjernedannende midler innbefatter fine partikler av alfaaluminiumoksid, alfafenioksid eller dets forløpere og ethvert annet materiale som vil utgjøre en kjerne for omdannelsen. Mengden av kjernedannende middel er tilstrekkelig til å bevirke kjernedannelse. Kjernedannelse av slike dispersjoner er beskrevet i EP

0 200 487.

Dispersjonen kan inneholde en eller flere forløpere av en eller flere modifiserende tilsetninger som kan tilsettes for å øke en ønsket egenskap av det ferdige produkt eller øke effektiviteten av sintringstrinnet. Disse tilsetninger kan også være i form av oppløselige salter, typisk vannoppløselige, og består typisk av en metallholdig forbindelse som kan være en forløper av oksidene av magnesium, zink, kobolt, nikkel, zirkonium, hafnium, krom og titan. Tilsetningen av metallholdige forbindelser, f.eks. slike som inneholder magnesium, zink, kobolt og nikkel, som danner en spinellkrystallstruktur, er generelt funnet å gi bedre slipekorn enn keramiske materialer som ikke inneholder spinell, ved den samme konsentrasjon av yttriumoksid, f.eks. et yttriumoksidinn-hold på ca. 10 vektprosent.

Så snart gelen er dannet, kan den formes ved en hvilket som helst egnet fremgangsmåte, f.eks. pressing, støping eller ekstrudering, og deretter omhyggelig tørkes for å gi den ønskede form, f.eks. en stang, pyramide, diamantform, konus og lignende. Uregelmessige formede slipekorn fremstilles passende rett og slett ved avsetning av gelen i et tørkekar av en hvilken som helst egnet størrelse, f.eks. et som har form av en kakeform, og tørking av gelen, vanligvis ved en temperatur under gelens skumningstemperatur. Tørking kan oppnås rett og slett ved lufttørking eller ved anvendelse av en hvilken som helst av en rekke andre kjente awanningsmetoder til fjerning av fritt vann fra gelen for å danne et faststoff.

Etter at faststoffet er tørket, kan det knuses eller brytes ned av hvilke som helst egnede organer, f.eks. en hammer- eller en kulemølle, for dannelse av korn eller partikler. En hvilken som helst fremgangsmåte til findeling av det faste stoff kan anvendes, og uttrykket "knusing" er ment å skulle omfatte alle slike fremgangsmåter.

Etter knusing kan den tørkede gel kalsineres for fjerning av hovedsakelig alle de flyktige stoffer. Den tørre gel blir generelt oppvarmet til en temperatur på mellom 400 og 800°C og holdt i dette temperaturområde inntil det frie vann og en vesentlig mengde av det bundne vann, fortrinnsvis over 90 vektprosent av det samlede vann, er fjernet.

Det kalsinerte materiale blir deretter sintret ved oppvarming til en temperatur mellom 1200 og 1650°C, idet denne temperatur opprettholdes inntil hovedsakelig alt yttriumet reagerer med aluminiumoksid for på denne måte å omdannes til yttrium/aluminium-granat og inntil hovedsakelig alt det gjenværende aluminiumoksid er omdannet til alfa-aluminiumoksid. Det tidsrom som det kalsinerte materiale må utsettes for sintringstemperaturen i for oppnåelse av denne omdannelsesgrad, vil naturligvis avhenge av forskjellige faktorer, men en tid på mellom 2 og 3 0 minutter er vanligvis tilstrekkelig.

Andre trinn kan innlemmes i denne prosess, f.eks. en rask oppvarming av materialet fra kalsineringstemperatur til sint-ringstemperatur, sikting av kornformet materiale, sentrifugering av dispersjonen for fjerning av slamformet avfall etc. Videre kan prosessen modifiseres ved kombinasjon av to eller flere av de individuelt beskrevne trinn, hvis det skulle være ønskelig.

De vanlige prosesstrinn og materialer er nærmere beskrevet i US-patentskriftene 4.314.827 og 4.518.397.

De keramiske materialer i henhold til oppfinnelsen kan ha en densitet som varierer fra nær den teoretiske densitet, dvs. 9 5 prosent eller mer, til ca. 7 5 prosent. Det keramiske materiale kan være hovedsakelig porefritt, eller det kan være kjennetegnet ved at det inneholder porer, typisk i form av indre, slangelig-nende eller likeaksede porer som for det meste befinner seg i det indre av det keramiske materiale med en liten andel av porene åpne mot overflaten. Porøsitet er meget vanskelig å måle nøyaktig ved vanlige porøsitetsmåleteknikker, da porøsiteten er en blanding av lukkede porer som ikke strekker seg til overflaten, og åpne porer som gjør dette.

De keramiske slipekorn i henhold til oppfinnelsen kan anvendes i vanlige slipeartikler, fortrinnsvis som en blanding med mindre kostbare konvensjonelle slipekorn såsom smeltet aluminiumoksid, silisiumkarbid, granat, smeltet aluminiumoksid/zirkoniumoksid etc. Det kan også blandes med mineraler eller materialer som ikke er kjent som slipemidler, f.eks. marmor, glass og lignende.

Som følge av den relativt høye kostnad av yttriumforbindelser, foretrekkes det å blande de keramiske slipekorn i henhold til oppfinnelsen med mindre kostbare slipemineraler. En slik blanding av slipekorn er kjent. En foretrukket fremgangsmåte til blanding er beskrevet i EP 0 161 869 og involverer en fremgangsmåte som er kjent som selektiv mineralsubstituering, hvor det grove slipemineral fjernes fra en billig sats av slipekorn som skal benyttes i en slipeartikkel, som f.eks. et belagt slipemiddel, og erstattes med grovt materiale i henhold til oppfinnelsen. Det er erkjent i den nevnte patentsøknad at de grove slipekorn i ethvert belagt slipemiddel er hovedansvarlig for det meste av slipevirkningen på et arbeidsstykke." Ved en slik erstatning blir de forbedrede slipekorn ifølge oppfinnelsen blandet inn i et slipeprodukt mellom mindre korn av vanlig slipemineral for å tillate de forbedrede grove slipekorn å-stå for mesteparten av slipevirkningen med dette produkt.

De keramiske slipekorn ifølge oppfinnelsen blir passende håndtert og innlemmet i forskjellige slipeartikler i henhold til velkjente teknikker for fremstilling av f.eks. belagte slipeartikler, bundede slipeartikler og luftige, ikke-vevde slipeartikler. Fremgangsmåter til fremstilling av slike slipeartikler er vel kjent for fagfolk. Oppfinnelsen omfatter derfor også anvendelse av slipekornene i slike slipeartikler. Disse kan omfatte et bæremateriale, f.eks. fremstilt av stoff (f.eks. vevet eller ikke-vevet stoff såsom papir) som kan impregneres med et fylt bindemateriale, en polymerfilm som f.eks. den som fås fra orientert varmeherdet polypropen eller polyetenterefta-lat, som om nødvendig først kan være grunnet med et grunnings-materiale, eller et hvilket som helst annet egnet bæremateriale. Det belagte slipemiddel innbefatter også et bindemateriale, typisk i skikt innbefattende et utjevningsskikt (make or maker coat), et limskikt (size or sizing coat) og eventuelt et toppskikt (supersize coat). Vanlige bindematerialer innbefatter fenolharpikser.

Oppfinnelsen omfatter også anvendelse av slipekornene til sliping av et arbeidsstykke som angitt i kravene 12-17.

Det er funnet at tilsetningen av et slipehjelpemiddel på overflaten av slipekornene, typisk i toppskiktet, skaffer en uventet forbedret slipeytelse ved anvendelse av en belagt slipeartikkel inneholdende de keramiske slipekorn ifølge oppfinnelsen. Slipehjelpemidler kan også tilsettes limskiktet eller som et partikkelformet materiale. Det foretrukne slipehj elpemiddel er KBF4, skjønt også andre slipehjelpemidler menes å være nyttige. Andre nyttige slipehjelpemidler innbefatter NaCl, svovel, K2TiF5, polyvinylidenklorid, kryolitt og kombinasjoner og blandinger herav. Den foretrukne mengde slipehjelpemiddel ligger i området 50-300 g og fortrinnsvis 80-160 g pr. kvadratmeter belagt slipeartikkel.

Ikke-vevde slipeartikler innbefatter typisk en åpen, porøs, luftig polymerfilamentstruktur med keramiske slipekorn fordelt gjennom hele strukturen og bundet til denne ved hjelp av et klebemiddel. Fremgangsmåten til fremstilling av slike ikke-vevde slipeartikler er vel kjent.

Bundede slipeartikler består typisk av en formet masse av slipekorn som holdes sammen av et organisk eller keramisk bindemateriale. Den formede masse har fortrinnsvis form av et slipehjul. Det foretrukne bindemateriale for de keramiske slipekorn ifølge oppfinnelsen er organiske bindemidler. Keramiske eller sintrede bindemidler kan anvendes hvis de kan herdes ved temperaturer og betingelser som ikke uheldig vil påvirke de keramiske slipekorn ifølge oppfinnelsen.

De følgende eksempler belyser spesielle utførelsesformer av oppfinnelsen, men er bare ment som illustrasjon og ikke som begrensninger. Alle deler er vektdeler med mindre noe annet er angitt.

Eksempler 1- 85

Slipekorn av alfa-aluminiumoksid/yttrium-aluminiumgranat ble fremstilt ved en sol/gel-prosess som følger: Avionisert vann (2600 ml) av værelsetemperatur, 48 g 16N salpetersyre av analytisk reaksjonskvalitet og 800 g alfa-aluminiummonohydratpulver som selges under handelsnavnet DISPERAL ble fylt i et 18,9 liters stålkar foret med polyeten. Satsen ble dispergert ved høy hastighet i 5 minutter under anvendelse av en Gifford-Wood Homogenizer Mixer (Greeco Corp., Hudson, N.H., USA). Den resulterende dispersjon og en vandig oppløsning inneholdende 35,9% yttriumnitratheksahydrat ble utmålt gjennom en i produksjonslinjen anordnet blander i en slik mengde at den i tabell I angitte vekt av yttriumnitratoppløsning ble oppnådd. Den resulterende gel ble ekstrudert i et polyester-f6ret aluminiumbrett med dimensjonene 46 x 66 x 5 cm, hvor den ble tørket i en ovn med viftesirkulasjon ved 100°C til et lettsmuldrende fast stoff. Det resulterende tørkede materiale ble knust ved bruk av et pulveriseringsapparat av typen BRAUN UD med 1,1 mm spalter mellom stålplatene. Det knuste materiale ble siktet, og siktefraksjonen 0,125-1 mm ble holdt tilbake for brenning.

Det siktede, knuste materiale ble matet inn i den ene ende av en kalsineringsovn som ble dannet av et rustfritt stålrør med en diameter på 23 cm og en lengde på 4,3 m, idet varmesonen var 2,9 m og røret skrånet en vinkel på 2,4° i forhold til horisontalen og roterte med en hastighet på 7 omdr./min. Oppholdstiden var ca. 15 min. Kalsineringsovnen hadde en temperatur ved innmatningsenden til varmesonen på 350°C og en utløpstemperatur på 800°C. Det brente produkt fra kalsineringsovnen ble matet til en tørkeovn som hadde en temperatur på 1380°C og ble dannet av et silisiumkarbidrør med en diameter på 8,9 cm og en lengde på 1,32 m. Røret dannet en vinkel på 4,4° med horisontalen og hadde en varmesone på 76 cm. Røret roterte med en hastighet på 10,5 omdr./min og ga en oppholdstid på ca. 5 min. Produktet kom ut av tørkeovnen inn i luft ved værelsetemperatur og ble samlet opp i en metallbeholder og tillatt å kjølne til værelsetemperatur.

Forløpere eller andre modifiseringsmidler ble tilsatt eksemplene 63-72 og 80-84 i en type og mengde som angitt i tabell I.

Tabell II viser sammensetningen av slipekorn fremstilt i henhold til eksemplene 1-85. Tabell III viser sammensetningen regnet på vekten av utgangsmaterialet som vektprosent aluminiumoksid og vektprosent yttriumoksid.

Den virkelige sammensetning av mineralet, f.eks. av den type som er beskrevet i eksempel 20, viser en nokså veldefinert mikro-struktur observert ved analyse med optisk mikroskop, scanning-elektronmikroskop (SEM) og transmisjonselektronmikroskop (transmisjons-SEM).

Fotnoter:

1. 5,5% MgO faste stoffer.

2. Kjernedannende middel (vandig dispersjon i vektforholdet 1:1) .

3. 5,5% CoO faststoffoppløsning.

4. 5,5% ZnO faststoffoppløsning.

5. 5,5% NiO faststoffoppløsning.

6. 20% ZrC>2f aststof f oppløsning.

Optisk mikroskopisk analyse viser ingen skarp dobbeltbrytning, noe som indikerer en alfa-aluminiumoksid-krystalldomenestørrelse på mindre enn ca. 4 mikrometer, idet alfa-aluminiumoksid er den eneste optisk aktive fase som ville oppvise sterk farge-dobbeltbrytning, og det bare når krystalldomenestørrelsen er mindre enn ca. 4 mikrometer.

SEM-analyse ble utført på en belagt polert prøve av den type som er beskrevet i eksempel 20 med et svakt Au/Pd-belegg på den polerte overflate under anvendelse av både sekundærelektronav-bildning og bakgrunns- eller spredningselektronavbildning for fastleggelse av mikrokrystall- og makrokrystallstrukturen. Makrokrystallstrukturen, som best kan fastlegges ved anvendelse av spredningselektronavbildning, viste krystalldomener med en diameter på 1-2 mikrometer og inneholdende mørkere inneslutnin-ger samt omgitt av en Y2C>3-rik lys ring. De mørkere inneslut-ninger hadde et høyere alfa-aluminiumoksidinnhold og et lavere yttrium/aluminium-granatinnhold OY2O3-5AI2O3). De lyse ringer var rike på yttriumoksid og besto av yttrium/aluminium-granat og alfa-aluminiumoksid.

Transmisjons-SEM viste alfa-aluminiumoksidkrystalldomener med en diameter på 1-1,5 mm, hvert inneholdende en rekke yttrium/aluminium-granatinneslutninger på 200-600 A med en ring bestående av alfa-aluminiumoksid og yttrium/aluminium-granat rundt alfa-aluminiumoksidkrystalldomenene.

Slipekorn i henhold til hvert av eksemplene ble benyttet til fremstilling av belagte slipeartikler som ble prøvet på slipeevne. De belagte slipeartikler ble fremstilt i henhold til konvensjonelle fremstillingsprosesser for belagte slipeartikler. Slipekornene ble siktet for å gi forskjellige kornstørrelser eller slipekorngraderinger, og den ønskede gradering ble valgt for den bestemte utførelse. Slipekornene ble bundet til bærematerialer av polyester eller vulkanisert fiber under anvendelse av vanlige, klebende harpikssammensetninger som utjevningsskikt, limskikt og eventuelt toppskikt.

Tabell II angir kornstørrelsen (graderingen), sammensetningen av utjevningsharpiksen, limharpiksen og eventuelt toppskiktharpik-sen og slipehjelpemiddelet. Den prosentuelle mineralandel i henhold til oppfinnelsen (betegnet som "YAG") er også angitt, idet resten er smeltet aluminiumoksid. Tabell II viser også den spesielle slipeprøve, slipetrykket, emnetypen og slipevarigheten som ble brukt i slipeprøven for hvert av eksemplene 1-85. I tabell II henviser den angitte graderingsstørrelse til slipekorn med en midlere diameter som følger:

Uttrykkene "belte" og "skive" under overskriften slipeprøve refererer seg til belte- og skiveprøver som beskrevet nedenfor.

Skiveprøven omfattet utprøving av slipeskiver med en diameter på 17,8 cm og følgende omtrentlige belegningsvekter:

Slipebeltene ble fremstilt av strimler med en bredde på 6,35 cm og en lengde på 3 35 cm som var buttspleiset. De tilnærmede belegningsvekter for slipebeltene var som følger:

Skiveorøve

Skivene ble fremstilt under anvendelse av vanlige fremgangsmåter til fremstilling av belagte slipeartikler, bærematerialer av vanlige 0,7 6 mm vulkaniserte fibre og vanlige kalsiumkarbonat f ylte fenolharpikser som grunnskikt og limskikt uten juste-ring for forskjellen i mineraldensitet. Grunnskiktharpiksen ble forherdet i 90 minutter ved 88°C, og limskiktharpiksen ble forherdet i 90 minutter ved 88°C fulgt av en endelig herding ved 100°C i 10 timer. Belegningen ble utført under anvendelse av vanlige teknikker i en et-trinnsoperasjon med herding i en ovn med tvungen ventilasjon. De herdede skiver ble først bøyd på vanlig måte for behersket oppbryting av de harde binde-harpikser, montert på en avfaset støttepute av aluminium og benyttet til å slipe oversiden av et stålemne på 2,5 x 18 cm. Emnet er nærmere identifisert i tabell II. Det emne som er betegnet som "304SS", er et emne av rustfritt stål 304, mens "1018MS" henviser til bløtt stål 1018. Skiven ble drevet med 5500 omdr./min, mens det parti av skiven som lå over den avfasede kant av støtteputen, berørte emnet med det trykk som er angitt i tabell II, for å gi en skiveslitasjebane på ca. 140 cm^. Hver skive ble anvendt til å slipe et separat emne i ett minutt i den tid som er angitt som slipevarighet. Det samlede avslip for hver skive er angitt i tabell III. Det relative kumulative avslip for hver av de 12 prøver for hver skive (med det kumulative avslip for en skive fremstilt fra sammenlignings-slipekorn som 100%) ble beregnet og er også angitt i tabell III. I tabell III betegner CUBITRON de keramiske slipekorn som selges under dette handels navn. NORZON betegner de slipekorn av smeltet aluminiumoksid/zirkoniumoksid som fås under dette handelsnavn.

Belteprøve

De utvalg av slipekorn som ble benyttet til fremstilling av belagte slipeartikler som ble omdannet til endeløse slipebelter, ble utprøvd på en slipemaskin som arbeidet med en konstant belastningsoverflate ved sliping av flaten på 2,5 x 18 cm av et stålemne av den type som er angitt i tabell II, med etter hverandre følgende slipepassasjer på 60 s. Der ble veiet og avkjølt etter hver passasje under anvendelse av de trykk og de emner som er angitt i tabell II. Emnet ble orientert med sin største dimensjon vertikalt og ble under slipingen beveget vertikalt i en 18,4 cm lang bane i en syklus fra sin opprinne-lige stilling og tilbake i den varighet i minutter som er vist i tabell II. Sliperesultatene er vist i tabell III både som

"samlet avslip" og som en relativ mengde ("relativt avslip") i forhold til sammenlignings-slipebelter fremstilt på samme måte fra de angitte kjente slipekorn.

I tabell III besto harpiks "A" av 52 vektprosent kalsiumkarbonat og 48 vektprosent fenolformaldehyd-fenolharpiks. Harpiks "B" besto av 68 vektprosent kalsiumkarbonat og 32 vektprosent fenolformaldehydharpiks. Harpiks "C" besto av 76,25 vektprosent KBF4dispergert i aminherdbar epoksyharpiks og tilstrekkelig aminherdemiddel til å herde harpiksen. Harpiks "D" inneholdt 68 vektprosent KBF4og 32 vektprosent fenolformaldehydharpiks med tilstrekkelig fuktemiddel til å suspendere KBF4. Harpiksblandin-gene ble typisk belagt fra en oppløsningsmiddeloppløsning. Harpiks "E" besto av 66 vektprosent kryolitt, 32 vektprosent fenolformaldehyd-fenolharpiks og 2 vektprosent jernoksid.

Claims (17)

1. Keramiske slipekorn inneholdende alfa-aluminiumoksid,karakterisert vedat de inneholder minst 0,5 vektprosent yttriumoksid.

2. Keramiske slipekorn som angitt i krav 1,karakterisert vedat yttriumoksidet er i form av en granatfase.

3. Keramiske slipekorn som angitt i krav 1,karakterisert vedat yttriumoksid-innholdet er på 1-30 prosent av den samlede vekt.

4. Keramiske slipekorn som angitt i krav 1,karakterisert vedat de er formet.

5. Fremgangsmåte til fremstilling av keramiske slipekorn hvor (a) en vandig dispersjon av alfa-aluminiumoksid-monohydrat fremstilles ved blanding, (b) den resulterende blanding geleres, (c) gelen tørkes for å gi et tørt faststoff, (d) det tørkede materiale knuses for å skaffe korn, (e) de tørkede korn kalsineres for hovedsakelig fjerning av bundede flyktige materialer, og (f) kornene brennes for å gi et keramisk materiale,karakterisert vedat der i blandingen innlemmes en yttriumforbindelse i en slik mengde at der etter brenning fås minst 0,5 vektprosent yttriumoksid.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 5,karakterisert vedat der som yttriumforbindelse anvendes et yttriumsalt av et flyktig anion.

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 5,karakterisert vedat det gelerte materiale formes.

8. Fremgangsmåte som angitt i krav 5,karakterisert vedat et kjernedannende middel tilsettes den vandige dispersjon.

9. Anvendelse av keramiske slipekorn som angitt i et av kravene 1-4 i en slipeartikkel.

10. Anvendelse av keramiske slipekorn som angitt i et av kravene 1-4 i et belagt slipe-banemateriale som også inneholder et slipehjelpemiddel.

11. Anvendelse som angitt i krav 10 av keramiske slipekorn i et belagt slipe-banemateriale som også inneholder KBF4som slipehj elpemiddel.

12. Anvendelse av slipekorn som angitt i et av kravene 1-4 ved sliping av en overflate av et arbeidsstykke ved at en slipeartikkel bestående av keramiske slipekorn settes i rask overflatebevegelse og overflaten av slipeartikkelen beveges til slipende berøring med overflaten av arbeidsstykket.

13. Anvendelse som angitt i krav 12 til sliping av et arbeidsstykke av rustfritt stål.

14. Anvendelse som angitt i krav 12 av en slipeartikkel som også inneholder et slipehjelpemiddel.

15. Anvendelse som angitt i krav 14 av en slipeartikkel som inneholder KBF4som slipehjelpemiddel.

16. Anvendelse som angitt i krav 12 av en slipeartikkel som utgjøres av et belagt slipe-banemateriale.

17. Anvendelse som angitt i krav 16 av et belagt slipebanemateriale i form av en dreibar skive.