PL205515B1 - Narzędzia ścierne ze spoiwem oraz sposoby szlifowania - Google Patents
Narzędzia ścierne ze spoiwem oraz sposoby szlifowaniaInfo
- Publication number
- PL205515B1 PL205515B1 PL372847A PL37284703A PL205515B1 PL 205515 B1 PL205515 B1 PL 205515B1 PL 372847 A PL372847 A PL 372847A PL 37284703 A PL37284703 A PL 37284703A PL 205515 B1 PL205515 B1 PL 205515B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- abrasive
- grinding
- tool
- bonded
- wheel
- Prior art date
Links
- 238000000227 grinding Methods 0.000 title claims abstract description 369
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 95
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 341
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 claims description 253
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 148
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 130
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 95
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 31
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 30
- 239000011165 3D composite Substances 0.000 claims description 28
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 26
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims description 24
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 claims description 22
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 21
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 16
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 15
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 claims description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 11
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 claims description 10
- 230000003685 thermal hair damage Effects 0.000 claims description 7
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 claims description 4
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 4
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 claims description 4
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 4
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 claims description 2
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 claims description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 73
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 65
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 46
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 46
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 42
- HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N furfural Chemical compound O=CC1=CC=CO1 HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 29
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 22
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 18
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 18
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 17
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 17
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 description 15
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 15
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 15
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 14
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 14
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 14
- -1 etc. Inorganic materials 0.000 description 13
- 229920003261 Durez Polymers 0.000 description 12
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 12
- 229920001800 Shellac Polymers 0.000 description 11
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 11
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 11
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 11
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 11
- 239000004208 shellac Substances 0.000 description 11
- 229940113147 shellac Drugs 0.000 description 11
- 235000013874 shellac Nutrition 0.000 description 11
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 10
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 9
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 9
- ZLGIYFNHBLSMPS-ATJNOEHPSA-N shellac Chemical group OCCCCCC(O)C(O)CCCCCCCC(O)=O.C1C23[C@H](C(O)=O)CCC2[C@](C)(CO)[C@@H]1C(C(O)=O)=C[C@@H]3O ZLGIYFNHBLSMPS-ATJNOEHPSA-N 0.000 description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 7
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 7
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 6
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 6
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 6
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 6
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 6
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 6
- 235000020681 well water Nutrition 0.000 description 6
- 239000002349 well water Substances 0.000 description 6
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000010961 commercial manufacture process Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 5
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 4
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 4
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 4
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 4
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 4
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 3
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 3
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 3
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 3
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 3
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 description 3
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006057 Non-nutritive feed additive Substances 0.000 description 2
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 2
- 229920001807 Urea-formaldehyde Polymers 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RPRIKYFYCSOOAG-UHFFFAOYSA-N [2,4,6-trimethyl-3,5-bis(sulfanylmethyl)phenyl]methanethiol Chemical compound CC1=C(CS)C(C)=C(CS)C(C)=C1CS RPRIKYFYCSOOAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002318 adhesion promoter Substances 0.000 description 2
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003466 anti-cipated effect Effects 0.000 description 2
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000009172 bursting Effects 0.000 description 2
- QXJJQWWVWRCVQT-UHFFFAOYSA-K calcium;sodium;phosphate Chemical compound [Na+].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O QXJJQWWVWRCVQT-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 238000012669 compression test Methods 0.000 description 2
- 229910001610 cryolite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 239000010433 feldspar Substances 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 description 2
- 239000002223 garnet Substances 0.000 description 2
- VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N hexamethylenetetramine Chemical compound C1N(C2)CN3CN1CN2C3 VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 2
- 238000001029 thermal curing Methods 0.000 description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004034 viscosity adjusting agent Substances 0.000 description 2
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 2
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NPLMVGGTFDUQHL-OUKQBFOZSA-N 2-[(e)-octadec-9-enoxy]ethyl 2-(trimethylazaniumyl)ethyl phosphate Chemical compound CCCCCCCC\C=C\CCCCCCCCOCCOP([O-])(=O)OCC[N+](C)(C)C NPLMVGGTFDUQHL-OUKQBFOZSA-N 0.000 description 1
- 239000005711 Benzoic acid Substances 0.000 description 1
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 229920001353 Dextrin Polymers 0.000 description 1
- 239000004375 Dextrin Substances 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 244000239659 Eucalyptus pulverulenta Species 0.000 description 1
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 1
- 244000287024 Katherine wheel Species 0.000 description 1
- 101000986989 Naja kaouthia Acidic phospholipase A2 CM-II Proteins 0.000 description 1
- 102100040678 Programmed cell death protein 1 Human genes 0.000 description 1
- 101710089372 Programmed cell death protein 1 Proteins 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003848 UV Light-Curing Methods 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N aldehydo-D-glucose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C=O GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052915 alkaline earth metal silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021120 animal protein Nutrition 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 description 1
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N calcium;oxido(oxo)alumane Chemical compound [Ca+2].[O-][Al]=O.[O-][Al]=O XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940044927 ceric oxide Drugs 0.000 description 1
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 235000019425 dextrin Nutrition 0.000 description 1
- 238000007908 dry granulation Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- IVJISJACKSSFGE-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;1,3,5-triazine-2,4,6-triamine Chemical compound O=C.NC1=NC(N)=NC(N)=N1 IVJISJACKSSFGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;phenol Chemical compound O=C.OC1=CC=CC=C1 SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 1
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 1
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 1
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004312 hexamethylene tetramine Substances 0.000 description 1
- 235000010299 hexamethylene tetramine Nutrition 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910000816 inconels 718 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000011416 infrared curing Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000015110 jellies Nutrition 0.000 description 1
- 239000008274 jelly Substances 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052919 magnesium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019792 magnesium silicate Nutrition 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 1
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229960004011 methenamine Drugs 0.000 description 1
- SYHGEUNFJIGTRX-UHFFFAOYSA-N methylenedioxypyrovalerone Chemical compound C=1C=C2OCOC2=CC=1C(=O)C(CCC)N1CCCC1 SYHGEUNFJIGTRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 230000003278 mimic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000002663 nebulization Methods 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000009828 non-uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000010603 pastilles Nutrition 0.000 description 1
- 239000011049 pearl Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 1
- ODGAOXROABLFNM-UHFFFAOYSA-N polynoxylin Chemical compound O=C.NC(N)=O ODGAOXROABLFNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 1
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 238000011076 safety test Methods 0.000 description 1
- 238000009781 safety test method Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019351 sodium silicates Nutrition 0.000 description 1
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 description 1
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 229910052566 spinel group Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000005239 tubule Anatomy 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B1/00—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
- B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
- B24D3/20—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially organic
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B5/00—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
- B24B5/02—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work
- B24B5/04—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work for grinding cylindrical surfaces externally
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B5/00—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
- B24B5/36—Single-purpose machines or devices
- B24B5/363—Single-purpose machines or devices for grinding surfaces of revolution in situ
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D11/00—Constructional features of flexible abrasive materials; Special features in the manufacture of such materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D18/00—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
- B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
- B24D3/04—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic
- B24D3/14—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic ceramic, i.e. vitrified bondings
- B24D3/18—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic ceramic, i.e. vitrified bondings for porous or cellular structure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
- B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
- B24D3/20—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially organic
- B24D3/22—Rubbers synthetic or natural
- B24D3/26—Rubbers synthetic or natural for porous or cellular structure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
- B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
- B24D3/20—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially organic
- B24D3/28—Resins or natural or synthetic macromolecular compounds
- B24D3/32—Resins or natural or synthetic macromolecular compounds for porous or cellular structure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
- B24D3/34—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents characterised by additives enhancing special physical properties, e.g. wear resistance, electric conductivity, self-cleaning properties
- B24D3/348—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents characterised by additives enhancing special physical properties, e.g. wear resistance, electric conductivity, self-cleaning properties utilised as impregnating agent for porous abrasive bodies
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
- C09K3/1436—Composite particles, e.g. coated particles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
- Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
- Crushing And Grinding (AREA)
- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Description
Opis wynalazku
Wynalazek dotyczy narzędzi ściernych ze spoiwem, takich jak tarcze szlifierskie, segmenty szlifierskie i osełki, które mają nowe struktury składowe, oraz sposobów szlifowania.
Narzędzia ścierne ze spoiwem składają się ze sztywnych i typowo monolitycznych, trójwymiarowych kompozytów ściernych w postaci tarcz, krążków, segmentów, zamontowanych szpicaków, osełek i innych kształtek narzędziowych, które mają środkowy otwór albo inny środek do montowania ich na szczególnym rodzaju urządzeń albo maszyn szlifierskich, polerskich albo do ostrzenia. Te kompozyty składają się z trzech elementów albo faz strukturalnych: ziarno ścierne, spoiwo i porowatość.
Narzędzia ścierne ze spoiwem zostały wyprodukowane w wielu stopniach twardości i strukturach, które zostały określone zgodnie z praktyką w tej dziedzinie twardością i gęstością kompozytu ściernego (stopnia twardości) oraz procentową objętością ziarna ściernego, spoiwa i porowatości w kompozycie (strukturze).
Od prawie 70 lat stopień twardości i strukturę narzędzia uważano za najbardziej niezawodne czynniki prognozujące twardość narzędzi ściernych ze spoiwem, szybkości zużycia ściernego narzędzi, wymagań co do mocy szlifowania i zgodności produkcyjnej. W amerykańskim opisie patentowym nr US A-1983082 dla Howe et al. stopień twardości i strukturę ustalono po raz pierwszy jako niezawodne wytyczne produkcyjne. Howe opisuje wolumetryczną metodę użyteczną dla pokonania utrzymujących się wówczas trudności z niezgodną jakością kompozytu ściernego i niezgodną skutecznością szlifowania. W tym sposobie wybiera się względne procenty objętościowe trzech składników strukturalnych w celu otrzymania narzędzia z docelowym stopniem twardości i innymi pożądanymi fizycznymi cechami charakterystycznymi. Znając wymaganą objętość wykończonego narzędzia ciężary porcji ziarna ściernego i składników spoiwa, wymagane do wytworzenia narzędzia, oblicza się z objętości narzędzia, wzglę dnych procentów objętościowych i gęstości materiału ziarna ściernego i składników spoiwa. W ten sposób było mo ż liwe utworzenie karty struktury standardowej dla okre ś lonego składu spoiwa i odczytywanie w kolejnych przebiegach produkcyjnych względnych procentów objętościowych z karty struktury standardowej w celu wytwarzania narzędzi ściernych ze spoiwem, które mają zgodny stopień twardości dla danego objętościowego procentu ziarna ściernego, spoiwa i porowatości. Obserwowano, ż e skuteczność szlifowania była zgodna od jednej do drugiej partii produkcyjnej, gdy stopień i strukturę utrzymywano na stałym poziomie.
W wielu operacjach szlifowania wykazano, że regulowanie wielkości i rodzaju porowatości w kompozycie, a zwłaszcza porowatości przepuszczalnej albo o wzajemnie łączących się porach, polepsza skuteczność szlifowania i chroni jakość szlifowanego elementu przed uszkodzeniem cieplnym albo mechanicznym.
Każdy trójwymiarowy kompozyt ścierny składa się z sumy względnych procentów objętościowych swoich trzech składników, a mianowicie ziarna ściernego, spoiwa i porowatości. Suma procentów objętościowych tych trzech składników musi być równa 100 procent objętościowych. Zatem narzędzia, które mają wysoką procentowość porowatości muszą mieć proporcjonalnie niższe procentowe zawartości spoiwa i ewentualnie ziarna ściernego. Przy produkcji narzędzi ściernych ze spoiwem można łatwiej uzyskać względnie wysokie objętościowo procenty porowatości (na przykład 40-70% objętościowo) w dokładnych narzędziach szlifierskich, wykonanych ze sztywnymi, nieorganicznymi materiałami wiążącymi (na przykład ze spoiwami zeszklonymi albo ceramicznymi) i stosunkowo małymi wielkościami ziaren (na przykład wielkościami żwirku 46-220 materiału ściernego według Nortona) niż w grubych narzędziach szlifierskich wykonanych z organicznymi materiałami wiążącymi i stosunkowo dużymi wielkościami ziaren (na przykład wielkościami żwirku 12-120 ziaren materiału ściernego według Nortona). Bardzo porowate kompozyty ścierne wykonane z większymi wielkościami ziarna, wyższymi objętościowymi procentami ziarna i miększymi organicznymi materiałami wiążącymi mają skłonność do zapadania się albo uwarstwiania się w czasie etapów pośredniego formowania i utwardzania przy produkcji materiałów szlifierskich. Z tych przyczyn dostępne w handlu narzędzia ścierne ze spoiwem, wykonane z organicznymi materiałami wiążącymi formuje się często bez żadnej porowatości, typowo mają one porowatość nie większą niż 30% objętościowo i rzadko kiedy ich porowatość przekracza 50% objętościowo.
Naturalna porowatość wynikająca z upakowania ziaren ściernych i cząstek spoiwa w czasie formowania ciśnieniowego zwykle jest niewystarczająca dla uzyskania wysokiej porowatości w narzędziach ściernych ze spoiwem. W celu umożliwienia formowania ciśnieniowego i obchodzenia się z porowatym, nieutwardzonym wyrobem ściernym i uzyskania odpowiedniej procentowej objętościowo
PL 205 515 B1 porowatości w narzędziu końcowym do mieszanin ścierniwa i spoiwa kompozytu można dodawać środki porotwórcze, takie jak pęcherzykowy tlenek glinowy i naftalen. Niektóre środki porotwórcze (na przykład pęcherzykowy tlenek glinowy i kuleczki szklane) będą dawać wewnątrz narzędzia porowatość o komórkach zamkniętych. Środki porotwórcze dające komórki zamknięte dodane w celu uzyskania wysokiej porowatości procentowej zapobiegają tworzeniu się otwartych kanalików albo porowatości o wzajemnie łączących się porach, zapobiegając albo zmniejszając przepływ płynu przez korpus narzędzia, a zatem ze skłonnością do zwiększania sił szlifowania i ryzykiem uszkodzenia cieplnego. Środki porotwórcze dające komórki otwarte muszą być wypalane z osnowy ściernej (na przykład skorupy orzechów i naftalen), co powoduje różne trudności produkcyjne.
Ponadto gęstości środków porotwórczych, materiałów wiążących i ziaren ściernych znacznie zmieniają się utrudniając kontrolę uwarstwienia mieszaniny ściernej w czasie obchodzenia się i formowania, dając często w wyniku utratę jednorodności trójwymiarowej struktury wykończonego wyrobu ściernego. Jednolity, jednorodny rozkład trzech składników kompozytu ściernego uważa się za kluczowy aspekt jakości zgodnego narzędzia i, w przypadku tarcz szlifierskich, za ważny czynnik bezpiecznego działania tarcz przy wysokich szybkościach obrotowych wymaganych przy szlifowaniu (na przykład ponad 4000 stóp powierzchniowych na minutę (sfpm)).
Ustalono, że procentowa objętość porowatości o wzajemnie łączących się porach albo przepuszczalność płynu jest bardziej znaczącym wyznacznikiem skuteczności szlifowania wyrobów ściernych niż tylko sama procentowa objętość porowatości (patrz amerykański opis patentowy nr US-A-5738696 dla Wu). Porowatość o łączących się wzajemnie porach umożliwia usuwanie odpadów szlifierskich (opiłków) i przechodzenie płynu chłodzącego przez tarczę w czasie szlifowania. Istnienie porowatości o wzajemnie łączących się porach można potwierdzić drogą pomiaru w regulowanych warunkach przepuszczalności tarczy dla przepływu powietrza. Z amerykańskiego opisu patentowego nr US-A-5738697 dla Wu są znane tarcze szlifierskie o wysokiej przepuszczalności, które mają znaczną porowatość o wzajemnie łączących się porach (40-80% objętościowo). Te tarcze są wykonane z osnowy z cząstek włóknistych, które mają współczynnik kształtu co najmniej 5:1. Cząstki włókniste mogą być włoskowym ziarnem ściernym albo zwykłymi, niewłóknistymi ziarnami ściernymi zmieszanymi z różnymi włóknistymi materiałami wypełniającymi, takimi jak włókno ceramiczne, włókno poliestrowe i włókno szklane, oraz matami i aglomeratami wykonanymi z cząstek włóknistych.
Aktualnie odkryto, że narzędzia ścierne ze spoiwem można wytwarzać ze stosunkowo wysoką procentową porowatością i stosunkowo niską procentową zawartością ziarna ściernego bez utraty wytrzymałości mechanicznej albo odporności narzędzia na zużycie ścierne nawet wtedy, gdy na podstawie stopnia twardości narzędzia można by przewidywać stosunkowo niską wytrzymałość mechaniczną. W przypadku narzędzi ściernych ze spoiwem organicznym możliwe jest aktualnie wytwarzanie narzędzi o względnych procentowych zawartościach ziarna ściernego, spoiwa i porowatości, które tworzą struktury nieznane wśród dostępnych w handlu narzędzi ściernych ze spoiwem. Te nowe struktury obejmują narzędzia ścierne ze spoiwem organicznym, w których faza ciągła kompozytu ściernego stanowi składnik porowatości. W korzystnym sposobie tworzenia tych nowych struktur większość ziarna ściernego została poddana aglomeracji z materiałem wiążącym przed mieszaniem, formowaniem i obróbką termiczną narzę dzia ś ciernego ze spoiwem.
Podano, że poddane aglomeracji ziarna ścierne zwiększają skuteczność szlifowania drogą mechanizmów, które nie są związane ani z wielkością ani z charakterem porowatości narzędzia ściernego ze spoiwem. Ziarno ścierne poddawano aglomeracji w różnych celach, z których głównym celem jest umożliwienie stosowania mniejszych wielkości cząstek ziarna ściernego (żwirku) dla uzyskania tej samej skuteczności szlifowania, jak w przypadku większej wielkości żwirku ściernego, albo otrzymania gładszego wykończenia powierzchni na szlifowanym elemencie. W wielu sytuacjach ziarno ścierne poddawano aglomeracji w celu uzyskania mniej porowatej struktury i gęściejszego narzędzia szlifierskiego, które ma mocniejsze, związane spoiwem ziarna ścierne. Tarcze do gładzenia kół zębatych, o bardzo niskiej porowatości, zostały wykonane z regenerowanych, pokruszonych, zeszklonych kompozytów ściernych ze spoiwem drogą wiązania kompozytów w żywicy epoksydowej. Te tarcze do gładzenia kół zębatych typu mieszanki są dostępne w handlu od szeregu lat (w Saint-Gobain Abrasives, GmbH, poprzednio Efesis Schleiftechnik GmbH, Gerolzhofen, Niemcy).
Z amerykańskiego opisu patentowego nr US A-2216728 dla Bennera są znane agregaty ziarno ścierne/spoiwo wykonane z każdego rodzaju spoiwa. Celem stosowania agregatów jest uzyskanie bardzo gęstych struktur tarcz w celu zatrzymania ziarna diamentowego albo CBN w czasie operacji szlifowania. Jeżeli agregaty wytwarza się z porowatą strukturą, to wtedy ma to na celu umożliwienie
PL 205 515 B1 wpływania do porów agregatów międzyagregatowych materiałów wiążących i pełnego zagęszczenia struktury w czasie wypalania. Agregaty umożliwiają stosowanie drobnego ziarna ściernego, które w przeciwnym razie jest utracone w czasie produkcji.
Z amerykańskiego opisu patentowego nr US A-3982359 dla Elbela jest znane tworzenie agregatów spoiwa żywicowego i ziarna ściernego, które mają wartości twardości większe niż wartości spoiwa żywicowego stosowanego do wiązania agregatów w narzędziu ściernym. Większe szybkości szlifowania i dłuższy okres użytkowania narzędzia uzyskuje się w zawierających agregaty tarczach ze spoiwem kauczukowym.
Z ameryka ń skiego opisu patentowego nr US A-4799939 dla Bloechera są znane eroduj ą ce aglomeraty ziarna ściernego, pustych wewnątrz ciał i spoiwa organicznego oraz zastosowanie tych aglomeratów w powleczonych materiałach ściernych i związanych materiałach ściernych. Podobne aglomeraty są znane z amerykańskich opisów patentowych nr US A-5039311 dla Bloechera i US A-4652275 dla Bloechera et al.
Z amerykań skiego opisu patentowego nr US A-5129189 dla Wetshcera są znane narzę dzia ścierne, które mają żywicową osnowę wiążącą zawierającą konglomeraty, o porowatości 5-90% objętościowo, ziarna ściernego, żywicy i materiału wypełniającego, takiego jak kriolit.
Z amerykańskiego opisu patentowego nr US A-5651729 dla Benguerela jest znana tarcza szlifierska, która ma rdzeń i dyskretny wieniec ścierny wykonany ze spoiwa żywicowego i pokruszonych aglomeratów diamentu i ziarna ściernego CBN ze spoiwem metalicznym albo ceramicznym. Do ustalonych zalet tarcz wykonanych z aglomeratami należą przestrzenie o dużym luzie pomiędzy okruchami, wysoka odporność na zużycie ścierne, cechy charakterystyczne związane z samoostrzeniem, wysoka wytrzymałość mechaniczna tarczy i podatność na bezpośrednie wiązanie wieńca ściernego z rdzeniem tarczy. W jednym z rozwiązań stosowane wień ce szlifierskie zwią zane z diamentem albo CBN kruszy się do wielkości 0,2 do 3 mm z utworzeniem aglomeratów.
Z brytyjskiego opisu patentowego nr GB-A-1228219 dla Lipperta są znane konglomeraty ziarna i spoiwa dodane do osnowy z kauczukowego, elastycznego spoiwa. Spoiwo utrzymują ce ziarno wewnątrz konglomeratu może być materiałem ceramicznym albo żywicowym, lecz musi być sztywniejsze niż elastyczna osnowa spoiwa.
Z amerykańskiego opisu patentowego nr US-A-4541842 dla Rostokera są znane powleczone materiały ścierne i tarcze ścierne wykonane z aglomeratami ziarna ściernego i spienioną mieszaniną zeszklonych materiałów wiążących z innymi surowcami, takimi jak sadza węglowa albo węglany, odpowiednimi do spieniania w czasie wypalania agregatów. Pastylki agregatów mają w procentowym stosunku objętościowym większy udział procentowy spoiwa niż ziarna. Pastylki do wytwarzania tarcz ściernych spieka się w temperaturze 900°C (do gęstości 70 funtów/stopa sześcienna, 1,134 g/cm3), a zeszklone spoiwo stosowane do wytwarzania tarczy wypala się w temperaturze 880°C. Tarcze wykonane z zawartością pastylek 16% objętościowo działały przy szlifowaniu na poziomie skuteczności podobnym do poziomu tarcz porównawczych wykonanych z zawartością ziarna ściernego 46% objętościowo. Pastylki zawierają wewnątrz osnowy zeszklonego spoiwa otwarte komórki, ze stosunkowo małymi ziarnami ściernymi zebranymi w skupiska na obrzeżu otwartych komórek. Do wypalania poddanych wstępnej aglomeracji, wilgotnych agregatów, które następnie spienia się i spieka z utworzeniem pastylek, wymienia się piec obrotowy.
Z amerykań skiego opisu patentowego nr US A-6086467 dla Imai et al. s ą znane tarcze szlifierskie, które zawierają ziarno ścierne i skupiska ziaren wypełniających, które mają mniejszą wielkość niż ziarno ścierne. Stosować można zeszklone spoiwo, a ziarno wypełniacza może być tlenkiem chromu. Wielkość skupisk ziarna stanowi 1/3 albo więcej wielkości ziarna ściernego.
Korzyści obejmują kontrolowaną erozję spoiwa i zatrzymywanie ziarna ściernego w zastosowaniach szlifierskich przy niskiej sile, w których stosuje się super-ścierne ziarno, przy czym superścierne ziarno musi być rozcieńczone w celu zminimalizowania sił szlifowania. Skupiska ziarna wypełniającego mogą być formowane z woskiem, przy czym nie opisuje się żadnego spiekania skupisk.
Ze zgłoszenia patentowego nr WO 01/85393 A1 dla Adefrisa jest znany trójwymiarowy wyrób ścierny wykonany z kompozytów ściernych, albo kształtowych albo nieregularnych, rozmieszczonych w taki sposób, aby występowała więcej niż jedna pojedyncza warstwa kompozytów ś ciernych. Wyrób może mieć porowatość międzykompozytową i porowatość wewnątrzkompozytową. Kompozyty zawierają ziarna ścierne związane w nieorganicznej albo organicznej pierwszej osnowie, a wyrób ścierny jest związany z drugim nieorganicznym (metalicznym albo zeszklonym albo ceramicznym) albo organicznym materiałem wiążącym tworząc wyrób ścierny, który ma porowatość od około 20 do 80% objęPL 205 515 B1 tościowo. Korzystny wyrób zawiera drobne diamentowe ziarno ścierne utrzymywane w pierwszym i drugim spoiwie szklanym, a wyrób stosuje się do szlifowania szkła aż do wykoń czenia lustrzanego.
Powleczone narzędzia ścierne wykonane z poddanego aglomeracji ziarna ściernego opisano w szeregu publikacji, które obejmują amerykański opis patentowy nr US A-2194472 dla Jacksona, z którego są znane powleczone narzę dzia ś cierne wykonane z aglomeratami wielu stosunkowo drobnych ziaren ściernych i z każdym spoiwem stosowanym normalnie w powleczonych albo związanych narzędziach ściernych. Podano, że w powleczonych narzędziach ściernych (amerykański opis patentowy nr US A-3916584 dla Howarda et al.) są użyteczne nieorganiczne kompozyty z drobnego żwirku diamentowego, CBN i innych termicznie rozkładających się ziaren ściernych w osnowie z tlenku metalu. Z amerykańskiego opisu patentowego nr US A-3048482 dla Hursta są znane kształtowe mikrosegmenty ścierne z poddanych aglomeracji ziaren ściernych i organicznych materiałów wiążących w kształcie ostrosłupów albo innych stożkowych kształtek. Kształtowe mikrosegmenty ścierne są przyklejone do włóknistego podkładu i stosowane do wytwarzania powleczonych materiałów ściernych oraz do wykładania powierzchni cienkich tarcz szlifierskich. Z amerykańskiego opisu patentowego nr US A-4311489 dla Kressnera są znane aglomeraty drobnego (< 200 mikronów) ziarna ściernego i kriolitu, ewentualnie ze spoiwem krzemianowym, oraz ich zastosowanie przy wytwarzaniu powleczonych narzędzi ściernych. Z amerykańskiego opisu patentowego nr US A-5500273 dla Holmesa są znane dokładnie ukształtowane cząstki albo kompozyty żwirku ściernego i spoiwa polimerycznego utworzonego drogą polimeryzacji wolnorodnikowej. Podobne kształtowe kompozyty są znane z amerykańskich opisów patentowych nr US A-5851247 dla Stoetzela et al., US A-5714259 dla Holmesa et al., US A-5342419 dla Hibbarda et al., a z US-5975988, US 6217413 B1 i WO 96/10471, wszystkich dla Christansona, są znane powleczone wyroby ścierne, które zawierają podkład i organiczną warstwę ścierną ze spoiwem, gdzie materiał ścierny występuje w postaci aglomeratów kształtowych w kształcie ściętego czterobocznego ostrosłupa albo sześcianu.
Z amerykańskiego opisu patentowego nr US A-6056794 dla Stoetzela et al. są znane powleczone wyroby ścierne, które mają podkład, organiczne spoiwo zawierające zdyspergowane w nim twarde cząstki nieorganiczne oraz aglomeraty cząstek ściernych związane z podkładem. Cząstki ścierne w aglomeratach i twarde cząstki nieorganiczne w spoiwie organicznym mają w zasadzie tę samą wielkość. Aglomeraty mogą być ukształtowane losowo albo dokładnie i są utworzone ze spoiwem organicznym. Twarde cząstki nieorganiczne mogą być każdymi cząstkami z szeregu cząstek ziarna ściernego.
Z amerykańskiego opisu patentowego nr US 6319108 B1 dla Adefrisa et al. jest znany wyrób ścierny zawierający sztywny podkład i ceramiczne kompozyty ścierne wykonane z cząstek ściernych w porowatej ceramicznej osnowie. Kompozyty są utrzymywane na podkładzie z metalową powłoką, taką jak metal osadzony elektrolitycznie. Ze zgłoszenia patentowego nr WO 01/83166 A1 dla Mujumdara et al. są znane narzędzia ścierne do szlifowania szkła zawierające kompozyty diamentowe utrzymywane na podkładzie za pomocą spoiwa żywicowego.
Z szeregu opisów patentowych są znane narzędzia ścierne zawierające kompozyty ziarna ściernego i żywicy albo innego spoiwa organicznego. Większość tych narzędzi są powlekanymi narzędziami ściernymi, w których spoiwo żywicowe stosuje się do związania kompozytów ziarna ściernego z elastycznym podkładem. Od czasu do czasu stosuje się spoiwa metaliczne albo erodujące cząstki w połączeniu z kompozytami ściernymi. Reprezentatywne opisy patentowe w tej grupie obejmują amerykańskie opisy patentowe nr US A-5078753 dla Broberga et al., US A-5578098 dla Gagliardi et al., US A-5127197 dla Brukvoorta et al., US A-5318604 dla Gorsucha et al., US A-5910471 dla Christiansona et al. i US A-6217413 dla Christiansona et al.
Z amerykańskiego opisu patentowego nr US A-4355489 dla Heyera jest znany wyrób ścierny (tarcza, dysk, pas, arkusz, blok, itp.) wykonany z osnowy z falistych włókien elementarnych związanych ze sobą w punktach ręcznej styczności i aglomeratów ściernych, który ma objętość pustek około 70-97%. Aglomeraty można wytwarzać z zeszklonymi albo żywicowymi spoiwami i każdym ziarnem ściernym. Z amerykańskiego opisu patentowego nr US A-4364746 dla Bitzera są znane narzędzia ścierne zawierające różne aglomeraty ścierne, które mają różne wytrzymałości. Aglomeraty są wytworzone z ziarna ściernego i spoiw żywicowych i mogą zawierać także i inne materiały, takie jak pocięte włókna, w celu zwiększenia wytrzymałości albo twardości. Z amerykańskiego opisu patentowego nr US A-4393021 dla Eisenberga et al. jest znany sposób wytwarzania aglomeratów ściernych z ziarna ściernego i spoiwa żywicowego stosując wstęgę siatkową i walcując pastę ziarna i spoiwa przez
PL 205 515 B1 wstęgę tworząc ślimakowe produkty wytłaczania. Te produkty utwardza się drogą ogrzewania, a następnie kruszy z utworzeniem aglomeratów.
Niezależnie od tego szerokiego zakresu wiedzy odnośnie tego, w jaki sposób wytwarza się wyroby ścierne z poddanym aglomeracji ziarnem i w jaki sposób eliminować albo tworzyć porowatość narzędzia, dotychczas nikomu nie udało się z powodzeniem zmienić podstawowej kompozytowej struktury trójwymiarowego, monolitycznego narzędzia ściernego ze spoiwem i z poddanym aglomeracji ziarnem, tak że na podstawie struktury i stopnia twardości narzędzia nie przewiduje się już skuteczności szlifowania. Dotychczas nikt nie zastosował poddanego aglomeracji ziarna do wytwarzania narzędzi z procentową objętościowo strukturą, które były trudne albo niemożliwe do wytwarzania ze zwykłym ziarnem ściernym w spoiwach organicznych. W szczególności ustalono, że bez utraty wytrzymałości mechanicznej, okresu użytkowania narzędzia albo skuteczności działania narzędzia stosunkowo wysoki procent objętościowo porowatości (na przykład około 30% objętościowo) można uzyskać w narzędziach ściernych ze spoiwami organicznymi. W narzędziach według wynalazku można uzyskać znaczne zmiany modułu sprężystości i innych fizycznych właściwości narzędzi ze spoiwem zarówno nieorganicznym, jak i organicznym.
Uważa się, że w materiałach ściernych wykonanych z materiałami ze spoiwem organicznym materiały wiążące są najważniejszym czynnikiem przy zmianie stopnia twardości i struktury w celu uzyskania odpowiedniej albo wystarczającej wytrzymałości mechanicznej albo sztywności. Dość nieoczekiwanie wynalazek umożliwia wytwarzanie narzędzia z obniżoną zawartością ziarna ściernego, wykonywanego w pewnym zakresie zawartości spoiwa i wykorzystywanego w zastosowaniach szlifierskich, które wymagają narzędzi o wysokiej wytrzymałości mechanicznej i które wykazują odporność na przedwczesne zużycie ścierne (określone jako zużycie ścierne struktury narzędzia, które jest szybsze niż zużycie ścierne ziarna ściernego). W zastosowaniach związanych ze szlifowaniem dużych powierzchni stykowych narzędzia według wynalazku pracują aktualnie w sposób lepszy niż konwencjonalne narzędzia wykonane z wyższymi zawartościami spoiwa i ziarna ściernego.
Żadne z dotychczasowych opracowań poddanego aglomeracji ziarna ściernego nie sugeruje w narzędziach ściernych ze spoiwem zalet stosowania niektórych, poddanych aglomeracji ziaren ściernych w osnowie z organicznego albo nieorganicznego spoiwa do regulowania trójwymiarowej struktury narzędzia ściernego ze spoiwem. W szczególności nieoczekiwanie okazało się, że te aglomeraty mogłyby być przystosowane do wybierania i kontroli miejsca i rodzaju porowatości i osnowy ze spoiwa w strukturze narzędzi według wynalazku.
Przedmiotem wynalazku jest narzędzie ścierne ze spoiwem, składające się z trójwymiarowego kompozytu posiadającego pierwszą fazę zawierającą ziarna ścierne związane z organicznym materiałem wiążącym i drugą fazę w którym pierwsza faza zawiera 24-48% objętościowo ziaren ściernych związanych z 10-38% objętościowo organicznego materiału wiążącego i mniej niż 10% objętościowo porowatości; druga faza zawiera 38-54% objętościowo porowatości o wzajemnie łączących się porach i jest cią g łą fazą w kompozycie czynią c go przepuszczalnym dla przepł ywu cieczy poprzez kanał y utworzone z porowatości o wzajemnie łączących się porach; i narzędzie ścierne ze spoiwem ma minimalną szybkość rozerwania 4000 sfpm (20,32 m/s).
Korzystnie, pierwsza faza kompozytu zawiera 26-40% objętościowo ziarna ściernego związanego za pomocą 10-22% objętościowo organicznego materiału wiążącego i mniej niż 10% objętościowo porowatości, a druga faza zawiera 38-50% objętościowo porowatości.
Korzystnie, pierwsza faza kompozytu zawiera 24-42% objętościowo ziarna ściernego z 18-28% objętościowo organicznego materiału wiążącego, a druga faza zawiera 38-54% objętościowo porowatości.
Korzystnie, od 10 do 100% objętościowo ziarna ściernego w pierwszej fazie kompozytu ma postać wielu ziaren poddanych aglomeracji razem z organicznym materiałem wiążącym.
Korzystnie, od 10 do 100% objętościowo ziarna ściernego w pierwszej fazie kompozytu ma postać wielu ziaren poddanych aglomeracji razem z nieorganicznym materiałem wiążącym.
Korzystnie, kompozyt zawiera minimalnie 1% objętościowo nieorganicznego materiału wiążącego.
Korzystnie, kompozyt zawiera od 2 do 12% objętościowo nieorganicznego materiału wiążącego.
Korzystnie, narzędzie ścierne ze spoiwem ma maksymalną wartość modułu sprężystości 10 GPa i minimalną szybkość rozerwania 6000 sfpm (30,48 m/s).
Korzystnie, narzędzie ścierne ze spoiwem ma stopień twardości od A do H w skali stopni twardości Norton Company, a stopień twardości narzędzia ściernego ze spoiwem jest co najmniej o jeden stopień miększy niż stopień twardości skądinąd identycznego konwencjonalnego narzędzia wytworzonego z ziarna ściernego, którego nie poddano aglomeracji razem z nieorganicznym materiałem wiążącym.
PL 205 515 B1
Korzystnie, od 10 do 100% objętościowo ziarna ściernego w pierwszej fazie kompozytu ma postać mieszaniny wielu ziaren poddanych aglomeracji razem z nieorganicznym materiałem wiążącym i wielu ziaren poddanych aglomeracji z organicznym materiałem wiążącym.
Korzystnie, pierwsza faza kompozytu jest siatką ziarna ściernego zakotwiczoną wewnątrz organicznego materiału wiążącego.
Korzystnie, organiczny materiał wiążący wybiera się z grupy obejmującej materiały oparte na żywicach fenolowych, materiały oparte na żywicach epoksydowych, materiały oparte na żywicach melaminowo-formaldehydowych, materiały oparte na żywicach akrylowych i ich połączenia.
Korzystnie, co najmniej 50% objętościowo ziarna ściernego w pierwszej fazie kompozytu ma postać wielu ziaren poddanych aglomeracji razem z organicznym materiałem wiążącym.
Przedmiotem wynalazku jest również narzędzie ścierne ze spoiwem, składające się z trójwymiarowego kompozytu ziaren ściernych związanych z nieorganicznym materiałem wiążącym, w którym kompozyt składa się z 22-46% objętościowo ziaren ściernych związanych z 4-20% objętościowo nieorganicznego materiału wiążącego, w którym większość ziaren ściernych występuje w postaci nieregularnie rozmieszczonych skupisk wewnątrz trójwymiarowego kompozytu; i ponadto kompozyt zawiera 40-68% objętościowo porowatości o wzajemnie łączących się porach pomiędzy nieregularnie rozmieszczonymi skupiskami, czyniąc kompozyt przepuszczalnym dla przepływu cieczy poprzez kanały utworzone z porowatości o wzajemnie łączących się porach; przy czym narzędzie ścierne ze spoiwem ma minimalną szybkość rozerwania 4000 sfpm (20,32 m/s).
Korzystnie, trójwymiarowy kompozyt składa się z 22-40% objętościowo ziarna ściernego związanego za pomocą 8-14% objętościowo nieorganicznego materiału wiążącego i z 40-64% objętościowo porowatości o wzajemnie łączących się porach.
Korzystnie, trójwymiarowy kompozyt składa się z 34-42% objętościowo ziarna ściernego związanego za pomocą 6-12% objętościowo nieorganicznego materiału wiążącego i z 46-58% objętościowo porowatości o wzajemnie łączących się porach.
Korzystnie, porowatość o wzajemnie łączących się porach została wytworzona bez dodawania materiałów porotwórczych w czasie wytwarzania, a kompozyt jest w zasadzie wolny od cząstek ziarna ściernego i wypełniaczy o wysokim współczynniku kształtu.
Korzystnie, od 10 do 100% objętościowo ziarna ściernego w kompozycie ma postać wielu ziaren poddanych aglomeracji razem z nieorganicznym materiałem wiążącym.
Korzystnie, co najmniej 50% objętościowo ziarna ściernego w kompozycie ma postać wielu ziaren poddanych aglomeracji razem z nieorganicznym materiałem wiążącym.
Korzystnie, nieorganiczny materiał wiążący wybiera się z grupy obejmującej zeszklone materiały wiążące, ceramiczne materiały wiążące, szklano-ceramiczne materiały wiążące, materiały oparte na solach nieorganicznych i metaliczne materiały wiążące oraz ich połączenia.
Korzystnie, narzędzie ścierne ze spoiwem ma stopień twardości od A do M w skali stopni twardości Norton Company, a stopień twardości narzędzia ściernego ze spoiwem jest co najmniej o jeden stopień miększy niż stopień twardości skądinąd innego identycznego konwencjonalnego narzędzia, które ma regularnie rozmieszczone ziarna ścierne wewnątrz trójwymiarowego kompozytu.
Korzystnie, narzędzie ścierne ze spoiwem ma wartość modułu sprężystości, która jest co najmniej o 25% niższa niż wartość modułu sprężystości skądinąd identycznego konwencjonalnego narzędzia, które ma regularnie rozmieszczone ziarna ścierne wewnątrz trójwymiarowego kompozytu, a narzę dzie ścierne ze spoiwem ma minimalną szybkość rozerwania 6000 sfpm (30,48 m/s).
Korzystnie, narzędzie ścierne ze spoiwem ma wartość modułu sprężystości, która jest co najmniej o 40% niższa niż wartość modułu sprężystości skądinąd identycznego konwencjonalnego narzędzia, które ma regularnie rozmieszczone ziarna ścierne wewnątrz trójwymiarowego kompozytu, a narzędzie ścierne ze spoiwem ma minimalną szybkość rozerwania 6000 sfpm (30,48 m/s).
Korzystnie, narzędzie ścierne ze spoiwem jest tarczą szlifierską ze średnicą wewnętrzną, a tarcza zawiera od 40 do 52% objętościowo ziarna ściernego i ma wartość modułu sprężystości od 25 do 50 GPa.
Korzystnie, narzędzie ścierne ze spoiwem jest tarczą szlifierską narzędziowni, a tarcza zawiera od 39 do 52% objętościowo ziarna ściernego i ma wartość modułu sprężystości od 15 do 36 GPa.
Korzystnie, narzędzie ścierne ze spoiwem jest tarczą szlifierską z postępującym podawaniem, a tarcza zawiera od 30 do 40% objętościowo ziarna ściernego i ma wartość modułu sprężystości od 8 do 25 GPa.
PL 205 515 B1
Wynalazek dotyczy również sposobu szlifowania ściernicą tarczową, obejmującego etapy:
(a) przygotowania tarczy ściernej ze spoiwem, składającej się z trójwymiarowego kompozytu posiadającego pierwszą fazę zawierającą ziarna ścierne związane z organicznym materiałem wiążącym i drugą fazę i (b) szlifowania przedmiotu obrabianego tarczą w którym pierwsza faza zawiera 24-48% objętościowo ziaren ściernych związanych z 10-38% objętościowo organicznego materiału wiążącego i mniej niż 10% objętościowo porowatości; druga faza zawiera 38-54% objętościowo porowatości o wzajemnie łączących się porach i jest ciągłą fazą w kompozycie czyniąc go przepuszczalnym dla przepływu cieczy poprzez kanały utworzone z porowatości o wzajemnie łączących się porach; i narzędzie ścierne ze spoiwem ma minimalną szybkość rozerwania 4000 sfpm (20,32 m/s); przy czym podczas etapu szlifowania tarcza usuwa materiał obrabianego elementu ze skuteczną szybkością usuwania materiału, przy czym powierzchnia szlifierska tarczy pozostaje w zasadzie wolna od opiłków szlifierskich, a po zakończeniu szlifowania obrabiany element jest w zasadzie wolny od uszkodzeń termicznych.
Korzystnie, tarcza ścierna ze spoiwem ma minimalną szybkość rozerwania 6000 sfpm (30,48 m/s).
Korzystnie, tarczę ścierną ze spoiwem obraca się z szybkością od 4000 do 6500 sfpm (20,32 do 33,02 m/s).
Korzystnie, tarcza ścierna ze spoiwem jest płaskim krążkiem, który ma co najmniej jedną kołową powierzchnię licową i obwód promieniowy, a powierzchnia szlifierska tarczy jest kołową powierzchnią licową krążka.
Przedmiotem wynalazku jest także sposób szlifowania z postępującym zasilaniem, obejmujący etapy:
(a) przygotowania tarczy ściernej ze spoiwem, składającej się z trójwymiarowego kompozytu ziaren ściernych związanych z nieorganicznym materiałem wiążącym, i (b) szlifowania przedmiotu obrabianego tarczą, w którym kompozyt składa się z 22-46% objętościowo ziaren ściernych związanych z 4-20% objętościowo nieorganicznego materiału wiążącego, w którym większość ziaren ściernych występuje w postaci nieregularnie rozmieszczonych skupisk wewną trz trójwymiarowego kompozytu; i ponadto kompozyt zawiera 40-68% objętościowo porowatości o wzajemnie łączących się porach pomiędzy nieregularnie rozmieszczonymi skupiskami, czyniąc kompozyt przepuszczalnym dla przepływu cieczy poprzez kanały utworzone z porowatości o wzajemnie łączących się porach; przy czym narzędzie ścierne ze spoiwem ma minimalną szybkość rozerwania 4000 sfpm (20,32 m/s), i podczas etapu szlifowania tarcza usuwa materiał obrabianego elementu ze skuteczną szybkością usuwania materiału, a po szlifowaniu obrabiany element jest w zasadzie wolny od uszkodzeń termicznych.
Korzystnie, tarczę ścierną ze spoiwem obraca się z szybkością od 5500 do 8500 sfpm (27,94 do 43,18 m/s).
Korzystnie, tarcza ścierna ze spoiwem ma dwie kołowe powierzchnie licowe i obwód promieniowy, a szlifierska powierzchnia tarczy jest obwodem promieniowym.
Fig. 1 przedstawia wykres trójskładnikowy przeciwstawiający struktury o względnym procentowym objętościowo składzie standardowych narzędzi ściernych ze spoiwem organicznym strukturom narzędzi ściernych ze spoiwem według wynalazku.
Fig. 2 przedstawia wykres trójskładnikowy przeciwstawiający struktury o względnym procentowym objętościowo składzie standardowych narzędzi ściernych ze spoiwem organicznym strukturom narzędzi ściernych z organicznym spoiwem według wynalazku wytworzonych z aglomeratami ziarna ściernego zawierającymi nieorganiczne materiały wiążące.
Fig. 3 przedstawia wykres trójskładnikowy ilustrujący zakres struktur o procentowym objętościowo składzie standardowych narzędzi ściernych ze spoiwem nieorganicznym, przy czym struktury narzędzi ściernych ze spoiwem nieorganicznym według wynalazku wykonane z aglomeratami ziarna ściernego, zawierającymi nieorganiczne materiały wiążące i spoiwo nieorganiczne, charakteryzują się znacznie niższymi wartościami modułu sprężystości, lecz równoważnymi wartościami szybkości rozerwania tarczy względem narzędzi standardowych.
Fig. 4 przedstawia mikrofotografię powierzchni standardowego narzędzia ściernego ze spoiwem, wykonanego ze spoiwem organicznym, ilustrującą jednorodny rozkład trzech składników kompozytu ściernego.
Fig. 5 przedstawia mikrofotografię powierzchni narzędzia ściernego ze spoiwem według wynalazku, wykonanego ze spoiwem organicznym, ilustrującą niejednorodny rozkład trzech składników
PL 205 515 B1 kompozytu ściernego, porowatość (ciemniejsze obszary) jako fazę ciągła w kompozycie i usieciowaną siatkę ziarna ściernego zakotwiczoną wewnątrz organicznego materiału wiążącego.
Narzędzia ścierne ze spoiwem według wynalazku (tarcze szlifierskie, segmenty szlifierskie, krążki szlifierskie, kamienie szlifierskie i osełki, nazywane zbiorowo narzędziami albo tarczami) charakteryzują się uprzednio nieznanym połączeniem struktury narzędzia albo tarczy i właściwości fizycznych. Stosowane tu określenie struktura tarczy dotyczy procentowej objętości ziarna ściernego, spoiwa i porowatości występujących w tarczy szlifierskiej. Stopień twardości tarczy dotyczy ostatniego oznaczenia nadanego zachowaniu się tarczy w operacji szlifowania. Dla danego rodzaju spoiwa stopień twardości jest funkcją porowatości tarczy, zawartości ziarna i niektórych właściwości fizycznych, takich jak gęstość po utwardzeniu, moduł sprężystości i wnikanie przy piaskowaniu (to ostatnie jest bardziej typowe dla tarcz ze spoiwem zeszklonym). Stopień twardości tarczy przewiduje, jak odporna będzie tarcza na zużycie ścierne w czasie szlifowania i jak twardo tarcza będzie szlifować, to jest ile energii będzie konieczne przy stosowaniu tarczy w danej operacji szlifowania. To ostatnie oznaczenie stopnia twardości tarczy jest przypisane zgodnie ze znaną w tej dziedzinie skalą jakości Norton Company, w której najmiększe stopnie są oznaczone jako A, a najtwardsze stopnie są oznaczone jako Z (patrz na przykład amerykański opis patentowy nr US A-1983082 dla Howe et al.). Przez dopasowanie stopnia twardości tarcz specjalista w tej dziedzinie może zwykle zastosować nową specyfikację tarczy zamiast znanej tarczy i przewidywać, że nowa tarcza będzie pracować w sposób podobny do znanej tarczy.
Przy znacznym i nieoczekiwanym odchyleniu od tych praktyk narzędzia według wynalazku charakteryzują się zmianami swoich trójwymiarowych, monolitycznych struktur kompozytowych, a zwłaszcza ilości i charakteru składnika porowatości, tak że na podstawie stopnia twardości narzędzia i jego struktury nie przewiduje już skuteczności szlifowania.
Gdy narzędzia według wynalazku są wytwarzane ze spoiwem organicznym, to można je komponować w taki sposób, aby dawały struktury o objętości procentowej (na przykład porowatości powyżej 30% objętościowo), które były trudne albo niemożliwe do wytwarzania dotychczasowymi sposobami. Te nowe struktury mogą być wytwarzane bez szkody dla wytrzymałości mechanicznej, okresu czasu użytkowania narzędzia albo osiągów roboczych narzędzia. W korzystnym sposobie te struktury wytwarza się z mieszaniną ziarna ściernego, w której większość ziarna ściernego ma postać aglomeratów ziarna ściernego z organicznym materiałem wiążącym, nieorganicznym materiałem wiążącym albo mieszaniną obydwóch materiałów.
Gdy narzędzia według wynalazku są wytwarzane ze spoiwem nieorganicznym, to można je komponować otrzymując struktury o identycznej objętości procentowej (patrz fig. 3) z konwencjonalnymi narzędziami, lecz przy znacznie niższym, to jest co najmniej o 10% niższej wartości modułu sprężystości i często o 50% niższej wartości modułu sprężystości, bez jakiejkolwiek skutecznej utraty wytrzymałości mechanicznej. Niezależnie od tego spadku sztywności narzędzia według wynalazku wykazują akceptowalne w handlu wartości szybkości rozerwania i znacznie większe szybkości usuwania materiału w niektórych operacjach szlifowania. W korzystnym sposobie te struktury wytwarza się z mieszaniną ziarna ściernego, w której większość ziarna ściernego ma postać aglomeratów ziarna ściernego z nieorganicznym materiałem wiążącym.
Na fig. 1-5 przedstawiono nowe struktury narzędzi według wynalazku. Fig. 1 przedstawia wykres trójskładnikowy zaznaczony dwiema strefami wyznaczającymi dwa zestawy tarcz (tarcze według stanu techniki i tarcze doświadczalne według wynalazku) wykonanych z organicznym materiałem wiążącym. Tarcze według stanu techniki i tarcze według wynalazku nadają się w równym stopniu do zastosowania przemysłowego w wysokokontaktowych, dokładnych, powierzchniowych albo liniowych operacjach szlifowania, takich jak szlifowanie ściernicą tarczową albo szlifowanie wałków. Konwencjonalne tarcze mają struktury o objętości procentowej w obszarze ograniczonym przez 38 do 52% objętościowo ziarna, od 12 do 38% objętościowo spoiwa i od 15 do 37% objętościowo porowatości. W przeciwień stwie do tego, tarcze według wynalazku mają struktury w obszarze ograniczonym przez 24 do 48% wagowo ziarna, od 10 do 38% wagowo spoiwa i od 38 do 54% objętościowo porowatości. Widać, że tarcze według wynalazku są wykonane ze znacznie mniejszą zawartością ziarna ściernego niż w tarczach konwencjonalnych, zawierają stosunkowo małe ilości spoiwa i mają stosunkowo dużą porowatość. To, czego nie widać na wykresie, polega na tym, że tarcze według wynalazku leżą w obszarze na wykresie trójskładnikowym, w którym do wytwarzania tarcz szlifierskich nie mogły być stosowane sposoby wytwarzania według stanu techniki. Dotychczasowe techniki zawodziły, ponieważ trójwymiarowa struktura kompozytu zapadała się w czasie obróbki termicznej, zapadając obszary
PL 205 515 B1 porowatości, albo, jak w przypadku tarcz według stanu techniki, brakowało dostatecznej wytrzymałości mechanicznej do bezpiecznego stosowania w operacjach szlifowania.
Fig. 2 przedstawia wykres trójskładnikowy ilustrujący dwa zestawy tarcz (tarcze według stanu techniki i tarcze doświadczalne według wynalazku) przeznaczone do stosowania przemysłowego w operacjach szlifowania obszarów stykowych w cią g ł ej linii produkcyjnej, takich jak szlifowanie wałów. Tarcze według stanu techniki wytwarza się z organicznym materiałem wiążącym, natomiast tarcze według wynalazku wytwarza się z organicznym materiałem wiążącym i aglomeratami ziarna ściernego, zawierającymi nieorganiczne materiały wiążące. Tarcze według wynalazku są o wiele lepsze niż tarcze konwencjonalne we wszystkich parametrach roboczych operacji szlifowania wałów. Tarcze konwencjonalne mają ponownie struktury w obszarze ograniczonym przez 38 do 53% objętościowo ziarna, od 12 do 38% objętościowo spoiwa i od 15 do 37% objętościowo porowatości. W przeciwieństwie do tego tarcze według wynalazku mają struktury w obszarze ograniczonym przez 28 do 48% objętościowo ziarna, od 10 do 33% objętościowo spoiwa (suma spoiwa organicznego w tarczy i nieorganicznego materiału wiążącego w aglomeratach) oraz od 38 do 53% objętościowo porowatości. Widać, że tarcze według wynalazku można wytwarzać ze znacznie mniejszą ilością ziarna ściernego i znacznie większą porowatością niż w tarczach konwencjonalnych. To, czego nie wida ć na wykresie, polega na tym, że tarcze według wynalazku charakteryzują się o wiele miększymi stopniami twardości niż tarcze konwencjonalne i niższymi wartościami modułu sprężystości niż tarcze konwencjonalne (przy porównywaniu przy równoważnym materiale wiążącym z równoważnymi procentami objętościowo), lecz wykazują one znacznie lepszą skuteczność szlifowania pod względem okresu użytkowania tarczy, szybkości usuwania materiału i wibracji albo odporności tarczy na wstrząsy.
Na fig. 3 przedstawiono wykres trójskładnikowy ilustrujący dwa zestawy tarcz (tarcze według stanu techniki i tarcze doświadczalne według wynalazku), wykonanych z nieorganicznym materiałem wiążącym, obydwa odpowiednie do stosowania przemysłowego w operacjach szlifowania powierzchni w obszarach o wysokiej stycznoś ci, takich jak szlifowanie w postę pującym zasilaniem. Tarcze wedł ug stanu techniki i tarcze według wynalazku mają obydwie struktury w obszarze ograniczonym przez 22 do 46% objętościowo ziarna, od 4 do 21% objętościowo spoiwa i od 35 do 77% objętościowo porowatości. To, czego nie widać na wykresie, polega na tym, że przy identycznej strukturze pod względem objętości procentowych tarcze według wynalazku mają miększy stopień twardości i niższą wartość modułu sprężystości niż tarcze konwencjonalne, przy czym tarcze według wynalazku wykazują ponadto znacznie lepsze osiągi przy szlifowaniu pod względem szybkości usuwania materiału i jakości obrabianego elementu.
Na fig. 4-5 przedstawiono zmianę wielkości i charakteru porowatości narzędzi według wynalazku w porównaniu z narzędziami konwencjonalnymi. Z fig. 4 (stan techniki) i fig. 5 (według wynalazku) widać, że porowatość (ciemniejsze obszary) w kompozycie ściernym tarczy według wynalazku jest ciągłą fazą połączonych wzajemnie kanalików. Ziarno ścierne i spoiwo pojawiają się jako usieciowana siatka, w której ziarno ścierne jest zakotwiczone w organicznych materiałach wiążących. W przeciwieństwie do tego tarcze konwencjonalne mają znacznie jednorodną strukturę, w której porowatość jest ledwie widoczna i wstępuje wyraźnie jako faza nieciągła.
W podobny sposób zaobserwowano w przypadku narzędzi ze spoiwem nieorganicznym według wynalazku, że porowatość w kompozycie ściernym jest porowatością o łączących się wzajemnie porach. Ziarna ścierne tarcz według wynalazku są zebrane w skupiska i rozmieszczone w nieregularny sposób, w przeciwieństwie do regularnego i jednorodnego rozmieszczenia ziarna w porównywalnych tarczach według stanu techniki, wykonanych z tym samym rodzajem spoiwa nieorganicznego i materiałów ziarna. Wszystkie składniki tarcz według stanu techniki wydają się być rozmieszczone w jednorodny i jednolity sposób na powierzchni tarczy, natomiast wszystkie składniki tarczy według wynalazku są rozmieszczone nieregularnie, a struktura nie jest jednorodna. Jak można by oczekiwać z narzędzia ze spoiwem nieorganicznym (na przykład spoiwem zeszklonym) i stosunkowo małymi wielkościami żwirku ściernego stosowanego typowo w takim narzędziu, w porównaniu ze spoiwem organicznym i większymi wielkościami żwirku, przedstawionymi na fig. 5, kanaliki porowatości i siatka ziarna ś ciernego oraz spoiwo różnią się wizualnie w mniejszym stopniu w narzędziach ze spoiwem nieorganicznym niż w narzędziach ze spoiwem organicznym.
Różne właściwości materiałowe narzędzi ściernych ze spoiwem, włącznie z wytrzymałością mechaniczną, modułem sprężystości i gęstością, zostały tu zidentyfikowane jako powiązane z opisanymi tu nowymi strukturami kompozytowymi.
PL 205 515 B1
Właściwości związane z wytrzymałością mechaniczną określają, czy kompozyt można stosować jako narzędzie ścierne ze spoiwem w operacjach szlifowania przemysłowego. Ponieważ większość narzędzi ściernych ze spoiwem stosuje się w postaci ściernych tarcz szlifierskich, to wytrzymałość mechaniczną przewiduje się drogą badania szybkości rozerwania się tarczy, którą montuje się na wałku w komorze ochronnej, a następnie obraca przy zwiększających się szybkościach tak długo, aż kompozyt zawiedzie, a tarcza rozpadnie się. Szybkość rozerwania się można przekształcić za pomocą znanych równań w punkt zniszczenia przy naprężeniu rozciągającym (patrz na przykład Formulas for Stress and Strain, Raymond J. Roark, McGraw-Hill, 1965). Jeżeli na przykład przyjmuje się obracającą się tarczę ze środkowym otworem, to zniszczenie następuje przy otworze, gdzie naprężenie rozciągające jest największe, σ = naprężenie rozciągające albo wytrzymałość na rozerwanie (psi)
R = promień tarczy (cal) ρ = gęstość tarczy (funty/cal3) r = promień otworu (cal) ω = prędkość końcowa (radian/sek) k = stała (386,4) υ = stosunek Poissona (0,2) σ = 4 x P ( + υ) x R2 + (1 - υ) x r2)
Stosując te zależności do przykładu tarczy szlifierskiej, na przykład 91,4 x 10,2 x 30,5 cm (36 x 4 x 12 cali) tarcza do szlifowania wałów o gęstości 1,46 g/cm3 (0,053 funt/cal3) (zawierająca objętościowo 30% materiału ściernego + 22% spoiwa + 48% porów), jeżeli ta tarcza miała zmierzoną szybkość rozerwania 4000 sfpm (20,32 m/s), to wtedy:
szybkość kątowa = 4000 stopa/min = 44,4 radiany/sek
0,053 χ 44,42 σ = — χ4 386,4 ((3 + 0, 2) x 362 + (1-0, 2) x 122 = 288 psi
Jeżeli szybkość rozerwania była dwa razy większa (8000 sfpm (40,64 m/s) albo 88,8 radianów/sek), to naprężenie rozciągające σ = 1153 psi w punkcie, w którym kompozyt ulega zniszczeniu mechanicznemu.
Stąd wytrzymałość mechaniczną określa się tu jako szybkość rozerwania tarczy w stopach powierzchniowych na minutę (albo metry na sekundę) dla tarcz szlifierskich i, jeżeli narzędzie ścierne ze spoiwem nie jest tarczą, jako naprężenie rozciągające zmierzone w punkcie, w którym kompozyt ulega całkowitemu zniszczeniu mechanicznemu.
Inną właściwością materiałową związaną z narzędziami ściernymi ze spoiwem według wynalazku jest gęstość narzędzia. Narzędzia ze spoiwem organicznym według wynalazku są, jak można by oczekiwać na podstawie objętościowych składów procentowych ich nowych struktur, mniej gęste niż porównywalne narzędzia konwencjonalne stosowane typowo w jakiejkolwiek danej operacji szlifowania. Narzędzia ze spoiwem organicznym charakteryzują się gęstością mniejszą niż 2,2 g/cm3, korzystnie mniejszą niż 2,0 g/cm3, a zwłaszcza mniejszą niż 1,8 g/cm3. Jako takie, w przypadku danego zastosowania szlifierskiego (na przykład tarcza do szlifowania cylindrów stalowych), mają one gęstość o około 20 do 35% mniejszą, a średnio gęstość o około 30% mniejszą, niż porównywalne narzędzia konwencjonalne wykorzystywane w tym samym zastosowaniu.
Narzędzia ze spoiwem organicznym według wynalazku charakteryzują się porównywalnymi albo nieznacznie niższymi gęstościami w porównaniu z gęstościami porównywalnych narzędzi konwencjonalnych. Na przykład tarcze konwencjonalnego rodzaju do szlifowania średnic wewnętrznych mają gęstości od około 1,97 do 2,22 g/cm3, natomiast w przypadku porównywalnych narzędzi według wynalazku wynoszą one od około 1,8 do 2,2 g/cm3. Gęstości tarcz szlifierskich z postępującym zasilaniem według wynalazku i porównywalnych tarcz konwencjonalnych wynoszą w obydwóch przypadkach od około 1,63 do 1,99 g/cm3.
Przy tym jednak, w przypadku narzędzi ze spoiwem nieorganicznym, wartości modułu sprężystości są znacznie niższe, co najmniej o 10%, korzystnie co najmniej o 25%, a zwłaszcza o 50% niższe niż wartości dla porównywalnych narzędzi konwencjonalnych. W przypadku tarcz do szlifowania średnic wewnętrznych moduł sprężystości narzędzi według wynalazku wynosi od 25 do 50 GPa (war12
PL 205 515 B1 tości oznaczano za pomocą przyrządu Grindosonic™, metodą opisaną przez J. Petersa Sonic Testing of Grinding Wheels, Advances in Machine Tool Design and Research, Pergamon Press, 1968), w przeciwieństwie do wartości modułów sprężystości narzędzi porównywalnych, które wynoszą typowo od 28 do 55 GPa. Podobnie w przypadku tarcz z postępującym zasilaniem wartości modułu sprężystości dla narzędzi według wynalazku wynoszą od 12 do 36 GPa, w przeciwieństwie do wartości modułów sprężystości dla porównywalnych narzędzi, które wynoszą typowo od 16 do 38GPa. Podobnie w przypadku tarcz warsztatowych (szlifowanie powierzchni utwardzonych narzędzi metalowych) moduł sprężystości narzędzi według wynalazku wynosi od 12 do 30 GPa, w przeciwieństwie do wartości modułu sprężystości porównywalnych narzędzi, które wynoszą typowo od 16 do 35 GPa. Na ogół, w przypadku wybranego zastosowania szlifowania, im wyż szy stopień twardoś ci porównywalnego konwencjonalnego narzędzia wymaganego do tego zastosowania, tym większe jest przesunięcie do dołu wartości modułu sprężystości narzędzia ze spoiwem nieorganicznym według wynalazku, które zapewnia w tym zastosowaniu równe albo lepsze osiągi. Stąd wynika, że w przypadku wybranego zastosowania szlifowania, im wyższa zawartość procentowa objętościowo ziarna ściernego w porównywalnym konwencjonalnym narzędziu wymaganym do tego zastosowania, tym większe jest przesunięcie do dołu wartości modułu sprężystości narzędzia ze spoiwem nieorganicznym, które zapewnia w tym zastosowaniu równe albo lepsze osią gi.
Narzędzia ścierne ze spoiwem według wynalazku mają niezwykle porowatą strukturę o łączących się wzajemnie porach, co przyczynia się do przepuszczalności narzędzia dla strumienia płynu, a porowatość staje się w związku z tym ciągłą fazą wewnątrz kompozytu ś ciernego. Wielkość porowatości o wzajemnie łączących się porach określa się drogą pomiaru przepuszczalności płynu przez narzędzie zgodnie z metodą znaną z amerykańskiego opisu patentowego nr US A-5738696. Stosuje się tu określenie Q/P = przepuszczalność płynu przez narzędzie ścierne, gdzie Q oznacza szybkość przepływu wyrażoną jako cm3 przepływu powietrza, a P oznacza różnicę ciśnień. Określenie Q/P oznacza różnicę ciśnień zmierzoną pomiędzy strukturą narzędzia ściernego i atmosferą przy danej szybkości przepływu płynu (na przykład powietrza). Ta względna przepuszczalność Q/P jest proporcjonalna do iloczynu objętości porów i kwadratu wielkości porów, przy czym korzystne są większe wielkości porów. Do innych czynników wpływających na Q/P należy geometria porów i wielkość ziarna ściernego, przy czym większa wielkość żwirku daje wyższą względną przepuszczalność.
Narzędzia ścierne użyteczne w wynalazku charakteryzują się wartościami przepuszczalności płynu wyższymi niż w przypadku porównywalnych narzędzi według stanu techniki. Stosowane tu określenie porównywalne narzędzia według stanu techniki są narzędziami wykonanymi z tym samym ziarnem ściernym i materiałami wiążącymi przy tych samych procentach objętościowo porowatości, ziarna i spoiwa jak według wynalazku. Na ogół narzędzia ścierne według wynalazku mają wartości przepuszczalności płynów o około 25 do 100% wyższe niż wartości dla porównywalnych narzędzi ściernych według stanu techniki. Narzędzia ścierne charakteryzują się korzystnie wartościami przepuszczalności płynu co najmniej o 10% wyższymi, a zwłaszcza co najmniej 30% wyższymi, niż wartości dla porównywalnych narzędzi według stanu techniki.
Dokładne względne parametry przepuszczalności płynów dla szczególnych wielkości aglomeratów i kształtek, rodzajów spoiwa i poziomów porowatości mogą być określone przez praktyków drogą stosowania prawa d'Arcy'ego do danych doświadczalnych dla danego rodzaju narzędzia ściernego.
Porowatość wewnątrz tarczy ściernej wynika z otwartych przestrzeni na skutek naturalnej gęstości upakowania części składowych narzędzia, a zwłaszcza aglomeratów ściernych, i ewentualnie z dodawania pomniejszej iloś ci konwencjonalnych ś rodków porotwórczych. Do odpowiednich ś rodków porotwórczych należą, lecz nie tylko, puste wewnątrz kuleczki szklane, puste wewnątrz kuleczki albo perełki z tworzywa sztucznego albo związków organicznych, cząstki spienionego szkła, pęcherzykowy mulit, pęcherzykowy tlenek glinowy i ich połączenia. Narzędzia można wytwarzać za pomocą środków porotwórczych do komórek otwartych, takich jak perełki naftalenu, skorupy orzechów i inne organiczne granulki, które wypalają się w czasie wypalania narzędzia pozostawiając puste przestrzenie wewnątrz osnowy narzędzia, albo można je wytwarzać z za pomocą środków porotwórczych do komórek zamkniętych, pustych wewnątrz porów (na przykład pustych wewnątrz kuleczek szklanych). Korzystne narzędzia ścierne albo nie zawierają dodanych środków porotwórczych albo zawierają pomniejsze ilości dodanych środków porotwórczych (to jest mniej niż 50% objętościowo, korzystnie mniej niż 20% objętościowo, a zwłaszcza mniej niż 10% objętościowo porowatości narzędzia). Ilość i rodzaj dodanego środka porotwórczego musi być na tyle skuteczna, aby otrzymać narzędzie ścierne o wielkości porowatości co najmniej 30% objętościowo, która jest porowatością o łączących się wzajemnie porach.
PL 205 515 B1
Narzędzia ścierne ze spoiwem według wynalazku, które mają te właściwości materiałowe i strukturalne cechy charakterystyczne wytwarza się korzystnie sposobem, w którym większość ziarna ściernego została poddana aglomeracji z materiałem wiążącym przed zmieszaniem, formowaniem i utwardzeniem termicznym składników narzędzia z utworzeniem kompozytu ściernego. Te aglomeraty ziarna ściernego można wytwarzać z nieorganicznymi materiałami wiążącymi albo z organicznymi materiałami wiążącymi.
Aglomeraty wytworzone z organicznymi materiałami wiążącymi, które są użyteczne w wynalazku, są trójwymiarowymi strukturami albo granulkami, składającymi się z utwardzonych kompozytów i materiału wiążącego. Korzystne są wszystkie termoutwardzalne polimeryczne materiały wiążące stosowane powszechnie w przemyśle narzędzi ściernych, takie jak spoiwa do materiałów ściernych ze spoiwem organicznym, powleczone materiały ścierne, itp. Do takich materiałów należą materiały na bazie żywic fenolowych, materiały na bazie żywic epoksydowych, materiały na bazie żywic fenolowoformaldehydowych, materiały na bazie żywic mocznikowo-formaldehydowych, materiały na bazie żywic melaminowo-formaldehydowych, materiały na bazie żywic akrylowych, kompozycje żywicowe modyfikowane kauczukiem, wypełnione kompozycje i ich mieszaniny. Aglomeraty wytworzone z organicznym materiałem wiążącym mają gęstość w stanie luźnego upakowania (LPD) < 1,5 g/cm3, a zwłaszcza mniejszą niż 1,3 g/cm3, średni wymiar od około 2 do 10 razy średniego wymiaru żwirku ściernego albo od około 200 do 3000 mikrometrów oraz wielkość porowatości od około 1 do 50%, korzystnie od 5 do 45%, a zwłaszcza od 10 do 40% objętościowo.
Główna część (to jest co najmniej 50% objętościowo) porowatości wewnątrz aglomeratów występuje jako porowatość, która jest przepuszczalna dla przepływu organicznego materiału wiążącego w fazie ciekłej do aglomeratów w czasie termicznego utwardzania uformowanych narzędzi ściernych ze spoiwem według wynalazku.
Ziarno ścierne użyteczne w aglomeratach wytworzonych z organicznymi albo nieorganicznymi materiałami może obejmować jedno albo więcej ziaren ściernych znanych ze stosowania w narzędziach ściernych, takich jak ziarna tlenku glinowego, włącznie z dymnym tlenkiem glinowym, tlenkiem glinowym spiekanym i spiekanym w postaci zolu/żelu, spiekanym boksytem, itp., węgliku krzemu, tlenku glinowego/tlenku cyrkonowego, tlenoazotku glinowego, tlenku cerowego, podtlenku boru, granatu, krzemienia, diamentu, włącznie z naturalnym i syntetycznym diamentem, regularnego azotku boru (CBN) i ich połączeń. Stosować można każdą wielkość i kształt ziarna ściernego. Ziarno może zawierać na przykład pewną ilość (na przykład mniejszą niż 10% objętościowo całkowitego ziarna ściernego w narzędziu) wydłużonych, spiekanych ziaren tlenku glinowego w postaci zolu/żelu, które mają wysoki współczynnik kształtu, w rodzaju ziaren znanych z amerykańskiego opisu patentowego nr US 5129919. Wielkości ziaren odpowiednich tu do stosowania wynoszą od wielkości regularnego żwirku ściernego (na przykład większej niż 60 i do 7000 mikronów) do wielkości żwirku mikrościernego (na przykład od 0,5 do 60 mikronów) i mieszanin tych wielkości. W przypadku danej operacji szlifowania ściernego może okazać się pożądane poddawanie aglomeracji ziarna ściernego o wielkości żwirku mniejszej niż żwirek ziarna ściernego (niepoddany aglomeracji), wybrany normalnie do tej operacji szlifowania ściernego. Na przykład poddany aglomeracji materiał ścierny o wielkości żwirku 80 można zastąpić przez materiał ścierny o wielkości żwirku 54, poddany aglomeracji materiał ścierny o wielkości żwirku 100 można zastąpić przez materiał o wielkości żwirku 60, a poddany aglomeracji materiał ścierny o wielkości żwirku 120 można zastąpić materiałem ściernym o wielkości żwirku 80. Stosowane tu określenie wielkość żwirku dotyczy wielkości ziarna ściernego w skali żwirku według Norton Company.
Aglomeraty wytworzone z nieorganicznymi materiałami wiążącymi, które są użyteczne w wynalazku, są trójwymiarowymi strukturami albo granulkami, obejmującymi spiekane porowate kompozyty ziarna ściernego, albo ceramicznym albo zeszklonym materiałem wiążącym. Aglomeraty mają gęstość w stanie luźnego upakowania (LPD) < 1,6 g/cm3, średnią wielkość około 2 do 20 razy większą niż średnia wielkość żwirku ściernego i porowatość od około 30 do 88%, a zwłaszcza od 30 do 60% objętościowo. Aglomeraty ziarna ściernego mają korzystnie minimalną wartość wytrzymałości na kruszenie 0,2 MPa.
Korzystna wielkość spiekanych aglomeratów wynosi dla typowego ziarna ściernego od około 200 do 3000, korzystnie od 350 do 2000, a zwłaszcza od 425 do 1000 mikrometrów średniej średnicy. W przypadku ziarna mikrościernego korzystna wielkość spiekanych aglomeratów wynosi od 5 do 180, korzystnie od 20 do 150, a zwłaszcza od 70 do 120 mikrometrów średniej średnicy.
Ziarno ścierne jest zawarte w ilości od około 10 do 65% objętościowo, korzystnie od 35 do 55% objętościowo, a zwłaszcza od 48 do 52% objętościowo aglomeratu.
PL 205 515 B1
Materiały wiążące użyteczne przy wytwarzaniu aglomeratów obejmują korzystnie materiały ceramiczne i zeszklone, korzystnie w rodzaju materiałów stosowanych jako układy wiążące do narzędzi ściernych ze spoiwem zeszklonym. Te materiały ze spoiwem zeszklonym mogą być wstępnie wypalonym szkłem, które zostało zmielone na proszek (spiek), albo mieszaniną różnych surowych materiałów, takich jak glinka, skaleń, wapno, boraks i soda albo połączenie materiałów spiekanych i materiałów surowych. Takie materiały topią się i tworzą ciekłą fazę szklistą w temperaturach wynoszących od około 500° do około 1400°C i zwilżają powierzchnię ziarna ściernego tworząc po ochłodzeniu centra spoiwa, a zatem utrzymując ziarno ścierne wewnątrz struktury kompozytowej. Przykłady odpowiednich materiałów wiążących do stosowania w aglomeratach są podane niżej w tabeli 2. Korzystne materiały wiążące charakteryzują się lepkością od około 34,5 do 5530 Pa^s (od 345 do 55300 puazów) w temperaturze 1180°C i temperaturą topnienia od około 800° do 1300°C, przy czym jednak w zależności od przewidywanych zastosowań narzędzia i wymaganych właściwości aglomeraty można wytwarzać z jednym albo więcej niż jednym materiałem nieorganicznym wybranym z grupy obejmującej zeszklone materiały wiążące, ceramiczne materiały wiążące, szklano-ceramiczne materiały wiążące, materiały na bazie soli nieorganicznych i metaliczne materiały wiążące oraz ich połączenia.
W korzystnym rozwiązaniu materiał wiążący jest kompozycją zeszklonego spoiwa, składającą się z wypalonej kompozycji tlenkowej zawierającej 71% wagowo SiO2 i B2O3, 14% wagowo AI2O3, mniej niż 0,5% wagowo tlenków ziem alkalicznych i 13% wagowo tlenków alkalicznych.
W innym korzystnym rozwiązaniu materiał wiążący może być materiałem ceramicznym obejmującym, lecz nie tylko, krzemionkę, alkalia, ziemie alkaliczne, mieszane krzemiany metali alkalicznych i ziem alkalicznych, glinokrzemiany, krzemiany cyrkonu, uwodnione krzemiany, gliniany, tlenki, azotki, tlenoazotki, węgliki, tlenowęgliki i ich połączenia i pochodne. Na ogół materiały ceramiczne różnią się od materiałów szklistych albo zeszklonych tym, że materiały ceramiczne zawierają struktury krystaliczne. Niektóre fazy szkliste mogą występować w połączeniu ze strukturami krystalicznymi, zwłaszcza w materiałach ceramicznych w nierafinowanym stanie i można tu stosować materiały ceramiczne w stanie surowym, takie jak glinki, cementy i minerały. Przykłady specyficznych materiałów ceramicznych odpowiednich tu do stosowania obejmują, lecz nie tylko, krzemionkę, krzemiany sodowe, mulit i inne glinokrzemiany, tlenek cyrkonu-mulit, glinian magnezowy, krzemian magnezowy, krzemiany cyrkonu, skaleń i inne glinokrzemiany metali alkalicznych, spinele, glinian wapniowy, glinian magnezowy i inne gliniany metali alkalicznych, tlenek cyrkonu, tlenek cyrkonu stabilizowany za pomocą tlenku itru, tlenek magnezu, tlenek wapnia, tlenek ceru, tlenek tytanu i inne dodatki ziem rzadkich, talk, tlenek żelaza, tlenek glinowy, bohemit, tlenek boru, tlenek ceru, tlenek glinowy-tlenoazotek, azotek boru, azotek krzemu, grafit i połączenia tych materiałów ceramicznych.
Niektóre z tych ceramicznych materiałów wiążących (na przykład krzemian sodowy) nie wymagają obróbki cieplnej w celu utworzenia aglomeratów ziarna ściernego. Do ziarna ściernego można dodawać roztwór materiału wiążącego, a otrzymaną mieszaninę suszy się sklejając ze sobą ziarna w postaci aglomeratów.
Nieorganiczny materiał wiążący stosuje się w postaci proszku i można dodawać go do ciekłego nośnika w celu zapewnienia jednolitej, jednorodnej mieszaniny materiału wiążącego z ziarnem ściernym w czasie wytwarzania aglomeratów.
Dyspersję spoiw organicznych dodaje się korzystnie do sproszkowanych składników nieorganicznego materiału wiążącego w postaci środków wspomagających formowanie albo przetwarzanie. Te spoiwa mogą obejmować dekstryny, skrobię, klej oparty na proteinach zwierzęcych i inne rodzaje kleju, ciekły składnik, taki jak woda, rozpuszczalnik, modyfikatory lepkości albo pH i środki ułatwiające mieszanie. Stosowanie spoiw organicznych polepsza jednorodność aglomeratów, a zwłaszcza jednorodność dyspersji materiału wiążącego na ziarnie, i strukturalną jakość wstępnie wypalonych albo wilgotnych aglomeratów, jak również jakość wypalonego narzędzia ściernego zawierającego aglomeraty. Ponieważ spoiwa wypalają się w czasie wypalania aglomeratów, to nie stają się one częścią wykończonego aglomeratu ani wykończonego narzędzia ściernego. W celu polepszenia przyczepności materiałów wiążących do ziarna ściernego, wymaganej do polepszenia jakości mieszaniny, do mieszaniny można dodawać nieorganiczny promotor przyczepności. Nieorganiczny promotor przyczepności można stosować ze spoiwem organicznym albo bez niego przy wytwarzaniu aglomeratów.
Zawartość nieorganicznego materiału wiążącego wynosi od około 0,5 do 15% objętościowo, korzystnie od 1 do 10% objętościowo, a zwłaszcza od 2 do 8% objętościowo aglomeratu.
Gęstość aglomeratów z nieorganicznym materiałem wiążącym można wyrażać na wiele sposobów. Gęstość nasypową aglomeratów można wyrażać jako LPD. Gęstość względną aglomeratów
PL 205 515 B1 można wyrażać jako procent początkowej gęstości względnej albo jako stosunek gęstości względnej aglomeratów do składników stosowanych do wytwarzania aglomeratów biorąc pod uwagę objętość wzajemnie łączących się porów w aglomeratach.
Początkową średnią gęstość względna, wyrażoną procentowo, można obliczyć dzieląc LPD (ρ) przez teoretyczną gęstość aglomeratów (po), przyjmując porowatość zerową. Teoretyczną gęstość można obliczyć zgodnie z metodą objętościowej reguły mieszanin z procentów wagowo i ciężaru właściwego materiału wiążącego oraz ziarna ściernego zawartego w aglomeratach. W przypadku spiekanych aglomeratów nieorganicznych według wynalazku maksymalna procentowa gęstość względna wynosi 50% objętościowo, przy czym korzystniejsza jest maksymalna procentowa gęstość względna 30% objętościowo.
Gęstość względną można mierzyć techniką objętości wypartego płynu, tak aby włączyć do niej pory wzajemnie łączące się i wykluczyć porowatość opartą na komórkach zamkniętych. Gęstość względna jest stosunkiem objętości spiekanych nieorganicznych aglomeratów, zmierzonej drogą wyparcia płynu, do objętości materiałów stosowanych do wytwarzania spiekanych aglomeratów nieorganicznych. Objętość materiałów stosowanych do wytwarzania aglomeratów jest miarą pozornej objętości opartej na ilościach i gęstościach w stanie upakowania ziarna ściernego i materiału spoiwa, stosowanych do wytwarzania aglomeratów. W przypadku nieorganicznych spiekanych aglomeratów maksymalna gęstość względna aglomeratów wynosi korzystnie 0,7, przy czym korzystniejsza jest maksymalna gęstość względna 0,5.
Aglomeraty można wytwarzać szeregiem sposobów w wielu wielkościach i o wielu kształtach. Te techniki można realizować przed, w czasie albo po wypaleniu mieszaniny ziarna i materiału wiążącego z początkowego etapu (mieszaniny wilgotnej). Korzystny etap ogrzewania mieszaniny w celu stopienia i płynięcia materiału wiążącego, a zatem przywierania materiału wiążącego do ziarna i utrwalenia ziarna z w poddanej aglomeracji postaci, można tu określić jako utwardzanie, wypalanie, prażenie albo spiekanie. Do otrzymania aglomeratów ściernych można stosować każdy znany w technice sposób aglomeracji mieszanin cząstek.
W pierwszym rozwiązaniu stosowanego tu sposobu wytwarzania aglomeratów z organicznymi materiałami wiążącymi początkową mieszaninę ziarna i materiału wiążącego poddaje się przed utwardzaniem mieszaniny aglomeracji w celu utworzenia stosunkowo słabej struktury mechanicznej nazywanej aglomeratami wilgotnymi.
W celu realizacji pierwszego rozwiązania ziarno ścierne i materiały wiążące można poddawać aglomeracji w stanie wilgotnym szeregiem różnych technik, na przykład w pastylkarce panwiowej, a następnie wprowadzać do pieca w temperaturze 140-200°C w celu utwardzenia termicznego. Wilgotne aglomeraty można umieszczać na tacy albo na stojaku i utwardzać w piecu z bębnowaniem albo bez bębnowania, w sposób ciągły albo okresowy. Obróbkę termiczną można prowadzić w urządzeniu ze złożem fluidalnym drogą doprowadzania wilgotnego, poddanego aglomeracji ziarna do złoża. Utwardzanie w podczerwieni albo UV można prowadzić na stole wibracyjnym, przy czym można stosować połączenia tych sposobów.
Ziarno ścierne można przenosić do panwi mieszającej, mieszać z organicznymi materiałami wiążącymi, a następnie zwilżać rozpuszczalnikiem w celu przywarcia materiału wiążącego do ziarna, przesiewać pod kątem wielkości aglomeratów, a następnie utwardzać w piecu albo suszarce obrotowej.
Pastylkowanie panwiowe można prowadzić drogą dodawania ziarna do miski mieszalnika i odmierzania ciekłego składnika zawierającego materiał wiążący (na przykład wodę albo spoiwo organiczne i wodę) na ziarno, z mieszaniem, poddając je razem aglomeracji.
Na mieszaninę ziarna i materiału wiążącego można rozpylać rozpuszczalnik powlekając ziarno materiałem wiążącym z jednoczesnym mieszaniem, po czym powleczone ziarno można odzyskiwać w celu utworzenia aglomeratów.
Do wytłaczania pasty ziarna i materiału wiążącego do wielkości i kształtów, które suszy się z utworzeniem aglomeratów, można stosować niskociśnieniowe urządzenie do wytłaczania. Pastę można wytwarzać z materiałów wiążących i ziarna z roztworem spoiwa organicznego i wytłaczać w wydłużone cząstki za pomocą urządzenia i sposobów znanych z amerykańskiego opisu patentowego nr US A-4393021.
W procesie granulacji na sucho arkusz albo blok utworzony z ziarna ściernego pogrążonego w dyspersji albo paście z materiału wiążącego można suszyć, a następnie można stosować ubijarkę walcową do połamania kompozytu ziarna i materiału wiążącego.
PL 205 515 B1
W innym sposobie wytwarzania surowych aglomeratów albo prekursorów aglomeratów mieszaninę organicznego materiału wiążącego i ziarna można wprowadzać do urządzenia formującego i formować mieszaninę z utworzeniem dokł adnych kształ tów i wielkoś ci, na przykł ad w sposób znany z amerykań skiego opisu patentowego nr US 6217413 BI.
W drugim, uż ytecznym tu rozwiązaniu sposobu wytwarzania aglomeratów prostą mieszaninę ziarna i organicznego materiału wiążącego wprowadza się do obrotowego urządzenia kalcynującego. Mieszaninę poddaje się bębnowaniu przy określonych obrotach na minutę, przy określonym nachyleniu, z doprowadzaniem ciepła. Aglomeraty tworzą się w miarę jak mieszanina materiału wiążącego ogrzewa się, topi, płynie i przywiera do ziarna. Etapy wypalania i aglomeracji prowadzi się jednocześnie przy regulowanych szybkościach i objętościach zasilania i stosowania ciepła. W korzystnym sposobie proces aglomeracji prowadzi się sposobami znanymi z amerykańskiego zgłoszenia patentowego ze związanym pierwszeństwem, numer seryjny 10/120969, złożonego dnia 11 kwietnia 2002.
Przy aglomeracji ziarna ściernego z utwardzaniem materiałów wiążących w niskiej temperaturze (na przykład od około 145° do około 500°C) można stosować alternatywne rozwiązanie tego obrotowego urządzenia piecowego. Alternatywne rozwiązanie, suszarka obrotowa, jest wyposażona w źródło zasilania w ogrzane powietrze do wyładowczego końca rury w celu ogrzania surowej, poddanej aglomeracji mieszaniny ziarna ściernego i utwardzania materiału wiążącego, wiążąc go z ziarnem. Stosowane tu określenie obrotowy piec kalcynacyjny obejmuje takie obrotowe urządzenia suszące.
Aglomeraty ziarna ściernego z nieorganicznymi materiałami wiążącymi można wytwarzać sposobami znanymi z amerykańskiego zgłoszenia patentowego ze związanym pierwszeństwem, numer seryjny 10/120969, złożonego dnia 11 kwietnia 2002 roku, oraz sposobami opisanymi tu w przykładach.
Narzędzia ścierne wytwarzane z aglomeratami ściernymi
Narzędzia ścierne ze spoiwem, wytworzone z aglomeratami, obejmują ścierne tarcze szlifierskie, krążki, osełki, kamienie i inne sztywne, monolityczne albo segmentowe, kształtowe kompozyty ścierne. Narzędzia ścierne według wynalazku zawierają korzystnie od około 5 do 70% objętościowo, jeszcze korzystniej od 10 do 60% objętościowo, a zwłaszcza od 20 do 52% objętościowo aglomeratów ziarna ściernego w stosunku do całkowitej objętości kompozytu ściernego. Od 10 do 100% objętościowo, korzystnie od 30 do 100% objętościowo i co najmniej 50% objętościowo ziarna ściernego ma postać szeregu (na przykład 2 do 40 ziaren) ziaren ściernych poddanych aglomeracji razem z materiałem wiążącym.
Narzędzia według wynalazku mogą ewentualnie zawierać dodane wtórne ziarna ścierne, wypełniacze, pomocnicze środki szlifierskie i środki porotwórcze oraz połączenia tych materiałów. Całkowita objętość procentowa ziarna ściernego w narzędziach (ziarno poddane i niepoddane aglomeracji) może wynosić od około 22 do około 48% objętościowo, korzystnie od około 26 do około 44% objętościowo, a zwłaszcza od około 30 do około 40% objętościowo narzędzia.
Gęstość i twardość narzędzi ściernych określa się drogą wyboru aglomeratów, rodzaju spoiwa i innych składników narzędzia, stopnia porowatości, razem z wielkością i rodzajem formy i wybranego sposobu prasowania. Narzędzia ścierne ze spoiwem mają korzystnie gęstość mniejszą niż 2,2 g/cm3, jeszcze korzystniej mniejszą niż 2,0 g/cm3, a zwłaszcza mniejszą niż 1,8 g/cm3.
Gdy wtórne ziarno ścierne stosuje się w połączeniu z aglomeratami ściernymi, to wtórne ziarna ścierne stanowią od około 0,1 do około 90% objętościowo całej ilości ziarna ściernego w narzędziu, korzystnie od około 0,1 do około 70% objętościowo, a zwłaszcza od 0,1 do 50% objętościowo. Do odpowiednich wtórnych ziaren ściernych należą, lecz nie tylko, różne tlenki glinowe, zolowożelowy tlenek glinowy, spiekany boksyt, węglik krzemu, tlenek glinowy-tlenek cyrkonu, tlenoazotek glinu, tlenek ceru, podtlenek boru, regularny azotek boru, diament, ziarna krzemienia i granatu oraz ich połączenia.
Korzystne narzędzia ścierne według niniejszego wynalazku wiąże się za pomocą spoiwa organicznego. Do stosowania można tu wybierać każde z różnych spoiw znanych w technice wytwarzania narzędzi ściernych. Przykłady odpowiednich spoiw i wiążących materiałów wypełniających można znaleźć w amerykańskich opisach patentowych nr US A-6015338, A-5912216 i A-5611827, których treść jest tu włączona tytułem referencji. Do odpowiednich spoiw należą żywice fenolowe różnego rodzaju, ewentualnie ze środkiem sieciującym, takim jak sześciometylenoczteroamina, materiały oparte na żywicach epoksydowych, materiały oparte na żywicach poliimidowych, materiały żywicowe oparte na fenolu-formaldehydzie, moczniku-formaldehydzie i melaminie-formaldehydzie, materiały oparte na żywicach akrylowych i ich połączenia. Stosować tu można także i inne kompozycje oparte na żywicach termoutwardzalnych.
PL 205 515 B1
Jako środki ułatwiające formowanie albo przetwarzanie do sproszkowanych składników wiążących można dodawać spoiwa organiczne albo rozpuszczalniki. Te spoiwa mogą obejmować furfural, wodę, modyfikatory lepkości albo pH i środki ułatwiające mieszanie. Stosowanie spoiw polepsza często jednorodność tarcz i strukturalną jakość wstępnie wypalonej albo surowej prasowanej tarczy i tarczy utwardzonej. Ponieważ większość spoiw odparowuje w czasie utwardzania, to nie mogą one stać się częścią wykończonego spoiwa albo narzędzia ściernego.
Narzędzia ścierne ze spoiwem organicznym według wynalazku mogą zawierać od około 10 do 50% objętościowo, korzystnie od 12 do 40% objętościowo, a zwłaszcza od 14 do 30% objętościowo spoiwa. Spoiwo jest usytuowane wewnątrz trójwymiarowego kompozytu ściernego, tak że pierwsza faza ziaren ściernych i spoiwa zawiera mniej niż 10% objętościowo porowatości, a zwłaszcza mniej niż 5% objętościowo porowatości. Ta pierwsza faza pojawia się w kompozytowej osnowie narzędzi ściernych ze spoiwem organicznym w postaci usieciowanej siatki ziarna ściernego zakotwiczonego w organicznym materiale wiążącym. Na ogół jest pożądane, aby pierwsza faza znajdowała się wewnątrz trójwymiarowego kompozytu, który jest na tyle w pełni gęsty, na ile można to osiągnąć przy ograniczeniach materiałów i w procesach produkcyjnych.
Razem z aglomeratami ziarna ściernego i spoiwem te narzędzia mają porowatość około 38 do 54% objętościowo, przy czym ta porowatość jest fazą ciągłą obejmującą co najmniej 30% objętościowo łączących się ze sobą porów. Korzystne narzędzia ścierne ze spoiwem organicznym mogą zawierać od 24 do 48% objętościowo ziarna ściernego, od 10 do 38% objętościowo spoiwa organicznego i od 38 do 54% objętościowo porowatości.
Te narzędzia ze spoiwem organicznym mają minimalną szybkość rozerwania 4000 sfpm (20,32 m/s), a zwłaszcza 6000 sfpm (30, 48 m/s).
W korzystnym rozwiązaniu narzędzia ścierne ze spoiwem organicznym mogą zawierać, jako pierwszą fazę, 26-40% objętościowo ziaren ściernych związanych za pomocą 10-22% objętościowo organicznego materiału wiążącego i mniej niż 10% objętościowo porowatości, i drugą fazę składającą się z 38-50% objętościowo porowatości.
Gdy wytwarza się je z aglomeratami ziarna i organicznych materiałów wiążących, to narzędzia ścierne ze spoiwem organicznym mogą zawierać, jako pierwszą fazę, 24-42% objętościowo ziaren ściernych związanych za pomocą 18-38% wagowo organicznego materiału wiążącego i mniej niż 10% objętościowo porowatości oraz drugą fazę składającą się z 38-54% porowatości.
Gdy wytwarza się je z aglomeratami ziaren i nieorganicznych materiałów wiążących, to narzędzia ścierne ze spoiwem organicznym mogą zawierać, jako pierwszą fazę, od 28 do 48% objętościowo ziarna, związanego za pomocą 10 do 33% objętościowo spoiwa (suma spoiwa organicznego w tarczy i nieorganicznego materiału wiążącego w aglomeratach), i drugą fazę składająca się z 38 do 53% objętościowo porowatości. Narzędzie zawiera minimalnie 1% objętościowo nieorganicznego materiału wiążącego, a zwłaszcza zawiera od 2 do 12% objętościowo nieorganicznego materiału wiążącego. Takie narzędzia mają korzystnie maksymalną wartość modułu sprężystości 10 GPa i minimalną szybkość rozerwania 6000 sfpm (30, 48 m/s). Gdy ocenę prowadzi się w skali stopni twardości według Norton Company, to te narzędzia ścierne mają stopień twardości od A do H i taki stopień twardości jest co najmniej o jeden stopień miększy niż stopień skądinąd identycznego konwencjonalnego narzędzia wytworzonego z ziarnami ściernymi, których nie poddano aglomeracji razem z nieorganicznym materiałem wiążącym.
Narzędzie ścierne ze spoiwem organicznym zawiera ewentualnie mieszaninę wielu ziaren poddanych aglomeracji z nieorganicznym materiałem wiążącym i wiele ziaren poddanych aglomeracji z organicznym materiałem wiążącym.
Gdy narzędzia ścierne ze spoiwem są wytworzone ze spoiwem organicznym i aglomeratami ziarna i nieorganicznymi materiałami wiążącymi, to mogą one składać się z trójwymiarowego kompozytu (a) 22-46% objętościowo ziaren ściernych związanych za pomocą 4-20% objętościowo nieorganicznego materiału wiążącego i (b) 40-68% objętościowo porowatości o łączących się ze sobą porach, przy czym większość ziaren ściernych występuje w postaci nieregularnych przestrzennych skupisk wewnątrz kompozytu. Te narzędzia ścierne ze spoiwem mają wartości modułu sprężystości, które są co najmniej 10% niższe niż wartości modułu sprężystości dla skądinąd innych identycznych konwencjonalnych narzędzi, które mają regularnie rozmieszczone ziarna ścierne w trójwymiarowym kompozycie, i wykazują minimalną szybkość rozerwania 4000 sfpm (20,32 m/s), a zwłaszcza 6000 (30,48 m/s). Korzystne narzędzia ścierne ze spoiwem nieorganicznym zawierają 22-40% objętościowo ziaren ścier18
PL 205 515 B1 nych związanych za pomocą 8-20% objętościowo nieorganicznego materiału wiążącego i 40-68% objętościowo porowatości o łączących się wzajemnie porach.
W korzystnym rozwiązaniu wynalazku narzędzia ścierne ze spoiwem nieorganicznym zawierają 34-42% objętościowo ziaren ściernych związanych za pomocą 6-12% objętościowo nieorganicznego materiału wiążącego i 46-58% wagowo porowatości o łączących się wzajemnie porach. Te narzędzia wytwarza się z zeszklonym materiałem wiążącym, są one w zasadzie wolne od ziaren i wypełniaczy o wysokim wspó łczynniku kształ tu i formuje się je i wypala w czasie produkcji bez dodawania materiałów porotwórczych. Korzystne narzędzia z zeszklonym spoiwem są tarczami o stopniu twardości od A do M w skali Norton Company, a stopień twardości jest co najmniej o jeden stopień miększy niż stopień twardości skądinąd identycznego konwencjonalnego narzędzia, które ma regularnie rozmieszczone ziarna ścierne z trójwymiarowym kompozytem. Korzystne narzędzia ścierne z zeszklonym spoiwem charakteryzują się wartością modułu sprężystości, która jest co najmniej o 25% niższa, a zwłaszcza co najmniej o 40% niższa, niż wartość modułu sprężystości skądinąd identycznego konwencjonalnego narzędzia, które na regularnie rozmieszczone ziarna ścierne wewnątrz trójwymiarowego kompozytu i minimalną szybkość rozerwania 6000 sfpm (30,48 m/s).
Korzystne narzędzia ścierne z zeszklonym spoiwem, wytworzone z aglomeratami ziarna w nieorganicznych materiałach wiążących obejmują tarcze do szlifowania średnic wewnętrznych, zawierające od 40 do 52% objętościowo ziarna ściernego, które mają wartość modułu sprężystości od 25 do 50 GPa. Objęte są nimi także tarcze do szlifowania powierzchni stosowane w warsztacie narzędziowym, zawierające od 39 do 52% objętościowo ziarna ściernego, które mają wartość modułu sprężystości od 15 do 36 GPa, oraz tarcze szlifierskie z postępującym zasilaniem, zawierające od 30 do 40% objętościowo ziarna ściernego, które mają wartość modułu sprężystości od 8 do 25 GPa.
W celu uzyskania odpowiedniej wytrzymałości mechanicznej w narzędziu ściernym ze spoiwem organicznym w czasie wytwarzania narzędzia i w czasie stosowania narzędzia w operacjach szlifowania, co najmniej 10% objętościowo całkowitego składnika wiążącego musi składać się z dodanego spoiwa organicznego i nie może on być materiałem wiążącym stosowanym w aglomeratach.
Tarcze ścierne można formować i prasować wszystkimi środkami znanymi w technice, włącznie z technikami prasowania na gorąco, ciepło i zimno. Przy wyborze ciśnienia formowania, w przypadku formowania surowych tarcz, należy zachować ostrożność w celu uniknięcia kruszenia aglomeratów albo kruszenia regulowanej ilości aglomeratów (to jest 0-75% wagowo aglomeratów) i zachowania trójwymiarowej struktury pozostałych aglomeratów. Odpowiednie przyłożone ciśnienie przy wytwarzaniu tarcz według wynalazku zależy od kształtu, wielkości, grubości i składnika spoiwowego tarczy ściernej oraz od temperatury formowania. W zwykłych procesach produkcyjnych maksymalne ciśnienie może wynosić od około 500 do 10000 funtów/cal kwadratowy (35 do 704 kg/cm2). Formowanie i prasowanie prowadzi się korzystnie przy ciśnieniu od około 53 do 422 kg/cm2, a zwłaszcza od 42 do 352 kg/cm2. Aglomeraty według wynalazku mają dostateczną wytrzymałość mechaniczną, aby znieść etapy formowania i prasowania prowadzone w typowych przemysłowych procesach produkcyjnych przy wytwarzaniu narzędzi ściernych.
Tarcze ścierne można utwardzać sposobami znanymi specjaliście w tej dziedzinie. Warunki utwardzania są określone głównie rzeczywistym spoiwem i stosowanymi materiałami ściernymi oraz rodzajem materiału wiążącego zawartego w aglomeracie ziarna ściernego. W zależności od chemicznego składu wybranego spoiwa spoiwo organiczne można wypalać w temperaturze od 150° do 250°C, a zwł aszcza od 160° do 200°C, w celu uzyskania wymaganych wła ś ciwoś ci mechanicznych w operacjach szlifowania w zastosowaniu przemysłowym.
Wybór odpowiedniego spoiwa organicznego będzie zależeć od tego, który sposób aglomeracji stosuje się i czy nie należy unikać przepływu ogrzanego organicznego spoiwa do porów wewnątrz aglomeratów.
Narzędzia ze spoiwem organicznym można mieszać, formować i utwardzać różnymi sposobami przetwarzania i z różnymi proporcjami ziarna ściernego albo aglomeratu, udziału spoiwa i porowatości, tak jak jest to znane w technice. Odpowiednie procesy produkcyjne wytwarzania narzędzi ściernych ze spoiwem organicznym są znane z amerykańskich opisów patentowych nr US A-6015338, A-5912216 i 5611827.
Odpowiednie techniki produkcji przy wytwarzaniu narzędzi ściernych z zeszklonym spoiwem (albo innym spoiwem nieorganicznym) według wynalazku są znane z amerykańskiego, związanego zgłoszenia pierwszeństwa nr seryjny 10/120969 złożonego dnia 11 kwietnia 2002 roku, z podanych tu przykładów oraz z amerykańskich opisów patentowych nr US A-5738696, US A-5738697.
PL 205 515 B1
Narzędzia ścierne według wynalazku są szczególnie skuteczne w zastosowaniach szlifierskich, w których w czasie szlifowania występują duże powierzchnie styku albo dłuższa ciąg ła styczność pomiędzy narzędziem ściernym i obrabianym elementem. Do takich operacji szlifowania należy, lecz nie tylko, szlifowanie wałów i tarcz, szlifowanie z postępującym zasilaniem, szlifowanie wewnętrznych średnic, szlifowanie w narzędziowniach oraz inne operacje szlifowania precyzyjnego.
W operacjach szlifowania dokładnego i polerowania z zastosowaniem ziarna ściernego o wielkości mikronowej albo submikronowej będzie stosować się narzędzia wytworzone z aglomeratami według wynalazku. W porównaniu z konwencjonalnymi superwykończającymi albo polerującymi narzędziami i układami narzędzia według wynalazku wytworzone z takimi aglomeratami ściernymi z drobnego żwirku bę d ą erodować przy niż szych sił ach szlifowania z nieznacznym uszkodzeniem albo w ogóle bez uszkodzenia powierzchni obrabianego narzę dzia w czasie precyzyjnych operacji wykoń czania (to jest dając wykończenia lustrzane na szkle i składnikach ceramicznych). Czas użytkowania narzędzi jest zadowalający dzięki poddanym aglomeracji strukturom wewnątrz trójwymiarowej osnowy korpusu narzędzia.
Dzięki wzajemnie łączącym się porom narzędzi, przy szlifowaniu wałów i tarcz, polepsza się doprowadzanie chłodziwa i usuwanie opiłków, co daje w wyniku w operacjach szlifowania z chłodziwem rzadsze nastawianie narzędzia, mniejsze uszkodzenie termiczne obrabianych elementów i mniejsze zużycie ścierne maszyny szlifierskiej. Ponieważ ziarna ścierne o mniejszej wielkoś ci żwirku w postaci poddanej aglomeracji zapewniają skuteczność szlifowania jak ziarna o większej wielkoś ci żwirku, lecz pozostawiają gładsze wykończenie powierzchni, to często znacznie polepsza się jakość oszlifowanej części elementu.
W korzystnym sposobie szlifowania tarcz narzę dzia ś cierne ze spoiwem organicznym, zawierające aglomeraty ziarna związanego z organicznymi materiałami wiążącymi są zamontowane na maszynie do szlifowania powierzchni, obracającej się na przykład z szybkością od 4000 do 6500 sfpm (od 20,32 do 33,03 m/s) i doprowadzanej do styczności z obrabianym elementem w ciągu okresu czasu wystarczającego do oszlifowania obrabianego elementu. Tym sposobem tarcza usuwa materiał obrabianego elementu ze skuteczną szybkością usuwania materiału, powierzchnia szlifierska tarczy pozostaje w zasadzie wolna od opiłków ze szlifowania, a po zakończeniu szlifowania obrabiany element jest w zasadzie wolny uszkodzeń termicznych.
W korzystnym sposobie szlifowania z postępującym zasilaniem tarcze ścierne z zeszklonym spoiwem, zawierające poddane aglomeracji ziarno związane z nieorganicznymi materiałami wiążącymi, które mają wartość modułu sprężystości, która jest co najmniej o 10% niższa niż wartość modułu sprężystości skądinąd identycznego konwencjonalnego narzędzia, które ma ziarno ścierne rozmieszczone regularnie w trójwymiarowym kompozycie i ma minimalną szybkość rozerwania 4000 sfpm (20,32 m/s), jest zamontowane na maszynie szlifierskiej z postępującym zasilaniem. Tarcza z zeszkloną tarczą jest tarczą, która obraca się z szybkością od 5500 do 8500 sfpm (od 27,94 do 43,18 m/s) i doprowadza się ją do styczności z obrabianym narzędziem w ciągu okresu czasu wystarczającego do szlifowania obrabianego elementu. Tym sposobem tarcza usuwa materiał obrabianego elementu ze skuteczną szybkością usuwania materiału, a po szlifowaniu obrabiany element jest w zasadzie wolny od uszkodzeń termicznych.
P r z y k ł a d 1
Szereg próbek poddanego aglomeracji ziarna ściernego, zawierających nieorganiczne materiały wiążące, przygotowano w obrotowym urządzeniu do kalcynacji (model # HOU-5D34-RT-28 z opalaniem elektrycznym, maksymalna temperatura 1200°C, moc wejściowa 30 KW, wyposażony w żaroodporną rurę metalową o długości 183 cm (72) i średnicy wewnętrznej 14 cm (5,5), produkowany przez
Harper International, Buffalo, Nowy Jork). Metalową rurę żaroodporną zastąpiono rurą z węglika krzemu o tych samych wymiarach, a samo urządzenie zmodyfikowano do pracy w maksymalnej temperaturze 1550°C. Proces aglomeracji prowadzono w warunkach atmosferycznych, w temperaturze nastawionej na regulację temperatury w gorącej strefie 1180°C, z szybkością obracania rury urządzenia 9 obrotów na minutę, kątem nachylenia rury od 2,5 do 3 stopni i szybkością doprowadzania materiału 6-10 kg/godz. Wydajność użytecznych swobodnie płynących granulek (określonych jako 12 mesh do odbieralnika sita) wynosiła od 60 do 90% całkowitego ciężaru podawanego materiału przed kalcynacją.
Próbki aglomeratów przygotowywano z prostej mieszaniny ziarna ściernego, materiału wiążącego i mieszanin wodnych, opisanych w tabeli 1-1. Kompozycje materiałów wiążących z zeszklonym spoiwem, stosowane do przygotowania próbek, są zebrane w tabeli 2. Próbki przygotowywano z trzech rodzajów ziarna ściernego, a mianowicie topionego tlenku glinowego 38A, topionego tlenku
PL 205 515 B1 glinowego 32A i spiekanego ziarna zolowo-żelowego tlenku glinowego alfa Norton SG, otrzymanego z Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc., Worcester, MA, USA, o wielkościach żwirku zebranych w tabeli 1-1.
PL 205 515 B1
| r—1 | Psi | r—1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| O | O | o | o | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| + 1 | + | + | + | j | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| m | r- | i> | LO | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| *» | o. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| o | co | o | o | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| PO | o | 'tT | [-· | τ—1 | LO | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| i—1 | r* | co | LO | σ | Γ- | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| PO | PO | co | PO | PO | Psi | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| o | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| O | o | LO | o | 'tr | O | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| <0 | co | 'tr | LO | τ—1 | psi | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| + | + | + | + | + | + | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| o | LO | o | LO | O | co | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| LO | co | 'tr | CM | ł—1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1 | 1 | 1 | 1 | ł—1 1 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| σ | PO | PO | LO | o | co | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lf) | o | co | LO | psi | Γ- | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Cs] | LO | *tr | co | i—i | σ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| co | PO | PO | o | co | co | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| «—t | PO | o | CM | PO | o | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| T—1 | τ—1 | rd | t~ł | τ—ł | <—1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ^r σ | ^r o | PO τ—1 | LO o | LO τ—1 | Γ- ΟΟ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 00 | *tr t—1 | PO | *tr T—i | PO | co | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| o | o o | o | o | o | o | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| LO | o i—1 | co | o ,—1 | PJ | LO | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 30,00 | (13,6) | 0, 90 | (0,4) | τ—1 σ t—1 | σ o | 30,00 | (13,6) | O Cs] τ—1 | (0,5) | 3,31 | (1,5) | | 30,00 | (13,6) | o LO O | (0,3) | 89'0 | (0,3) | 30,00 | (13,6) | 1,20 | (0,5) | 3,18 | 'tr i—I | 30,00 | (13,6) | o LO O | (0,3) | LO LO O | i (0,3) | | 30,00 | LO PO T-1 | 0,90 | (0,4) | 2,05 | i (6 Ό) I | ||||||
| żwirek 120 | 32A | woda | materiał | 1 więżący E | | LO | żwirek 60 | 32A | woda | materiał | 1 więżący E | | LO | żwirek 90 | C\] PO | woda | materiał | | więżący C | | żwirek 90 | O co | woda | materiał | 1 więżący A | | co | żwirek 120 | O co | woda | materiał | 1 więżący E | | σι | żwirek 60 | o co | woda | materiał | 1 więżący C J |
Objętość procentowa materiału więżącego jest procentem materiału stałego wewnątrz granulki (to jest materiału ążącego i ziarna) po wypalaniu i nie obejmuje procentowej objętości porów.
PL 205 515 B1
Objętość procentową materiału wiążącego w wypalonych aglomeratach obliczano stosując średnią LOI (strata po prażeniu) surowców materiałów wiążących.
Spiekane aglomeraty przesiewano za pomocą amerykańskich standardowych sit do badań, zamocowanych na wibracyjnym urządzeniu przesiewającym (Rp-Tap, model RX-29, W.S. Tyler Inc. Mentor, OH). Gęstości sit, odpowiednie dla różnych próbek, wynosiły w mesh od 18 do 140. Gęstość w stanie luźnego upakowania spiekanych aglomeratów (LPD) mierzono zgodnie z postępowaniem według normy American National Standard dla nasypowych gęstości ziaren ściernych.
Początkową średnią gęstość względną wyrażoną w procentach obliczano drogą dzielenia LPD (ρ) przez teoretyczną gęstość aglomeratów (po) przyjmując porowatość zerową. Gęstość teoretyczną obliczano zgodnie z metodą wolumetrycznej reguły dla mieszanin z ciężaru procentowego i ciężaru właściwego materiału wiążącego i ziaren ściernych zawartych w aglomeratach.
Wytrzymałość aglomeratów mierzono za pomocą próby ściskania. Próby ściskania prowadzono stosując smarowaną matrycę stalową o średnicy jednego cala (2,54 cm) na uniwersalnej maszynie do badań Instron® (model MTS 1125, 20000 funtów (9072 kg)) z 5-gramową próbką aglomeratu. Próbkę aglomeratu wsypywano do matrycy i lekko wyrównywano drogą opukiwania zewnętrznej strony matrycy. Następnie wprowadzano górny stempel i opuszczano wodzik aż do zaobserwowania pewnej siły (położenie początkowe) na urządzeniu rejestrującym. Ciśnienie przy stałej szybkości wzrostu (2 mm/min) przykładano do próbki aż do ciśnienia maksymalnego 180 MPa. Objętość próbki aglomeratu (LPD próbki po sprasowaniu) obserwowane jako przemieszczenie wodzika (naprężenie) zapisywano jako względną gęstość w postaci funkcji logarytmu przyłożonego ciśnienia. Następnie przesiewano pozostały materiał w celu określenia procentu pokruszonej frakcji. W celu uzyskania wykresu zależności pomiędzy logarytmem przyłożonego ciśnienia i procentem pokruszonej frakcji mierzono różne ciśnienia, a wyniki podawano jako logarytm ciśnienia w punkcie, w którym pokruszona frakcja stanowi 50% wagowo próbki aglomeratu. Pokruszona frakcja jest stosunkiem ciężaru pokruszonych cząstek przechodzących przez mniejsze sito do początkowego ciężaru próbki.
Te aglomeraty miały LPD, rozkład wielkości i wytrzymałość na formowanie oraz cechy charakterystyczne związane z zatrzymaniem wielkości granulek, odpowiednie do stosowania przy przemysłowym wytwarzaniu szlifierskich tarcz ściernych. Wykończone spiekane aglomeraty miały trójwymiarowe kształty zmieniające się wśród kształtów trójkątnych, sferycznych, sześciennych, prostokątnych i innych kształtów geometrycznych. Aglomeraty składały się z wielu poszczególnych żwirków ściernych (na przykład żwirków od 2 do 20) związanych ze sobą szklistym materiałem wiążącym w punktach styczności od żwirku do żwirku.
Wielkość granulek aglomeratu zwiększała się ze wzrostem ilości materiału wiążącego w granulce aglomeratu w zakresie od 3 do 20% wagowo materiału wiążącego.
Odpowiednią wytrzymałość na prasowanie obserwowano w przypadku wszystkich próbek 1-9, co wskazuje, że szklisty materiał wiążący dojrzał i płynął tworząc skuteczne wiązanie pomiędzy ziarnem ściernym wewnątrz aglomeratu. Aglomeraty wytworzone z 10% wagowo materiału wiążącego miały znacznie wyższą siłę prasowania niż materiały wytworzone z 2 do 6% wagowo materiału wiążącego.
Niższe wartości LPD były wskaźnikiem wyższego stopnia aglomeracji. LPD aglomeratów zmniejszała się ze wzrastającym procentem wagowo materiału wiążącego i ze zmniejszającą się wielkością żwirku ściernego. Stosunkowo duże różnice pomiędzy 2 i 6% wagowo materiału wiążącego, w porównaniu ze stosunkowo małymi różnicami pomiędzy 6 i 10% wagowo materiału wiążącego, wskazują, że procent wagowo materiału wiążącego mniejszy niż 2% może okazać się nieodpowiedni do tworzenia aglomeratów. Przy wyższych procentach wagowo, powyżej około 6%, dodatek większej ilości materiału wiążącego może okazać się niekorzystny przy wytwarzaniu znacznie większych albo mocniejszych aglomeratów.
Jak sugerowały wyniki wielkości granulek aglomeratów, próbki z materiałem wiążącym C, które mają najniższą lepkość stopionego szkła w temperaturze aglomeracji, miały najniższą LPD wśród trzech materiałów wiążących, przy czym rodzaj materiału ściernego nie miał znaczącego wpływu na LPD.
PL 205 515 B1
P r z y k ł a d 2
Aglomeraty ziarno ścierne/nieorganiczny materiał wiążący
Do wytwarzania próbek AV2 i AV3 poddanego aglomeracji ziarna ściernego stosowano zeszklone materiały wiążące. Aglomeraty wytwarzano zgodnie ze sposobem kalcynacji obrotowej, opisanym w przykładzie 1, stosując materiały opisane niżej. Aglomeraty AV2 wytwarzano z 3% wagowo materiału wiążącego A (tabela 1-2). Temperaturę kalcynatora nastawiano na 1250°C, kąt nachylenia
PL 205 515 B1 rury wynosił 2,5 stopni, a szybkość obracania się wynosiła 5 obrotów na minutę. Aglomeraty AV3 wytwarzano z 6% wagowo materiału wiążącego E (tabela 1-2) w temperaturze kalcynatora 1200°C, z ką tem nachylenia 2,5-4° i szybkoś cią obracania 5 obrotów na minutę . Ziarno ś cierne był o ziarnem na bazie topionego tlenku glinowego 38A, o wielkości żwirku 80, otrzymanym z Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Worcester, MA, USA.
Aglomeraty z zeszklonego ziarna badano pod względem gęstości w stanie luźnego upakowania, gęstości względnej i wielkości. Wyniki badań są zebrane niżej w tabeli 2-1. Aglomeraty składały się z wielu poszczególnych żwirków ściernych (na przykład żwirków od 2 do 40) związanych ze sobą zeszklonym materiałem wiążącym w punktach styczności od żwirku do żwirku, razem z widocznymi obszarami pustek. Większość aglomeratów była wystarczająco odporna na prasowanie zachowując swój trójwymiarowy charakter po poddaniu operacjom mieszania i formowania tarcz ściernych.
PL 205 515 B1
Tarcze ścierne
Próbki aglomeratów AV2 i AV3 stosowano do wytwarzania doświadczalnych ściernych tarcz szlifierskich (typu 1) (wielkość końcowa 5,0 x 0,5 x 1,250 cala) (12,7 x 1,27 x 3,18 cm). Tarcze doświadczalne wytwarzano drogą wprowadzania aglomeratów do obracającej się mieszarki łopatkowej (mieszarka Foote-Jonesa, otrzymana z Illinois Gear, Chicago, Il) i mieszania z aglomeratami ciekłej żywicy fenolowej (żywicy V-1181 z Honeywell International Inc., Friction Division, Troy NY) (22% wagowo mieszaniny żywicowej). Do wilgotnych aglomeratów dodawano sproszkowaną żywicę fenolową (żywica 29-717 Durez Varcum® otrzymana z Durez Corporation, Dallas TX) (78% wagowo mieszaniny żywicowej). W tabeli 2-2, niżej, zebrano ilości w procentach wagowo aglomeratów ściernych i spoiwa żywicowego stosowanego do wytwarzania tych tarcz oraz skład tarcz końcowych (włącznie z % objętościowo materiału ściernego, spoiwa i porowatości w utwardzonych tarczach).
Materiały mieszano w ciągu okresu czasu wystarczającego do uzyskania jednorodnej mieszaniny i zminimalizowania ilości luźnego spoiwa. Po zmieszaniu aglomeraty przesiewano przez sito o gęstości 24 mesh w celu połamania wszelkich dużych bryłek żywicy. Jednorodną mieszaninę aglomeratów i spoiwa umieszczano w formach i przykładano ciśnienie w celu wytworzenia surowych przejściowych (nieutwardzonych) tarcz. Te surowe tarcze wyjmowano z form, owijano powlekanym papierem i utwardzano drogą ogrzewania do maksymalnej temperatury 160°C, klasyfikowano, wykończano i badano zgodnie ze znanymi w tej dziedzinie przemysłowymi technikami wytwarzania tarcz szlifierskich. Mierzono moduł sprężystości wykończonych tarcz, a wyniki są przedstawione niżej w tabeli 2-2.
Moduł sprężystości mierzono stosując maszynę Grindo-sonic, metodą opisaną przez J. Petersa,
Sonic Testing of Grinding Wheels, Advances in Machinę Tools Design and Research, Pergamon Press, 1968.
PL 205 515 B1
Tabela 2-2 Kompozycje tarcz
| Spoiwo, % wagowo | 13,1 | 16,0 | CO 00 t—1 | cd τφ r—1 | 20,6 | Wiązanie, % wagowo | 10, 3 | 12,8 | 15, 6 | 00 o r—1 | 12,7 | |||
| Aglomerat, % wagowo | 6'98 | | 84,0 | 81,2 | 85, 1 | ^P CD | Materiał ścierny, % wagowo | 89,7 | 87,2 | tP co | CN cd CO | 87, 3 | |||
| Skład tarczy, % objętościowo | Porowatość | 52 | 00 sr | ^P sr | LD | Porowatość, % objętościowo | 35 | 30 | 25 | 30 | 26 | |||
| Spoiwo ogółem0 (organiczne) | 1 18 (14,8) | | 22 (18,8) | 26 (22,8) | 1 18 (16,7) | 1 26 (24,7) 1 | Spoiwo, % objętościowo | 17 | 22 | 27 | O CN | 24 | |||
| Ziarno ścierne | O cd | | 30 | | 30 | O CD | | 30 | Ziarno, % objętościowo | CD | : 48 | CO •xp | 50 | 50 | |||
| Gęstość po utwardzeniu, g/cm3 | 1,437 | 1,482 | I 1,540 ] | j 1,451 j | CWJ LD rd | Gęstość po utwardzeniu, g/cm3 | 2,059 | 2,154 | 2,229 | 1,969 | CO o o Csi | |||
| Moduł sprężystości, G-pas kał | ID CD | LD | i 5,0 | LD LD | O r·* | Moduł sprężystości | 13 | 15 | 17 | 10,8 | 12, 0 | |||
| Próbka tarczy (aglomerat), stopień twardości | Tarcze doświadczalne | | 1-1 (AV3) A | 1-2 (AV3) C | ω 0D | OD 1 i—1 | 1-4 (AV2) A | 1 1-5 (AV2) E | Tarcze porównawcze’, oznaczenie handlowe | C-l 38A80-G8 B24 | C-2 38A80-K8 B24 | C-3 38A80-08 B24 | C-4 53A80J7 | Mieś zanka s zelakowa | C-5 53A80L7 mieś zanka s zelakowa |
PL 205 515 B1
PL 205 515 B1
P r z y k ł a d 3
Tarcze doświadczalne z przykładu 2 badano w symulowanej próbie szlifowania wałów w porównaniu z dostępnymi w handlu tarczami związanymi żywicą fenolową (C-1 - C-3 otrzymane z SaintGobain Abrasives, Inc., Worcester, MA). Jako tarcze porównawcze badano także tarcze związane szelakiem przygotowane w laboratorium (C-4 i C-5) z mieszaniny żywicy szelakowej. Wybierano tarcze porównawcze, ponieważ mają one składy, struktury i właściwości fizyczne równoważne składom, strukturom i właściwościom fizycznym tarcz stosowanych w operacjach przemysłowego szlifowania wałów.
W celu symulowania szlifowania wałów w warunkach laboratoryjnych operację ciągłego szlifowania ze szczeliną stykową prowadzono na maszynie do szlifowania powierzchni, przy czym w próbach stosowano następujące warunki szlifowania:
Maszyna szlifująca: szlifierka powierzchniowa Brown & Sharpe,
Tryb: dwa ciągłe szlify ze szczeliną stykową, odwrócenie na końcu suwu przed utratą styczności z obrabianym elementem,
Chłodziwo: Trim Clear, stosunek chłodziwo:odmineralizowana woda, 1:40,
Obrabiany element: stal 4340, 40 x 10 cm (16 x 4 cale), twardość Rc50,
Szybkość obrabianego elementu: 762 cm/min (25 stóp/min),
Szybkość tarczy: 5730 obrotów na minutę,
Posuw do dołu: ogółem 0,254 cm (0,100 cala),
Głębokość przejścia: 0,0013 cm (0,0005 cala) na każdym końcu,
Czas styczności: 10,7 minuty,
Wyrównywanie powierzchni: diament z pojedynczym ostrzem przy posuwie poprzecznym 25,4 cm (10 cali/min), kompensacja 0,00254 cm (0,001 cala).
Drgania tarczy w czasie szlifowania mierzono za pomocą sprzętu IRD Mechanalysis (Analyzer Model 855 Analyzer/Balancer, otrzymany z Entek Corporation, North Westerville, Ohio). W początkowym przebiegu szlifowania zapisywano poziomy drgań przy różnych częstotliwościach (jako szybkość w jednostkach cal/sekunda) stosując przyspieszoną procedurę transformaty fourierowskiej (FFT), przy dwóch i ośmiu minutach po wyrównaniu powierzchni tarczy. Po początkowym przebiegu szlifowania prowadzono drugi przebieg szlifowania i zapisywano związany z czasem wzrost poziomu drgań przy wybranej docelowej częstotliwości (57000 cpm, częstotliwość obserwowana w czasie początkowego przebiegu), przy czym w czasie całej 10,7 minuty tarcza pozostawała w styczności z obrabianym elementem. Szybkości zużycia ściernego (WWR), szybkości usuwania materiału (MRR) i inne parametry szlifowania zapisywano w miarę wykonywania przebiegów szlifowania. Te dane, razem z amplitudą drgań dla każdej tarczy po 9-10 minutach ciągłego szlifowania kontaktowego, są przedstawione niżej w tabeli 3-1.
T a b e l a 3-1 Wyniki badania szlifowania
| Próbka tarczy (aglomerat), stopień twardości | Amplituda drgań, 9-10 min, cm/sek (cal/sek) | WWR cm3/min (cal3/min) | Moc 9-10 min hp | SGE J/mm3 | Stosunek G MRR/WWR |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Tarcze doświadczalne | |||||
| 1-1 (AV3) A | 0,0254 (0,010) | 0,0352 (0,00215) | 10,00 | 22,70 | 34,5 |
| 1-2 (AV3) C | 0,028 (0,011) | 0,01934 (0,00118) | 15,00 | 29,31 | 63,3 |
| 1-3 (AV3) E | 0,053 (0,021) | 0,01721 (0,00105) | 22,00 | 43,82 | 71,4 |
| 1-4 (AV2) A | 0,028 (0,011) | 0,01950 (0,00119) | 10,50 | 23,67 | 62,7 |
| 1-5 (AV2) E | 0,033 (0,013) | 0,02147 (0,00131) | 21,00 | 40,59 | 56, 6 |
| Tarcze porównawcze (oznaczenia handlowe | |||||
| C-1 38A80-G8 B24 | 0,084 (0,033) | 0,04506 (0,00275) | 10,00 | 33,07 | 26,5 |
PL 205 515 B1 cd. tabeli 3-1
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| C-2 | 0,140 | 0,03343 | 11,00 | 25,33 | 36,8 |
| 38A80-K8 B24 | (0,055) | (0,00204) | |||
| C-3 | 0,330 | 0,02671 | 12,50 | 22,16 | 46,2 |
| 38A80-O8 B24 | (0,130) | (0,00163) | |||
| C-4 53A80J7 | 0,056 | 0,05686 | 10,00 | 25,46 | 20, 8 |
| mieszanina szelakowa | (0,022) | (0,00347) | |||
| C-5 53A80L7 | 0,132 | 0,06866 | 11,50 | 26,93 | 17,1 |
| mieszanina szelakowa | (0,052) | (0,00419) |
Widać, że tarcze doświadczalne wykazywały najniższy stopień zużycia ściernego i najniższe wartości amplitudy drgań. Porównawcze, dostępne w handlu tarcze wytworzone z fenolowymi spoiwami żywicowymi (38A80-G8 B24, -K8 B24 i -08 B24) miały niskie stopnie zużycia ściernego, lecz nieakceptowalnie wysokie wartości amplitudy drgań. Można przewidywać, że te tarcze będą powodować głośne trzęsienie w rzeczywistej operacji szlifowania wałów. Porównywalne tarcze wykonane z szelakowymi spoiwami żywicowymi (mieszanka szelakowa 53A80J7 i mieszanka szelakowa 53A80L7) miały wysokie stopnie zużycia ściernego, lecz akceptowalnie niskie wartości amplitudy drgań. Tarcze doświadczalne miały przewagę w porównaniu z tarczami porównawczymi pod względem poziomów mocy (prawie stała amplituda drgań przy 10-23 hp i odpowiednio niższe WWR) i wykazywały wyższe stosunki G (szybkość usuwania materiału/szybkość zużycia ściernego tarczy), co świadczy o doskonałej skuteczności i okresie czasu użytkowania tarczy.
Uważa się, że stosunkowo niski moduł sprężystości i stosunkowo wysoka porowatość tarcz doświadczalnych daje tarczę odporną na głośne wstrząsy bez uszczerbku dla czasu użytkowania tarczy i skuteczności szlifowania. Całkiem nieoczekiwanie obserwowano, że tarcze doświadczalne szlifowały bardziej skutecznie niż tarcze o większej procentowej objętościowo zawartości ziarna i wyższym stopniu twardości. Chociaż tarcze doświadczalne konstruowano w celu uzyskania stosunkowo niskiego stopnia twardości (na przykład stopnia A-E w skali twardości tarcz szlifierskich według Norton Company), to szlifują one bardziej agresywnie, z mniejszym zużyciem ściernym tarczy, dając wyższy stosunek G niż porównywalne tarcze, które mają znacznie wyższe stopnie twardości (to jest stopnie G-0 w skali twardości tarcz szlifierskich według Norton Company). Te wyniki są znaczące i nieoczekiwane.
P r z y k ł a d 4
Tarcze doświadczalne zawierające poddane aglomeracji ziarno otrzymywano w operacji wytwarzania przemysłowego i badano w operacji przemysłowego szlifowania wałów, w której w przeszłości stosowano tarcze ze spoiwem szlakowym.
Aglomeraty ziarno ścierne/nieorganiczny materiał wiążący
Do wytwarzania próbki AV4 poddanego aglomeracji ziarna ściernego stosowano zeszklone materiały wiążące (materiał wiążący A z tabeli 1-2). Próbka AV4 była podobna do próbki AV2, z tym, że wielkość porcji przemysłowej wytwarzano dla próbki AV4. Aglomeraty otrzymywano metodą prażenia w piecu obrotowym, opisaną w przykładzie 1. Ziarno ścierne było ziarnem ściernym na bazie stopionego tlenku glinowego 38A o wielkości żwirku 80, otrzymanym z Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc., Worcester, MA, USA, przy czym stosowano 3% wagowo materiału wiążącego A (tabela 1-2). Temperaturę w kalcynatorze nastawiano na 1250°C, kąt nachylenia rury wynosił 2,5 stopnia, a szybkość obracania się wynosiła 5 obrotów na minutę. Aglomeraty poddawano obróbce za pomocą 2% roztworu silanu (otrzymanego z Crompton Corporation, South Charlestone, West Virginia).
Tarcze ścierne
Do wytwarzania tarcz szlifierskich (wielkość końcowa średnica 36 x szerokość 4 x otwór środkowy 20 (typ 1) (91,4 x 10,2 x 50,8 cm). Doświadczalne tarcze ścierne wytwarzano za pomocą przemysłowego sprzętu produkcyjnego drogą mieszania aglomeratów z ciekłą żywicą fenolową (żywica V-1181 z Honeywell International Inc., Friction Division, Troy NY) (22% wagowo mieszaniny żywic) i sproszkowaną żywicą fenolową (żywica 29-717 Durez Varcum® otrzymana z Durez Corporation, Dallas TX) (78% wagowo mieszaniny żywic). Ilości w procentach wagowo aglomeratu ściernego i spoiwa żywicowego, stosowanych w tych tarczach, zebrano niżej w tabeli 4-1. Materiały mieszano w ciągu okresu czasu wystarczającego do uzyskania jednorodnej mieszanki. Jednorodną mieszaninę aglomeratu i spoiwa umieszczano w formach i przykładano ciśnienie formując tarcze w surowym stadium (nieutwardzone). Te surowe tarcze wyjmowano z form, zawijano w papier powlekany i utwardza30
PL 205 515 B1 no drogą ogrzewania do maksymalnej temperatury 160°C, klasyfikowano, wykończano i poddawano kontroli zgodnie ze znanymi w tej dziedzinie technikami przemysłowego wytwarzania tarcz szlifierskich. Mierzono moduł sprężystości wykończonych tarcz i gęstość po wypaleniu, a wyniki przedstawiono niżej w tabeli 4-1. Mierzono szybkość rozerwania tarcz, a maksymalną szybkość roboczą ustalono na 9500 sfpm.
Skład tarcz (obejmujący % objętościowo materiału ściernego, spoiwa i porowatości w utwardzonych tarczach) jest przedstawiony w tabeli 4-1. Te tarcze miały w sposób widoczny otwartą, ciągłą, stosunkowo jednorodną strukturę porowatą nieznaną w tarczach szlifierskich ze spoiwem organicznym, wytwarzanych poprzednio w operacji przemysłowej.
PL 205 515 B1
Próby szlifowania
Te doświadczalne tarcze ścierne badano w dwóch przemysłowych operacjach szlifowania przy wykończaniu wałów walcowni zimnej. Po szlifowaniu te kute wały stalowe będą stosowane do walcowania i wykończania powierzchni blach metalowych (na przykład stali). W operacjach przemysłowych stosuje się tradycyjnie tarcze przemysłowe związane szelakiem (powszechne jest ziarno ścierne na bazie tlenku glinowego o wielkości żwirku 80) i te tarcze pracują normalnie z szybkością 6500 sfmp i z maksymalną szybkością około 8000 sfpm. Warunki szlifowania są przedstawione niżej, a wyniki badań są przedstawione w tabelach 4-2 i 4-3.
Warunki szlifowania A:
Maszyna szlifierska: Farrel Roll Grinder, 40 hp,
Chłodziwo: Stuart Synthetic w/woda,
Szybkość tarczy: 780 obrotów na minutę,
Obrabiany element: kute, stalowe wały walcowni posobnej, twardość 842 Eguitop, 82 x 25 cali (208 x 64 cm),
Szybkość obrabianego elementu (wału): 32 obroty na minutę,
Szlifowanie poprzeczne: 254 cm na minutę (100 cali na minutę),
Doprowadzanie ciągłe: 0,00229 cm na minutę (0,0009 cala na minutę),
Doprowadzanie końcowe: 0,00203 cm na minutę (0,0008 cala na minutę),
Wymagane wykończenie powierzchni: szorstkość 18-30 Ra, maksymalnie 160 szczytów
Warunki szlifowania B:
Maszyna szlifierska: Pomini Roli Grinder, 150 hp,
Chłodziwo: Stuart Synthetic w/woda,
Szybkość tarczy: 880 obrotów na minutę,
Obrabiany element: kute, stalowe wały walcowni posobnej, twardość 842 Equitop, 82 x 25 cali (208 x 64 cm),
Szybkość obrabianego elementu (wału): 32 obroty na minutę,
Szlifowanie poprzeczne: 254 cm (100 cali) na minutę,
Doprowadzanie ciągłe: 0,00028 cm (0,00011 cala) na minutę,
Doprowadzanie końcowe: 0,0051 cm (0,002 cala) na minutę,
Wymagane wykończenie powierzchni: szorstkość 18-30 Ra, w przybliżeniu 160-180 szczytów.
PL 205 515 B1
W warunkach szlifowania A doświadczalne tarcze szlifierskie wykazywały doskonałą skuteczność szlifowania, osiągając znacznie wyższe stosunki G niż obserwowano w dawnych operacjach przemysłowych w tych warunkach szlifowania za pomocą tarcz związanych szelakiem. W oparciu o dawniejsze doś wiadczenia przy szlifowaniu wał ów w warunkach szlifowania A tarcze doś wiadczalne 2-1, 2-2 i 2-3 byłyby uważane za zbyt miękkie (wartości stopnia twardości B-D w skali Norton Company), aby dać handlowo akceptowalną skuteczność szlifowania, a zatem te wyniki pokazujące doskonaPL 205 515 B1 łe stosunki G były wysoce niezwykłe. Co więcej, wykończenie powierzchni wałów było wolne od oznak silnych drgań oraz w specyfikacjach szorstkości powierzchni (18-30 Ra) i liczbie szczytów powierzchniowych (w przybliżeniu 160). Tarcze doświadczalne dawały obserwowaną poprzednio jakość wykończenia powierzchni tylko za pomocą tarcz związanych szelakiem.
Druga próba szlifowania za pomocą doświadczalnej tarczy 3-3 w warunkach szlifowania B potwierdzała nieoczekiwane korzyści wynikające ze stosowania tarcz według wynalazku w przemysłowej wykończającej operacji szlifowania wałów na zimno w ciągu dłuższego okresu czasu trwania próby. Wyniki badań są przedstawione niżej w tabeli 4-3.
PL 205 515 B1
PL 205 515 B1
PL 205 515 B1
PL 205 515 B1
Skumulowany stosunek G dla tarczy doświadczalnej 2-4 wynosił 2,093 po szlifowaniu 19 wałów i ulegał zużyciu ściernemu w przybliż eniu 7,6 cm (3 cale) ze średnicy tarczy. Stosunek G stanowi ulepszenie od 2 do 3 razy stosunków G obserwowanych w przypadku przemysłowych tarcz szlifierskich (na przykład tarcz ze spoiwem szelakowym C-6 i C-7, opisanych w przykładzie 2) stosowanych do szlifowania wałów w warunkach szlifowania A albo B. Szybkość obrotowa tarczy i stopień usuwania materiału przekraczały szybkość i stopień dla porównywalnych tarcz przemysłowych stosowanych w tej operacji szlifowania wał ów, a zatem wykazują c dalej nieoczekiwaną skuteczno ść szlifowania możliwą przy stosowaniu sposobu według wynalazku. Wykończenie powierzchni wału uzyskane za pomocą tarczy doświadczalnej było do przyjęcia stosownie do przemysłowych norm produkcyjnych. Skumulowane skutki obserwowane po szlifowaniu 19 wałów potwierdzają działanie tarczy doświadczalnej w stanie ustalonym oraz korzystną odporność tarczy na rozwój garbów, wibracji i silnych wibracji w miarę jak tarcza zużywa się na skutek operacji szlifowania.
P r z y k ł ad 5
Ziarno ścierne/aglomeraty ze spoiwem nieorganicznym
Próbki aglomeratów wytwarzano z prostej mieszaniny ziarna ściernego, materiału wiążącego i mieszanin wodnych opisanych w tabeli 5-1. Kompozycją zeszklonego materia ł u wiążącego, stosowaną do przygotowania próbek, był materiał wiążący C podany w tabeli 1-2. Ziarno ścierne było ziarnem ściernym na bazie topionego tlenku glinowego 38A, o grubości żwirku 80, otrzymane z SaintGobain Ceramics & Plastics, Inc., Worcester, MA, USA.
Próbki poddanego aglomeracji ziarna ściernego tworzono w temperaturze 1150°C, stosując obrotowe urządzenie kalcynacyjne (model #HOU-6D60-RTA-28, Harper International, Buffalo, Nowy Jork), wyposażone w metalową rurę o długości 120 cali (305 cm), średnicy wewnętrznej 5,75 cala (15,6 cm), grubości 3/8 cala (0,95 cm) (Hasteloy), która ma długość grzania 60 cali (152 cm) z trzema strefami kontroli temperatury. Do odmierzania mieszaniny ziarna ściernego i materiału wiążącego do rury grzejnej obrotowego urządzenia kalcynacyjnego stosowano urządzenie zasilające Brabender® z nastawną kontrolną szybkością zasilania objętoś ciowo. Proces aglomeracji prowadzono w warunkach atmosferycznych, z szybkością obracania się rury urządzenia od 3,5 do 5 obrotów na minutę, kątem nachylenia rury od 2,5 do 3 stopni i szybkością doprowadzania materiału 6-10 kg/godz.
Po aglomeracji w obrotowym urządzeniu kalcynacyjnym próbki poddanego aglomeracji ziarna ściernego przesiewano i badano na gęstość w stanie luźnego upakowania (LPD) i rozkład wielkości. Te wyniki są przedstawione w tabeli 5-1.
PL 205 515 B1
Τ—I
I
LD (Ό
I-1 (D
Ό rtf
Η
PL 205 515 B1
Próbkę VI poddanego aglomeracji ziarna stosowano do wytwarzania tarcz szlifierskich (typu 1) (wielkość końcowa: 20 x 1 x 8 cali) (50,8 x 2,54 x 20,3 cm). Skład tarcz (obejmujący % objętościowo materiału ściernego, spoiwa i porowatości w wypalonych tarczach), gęstość i właściwości mechaniczne tarcz są przedstawione w Tabeli 5-2. Składy tarcz doświadczalnych od 1 do 4 wybierano w celu otrzymania tarcz o stopniu twardości F, a składy dla doświadczalnych tarcz 5 do 8 wybierano w celu otrzymania tarcz o stopniu twardości G.
W celu wytworzenia tarcz ściernych do mieszarki wprowadzano aglomeraty wraz z ciekłym spoiwem i kompozycją sproszkowanego zeszklonego spoiwa, odpowiadającą materiałowi wiążącemu C w tabeli 1-2. Struktury aglomeratów były dostatecznie odporne na prasowanie zachowując skuteczną ilość aglomeratów, które mają trójwymiarowy charakter po poddaniu operacji mieszania i formowania tarcz ściernych. Następnie tarcze formowano, suszono, wypalano do maksymalnej temperatury 900°C, klasyfikowano, wykończano, ważono i kontrolowano zgodnie ze znanymi w tej dziedzinie technikami przemysłowej produkcji tarcz szlifierskich.
Wykończone tarcze badano na bezpieczeństwo zgodnie z praktykowaną w przemyśle próbą szybkości w celu upewnienia się, czy tarcze mają wystarczającą wytrzymałość mechaniczną przy ruchu obrotowym, gdy są zamontowane na maszynie szlifierskiej, i dostateczną wytrzymałość mechaniczną w czasie operacji szlifowania. Wszystkie tarcze doświadczalne przechodziły próbę maksymalnej szybkości w przypadku sprzętu do testowania (85,1 m/s), a zatem miały wystarczającą wytrzymałość mechaniczną do operacji szlifowania z postępującym zasilaniem.
Skład tarcz (obejmujący materiał ścierny, spoiwo i porowatość w % objętościowo w wypalonych tarczach), gęstość i właściwości mechaniczne tarcz są przedstawione w tabeli 5-2.
PL 205 515 B1
Tabela 5-2 Cechy charakterystyczne tarcz ściernych
PL 205 515 B1
Wartości modułu sprężystości tarcz doświadczalnych 1-4 były o 34 do 43% niższe niż wartość dla tarczy porównawczej o stopniu twardości F, a wartości modułu sprężystości tarcz doświadczalnych 5-8 były o 45 do 54% niższe niż wartość dla tarczy porównawczej o stopniu twardości G. Tarcze, które mają kompozycje ziarna, spoiwa i porowatości o identycznej procentowej zawartości objętościowo, całkiem nieoczekiwanie mają znacząco różne wartości modułów sprężystości. Tarcza doświadczalna 1 miała wartość modułu sprężystości o 34% niższą niż wartość dla porównawczej tarczy o stopniu twardości F, a tarcza doświadczalna 5 miała wartość modułu sprężystości o 51% niższą niż wartość dla porównawczej tarczy o twardości G. W oddzielnym doświadczeniu tarcze porównawcze wytworzone o mniejszych stopniach twardości, tak że charakteryzowały się równoważnymi, stosunkowo niskimi wartościami modułu sprężystości, nie miały dostatecznej wytrzymałości mechanicznej aby przejść próbę szybkości 85,1 m/s.
Wartości próby szybkości dla tarcz doświadczalnych były w pełni akceptowalne. Co więcej, przy identycznych procentowych objętościowo zawartościach ziarna, spoiwa i porowatości, tarcza doświadczalna 1 wykazywała wytrzymałość na zerwanie tylko o 7% niższą niż wytrzymałość na zerwanie tarczy porównawczej o stopniu twardości F, natomiast tarcza porównawcza 5 wykazywała wytrzymałość na zerwanie tylko o 3% niższą niż wytrzymałość na zerwanie tarczy porównawczej o stopniu twardości G. Ten nieznaczny spadek wytrzymałości na zerwanie był spodziewany mając na uwadze nieznaczny spadek gęstości tarcz doświadczalnych w porównaniu z tarczami porównawczymi. Spadek gęstości sugeruje także, że tarcze doświadczalne przeciwstawiały się skurczowi w czasie przetwarzania termicznego w porównaniu z tarczami porównawczymi, które mają identyczny skład w % objętościowo, co oznacza znaczne potencjalne oszczędności na kosztach produkcji, zarówno na kosztach materiałowych, jak i operacjach wykończających.
Tarcze badano w operacji szlifowania z postępującym zasilaniem w porównaniu z porównawczymi tarczami przemysłowymi zalecanymi do stosowania w operacjach szlifowania z postępującym zasilaniem. Tarcze porównawcze miały te same wymiary wielkości, identyczne składy w % objętościowo, równoważne stopnie twardości (stopień twardości oznaczano na podstawie zawartości w % objętościowo ziarna, spoiwa i porowatości) i funkcyjnie równoważne chemie spoiwa oraz były skądinąd odpowiednimi tarczami porównawczymi do badania szlifowania z postępującym zasilaniem. Przy tym jednak tarcze porównawcze były wytwarzane bez ziarna poddanego aglomeracji i dla uzyskania przewidywanej porowatości w % objętościowo oraz gęstości tarcz wymagane były protektorowe środki porotwórcze. Oznaczenia tarcz przemysłowych oraz składy tarcz porównawczych są przedstawione w tabeli 5-2 (tarcze przemysłowe 38A80F19VCF2 i 38A80G19VCF2).
Prowadzono próbę szlifowania klinowego, przy czym obrabiany element był nachylony pod małym kątem względem suwaka maszyny, na którym jest on zamontowany. Taka geometria daje w wyniku zwiększenie głębokości skrawania, zwiększenie stopnia usuwania materiału i zwiększenie grubości wiórów w miarę jak szlifowanie postępuje od początku do końca. Zatem dane szlifowania gromadzi się w pewnym zakresie warunków w pojedynczym przebiegu. Ocenę skuteczności tarczy w próbie klinowej wspomaga się dalej drogą pomiaru i zapisu mocy wrzeciona i sił szlifowania. Dokładne określenie warunków (MRR, grubości wiórów, itp.), które powodują nieakceptowalne wyniki, takie jak przypalenie przy szlifowaniu albo rozerwanie tarczy, ułatwia charakteryzowanie zachowania się tarczy oraz rankingu względnej skuteczności wyrobu.
Warunki szlifowania:
Maszyna: Hauni-Blohm Profimat 410,
Reżim: szlifowanie klinowe z postępującym zasilaniem,
Szybkość tarczy: 5500 stóp powierzchniowych na minutę (28 m/sek)
Szybkość posuwu stołu: zmieniająca się od 5 do 17,5 cala/min (12,7-44,4 cm/min),
Chłodziwo: Master Chemical Trim E210 200 przy 10% stężeniu z odmineralizowaną wodą studzienną, 72 galony/min (272 l/min),
Materiał obrabianego elementu: Inconel 718 (42 HRc)
Tryb wyrównywania powierzchni: obrotowy ciągły diament,
Kompensacja wyrównawcza: 20 mikrocali/obrót (0,5 mikrometra/ obrót),
Stosunek szybkości: +0,8.
W tych przebiegach szlifowania ciągły wzrost głębokości skrawania dawał ciągły wzrost stopnia usuwania materiału na długości bloku (8 cali, (20,3 cm)). Uszkodzenie odnotowywano na skutek przypalenia obrabianego elementu, złamania tarczy, szorstkiego wykończenia powierzchni i ewentualnie utraty kształtu narożnika. Zużycie ścierne tarczy na skutek szlifowania było mniejsze niż utrata na
PL 205 515 B1 skutek ciągłej kompensacji wyrównywania prowadzonej w czasie próby szlifowania. Specyficzna energia szlifowania i stopień usuwania materiału, przy których pojawia się defekt (maksymalne MRR), są odnotowane w tabeli 5-3.
PL 205 515 B1
Jak widać na podstawie wyników badania szlifowania z tabeli 5-3, przed wystąpieniem defektu tarcze doświadczalne wykazują wartości MRR wyższe od 20 do 58% względem wartości dla tarcz porównawczych, które mają identyczne składy w % objętościowo. Przy identycznych składach tarcze doświadczalne wykazywały co najmniej 17% zmniejszenie energii wymaganej do szlifowania (energia właściwa szlifowania). Te skuteczności operacji szlifowania osiągano bez jakiejkolwiek znacznej utraty jakości powierzchni szlifowanego elementu. Wyniki sugerują, że tarcze doświadczalne mogłyby pracować w operacjach przemysłowego szlifowania z postępującym zasilaniem przy niższym stopniu wyrównania powierzchni ze stałą MRR, osiągając przez to przynajmniej podwojenie okresu użytkowania tarczy.
P r z y k ł a d 6
Ziarno ścierne/aglomeraty z nieorganicznym spoiwem
Próbki poddanego aglomeracji ziarna wytwarzano z prostej mieszaniny ziarna ściernego, materiału wiążącego i wody, opisanej w tabeli 6-1. Kompozycje materiału wiążącego z zeszklonym spoiwem, stosowane do próbek, były materiałem wiążącym C przedstawionym w tabeli 1-2. Ziarno ścierne było ziarnem ściernym na bazie topionego tlenku glinowego 38A, o wielkości żwirku 60, otrzymanym z Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Worcester, MA, USA.
Próbki poddanego aglomeracji ziarna ściernego przygotowywano w przemysłowym obrotowym urządzeniu kalcynacyjnym (produkowanym przez Bartlett Inc. Stow, Ohio, model gazowy z bezpośrednim opalaniem) w maksymalnej temperaturze 1250°C, wyposażonym w rurę żaroodporną o długości 37 stóp (10,7 m) i średnicy wewnętrznej 31 cali (0,78 m) i grubości 23 cale (0,58 m). Proces aglomeracji prowadzono w warunkach atmosferycznych w nastawionej w gorącej strefie temperaturze kontrolnej 1250°C, z szybkością obracania się rury urządzenia 2,5 obrotów na minutę i kątem nachylenia rury 3 stopnie i szybkością podawania materiału 450 kg/godz.
Po aglomeracji w obrotowym urządzeniu kalcynacyjnym próbki poddanego aglomeracji ziarna ściernego przesiewano i badano na gęstość w stanie luźnego upakowania (LPD) i rozkład wielkości. Wyniki są przedstawione w tabeli 6-1
PL 205 515 B1
OJ >
λ;
ω
I-1
C μ
tn
Η •π
Ο
1)
S ο
ι—I tn 3
X ο
)>ι
G
Ό
Ό
Ο a
φ c
Ν
Ο >Ί
4->
Μ ί>Ί ω
+J λ;
X
U >,
X!
U φ
ο
Τ—i
I <ο ίϋ
I-1 (D
J3 ίΰ
Η
| Średnia gęstość względna, | |
| Wydajność (-20/+45), | 36, 4 |
| Wielkość średnia, mikrony (wielkość mesh) | 84 |
| LPD, -12/odbieralnik sita | 520 (-30/+35) |
| Materiał wiążący3, % objętościowo | 1,39 |
| Materiał wiążący, % wagowo (w stosunku do ziarna) | Cs] |
| Ciężar mieszaniny, funty (kg) | 92, 9 (42, 1) 2,8 (1,3) 4,3 (2) |
| Nr próbki, ziarno, ciecz, materiał wiążący | V2, żwirek 60 38A, woda, materiał wiążący C |
ο tP φ
ϋ rtf •Ν (tf
Ή £
Ρ γΜ
Φ
-Η
Ρ
Φ
-Ρ
Φ
S •Ρ
Φ
Φ ‘ΓΊ
Ο
-Ρ □
Ρ (3
Ρ
Ν
Ρ
-Ρ rtf
Ρ
Φ
S ο
εη φ
+Ρ φ
-ρ φ
ϋ 'Φ
Ο
-Ρ φ
ο
Ρ ο
α,
Φ •Ρ
Ρ φ
-Ρ £
£ φ
-Ρ
Ρ φ
ϋ ο
Ρ
-Ρ w
φ ο
εη φ
ο •Ν ρ1 •Η
Ρ γΜ
Φ
Ή
Ρ
Φ
-Ρ φ
β ο
ο
Ή
Ο 'Φ
Ο
-Ρ
ΟΤΙ
Ό
Ο •π ϋ
'Φ
Ο
-Ρ φ•ΓΊ
Ό
Ο τη
Φ £
Ο
-Ρ
Ρ φ
u ο
Ρ
Oj φ
ΤΊ
Ρ £
π
Φ
Ό
Ο
Φ
Ή
Ρ
Ρ •Η Ρ Φ I—I φ Ο, >Ί
Ο α
φ ρ
Ρ φ
•Η
Ν
-Η
PL 205 515 B1
Próbki aglomeratów stosowano do wytwarzania tarcz szlifierskich (typ 1) (wielkość po wykończeniu: 20 x 1 x 8 cala) (50,8 x 2,54 x 20, 3 cm). W celu wytworzenia tarcz ściernych aglomeraty dodawano do mieszarki razem z ciekłym spoiwem i sproszkowaną kompozycją zeszklonego spoiwa, odpowiadającą materiałowi wiążącemu C z tabeli 1-2. Struktury aglomeratów były dostatecznie odporne na prasowanie zachowując skuteczną ilość aglomeratów, które mają trójwymiarowy charakter po poddaniu operacjom mieszania i formowania tarcz ściernych. Składy do tarcz doświadczalnych 9 do 11 wybierano otrzymując tarcze o stopniu twardości I, składy do tarcz doświadczalnych 12 do 16 wybierano otrzymując tarcze o stopniu twardości K, a składy do tarcz doświadczalnych 17 do 19 wybierano otrzymując tarcze o stopniu twardości J. Następnie tarcze formowano, suszono i wypalano do maksymalnej temperatury 1030°C, klasyfikowano, wykończano, ważono i kontrolowano zgodnie ze znanymi w tej dziedzinie technikami przemysłowej produkcji tarcz szlifierskich.
Wykończone tarcze badano na bezpieczeństwo zgodnie z praktykowaną w przemyśle próbą szybkości w celu zapewnienia dostatecznej mechanicznej wytrzymałości tarcz w ruchu obrotowym po zamontowaniu na maszynie szlifierskiej i dostatecznej wytrzymałości mechanicznej w operacji szlifowania. Wyniki próby rozerwania są podane w tabeli 6-2. Wszystkie tarcze doświadczalne miały dostateczną wytrzymałość mechaniczną w operacjach szlifowania z postępującym zasilaniem. W przemysłowych operacjach szlifowania z postępującym zasilaniem te tarcze szlifierskie pracują przy szybkości 6500 sfpm (33 m/s) z maksymalną szybkością roboczą około 8500 sfpm (43,2 m/s).
Skład tarcz (obejmujący % objętościowo materiału ściernego, spoiwa i porowatości w wypalonych tarczach), gęstość i właściwości materiałowe tarcz są przedstawione w tabeli 6-2.
PL 205 515 B1
Tabela 6-2 Cechy charakterystyczne tarcz ściernych
| Rzeczywista s zybkość rozerwania (m/s) | 66,5 | | 76,6 | | 78,6 | | 76, 4 | | 00 o 00 | i 80,2 | | CD 00 Γ- | 88,6 | | 61,3 | | 77,1 1 | I 83,5 I | Rzeczywista szybkość rozerwania (m/s) | CD MO | 73,2 | 73, 6 | N/A | ||
| Wytrzymałość na zerwanie (MPa) | 9, 6 | | 12,2 | | 12,2 j | Wytrzymałość na zerwanie (MPa) | 10,25 | N/A | N/A | 23, 0 | ||||||||||
| Moduł sprężystości (GPa) | τ—1 CO | 12,7 | | T-1 o τ—1 | 13, 6 | | 15,2 | | 13,0 | | 13, 6 | | 16, 4 | | 13,2 | | 12,9 ] | 1 17,9 | Moduł sprężystości (GPa) | 18,1 | 23, 5 | CO CM | 23, 3 | ||
| Gęstość po wypaleniu, g/ cm3 | co Lf) T—1 | 1,59 | | 1,56 | | 1, 69 1 | 1, 68 1 | 1,63 | | 1, 64 | | 1,69 | | r- <—1 | CD MO τ—1 | 1,79 | | Gęstość po wypaleniu, g/cm3 | 1,58 | 1,75 | 1,78 | 1, 68 | ||
| Skład tarcz, % objętościowo | | ' Porowatość | 58,4 | | 57,4 | | Γ- ΙΟ | CD 00 Lf) | 53, 9 | | 54, 9 | | 54, 9 | | 54,9 | | 53,2 | | 54,2 | | I 52,2 | | | Skład tarcz, % objętościowo | | Porowatość | 58, 4 | 53, 9 | 53, 2 | 55, 6 |
| Λ O •H O P. co | Lf) Γ- | 10,5 | | 8,5 | | Γ- r- | r- CD | Γ- ΟΟ | r- CD | 10, 7 | 5,6 1 | 6, 6 | | MO 00 | Spoiwo | Lf) r- | Γ- Γ- | 5, 6 | 6, 4 | ||
| Materiał ścierny | 34,1 | | 32, 1 | | 34,1 | | 38,4 | | 36,4 | | 36,4 | | 35,4 | | 36, 4 | | 41,2 | | 39,2 | | 39,2 j | Materiał ścierny | 34,1 | 38,4 | 41,2 | O 00 co | ||
| Aglomerat | 36, 5 | | 34,4 | | 36,5 | | 41,2 | | 39,0 1 | O CD 00 | CD r~ CO | | 39,0 I | | 44,2 I | | 42,1 I | 42,1 | | Aglomerat | z | N/A | N/A | z | ||
| Tarcza (aglomerat V2) | CD | O τ—1 | 1 di) 1 | 1 (12) I | 1 (13) 1 | 1 (14) 1 | 1 (15) I | MO i—i | 1 (17) ! | 1 (18) | | ΟΊ i—1 | Próbki porównawcze3, ziarno niepoddane aglomeracj i | 38A60-I96 LCNN | 38A60-K75 LCNN | 38A60-J64 LCNN | co τ—1 _ LG o co o 1 > Os] O Ε-» |
XJ •Η E-*
XI g N >, u o
N >-ł >
S_l Ό c
4-> +-1 —!
£ μ
Π3
N 4_) e- iu tn o α °
d) 4_) N Q> >1 U ’ΓΊ μ π3 Ό >i £ O Ό n £X
O,
-H CO υ o 'W 4_J O CO P μ o tń Cn & CD υ ttf •N rtf
c. Ta tarcza przypomina porównawczą tarczę 38A60-K75 LCNN pod względem składu w % objętościowo, lecz została wytworzona z wydłużonym ziarnem ściernym na bazie zolowo-żelowego tlenku glinowego alfa,które ma współczynnik kształtu większy niż 4:1 zgodnie z amerykańskimi opisami patentowymi nr US-A-5738696 i US-A-5738697 dla Wu. Należy nadmienić, że ma ona mniejszą gęstość, lecz wykazuje bardzo podobną wartość modułu sprężystości względem 38A60K75 LCNI
PL 205 515 B1
Tarcze, które mają w % objętościowo identyczne składy ziarna, spoiwa i porowatości, dość nieoczekiwanie mają znacząco różne wartości modułu sprężystości. Należy nadmienić, że wartość modułu sprężystości porównawczej tarczy (TG2-80 E13 VCF5), wytworzonej do pożądanego wysokiego % objętościowo porowatości i stosunkowo niskiej gęstości raczej za pomocą dodanych wydłużonych cząstek niż z protektorowymi środkami porotwórczymi, nie wykazywała spadku wartości modułu sprężystości. W rzeczywistości wartość modułu sprężystości była wyższa niż dla najbliższej równoważnej porównywalnej tarczy i o wiele wyższa niż w przypadku tarcz doświadczalnych, które mają skład o równoważnym % objętościowo.
Pomimo gorszych właściwości modułu sprężystości wartości próby szybkości tarcz doświadczalnych były w pełni akceptowalne. Przy identycznych składach w % objętościowo ziarna, spoiwa i porowatości, tarcza doświadczalna 1 wykazywała tylko nieznacznie niższe wartości wytrzymałości na zerwanie i szybkości rozerwania. Gęstości tarcz doświadczalnych były nieznacznie niższe niż gęstości tarcz porównawczych, które skomponowano z identycznym składem w % objętościowo. Stąd oczekiwano małego spadku wytrzymałości na zerwanie. Spadek gęstości sugeruje także, że tarcze doświadczalne były odporne na skurcz w czasie obróbki termicznej w porównaniu z tarczami porównawczymi, które mają identyczny skład w % objętościowo, a to oznacza znaczne potencjalne oszczędności kosztów produkcyjnych, zarówno pod względem kosztów materiałowych, jak i operacji wykończenia.
Tarcze badano w operacji szlifowania z postępującym zasilaniem stosując opisane w przykładzie 5 warunki szlifowania jak w próbie klinowej. Tarcze badano w porównaniu z dostępnymi w handlu tarczami porównawczymi, zalecanymi do stosowania w operacjach szlifowania z postępującym zasolaniem. Tarcze porównawcze miały te same rozmiary wielkości, identyczne albo podobne składy w % objętościowo, równoważne stopnie twardości (stopień twardości oznaczano na podstawie % objętościowo ziarna, spoiwa i porowatości) i funkcyjnie równoważne chemie spoiw oraz były tarczami porównawczymi odpowiednimi skądinąd do badań szlifowania z postępującym zasilaniem. Przy tym jednak tarcze porównawcze wytwarzano bez poddanego aglomeracji ziarna, a do uzyskania przewidywanej porowatości w % objętościowo i gęstości tarczy stosowano protektorowe środki porotwórcze. Oznaczenia handlowe tarcz i składy tarcz porównawczych są przedstawione w tabeli 6-2 (tarcze przemysłowe 38A60-I96 LCNN, 38A60-K75 LCNN i 38A60-J64 LCNN). Wyniki są przedstawione niżej w tabeli 6-3.
PL 205 515 B1
Jak widać na podstawie wyników badań szlifowania w tabeli 6-3, tarcze doświadczalne wykazywały przed wystąpieniem defektu wyższą MRR (od 10 do 68%) względem tarcz porównawczych, które mają identyczne składy w % objętościowo. Przy identycznych składach tarcze doświadczalne wykazywały zmniejszenie energii (od 3 do 31%) wymaganej do szlifowania (energia właściwa szlifowania).
PL 205 515 B1
Te wydajności operacji szlifowania osiągano bez znaczącej utraty jakości powierzchni szlifowanego elementu. Wyniki sugerują, że tarcze doświadczalne mogłyby pracować w warunkach szlifowania przemysłowego z postępującym zasilaniem przy niższym stopniu wyrównywania powierzchni, ze stałą MRR, uzyskując w ten sposób co najmniej dwukrotne przedłużenie okresu czasu użytkowania.
P r z y k ł ad 7
Ziarno ścierne/aglomeraty ze spoiwem organicznym
Szereg próbek (A1-A8) poddanego aglomeracji ziarna ściernego przygotowywano z mieszaniny ziarna ściernego i materiału wiążącego na bazie żywicy fenolowej (żywica Durez Varcum® 29-717, ciężar właściwy 1,28 g/cm3, otrzymana z Durez Corporation, Dallas TX) w ilościach opisanych w tabeli 7-1. Wszystkie próbki przygotowywano z ziarna ściernego na bazie topionego tlenku glinowego 38A, poddanego obróbce silanem, otrzymanego z Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc., Worcester, MA, USA, o wielkościach żwirku (80 albo 46) podanych w tabeli 7-1.
Ziarno i żywicowy materiał wiążący umieszczano w misce mieszalnika (próbki A5-A8 w wysokoobrotowej mieszarce Erich Mixer, model nr RV-02, produkowanej przez Erich Company, Guernee, IL, próbkę A1 w mieszalniku panwiowym produkowanym przez Foote-Jones/Illinois Gear w Chicago, Il., a próbki A2, A3 i A4 w zwyczajnej mieszarce panwiowej produkowanej przez Boniface Tool and Die w Southbridge, MA). Mieszanie rozpoczynano z szybkością miski nastawioną na 64 obroty na minutę i szybkością łopatek nastawioną na 720 obrotów na minutę (próbki A5-A8 w mieszarce Eiricha) albo szybkością miski 35 obrotów na minutę i stacjonarnymi łopatkami (próbka Al w mieszarce Foote/Jonesa) albo szybkością miski 35 obrotów na minutę i szybkością łopatek 75 obrotów na minutę (próbki A2-A4 w mieszarce Boniface). W czasie mieszania rozpylano na mgłę dostateczną ilość rozpuszczalnika (furfural) na mieszaninę ziarna i materiału wiążącego w celu spowodowania aglomeracji ziarna i materiału wiążącego. Rozpylanie rozpuszczalnika na mieszaninę kontynuowano tylko tak długo, dopóki ziarno i materiał wiążący nie utworzyły aglomeratów. Przy przygotowywaniu próbki A1 rozpuszczalnik rozpylano ręcznie na suche składniki za pomocą butelki z tworzywa sztucznego. Przy przygotowywaniu próbek A2-A8 rozpuszczalnik rozpylano na suche składniki w postaci ciągłej mgły w odmierzonych ilościach stosując generator Tool Mist Coolant Generator otrzymany z Wesco Company, Chatsworth, CA. Proces aglomeracji prowadzono w warunkach atmosferycznych, w temperaturze pokojowej.
Po aglomeracji w mieszarce próbki wilgotnego, poddanego aglomeracji ziarna ściernego przesiewano przez amerykańskie sito o gęstości oczek 3,5 mesh i suszono w ciągu nocy w warunkach otoczenia. Następnie próbki przesiewano ponownie przez sito grube (amerykańskie sito standardowe #8 dla aglomeratów o grubości żwirku 46, sito #20 dla aglomeratów o grubości żwirku 80) i rozprowadzono pojedynczą warstwą na tacy piekarniczej wyłożonej polimerem fluorowym (około 45 x 30 cm). Następnie aglomeraty utwardzano w piecu laboratoryjnym (model Despatch nr VRD-1-90-1E z firmy Despatch Industries, Minneapolis, MN) w warunkach atmosferycznych, ogrzewano do maksymalnej temperatury 160°C i utrzymywano w tej temperaturze w ciągu 30 minut. Utwardzone aglomeraty wałkowano pod prętem stalowym 1,5 cala, obsługiwanym ręcznie, w celu częściowego pokruszenia i podzielenia większych aglomeratów na aglomeraty mniejsze.
Utwardzone aglomeraty przesiewano za pomocą amerykańskich sit standardowych do badań, zamontowanych na wibracyjnym urządzeniu przesiewającym (Ro-Tap, model RX-29, W.S. Tyler Inc., Mentor, OH). Gęstości sita w mesh wynosiły od 10 do 45 dla aglomeratów o grubości żwirku 46 i od 20 do 45 dla aglomeratów wytworzonych z ziarnem ściernym o grubości żwirku 80.
Wydajność użytecznych, swobodnie płynących aglomeratów próbek A1-A8, określonych jako aglomeraty, które mają rozkład wielkości wskazanej gęstości sita w mesh (gęstość amerykańskiego sita standardowego) jako % wagowo całkowitego ciężaru mieszaniny ziarna przed aglomeracją, jest przedstawiona niżej w tabeli 7-1.
Aglomeraty badano na gęstość w stanie luźnego upakowania (LPD), gęstość względną i rozkład wielkości i charakteryzowano wizualnie przed i po zastosowaniu do wytwarzania ściernych narzędzi szlifierskich. Gęstość w stanie luźnego upakowania (LPD) utwardzonych aglomeratów mierzono zgodnie z procedurą American National Standard dla gęstości nasypowej ziaren ściernych. Początkową średnią gęstość względną, wyrażoną w procentach, obliczano dzieląc LPD (ρ) przez gęstość teoretyczną aglomeratów (ρ0), przyjmując porowatość zerową. Gęstość teoretyczną obliczano metodą wolumetrycznej reguły mieszanin z procentów wagowo i ciężaru właściwego materiału wiążącego i ziarna ściernego zawartych w aglomeratach.
PL 205 515 B1
Te aglomeraty miały cechy charakterystyczne, związane z LPD, gęstością względną i rozkładem wielkości, odpowiednie do stosowania w przemysłowej produkcji ściernych tarcz szlifierskich. Wyniki badań aglomeratów są przedstawione w tabeli 7-1.
Wykończone, utwardzone aglomeraty miały trójwymiarowe kształty zmieniające się wśród kształtów trójkątnych, sferycznych, sześciennych, prostokątnych, cylindrycznych i innych kształtów geometrycznych. Aglomeraty składały się z wielu poszczególnych żwirków ściernych (na przykład żwirków od 2 do 40) związanych ze sobą żywicowym materiałem wiążącym w punktach styczności od żwirku do żwirku. W oparciu o gęstość materiału i obliczenia wolumetryczne porowatość aglomeratów w masie wynosiła 18% objętościowo. Struktury aglomeratów były dostatecznie odporne na prasowanie zachowując skuteczną ilość aglomeratów zachowujących początkowy trójwymiarowy charakter po poddaniu operacjom mieszania i formowania tarcz ściernych.
PL 205 515 B1
| Średnia procentowa gęstość względna | 36, 1 | 29, 7 | 33, 7 | 32,7 |
| Wydajność, % wagowo (zakres wielkości w mesh) | 70 (-20 do + 45) | 80 (-20 do + 45) | 80-85 (-20 do + 45) | 66 (-10 do i + 20) |
| Średnia wielkość, mikrony (mesh) wielkość sita -25/+45 | 500 (36) | 500 (36) i | 500 (36) | 1400 (14) |
| Λ m CO ε „i o e £ Q +1 < CU *+* o cm 1 | 1,20 | O | 1,10 | 1,07 |
| 6 obj ętościowo materiału wiążącego3 | 23, 6 i | 25, 5 | 25,5 | 25,5 |
| % wagowo materiału wiążącego (w stosunku do całości substancji stałych) | τ—! | O τ—1 | O τ—1 | O τ—1 |
| % wagowo rozpuszczalnika w mieszaninie | 2,5 | 2,0 | 1,9 | 2,0 |
| Ciężar mieszaniny (kg) | 5 kg | 6 mieszanin @, po 2,5 kg każda | 25 mieszanin @, po 5 kg każda | 2,5 kg |
| Nr próbki, mieszanina: ziarno, rozpuszczalnik, materiał wiążący | Przykład 2 A2 żwirek 80, 38A, furfural, żywica fenolowa | A5 żwirek 80, 38A, furfural, żywica fenolowa | Przykład 3 A6 żwirek 80, 38A, furfural, żywica fenolowa | Przykład 4 A7 żwirek 46, 38A, furfural, żywica fenolowa |
PL 205 515 B1
| Średnia procentowa gęstość względna | 28,7 | 33, 4 | 33, 2 | 32,7 |
| Wydaj ność, % wagowo (zakres wielkości w mesh) | 64 (-10 do +20) albo (-14 do +20) | > 90 (-20 do + 45) | > 90 (-20 do + 45) | > 90 (-20 do + 45) |
| Średnia wielkość, mikrony (mesh) wielkość sita -25/+45 | 1400 (14) | 500 (36) | 500 (36) | 500 (36) |
| ro CG g * l \ -Γ-) K - + Q H < CU 4-1 O 1-4 Cs] 1 | 0, 94 | 1,09 | 1, 10 | 1, 15 |
| 6 objętościowo materiału wiążącego3 | . 25, 5 | 25, 5 | 25, 5 | 25, 5 |
| % wagowo materiału wiążącego (w stosunku do całości substancj i stałych) | 10 | O I-1 | 11, 3 | 12, 6 |
| 1 Λ % wagowo rozpuszczalnika w mieszaninie | 2,0 | 2,0 | 2,0 | cn V—1 |
| Ciężar mieszaniny (kg) | 2,5 kg | 2,5 kg | 2,54 kg | tn r* Lf) Osi |
| Nr próbki, mieszanina: ziarno, rozpuszczalnik, materiał wiążący | A8 żwirek 46, 38A, furfural, żywica fenolowa | Przykład 5 A9 żwirek 80, 38A, furfural, materiał wiążący A | A10 żwirek 80, 38A, furfural, materiał wiążący B | Ali żwirek 80, 38A, furfural, materiał wiążący C |
PL 205 515 B1
| Średnia procentowa gęstość względna | 32,2 | 31,2 |
| Wydaj ność, % wagowo (zakres wielkości w mesh) | > 90 (-20 do + 45) | > 90 (-20 do + 45) |
| Średnia wielkość, mikrony (mesh) wielkość sita -25/+45 | 500 (36) | 500 (36) |
| X m m £ Φ 01 X £ . (0 + Q H < X X O X <N 1 | 1, 10 | 1,08 |
| g, obj ętościowo materiału wiążącego3 | 25,5 | 25, 5 |
| % wagowo materiału wiążącego (w stosunku do całości substancj i stałych) | 13,8 | 15,0 |
| % wagowo rozpuszczalnika w mieszaninie | Lf) rH | 1,5 |
| Ciężar mieszaniny (kg) | 2,1 kg | 2,65 kg |
| Nr próbki, mieszanina: ziarno, rozpuszczalnik, materiał wiążący | A12 żwirek 80, 38A, furfural, materiał wiążący D | Al 3 żwirek 80, 38A, furfural, materiał wiążący E |
•Η Z π3 -Η Ρ Φ -Ρ ΓΟ .μ >1 ρ
•Η
C
ΓΟ ^1 Ν Φ ω Φ
U
OT X!
Ο X ? φ α> c υ -γί g γη Λ fo ? ο Ρ φ
Ρ ο\°
Ο σ> ο φ +j υ
'03 ο
ο -Ρ 03 Π3 rM (0 <0 -Ρ 03
S
Ο Ρ
Ο -γί 3 a
X Ν
-Η 0 C 2 +>
£ κ Ο 2 +J £ Ο Φ τ—ι Ρ -Ρ & Ρ ρ ο £3 Φ ϋ ϋ Ο ο\ο <tf Ρ £λ
Ρ
Φ
Ρ >ι e Ν •η Ρ Φ 0+ Χ3
Ο ο Ρ Γθ φ Ν
Ο σ> ω ο ctf •Ν
Π5* Η
-η Ο ρ xd rP Ρ Ο φ ·Η Π3 -Η Ρ -Ρ ρ ρ (ϋ φ Ν Ρ -μ Ό Φ Ρ Ρ 2 tn Ρ Ρ ,Ρ Ο ϋ Ο, >
Ρ
Ο — Ν Ρ Ό Ρ Ρ
PL 205 515 B1
Tarcze ścierne
Próbki aglomeratów A1, A2 i A3 stosowano do wytwarzania garnkowych ściernych tarcz szlifierskich typu 6 (wymiar po wykończeniu: 3,5 x 3,75 x 0,88 - 0,50 cala na wieńcu) (8,9 x 9,5 x 2,2 - 1,3 cm na wieńcu). W celu wytworzenia doświadczalnych tarcz ściernych aglomeraty mieszano ręcznie w 250 g porcjach z kompozycją wiążącą na bazie żywicy fenolowej aż do uzyskania jednorodnej mieszaniny. Żywicowa kompozycja wiążąca była mieszaniną 22% wagowo ciekłej żywicy fenolowej (V-1181 z Honeywell International Inc., Friction Division, Troy, NY) i 79% wagowo sproszkowanej żywicy fenolowej (żywica 29-717 Durez Varcum® z Durez Corporation, Dallas, TX). Jednorodną mieszaninę aglomeratów i spoiwa umieszczano w formach i przykładano ciśnienie formując wilgotne (nieutwardzone) tarcze. Te wilgotne tarcze wyjmowano z form, owijano w papier powlekany i utwardzano drogą ogrzewania do maksymalnej temperatury 160°C, sortowano, wykończano i kontrolowano zgodnie ze znanymi w tej dziedzinie technikami wytwarzania przemysłowych tarcz szlifierskich.
Wykończone tarcze badano na bezpieczeństwo zgodnie z praktykowaną w przemyśle próbą szybkości w celu upewnienia się, czy tarcze mają dostateczną wytrzymałość mechaniczną pod względem ruchu obrotowego, gdy są zamontowane na maszynie szlifierskiej, i dostateczną wytrzymałość mechaniczną przy operacji szlifowania. Wszystkie tarcze doświadczalne przechodziły próbę przy 7200 obrotach na minutę, a zatem miały dostateczną wytrzymałość mechaniczną przy operacjach szlifowania powierzchni.
Składy tarcz (obejmujące % objętościowo materiału ściernego, spoiwa i porowatości w utwardzonych tarczach) są przedstawione w tabeli 7-2.
PL 205 515 B1 r:
ϋ
2>ί ć
Ρι
CD
-Η u
'CO
N
U
N (O +->
CD
C
N
U >1 +J
CO
3*ί b
CD
-P rO
M
Π3
-ć o
Λ o
CD
O c\
I (0 I-1
CD
Λ co
Eh
| Gęstość tarczy, g/cm3 | I 1,492 I | I 1,492 | | I 1, 492 I | I 1,599 I | 2,228 | ||||
| Spoiwo, % wagowo | r- 1—1 t—1 | 1 H/7 i | i H'7 i | l> | Spoiwo, % wagowo | 2, 149 | 18,4 | ||
| Aglomeraty, % wagowo | | 88,3 | | 88,3 | PD 00 00 | PD PD cn | Aglomeraty, % wagowo | 84,6 | 81, 6 | ||
| Skład tarczy, % objętościowo j | Porowatość | kO | 46 | <D | CO | Porowatość, % objętościowo | CD CM | PD CM | |
| Λ O 3 -H O Λ ω | CM | CM | CM | 0 CM | Spoiwo, % objętościowo | Lf) CM | i—1 PD | ||
| Materiał ścierny3 | 0 PD | O PD | O PD | 1 K j | Ziarno, % objętościowo | CO 'tr | CO | ||
| Tarcza doświadczalna (próbki aglomeratu z Przykładu 7, Tabela 7-1) | Wszystkie mają stopień twardości D | 1 wi (Al) | 1 W2 (A2) | PD PD | | W4 (A4) | Nr próbki porównawczej (oznaczenie handlowe)c | CIP 38A80-L9 B18, brak aglomeratów | CIP 38A80-P9 B18, brak aglomeratów |
Η M & 4 d O Φ Cl 4-1 4-1 O W • d
O g S η
Cr tU g P g -H 3 CO 3 O O 4J O d ξ-π 'd r! d O
-N π3 -P (U N Q> -Η λ Μ 1 N 2 ąj Xi
O o
S -r-f O U H 'CO o o '10 4_) O Q>.
+4 -|-| α> £)
U d
O 4->
t c . <1) o O Cr o o c d Cl ftf co o\° CO -I-I O -H 3 44 44 O g CO -H <p Xł -r-i O ’ d> d Ό ® d O 2 «I
O -H 4r|
O 44 a co <u
P d 3
O CO Ό
- - Sl 2^0 'co ® O ™ d N τ) n
U CO θ M y a y d d 3 S
4-> 'CO 4->
O >1 O Ό 3 2 a
cu <d >1
C N d N φ
H U 2 Η N cu s-ι a a U H d O Cl u 4-i a λ d
CO U 44 egu 3 d
N cl>
O 'd d d> O C N H +4 S CU1 O o £ cu o 0 C
O d 3 η °'° c μ
O O cu
-ro « W CO £3 o d O 43
-P i—i -P o Q> W o\o '03 O \ <o o nr -P >t ι-H +3 -N g
I ki ftf £
M Cs] Φ -H rd JS 5 o >1 c
ca o
o ć
o
-P
5d o
%
Cn
P
Hrj
Ό
Φ
X3
U >t
O rM
W k*1 £
φ
N
M
N ϋ
O iO
P •H o
'03
O
Ό
-P
H <—I
-X
Z
Q
Ή ϋ
'03
O
Ό
O ca
-p £5 ϋ
>t
O rM £
Φ
N
P
Ό
Xi
O
P k>n s
P £
fO
-ΓΊ ϋ
N
O £
o
Λ4
X) £
o ίρ
N
O (0 a
Ό
P
O
Λ
N
U
P (0 +J •H
Ό
Ό
P
CP
spoiwo na bazie żywicy fenolowej, CaF2 i wydrążone kuleczki mulitu, ziarno ścierne na bazie tlenku glinowego 38A jak wskazano, mają stopień twardości albo L albo P (w skali stopni twardości według Norton Company).
PL 205 515 B1
Te tarcze doświadczalne badano w operacji szlifowania powierzchni i ustalono, że nadają się one do stosowania przemysłowego. Tarcze doświadczalne badano w porównaniu z tarczami porównawczymi opisanymi w tabeli 7-2, które zaleca się do stosowania przemysłowego w operacjach szlifowania powierzchni. Tarcze porównawcze miały te same wymiary wielkości, te same rodzaje ziarna ściernego i spoiwa, były skądinąd tarczami porównawczymi odpowiednimi do oceny tarcz doświadczalnych w badaniach szlifowania powierzchni, lecz były wytwarzane bez poddanego aglomeracji ziarna. Wyniki tych badań szlifowania są przedstawione w tabeli 7-3.
Próba szlifowania
Tarcze według wynalazku i tarcze porównawcze badano w próbie szlifowania powierzchni z wysokim obszarem styczności, przeznaczonej do naśladowania operacji szlifowania tarczami przemysłowymi, przy czym stosowano następujące warunki:
Warunki szlifowania:
Maszyna: Okuma GI-20N, OD/ID Grinder,
Tryb szlifowania: szlif powierzchniowy (powierzchnia licowa), próba symulacji tarczy,
Szybkość tarczy: 6000 obrotów na minutę, 5498 stóp powierzchniowych na minutę (27,9 m/sek),
Szybkość robocza: 10 obrotów na minutę, 20,9 sfpm/0,106 m/sek,
Szybkość posuwu: 0,0105 cal/min (0,0044 mm/sek)/-0,0210 cala (0,0089 mm/sek),
Chłodziwo: Trim VHPE210, 5% stosunek z odmineralizowaną wodą studzienną,
Materiał obrabianego elementu: stal 52100, średnica zewnętrzna 8 cali (20,3 cm) x średnica wewnętrzna 7 cali (17,8 cm) z wieńcem 0,50 cala (1,27 cm), twardość Rc-60
Wyrównywanie powierzchni: diament grupowy, ściskanie 0,00254 cm (0,001 cala), wyprzedzenie 0,0254 cm (0,01 cala).
PL 205 515 B1
Tabela 7-3 Wyniki prób szlifowania
| Energia właściwa J/mm3 | 34,03 | σ LO co tr | 34,49 | 80,56 | tr 00 o tr | CO r—1 tr Γ- | 1 | 58,95 | 41,84 | \ 64,35 | 43,34 | 65,43 | 57,28 | | ||||||||
| Stosunek G/objętościowa frakcj a materiału ściernego3 | 82,0 | LO Γ—1 co CM | tr LO co CM | Γ- LO tr LO | 358,8 | T—1 tr LO LO | 1804 | I 961,9 I | 1829 | 911,7 | 1889 I | 850,4 | | |||||||||
| Stosunek G | 1 37,7 | [ 106,5 | I 108,7 | 251,5 | 1 165,1 | 1 305,5 | I 54,2 | 288,6 I | 548,8 I | 273,5 j | 566,6 I | 289, 1 | | |||||||||
| Moc W | O LO CM | | 1440 | | 2274 | | j 2693 j | I 27,13 I | 2474 j | 1 | | 1975 j | ! 2792 I | 2154 | 2892 | | tr σ i—1 CM] | 1915 | | ||||||||
| MRR (mm3/s) | 63,47 | | 32,96 | | 65,93 | 1 33,43 | CM tr LO LO | 1 33,37 | | 1 | 33,50 | | 66,73 | | | 33,48 | 66,73 1 | 33,53 ) | 33,43 | | ||||||||
| Cć P S ο 5 | | [ 1,682 | 1 0,310 | LO O LO O | 0,133 | 0,402 | 0,109 | 1 | 0,062 | 0,231 | τ—i LO O O | 0,244 | σ LO O o | 0,116 | | ||||||||
| Posuw wgłębny (mm3/obrót) | [ 0,0533 | ( 0,0267 | co co LO o o | 0,0267 | PO PO LO o o | [— LO CM O O | 1 | 0,0267 | 0,0533 | 0,0267 | 0,0533 | 0,0267 | | 0,0267 1 | ||||||||
| Próbka (Tabela 7-2) | 1 C1L 1 | 1 CIP | | 1 Tarcza C ] | 1 Tarcza D j | ł—1 s | 1 W2 | 1 W3 1 | 1 W4 |
>1 rO 3 >1 N p g N Ό C O O Φ· S P
-H 0) N ono +j o ni a a n
Π3 (D P C c a (0 rt) to1 a·
W rtf 3 M p C rtj § P 5 a o o Ό 2 >to O O P C Ο N '10 o
O (U P P d> o -t—1 X O co doświadczalnymi i porównawczymi. Łatwo widać, że ziarno ścierne w tarczach doświadczalnych Lepszą skuteczność szlifowania na bazie ułamka objętości (co oznacza, że do uzyskania tego samec ści szlifowania wymagane jest mniej ziarna).
-H O
C P <D C Φ g -Η N .Μ N ra C O (DONNO) g -H O O P m p sq m 3
P 42 (0 C Λί
D O P N co
PL 205 515 B1
Wyniki wskazują, że tarcze szlifierskie wytworzone według wynalazku były odporne na zużycie ścierne, lecz wciąż nadające się do pracy przy szybkościach posuwu wgłębnego i szybkościach usuwania materiału (MRR) równoważnych najbliższym porównywalnym tarczom szlifierskim, z dłuższymi okresami użytkowania tarcz (WWR) przy równoważnych właściwych energiach szlifowania albo z niższymi specyficznymi energiami szlifowania przy równoważ nym okresie uż ytkowania. Tarcza doświadczalna (W4), która ma wyższą procentową objętościowo zawartość ziarna ściernego (34%) nieoczekiwanie wykazywała wyższy stopień zużycia ściernego tarczy niż inne tarcze doświadczalne zawierające mniej ziarna ściernego (30%). Przy posuwie wgłębnym 0,0267 wszystkie tarcze doświadczalne wykazywały przy danej MRR niższą energię właściwą niż tarcze porównawcze. Ponieważ niższa specyficzna energia szlifowania koreluje z niższym potencjałem przypalania, to przewiduje się, że tarcze według wynalazku będą wykazywać mniejsze przypalenie obrabianego elementu niż tarcze porównawcze. Co więcej, względem tarcz porównawczych tarcze doświadczalne zapewniały znacznie lepszą skuteczność szlifowania w oparciu o ułamek objętościowo ziarna ściernego (to jest do uzyskania tego samego poziomu skuteczności szlifowania wymagane jest mniej ziarna). Ten wynik jest przeciwny konwencjonalnej wiedzy z technologii materiałów ściernych ze spoiwem, zgodnie z którą tarcze o wyższym stopniu twardości, zawierające więcej ziarna, będą odporne na zużycie ścierne i zapewniać dłuższy okres użytkowania tarczy i większą skuteczność szlifowania niż tarcze o niższym stopniu twardości (miększe). Zatem większa skuteczność tarcz według wynalazku była znacząca i nieoczekiwana.
P r z y k ł a d 8
Tarcze ścierne
Próbki aglomeratów A4 i A5 stosowano do wytwarzania ściernic garnkowych typu 6 (wykończona wielkość 5,0 x 2,0 x 0,625 - wieniec 1,5 cala (12,7 x 5,08 x 1,59 - wieniec 3,81 cm). Doświadczalne tarcze ścierne wytwarzano sposobem opisanym wyżej w przykładzie 7.
W czasie formowania i prasowania wilgotnych tarcz z zastosowaniem aglomeratów obserwowano, że w celu uzyskania utwardzonej tarczy, która ma wytrzymałość mechaniczną dostateczną do stosowania przy szlifowaniu powierzchni, konieczne było pewne sprasowanie mieszaniny. Jeżeli formę napełniano mieszaniną spoiwa i aglomeratów i w czasie formowania w zasadzie nie występowało ściskanie, tak że aglomeraty zachowywały swoją oryginalną LPD, to otrzymane utwardzone tarcze doświadczalne nie dawały żadnych korzyści w czasie szlifowania w porównaniu z tarczami porównawczymi. Przy tym jednak, jeżeli przykładano odpowiedni nacisk do uformowanej mieszaniny aglomeratów i spoiwa w celu sprasowania objętości mieszaniny co najmniej o 8% objętościowo, to wtedy w próbach szlifowania powierzchni tarcze wykazywały lepszą skuteczność szlifowania. Obserwowano, że wartości objętości po prasowaniu w przedziale 8-35% objętościowo (w oparciu o początkową LDP aglomeratu i objętość mieszaniny umieszczonej w formie) dawały tarcze robocze, które wykazywały zalety wynalazku. Obserwowano ponadto, że kruszenie aglomeratów od 5 do 15% objętościowo nie zmieniało skuteczności szlifowania tarczy wytworzonej z takimi aglomeratami.
Wykończone tarcze badano pod względem bezpieczeństwa zgodnie z praktykowaną w przemyśle próbą szybkości w celu upewnienia się, czy tarcze miały wytrzymałość mechaniczną dostateczną dla ruchu obrotowego, gdy były zamontowane na maszynie szlifierskiej, i wytrzymałość mechaniczną odpowiednią do operacji szlifowania. Wszystkie tarcze doświadczalne przechodziły próbę szybkości 6308 obrotów na minutę, a zatem miały wytrzymałość mechaniczną dostateczną do operacji szlifowania powierzchni.
Skład tarcz (obejmujący % objętościowo materiału ściernego, spoiwa i porowatości w utwardzonych tarczach) jest przedstawiony w tabeli 8-1.
PL 205 515 B1
Tabela 8-1 Cechy charakterystyczne tarcz o
>1 c
φ
-H
O 'CO
PL 205 515 B1
Przy badaniu wzrokowym w widokach w przekroju poprzecznym utwardzonych tarcz doświadczalnych żywica fenolowa stosowana do wiązania ze sobą aglomeratów w tarczach wydawała się być wciągana do pustych obszarów dookoła powierzchni aglomeratów, wypełniając niektóre albo wszystkie puste obszary. Nie obserwowano tego w tarczach wilgotnych albo w tarczach wytworzonych z ż ywicy o wysokiej lepkoś ci. Te obserwacje sugerują, że spoiwo było wsysane do pustych obszarów aglomeratów w czasie operacji utwardzania termicznego. Uważa się, że ta migracja spoiwa w czasie etapu utwardzania skutecznie zmniejszała porowatość wewnątrz aglomeratów i skutecznie zwiększała porowatość pomiędzy aglomeratami. Wynikiem netto było tworzenie struktury kompozytowej zawierającej osnowę ziarno ścierne/spoiwo w ciągłej fazie obejmującej porowatość o naturze połączonych pomiędzy sobą porów.
Te tarcze doświadczalne badano w operacji szlifowania powierzchni i ustalono, że nadają się one do zastosowania przemysłowego. Tarcze doświadczalne badano względem tarcz porównawczych opisanych w tabeli 8-1, które stosuje się przemysłowo w operacjach szlifowania powierzchni. Tarcze porównawcze miały te same rozmiary wielkości, te same rodzaje ziarna ściernego i spoiwa oraz były skądinąd porównywalnymi tarczami do oceny tarcz doświadczalnych w badaniach szlifowania powierzchni, lecz wytwarzano je bez poddanego aglomeracji ziarna. Warunki prób szlifowania oraz wyniki są przedstawione niżej w tabeli 8-2.
Próba szlifowania
Tarcze według wynalazku i tarcze porównawcze badano w próbie szlifowania powierzchni w obszarze o wysokiej stycznoś ci, przeznaczonej do naś ladowania przemysł owych operacji szlifowania tarcz, przy czym stosowano następujące warunki.
Warunki szlifowania:
Maszyna: Rail Grinder, moc maksymalna 45 HP,
Tryb szlifowania: szlifowanie powierzchni licowej (próba symulowania tarczy),
Szybkość tarczy:: 4202 obrotów na minutę, 5500 stóp powierzchniowych na minutę (27,9 m/sek),
Szybkość robocza: 3 obroty na minutę, 37,7 sfpm/0,192 m/sek,
Szybkość posuwu wgłębnego: 0,0027 cal/obrót (0,0686 mm/obrót) i 0,004 cal/obrót (0,1016 mm/obrót), Czas szlifowania: 15 minut, Wyiskrzenie: 10 sek,
Chłodziwo: Trim Clear, stosunek 2% z odmineralizowaną wodą studzienną,
Materiał obrabianego elementu: stal 1070 o średnicy zewnętrznej 48 cali (1,22 m) x średnica wewnętrzna 46,5 cala (1,18 m) x wieniec 0,75 cala (1,91 cm), twardość według Brinella HB 300-331, bez wyrównywania powierzchni.
PL 205 515 B1
Tabela 8-2 Wyniki próby szlifowania
| Energia właściwa 1 | szlifowania | (J/mm3) | 1 42,92 1 | [ 39,69 I | i—1 kO MO a | a UO CM a | LO a ł—f LO | a CD kO a | 50,76 I | a CD a a | CM MO a LO | 48,61 I | 1 52,02 I | LO ,—1 r- a | 43,14 | ! 39,10 I | [ 42,38 I | 1 38,66 I | 39,89 I | 36,85 I | CM Γ- CD CO | 35,93 I | 1 35,73 1 | I 32,95 I | 37,57 | | | 35, 93 | | kO CM CO CO | I 37,43 I | 1 41,28 | | |
| 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| P fO -H N Ό 3 \ | P Φ Ή μ φ P fO £ | o CD η_Ί | Τ-i | a co | co | CM | PO | CD | CO | P0 | τ—1 | CM | CM | LO | a | kO | LO | O | P | Γ- | a | LO | LO | CD | r- | r_| | LO Γ- | CM | r— | |
| o | £ | co | a | O | LO | a | CM | o | LO | a | CM | P0 | r~ | σι | CO | LO | o | i—1 | LO | CD | (—1 | o | CO | CM | a | |||||
| μ | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Λί | rp | a | Γ-' | a | PO | o | r~~ | CM | r- | CO | PO | O | a | a | 00 | «—1 | 00 | a | MO | CM | 00 | PO | CO | co | co | 00 | CD | a | ||
| Φ α | o P | Ή ϋ | I—1 | CM | τ—1 | PO | 1—1 | PO | τ—i | a | CM | LO | CM | kO | CM | MO | CM | P0 | i—1 | PO | V-1 | τ—1 | τ—1 | r—1 | τ—1 | CO | ||||
| CQ o P ω | c Φ ϋ o μ | 'CO | ||||||||||||||||||||||||||||
| α | ||||||||||||||||||||||||||||||
| O | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Φ £ | Cd s s | Ρ co | o ko | a CM | CD CD | LO o | a o | PO 00 | a 00 | ί—1 co | r— r- | O r—1 | O CM | CM a | CD kO | kO LO | LO LO | 00 LO | o LO | r- O | a a | LO CD | LO LO | CM a | CD CD | CO kO | Γ- Γ- | CM Γ- | ||
| CO o P | cd cd S | kO | co | t—1 i—1 | LO | a i—1 | co | a P | Γ— | CM CM | o p | PO CM | τ—i v—1 | CD τ—i | 00 | 00 ł—1 | 00 | T-1 t“l | LO | τ—1 r—1 | MO | PO | CM | LO | PO | CM | LO | P i—1 | ||
| co | ||||||||||||||||||||||||||||||
| ϋ | co | o | CM | CM | kO | kO | o | kO | O CO | CM | CO | Γ- ιο 00 | CM | CD | τ—1 | O | Γ- | MO | CM | PO | 00 | O | CO | τ—1 | a | CD | PO | |||
| s | kO | o | a | r- | a | o | o | o | O | MO | O | co | Γ- | MO | CD | a | MO | Γ- | PO | co | CM | co | Γ- | CM | ||||||
| 2 | CO | 1—1 | CM | PO | MO | a | Γ- | CD | O τ—1 | θ O T—) | CD | i—i | Γ- | CD | CM | O | τ—1 | a | CM | co | o | PO | a | t—! | LO | |||||
| uo | LO | r- | r- | 00 | CD | 00 | CO | τ—1 | τ—1 | r— | 00 | Γ- | Γ- | kO | kD | kO | kO | PO | co | PO | PO | PO | CO | MO | ||||||
| r- | ,—| | r- | CM | a | CO | CD | MO | LO | CM | co | Γ- | r- | Γ- | a | LO | O | CM | kO | t—1 | PO r- | LO | o | a a | r- | a CD | i—i | ||||
| cź | co | o | LO | PO | PO | o | PO | co | τ—1 | CD | LO | a | CM | LO | co | a | P1 | τ—1 | a | MO | CD | o | CM | O | ||||||
| cź 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| μ | LO | 00 | LO | PO | co | o | (—1 | CO | O | kD | CM | O | a | r- | CM | kO | Γ- | LO | a | CD | * | P | CM co | CM CD | PO | a 00 | 00 | |||
| a | CM | CM | LO | P | kO | o | Γ- | CD | CD | CM | CD | co | co | o | 00 | o | LO | MO | LO | r- | CD | o | o | LO | ||||||
| i—1 | P | P | P | τ—1 | CM | t—1 | P | τ—1 | CM | τ—1 | CM | i—1 | CM | t—i | CM | τ—1 | «—1 | τ—i | τ—1 | i—1 | t—1 | P | ||||||||
| co | LO | LO | co | PO | kO | ,—j | MO | CD | MO LO | CO | PO PO | kO | Γ- | PO CO | τ—1 | Γ- | co | 00 | PO | LO | Γ- | LO | a | PO | P0 | 00 | ||||
| cd | \ | co | ko | 00 | CD | CD | CD | LO | CM | o | LO | s | 00 | t—1 | LO | o | CD | CD | CM | MO | τ—1 | 1“ł | co | Γ- | a | |||||
| J2 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 5 | a | co | LO | PO | 00 | τ—! | a | i—1 | LO | 00 | i—1 | 00 | O | CD | PO | CD | a | co | o | PO | Γ- | CO | CD | LO | PO | CD | a | P0 | ||
| — | i—1 | co | ł—1 | CM | ł—1 | CM | t—1 | CM | CM | CM | CM | CM | ł—i | co | r—1 | CM | CM | PO | v—1 | CM | co | l-1 | P | |||||||
| >1 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| ć | ||||||||||||||||||||||||||||||
| P d> | P Ό | MO | kO | MO | kO | MO | MO | MO | MO | MO | kO | MO | M5 | kO | MO | kO | kO | kO | MO | MO | kO | MO | MO | co | MO | kO | co | kO | ||
| Cd | μ | co | i—1 | 00 | ł—1 | co | t—t | 00 | ł—1 | 00 | i—i | 00 | τ—1 | CO | P | CO | 1—j | 00 | τ—1 | 00 | P | CO | T-1 | o | 00 | τ—1 | o | 00 | ||
| o | ko | o | MO | o | MO | O | MO | o | MO | O | M> | O | kO | o | MO | O | kO | O | MO | o | kO | o | LO | MO | o | LO | MO | |||
| o | o | v—i | o | v—1 | O | τ—1 | O | Γ-1 | O | τ—i | O | r—1 | o | γ·4 | O | i—! | o | i—1 | O | (—i | o | I—1 | o | O | T—1 | o | o | |||
| £ | \ | |||||||||||||||||||||||||||||
| o | o | o | o | O | O | O | o | O | O | O | O | o | o | O | O | o | O | o | o | o | o | o | o | o | o | o | ||||
| co | ||||||||||||||||||||||||||||||
| o | ||||||||||||||||||||||||||||||
| CU | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Φ | P | |||||||||||||||||||||||||||||
| i—1 | Φ | |||||||||||||||||||||||||||||
| Φ | Ή | |||||||||||||||||||||||||||||
| i) | α | Ó 'CO π | ||||||||||||||||||||||||||||
| £ | o | |||||||||||||||||||||||||||||
| H | P | M | XI | O-i | P | Q | Q | Q | ||||||||||||||||||||||
| ' “* | co | Ρ | CM | CM | CM | CM | LO | MO | r— | 00 | ||||||||||||||||||||
| fO P P | <-# | twai | o | o | o | o | s | s | s | s | ||||||||||||||||||||
| Ό | i—1 | |||||||||||||||||||||||||||||
| μ | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||
| CU | co |
PL 205 515 B1
PL 205 515 B1
Wyniki wskazują, że tarcze wytworzone według wynalazku albo miały albo dłuższe okresy użytkowania (WWR) przy równoważnych właściwych energiach szlifowania albo niższe właściwe energie szlifowania przy równoważnym okresie użytkowania. Ponieważ niższa właściwa energia szlifowania koreluje z niższym potencjałem przypalania, to przewiduje się, że tarcze według wynalazku będą wykazywać mniejsze przypalenie obrabianego elementu niż tarcze porównawcze.
Co więcej, w stosunku do tarcz porównawczych tarcze doświadczalne zapewniały znacznie lepszą skuteczność szlifowania w odniesieniu do objętościowego ułamka ziarna ściernego (co oznacza, że wymagane jest mniej ziarna dla zapewnienia tego samego poziomu skuteczności szlifowania). Ten wynik zaprzecza konwencjonalnej wiedzy z technologii materiałów ściernych ze spoiwem, że tarcza o wyższej twardości, która ma więcej ziarna, będzie odporna na zużycie ścierne i będzie zapewniać dłuższy okres użytkowania tarczy i lepszą skuteczność niż tarcza o mniejszej twardoś ci (mię ksza).
Zatem mogłyby być wytwarzane i pracować według wynalazku doświadczalne tarcze szlifierskie, które mają wytrzymałość mechaniczną wystarczającą do akceptacji przemysłowej, lecz porównywalnie niskie dające się mierzyć stopnie twardości i porównywalnie wysokie wielkości porowatości o wzajemnie łączących się porach, istniejącej jako faza ciągła wewnątrz osnowy z materiału ś ciernego tarczy.
P r z y k ł a d 9
Tarcze ścierne
Próbkę aglomeratów A6 stosowano do wytwarzania garnkowych tarcz szlifierskich typu 6 (wymiar końcowy 5,0 x 2,0 x 0,625 - 1,5 cala wieniec (12,7 x 5,08 x 1,59 -3,81 cm wieniec). Doświadczalne tarcze ścierne wytwarzano sposobem opisanym wyżej w przykładzie 7. Wykończone tarcze badano pod względem bezpieczeństwa zgodnie z praktykowaną przemysłowo próbą bezpieczeństwa w celu upewnienia się, czy tarcze miały wytrzymałość mechaniczną wystarczającą do ruchu obrotowego po zamontowaniu na maszynie szlifierskiej oraz wytrzymałość mechaniczną dostateczną do operacji szlifowania. Wszystkie tarcze doświadczalne przechodziły próbę szybkości 6308 obrotów na minutę, a zatem miały wytrzymałość mechaniczną wystarczającą do operacji szlifowania powierzchni.
Składy tarcz (obejmujące % objętościowo materiału ściernego, spoiwa i porowatości utwardzonych tarcz) są przedstawione w tabeli 9-1.
PL 205 515 B1
Obserwacja wzrokowa utwardzonych tarcz doświadczalnych wykazała, jak w poprzednim Przykładzie 8, migrację spoiwa do pustych obszarów na powierzchni albo wewnątrz aglomeratów. I ponownie wynikiem netto było utworzenie struktury kompozytowej zawierającej osnowę ziarno ścierne/spoiwo wewnątrz fazy ciągłej składającej się z porowatości o naturze wzajemnie łączących się porów.
PL 205 515 B1
Te tarcze doświadczalne badano w operacji szlifowania powierzchni z przykładu 8 i ustalono, że nadają się one do stosowania przemysłowego. Wyniki szlifowania za pomocą tarcz doświadczalnych porównywano z wynikami dla czterech tarcz porównawczych opisanych w tabeli 8-1. Tarcze porównawcze miały te same rozmiary wielkości, ten sam rodzaj ziarna ściernego i były skądinąd odpowiednie do oceny tarcz doświadczalnych w tych badaniach szlifowania powierzchni, lecz wytwarzano je bez ziarna poddanego aglomeracji. Wyniki tych prób szlifowania są przedstawione w tabeli 9-2.
PL 205 515 B1
Tarcze doświadczalne o stosunkowo niskim stopniu twardości (A i D) wykazywały wyższe WWR, lecz niższe zużycie mocy niż porównywalne tarcze pracujące w tej samej operacji szlifowania (na przykład próbka C2 L, tarcza o stopniu twardości L w tabeli 8-1). Tarcze porównawcze w tabeli 8-1 (stopień twardości od L do P) były twardsze o więcej niż 8 stopni twardości (na skali Norton Company) niż tarcze doświadczalne W10 i W11. Nieoczekiwanie osiągi tarcz doświadczalnych (stosunek G, MRR i niższe zużycie energii) przekraczały osiągi tarcz porównawczych w większości przebiegów szlifowania kontrolnego.
Co więcej, w porównaniu z tarczami porównawczymi tarcze doświadczalne zapewniały znacznie lepszą skuteczność szlifowania w odniesieniu do objętościowego udziału ziarna ściernego (co oznacza, że mniej ziarna jest konieczne dla zapewnienia tego samego poziomu skuteczności szlifowania). Ten wyniki przeciwstawia się konwencjonalnej wiedzy wynikającej z technologii, że tarcza o wyższym stopniu twardości, która ma więcej ziarna, bę dzie odporna na zuż ycie ś cierne i zapewniać dłuższy okres użytkowania i większą skuteczność szlifowania niż tarcza o mniejszym stopniu twardości.
Zatem można by wytwarzać i stosować według wynalazku doświadczalne tarcze szlifierskie, które mają wytrzymałość mechaniczną dostateczną do akceptacji przemysłowej, lecz stosunkowo niskie, dające się mierzyć stopnie twardości i porównywalnie wysoką porowatość ze wzajemnie łączącymi się porami.
Tarcze ścierne
Próbki aglomeratów A7 i A8 stosowano do wytwarzania tarcz szlifierskich (wielkość końcowa 5,0 x 2,0 x 0,625 -1,5 cala wieniec (12,7 x 5,08 x 1,59 - 3,81 cm wieniec). W przypadku tarcz W12 i W13 stosowano próbkę aglomeratów przesianą do zakresu rozkładu wielkości -10/+20 mesh. W przypadku tarczy W14 stosowano próbk ę aglomeratów przesianą do zakresu rozkł adu wielkoś ci 14/+20 mesh. Doświadczalne tarcze ścierne wytwarzano sposobem opisanym wyżej w przykładzie 7. Wykończone tarcze badano pod względem bezpieczeństwa zgodnie z praktykowaną w przemyśle próbą szybkości w celu upewnienia się, czy tarcze miały wytrzymałość mechaniczną wystarczającą do ruchu obrotowego po zamontowaniu na maszynie szlifierskiej i wytrzymałość mechaniczną wystarczającą do operacji szlifowania. Wszystkie tarcze doświadczalne przechodziły próbę szybkości 6308 obrotów na minutę, a zatem miały wytrzymałość mechaniczną wystarczającą do operacji szlifowania powierzchni. Skład tarcz (obejmujący % objętościowo materiału ściernego, spoiwa i porowatości w utwardzonych tarczach) jest przedstawiony w tabeli 10-1.
PL 205 515 B1 id u
c ki
O
Ή
U 'to
N u
k (O
-k u
c
N
U
Ρί +J w
k
d)
4->
(0 k
(0 x:
o ^>1 £
U <D
U i—I I o
τ—I ίΰ
I-1 <u
Ό rd
EH
d) Przepuszczalność płynu (powietrza) jest podana w jednostkach cm3/sek/cal wody i mierzy się ją za pomocą 1,1 cm dyszy sposobem znanym amerykańskich opisów patentowych nr US 5738696 i 5738697.
PL 205 515 B1
Obserwacja wzrokowa utwardzonych tarcz doświadczalnych wykazywała, jak w poprzednich przykładach 8 i 9, migrację spoiwa do pustych obszarów przy powierzchni albo wewnątrz aglomeratów. Wynikiem netto było utworzenie struktury kompozytowej zawierającej osnowę ziarno ścierne/spoiwo wewnątrz ciągłej fazy składającej się z porowatości o łączących się wzajemnie porach.
Te tarcze doświadczalne badano w operacji szlifowania powierzchni i ustalono, że są one odpowiednie do stosowania przemysłowego. Tarcze doświadczalne badano w porównaniu z tarczą porównawczą opisaną w tabeli 10-1, którą stosuje się przemysłowo w operacjach szlifowania powierzchni. Tarcze porównawcze miały wymiary o tej samej wielkości, to samo ziarno ścierne i rodzaje spoiwa, były skądinąd przydatne do oceny tarcz doświadczalnych w badaniach szlifowania powierzchni, lecz były wytworzone bez aglomeratów.
Warunki próby szlifowania i wyniki są przedstawione niżej i w tabeli 10-2.
Warunki szlifowania:
Maszyna: Rail Grinder, moc maksymalna 45 HP,
Tryb szlifowania: szlifowanie powierzchni licowej (próba symulacji tarczy),
Szybkość tarczy: 4202 obroty na minutę, 5500 stóp powierzchniowych na minutę (27,9 m/sek),
Szybkość robocza: 6 RPM (75,4 sfpm/0,383 m/sek),
Szybkość posuwu wgłębnego: 0,0010 cala/obrót (0,0254 mm/obrót), 0,0014 cala/obrót (0,0356 mm/obrót), 0,0020 cala/obrót (0,0508 mm/obrót) i 0,0027 cala/obrót (0,0686 mm/obrót),
Czas szlifowania: 15 minut przy każdej szybkości zasilania, 45 hp,
Wyiskrzenie: 10 sek,
Chłodziwo: Trim Clear, 2% stosunek z odmineralizowaną wodą studzienną,
Materiał obrabianego elementu: Stal AISI 1070 o średnicy zewnętrznej 48 cali (1,22 m) x średnica wewnętrzna 46,5 cala (1,18 m) x wieniec 0,75 cala (1,91 cm), twardość według Brinella HB 302,
Wyrównywanie powierzchni: brak.
PL 205 515 B1
PL 205 515 B1
W przypadku tarcz doś wiadczalnych zuż yta energia był a nieznacznie wyż sza, lecz WWR był a znacznie niższa niż w przypadku tarcz porównawczych. Uważa się, że gdyby tarcze doświadczalne pracowały przy niższej MRR stosowanej w przypadku tarcz porównawczych, to tarcze doświadczalne zużywałyby mniej energii.
I ponownie, w porównaniu z tarczami porównawczymi tarcze doś wiadczalne zapewniał y znacznie lepszą skuteczność szlifowania w odniesieniu do objętościowego udziału ziarna ściernego (co oznacza, że mniej ziarna jest wymagane w celu zapewnienia tego samego poziomu skuteczności szlifowania). Ten wynik zaprzecza konwencjonalnej wiedzy z technologii materiałów ściernych ze spoiwem, że tarcza o wyższej twardości będzie odporna na zużycie ścierne i zapewniać dłuższy okres użytkowania i skuteczność szlifowania niż tarcza o mniejszej twardości (miększa).
P r z y k ł a d 11
Ziarno ścierne/aglomeraty ze spoiwem organicznym
Do wytwarzania próbek ziarna ściernego poddanego aglomeracji A9-A13 (tabela 7-1) stosowano różne materiały wiążące. Tak jak w poprzednim przykładzie 7, te aglomeraty otrzymywano z mieszaniny ziarna ściernego, materiału wiążącego zawierającego żywicę fenolową (żywica 29-717 Durez Varcum®, ciężar właściwy 1,28 g/cm3, otrzymana z Durez Corporation, Dallas TX), razem z wypełniaczem podanym w tabeli 11-1. Ziarno i materiały wiążące stosowano w ilościach podanych w tabeli 111. Wszystkie próbki otrzymywano z ziarnem ściernym na bazie potraktowanego silanem tlenku glinowego 38A, o wielkości żwirku 80, otrzymanego z Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc., Worcester, MA, USA.
Ziarno i żywicowy materiał wiążący umieszczano w misce mieszarki Eirich Mixer o wysokim ścinaniu (model numer RV-02 produkowany przez Eirich Company, Gurnee, IL). Mieszanie zapoczątkowano przy szybkości miski nastawionej na 64 obroty na minutę i szybkości łopatek nastawionej na 720 obrotów na minutę. W czasie mieszania rozpylano w postaci mgły dostateczną ilość rozpuszczalnika (furfuralu) z regulowaną szybkością na mieszaninę ziarna i materiału wiążącego w celu wspólnej aglomeracji ziarna i materiału wiążącego. Rozpylanie rozpuszczalnika na mieszaninę kontynuowano tylko do czasu utworzenia aglomeratów przez ziarno i materiał wiążący (co oznacza rozpylanie z szybkoś cią 15-20 g/min w ciągu 7 minut na porcję zawierającą 2,25 kg ziarna razem z ilością materiału wiążącego wskazaną w tabeli 11-1). Rozpylanie prowadzono za pomocą generatora Tool Mist Coolant Generator, otrzymanego z Wesco Company, Chatsworth, CA. Proces aglomeracji prowadzono w warunkach atmosferycznych w temperaturze pokojowej.
Po aglomeracji w mieszalniku próbki wilgotnego, poddanego aglomeracji ziarna ściernego przesiewano przez znormalizowane amerykańskie sito 3,5 i suszono w ciągu nocy w warunkach otoczenia. Następnie próbki przesiewano, ponownie otrzymując rozkład granulek -20/+45, i rozprowadzano w pojedynczej warstwie na tacy podłożowej (około 45 x 30 cm) wyłożonej polimerem fluorowym. Z kolei aglomeraty umieszczano w piecu w warunkach atmosferycznych, temperaturę zwiększano maksymalnie do 160°C i utrzymywano aglomeraty w maksymalnej temperaturze w ciągu 30 minut w celu utwardzenia ż ywicowego materiału wiążącego. Utwardzone aglomeraty wałkowano pod stalowym prętem 1,5 cala, obsługiwanym ręcznie, w celu częściowego pokruszenia i podzielenia większych aglomeratów w mniejsze aglomeraty, a następnie przesiewano do wymaganego rozkładu wielkości.
Wydajność użytecznych, swobodnie płynących aglomeratów, określonych jako granulki o rozkładzie wielkości od -20 do +45 mesh (gęstość amerykańskiego sita standardowego), wynosiła > 90% wagowo całkowitego ciężaru mieszaniny ziarna przed aglomeracją.
Aglomeraty badano na gęstość w stanie luźnego upakowania (LPD), gęstość względną i rozkład gęstości i charakteryzowano je wizualnie przed i po zastosowaniu do wytwarzania ściernych narzędzi szlifierskich. Wyniki są przedstawione w tabeli 7-1.
Te aglomeraty miały LPD, gęstość względną i cechy charakterystyczne związane z rozkładem wielkości, odpowiednie do stosowania przy przemysłowym wytwarzaniu ściernych tarcz szlifierskich. Wykończone utwardzone aglomeraty miały trójwymiarowe kształty zmieniające się wśród kształtu trójkątnego, sferycznego, sześciennego, prostokątnego, cylindrycznego i innych kształtów geometrycznych. Aglomeraty składały się z wielu poszczególnych żwirków ściernych (na przykład od 2 do 40 żwirków) związanych ze sobą żywicowym materiałem wiążącym w punktach styczności od żwirku do żwirku. Struktury aglomeratów były dostatecznie odporne na prasowanie zachowując trójwymiarowy charakter po poddaniu operacjom mieszania i formowania tarczy ściernej (co oznacza, że nieznaczna część (na przykład < 20% wagowo) aglomeratów zmniejszała się do indywidualnych struktur żwirku
PL 205 515 B1 ściernego w czasie przetwarzania tarczy. Obserwowano, że aglomeraty wytwarzane z połączeniem żywicy i materiałów wypełniających były mniej lepkie i łatwiejsze do rozdzielenia niż aglomeraty wytworzone z żywicą i bez wypełniacza. Ponadto nieznacznie mniejsze ilości rozpuszczalnika były wymagane, gdy do żywicy dodawano wypełniacz.
Stąd przy pomniejszych modyfikacjach te same sposoby stosowane do wytwarzania aglomeratów z materiałami wiążącymi na bazie żywic fenolowych mogłyby być także stosowane do wytwarzania aglomeratów ziarna ściernego z organicznymi materiałami wiążącymi, gdy do organicznych materiałów wiążących dodano nieorganiczne materiały wiążące (wymagane do wprowadzenia do tarczy szlifierskiej).
T a b e l a 11-1
Materiał wiążący stosowany w aglomeratach A9-A13
| Składniki materiału wiążącego | Materiał wiążący A, % wagowo | Materiał wiążący B, % wagowo | Materiał wiążący C, % wagowo | Materiał wiążący D, % wagowo | Materiał wiążący E, % wagowo przykład 12 |
| Żywica fenolowaa | 100 | 78,4 | 61,7 | 48,4 | 37,7 |
| Wypełniacz13 CaF2 | brak | 21,6 | 38,3 | 51,6 | 62,3 |
| Ciężar właściwy, g/cm3 | 1,28 | 1,47 | 1,66 | 1,85 | 2,04 |
a) Żywicą fenolową była żywica Durez Varcum® 29-717 z Durez Corporation, Dallas, TX.
b) Wypełniacz otrzymywano z Min-Chem Canada, Inc., Oakville Ontario Canada, o wielkości cząstek < 45 mikronów (~325 mesh) i mieszano ze sproszkowanym skł adnikiem ż ywicowym przed dodaniem ziarna i ciekł ego materiał u.
Tarcze ścierne
Próbki aglomeratów A9 do A13 stosowano do wytwarzania tarcz szlifierskich (wielkość końcowa 5,0 x 2,0 x 0,625 -1,5 cala wieniec (12,7 x 5,08 x 1,59 - 3,81 cala wieniec). Doświadczalne tarcze ścierne wytwarzano sposobem opisanym wyżej w przykładzie 7. Wykończone tarcze badano na bezpieczeństwo zgodnie z praktykowaną w przemyśle próbą szybkości w celu upewnienia się, czy tarcze miały wytrzymałość mechaniczną dostateczną dla ruchu obrotowego po zamontowaniu na maszynie szlifierskiej i wytrzymałość mechaniczną dostateczną do operacji szlifowania. Wszystkie tarcze doświadczalne przechodziły próbę szybkości 6308 obrotów na minutę, a zatem miały wytrzymałość mechaniczną dostateczną do operacji szlifowania powierzchni. Składy tarcz (obejmujące % objętościowo materiału ściernego, spoiwa i porowatości w utwardzonych tarczach) są podane w tabeli 11-2.
PL 205 515 B1
Tabela 11-2 Cechy charakterystyczne tarcz ściernych
| Gęstość tarczy, g/ cm3 | CM σ\ 'tr r-Ρ | 1,496 | LO t—1 Lf) τ—1 | 1,535 | 1,554 | Gęstość tarczy, g/cm3 | 2, 149 | 2, 228 | 2,325 | 1, 973 | 2, 126 | |
| Spoiwo, % wagowo | b I—I t—1 | I H,6 | 'TP x—i v—1 | 11,3 | !AH | Spoiwo, % wagowo | 15,4 | 18, 4 | 21,8 | σ) P0 | 10,8 | |
| Aglomerat, % wagowo | 1 88,3 | I 88,4 | t 88,6 | | 88,7 | [ 88,9 | Materiał ścierny, % wagowo | 84, 6 | 81, 6 | 78,2 | 96, 1 | 89, 2 | |
| | Skład tarcz, % objętościowo | Porowatość | tO | tO 'śP | to | to 'TP | to ^P | Porowatość, % obj ętościowo | 29, 0 | 23, 0 | 15,7 | to 'TP | *χΡ PO |
| X) O -Ip o o. w | 'RP CM | 1 24 1 | ^P CM | 'TP CM | vp CM | Spoiwo, % obj ętościowo | 25,0 | O τ—1 CO | 38,3 | to | 00 τ—1 | |
| Materiał ścierny3 _1 | 30 | o PO | o po | O CO | O PO | Ziarno, % obj ętościowo | 46,0 | 46,0 | O tO | 00 *^P | co | |
| Moduł sprężystości, GPa | PO Γ- ΡΟ PO | PO to CM CM | [ 3,188 | | LO co *xP co | 3,644 j | Moduł sprężystości, GPa | 17,006 | 21,111 | 24,545 | 9, 183 | 15,796 | |
| Tarcza, stopień twardości, aglomerat (Tabela 7-1) | cr> G LO <—1 s | O ,—| O to i—1 !S | 1 W17 D (Ali) | CM Γ—1 Q 00 ł—1 IS | 1 W19 D (A13) 1 | Nr próbki porównawczej (oznaczenie handlowe)° | C5L 38A80-L9 B18, bez aglomeratu | C5P 38A80-P9 B18, bez aglomeratu | C5T 38A80-T9 B18, bez aglomeratu | C5De, bez aglomeratu | C5J, bez aglomeratu |
N C o x M
S-ι 3 3
Hd 3 CZ) X
Φ · Gl 3 X O Φ X O Cn X C
C £ Ν Π3
Ρ Ρ P (—ί N '-i p Φ O 2 3 3 _p
Μ X θ’ 2 e X .j
Ο φ X >. OT _j
X 'W 2 > N 2 3
N O 3 U e
0 jj ρ χ ° o t ,_i
C 5 Ό
O ro >,
X X -N O 3 d
On tr +j ™ 'OT o 3 X
O O g C 3
X 2 o 3 Ό X
Φ· O -a 2 O £ (—ι X O O C 3 x o 'w <n a x
O 'OT o o
O x X , o\° x q> OT X N
φ..
ί—i (—ι X <0 Φ X O 3 O O X tl·)* o\o o •H o\o Q_i 2 O OT
C itf
O 13 a 3
H Φ 2 N 'OT O O C X
Cn C Φ 3 C X
X C U x o
- -d S1 2 Π O .2; o o ^2 I >
υ C X -N ,Q P rp X 3 o x 2 >, Ό X 2 X ° O ό >, a a m li Λ
C
Φ X £ X O U
X)
Cu n
LD C >1 o c 'OT „ „ 2 >, ·η X 2 C Φ o c o a o
Φ· m X •<P Ή n 2 2 X
C Φ ω N X o
OT M 3 3 o £ o X
O O o φ 3 X
X X C
O X O i_i
X 3 'm 3 'OT O x N 0 2 3·
X O -X 3 3- X X C
-ΓΊ O O X '3 O o o °\° tr
X Φ A OT r ,u o\° Φ· X C Φ X <X -Γ-t O 3 >
X '3 2 X X 3
O O O X OT >1 X OT x 3 X
N O\° C O Ό c o
C kO 3 X C X X
Oj <—I IS OT CU < G bazie tlenku glinowego 38A i ,jak wskazano, miały stopień twardości L, P albo T (skala handlowa Norton Company).
d) Przepuszczalność płynu (powietrza) jest podana w jednostkach cm3/sek/cal wody i mierzy się ją za pomocą 1,1 dyszy metodą znaną z amerykańskich opisów patentowych nr US 5738696 i 5738697.
e) Próbka tarczy C5D nie miała wytrzymałości mechanicznej do przejścia przez handlowe próby bezpieczeństwa.
PL 205 515 B1
Te tarcze doświadczalne badano w operacji szlifowania powierzchni i ustalono, że nadają się one do zastosowania przemysłowego. Tarcze doświadczalne badano w porównaniu z tarczami porównawczymi C5L, C5P i C5T, przedstawionymi w tabeli 11-2, które są produktami handlowymi sprzedawanymi do stosowania w operacjach szlifowania powierzchni. Tarcze porównawcze miały te same rozmiary wielkości, te same rodzaje ziarna ściernego i spoiwa, były skądinąd odpowiednie do oceny tarcz doświadczalnych w badaniach szlifowania powierzchni, lecz były wytwarzane bez aglomeratów. Do tej próby szlifowania włączono także tarczę doświadczalną W5 i tarczę porównawczą CLP z tabeli 8-1.
W tej ostatniej próbie, w identycznych warunkach szlifowania, badano dwie dodatkowe tarcze porównawcze (C5D i C5J). Tarcze porównawcze C5D i C5J wytwarzano sposobem opisanym dla tarcz doświadczalnych z przykładu 7, z tym wyjątkiem, że zamiast kompozycji podanych w przykładzie 7 stosowano kompozycje podane w tabeli 11-2. Te tarcze wytwarzano w miększych stopniach twardości (D i J) i badano w celu porównania skuteczności tarcz doświadczalnych z tarczą konwencjonalną, która ma odpowiedni stopień twardości (to jest ten sam albo podobny % objętościowo ziarna, spoiwa i porowatoś ci). Przydzielenia stopni twardoś ci dokonywano w oparciu o skł ad spoiwa wybranego dla tarczy, razem z procentami objętościowo ziarna ściernego, spoiwa i porowatości w wykończonej tarczy. Warunki prób szlifowania oraz wyniki są podane niżej w tabeli 11-3.
Warunki szlifowania:
Maszyna: Rail Grinder, moc maksymalna 45 HP,
Tryb szlifowania: szlifowanie licowe (próba symulacji tarczy),
Szybkość tarczy: 4202 obrotów na minutę, 5500 stóp powierzchniowych na minutę (27,9 m/sek),
Szybkość robocza: 3 obroty na minutę, 37 sfpm/0,192 m/sek,
Szybkość posuwu wgłębnego: 0,0020 cala/obrót (0,0508 mm/obrót), 0,0027 cal/obrót (0,0686 mm/obrót) i 0,004 cala/obrot (0,1016 mm/obrót)
Czas szlifowania: 15 minut przy każdej szybkości zasilania,
Wyiskrzenie: 10 sek,
Chłodziwo: Trim Clear, 2% stosunek z odmineralizowaną wodą studzienną,
Materiał obrabianego elementu: Stal AISI 1070 o średnicy zewnętrznej 48 cali (1,22 m) x średnica wewnętrzna 46,5 cala (1,18 m) x wieniec 0,75 cala (1,91 cm), twardość w skali Brinella HB 302 Wyrównywanie powierzchni: brak
PL 205 515 B1
Tabela 11-3 Wyniki badań szlifowania
PL 205 515 B1
Tarcze doświadczalne wykazywały nieznacznie niższe zużycie energii, lecz porównywalne WWR niż tarcze porównawcze. Jest to nieoczekiwane mając na uwadze różnicę stopnia twardości (D względem L-T). I ponownie, w stosunku do tarcz porównawczych tarcze doświadczalne zapewniały na ogół znacznie lepszą skuteczność szlifowania w oparciu o udział objętościowy ziarna ściernego (to jest mniej ziarna jest
PL 205 515 B1 wymagane dla zapewnienia tego samego poziomu skuteczności szlifowania). Próbka C5J pracowała przy wyższych szybkościach MRR, tak że dane dla tej tarczy są zgodne z ogólnym trendem. Próbki C2P i W5D, badane w oddzielnej próbie szlifowania, wykazują lepszą skuteczność niż tarcze pozostałe, przy czym jednak różnice pomiędzy tarczami doświadczalnymi i porównawczymi są zgodne z ogólnym trendem. Te wyniki są sprzeczne z konwencjonalną wiedzą wynikającą z technologii materiałów ściernych ze spoiwem, że tarcze o wyższym stopniu twardości, które zawierają więcej ziarna, będą odporne na zużycie ścierne i zapewniać dłuższy okres użytkowania oraz większą skuteczność szlifowania niż tarcza o mniejszym stopniu twardości.
Zatem według wynalazku mogły być wytwarzane i zapewniać efektywną skuteczność szlifowania dla celów przemysłowych doświadczalne tarcze szlifierskie, które mają wytrzymałość mechaniczną dostateczną dla akceptacji przemysłowej, lecz porównywalnie niskie, dające się mierzyć stopnie twardości.
P r z y k ł a d 12
Aglomeraty ziarno ścierne/zeszklone spoiwo
Do wytwarzania próbki AV1 poddanego aglomeracji ziarna ściernego stosowano zeszklony materiał wiążący (materiał wiążący A z tabeli 1-2). Aglomeraty przygotowywano z mieszaniny ziarna ściernego i zeszklonego materiału wiążącego metodą kalcynacji obrotowej, opisaną w przykładzie 1, z tym wyjątkiem, że do wytwarzania aglomeratów AV1 stosowano 2,6% wagowo materiału wiążącego A, a ziarno był o ziarnem ś ciernym na bazie topionego tlenku glinowego 38A, o wielkoś ci ż wirku 80, otrzymanego z Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc., Worcester, IMA, USA. Spiekane aglomeraty nawilżano za pomocą 2% wagowo wodnego roztworu gamma-aminopropylotrójetoksysilanu (Witco Corporation, Friendly, West Virginia) (9,2 ml/funt aglomeratów ziarna o wielkości żwirku 80) w celu powleczenia aglomeratów silanem, a następnie suszono w temperaturze 120°C i przesiewano w celu usunięcia wszelkich bryłek utworzonych w czasie obróbki silanem.
Wydajność użytecznych, swobodnie płynących aglomeratów, określonych jako granulki o rozkładzie wielkości -20/+45 mesh (gęstość standardowego amerykańskiego sita) wynosiła 86% wagowo całkowitego ciężaru mieszaniny ziarna przed aglomeracją. Aglomeraty ziarna z zeszklonym spoiwem badano pod względem gęstości w stanie luźnego upakowania (LPD = 1,04), gęstości względnej (0,268) i rozkładu wielkości (-20/+45 mesh) oraz charakteryzowano wizualnie przed i po zastosowaniu przy wytwarzaniu ściernych narzędzi szlifierskich.
Te aglomeraty miały LPD, względną gęstość i cechy charakterystyczne związane z rozkładem wielkości, odpowiednie do stosowania w przemysłowej produkcji ściernych tarcz szlifierskich. Wykończone, utwardzone aglomeraty miały trójwymiarowe kształty zmieniające się wśród kształtu trójkątnego, sferycznego, sześciennego, prostokątnego, cylindrycznego i innych kształtów geometrycznych. Aglomeraty składały się z szeregu indywidualnych żwirków ściernych (na przykład od 2 do 40 żwirków) związanych ze sobą za pomocą zeszklonego materiału wiążącego w punktach styczności od żwirku do żwirku, razem z widocznymi pustymi obszarami. Struktury aglomeratów były dostatecznie odporne na prasowanie zachowując trójwymiarowy charakter po poddaniu operacjom mieszania i formowania tarcz (co oznacza, ż e nieznaczna część (na przykł ad < 20% wagowo) aglomeratów zmniejszała się do poszczególnych żwirków ściernych w czasie przetwarzania tarczy).
Aglomeraty ziarno ścierne/spoiwo organiczne
Ziarno ścierne (ziarno 38A, wielkość żwirku 80, otrzymane z Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc., Worcester, MA) i żywicowy materiał wiążący (materiał wiążący E z tabeli 11-1) umieszczano w misce mieszarki Eirich Mixer o wysokiej intensywnoś ci ś cinania (model nr R07 produkowany przez Eirich Company, Gurnee, Il). Mieszanie zapoczątkowano przy szybkości miski nastawionej na 460 obrotów na minutę (zgodnie z kierunkiem ruchu wskazówek zegara) i szybkości łopatek nastawionej na 890 obrotów na minutę (przeciwnie do kierunku ruchu wskazówek zegara). W czasie mieszania na mieszaninę ziarna i materiału wiążącego rozpylano w postaci mgły dostateczną ilość rozpuszczalnika (furfuralu) w celu poddania ze sobą aglomeracji ziaren i materiału wiążącego. Rozpylanie rozpuszczalnika na mieszaninę kontynuowano do czasu utworzenia aglomeratów przez ziarno i materiał wiążący (co oznacza rozpylanie z szybkością 380-390 cm3/min, ogółem w ciągu 2,5 min, na partię zawierającą 49,5 kg ziarna razem z ilością materiału wiążącego wskazaną w tabeli 12-1). Rozpylanie prowadzono na urządzeniu Spraying Systems (model AutoJet 38 660 otrzymany z Spraying Systems, Wheaton IL). Proces aglomeracji prowadzono w warunkach atmosferycznych w temperaturze pokojowej.
W celu odparowania rozpuszczalnika aglomerat A14 przepuszczano dwukrotnie przez sześciostopowy przenośnik wibracyjny (Eriez Magnetics, model nr HS/115, Erie PA). Następnie aglomerat pogrążano w luźnym ziarnie ściernym (żwirek 80, 38A) przy 1 części aglomeratu i 2 częściach luźnego materiału ściernego i umieszczano w piecu (model nr VRD-1-90-1lE z Despatch Industries, Minneapolis MN) w waPL 205 515 B1 runkach atmosferycznych. Temperaturę zwiększano maksymalnie do 160°C i utrzymywano aglomeraty w maksymalnej temperaturze w ciągu 30 minut w celu utwardzenia żywicowego materiału wiążącego. Po utwardzeniu luźny materiał ścierny oddzielano od aglomeratów drogą końcowego odsiewania.
ω ι—ι 3 3 3 3 a
Ή -Γ~ι Ο 3 3 Φ g Ο ι—ι a 3 .3 υ
5>ι
Ό
Ό
Ο a
Φ
Ν
Ο
5*1 +J ω
5*ι
Φ
X
Ο ^1
X υ
φ ο
ι—I
I
Cs] ι—I ίΰ I—ι ω J3 ω Η
| Średnia gęstość względna, | 30, 3 |
| Wydajność, %, gęstość sita -25/+45 | 85% |
| Wielkość średnia, mikrony (mesh), gęstość sita -25/+45 | 500 (36) |
| £ Φ ir> O ·γί 'tr \ n _u -P ra o s * 3 CM G o m i 0-1 41 | 1,05 |
| % objętościowo materiału wiążącego3 | 25,5 |
| % wagowo materiału wiążącego (w stosunku do całkowitej zawartości składników stałych) | 15% |
| % wagowo rozpuszczalnika w mieszaninie | 1,5% |
| Ciężar mieszaniny (kg) | 58,2 kg |
| Nr próbki, mieszanina: ziarno, rozpuszczalnik, materiał ; wiążący : | Przykład 6 A14, żwirek 80 38A, furfural, materiał wiążący E |
Ρ γΜ φ
Ή
Ρ φ
-Ρ φ
£ φ
φ
-γί
Ο
-Ρ
Φ ϋ
I-1
Ρ
Ρ φ
Ρ
Ο ετ>
φ γΡ φ
•Ρ
Φ
Ο εη φ
υ φ* •Ν
Φ*
-Η
Ρ rp φ
•Η
Ρ
Φ
-Ρ
Φ £
Ο ο
-Η
Ο ΚΦ
Ο
-Ρ φ
ΓΊ
Ό
Ο ο\θ
Ρ rp
Φ
-Ρ
Ρ
Φ
-Ρ φ
£ φ
Ξ ο
-Ρ
Ρ φ
ϋ ο
Ρ ο,
Ό 'Φ
Ο
-ρ
Ρ φ
φ
Ν
-Ρ
Ο 'φ ο
-Ρ φ
ο
Ρ ο
Oj
Ο ο
Ρ υ
ο
-Ρ φ
ΤΊ
X!
Ο
Ρ
-Ρ
Ρ φ
Ν
Φ
Φ •Ρ £
-ρ
Φ
Ρ
Ρ φ
ο\ο
Φ
Ν υ
φ ρ
Ν
Ο φ
•ΓΊ
Ρ £
ΤΊ
Φ
X
Ο ο
tP φ
ϋ φ* •Ν φ· •Η
Ρ rp φ
-Ρ
Ρ φ
-Ρ φ
£
Φ •Ρ
Ρ •Ρ
Ρ •Ρ
Ρ φ
Ν
Ό
Ρ φ
ρ
Ρ ο
Oj ο
ο
-Ρ ϋ
'Φ
Ο
-Ρ φ
ΤΊ
Χ3
Ο ο\ο
Φ
Ρ
Ρ φ
Ρ
Ν υ
'φ ο
-Ρ φ
ο
Ρ ο
Oj ‘ΓΊ
Φ
Ρ
Ν
Ρ
-Ρ φ
Ρ φ
λ:
φ ρ
X
Ο
ΦΓ
-ΓΊ
Ρ £
ΤΊ ί>1
Ν
Ρ
Oj
Ο
Ρ φ
Ν
Ο
-Ρ
I-1
X) ο
X!
ο φ
Ρ φ
Ρ φ
Ο σ>
φ υ
φ* •Ν
Φ* •Ρ ετ>
φ χ
ο >Ί
Ρ
Ο
Ν
X
Ρ
Φ
-Ρ
Ρ
Tarcze ścierne
Do wytwarzania tarcz szlifierskich stosowano próbki aglomeratów AV1 i A14 (wielkość końcowa 5,0 x 2,0 x 0,625 - 1,5 cala wieniec (12,7 x 5,08 x 1,59 - 3,81 cm wieniec). Doświadczalne tarcze ścierne wy78
PL 205 515 B1 twarzano sposobem opisanym w przykładzie 7. Wykończone tarcze badano pod względem bezpieczeństwa zgodnie z praktykowaną w przemyśle próbą szybkości w celu upewnienia się, czy tarcze miały wytrzymałość mechaniczną wystarczającą do ruchu obrotowego po zamontowaniu na maszynie szlifierskiej i wytrzymałość mechaniczną wystarczającą do operacji szlifowania. Wszystkie tarcze doświadczalne przechodziły próbę szybkości 6308 obrotów na minutę, a zatem miały wytrzymałość mechaniczną wystarczającą do operacji szlifowania powierzchni. Skład tarcz (obejmujący rodzaj i stosunek aglomeratów, % objętościowo materiału ściernego, spoiwa i porowatości w utwardzonych tarczach) jest przedstawiony w tabeli 12-2.
PL 205 515 B1
Obserwacja wzrokowa utwardzonych tarcz doświadczalnych wykazała, jak w poprzednim Przykładzie 7, migrację spoiwa do pustych obszarów wewnątrz aglomeratów. Zdejmowano mikrofotografie (powiększenie 46x) powierzchni szlifierskich tarczy porównawczej C6L i tarczy doświadczalnej W20D (tabela 12-2). Te obrazy występują jako fig. 4 i 5. Z fig. 4 (tarcza porównawcza) i fig. 5 (tarcza doświadczalna) widać, że porowatość (ciemniejsze obszary) występuje w kompozycie ś ciernym wedł ug wynalazku w postaci cią g ł ej fazy wzajemnie łączących się kanalików. Ziarno ścierne i spoiwo pojawiają się w postaci siatki, w której ziarno ścierne jest przykotwiczone do organicznych materiałów wiążących. W przeciwieństwie do tego tarcza porównawcza ma w zasadzie jednorodną strukturę, w której porowatość jest ledwo widoczna i występuje w postaci fazy nieciągłej.
Te tarcze doświadczalne badano w operacji szlifowania powierzchni i ustalono, że są one odpowiednie do zastosowania przemysłowego. Tarcze doświadczalne badano w odniesieniu do tarcz porównawczych, opisanych w tabeli 12-2, które stosuje się przemysłowo w operacjach szlifowania powierzchni. Przedział stopni twardości od I do T według Norton wybierano w przypadku tarcz porównawczych w celu potwierdzenia obserwowanego przesunięcia stopnia twardości w tarczach doś wiadczalnych (co oznacza, ż e niż szy stopień twardoś ci w tarczach doś wiadczalnych mógłby odpowiadać wyższemu stopniowi twardości w tarczach konwencjonalnych). Tarcze porównawcze miały te same wymiary wielkości, ten sam rodzaj ziarna ściernego i były skądinąd przydatne do oceny tarcz doświadczalnych w badaniach szlifowania powierzchni, przy czym były one wytworzone bez aglomeratów. Warunki prób szlifowania i wyniki są przedstawione niżej i w tabeli 12-3.
Warunki szlifowania:
Maszyna: Rail Grinder, moc maksymalna 45 HP,
Tryb szlifowania: szlifowanie licowe (próba symulacji tarczy),
Szybkość tarczy: 4202 obroty na minutę, 5500 stóp powierzchniowych na minutę (27,9 m/sek),
Szybkość robocza: 3 obroty na minutę, 37,7 sfpm/0,192 m/sek,
Szybkość posuwu wgłębnego: 0,0027 cala/obrót (0,0686 mm/obrót) i 0,004 cala/obrót (0,1016 mm/obrót)
Czas szlifowania: 15 minut przy każdej szybkości zasilania,
Wyiskrzenie: 10 sek,
Chłodziwo: Trim Clear, 2% stosunek z odmineralizowaną wodą studzienną,
Materiał obrabianego elementu: Stal AISI 1070, średnica zewnętrzna 48 cali (1,22 m) x średnica wewnętrzna 46,5 cala (1,18 m) x wieniec 0,75 cala (1,91 cm), twardość według Brinella HB 302,
Wyrównywanie powierzchni: brak.
PL 205 515 B1
Tabela 12-3 Wyniki prób szlifowania
PL 205 515 B1
PL 205 515 B1
Wyniki badań wykazują, że tarcze doświadczalne, które mają stopień twardości D albo G w skali twardości Nortona działają w sposób równoważny do tarcz porównawczych, które mają większy stopień twardości od P do T. Działanie tarcz doświadczalnych było szczególnie nieoczekiwane, ponieważ te tarcze zawierały tylko 30% objętościowo ziarna ściernego, natomiast tarcze porównawcze zawierały 46% objętościowo ziarna ściernego. Zatem tarcze według wynalazku maksymalizują skuteczność szlifowania poszczególnych ziaren, zwiększając znacznie ich skuteczność.
Claims (35)
1. Narzę dzie ś cierne ze spoiwem, skł adają ce się z trójwymiarowego kompozytu posiadają cego pierwszą fazę zawierającą ziarna ścierne związane z organicznym materiałem wiążącym i drugą fazę, znamienne tym, że pierwsza faza zawiera 24-48% objętościowo ziaren ściernych związanych z 10-38% obję tościowo organicznego materiału wiążącego i mniej niż 10% obję tościowo porowatości; druga faza zawiera 38-54% objętościowo porowatości o wzajemnie łączących się porach i jest ciągłą fazą w kompozycie czyniąc go przepuszczalnym dla przepływu cieczy poprzez kanały utworzone z porowatoś ci o wzajemnie łączą cych się porach; i narzę dzie ś cierne ze spoiwem ma minimalną szybkość rozerwania 4000 sfpm (20,32 m/s).
2. Narzędzie według zastrz. 1, znamienne tym, że pierwsza faza kompozytu zawiera 26-40% objętościowo ziarna ściernego związanego za pomocą 10-22% objętościowo organicznego materiału wiążącego i mniej niż 10% objętościowo porowatości, a druga faza zawiera 38-50% objętościowo porowatości.
3. Narzędzie według zastrz. 1, znamienne tym, że pierwsza faza kompozytu zawiera 24-42% objętościowo ziarna ściernego z 18-28% objętościowo organicznego materiału wiążącego, a druga faza zawiera 38-54% objętościowo porowatości.
4. Narzędzie według zastrz. 1, znamienne tym, że od 10 do 100% objętościowo ziarna ściernego w pierwszej fazie kompozytu ma postać wielu ziaren poddanych aglomeracji razem z organicznym materiał em wiążącym.
5. Narzędzie według zastrz. 1, znamienne tym, ż e od 10 do 100% objętościowo ziarna ściernego w pierwszej fazie kompozytu ma postać wielu ziaren poddanych aglomeracji razem z nieorganicznym materiałem wiążącym.
6. Narzę dzie według zastrz. 5, znamienne tym, ż e kompozyt zawiera minimalnie 1% objętościowo nieorganicznego materiału wiążącego.
7. Narzędzie według zastrz. 5, znamienne tym, ż e kompozyt zawiera od 2 do 12% objętościowo nieorganicznego materiału wiążącego.
8. Narzędzie według zastrz. 5, znamienne tym, ż e narzędzie ś cierne ze spoiwem ma maksymalną wartość modułu sprężystości 10 GPa i minimalną szybkość rozerwania 6000 sfpm (30,48 m/s).
9. Narzędzie według zastrz. 5, znamienne tym, że narzędzie ścierne ze spoiwem ma stopień twardości od A do H w skali stopni twardości Norton Company, a stopień twardości narzędzia ściernego ze spoiwem jest co najmniej o jeden stopień miększy niż stopień twardości skądinąd identycznego konwencjonalnego narzędzia wytworzonego z ziarna ściernego, którego nie poddano aglomeracji razem z nieorganicznym materiałem wiążącym.
10. Narzędzie według zastrz. 5, znamienne tym, że nieorganiczny materiał wiążący wybiera się z grupy obejmującej zeszklone materiały wiążące, ceramiczne materiały wiążące, szklano-ceramiczne materiały wiążące, materiały oparte na solach nieorganicznych i metaliczne materiały wiążące oraz ich połączenia.
11. Narzędzie według zastrz. 1, znamienne tym, że od 10 do 100% objętościowo ziarna ściernego w pierwszej fazie kompozytu ma postać mieszaniny wielu ziaren poddanych aglomeracji razem z nieorganicznym materiał em wiążącym i wielu ziaren poddanych aglomeracji z organicznym materiałem wiążącym.
12. Narzędzie według zastrz. 1, znamienne tym, że pierwsza faza kompozytu jest siatką ziarna ściernego zakotwiczoną wewnątrz organicznego materiału wiążącego.
13. Narzędzie według zastrz. 1, znamienne tym, że organiczny materiał wiążący wybiera się z grupy obejmują cej materiał y oparte na ż ywicach fenolowych, materiał y oparte na ż ywicach epoksydowych, materiały oparte na żywicach melaminowo-formaldehydowych, materiały oparte na żywicach akrylowych i ich połączenia.
PL 205 515 B1
14. Narzędzie według zastrz. 1, znamienne tym, że co najmniej 50% objętościowo ziarna ściernego w pierwszej fazie kompozytu ma postać wielu ziaren poddanych aglomeracji razem z organicznym materiałem wiążącym.
15. Narzędzie ścierne ze spoiwem, składające się z trójwymiarowego kompozytu ziaren ściernych związanych z nieorganicznym materiałem wiążącym, znamienne tym, że kompozyt składa się z 22-46% objętościowo ziaren ś ciernych związanych z 4-20% objętościowo nieorganicznego materiału wiążącego, w którym większość ziaren ściernych występuje w postaci nieregularnie rozmieszczonych skupisk wewnątrz trójwymiarowego kompozytu; i ponadto kompozyt zawiera 40-68% objętościowo porowatości o wzajemnie łączących się porach pomiędzy nieregularnie rozmieszczonymi skupiskami, czyniąc kompozyt przepuszczalnym dla przepływu cieczy poprzez kanały utworzone z porowatości o wzajemnie łączących się porach; przy czym narzędzie ścierne ze spoiwem ma minimalną szybkość rozerwania 4000 sfpm (20,32 m/s).
16. Narzędzie według zastrz. 15, znamienne tym, że trójwymiarowy kompozyt składa się z 22-40% obję toś ciowo ziarna ś ciernego zwią zanego za pomocą 8-14% obję toś ciowo nieorganicznego materiału wiążącego i z 40-64% objętościowo porowatości o wzajemnie łączących się porach.
17. Narzędzie według zastrz. 15, znamienne tym, że trójwymiarowy kompozyt składa się z 34-42% objętościowo ziarna ściernego związanego za pomocą 6-12% objętościowo nieorganicznego materiału wiążącego i z 46-58% objętościowo porowatości o wzajemnie łączących się porach.
18. Narzędzie według zastrz. 15, znamienne tym, że porowatość o wzajemnie łączących się porach została wytworzona bez dodawania materiałów porotwórczych w czasie wytwarzania, a kompozyt jest w zasadzie wolny od cząstek ziarna ściernego i wypełniaczy o wysokim współczynniku kształtu.
19. Narzędzie według zastrz. 15, znamienne tym, że od 10 do 100% objętościowo ziarna ściernego w kompozycie ma postać wielu ziaren poddanych aglomeracji razem z nieorganicznym materiałem wiążącym.
20. Narzędzie według zastrz. 15, znamienne tym, że co najmniej 50% objętościowo ziarna ściernego w kompozycie ma postać wielu ziaren poddanych aglomeracji razem z nieorganicznym materiałem wiążącym.
21. Narzędzie według zastrz. 15, znamienne tym, że nieorganiczny materiał wiążący wybiera się z grupy obejmującej zeszklone materiały wiążące, ceramiczne materiały wiążące, szklanoceramiczne materiały wiążące, materiały oparte na solach nieorganicznych i metaliczne materiały wiążące oraz ich połączenia.
22. Narzędzie według zastrz. 15, znamienne tym, że narzędzie ścierne ze spoiwem ma stopień twardości od A do M w skali stopni twardości Norton Company, a stopień twardości narzędzia ściernego ze spoiwem jest co najmniej o jeden stopień miększy niż stopień twardości skądinąd innego identycznego konwencjonalnego narzędzia, które ma regularnie rozmieszczone ziarna ścierne wewnątrz trójwymiarowego kompozytu.
23. Narzędzie według zastrz. 15, znamienne tym, że narzędzie ścierne ze spoiwem ma wartość modułu sprężystości, która jest co najmniej o 25% niższa niż wartość modułu sprężystości skądinąd identycznego konwencjonalnego narzędzia, które ma regularnie rozmieszczone ziarna ścierne wewnątrz trójwymiarowego kompozytu, a narzędzie ścierne ze spoiwem ma minimalną szybkość rozerwania 6000 sfpm (30,48 m/s).
24. Narzędzie według zastrz. 15, znamienne tym, że narzędzie ścierne ze spoiwem ma wartość modułu sprężystości, która jest co najmniej o 40% niższa niż wartość modułu sprężystości skądinąd identycznego konwencjonalnego narzędzia, które ma regularnie rozmieszczone ziarna ścierne wewnątrz trójwymiarowego kompozytu, a narzędzie ścierne ze spoiwem ma minimalną szybkość rozerwania 6000 sfpm (30,48 m/s).
25. Narzędzie według zastrz. 15, znamienne tym, że narzędzie ścierne ze spoiwem jest tarczą szlifierską ze średnicą wewnętrzną, a tarcza zawiera od 40 do 52% objętościowo ziarna ściernego i ma wartość moduł u sprężystoś ci od 25 do 50 GPa.
26. Narzędzie według zastrz. 15, znamienne tym, że narzędzie ścierne ze spoiwem jest tarczą szlifierską narzędziowni, a tarcza zawiera od 39 do 52% objętościowo ziarna ściernego i ma wartość modułu sprężystości od 15 do 3 6 GPa.
27. Narzędzie według zastrz. 15, znamienne tym, że narzędzie ścierne ze spoiwem jest tarczą szlifierską z postępującym podawaniem, a tarcza zawiera od 30 do 40% objętościowo ziarna ściernego i ma wartość modułu sprężystości od 8 do 25 GPa.
PL 205 515 B1
28. Sposób szlifowania ściernicą tarczową, obejmujący etapy etapy:
(a) przygotowania tarczy ściernej ze spoiwem, składającej się z trójwymiarowego kompozytu posiadającego pierwszą fazę zawierającą ziarna ścierne związane z organicznym materiałem wiążącym i drugą fazę i (b) szlifowania przedmiotu obrabianego tarczą, znamienny tym, że pierwsza faza zawiera 24-48% objętościowo ziaren ściernych związanych z 10-38% objętościowo organicznego materiału wiążącego i mniej niż 10% objętościowo porowatości; druga faza zawiera 38-54% objętościowo porowatości o wzajemnie łączących się porach i jest ciągłą fazą w kompozycie czyniąc go przepuszczalnym dla przepływu cieczy poprzez kanały utworzone z porowatości o wzajemnie łączących się porach; i narzę dzie ś cierne ze spoiwem ma minimalną szybkość rozerwania 4000 sfpm (20,32 m/s); przy czym podczas etapu szlifowania tarcza usuwa materiał obrabianego elementu ze skuteczną szybkością usuwania materiału, przy czym powierzchnia szlifierska tarczy pozostaje w zasadzie wolna od opiłków szlifierskich, a po zakończeniu szlifowania obrabiany element jest w zasadzie wolny od uszkodzeń termicznych.
29. Sposób według zastrz. 28, znamienny tym, że tarcza ścierna ze spoiwem ma minimalną szybkość rozerwania 6000 sfpm (30,48 m/s).
30. Sposób według zastrz. 28, znamienny tym, że tarczę ścierną ze spoiwem obraca się z szybkoś cią od 4000 do 6500 sfpm (20,32 do 33,02 m/s).
31. Sposób według zastrz. 28, znamienny tym, że tarcza ścierna ze spoiwem jest płaskim krążkiem, który ma co najmniej jedną kołową powierzchnię licową i obwód promieniowy, a powierzchnia szlifierska tarczy jest kołową powierzchnią licową krążka.
32. Sposób szlifowania z postępującym zasilaniem, obejmujący etapy:
(a) przygotowania tarczy ściernej ze spoiwem, składającej się z trójwymiarowego kompozytu ziaren ściernych związanych z nieorganicznym materiałem wiążącym, i (b) szlifowania przedmiotu obrabianego tarczą, znamienny tym, że kompozyt składa się z 22-46% objętościowo ziaren ściernych związanych z 4-20% objętościowo nieorganicznego materiału wiążącego, w którym większość ziaren ściernych występuje w postaci nieregularnie rozmieszczonych skupisk wewnątrz trójwymiarowego kompozytu; i ponadto kompozyt zawiera 40-68% objętościowo porowatości o wzajemnie łączą cych się porach pomię dzy nieregularnie rozmieszczonymi skupiskami, czynią c kompozyt przepuszczalnym dla przepływu cieczy poprzez kanały utworzone z porowatości o wzajemnie łączących się porach; przy czym narzędzie ścierne ze spoiwem ma minimalną szybkość rozerwania 4000 sfpm (20,32 m/s), i podczas etapu szlifowania tarcza usuwa materiał obrabianego elementu ze skuteczną szybkością usuwania materiału, a po szlifowaniu obrabiany element jest w zasadzie wolny od uszkodzeń termicznych.
33. Sposób według zastrz. 32, znamienny tym, że tarcza ścierna ze spoiwem ma minimalną szybkość rozerwania 6000 sfpm (30,48 m/s).
34. Sposób według zastrz. 32, znamienny tym, że tarczę ścierną ze spoiwem obraca się z szybkoś cią od 5500 do 8500 sfpm (27,94 do 43,18 m/s).
35. Sposób według zastrz. 32, znamienny tym, że tarcza ścierna ze spoiwem ma dwie kołowe powierzchnie licowe i obwód promieniowy, a szlifierska powierzchnia tarczy jest obwodem promieniowym.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10/120,969 US6679758B2 (en) | 2002-04-11 | 2002-04-11 | Porous abrasive articles with agglomerated abrasives |
| US10/328,802 US6988937B2 (en) | 2002-04-11 | 2002-12-24 | Method of roll grinding |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL372847A1 PL372847A1 (pl) | 2005-08-08 |
| PL205515B1 true PL205515B1 (pl) | 2010-04-30 |
Family
ID=29253964
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL372847A PL205515B1 (pl) | 2002-04-11 | 2003-03-21 | Narzędzia ścierne ze spoiwem oraz sposoby szlifowania |
| PL372452A PL205530B1 (pl) | 2002-04-11 | 2003-03-21 | Sposób szlifowania walców walcarki |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL372452A PL205530B1 (pl) | 2002-04-11 | 2003-03-21 | Sposób szlifowania walców walcarki |
Country Status (28)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US6988937B2 (pl) |
| EP (2) | EP1494834B1 (pl) |
| JP (3) | JP2005522338A (pl) |
| KR (2) | KR100721276B1 (pl) |
| CN (2) | CN1652897B (pl) |
| AR (1) | AR039108A1 (pl) |
| AT (2) | AT500569B1 (pl) |
| AU (1) | AU2003224746B2 (pl) |
| BR (2) | BR0309107B1 (pl) |
| CA (2) | CA2480674C (pl) |
| CH (1) | CH697085A5 (pl) |
| CZ (2) | CZ305187B6 (pl) |
| DE (3) | DE10392510B4 (pl) |
| DK (1) | DK200401740A (pl) |
| ES (1) | ES2253123B2 (pl) |
| FI (2) | FI20041308A (pl) |
| GB (2) | GB2403224B (pl) |
| HU (2) | HU229682B1 (pl) |
| LU (2) | LU91111B1 (pl) |
| MX (2) | MXPA04009887A (pl) |
| NO (2) | NO328919B1 (pl) |
| PL (2) | PL205515B1 (pl) |
| RO (2) | RO123271B1 (pl) |
| RU (2) | RU2281849C2 (pl) |
| SE (3) | SE0402425D0 (pl) |
| TW (2) | TWI257340B (pl) |
| WO (2) | WO2003086703A1 (pl) |
| ZA (2) | ZA200407550B (pl) |
Families Citing this family (79)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6988937B2 (en) * | 2002-04-11 | 2006-01-24 | Saint-Gobain Abrasives Technology Company | Method of roll grinding |
| US7544114B2 (en) * | 2002-04-11 | 2009-06-09 | Saint-Gobain Technology Company | Abrasive articles with novel structures and methods for grinding |
| US7090565B2 (en) * | 2002-04-11 | 2006-08-15 | Saint-Gobain Abrasives Technology Company | Method of centerless grinding |
| DE602004010849T3 (de) | 2003-12-23 | 2014-01-09 | Diamond Innovations, Inc. | Verfahren zum schleifen von rollen |
| JP2006294099A (ja) * | 2005-04-07 | 2006-10-26 | Asahi Glass Co Ltd | 磁気記録媒体用ガラス基板の周面研磨装置及び製造方法 |
| US7722691B2 (en) | 2005-09-30 | 2010-05-25 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive tools having a permeable structure |
| US7708619B2 (en) | 2006-05-23 | 2010-05-04 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Method for grinding complex shapes |
| GB0612788D0 (en) * | 2006-06-28 | 2006-08-09 | Insectshield Ltd | Pest control materials |
| US7351133B1 (en) | 2006-12-15 | 2008-04-01 | Saint-Gobain Abrasives Technology Company | Disc grinding wheel with integrated mounting plate |
| JP5400625B2 (ja) * | 2007-03-13 | 2014-01-29 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 研磨剤組成物及び該組成物で形成された物品 |
| EP2505312B1 (en) * | 2007-03-14 | 2015-11-18 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Method of making a bonded abrasive article |
| WO2009012264A2 (en) * | 2007-07-17 | 2009-01-22 | The University Of North Carolina At Chapel Hill | Titania nanosheets derived from anatase delamination |
| US8894731B2 (en) * | 2007-10-01 | 2014-11-25 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive processing of hard and /or brittle materials |
| US7658665B2 (en) * | 2007-10-09 | 2010-02-09 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Techniques for cylindrical grinding |
| JP2011521014A (ja) * | 2008-02-14 | 2011-07-21 | エレメント シックス リミテッド | カプセル化された超硬材料の製法 |
| US9555387B2 (en) * | 2008-02-14 | 2017-01-31 | Element Six Limited | Method for manufacturing encapsulated superhard material |
| US8481438B2 (en) | 2008-06-13 | 2013-07-09 | Washington Mills Management, Inc. | Very low packing density ceramic abrasive grits and methods of producing and using the same |
| CN102119202A (zh) * | 2008-06-23 | 2011-07-06 | 圣戈班磨料磨具有限公司 | 高孔隙率的超级磨料树脂产品以及制造方法 |
| US8216326B2 (en) | 2008-06-23 | 2012-07-10 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | High porosity vitrified superabrasive products and method of preparation |
| KR101269498B1 (ko) * | 2008-07-02 | 2013-06-07 | 생-고벵 아브라시프 | 전자 산업용 연마 슬라이싱 공구 |
| TWI388401B (en) * | 2008-07-30 | 2013-03-11 | Polycrystalline aluminum-containing grits and associated methods | |
| DE102008035515B3 (de) * | 2008-07-30 | 2009-12-31 | Center For Abrasives And Refractories Research & Development C.A.R.R.D. Gmbh | Gesinterte Schleifkornagglomerate |
| KR101624222B1 (ko) * | 2008-09-17 | 2016-05-25 | 니찌아스 카부시키카이샤 | 내열 롤, 그 제조방법 및 내열 롤을 사용한 판유리의 제조방법 |
| JP5369654B2 (ja) * | 2008-12-04 | 2013-12-18 | 株式会社ジェイテクト | ビトリファイドボンド砥石 |
| JP5334568B2 (ja) * | 2008-12-26 | 2013-11-06 | ノードソン コーポレーション | ロール研磨方法 |
| EP2177318B1 (en) * | 2009-04-30 | 2014-03-26 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article with improved grain retention and performance |
| CN102725102A (zh) * | 2009-05-19 | 2012-10-10 | 圣戈班磨料磨具有限公司 | 用于轧辊研磨的方法以及装置 |
| CN101905439B (zh) * | 2009-06-04 | 2012-07-04 | 宋健民 | 一种于内部原位生成空隙的抛光垫及其方法 |
| CN101927464B (zh) * | 2009-06-23 | 2013-03-13 | 黄曦 | 无机高分子磨具的制备方法 |
| CN102497959B (zh) * | 2009-08-03 | 2015-07-15 | 圣戈班磨料磨具有限公司 | 具有受控的孔隙率分布的研磨工具 |
| BR112012002456A2 (pt) * | 2009-08-03 | 2016-03-08 | Saint Gobain Abrasifs Sa | ferramenta abrasiva que tem uma variação de porosidade particular |
| CN101700645B (zh) * | 2009-10-19 | 2011-07-27 | 北京中冶设备研究设计总院有限公司 | 一种水平式电镀槽导电辊在线珩磨方法 |
| MX2012004913A (es) | 2009-10-27 | 2012-08-15 | Saint Gobain Abrasifs Sa | Abrasivo aglomerado de resina. |
| WO2011056680A2 (en) | 2009-10-27 | 2011-05-12 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Vitreous bonded abrasive |
| BR112012015380A2 (pt) | 2009-12-31 | 2017-09-05 | Dow Global Technologies Llc | Estrutura alveolar cerâmica e método para formar uma estrutura alveolar cerâmica |
| US20110306275A1 (en) * | 2010-06-13 | 2011-12-15 | Nicolson Matthew D | Component finishing tool |
| DE102010025904A1 (de) * | 2010-07-02 | 2012-01-05 | Sms Siemag Ag | Poliervorrichtung |
| KR20120129963A (ko) | 2010-08-06 | 2012-11-28 | 생-고벵 아브라시프 | 작업편 내의 복잡한 형상을 마무리 가공하기 위한 연삭 공구 및 방법 |
| TWI544064B (zh) | 2010-09-03 | 2016-08-01 | 聖高拜磨料有限公司 | 粘結的磨料物品及形成方法 |
| TWI470069B (zh) * | 2011-03-31 | 2015-01-21 | Saint Gobain Abrasives Inc | 用於高速磨削操作之磨料物品 |
| TWI471196B (zh) | 2011-03-31 | 2015-02-01 | Saint Gobain Abrasives Inc | 用於高速磨削操作之磨料物品 |
| CN103702960B (zh) | 2011-07-22 | 2016-01-20 | 陶氏环球技术有限责任公司 | 生产胶结并具有表皮的陶瓷蜂窝结构的方法 |
| BR112014005244A2 (pt) | 2011-09-07 | 2017-04-11 | 3M Innovative Properties Co | método de abrasão de uma peça de trabalho |
| KR101731813B1 (ko) * | 2011-11-23 | 2017-05-02 | 생-고뱅 어브레이시브즈, 인코포레이티드 | 재료 초고제거율 연삭 가공을 위한 연마물품 |
| US9266220B2 (en) | 2011-12-30 | 2016-02-23 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive articles and method of forming same |
| TWI535535B (zh) * | 2012-07-06 | 2016-06-01 | 聖高拜磨料有限公司 | 用於低速研磨操作之磨料物品 |
| CN103567891B (zh) | 2012-07-31 | 2017-06-23 | 圣戈班磨料磨具有限公司 | 切割轮及其制备方法 |
| CN103567858B (zh) * | 2012-07-31 | 2016-10-12 | 圣戈班磨料磨具有限公司 | 研磨轮及其制备和使用方法 |
| DE102012017969B4 (de) * | 2012-09-12 | 2017-06-29 | Center For Abrasives And Refractories Research & Development C.A.R.R.D. Gmbh | Agglomerat-Schleifkorn mit eingelagerten Mikrohohlkugeln |
| US9266219B2 (en) | 2012-12-31 | 2016-02-23 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Bonded abrasive article and method of grinding |
| US9102039B2 (en) | 2012-12-31 | 2015-08-11 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Bonded abrasive article and method of grinding |
| WO2014106156A1 (en) | 2012-12-31 | 2014-07-03 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Bonded abrasive article and method of grinding |
| WO2014165447A1 (en) | 2013-03-31 | 2014-10-09 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Bonded abrasive article and method of grinding |
| RU2526982C1 (ru) * | 2013-05-07 | 2014-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет приборостроения и информатики" | Композиция для связанного полировального инструмента |
| CN103551976A (zh) * | 2013-11-08 | 2014-02-05 | 谢泽 | 一种含纤维绳和热膨胀树脂空心微球的抛光轮的制备方法 |
| EP3089850B1 (en) * | 2013-12-30 | 2021-12-08 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Composite bodies and methods of forming the same |
| US10029941B2 (en) | 2014-03-31 | 2018-07-24 | Corning Incorporated | Machining methods of forming laminated glass structures |
| CN104308754B (zh) * | 2014-08-27 | 2017-07-28 | 上海道邦磨料磨具有限公司 | 一种橡胶结合剂微型砂轮配方及其生产方法 |
| EP3227052B1 (en) | 2014-12-01 | 2023-05-10 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article including agglomerates having silicon carbide and an inorganic bond material |
| CN107405756B (zh) * | 2015-01-28 | 2019-11-15 | 戴蒙得创新股份有限公司 | 易碎的陶瓷结合的金刚石复合粒子以及其制造方法 |
| US10632585B2 (en) | 2015-04-23 | 2020-04-28 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | Hybrid tool with both fixed-abrasive and loose-abrasive phases |
| CN106269884B (zh) * | 2015-06-12 | 2019-03-29 | 上海江南轧辊有限公司 | 一种轧辊表面处理方法及其轧辊 |
| CZ2015803A3 (cs) | 2015-11-10 | 2017-03-08 | S.A.M. - metalizaÄŤnĂ spoleÄŤnost, s.r.o. | Způsob obrábění povrchu rotačních součástí a zařízení k provádění tohoto způsobu |
| US11078345B2 (en) | 2016-05-20 | 2021-08-03 | 3M Innovative Properties Company | Pore inducer and porous abrasive form made using the same |
| WO2017211143A1 (zh) * | 2016-06-06 | 2017-12-14 | 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 | 超硬材料制品用添加剂原料组合物，添加剂及其制备方法，复合结合剂及超硬材料制品，自锐性金刚石砂轮及其制备方法 |
| CN109415553B (zh) | 2016-07-08 | 2022-08-05 | 马萨诸塞大学 | 增塑的热固性树脂及相关固化树脂、固化方法和包含固化树脂的制品 |
| WO2018008001A1 (en) | 2016-07-08 | 2018-01-11 | The University Of Massachusetts | Plasticized thermoset resin, and associated cured resin, method of curing, and article comprising cured resin |
| CN108188948B (zh) * | 2017-12-18 | 2021-08-06 | 南京航空航天大学 | 一种多层磨粒砂带结构及其制造方法 |
| WO2019133866A1 (en) | 2017-12-28 | 2019-07-04 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Bonded abrasive articles |
| EP3775090A4 (en) * | 2018-03-30 | 2021-12-22 | Saint-gobain Abrasives, Inc | AGGLOMERATED ABRASIVE ARTICLE INCLUDING A COATING |
| JP2019181613A (ja) * | 2018-04-06 | 2019-10-24 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | 粗組織均質構造のビトリファイド砥石 |
| CN108972388A (zh) * | 2018-08-04 | 2018-12-11 | 乔斌 | 耐磨损研磨片及其制备方法 |
| CN108838911A (zh) * | 2018-08-04 | 2018-11-20 | 乔斌 | 一种耐磨损研磨片及其制备方法 |
| CN109534750B (zh) * | 2018-12-25 | 2021-03-30 | 河南联合精密材料股份有限公司 | 一种金刚石团粒及其制备方法和应用 |
| CN110315443A (zh) * | 2019-07-12 | 2019-10-11 | 河南工业大学 | 一种金刚石磨具的制备方法 |
| CN110842799B (zh) * | 2019-11-19 | 2021-03-26 | 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 | 一种陶瓷金属复合结合剂砂轮及其制备方法 |
| CN112341993B (zh) * | 2020-11-23 | 2021-10-29 | 新乡市炬能耐材有限公司 | 一种具有交叉晶体结构的复合非氧化物磨削材料生产工艺 |
| US20230097607A1 (en) * | 2021-09-30 | 2023-03-30 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Fixed abrasive articles and methods of forming same |
| JP7561785B2 (ja) | 2022-02-09 | 2024-10-04 | クレトイシ株式会社 | 歯車研削用砥石 |
Family Cites Families (99)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1983082A (en) | 1930-06-19 | 1934-12-04 | Norton Co | Article of bonded granular material and method of making the same |
| US2194472A (en) | 1935-12-30 | 1940-03-26 | Carborundum Co | Production of abrasive materials |
| US2216728A (en) | 1935-12-31 | 1940-10-08 | Carborundum Co | Abrasive article and method of making the same |
| GB491659A (en) | 1937-03-06 | 1938-09-06 | Carborundum Co | Improvements in or relating to bonded abrasive articles |
| US3048482A (en) | 1958-10-22 | 1962-08-07 | Rexall Drug Co | Abrasive articles and methods of making the same |
| US3323885A (en) * | 1963-02-08 | 1967-06-06 | Norton Co | Humidity controlled phenol formaldehyde resin bonded abrasives |
| US3273984A (en) * | 1963-07-18 | 1966-09-20 | Norton Co | Grinding wheel |
| US3955324A (en) | 1965-10-10 | 1976-05-11 | Lindstroem Ab Olle | Agglomerates of metal-coated diamonds in a continuous synthetic resinous phase |
| GB1228219A (pl) * | 1967-04-28 | 1971-04-15 | ||
| US3982359A (en) | 1968-06-21 | 1976-09-28 | Roc A.G. | Abrasive member of bonded aggregates in an elastomeric matrix |
| DE1752612C2 (de) | 1968-06-21 | 1985-02-07 | Roc AG, Zug | Schleifkörper |
| BE758964A (fr) * | 1969-11-14 | 1971-05-13 | Norton Co | Elements abrasifs |
| HU171019B (hu) | 1972-09-25 | 1977-10-28 | I Sverkhtverdykh Materialov Ak | Shlifoval'nyj instrument |
| US3916584A (en) | 1973-03-22 | 1975-11-04 | Minnesota Mining & Mfg | Spheroidal composite particle and method of making |
| US4024675A (en) | 1974-05-14 | 1977-05-24 | Jury Vladimirovich Naidich | Method of producing aggregated abrasive grains |
| GB1523935A (en) * | 1975-08-04 | 1978-09-06 | Norton Co | Resinoid bonded abrasive products |
| DE2813258C2 (de) * | 1978-03-28 | 1985-04-25 | Sia Schweizer Schmirgel- & Schleifindustrie Ag, Frauenfeld | Schleifkörper |
| US4311489A (en) | 1978-08-04 | 1982-01-19 | Norton Company | Coated abrasive having brittle agglomerates of abrasive grain |
| US4259089A (en) * | 1978-08-10 | 1981-03-31 | Tyrolit Schleifmittelwerke Swarovski K.G. | Grinding wheel containing grain-coated reinforcement fibers and method of making it |
| US4355489A (en) * | 1980-09-15 | 1982-10-26 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Abrasive article comprising abrasive agglomerates supported in a fibrous matrix |
| US4486200A (en) | 1980-09-15 | 1984-12-04 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Method of making an abrasive article comprising abrasive agglomerates supported in a fibrous matrix |
| US4541842A (en) | 1980-12-29 | 1985-09-17 | Norton Company | Glass bonded abrasive agglomerates |
| US4393021A (en) | 1981-06-09 | 1983-07-12 | Vereinigte Schmirgel Und Maschinen-Fabriken Ag | Method for the manufacture of granular grit for use as abrasives |
| US4575384A (en) | 1984-05-31 | 1986-03-11 | Norton Company | Grinding wheel for grinding titanium |
| JPS61164772A (ja) | 1985-01-11 | 1986-07-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 回転体研削装置 |
| US4652275A (en) | 1985-08-07 | 1987-03-24 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Erodable agglomerates and abrasive products containing the same |
| US4799939A (en) | 1987-02-26 | 1989-01-24 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Erodable agglomerates and abrasive products containing the same |
| US4738696A (en) * | 1987-07-16 | 1988-04-19 | Staffeld Richard W | Baghouse installations |
| JP2543575B2 (ja) * | 1988-05-28 | 1996-10-16 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | オンラインロ―ル研削用二重構造砥石 |
| US5035723A (en) * | 1989-04-28 | 1991-07-30 | Norton Company | Bonded abrasive products containing sintered sol gel alumina abrasive filaments |
| US5104424A (en) | 1989-11-20 | 1992-04-14 | Norton Company | Abrasive article |
| US5096465A (en) | 1989-12-13 | 1992-03-17 | Norton Company | Diamond metal composite cutter and method for making same |
| US5039311A (en) | 1990-03-02 | 1991-08-13 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Abrasive granules |
| US5129919A (en) * | 1990-05-02 | 1992-07-14 | Norton Company | Bonded abrasive products containing sintered sol gel alumina abrasive filaments |
| AT394964B (de) | 1990-07-23 | 1992-08-10 | Swarovski Tyrolit Schleif | Schleifkoerper |
| US5078753A (en) * | 1990-10-09 | 1992-01-07 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Coated abrasive containing erodable agglomerates |
| US5578098A (en) * | 1990-10-09 | 1996-11-26 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Coated abrasive containing erodible agglomerates |
| US5131926A (en) * | 1991-03-15 | 1992-07-21 | Norton Company | Vitrified bonded finely milled sol gel aluminous bodies |
| US5127197A (en) | 1991-04-25 | 1992-07-07 | Brukvoort Wesley J | Abrasive article and processes for producing it |
| US5273558A (en) | 1991-08-30 | 1993-12-28 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Abrasive composition and articles incorporating same |
| US5203886A (en) | 1991-08-12 | 1993-04-20 | Norton Company | High porosity vitrified bonded grinding wheels |
| GB2263911B (en) * | 1991-12-10 | 1995-11-08 | Minnesota Mining & Mfg | Tool comprising abrasives in an electrodeposited metal binder dispersed in a binder matrix |
| US5178644A (en) | 1992-01-23 | 1993-01-12 | Cincinnati Milacron Inc. | Method for making vitreous bonded abrasive article and article made by the method |
| US5269821A (en) * | 1992-02-20 | 1993-12-14 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Coatable mixtures including erodable filler agglomerates, methods of preparing same, abrasive articles incorporating cured versions of same, and methods of making said articles |
| JPH05285848A (ja) * | 1992-04-15 | 1993-11-02 | Noritake Co Ltd | ロール研削砥石 |
| US5342419A (en) * | 1992-12-31 | 1994-08-30 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Abrasive composites having a controlled rate of erosion, articles incorporating same, and methods of making and using same |
| US5549962A (en) * | 1993-06-30 | 1996-08-27 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Precisely shaped particles and method of making the same |
| US5429648A (en) | 1993-09-23 | 1995-07-04 | Norton Company | Process for inducing porosity in an abrasive article |
| CH686787A5 (de) | 1993-10-15 | 1996-06-28 | Diametal Ag | Schleifbelag fuer Schleifwerkzeuge und Verfahren zur Herstellung des Schleifbelages. |
| DE69417570T2 (de) | 1993-11-12 | 1999-11-18 | Minnesota Mining And Mfg. Co., Saint Paul | Schleifkorn und verfahren zur herstellung desselben |
| US6136288A (en) | 1993-12-16 | 2000-10-24 | Norton Company | Firing fines |
| US5489204A (en) | 1993-12-28 | 1996-02-06 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Apparatus for sintering abrasive grain |
| ZA956408B (en) * | 1994-08-17 | 1996-03-11 | De Beers Ind Diamond | Abrasive body |
| JPH10506579A (ja) | 1994-09-30 | 1998-06-30 | ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチュアリング・カンパニー | 被覆研磨物品、その製造法及び使用方法 |
| TW383322B (en) * | 1994-11-02 | 2000-03-01 | Norton Co | An improved method for preparing mixtures for abrasive articles |
| DE4446591A1 (de) * | 1994-12-24 | 1996-06-27 | Schleifmittel Werk Karl Seiffe | Recyclefähige Schleifkörperzonen |
| JP4047926B2 (ja) | 1995-04-28 | 2008-02-13 | スリーエム カンパニー | ポリシロキサンを含む結合系を有する研磨製品 |
| JP2795634B2 (ja) * | 1995-07-21 | 1998-09-10 | 厚 佐藤 | ２枚貝生剥方法および装置 |
| US5658360A (en) * | 1995-08-02 | 1997-08-19 | Norton Company | Compression molding of abrasive articles using water as a temporary binder |
| KR19990064305A (ko) | 1995-10-20 | 1999-07-26 | 스프레이그 로버트 월터 | 무기 포스페이트를 함유하는 연마 용품 및 그것의 제조 방법 |
| US5607489A (en) * | 1996-06-28 | 1997-03-04 | Norton Company | Vitreous grinding tool containing metal coated abrasive |
| AU6593796A (en) | 1996-07-23 | 1998-02-10 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Structured abrasive article containing hollow spherical filler |
| US5738696A (en) | 1996-07-26 | 1998-04-14 | Norton Company | Method for making high permeability grinding wheels |
| US5738697A (en) | 1996-07-26 | 1998-04-14 | Norton Company | High permeability grinding wheels |
| JPH1094969A (ja) * | 1996-09-24 | 1998-04-14 | Nisshin Steel Co Ltd | オーステナイト系ステンレス鋼研磨用砥石 |
| JP3083483B2 (ja) * | 1996-10-14 | 2000-09-04 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | 研削砥石 |
| US5851247A (en) * | 1997-02-24 | 1998-12-22 | Minnesota Mining & Manufacturing Company | Structured abrasive article adapted to abrade a mild steel workpiece |
| US5910471A (en) * | 1997-03-07 | 1999-06-08 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Abrasive article for providing a clear surface finish on glass |
| JPH1119875A (ja) | 1997-06-30 | 1999-01-26 | Toyoda Mach Works Ltd | ビトリファイド砥石 |
| US6015338A (en) * | 1997-08-28 | 2000-01-18 | Norton Company | Abrasive tool for grinding needles |
| IN186662B (pl) * | 1997-09-08 | 2001-10-20 | Grindwell Norton Ltd | |
| US5863308A (en) | 1997-10-31 | 1999-01-26 | Norton Company | Low temperature bond for abrasive tools |
| JP3539853B2 (ja) * | 1997-11-27 | 2004-07-07 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | 高精度研摩用ゾルゲル焼結アルミナ質砥石及びその製造方法 |
| US6440185B2 (en) * | 1997-11-28 | 2002-08-27 | Noritake Co., Ltd. | Resinoid grinding wheel |
| US6074278A (en) * | 1998-01-30 | 2000-06-13 | Norton Company | High speed grinding wheel |
| EP1094918B1 (en) | 1998-02-19 | 2005-05-04 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Abrasive article and method for grinding glass |
| JPH11277446A (ja) * | 1998-03-26 | 1999-10-12 | Kawasaki Steel Corp | オンラインロール研削用砥石 |
| US6102789A (en) * | 1998-03-27 | 2000-08-15 | Norton Company | Abrasive tools |
| US6086648A (en) * | 1998-04-07 | 2000-07-11 | Norton Company | Bonded abrasive articles filled with oil/wax mixture |
| US6251149B1 (en) * | 1998-05-08 | 2001-06-26 | Norton Company | Abrasive grinding tools with hydrated and nonhalogenated inorganic grinding aids |
| JPH11319916A (ja) * | 1998-05-15 | 1999-11-24 | Kawasaki Steel Corp | 熱間ロール潤滑方法および熱延鋼板の製造方法 |
| JPH11354474A (ja) * | 1998-06-05 | 1999-12-24 | Okamoto Machine Tool Works Ltd | サテン模様を有するシリコンウエハおよびその製造方法 |
| KR100615691B1 (ko) * | 1998-12-18 | 2006-08-25 | 도소 가부시키가이샤 | 연마용 부재, 그것을 이용한 연마용 정반 및 연마방법 |
| US6056794A (en) * | 1999-03-05 | 2000-05-02 | 3M Innovative Properties Company | Abrasive articles having bonding systems containing abrasive particles |
| JP3533356B2 (ja) * | 1999-03-11 | 2004-05-31 | 日本特殊研砥株式会社 | ガラス質基板用研磨砥石 |
| US6394888B1 (en) * | 1999-05-28 | 2002-05-28 | Saint-Gobain Abrasive Technology Company | Abrasive tools for grinding electronic components |
| US6123744A (en) * | 1999-06-02 | 2000-09-26 | Milacron Inc. | Vitreous bond compositions for abrasive articles |
| US6319108B1 (en) | 1999-07-09 | 2001-11-20 | 3M Innovative Properties Company | Metal bond abrasive article comprising porous ceramic abrasive composites and method of using same to abrade a workpiece |
| JP3723705B2 (ja) * | 1999-10-19 | 2005-12-07 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | ハイブリッド型レジノイド砥石 |
| JP3538360B2 (ja) * | 2000-03-02 | 2004-06-14 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | 重研削用のレジノイド研削砥石 |
| JP3377977B2 (ja) * | 2000-03-30 | 2003-02-17 | 株式会社ノリタケスーパーアブレーシブ | 回転円盤砥石用台金 |
| JP2001277132A (ja) * | 2000-03-31 | 2001-10-09 | Ando Michihiro | 研磨用砥石及びその製造方法 |
| DE60022099T2 (de) | 2000-04-28 | 2006-06-01 | 3M Innovative Properties Co., Saint Paul | Schleifmittel und verfahren zum schleifen von glas |
| ATE302094T1 (de) | 2000-05-09 | 2005-09-15 | 3M Innovative Properties Co | Poröser schleifgegenstand mit keramischen schleifcomposites, verfahren zur herstellung und verfahren zur verwendung |
| EP1770141A3 (en) | 2000-10-06 | 2008-05-07 | 3M Innovative Properties Company | A method of making agglomerate abrasive grain |
| US6645263B2 (en) * | 2001-05-22 | 2003-11-11 | 3M Innovative Properties Company | Cellular abrasive article |
| US6949129B2 (en) * | 2002-01-30 | 2005-09-27 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Method for making resin bonded abrasive tools |
| US6679758B2 (en) * | 2002-04-11 | 2004-01-20 | Saint-Gobain Abrasives Technology Company | Porous abrasive articles with agglomerated abrasives |
| US6988937B2 (en) * | 2002-04-11 | 2006-01-24 | Saint-Gobain Abrasives Technology Company | Method of roll grinding |
-
2002
- 2002-12-24 US US10/328,802 patent/US6988937B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2003
- 2003-03-21 CZ CZ2004-1023A patent/CZ305187B6/cs not_active IP Right Cessation
- 2003-03-21 DE DE10392510.4A patent/DE10392510B4/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-03-21 AR ARP030101005A patent/AR039108A1/es not_active Application Discontinuation
- 2003-03-21 KR KR1020047016239A patent/KR100721276B1/ko active IP Right Grant
- 2003-03-21 RU RU2004132225/02A patent/RU2281849C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2003-03-21 CN CN038109646A patent/CN1652897B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2003-03-21 LU LU91111A patent/LU91111B1/fr active
- 2003-03-21 WO PCT/US2003/008936 patent/WO2003086703A1/en active IP Right Grant
- 2003-03-21 RO ROA200400886A patent/RO123271B1/ro unknown
- 2003-03-21 US US10/510,541 patent/US7275980B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-03-21 CA CA002480674A patent/CA2480674C/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-03-21 PL PL372847A patent/PL205515B1/pl unknown
- 2003-03-21 EP EP03721431.9A patent/EP1494834B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-03-21 CA CA002479712A patent/CA2479712C/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-03-21 CN CN03808045A patent/CN100586652C/zh not_active Expired - Lifetime
- 2003-03-21 EP EP03718034.6A patent/EP1497075B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-03-21 LU LU91110A patent/LU91110B1/fr active
- 2003-03-21 KR KR1020047016275A patent/KR100620268B1/ko active IP Right Grant
- 2003-03-21 PL PL372452A patent/PL205530B1/pl unknown
- 2003-03-21 RU RU2004131567/02A patent/RU2278773C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2003-03-21 MX MXPA04009887A patent/MXPA04009887A/es active IP Right Grant
- 2003-03-21 RO ROA200400887A patent/RO123416B1/ro unknown
- 2003-03-21 BR BRPI0309107-4B1A patent/BR0309107B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2003-03-21 JP JP2003583697A patent/JP2005522338A/ja not_active Withdrawn
- 2003-03-21 HU HU0500174A patent/HU229682B1/hu not_active IP Right Cessation
- 2003-03-21 GB GB0424096A patent/GB2403224B/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-03-21 TW TW092106327A patent/TWI257340B/zh not_active IP Right Cessation
- 2003-03-21 TW TW092106316A patent/TWI231822B/zh not_active IP Right Cessation
- 2003-03-21 DE DE10392510T patent/DE10392510T5/de active Granted
- 2003-03-21 CZ CZ2004-1028A patent/CZ305217B6/cs not_active IP Right Cessation
- 2003-03-21 BR BR0309236-4A patent/BR0309236A/pt active Search and Examination
- 2003-03-21 JP JP2003583696A patent/JP2005522337A/ja not_active Withdrawn
- 2003-03-21 AU AU2003224746A patent/AU2003224746B2/en not_active Ceased
- 2003-03-21 ES ES200450058A patent/ES2253123B2/es not_active Expired - Fee Related
- 2003-03-21 GB GB0424867A patent/GB2405411B/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-03-21 WO PCT/US2003/008856 patent/WO2003086702A1/en active IP Right Grant
- 2003-03-21 CH CH01677/04A patent/CH697085A5/fr not_active IP Right Cessation
- 2003-03-21 MX MXPA04010014A patent/MXPA04010014A/es active IP Right Grant
- 2003-03-21 AT AT0909603A patent/AT500569B1/de not_active IP Right Cessation
- 2003-03-21 AT AT0909103A patent/AT500593B1/de not_active IP Right Cessation
- 2003-03-21 HU HU0500175A patent/HU229010B1/hu not_active IP Right Cessation
- 2003-03-21 DE DE10392508T patent/DE10392508B4/de not_active Expired - Lifetime
-
2004
- 2004-09-20 ZA ZA2004/07550A patent/ZA200407550B/en unknown
- 2004-09-29 ZA ZA2004/07869A patent/ZA200407869B/en unknown
- 2004-10-07 SE SE0402425A patent/SE0402425D0/xx unknown
- 2004-10-08 FI FI20041308A patent/FI20041308A/fi not_active Application Discontinuation
- 2004-10-08 FI FI20041307A patent/FI20041307A/fi not_active Application Discontinuation
- 2004-10-11 SE SE0402457A patent/SE529180C2/sv unknown
- 2004-10-11 SE SE0402455A patent/SE530145C2/sv not_active IP Right Cessation
- 2004-11-10 NO NO20044905A patent/NO328919B1/no not_active IP Right Cessation
- 2004-11-10 NO NO20044910A patent/NO328859B1/no not_active IP Right Cessation
- 2004-11-11 DK DK200401740A patent/DK200401740A/da not_active Application Discontinuation
-
2007
- 2007-09-27 US US11/862,946 patent/US20080066387A1/en not_active Abandoned
- 2007-12-19 JP JP2007327850A patent/JP4851435B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| PL205515B1 (pl) | Narzędzia ścierne ze spoiwem oraz sposoby szlifowania | |
| US7544114B2 (en) | Abrasive articles with novel structures and methods for grinding | |
| JP5580977B2 (ja) | 新規構造を有する研磨用品及び研削方法 | |
| NL1029789C2 (nl) | Werkwijze voor centerloos slijpen. | |
| GB2420786A (en) | Abrasive articles with novel structures and methods for grinding | |
| AU2003222050B2 (en) | Abrasive articles with novel structures and methods for grinding | |
| CA2580657C (en) | Porous abrasive articles with agglomerated abrasives and method for making the agglomerated abrasives |