PL205530B1

PL205530B1 - Sposób szlifowania walców walcarki

Info

Publication number: PL205530B1
Application number: PL372452A
Authority: PL
Inventors: Anne M. Bonner; Dean S. Matsumoto; Edward L. Lambert; Eric Bright
Original assignee: Saint Gobain Abrasives Inc
Priority date: 2002-04-11
Filing date: 2003-03-21
Publication date: 2010-04-30
Also published as: FI20041307A7; PL372452A1; JP2008100349A; CZ20041028A3; FI20041308A7; AT500593A2; TWI257340B; RU2281849C2; US7275980B2; GB2405411A; CN1646261A; BR0309236A; MXPA04009887A; SE0402457D0; HU229682B1; MXPA04010014A; SE0402455D0; HUP0500175A2; TW200307745A; AT500593A5

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób szlifowania walców walcarki.

Szlifowanie walców jest procesem szlifowania cylindrów, w którym narzędzie ścierne ze spoiwem szlifuje i wygładza powierzchnię walca walcarki. Walec walcarki jest dużym metalowym wałem (na przykład o długości 17,8 cm (7 cali) i średnicy 5 cm (2 cale)), wykonanym typowo z kutej stali, przeznaczonym do stosowania przy powierzchniowym wykończaniu blach metalowych. Przy szlifowaniu powierzchni walca walcarki narzędzie szlifujące musi nadawać walcowi jednorodne, gładkie wykończenie powierzchni. Wszelka niedoskonałość, taka jak wzory szlifierskie, linie posuwu, przypadkowe znaki, nacięcia, itp., utworzone na powierzchni walca w czasie procesu szlifowania, będą przenoszone na blachy metalowe przetwarzane przez walec.

W przypadku niestałych układów szlifierskich warunki szlifowania wywołują amplitudę drgań pomiędzy tarczą szlifierską i obrabianym narzędziem, zwiększając się w czasie. Daje to w wyniku szereg pofałdowań, które rozwijają się i narastają wzdłuż powierzchni zarówno tarczy szlifierskiej, jak i obrabianego przedmiotu. Ten proces określa się jako regeneracyjne albo samowzbudne drgania i zostały one powiązane z pewnymi niedoskonałościami w powierzchni walców walcarki po szlifowaniu („wibracyjne karbowanie powierzchni”). Operatorzy szlifowania walców wymagają tarcz szlifierskich „odpornych na karbowanie”, które są zdolne do zachowania okrągłego kształtu i zachowania sprężystego charakteru w miarę postępu szlifowania i zużycia ściernego tarczy. Opracowano modele drgań szlifierskich (Inasaki I., Grinding Chatter - Origin and Suppresion, CIRP Proceedings, 2001) do wyjaśnienia zależności pomiędzy właściwościami tarczy (takimi jak mniejsza sztywność stykowa, większe tłumienie) i tłumieniem drgań samowzbudnych. W celu zminimalizowania uszkodzenia walca w czasie szlifowania w przemyśle szlifowania walców stosuje się typowo tarcze ścierne ze spoiwem szelakowym. W tarczach do szlifowania walców korzystne są spoiwa oparte na żywicy szelakowej ze względu na ich stosunkowo niski moduł sprężystości (na przykład 1,3 GPa w porównaniu z 5-7 GPa w przypadku spoiw opartych na żywicy fenolowej). Wśród spoiw organicznych stosowanych w przemyśle przy wytwarzaniu tarcz szlifierskich spoiwa fenolowe są korzystne ze względu na wytrzymałość, koszt, dostępność i względy produkcyjne. W przeciwieństwie do tego żywice szelakowe są materiałami naturalnymi zbieranymi przez owady, są stosunkowo kosztowne, niezgodne pod względem składu i jakości i trudniejsze do stosowania przy wytwarzaniu tarcz. Wśród różnych rodzajów tarcz szlifierskich ze spoiwem organicznym tarcze ze spoiwem szelakowym charakteryzują się stosunkowo niską wytrzymałością mechaniczną, która wyraża się stosunkowo niską „szybkością rozerwania” (szybkość obrotowa, przy której siła odśrodkowa powoduje rozlecenie się tarczy), i krótszym okresem użytkowania tarczy. W operacjach szlifowania walców tarcze ze spoiwem szelakowym są ograniczone do niższych szybkości obracania się tarczy (na przykład od 4000 do 8000 sfpm) i krótszego okresu użytkowania tarczy. Działanie tarczy szelakowej jest uciążliwe i wymaga częstego nastawiania szybkości tarczy, szybkości posuwu wgłębnego oraz innych parametrów w celu uniknięcia drgań wstrząsowych, gdy zmniejsza się średnica tarczy na skutek zużycia ściernego tarczy i zmiany amplitudy drgań. Jako alternatywę dla tarcz szelakowych zasugerowano w amerykańskim opisie patentowym nr US A-5104424 zastosowanie połączenia ziaren węglika krzemu i spiekanego zolowo-żelowego tlenku glinowego w tarczy ze spoiwem o wysokim module sprężystości do regulowania kształtu powierzchni walca w czasie szlifowania, przy czym taka konstrukcja narzędzia nie jest przemysłowo użyteczna.

Stąd w przemyśle pozostaje konieczność opracowania lepszych ściernych narzędzi szlifierskich i sposobów szlifowania odpowiednich do wytwarzania i ponownego kondycjonowania walców walcarek, które mają wykończenie powierzchni o wysokiej jakości uzyskane przy skutecznych kosztach operacyjnych.

Odkryto, że unikalne tarcze szlifierskie wykonane ze zwykłymi składnikami narzędzi ściernych, takimi jak spoiwo na bazie żywicy fenolowej, i konwencjonalnym ziarnem tlenku glinowego, zwłaszcza takiego, które zostało poddane aglomeracji z wybranymi materiałami wiążącymi, można stosować osiągając procesy szlifowania walców bardziej wydajne niż najlepsze znane przemysłowe procesy szlifowania walców.

Przedmiotem wynalazku jest sposób szlifowania walców walcarki, obejmujący następujące etapy:

a) przygotowania tarczy szlifierskiej zawierającej ziarno ścierne i spoiwo oparte na żywicy organicznej;

b) montowania tarczy na maszynie do szlifowania walców,

PL 205 530 PL

c) doprowadzania tarczy do styczności z obracającym się walcem walcarki, który ma powierzchnię cylindryczną,

d) prowadzenia tarczy po powierzchni walca walcarki utrzymując ciągłą styczność tarczy z powierzchnią walca walcarki oraz

e) szlifowania powierzchni walca walcarki, w którym tarcza szlifierska ponadto zawiera od 36 do 54% objętościowo porowatości, ma szybkość rozerwania co najmniej 6000 sfpm, i co najmniej jedno z następujących: maksymalna gęstość po utwardzeniu 2,0 g/cm³, co najmniej 20% objętościowo algomeratów ziaren ściernych lub maksymalny moduł sprężystości 12 GPa, i etap e) obejmuje szlifowanie powierzchni walca walcarki do wartości wykończenia powierzchni od 10 do 50 Ra, pozostawiając jednocześnie powierzchnię w zasadzie bez linii doprowadzania, karbowania i nieregularności powierzchni.

Korzystnie, tarcza obraca się z szybkością od 4000 do 9500 sfpm.

Korzystnie, tarcza obraca się z szybkością od 7000 do 9500 sfpm.

Korzystnie, szlifowanie prowadzi się do wartości wykończenia powierzchni od 18 do 30 Ra.

Korzystnie, tarcza ma wartość maksymalnego modułu sprężystości 10 GPa.

Korzystnie, tarcza ma maksymalną wartość modułu sprężystości 8 GPa.

Korzystnie, tarcza zawiera od 22 do 40% objętościowo ziarna ściernego, od 36 do 50% objętościowo porowatości i od 8 do 26% objętościowo spoiwa opartego na żywicy fenolowej.

Korzystnie, tarcza zawiera od 24 do 38% objętościowo ziarna ściernego, od 40 do 50% objętościowo porowatości i od 12 do 22% objętościowo spoiwa opartego na żywicy fenolowej.

Korzystnie, porowatość tarczy obejmuje co najmniej 30% objętościowo porowatości o wzajemnie łączących się porach.

Korzystnie, tarcza jest w zasadzie wolna od materiału porotwórczego.

Korzystnie, tarcza ma stopień twardości od B do G w skali stopni twardości Norton Company.

Korzystnie, etap szlifowania prowadzi się przy stosunku G od 2 do 3 razy większym niż stosunek G porównawczej tarczy, która ma spoiwo oparte na żywicy szelakowej.

Korzystnie, etapy c) do e) powtarza się w przypadku kolejnych walców walcarek, przy czym tarcza pozostaje w zasadzie wolna od karbowania, gdy tarcza zużywa się w tych powtarzających się etapach szlifowania.

Korzystnie, szlifowanie prowadzi się do wartości liczby szczytów wykończenia powierzchni 63-71 na cm (160-180 na cal).

Korzystnie, aglomeraty ziarna ściernego są porowatymi spiekanymi aglomeratami ziarna ściernego i nieorganicznego materiału wiążącego.

Korzystnie, tarcza zawiera od 20 do 38% objętościowo aglomeratów ziarna ściernego, od 38 do 50% objętościowo porowatości i od 8 do 26% objętościowo spoiwa opartego na żywicy organicznej.

Korzystnie, tarcza ścierna zawiera od 24 do 36% objętościowo ziarna ściernego, od 40 do 50% objętościowo porowatości i od 10 do 24% objętościowo spoiwa opartego na żywicy organicznej.

Korzystnie, tarcza ma maksymalną gęstość 2,0 g/cm³.

Sposób szlifowania walców według wynalazku polega na procesie szlifowania powierzchni walcowej, prowadzonym za pomocą wybranych tarcz szlifierskich ze spoiwem organicznym, które mają niezwykłe struktury i właściwości fizyczne. Te tarcze umożliwiają szybsze wykończanie powierzchni walców walcarki, o wiele bardziej wydajne niż było to możliwe sposobami szlifowania walców według stanu techniki, w których stosuje się konwencjonalne tarcze szlifierskie. W sposobie według wynalazku szlifowanie walców prowadzi się bez dającego się mierzyć uszkodzenia tarcz na skutek wstrząsów w okresie uż ytkowania wybranych tarcz szlifierskich.

W sposobie według wynalazku wybraną tarczę ścierną montuje się na wałku maszyny do szlifowania walców i obraca korzystnie z szybkością od 4000 do 9500 sfpm, a zwłaszcza od 6000 do 8500 sfpm. Gdy wybraną tarczę szlifierską zastępuje się tarczami według stanu techniki (na przykład tarczami ze spoiwem szelakowym), to ten sposób pozwala na działanie przy wyższych szybkościach obrotowych tarczy bez wstrząsów w porównaniu z szybkościami utrzymywanymi w celu uniknięcia wstrząsów w sposobach według stanu techniki (na przykład od 4000 do 7000 sfpm). Sposób z odpornością na wstrząsy można realizować przy każdej szybkości podanej dla szczególnej, działającej maszyny do szlifowania walców pod warunkiem, że szybkość nie przekracza granic bezpieczeństwa wybranej tarczy (to jest granic szybkości rozerwania tarczy).

PL 205 530 B1

Odpowiednie maszyny do szlifowania walców można nabyć w firmie Herkules, Meuselwitz, Niemcy, Waldrich Siegen, Burbach, Niemcy, i Pomini (Techint Company), Mediolan, Włochy, oraz u różnych innych dostawców sprzętu, którzy dostarczają wyposażenie dla przemysłu szlifowania walców.

Po doprowadzeniu obracającej się tarczy do styczności z obracającym się walcem (z szybkością na przykład od 20 do 40 sfpm) tarczę prowadzi się stopniowo po powierzchni obracającego się walca w celu usunięcia materiału z jego powierzchni, pozostawiając na walcu czyste, gładkie wykończenie. Przepuszczanie nad walcem prowadzi się z szybkością od 254 do 381 cm na minutę (od 100 do 150 cali na minutę). Na typowym walcu mierzącym 213 cm (7 stóp) długości i 61 cm (2 stopy) średnicy etap przepuszczania w celu zakończenia zajmuje od 0,6 do 1,0 minuty. W czasie tego etapu tarcza znajduje się w ciągłej styczności z powierzchnią walca, warunek znany w przeszłości jako powodujący regeneracyjne drgania tarczy i wstrząsy. Pomimo takiej ciągłej styczności powierzchni amplitudę drgań tarczy utrzymuje się przy dość zgodnej szybkości dla okresu użytkowania tarczy, a sama tarcza pozostaje w zasadzie wolna od wstrząsów od rozpoczęcia szlifowania aż do zużycia tarczy w etapach szlifowania.

Przy realizacji sposobu według wynalazku wykończenie zeszlifowanej powierzchni tarczy musi być wolne od falistości, linii, znaków i innych nieregularności powierzchni. Jeżeli takie nieregularności pozostają, to będą one przenoszone z powierzchni walca na powierzchnie blach metalowych walcowanych za pomocą wadliwego walca.

Znaczne straty produkcyjne pojawiają się wtedy, gdy procesu szlifowania walca nie można w skuteczny sposób regulować. W korzystnym sposobie powierzchnię walca wykończa się do szorstkości powierzchni mierzącej od 10 do 50 Ra, a zwłaszcza do pomiaru od 18 do 30 Ra. Stosowane tu określenie „Ra” jest jednostką normy przemysłowej dla jakości wykończenia powierzchni, reprezentującą średnią wysokość szorstkości, to jest średnią bezwzględną odległość od środkowej linii profilu szorstkości na ocenianej długości. Korzystna tarcza szlifierska ma ostrą otwartą powierzchnię licową zdolną do uzyskiwania jakości powierzchni charakteryzującej się liczbą od 63 do 71 szczytów (albo zadrapań) na cm (od 160 do 180 szczytów na cal). Liczba szczytów („PC”, to jest norma przemysłowa reprezentująca liczbę szczytów na cal, które wystają przez wybrane pasmo wypośrodkowane dookoła średniej linii), jest ważnym parametrem powierzchni blach metalowych, które będą malowane w czasie produkcji części nadwozia samochodu. Powierzchnia, która ma zbyt mało szczytów, jest tak samo niepożądana jak powierzchnia ze zbyt wieloma szczytami albo powierzchnia o nadmiernej szorstkości.

Chociaż opisany tu sposób szlifowania walców został zilustrowany w pracy walca w walcowni zimnej, to wynalazek jest także użyteczny przy wykończaniu powierzchni walców walcarki stosowanych w pracy walca w walcowni gorącej. Przy szlifowaniu walców stosowanych do pracy w walcowni zimnej wybrana tarcza szlifierska zawiera korzystnie ziarno ścierne o żwirku od 120 do 46 (od 142 do 508 mikronów), natomiast tarcze stosowane przy szlifowaniu walców do pracy w walcowni gorącej zawierają korzystnie grubsze ziarno, na przykład ziarno ścierne o wielkości żwirku 36 (710 mikronów).

Opisane tarcze ścierne ze spoiwem do realizacji sposobu szlifowania walca według wynalazku charakteryzują się poprzednio nieznanym połączeniem struktury tarczy i właściwości fizycznych. Stosowane tu określenie „struktura tarczy” odnosi się do względnych procentów objętościowo ziarna ściernego, spoiwa (włącznie z wypełniaczami, jeżeli się je stosuje) i porowatości zawartej w tarczy szlifierskiej. „Stopień” twardości tarczy odnosi się do oznaczenia literowego nadanego zachowaniu się tarczy w operacji szlifowania. Dla danego rodzaju spoiwa stopień twardoś ci 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 ceramicznym). Na podstawie „stopnia twardości” tarczy przewiduje się, jak odporna będzie tarcza na zużycie ścierne w czasie szlifowania i jak trudno tarcza będzie szlifować, to jest ile energii będzie konieczne przy stosowaniu w danej operacji szlifowania. Oznaczenie literowe stopnia twardości tarczy przypisuje się zgodnie ze znaną w technice skalą twardości Norton Company, w której najmiększe stopnie twardości są oznaczone literą A, a najtwardsze stopnie twardości są oznaczone literą Z (patrz na przykład amerykański opis patentowy nr US A-1983082 dla Howe i in.). Przez dostosowanie stopni twardości tarczy specjalista w tej dziedzinie może zwykle zastąpić znaną tarczę przez specyfikację nowej tarczy i przewidywać, że nowa tarcza będzie pracować w sposób podobny albo lepszy niż znana tarcza.

Przy odchodzeniu od działania znanej tarczy ze spoiwem organicznym opisane tarcze do realizacji sposobu szlifowania walców charakteryzują się niższym stopniem twardości, to jest są miększe, niż znane tarcze zapewniające porównywalny stopień skuteczności. Korzystne są tarcze, które mają stopień twardości spoiwa opartego na żywicy fenolowej od B do G w skali według Nortona. Tarcze użyteczPL 205 530 PL ne w wynalazku wykazują niższe wartości modułu sprężystości niż znane tarcze, które mają równoważne objętości porów, przy czym zupełnie nieoczekiwanie wykazują one wyższe wartości stosunku G (stosunek G jest stosunkiem szybkości usuwania materiału/szybkości ściernego zużywania tarczy).

Porowate aglomeraty ziarna ściernego wytworzone z nieorganicznymi materiałami wiążącymi (na przykład z zeszklonymi albo ceramicznymi materiałami wiążącymi) są korzystne do stosowania w tych tarczach szlifierskich, ponieważ umoż liwiają wytwarzanie otwartej struktury tarczy z porowatością o wzajemnie łączących się porach. Pomimo objętości porów osiąganej z tymi aglomeratami ziarna tarcze zachowują wysoką wytrzymałość mechaniczną, odporność tarczy na zużycie ścierne i agresywne szlifierskie cechy charakterystyczne działania tarczy szlifierskiej, która ma oznaczenie o wiele twardszego stopnia twardości.

Tarcze użyteczne w wynalazku mają moduł sprężystości mniejszy niż 12 GPa, korzystnie mniejszy niż 10 GPa, a zwłaszcza mniejszy niż 8 GPa. Spośród innych cech charakterystycznych tarcza wytworzona ze skuteczną ilością (na przykład o zawartości co najmniej 30% objętościowo ziarna ściernego i co najmniej 20% objętościowo całej objętości tarczy po utwardzeniu) aglomeratów ziarna ściernego wykazuje niższy moduł sprężystości niż standardowe tarcze do szlifowania walców. Tarcze standardowe obejmują tarcze wykonane do tej samej wielkości porowatości bez stosowania aglomeratów tarcz ściernych. Narzędzia ścierne ze spoiwem mają niezwykle porowatą strukturę, w której średnia średnica spiekanych aglomeratów jest mniejsza albo równa średniej wielkości porów porowatości o wzajemnie łączą cych się porach, gdy porowatość o wzajemnie łączą cych się porach mierzy się w punkcie maksymalnego otwarcia.

Wielkość porowatości o wzajemnie łączących się porach można oznaczać drogą pomiaru przepuszczalności płynu przez narzędzie zgodnie z metodą znaną z amerykańskiego opisu patentowego nr US A-5738696. Stosowane tu określenie Q/P = przepuszczalność płynu przez narzędzie ścierne, w którym Q oznacza szybkość przepływu wyrażoną w 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. Geometria porów i wielkość ziarna ściernego są innymi czynnikami wpływającymi na Q/P, przy czym większa wielkość żwirku daje wyższą względną przepuszczalność.

Narzędzia ścierne użyteczne w wynalazku charakteryzują się wyższymi wartościami przepuszczalności płynu niż narzędzia według stanu techniki stosowane przy szlifowaniu walców walcarek. Na ogół narzędzia ścierne stosowane w sposobie szlifowania według wynalazku mają korzystnie wartości przepuszczalności płynów co najmniej o 30% wyższe niż wartości dla narzędzi ściernych według stanu techniki stosowanych do szlifowania walców walcarek.

Dokładne parametry względnej przepuszczalności płynów dla poszczególnych wielkości i kształtów, rodzajów spoiwa i poziomów porowatości mogą być określone przez praktyka drogą stosowania prawa D'Arcy do danych doświadczalnych dla danego rodzaju narzędzi ściernych.

Porowatość wewnątrz tarczy ściernej jest wynikiem otwartych przestrzeni na skutek naturalnej gęstości upakowania składników narzędzia, a zwłaszcza aglomeratów ściernych, i ewentualnie na skutek dodawania konwencjonalnych środków porotwórczych. Do odpowiednich środków porotwórczych należą, lecz nie tylko, puste wewnątrz kulki szklane, puste wewnątrz kulki albo perełki z tworzywa sztucznego albo związków organicznych, cząstki szkła piankowego, mulit pęcherzykowy i pęcherzykowy tlenek glinowy oraz ich połączenia.

Narzędzia można wytwarzać ze środkami porotwórczymi do porów otwartych, takimi jak perełki naftalenu albo inne granulki organiczne, które można usuwać po uformowaniu narzędzia pozostawiając puste przestrzenie wewnątrz osnowy narzędzia, albo można wytwarzać z pustymi wewnątrz środkami porotwórczymi do komórek zamkniętych (na przykład pustych wewnątrz kulek szklanych). Korzystne narzędzia ścierne albo nie zawierają dodanych środków porotwórczych albo zawierają pomniejszone ilości dodanych środków porotwórczych otrzymując narzędzie ścierne o wielkości porowatości, w której co najmniej 30% objętościowo stanowi porowatość o wzajemnie łączących się porach.

Wykończone narzędzia zawierają ewentualnie dodane wtórne ziarna ścierne, wypełniacze, pomocnicze środki do szlifowania i środki porotwórcze oraz połączenia tych materiałów. Gdy ziarno ścierne stosuje się w połączeniu z aglomeratami ściernymi, to aglomeraty stanowią od 30 do 100% objętościowo całego ziarna ściernego w narzędziu, a zwłaszcza od 40 do 70% objętościowo całego materiału ściernego w narzędziu. Gdy stosuje się takie ziarno wtórne, to te ziarna ścierne stanowią korzystnie od 0,1 do 70% objętościowo całego ziarna ściernego w narzędziu, a zwłaszcza od 30 do 60% objęto6

PL 205 530 B1 ściowo. Do odpowiednich wtórnych, niepoddanych aglomeracji ziaren ściernych należą, lecz nie tylko, różne tlenki glinowe, zolowożelowy tlenek glinowy, spiekany boksyt, węglik krzemu, tlenek glinowy-tlenek cyrkonowy, tlenoazotek glinowy, tlenek ceru, podtlenek boru, regularny azotek boru, diament, krzemień, ziarna granatu i ich połączenia.

Narzędzia ścierne wiąże się korzystnie za pomocą spoiwa organicznego, przy czym do stosowania tu można wybrać każde z różnych spoiw opartych na termoutwardzalnych żywicach organicznych, znanych w dziedzinie wytwarzania narzędzi ściernych, przy czym szczególnie korzystne są spoiwa oparte na żywicach fenolowych. Przykłady odpowiednich spoiw i technik wytwarzania takich spoiw można znaleźć na przykład w amerykańskich opisach patentowych nr US 6251149 B1, 6015338, 5976204, 5827337 i 3323885. Do stosowania tu jest korzystne wiązanie i sposób wytwarzania opisane we wspólnie przeniesionym amerykańskim zgłoszeniu patentowym nr 10/060982, oraz znane z amerykańskiego opisu patentowego nr US 3323885. Składniki narzędzia ze spoiwem organicznym można mieszać, formować i utwardzać albo spiekać zgodnie z różnymi sposobami przetwarzania, a w technice są znane różne proporcje ziarna ściernego albo aglomeratu, spoiwa i porowatości.

Gęstość i twardość narzędzi ściernych określa się drogą wyboru aglomeratów, rodzaju wiązania i innych skł adników narzę dzi, wielkoś ci porowatoś ci razem z wielkoś cią i rodzajem formy i wybranego procesu prasowania.

Tarcze ścierne można formować i prasować wszelkimi środkami znanymi w tej dziedzinie, włącznie z technikami prasowania na gorąco, na ciepło i na zimno. Przy wyborze ciśnienia prasowania przy formowaniu surowych tarcz należy zachować ostrożność w celu uniknięcia nadmiernej ilości aglomeratów ziarna ściernego (na przykład większej niż 50% wagowo aglomeratów) i zachowania trójwymiarowej struktury aglomeratów. Odpowiednie maksymalne przyłożone ciśnienie przy wytwarzaniu tarcz zależy od kształtu, wielkości, grubości i składnika spoiwowego tarczy ściernej oraz od temperatury formowania. Aglomeraty mają wytrzymałość mechaniczną wystarczającą do znoszenia etapów formowania i prasowania, prowadzonych w typowych przemysłowych procesach produkcyjnych przy wytwarzaniu narzędzi ściernych.

Narzędzia ścierne można utwardzać sposobami znanymi specjaliście w tej dziedzinie. Warunki utwardzania określa się głównie za pomocą rzeczywistego zastosowanego spoiwa i materiałów ściernych oraz rodzajem materiału wiążącego zawartego w aglomeracie ziarna ściernego. W zależności od składu chemicznego wybranego spoiwa, spoiwo organiczne można wypalać w temperaturze od 120 do 250°C, a zwłaszcza od 160 do 185°C, zapewniając właściwości mechaniczne wymagane do szlifowania metali albo innych materiałów.

Użyteczne tu aglomeraty ziarna ściernego są trójwymiarowymi strukturami albo granulkami, włącznie ze spiekanymi porowatymi kompozytami ziarna ściernego i materiału wiążącego. Aglomeraty mają gęstość w stanie luźnego upakowania (LPD) < 1,6 g/cm³, średni wymiar od 2 do 20 razy średniej wielkości żwirku ściernego i porowatość od 30 do 88% objętościowo. Aglomeraty ziarna ściernego mają korzystnie minimalną wartość wytrzymałości na kruszenie 0,2 MPa.

Ziarno ścierne może zawierać jedno albo więcej ziaren ściernych znanych ze stosowania w tarczach ściernych, takich jak ziarna tlenku glinowego, włącznie z topionym tlenkiem glinowym, spiekanym i zolowo-żelowym spiekanym tlenkiem glinowym, spiekanym boksytem, itp., węglikiem krzemu, tlenkiem glinowym-tlenkiem cyrkonowym, tlenoazotkiem glinowym, tlenkiem cerowym, podtlenkiem boru, granatem, krzemieniem, diamentem, włącznie z diamentem naturalnym i syntetycznym, regularnym azotkiem boru (CBN) i ich połączeniami. Stosować można każdą wielkość i kształt ziarna ściernego. Na przykład ziarno może zawierać wydłużone spiekane zolowo-żelowe ziarna tlenku glinowego, które mają wysoki współczynnik kształtu, w rodzaju ziarna znanego z amerykańskiego opisu patentowego nr US 5129919.

Wielkości ziarna odpowiednie tu do stosowania mają regularny przedział wielkości żwirku ściernego (na przykład większy niż 60 i do 7000 mikronów). Dla danej operacji szlifowania ściernego może okazać się pożądane poddawanie aglomeracji ziarna ściernego o wielkości żwirku mniejszej niż wielkość żwirku ziarna ściernego (niepoddanego aglomeracji) wybranego 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 żwirek 100 - przez materiał ścierny o wielkości żwirku 60, a poddany aglomeracji żwirek 120 - przez materiał ścierny o wielkości żwirku 80.

Korzystna wielkość spiekanego aglomeratu dla typowych ziaren ściernych ma średnią średnicę od 200 do 3000, jeszcze korzystniej od 350 do 2000, a zwłaszcza od 425 do 1000 mikrometrów.

PL 205 530 PL

Ziarno ścierne stanowi od 10 do 65% objętościowo, korzystnie od 35 do 55% objętościowo, a zwłaszcza od 48 do 52% obję tościowo aglomeratu.

Materiały wiążące użyteczne przy wytwarzaniu aglomeratów obejmują korzystnie materiały ceramiczne i zeszklone, zwłaszcza w rodzaju materiałów stosowanych jako układy spoiwowe do narzędzi ściernych ze spoiwem zeszklonym. Te materiały oparte na zeszklonych spoiwach mogą być wstępnie wypalonym szkłem zmielonym na proszek (fryta) albo mieszaniną różnych surowców, takich jak glinka, skaleń, wapno, boraks i soda albo połączeniem materiałów frytowanych i surowców. Takie materiały topią się i tworzą ciekłą fazę szklistą w temperaturach wynoszących od 500 do 1400°C i zwilżają powierzchnię ziarna ściernego tworząc po ochłodzeniu centra spoiwowe, a zatem utrzymując ziarno ścierne wewnątrz struktury kompozytowej. Przykłady odpowiednich materiałów wiążących do stosowania w aglomeratach są podane niżej w tabeli 1-1. Korzystne materiały wiążące charakteryzują się lepkością wynoszącą od 34,5 do 5530 Pa^s (345 do 55300 puazów) w temperaturze 1180°C i temperaturą topnienia od 800 do 1300°C.

W korzystnym rozwiązaniu materiał wiążący jest kompozycją zeszklonego spoiwa, stanowiącą wypaloną kompozycję tlenkową 71% wagowo SiO2 i B2O3, 14% wagowo AI2O3, mniej niż 0,5% wagowo tlenków metali ziem alkalicznych i 13% wagowo tlenków metali alkalicznych.

Materiał wiążący może być także materiałem ceramicznym obejmującym, lecz nie tylko, krzemionkę, krzemiany metali alkalicznych, metali ziem alkalicznych, mieszanych 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 szklistych albo zeszklonych materiałów tym, że materiały ceramiczne zawierają struktury krystaliczne. Niektóre fazy szkliste mogą występować w połączeniu ze strukturami krystalicznymi, zwłaszcza w materiałach ceramicznych w nierafinowanym stanie. Stosować tu można materiały ceramiczne w stanie surowym, takie jak glinki, cementy i minerały. Przykłady specyficznych ceramicznych materiałów odpowiednich tu do stosowania obejmują, lecz nie tylko, krzemionkę, krzemiany sodowe, mulit i inne glinokrzemiany, tlenek cyrkonu-mulit, glinian magnezowy, krzemian magnezowy, krzemiany wapniowe, skaleń i inne krzemiany metalu alkalicznego-glinu, spinele, glinian wapniowy, glinian magnezowy i inne gliniany metali alkalicznych, tlenek cyrkonowy, tlenek cyrkonu stabilizowany itrem, tlenek magnezu, tlenek wapnia, tlenek ceru, tlenek tytanu albo inne dodatki ziem rzadkich, talk, tlenek żelaza, tlenek glinu, bohemit, tlenek boru, tlenek ceru, tlenoazotek glinu, azotek boru, azotek krzemu, grafit i połączenia tych materiałów ceramicznych.

Materiał wiążący stosuje się w sproszkowanej postaci i można go dodawać 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 składników sproszkowanego materiału wiążącego jako materiały pomocnicze przy formowaniu albo przetwarzaniu. 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 wspomagające mieszanie. Stosowanie spoiw organicznych polepsza jednorodność aglomeratów, a zwłaszcza jednorodność dyspersji materiału wiążącego na ziarnie, oraz strukturalną jakość wstępnie wypalonych albo surowych aglomeratów, jak również jakość wypalonego narzędzia ściernego zawierającego aglomeraty. Ponieważ spoiwa spalają się w czasie wypalania aglomeratów, to nie stanowią one części wykończonego aglomeratu, ani wykończonego narzędzia ściernego.

Do mieszaniny można dodawać nieorganiczny promotor przyczepności w celu polepszenia przyczepności materiałów wiążących co ziarna ściernego, jak jest to wymagane w celu polepszenia jakości mieszaniny. Przy wytwarzaniu aglomeratów nieorganiczny promotor przyczepności można stosować z albo bez spoiwa organicznego.

Chociaż w aglomeratach korzystne są materiały wiążące o wysokiej temperaturze topienia, to materiał wiążący może zawierać także i inne spoiwa nieorganiczne, spoiwa organiczne, organiczne materiały wiążące, materiały oparte na spoiwie metalicznym i ich połączenia. Korzystne są materiały wiążące stosowane w przemyśle narzędzi ściernych jako spoiwa dla materiałów ściernych ze spoiwem organicznym, powlekanych materiałów ściernych, materiałów ściernych opartych na spoiwie metalicznym, itp.

Materiał wiążący występuje w ilości od 0,5 do 15% objętościowo, korzystnie od 1 do 10% objętościowo, a zwłaszcza od 2 do 8% objętościowo aglomeratu.

PL 205 530 B1

Korzystny % objętościowy porowatości w aglomeracie jest taki, jak jest to technicznie możliwe w granicach mechanicznej wytrzymałości aglomeratów wymaganych do wytwarzania narzędzia ściernego i szlifowania nim. Porowatość może wynosić od 30 do 88% objętościowo, korzystnie od 40 do 80% objętościowo, a zwłaszcza od 50 do 75% objętościowo. Część (na przykład do 75% objętościowo) porowatości w aglomeratach występuje korzystnie jako porowatość o wzajemnie łączących się porach albo porowatość przepuszczalna dla przepływu płynów, włącznie z cieczami (na przykład chłodziwo i zużyta ciecz szlifierska), powietrzem i stopionym żywicowym materiałem spoiwowym w czasie utwardzania tarczy. Uważa się, że materiały oparte na spoiwie organicznym migrują do pustek międzywęzłowych spiekanych aglomeratów ziarna ściernego, gdy tarcza jest termicznie utwardzana, wzmacniając w ten sposób wiązanie ziarna i otwierając strukturę tarczy do poprzednio nieosiągalnych objętości porowatości bez oczekiwanej utraty wytrzymałości mechanicznej.

Gęstość aglomeratów można wyrażać na szereg sposobów. Gęstość nasypową aglomeratów można wyrażać jako LPD. Gęstość względną aglomeratów można wyrażać jako procent początkowej gęstości względnej albo jako stosunek gęstości względnej aglomeratów do składników stosowanych do wytwarzania aglomeratów, biorąc pod uwagę występowanie w aglomeratach objętości porowatości o wzajemnie łączących się porach.

Początkową średnią gęstość względną, wyrażoną w procentach, można obliczać drogą dzielenia LPD (ρ) przez teoretyczną gęstość aglomeratów (ρ0) przyjmując porowatość zerową. Gęstość teoretyczną można obliczać zgodnie z metodą wolumetrycznej reguły mieszanin z procentów i ciężaru właściwego materiału wiążącego i ziarna ściernego, zawartych w aglomeratach. W przypadku spiekanych aglomeratów maksymalna procentowa gęstość względna wynosi 50% objętościowo, przy czym bardziej korzystna jest maksymalna procentowa gęstość względna 30% objętościowo.

Gęstość względną można mierzyć techniką objętości wypartego płynu, tak że obejmuje ona porowatość o wzajemnie łączących się porach i wyklucza porowatość o komórkach zamkniętych. Gęstość względna jest stosunkiem objętości spiekanych aglomeratów, zmierzonej drogą wypierania płynu, do objętości materiałów stosowanych do wytwarzania spiekanych aglomeratów. Objętość materiałów stosowanych do wytwarzania aglomeratów jest miarą pozornej objętości opartej na ilościach i gęstościach upakowania ziarna ściernego i materiału spoiwa, stosowanych do wytwarzania aglomeratów. W przypadku spiekanych aglomeratów maksymalna gęstość względna spiekanych aglomeratów wynosi korzystnie 0,7, przy czym bardziej korzystna jest maksymalna gęstość względna 0,5.

Aglomeraty stosowane tu w narzędziach ściernych ze spoiwem można wytwarzać sposobami znanymi ze wspólnie posiadanego amerykańskiego zgłoszenia patentowego nr 10/120969, które jest tu włączone tytułem referencji. Jak opisano w zgłoszeniu prostą mieszaninę ziarna i materiału wiążącego (ewentualnie ze spoiwem organicznym) doprowadza się do obrotowego urządzenia kalcynacyjnego i wypala spoiwo (na przykład w temperaturze od 650 do 1400°C) tworząc spoiwo szkliste albo zeszklone utrzymujące ze sobą ziarno ścierne w aglomeracie. Gdy aglomeracji poddaje się ziarno ścierne o niższej temperaturze utwardzania materiałów wiążących (na przykład w temperaturze od 145 do 500°C), to można stosować alternatywne rozwiązanie tego obrotowego urządzenia piecowego. Alternatywne rozwiązanie jest wyposażone w suszarkę obrotową do doprowadzania ogrzanego powietrza do wyładowczego końca rury w celu ogrzania mieszaniny ziarna ściernego, utwardzenia materiału wiążącego, związania go z ziarnem, a przez to poddania aglomeracji ziarna ściernego, gdy odbiera się je z urządzenia.

Stosowane tu określenie „obrotowy piec kalcynacyjny” obejmuje takie obrotowe urządzenia suszące.

W innym sposobie wytwarzania aglomeratów ziarna ściernego można wytwarzać pastę materiałów wiążących i ziarna z roztworem spoiwa organicznego i wytłaczać ją w wydłużone cząstki za pomocą urządzenia i sposobu, znanych z amerykańskiego opisu patentowego nr US A-4393021, a następnie spiekać.

W procesie granulacji na sucho arkusz albo blok wytworzony z ziarna ściernego pogrążonego w dyspersji albo paście materiału wiążącego można suszyć, a następnie można stosować ubijarkę walcową do łamania kompozytu ziarna i materiału wiążącego, po którym następuje etap spiekania.

W innym sposobie wytwarzania surowych aglomeratów albo prekursorów aglomeratów mieszaninę materiału wiążącego i ziarna można wprowadzać do urządzenia formującego i formować mieszaninę z utworzeniem dokładnych kształtów i wielkości, na przykład w sposób znany z amerykańskiego opisu patentowego nr US 6217413 B1.

PL 205 530 PL

W innym uż ytecznym tu sposobie wytwarzania aglomeratów mieszaninę ziarna ś ciernego, materiałów wiążących i układu spoiw organicznych doprowadza się do pieca, bez wstępnej aglomeracji, i ogrzewa. Mieszaninę ogrzewa się do temperatury dostatecznie wysokiej do powodowania topienia się materiału wiążącego, jego płynięcia i przyklejania się do ziarna, a następnie chłodzi z utworzeniem kompozytu. Następnie kompozyt kruszy się i przesiewa z utworzeniem spiekanych aglomeratów.

Następujące przykłady są podane tytułem ilustracji wynalazku.

P r z y k ł a d 1

Aglomeraty ziarno ścierne/spoiwo zeszklone

Do wytwarzania próbek AV2 i AV3 poddanego aglomeracji ziarna ściernego stosowano zeszklone materiały wiążące (patrz tabela 1-1, odsyłacze b i c). Aglomeraty wytwarzano sposobem kalcynacji obrotowej, znanej z amerykańskiego zgłoszenia patentowego nr seryjny 10/120969, przykład 1, stosując opisane niżej materiały. Aglomeraty AV2 wytwarzano z 3% wagowo spoiwa A. Temperaturę w kalcynatorze nastawiano na 1250°C, kąt nachylenia rury wynosił 2,5 stopnia, a szybkość obracania się wynosiła 5 obrotów na minutę. Aglomeraty AV3 wytwarzano z 6% wagowo spoiwa E, w temperaturze kalcynatora 1200°C, z kątem nachylenia rury 2,5-4° i szybkością obracania się 5 obrotów na minutę. Ziarno ścierne było ziarnem ściernym opartym na topionym tlenku glinowym 38A, o wielkości żwirku 80, otrzymanym z Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc., Worcester, MA, USA.

Aglomeraty ziarna z zeszklonym spoiwem badano na gęstość w stanie luźnego upakowania, gęstość względną i wielkość. Wyniki badań są zebrane niżej w tabeli 1-1. Aglomeraty składały się z wielu indywidualnych żwirków ściernych (na przykład od 2 do 40 żwirków) związanych ze sobą zeszklonym materiałem wiążącym w punktach styczności „żwirek ze żwirkiem”, razem z widocznymi pustymi obszarami. Większość aglomeratów była dostatecznie odporna na prasowanie zachowując swój trójwymiarowy charakter po poddaniu operacjom mieszania i formowania tarczy ściernej.

T a b e l a 1-1

Aglomeraty ziarno ścierne/zeszklone spoiwo

Nr próbki, mieszanina: ziarno, materiał wiążący	Ciężar mieszaniny, kg (funty)	Ziarno ścierne, % wagowo	Materiał wiążący, % wagowo	Materiał wiążący^a, % obję toś ciowo	LPD, g/cm³, frakcja -20/+45 mesh	Wielkość średnia, mikrony (mesh)	Średnia % gę stość względna
AV2 żwirek 80 38A spoiwo A^b	38,53z (84,94)	94,18	2,99	4,81	1,036	500 μ -20/+45	26,67
AV3 żwirek 80 38A c spoiwo E	153,56 (338,54)	88,62	6,38	9,44	1,055	500 μ -20/+45	27,75

a. Procenty odnoszą się do całości składników stałych,

Procenty odnoszą się do całości składników stałych, obejmują tylko zeszklony materiał spoiwowy i ziarno ścierne i nie obejmują jakiejkolwiek porowatości wewnątrz aglomeratów. Czasowe materiały oparte na spoiwie organicznym stosowano do przyklejania się zeszklonego spoiwa do ziarna ściernego (w przypadku AV2 stosowano 2,83% wagowo spoiwa AR 30 opartego na ciekłej proteinie, a w przypadku AV3 stosowano 3,77% wagowo spoiwa AR30 opartego na ciekłej proteinie). Czasowe materiały oparte na spoiwie organicznym wypalały się w czasie spiekania aglomeratów w kalcynatorze obrotowym i końcowy % wagowo materiału wiążącego nie obejmował ich.

b. Spoiwo B (znane z amerykańskiego zgłoszenia patentowego nr seryjny 10/120969, przykład 1) jest mieszaniną surowców (na przykład glinki i minerałów) stosowanych powszechnie do wytwarzania zeszklonych spoiw do ściernych tarcz szlifierskich. Po aglomeracji spiekana kompozycja szklana spoiwa B zawiera następujące tlenki (% wagowo): 69% środków szkłotwórczych (SiO2 + B2O3), 15% Al2O3, 5-6% tlenków metali ziem alkalicznych RO (CaO, MgO), 9-10% tlenków metali alkalicznych R2O (Na2O, K2O, Li2O), i ma ciężar właściwy 2,40 g/cm³ i szacunkową lepkość w temperaturze 1180°C

2559 Pa^s (25590 puazów).

c. Spoiwo E (znane z amerykańskiego zgłoszenia patentowego nr seryjny 10/120969, przykład 1) jest mieszaniną surowców (na przykład glinki i minerałów) stosowanych powszechnie do wytwarzania zeszklonych spoiw do ściernych tarcz szlifierskich. Po aglomeracji spiekana kompozycja szklana spoiwa E zawiera następujące tlenki (% wagowo): 64% środków szkłotwórczych (SiO2 + B2O3), 18%

PL 205 530 B1

Al2O3, 6-7% tlenków metali ziem alkalicznych RO (CaO, MgO), 11% tlenków metali alkalicznych R2O (Na2O, K2O, Li2O) i ma ciężar właściwy 2,40 g/cm³ i szacunkową lepkość w temperaturze 1180°C 5530 Pa^s (55300 puazów).

Tarcze ścierne

Próbki aglomeratów AV2 i AV3 stosowano do wytwarzania doświadczalnych ściernych tarcz szlifierskich (typu 1) (wielkość końcowa 12,7 x 1,27 x 3,18 cm (5,0 x 0,5 x 1,250 cala )).

Tarcze doświadczalne wytwarzano drogą dodawania aglomeratów do obrotowej mieszarki łopatkowej (mieszarka Foote-Jonesa otrzymana z Illinois Gear, Chicago, II) i mieszania z aglomeratami ciekłej żywicy fenolowej (żywica V-1181 z Honeywell International Inc., Friction Division, Troy NY) (22% wagowo mieszaniny żywicowej). Następnie do mokrych aglomeratów dodawano sproszkowaną żywicę fenolową (żywica 29-717 Durez Varcum® otrzymana od Durez Corporation, Dallas, TX) (78% wagowo mieszaniny żywicowej). Ilości procentowe wagowo aglomeratu ściernego i spoiwa żywicowego, stosowane do wytwarzania tych tarcz, oraz skład wykończonych tarcz (włącznie z % objętościowo materiału ściernego, spoiwa i porowatości w utwardzonych tarczach) są zebrane niżej w tabeli 1-2.

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 łamiąc wszelkie większe bryłki żywicy. Jednorodną mieszaninę aglomeratów i spoiwa umieszczano w formach i przykładano ciśnienie z utworzeniem tarcz w stanie surowym (nieutwardzonych). Te surowe tarcze wyjmowano z form, owijano w powlekany papier i utwardzano drogą ogrzewania do maksymalnej temperatury 160°C, sortowano, wykończano i kontrolowano zgodnie ze znanymi w tej dziedzinie technikami przemysłowej produkcji tarcz szlifierskich. Mierzono moduł sprężystości wykończonych tarcz, a wyniki są przedstawione niżej w tabeli 1-2.

Moduł sprężystości mierzono stosując maszynę Grindosonic, metodą opisaną przez J. Petersa “Conic Testing of Grinding Wheels”, Advances in Machine Tool Design and Research, Pergamon Press, 1968.

T a b e l a 1-2 Składy tarcz

Próbka tarczy (aglomerat), stopień twardości	Moduł sprężystości, G-paskal	Gęstość po utwardzeniu, g/cm³	Skład tarczy, % objętościowo	Aglomerat, % wagowo	Spoiwo, % wagowo
Ziarno ścierne	Spoiwo ogółem^c organiczne	Porowatość
Tarcze doświadczalne
1-1 (AV3) A	3,5	1,437	30	18 (14,8)	52	86,9	13,1
1-2 (AV3) C	4,5	1,482	30	22 (18,8)	48	84,0	16,0
1-3 (AV3) E	5,0	1,540	30	26 (22,8)	44	81,2	18,8
1-4 (AV2) A	5,5	1,451	30	18 (16,7)	52	85,1	14,9
1-5 (AV2) E	7,0	1,542	30	26 (24,7)	44	79,4	20,6
Tarcze porównawcze^a, oznaczenie handlowe	Moduł sprężystości	Gęstość po utwardzeniu, g/cm³	Ziarno, % objętościowo	Spoiwo, % objętościowo	Porowatość, % objętościowo	Materiał ścierny, % wagowo	Spoiwo, % wagowo
1	2	3	4	5	6	7	8
C-1 38A80-G8 B24	13	2,059	48	17	35	89,7	10,3
C-2 38A80-K8 B24	15	2,154	48	22	30	87,2	12,8

PL 205 530 PL cd. tabeli 1-2

1	2	3	4	5	6	7	8
C-3 38A80-08 B24	17	2,229	48	27	25	84,4	15,6
C-4 53A80J7 mieszanina szelakowa	10,8	1,969	50	20	30	89,2	10,8
C-5 53A80L7 mieszanina szelakowa	12.0	2,008	50	24	26	87,3	12,7
C-6^b standardowe spoiwo szelakowe A80-Q6ES	9,21	2,203	48,8	24,0	27,2	86,9	13,1
C-7^b spoiwo szelakowe Tyrolit FA80-11E15SS	8,75	2,177	47,2	27,4	25,4	84,9	15,1

a. Tarcze C-1, C-2 i C-3 wytwarza się ze spoiwem opartym na żywicy fenolowej i opisy tych tarcz są dostępne w handlu z firmy Saint-Gobain Abrasives, Inc. Tarcze C-4 i C-5 wytwarza się z żywicą szelakowa zmieszaną z mniejszą ilością spoiwa opartego na żywicy fenolowej. Te opisy tarcz są dostępne w handlu z firmy Saint-Gobain Abrasives, Inc., Worcester, MA. Te próbki C-4 i C-5 wytwarzano w laboratorium zgodnie z tymi opisami handlowymi i utwardzano do koń cowego stopnia twardoś ci odpowiednio J i L.

b. Tarcz C-6 i C-7 nie badano w próbach szlifowania. Te opisy tarcz porównawczych są dostępne w handlu z firmy National Grinding Wheel Company/Radiac, Salem, Il, i z Tyrolit N.A., Inc., Westboro, MA.

c. % objętościowo spoiwa (organicznego) jest częścią całego % objętościowo spoiwa składającego się z żywicy organicznej dodanej do aglomeratów przy wytwarzaniu tarczy ściernej.

Próby szlifowania

Tarcze doświadczalne badano w symulowanej próbie szlifowania walców w porównaniu z dostępnymi w handlu tarczami ze spoiwem opartym na żywicy fenolowej (C-1, C-3 otrzymane z Saint-Gobain Abrasives, Inc., Worcester, MA). Tarcze ze spoiwem szelakowym (C-4 i C-5) przygotowane w laboratorium z mieszaniną ż ywic szelakowych badano także jako tarcze porównawcze. Wybrano takie tarcze porównawcze, ponieważ miały one składy, struktury i właściwości fizyczne równoważne składom, strukturom i właściwościom fizycznym tarcz stosowanych w przemysłowych operacjach szlifowania walców.

W celu symulowania szlifowania walców w warunkach laboratoryjnych na maszynie do szlifowania powierzchni prowadzono operację szlifowania rowków z ciągłą stycznością. W próbach stosowano następujące warunki szlifowania:

Maszyna szlifierska: Brown & Sharp surface grinder,

Tryb: dwa ciągłe szlify rowków z ciągłą stycznością, powrót pod koniec suwu przed utratą styczności z obrabianym elementem,

Chłodziwo: Trim Clear, stosunek chłodziwo:odmineralizowana woda, 1:40,

Obrabiany element: stal 4340 o wymiarach 40,6 x 10,2 cm (16 x 4 cale), twardość Rc50,

Szybkość obrabianego elementu: 762 cm/min (25 stóp/min),

Szybkość tarczy: 5730 obrotów na minutę,

Posuw wgłębny: ogółem 0,254 cm (0,100 cala),

Głębokość skrawania: 0,00127 cm (0,0005 cala) na każdym końcu,

Czas styczności: 10,7 minuty,

Wyrównywanie powierzchni: diament z pojedynczym ostrzem przy posuwie poprzecznym 25,4 cm/min (10 cali/min), kompensacja 0,00254 cm (0,001 cala).

PL 205 530 B1

Drgania tarczy w czasie szlifowania mierzono za pomocą przyrządu IRD Mechanalysis (Analyzer Model 855 Analyzer/Balancer, otrzymany z Entek Corporation, North Westerville, Ohio). W początkowym przebiegu szlifowania rejestrowano poziomy drgań przy różnych częstotliwościach (jako szybkość w jednostkach cale/sek), stosując szybką procedurę przekształcenia fourierowskiego (FFT) przy dwóch i ośmiu minutach po wyrównaniu powierzchni walca. Po początkowym biegu szlifowania prowadzono drugi bieg szlifowania i zapisywano związany z czasem wzrost poziomu drgań przy wybranej docelowej częstotliwości (57000 cpm, częstotliwość obserwowana w czasie początkowego biegu), a w ciągu całych 10,7 minut tarcza pozostawała w styczności z obrabianym elementem. W czasie prowadzenia biegów szlifowania zapisywano szybkości zużycia ściernego tarcz (WWR), szybkości usuwania materiału (MRR) i inne zmienne szlifowania. Te dane razem z amplitudą drgań każdej tarczy po 9-10 minutach szlifowania z ciągłą stycznością są przedstawione niżej w tabeli 1-3.

T a b e l a 1-3 Wyniki prób szlifowania

Próbka tarczy (aglomerat) stopień twardości	Amplituda drgań przy 9-10 min, cm/sek (cale/sek)	WWR cm³/min (cal³/min)	Moc przy 9-10 min, hp	SGE, J/mm³	Stosunek G, MRR/WWR
Tarcze doświadczalne
1-1 (AV3) A	0,025 (0,010)	0,03523 (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 (oznaczenie handlowe)
C-1 38A80-G8 B24	0,084 (0,033)	0,04506 (0,00275)	10,00	33,07	26,5
C-2 38A80-K8 B24	0,140 (0,055)	0,03343 (0,00204)	11,00	25,33	36,8
C-3 38A80-O8 B24	0,330 (0,130)	0,02671 (0,00163)	12,50	22,16	46,2
C-4 53A80J7 mieszanina szelakowa	0,056 (0,022)	0,05686 (0,00347)	10,00	25,46	20,8
C-5 53A80L7 mieszanina szelakowa	0,132 (0,052)	0,06866 (0,00419)	11,50	26,93	17,1

Widać, że tarcze doświadczalne wykazywały najniższy poziom zużycia ściernego i najniższe wartości amplitudy drgań. Porównawcze tarcze przemysłowe ze spoiwami opartymi na żywicy fenolowej (38A80-G8 B24, -K8 B24 i -O8 B24) miały niskie szybkości zużycia ściernego, lecz nieakceptowalnie wysokie wartości amplitudy drgań. Można przewidywać, że te tarcze wytwarzałyby drgania wstrząsowe przy rzeczywistej operacji szlifowania walców. Tarcze porównawcze ze spoiwami opartymi na żywicy szelakowej (mieszanina szelakowa 53A80J7 i mieszanina szelakowa 53A80L7) wykazywały wysokie szybkości zużycia ściernego, lecz akceptowalnie niskie wartości amplitudy drgań. Tarcze doświadczalne przeważały w porównaniu ze wszystkimi tarczami porównawczymi pod względem zakresu poziomów mocy (prawie stała amplituda drgań przy 10-23 hp i odpowiednio niższa WWR) oraz tarcze doświadczalne wykazywały lepsze stosunki G (szybkość zużycia ściernego tarczy/szybkość usuwania materiału), co świadczy o doskonałej skuteczności i okresie użytkowania tarczy.

Uważa się, że względnie niski moduł sprężystości i stosunkowo wysoka porowatość tarcz doświadczalnych zapewniają tarczę odporną na wstrząsy bez utraty okresu użytkowania tarczy i skuteczności szlifowania. Zupełnie nieoczekiwanie zaobserwowano, że tarcze doświadczalne szlifowały skuteczniej niż tarcze o większej procentowej objętościowo zawartości ziarna, które mają większy stopień twardości. Chociaż tarcze doświadczalne konstruowano w taki sposób, aby miały stosunkowo

PL 205 530 PL niski stopień twardości (to jest stopień twardości A-E tarcz szlifierskich w skali twardości Norton Company), to szlifowały one bardziej agresywnie, z mniejszym zużyciem ściernym tarczy, zapewniając wyższy stosunek G niż tarcze porównawcze, które mają znacznie wyższą wartość stopnia twardości (to jest stopnie twardości G-O w skali twardości tarcz ściernych Norton Company). Te wyniki były znaczące i nieoczekiwane.

P r z y k ł a d 2

Tarcze doświadczalne zawierające poddane aglomeracji ziarno otrzymywano w przemysłowej operacji wytwarzania i badano w przemysłowej operacji szlifowania walców tam, gdzie w przeszłości stosowano tarcze ze spoiwem szelakowym.

Aglomeraty ziarno ścierne/zeszklony materiał wiążący

Do wytwarzania próbki AV4 poddanego aglomeracji ziarna ściernego stosowano zeszklone materiały wiążące (spoiwo A z tabeli 1-1 wyżej). Próbka AV4 była podobna do próbki AV2 z tym wyjątkiem, że dla próbki AV4 wytwarzano partię o wielkości przemysłowej. Aglomeraty wytwarzano metodą kalcynacji obrotowej, znaną z amerykańskiego zgłoszenia patentowego nr seryjny 10/120969, przykład 1. Ziarno ścierne było ziarnem ściernym 38A opartym na topionym tlenku glinowym o wielkości żwirku 80, otrzymanym z Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc., Worcester, MA, USA, przy czym stosowano 3% wagowo spoiwa A. Temperaturę kalcynatora 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 Charleston, West Virginia).

Tarcze ścierne

Do wytwarzania tarcz szlifierskich (wielkość końcowa średnica 91,4 cm x szerokość 10,2 cm x otwór środkowy 50,8 cm (rodzaj 1) (35 x 4 x 20).

Doświadczalne tarcze ścierne wytwarzano za pomocą przemysłowego wyposażenia produkcyjnego drogą mieszania aglomeratów z ciekłą żywicą fenolową (żywica V-1181 firmy Honeywell International Inc., Friction Division, Troy, NY) (22% wagowo mieszaniny żywicowej) i sproszkowaną żywicą fenolową (żywica 29-717 Durez Varcum® otrzymana z firmy Durez Corporation, Dallas TX) (78% wagowo mieszaniny żywicowej). Ilości procentowe wagowo aglomeratu ściernego i spoiwa żywicowego, stosowane w tych tarczach są zebrane niżej w tabeli 2-2. Materiały mieszano w ciągu okresu czasu wystarczającego do uzyskania jednorodnej mieszaniny. Jednorodną mieszaninę aglomeratów i spoiwa umieszczano w formach i przykładano ciśnienie otrzymując tarcze w stanie surowym (nieutwardzonym). Te surowe tarcze wyjmowano z form, owijano w powlekany papier i utwardzano drogą ogrzewania do maksymalnej temperatury 160°C, sortowano, wykończano i kontrolowano zgodnie ze znanymi w tej dziedzinie przemysłowymi technikami wytwarzania tarcz szlifierskich. Mierzono moduł sprężystości wykończonych tarcz i gęstość po wypaleniu, a wyniki są przedstawione niżej w tabeli 2-2. Mierzono także szybkość rozerwania tarcz, a maksymalną szybkość roboczą określono na 9500 sfpm.

Skład tarcz (obejmujący % objętościowo materiału ściernego, spoiwa i porowatości w utwardzonych tarczach) jest przedstawiony w tabeli 2-2. Te tarcze miały w sposób widoczny otwartą, jednorodną, porowatą strukturę nieznaną w tarczach szlifierskich ze spoiwem organicznym, wytwarzanych poprzednio w operacji przemysłowej.

T a b e l a 2-2 Skład tarcz

Próbka tarczy (aglomerat), stopień twardości, struktura	Moduł sprężystości, G-paskal	Gęstość po utwardzeniu, g/cm³	Skład tarczy, % objętościowo	Aglomerat, % wagowo	Spoiwo, % wagowo
Ziarno ścierne	Spoiwo ogółem^a organiczne	Porowatość
Tarcze doświadczalne
2-1 (AV3) B14	4,7	1,596	36	14 (12,4)	50	90,2	9,8
2-2 (AV4) C14	5,3	1,626	36	16 (14,4)	48	88,8	11,2
2-3 (AV4) D14	5,7	1,646	36	18 (16,4)	46	87,4	12,6

a. Ogólny” % objętościowo spoiwa jest sumą ilości zeszklonego materiału spoiwa stosowanego do aglomeracji ziarna i ilości organicznego spoiwa żywicowego stosowanego do wytwarzania tarczy szlifierskiej. „Organiczny” % objętościowo spoiwa jest częścią ogólnego % objętościowo spoiwa składającego się z żywicy organicznej dodanej do aglomeratów przy wytwarzaniu tarcz ściernych.

PL 205 530 B1

Próby szlifowania

Te doświadczalne tarcze ścierne badano w dwóch przemysłowych operacjach szlifowania przy wykończaniu walców walcowni zimnej. Po szlifowaniu te kute walce stalowe będą wykorzystane do walcowania i wykończania powierzchni blach metalowych (na przykład stali). W operacjach przemysłowych stosuje się tradycyjnie tarcze przemysłowe ze spoiwem szelakowym (powszechnie stosuje się ziarno ścierne oparte na tlenku glinowym o wielkości żwirku 80), przy czym te tarcze pracują normalnie z szybkością 6500 sfpm i z maksymalną szybkością około 8000 sfpm. Warunki szlifowania są zebrane niżej, a wyniki prób są przedstawione w tabelach 2-3 i 2-4.

Warunki szlifowania A

Maszyna szlifierska: Farrell Roll Grinder, 40 hp.

Chłodziwo: Stuart Synthetic w/woda.

Szybkość tarczy: 780 obrotów na minutę.

Obrabiany element: kuta stal, walce robocze walcowni posobnej, twardość 842 Equotip, 208 x 64 cm (82 x 25 cali).

Szybkość obrabianego elementu (walca): 32 obroty na minutę.

Szybkość poprzeczna: 254 cm/min (100 cali/min).

Podawanie ciągłe: 0,002286 cm/min (0,0009 cala/min).

Podawanie końcowe: 0,002032 cm/min (0,0008 cala/min).

Wymagane wykończenie powierzchni: szorstkość 18-30 Ra, maksymalnie 63 szczyty na cm (160 szczytów na cal).

Warunki szlifowania B

Maszyna szlifierska: Pomini Roli Grinder, 150 hp.

Chłodziwo: Stuart Synthetic w/woda.

Szybkość tarczy: 880 obrotów na minutę.

Szybkość obrabianego elementu (walca): 32 obroty na minutę.

Szybkość poprzeczna: 254 cm/min (100 cali/min).

Podawanie ciągłe: 0,0002794 cm/min (0,00011 cala/min).

Podawanie końcowe: 0,00508 cm/min (0,002 cala/min).

Wymagane wykończenie powierzchni: szorstkość 18-30 Ra, maksymalnie 63-71 szczytów na cm (160-180 szczytów na cal).

T a b e l a 2-3

Wyniki badań szlifowania/warunki szlifowania A

Próbka Parametr próby	Zmiana średnicy, cm (cale)	Stosunek G	RPM tarczy	Amplitudy tarczy	Liczba przejść szlifowania	Szorstkość walca, Ra	Liczba szczytów na walcu
1	2	3	4	5	6	7	8
Tarcza doświadczalna 2-1
Zużycie ścierne tarczy	0,305 (0,12)	0,860	780	75	10	28	171
Usunięty materiał	0,018 (0,007)
Tarcza doświadczalna 2-2
Zużycie ścierne tarczy	0,249 (0,098)	1,120	780	90-100	10	22	130
Usunięty materiał	0,019 (0,0075)

PL 205 530 PL cd. tabeli 2-3

1	2	3	4	5	6	7	8
Tarcza doświadczalna 2-3
Zużycie ścierne tarczy	0,244 (0,096)	1,603	780	120-150	10	23	144
Usunięty materiał	0,0267 (0,0105)

W warunkach szlifowania A doś wiadczalne tarcze szlifierskie wykazywał y doskonałą skuteczność szlifowania, osiągając znacznie wyższe stosunki G niż obserwowano w dawnych operacjach szlifowania w tych warunkach szlifowania za pomocą tarcz ze spoiwem szelakowym. W oparciu o przeszłe doświadczenia przy szlifowaniu walców w warunkach szlifowania A tarcze doświadczalne 2-1, 2-2 i 2-3 powinny były być uważ ane za zbyt miękkie (wartości stopnia twardości B-D według Norton Company), aby zapewnić przemysłowo akceptowalną skuteczność szlifowania, a zatem te wyniki wykazujące doskonałe stosunki G były w znacznym stopniu niezwykłe. Co więcej, wykończenie powierzchni walców było wolne od znaków wstrząsowych i mieściło się w ramach specyfikacji szorstkości powierzchni (18-30 Ra) i liczby szczytów na powierzchni (w przybliżeniu 63 na cm (160 na cal)). Tarcze doświadczalne dawały jakość wykończenia powierzchni obserwowaną poprzednio tylko z tarczami ze spoiwem szelakowym.

Druga próba szlifowania za pomocą tarczy szlifierskiej 2-3, w warunkach szlifowania B, potwierdzała nieoczekiwane korzyści ze stosowania tarcz w przemysłowej wykończającej operacji szlifowania walca na zimno w przedłużonym okresie próby. Wyniki prób są przedstawione niżej w tabeli 2-4.

T a b e l a 2-4

Wyniki prób szlifowania/warunki szlifowania B

Tarcza doświadczalna 2-4	Zmiana średnicy, cm (cale)	Szybkość tarczy, sfpm	Amplitudy tarczy	Podawanie ciągłe, mm/min (cale/min)	Podawanie końcowe, mm (cale)	Szorstkość walca, Ra	Liczba szczytów na walcu
1	2	3	4	5	6	7	8
Walec 1
Zużycie	0,655	5667	90	0,0229	0,0203	24	166
ścierne tarczy	(0,258)	(0,0009)	(0,0008)
Usunięty	0,071
materiał	(0,028)
Walec 2
Zużycie	0,861	8270	105	0,0406	0,051	20	136
ścierne tarczy	(0,339)	(0,0016)	(0,002)
Usunięty	0,081
materiał	(0,032)
Walec 3
Zużycie	0,419	8300	110	0,0285	0,051	28	187
ścierne tarczy	(0,165)	(0,0011)	(0,002)
Usunięty	0,076
materiał	(0,03)
Walec 4
Zużycie	0,709	8300	115	0,0285	0,051	29	179
ścierne tarczy	(0,279)	(0,0011)	(0,002)
Usunięty	0,091
materiał	(0,036)

PL 205 530 B1 cd. tabeli 2-4

1	2	3	4	5	6	7	8
Walec 5
Zużycie	0,249	8300	115	0,0285	0,051	25	151
ścierne tarczy	(0,098)	(0,0011)	(0,002)
Usunięty	0,046
materiał	(0,018)
Walec 6
Zużycie	0,246	8300	115	0,0285	0,051
ścierne tarczy	(0,097)	(0,0011)	(0,002)
Usunięty	0,041
materiał	(0,016)
Walec 7
Zużycie	0,183	8300	115	0,0285	0,051
ścierne tarczy	(0,072)	(0,0011)	(0,002)
Usunięty	0,122
materiał	(0,048)
Walec 8
Zużycie	0,239	8300	115	0,0285	0,051
ścierne tarczy	(0,094)	(0,0011)	(0,002)
Usunięty	0,028
materiał	(0,011)
Walec 9
Zużycie	0,114	8300	0,0011	0,051
ścierne tarczy	(0,045)	(0,002)
Usunięty	0,053
materiał	(0,021)
Walec 10
Zużycie	0,325	8300	115	0,0285	0,051
ścierne tarczy	(0,128)	(0,0011)	(0,002)
Usunięty	0,043
materiał	(0,017)
Walec 11
Zużycie	0,544	8300	115	0,0285	0,051
ścierne tarczy	(0,214)	(0,0011)	(0,002)
Usunięty	0,046
materiał	(0,018)
Walec 12
Zużycie	0,305	8300	115	0,0285	0,051
ścierne tarczy	(0,12)	(0,0011)	(0,002)
Usunięty	0,046
materiał	(0,018)
Walec 13
Zużycie	0,300	8300	115	0,0285	0,051
ścierne tarczy	(0,118)	(0,0011)	(0,002)
Usunięty	0,066
materiał	(0,026)

PL 205 530 PL cd. tabeli 2-4

1	2	3	4	5	6	7	8
Walec 14
Zużycie	3,132	8300	115	0,0285	0,051
ścierne tarczy	(1,233)	(0,0011)	(0,002)
Usunięty	0,076
materiał	(0,03)
Walec 15
Zużycie	0,546	8300	115	0,0285	0,051
ścierne tarczy	(0,215)	(0,0011)	(0,002)
Usunięty	0,076
materiał	(0,03)
Walec 16
Zużycie ścierne tarczy	0,295 (0,116)	8300	115	0,0285 (0,0011)	0,051 (0,002)	xxx	xxx
Usunięty	0,046
materiał	(0,018)
Walec 17
Zużycie	0,358	8300	115	0,0285	0,051	xxx	xxx
ścierne tarczy	(0,141)	(0,0011)	(0,002)
Usunięty	0,053
materiał	(0,021)
Walec 18
Zużycie	0,295	8300	115	0,0285	0,051	xxx	xxx
ścierne tarczy	(0,116)	(0,0011)	(0.002)
Usunięty	0,025
materiał	(0,01)
Walec 19
Zużycie	0,300	8300	115	0,0285	0,051
ścierne tarczy	(0,118)	(0,0011)	(0,002)
Usunięty	0,046
materiał	(0,018)

Skumulowany stosunek G dla tarczy doświadczalnej 2-4 po szlifowaniu 19 walców i zużyciu ściernym w przybliżeniu 7,6 cm (trzy cale) ze średnicy tarczy wynosił 2,093. Ten stosunek G stanowi 2-3-krotne polepszenie stosunków G obserwowanych w przypadku przemysłowych tarcz szlifierskich (na przykład tarcz ze spoiwem szelakowym, C-6 i C-7, opisanych w przykładzie 1) stosowanych do szlifowania walców w warunkach szlifowania A albo B. Szybkość obrotowa tarczy i szybkość usuwania materiału przekraczały odpowiednie szybkości porównawczych tarcz przemysłowych stosowanych w tej operacji szlifowania walców, a zatem wykazując nieoczekiwaną skuteczność szlifowania możliwą sposobem szlifowania według wynalazku. Wykończenie powierzchni walca osiągane za pomocą tarczy doświadczalnej było akceptowalne stosownie do przemysłowych norm produkcyjnych. Skumulowane wyniki obserwowane po szlifowaniu 19 walców potwierdzają działanie w stanie ustalonym tarczy doświadczalnej i korzystną odporność tarczy na rozwój garbów, drgań i wstrząsów, gdy tarczę zużywa się w czasie operacji szlifowania.

Claims

1. Sposób szlifowania walców walcarki, obejmujący następujące etapy:

a) przygotowania tarczy szlifierskiej zawierającej ziarno ścierne i spoiwo oparte na żywicy organicznej,

b) montowania tarczy na maszynie do szlifowania walców,

e) szlifowania powierzchni walca walcarki, znamienny tym, że tarcza szlifierska ponadto zawiera od 36 do 54% objętościowo porowatości, ma szybkość rozerwania co najmniej 6000 sfpm, i co najmniej jedno z następujących: maksymalna gęstość po utwardzeniu 2,0 g/cm³, co najmniej 20% objętościowo algomeratów ziaren ściernych lub maksymalny moduł sprężystości 12 GPa, i etap e) obejmuje szlifowanie powierzchni walca walcarki do wartości wykończenia powierzchni od 10 do 50 Ra, pozostawiając jednocześnie powierzchnię w zasadzie bez linii doprowadzania, karbowania i nieregularności powierzchni.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że tarcza obraca się z szybkością od 4000 do 9500 sfpm.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że tarcza obraca się z szybkością od 7000 do 9500 sfpm.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że szlifowanie prowadzi się do wartości wykończenia powierzchni od 18 do 30 Ra.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że tarcza ma wartość maksymalnego modułu sprężystości 10 GPa.

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że tarcza ma maksymalną wartość modułu sprężystości 8 GPa.

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że tarcza zawiera od 22 do 40% objętościowo ziarna ściernego, od 36 do 50% objętościowo porowatości i od 8 do 26% objętościowo spoiwa opartego na żywicy fenolowej.

8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że tarcza zawiera od 24 do 38% objętościowo ziarna ściernego, od 40 do 50% objętościowo porowatości i od 12 do 22% objętościowo spoiwa opartego na żywicy fenolowej.

9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że porowatość tarczy obejmuje co najmniej 30% objętościowo porowatości o wzajemnie łączących się porach.

10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że tarcza jest w zasadzie wolna od materiału porotwórczego.

11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że tarcza ma stopień twardości od B do G w skali stopni twardości Norton Company.

12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że etap szlifowania prowadzi się przy stosunku G od 2 do 3 razy większym niż stosunek G porównawczej tarczy, która ma spoiwo oparte na żywicy szelakowej.

13. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że etapy c) do e) powtarza się w przypadku kolejnych walców walcarek, przy czym tarcza pozostaje w zasadzie wolna od karbowania, gdy tarcza zużywa się w tych powtarzających się etapach szlifowania.

14. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że szlifowanie prowadzi się do wartości liczby szczytów wykończenia powierzchni 63-71 na cm (160-180 na cal).

15. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że aglomeraty ziarna ściernego są porowatymi spiekanymi aglomeratami ziarna ściernego i nieorganicznego materiału wiążącego.

16. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że tarcza zawiera od 20 do 38% objętościowo aglomeratów ziarna ściernego, od 38 do 50% objętościowo porowatości i od 8 do 26% objętościowo spoiwa opartego na żywicy organicznej.

17. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że tarcza ścierna zawiera od 24 do 36% objętościowo ziarna ściernego, od 40 do 50% objętościowo porowatości i od 10 do 24% objętościowo spoiwa opartego na żywicy organicznej.

₃

18. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że tarcza ma maksymalną gęstość 2,0 g/cm³.