PT1497077E

PT1497077E - Abrasivos revestidos a metal, mó utilizando abrasivos revestidos a metal e método de produzir abrasivos revestidos a metal

Info

Publication number: PT1497077E
Application number: PT37231065T
Authority: PT
Inventors: Eiji Ihara
Original assignee: Showa Denko Kk
Priority date: 2002-04-11
Filing date: 2003-04-11
Publication date: 2013-11-07
Also published as: KR100599349B1; KR20040097294A; JP2004001165A

Description

DESCRIÇÃO

"ABRASIVOS REVESTIDOS A METAL, MÓ UTILIZANDO ABRASIVOS REVESTIDOS A METAL E MÉTODO DE PRODUZIR ABRASIVOS REVESTIDOS A METAL"

CAMPO TÉCNICO A presente invenção refere-se a um abrasivo utilizado em mós, abrasivos revestidos ou semelhantes e, mais particularmente, refere-se a um abrasivo revestido a metal em que a superfície de grãos abrasivos é revestida com metal para aumentar uma força de retenção pela qual o abrasivo é retido.

TÉCNICA ANTECEDENTE

Uma mó resinóide utilizando uma resina como um material aglutinante tem problemas por o abrasivo se desprender frequentemente durante a esmerilagem e a relação de esmerilagem da mó é reduzida porque tem uma reduzida força de retenção pela qual o abrasivo é retido numa camada de aglutinante, em comparação com uma mó utilizando outros tipos de aglutinante. Consequentemente, têm sido feitas várias propostas para aumentar a força de retenção pela qual o abrasivo é retido.

Tomando o caso de um nitreto de boro cúbico, foi desenvolvido um abrasivo cuja superfície é dotada de revestimentos de camadas simples ou múltiplas de níquel, 1 níquel-fósforo, cobalto, cobalto-fósforo ou titânio, melhorando desse modo a força de retenção numa camada de aglutinante por meio de irregularidade da superfície revestida (ver, por exemplo, os seguintes Pedidos de Patente), e o abrasivo resultante é presentemente utilizado em mós resinóides.

Pedido de N° Sho 60-51678 Patente Japonês, Primeira Publicação Pedido de N° Sho 59-142066 Patente Japonês, Primeira Publicação Pedido de N° Sho 59-30671 Patente Japonês, Primeira Publicação Pedido de N° Sho 60-52594 Patente Japonês, Primeira Publicação Pedido de N° Hei 9-323046 Patente Japonês, Primeira Publicação Por exemplo, o Pedido de Patente Japonês, Primeira

Publicação N° Sho 60-51678 divulga um método de produzir um abrasivo revestido a níquel, que tem irregularidades sobre a superfície e tem igualmente uma elevada força de retenção, proporcionando uma camada metálica sobre a superfície de grãos abrasivos e proporcionando igualmente uma primeira camada feita de um níquel esponjoso e uma segunda camada feita de um níquel denso.

Também o Pedido de Patente Japonês, Primeira Publicação 2 N° Sho 59-142066 divulga uma mó resinóide cuja relação de esmerilagem é melhorada proporcionando uma primeira camada feita de níquel, uma segunda camada feita de cobalto e uma terceira camada feita de revestimento de níquel.

Como descrito acima, a força de retenção pela qual o abrasivo é retido no aglutinante pode ser aumentada revestindo a superfície de grãos abrasivos e, consequentemente, o desprendimento do abrasivo durante a esmerilagem é reduzido e a relação de esmerilagem da mó é melhorada.

Porém, a força de retenção entre o abrasivo revestido a metal e o aglutinante resinóide obtido por revestimento metálico é uma força física de retenção provocada por irregularidades da superfície revestida. À medida que o tamanho de grão do abrasivo a ser utilizado diminui, são formadas pequenas irregularidades sobre a superfície revestida e, igualmente, é reduzido o número de irregularidades sobre a superfície. Consequentemente, a área de contacto entre a superfície revestida e a camada de aglutinante diminui e a força de retenção pela qual o abrasivo é retido no aglutinante resinóide torna-se insuficiente.

No processo de esmerilagem, o tamanho de grão do abrasivo deve ser reduzido para melhorar a rugosidade superficial de um material de trabalho. Com a tendência à redução de tamanho e mais elevada precisão das peças a trabalhar, tem sido muito desejado pelo mundo industrial desenvolver um abrasivo tendo um tamanho pequeno de grão mesmo quando utilizado numa mó resinóide. Porém, como descrito acima, um abrasivo tendo um tamanho de grão muito pequeno ainda tem um problema de não ser obtida força de retenção suficiente, mesmo por revestimento 3 metálico, e também tem problemas, por exemplo, de custo de ferramenta aumentado devido à baixa relação de esmerilagem, ao aumento no custo de trabalho total devido ao aumento no número de operações de alinhamento e de preparação para o ajuste do tamanho da mó e restauro da aresta de corte, e degradação da rugosidade superficial de um material de trabalho devido ao desprendimento de grãos abrasivos. Consequentemente, subsiste ainda uma grande procura de melhoramento da força de retenção pela qual o abrasivo é retido no aglutinante resinóide. 0 Pedido de Patente Japonês, Primeira Publicação N° Hei 10-337670 divulga um método de impedir o desprendimento prematuro do abrasivo sem utilizar um revestimento metálico, o qual compreende a formação de um abrasivo (grãos abrasivos compósitos) compreendendo grãos abrasivos aglutinados por um material aglutinante vitrificado ou por um material aglutinante metálico, melhorando, desse modo, a força de retenção no aglutinante resinóide por meio da parte de irregularidade. A irregularidade formada aglutinando estes grãos abrasivos melhora a força de retenção pela qual o abrasivo é retido no aglutinante resinóide e melhora, igualmente, a relação de esmerilagem. Porém, os grãos abrasivos compósitos obtidos aglutinando grãos abrasivos utilizando um material aglutinante vitrificado ou um material aglutinante metálico têm problemas por a aglutinação forte dos grãos abrasivos proporcionar grãos abrasivos compósitos no mesmo estado que no caso de se utilizar grãos abrasivos tendo um tamanho de grão maior do que o de grãos abrasivos constituindo os grãos abrasivos compósitos e, deste modo, o valor da potência de esmerilagem aumenta. 4

Numa mó resinóide, quando o valor da potência de esmerilagem aumenta, existe a probabilidade de ocorrerem fenómenos tais como a deterioração do aglutinante resinóide e a queima por esmerilagem de um material de trabalho devido ao calor de esmerilagem. Para impedir estes fenómenos, é importante manter baixos valores de potência de esmerilagem (para manter a aspereza).

Existe uma grande procura de melhoramento da força de retenção pela qual o abrasivo é retido relativamente ao custo da ferramenta, custo de trabalho total e rugosidade superficial de um material de trabalho. Para manter a aspereza sem aumentar o valor da potência de esmerilagem, torna-se necessário restaurar aquela pelo desprendimento e esmagamento apropriados de grãos abrasivos. 0 documento EP-A-1120196 divulga um abrasivo no qual os grãos abrasivos são dispostos sobre um substrato de pedra de esmerilagem e são fixos numa fase de deposição por metal

DIVULGAÇÃO DA INVENÇÃO A presente invenção proporciona um abrasivo que pode alcançar uma força de retenção suficiente numa mó resinóide, mesmo no caso de tamanho pequeno de grão, um método de produzir o mesmo e mó e abrasivos revestidos utilizando o mesmo. A presente requerente pesquisaram intensivamente para alcançar os objectivos acima. Em consequência, encontrou um método que pode produzir uma força de retenção suficiente num 5 abrasivo numa mó resinóide, mesmo no caso de um tamanho pequeno de grão e pode, igualmente, suprimir um aumento no valor da potência de esmerilagem, e assim, a presente invenção foi completada. A presente invenção é definida pelo seguinte: [1] Um abrasivo revestido a metal compreendendo um metal (2, 3, 5, 7) e grãos (1, 4, 6) abrasivos aglutinados em conjunto pelo metal (3, 7), em que os grãos (1, 4, 6) abrasivos são revestidos com uma pluralidade de camadas (2, 5) metálicas, as camadas metálicas com a excepção de uma camada metálica mais exterior, com a qual os grãos (1) abrasivos são revestidos, contêm cobalto ou cobalto-fósforo, e 2 a 100 grãos (1, 4, 6) abrasivos são aglutinados em conjunto pelo metal (3, 7).

[2] O abrasivo revestido a metal de acordo com [1] acima, em que a camada (2) metálica, com a qual os grãos abrasivos são revestidos, contém, pelo menos, um metal selecionado do grupo consistindo em niquel, níquel-fósforo, cobalto, cobalto-fósforo, titânio, cobre, crómio, ferro, zircónio, nióbio, molibdénio e tântalo.

[3] O abrasivo revestido a metal de acordo com [1] ou [2] acima, em que a camada metálica mais exterior da camada (2) metálica, com a qual os grãos abrasivos são revestidos, é formada de níquel ou níquel-fósforo. 6 [4] 0 abrasivo revestido a metal de acordo com qualquer um de [1] a [3] acima, em que o metal (3), com o qual os grãos abrasivos são aglutinados, contém, pelo menos, um metal selecionado do grupo consistindo em níquel, níquel-fósforo, cobalto e no cobalto-fósforo.

[5] 0 abrasivo revestido a metal de acordo com [4] acima, em que o metal (3), com o qual os grãos abrasivos são aglutinados, é níquel ou níquel-fósforo.

[6] 0 abrasivo revestido a metal de acordo com qualquer um de [1] a [5] acima, em que os grãos (1) abrasivos têm um tamanho médio de grão de 0,5 a 300 pm.

[7] O abrasivo revestido a metal de acordo com qualquer um de [1] a [6] acima, em que os grãos (1) abrasivos compreendem, pelo menos um, selecionado do grupo consistindo em nitreto de boro cúbico, diamante, alumina e carboneto de silício.

[8] Uma mó compreendendo um abrasivo revestido a metal contendo 5% em peso, ou mais dos abrasivos revestidos a metal de qualquer um de [1] a [7] acima.

[9] Abrasivos revestidos compreendendo os abrasivos revestidos a metal de qualquer um de [1] a [7] acima.

[10] Um método de produção do abrasivo revestido a metal de qualquer um de [1] a [7] acima, que compreende submergir grãos (1) abrasivos num banho de deposição electrolítica ou deposição não electrolítica para formar uma camada (2) metálica sobre a superfície dos grãos (1) abrasivos enquanto se agita, e 7 ligação dos grãos abrasivos revestidos com a camada (2) metálica enquanto se agita suavemente.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Fig. 1 é uma vista esquemática mostrando um exemplo de um abrasivo revestido a metal da presente invenção. A Fig. 2 é uma vista esquemática mostrando outro exemplo de um abrasivo revestido a metal da presente invenção

MELHOR MODO PARA REALIZAR A INVENÇÃO 0 abrasivo revestido a metal da presente invenção compreende um metal e vários grãos abrasivos aglutinados pelo metal de acordo com a reivindicação 1.

Na Fig. 1 e Fig. 2, o abrasivo revestido a metal da presente invenção é mostrado esquematicamente. Como mostrado na Fig. 1, o abrasivo revestido a metal da presente invenção tem uma estrutura de modo que cada um dos grãos 1 abrasivos é revestido com uma camada 2 metálica e os grãos abrasivos revestidos a metal são aglutinados por um metal 3. Como mostrado na Fig. 2, o abrasivo revestido a metal da presente invenção pode ter uma estrutura de modo que múltiplos grãos 4 abrasivos são revestidos com uma camada 5 metálica no estado aglutinados, e são aglutinados com outros grãos 6 abrasivos revestidos a metal, por um metal 7. Neste caso, a camada 2 metálica e o metal 3 aglutinante podem ser feitos do mesmo ou de diferentes tipos de metal. Também a camada 5 metálica e o metal 7 aglutinante podem ser feitos do mesmo ou de diferentes tipos de metal.

Como o abrasivo revestido a metal da presente invenção tem uma tal estrutura, a força de retenção no aglutinante resinóide é aumentada em comparação com um abrasivo revestido a metal de grão simples convencional e torna-se, assim, possível, suprimir o desprendimento de abrasivo durante a esmerilagem e melhorar de forma notável a relação de esmerilagem. Este efeito é exercido de modo notável no caso de grãos abrasivos tendo um tamanho pequeno de grão.

Considerando o caso do cBN, um abrasivo revestido a metal convencionalmente utilizado é um abrasivo obtido revestindo um grão simples abrasivo com um metal de camada simples ou múltiplas, tal como níquel, níquel-fósforo, cobalto, cobalto-fósforo ou titânio e é produzido de modo que o abrasivo resultante não contenha vários grãos abrasivos aglutinados por revestimento metálico, como o abrasivo revestido a metal da presente invenção. Consequentemente, como o tamanho de grão de grãos abrasivos diminui, são formadas pequenas irregularidades, na superfície revestida e o número de irregularidades na superfície é igualmente reduzido. Consequentemente, a força de retenção no aglutinante resinóide é reduzida e o abrasivo desprende-se frequentemente durante a esmerilagem, tendo por resultado baixa relação de esmerilagem. No caso do abrasivo revestido a metal da presente invenção, como as irregularidades formadas aglutinando os grãos abrasivos revestidos a metal servem como uma âncora no aglutinante resinóide, a força de retenção do abrasivo revestido a metal no aglutinante resinóide é melhorada e a relação de esmerilagem é melhorada. 9 A mó resinóide utilizando o abrasivo revestido a metal da presente invenção exibiu um valor mais reduzido de potência de esmerilagem em comparação com um abrasivo convencional (grãos abrasivos compósitos) obtido aglutinando vários grãos abrasivos utilizando um material aglutinante vitrificado ou um material aglutinante metálico e exibiu, igualmente, o mesmo valor de potência de esmerilagem que o de uma mó resinóide convencional utilizando um abrasivo revestido a metal de grão simples. A razão é considerada como se segue. Embora o abrasivo revestido a metal da presente invenção exiba a mesma força de retenção pela qual o abrasivo é retido no aglutinante resinóide que a de um abrasivo convencional (grãos abrasivos compósitos) obtido aglutinando vários grãos abrasivos utilizando um material aglutinante vitrificado ou um material aglutinante metálico, os grãos abrasivos são aglutinados por um metal tendo uma força aglutinante menor do que a do material aglutinante vitrificado ou material aglutinante metálico e, assim, os grãos abrasivos caem da parte metálica aglutinante quando é aplicada uma grande carga e, em seguida, produzem grãos abrasivos novos que servem como uma aresta cortante, impedindo, desse modo, um aumento no valor da potência de esmerilagem.

Os grãos abrasivos utilizados na presente invenção podem ser feitos de cristal simples ou policristal e também podem ser submetidos a qualquer tratamento de superfície. Como mostrado na Fig. 2, vários grãos abrasivos podem ser aglutinados em conjunto por sinterização ou outros métodos. 0 tamanho médio de grão dos grãos abrasivos utilizados no 10 abrasivo revestido a metal da presente invenção está, de um modo preferido, dentro de um intervalo de 0,5 a 300 pm.

Quando o tamanho médio de grão excede 300 pm, a aglutinação dos grãos abrasivos tende a exercer um efeito pequeno. Por outro lado, quando o tamanho médio de grão é menor que 0,5 pm, torna-se difícil controlar o grau de aglutinação dos grãos abrasivos no caso de se dotar a superfície dos grãos abrasivos de um revestimento metálico. O número dos grãos abrasivos a ser aglutinados em conjunto no abrasivo revestido a metal da presente invenção está dentro de um intervalo de 2 a 100. Quando mais de 100 grãos abrasivos são aglutinados em conjunto, o abrasivo revestido a metal resultante tende a ser demasiado grande e a distribuição dos abrasivos revestidos a metal na mó resinóide tende a tornar-se não uniforme e, assim, a quantidade de abrasão na parte isenta de abrasivo tende a aumentar durante a esmerilagem e a relação de esmerilagem tende a descer. A camada metálica revestindo os grãos abrasivos, de um modo preferido, contém, pelo menos, um metal selecionado do grupo consistindo em níquel, níquel-fósforo, cobalto, cobalto-fósforo, titânio, cobre, crómio, ferro, zircónio, nióbio, molibdénio e tântalo.

Nas várias camadas metálicas, as camadas interiores metálicas (camadas diferentes da camada metálica mais exterior) contêm cobalto ou cobalto-fósforo. Como o cobalto e cobalto-fósforo têm grande resistência à deformação a temperatura elevada e suprimem a deterioração devida ao calor de 11 esmerilagem, podem proteger os grãos abrasivos impedindo que os grãos abrasivos se desprendam e conseguir o efeito de melhorar a relação de esmerilagem.

No abrasivo revestido a metal da presente invenção, o metal, pelo qual os grãos abrasivos revestidos a metal são aglutinados em conjunto, contém, de um modo preferido, pelo menos, um tipo selecionado do grupo consistindo em níquel, níquel-fósforo, cobalto e cobalto-fósforo. Entre estes metais, níquel ou níquel-fósforo são utilizados, de um modo preferido, em virtude da resistência à corrosão e produtividade. 0 metal pode ser o mesmo tipo que aquele utilizado na camada metálica.

Exemplos dos grãos abrasivos utilizados no abrasivo revestido a metal da presente invenção incluem nitreto de boro cúbico, diamante, alumina, carboneto de silício e outras substâncias duras pulverizadas. Estas substâncias duras podem ser utilizadas isoladas ou em combinação. Ao utilizar nitreto de boro cúbico, diamante ou uma sua mistura como grãos abrasivos, podem ser obtidos efeitos particularmente notáveis. Como o nitreto de boro cúbico e o diamante são excelentes na força abrasiva do grão mas têm uma força de retenção, pela qual os grãos abrasivos são retidos no aglutinante, relativamente insuficiente, o efeito obtido pelo revestimento metálico da presente invenção é maior do que aquele das outras substâncias duras e pode ser obtido um efeito notável.

Na formação da camada metálica do grão abrasivo revestido a metal da presente invenção, podem ser utilizados métodos conhecidos, tais como métodos de deposição electrolítica ou não electrolítica (química). Entre estes métodos, de um modo 12 preferido, é utilizado um método de deposição.

Será agora descrito o método de revestir a camada metálica sobre os grãos abrasivos de acordo com a presente invenção, utilizando o caso onde o revestimento de níquel (revestimento de níquel-fósforo) é efectuado por um método de deposição não electrolítica (química).

Antes do revestimento de níquel efectuado por um método de deposição não electrolítica, um metal (por exemplo, paládio) servindo como um núcleo para a deposição de níquel é, de um modo preferido, depositado sobre a superfície dos grãos abrasivos. Por exemplo, o método de depositar um metal de paládio (tratamento de activação) após dispersão e aplicação de cloreto de estanho sobre a superfície dos grãos abrasivos (tratamento de sensibilização) é vulgarmente utilizado e pode ser efectuado de um modo conhecido.

Em seguida, os grãos abrasivos são submetidos a deposição não electrolítica em que é depositado níquel sobre a superfície dos grãos abrasivos mergulhando num banho de deposição não electrolítica (por exemplo, um banho misto de sulfato de níquel, hipofosfito de sódio, acetato de sódio, citrato de sódio e ácido sulfúrico). Neste caso, o banho de deposição não electrolítica é misturado com agitação vigorosa de modo que os grãos abrasivos não sejam aglutinados por um metal a ser depositado. Como este estado varia dependendo do tamanho e forma do banho de deposição e do tamanho e forma da pá de agitação, as condições devem ser ajustadas para cada aparelho.

Na fase onde um revestimento de níquel é formado sobre a 13 superfície de grãos abrasivos, a agitação é efectuada lentamente reduzindo a velocidade de rotação da pá de agitação e, deste modo os grãos abrasivos são aglutinados. Nesse caso, o grau de aglutinação é controlado pela velocidade pela qual a agitação é retardada e o tempo de retenção.

Após a conclusão do revestimento metálico, o abrasivo revestido a metal é removido do banho de deposição, lavado com água, seco e, em seguida, peneirado através de uma peneira para obter um abrasivo revestido a metal, tendo um tamanho predeterminado, da presente invenção.

Uma mó da presente invenção contém o abrasivo revestido a metal. 0 conteúdo do abrasivo revestido a metal da presente invenção na mó é 5% em peso, ou mais. Quando o conteúdo do abrasivo revestido a metal é menos de 5% em peso, não é exercido suficiente efeito da utilização do abrasivo revestido a metal da presente invenção e a relação de esmerilagem dificilmente é melhorada.

No caso em que a mó resinóide é produzido utilizando o abrasivo revestido a metal da presente invenção, é obtida uma relação de esmerilagem mais elevada em comparação com o caso de utilizar um abrasivo revestido a metal de grão simples convencional e, consequentemente, o custo de esmerilagem é reduzido. No caso da mó resinóide utilizando o abrasivo revestido a metal compreendendo grãos abrasivos tendo um tamanho de grão muito pequeno, é exercido um efeito notável. Nesse caso, o valor da potência de esmerilagem é o mesmo que no caso de utilizar um abrasivo convencional revestido a metal de grão simples. A rugosidade superficial do material de trabalho após a 14 esmerilagem é melhorada em comparaçao com o caso de utilizar um abrasivo convencional revestido a metal de grão simples.

Como o aglutinante da mó resinóide da presente invenção, pode ser utilizado um aglutinante resinóide comercialmente disponível de acordo com o campo de aplicação. Exemplos do aglutinante incluem aglutinantes feitos principalmente de um composto de polímero fenólico e de um composto de polímero do tipo poliimida. A guantidade do aglutinante na mó é, de um modo preferido, controlada dentro de um intervalo de 25% a 90% em volume. Quando a quantidade de aglutinante é menos de 25% em volume, a força de retenção pela qual o abrasivo é retido é reduzida e, em consequência, o abrasivo desprende-se frequentemente à medida que a relação de esmerilagem é reduzida.

Por outro lado, quando a quantidade do aglutinante é mais de 90% em volume, a quantidade de grãos abrasivos é reduzida e, consequentemente, o abrasivo resultante não é apropriado para utilização numa ferramenta de esmerilagem.

Na mó resinóide da presente invenção, podem igualmente ser utilizados aditivos, que são normalmente utilizados na produção de mós resinóides, tais como agentes antifricção sólidos, materiais aglutinantes auxiliares, agregados e/ou materiais porosos. 15

Exemplos

Os seguintes Exemplos ilustram a presente invenção em pormenor. (Exemplo 1) 1 kg de grãos cBN abrasivos SBN-B, fabricados por SHOWA DENKO K.K. (tamanho nominal de grão: G-30, tamanho médio de grão: 22 pm) foi submetido a um tratamento de sensibilização e um tratamento de activação. Especificamente, os grãos abrasivos foram mergulhados em 1 litro de uma solução aquosa de cloreto de estanho preparada adicionando água destilada a 1 g de cloreto de estanho e 10 mL de ácido clorídrico, submetida ao tratamento de sensibilização enquanto se mantinha com agitação à temperatura ambiente durante 2 minutos, removida da solução aquosa, e, em seguida, ligeiramente lavada com água. Em seguida, os grãos abrasivos foram mergulhados em 1 litro de uma solução aquosa de cloreto de paládio preparada adicionando água destilada a 0,5 g de cloreto de paládio e 75 mL de ácido clorídrico, submetidos ao tratamento de activação enquanto se mantinha com agitação à temperatura ambiente durante 2 minutos, removida da solução aquosa e, em seguida, ligeiramente lavada com água.

Os grãos abrasivos submetidos ao tratamento de sensibilização e ao tratamento de activação foram mergulhados em 25 litros de um banho de deposição preparado de acordo com a formulação mostrada na Tabela 1. Após ter ajustado o pH a 5 utilizando ácido sulfúrico, o banho de deposição foi aquecido a 90 °C e agitado a 60 rpm utilizando um agitador. Para o banho de 16 deposição, foi utilizada uma solução aquosa de hipofosfito de sódio (5 mol/litro) até o banho de deposição ficar transparente e, em seguida, os grãos abrasivos foram submetidos a revestimento de níquel (revestimento de níquel-fósforo) utilizando um método de deposição não electrolítica.

Após o banho de deposição ficar transparente, a velocidade de rotação do agitador foi diminuída para 45 rpm e 25 litros de um banho de deposição (o pH foi ajustado a 5 utilizando ácido sulfúrico e foi aquecido a 90 °C) preparado de acordo com a formulação mostrada na Tabela 1, foi adicionalmente carregado de modo a ligar os grãos abrasivos revestidos por níquel. No banho de deposição, foi adicionada uma solução aquosa de hipofosfito de sódio (5 mol/litro) até o banho de deposição ficar transparente, e, em seguida, foi efectuado revestimento de níquel utilizando um método de deposição não electrolítica.

Após o banho de deposição ficar transparente, os grãos abrasivos revestidos (abrasivo revestido a metal) foram removidos do banho de deposição, lavados com água, secos e peneirados através de uma peneira tendo um tamanho de abertura de 50 ym e, em seguida, um abrasivo revestido a metal foi recolhido na peneira. Os resultados SEM revelaram que o abrasivo revestido a metal compreendendo cerca de 2 a 10 grãos abrasivos representa 100%.

Uma parte do abrasivo revestido a metal foi removida e o revestimento metálico foi dissolvido utilizando um ácido e, em seguida, foi calculada uma relação de peso da camada metálica. Em resultado, aquela era 60,4% em peso. 17 (Exemplo Comparativo 1)

Sob as mesmas condições que no Exemplo 1, 1 kg de grãos cBN abrasivos SBN-B, fabricados por SHOWA DENKO K.K. (tamanho de grão nominal: G-30, tamanho médio de grão: 22 pm) foram submetidos a um tratamento de sensibilização e a um tratamento de activação, e mergulhados, em seguida, em 50 litros de um banho de deposição preparado de acordo com a formulação mostrada na Tabela 1. Após ter ajustado o pH a 5 utilizando ácido sulfúrico, o banho de deposição foi aquecido a 90 °C e agitado a 60 rpm utilizando um agitador. No banho de deposição, foi adicionada uma solução aquosa de hipofosfito de sódio (5 mol/litro) até o banho de deposição ficar transparente, desse modo os grãos abrasivos foram submetidos a revestimento de níquel (revestimento de níquel-fósforo) utilizando um método de deposição não electrolítica.

Após o banho de deposição ficar transparente, o abrasivo revestido a metal foi removido do banho de deposição, lavado com água, seco, e, em seguida, recolhido. Os resultados SEM revelaram que não estava presente abrasivo revestido a metal compreendendo cerca de 2 ou mais grãos abrasivos aglutinados entre si.

Uma parte do abrasivo revestido a metal foi removida e o revestimento metálico foi dissolvido utilizando um ácido e, em seguida, foi calculada uma relação de peso da camada metálica. Em resultado, aquela era 60,4% em peso. 18 (Exemplo Comparativo 2)

Com base nas descrições do Pedido de Patente Japonês, Primeira Publicação N° Hei 10-337670, foram produzidos grãos abrasivos compósitos. Grãos cBN abrasivos SBN-B, fabricados por SHOWA DENKO K.K. (tamanho de grão nominal: G-30, tamanho médio de grão: 22 pm) e um aglutinante vitrifiçado à base de borosilicato (tamanho de grão: 5 pm ou menos) que representa 30% em peso de SBN-B, foram carregados num granulador do tipo agitador, e uma pá de agitação foi rodada, em seguida, a 500 rpm e uma pá de pulverização foi rodada a 2000 rpm. Foi efectuada granulação pulverizando um aglutinante (5% em peso de celulose/etanol) sobre pós obtidos misturando suficientemente SBN-B com o aglutinante vitrificado e passando através de uma parte de pá de pulverização. Após secagem e peneiração através de uma peneira tendo um tamanho de abertura de 20 pm, foram recolhidos grãos abrasivos na peneira. A superfície dos grãos abrasivos recolhidos foi parcialmente revestida com um aglutinante vitrificado. Uma parte dos grãos abrasivos foi removida e o aglutinante foi dissolvido num álcool por limpeza ultrassónica e foi calculada uma relação de peso do revestimento (aglutinante e ligante vitrifiçados). Em resultado, aquela era 20% em peso. 100 g dos grãos abrasivos recolhidos foram misturados com 1 kg de SBN-B (tamanho de grão nominal: G-30, tamanho médio de grão: 22 pm) e a mistura foi submetida a um tratamento térmico num ar atmosférico a 900 °C, durante uma hora, para, desse modo, dissolver o aglutinante vitrificado, com o qual a superfície dos grãos abrasivos recolhidos é revestida, e para aglutinar os 19 grãos abrasivos, e, consequentemente, foram obtidos grãos abrasivos compósitos. Após arrefecimento à temperatura ambiente e peneiramento através de uma peneira tendo um tamanho de abertura de 50 pm, foram recolhidos grãos abrasivos compósitos na peneira. Os resultados SEM revelaram que grãos abrasivos compósitos compreendendo cerca de 2 a 10 grãos abrasivos aglutinados uns aos outros representaram aproximadamente 100%. (Exemplo 2 e Exemplos Comparativos 3 e 4)

Utilizando os grãos abrasivos produzidos no Exemplo 1 e nos Exemplos Comparativos 1 e 2, foram produzidas mós resinóides. A forma e a formulação das mós resultantes são mostradas abaixo. A forma da mó é representada pelo símbolo definido em JIS B 4131 (mó de diamante e nitreto de boro cúbico), enquanto o símbolo 1A1 indica a forma da mó e os símbolos D, U, X e H indicam, respectivamente, o diâmetro exterior da mó, a largura da mó (camada de grãos abrasivos), a espessura da camada de grão abrasivo e o diâmetro de furo da parte de fixação (unidade: mm).

Forma da mó:

forma 1A1: 150D X 5U X 3X X 76,2H

Formulação:

Abrasivos: 30,6% em volume

Aglutinante resinóide: 69,4% em volume (resina de fenol) 20 (Exemplo 3 e Exemplos Comparativos 5 e 6)

Relativamente aos mós resinóides obtidos no Exemplo 2 e Exemplos Comparativos 3 e 4, foi efectuado um ensaio de esmerilagem sob as seguintes condições. Os resultados do ensaio de esmerilagem são mostrados na Tabela 2. Máquina de esmerilagem: máquina de esmerilagem de superfície de eixo horizontal (motor axial da mó: 3,7 kW)

Material de trabalho: SKH-51 (HRc = 62 a 64)

Superfície do material de trabalho: 200 mm X 100 mm

Sistema de esmerilagem: sistema de esmerilagem transversal de superfície molhada

Condições de Esmerilagem:

Velocidade periférica da mó: 1500 m/min Velocidade da mesa: 15 m/min.

Alimentação transversal: 2 mm/passagem Profundidade de corte: 2 μπι

Fluido de esmerilagem: JIS W2 do tipo solúvel, fluido exclusivo para cBN 21

Tabela 1: Formulação do banho de deposição de níquel Água 50 litros Sulfato de níquel 25 mol Acetato do Sódio 75 mol Citrato de Sódio 10 mol

Tabela 2: Resultados do ensaio de esmerilagem

Relação de esmerilagem Valor da potência de esmerilagem (W) Rugosidade superficial (pm) Ra Exemplo 3 523 225 0, 05 Exemplo Comparativo 5 305 230 0, 09 Exemplo Comparativo 6 481 355 0,07

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

Como o abrasivo revestido a metal incluindo um metal e vários grãos abrasivos aglutinados pelo metal tem uma força de retenção mais elevada pela qual o abrasivo é retido num aglutinante resinóide do que aquela de um abrasivo revestido a metal convencional, o desprendimento do abrasivo é reduzido e, consequentemente, torna-se possível produzir uma mó resinóide e abrasivos revestidos, que podem atingir uma relação de esmerilagem mais elevada. Nesse caso, um valor da potência de esmerilagem é o mesmo que aquele no caso de utilizar um abrasivo 22 a rugosidade convencional de grao simples revestido a metal e superficial de um material de trabalho é melhorada.

Lisboa, 31 de Outubro de 2013 23

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Abrasivo revestido a metal compreendendo um metal (2, 3, 5, 7) e grãos (1, 4, 6) abrasivos aglutinados em conjunto pelo metal (3, 7), em que os grãos (1, 4, 6) abrasivos são revestidos com uma pluralidade de camadas (2, 5) metálicas, as camadas metálicas com excepção de uma camada metálica mais exterior, com a qual os grãos (1) abrasivos são revestidos, contêm cobalto ou cobalto-fósforo e 2 a 100 grãos (1, 4, 6) abrasivos são aglutinados em conjunto pelo metal (3, 7) .
2. Abrasivo revestido a metal de acordo com a reivindicação 1, em que a camada (2) metálica, com a qual os grãos abrasivos são revestidos, contém, pelo menos, um metal selecionado do grupo consistindo em níquel, níquel-fósforo, cobalto, cobalto-fósforo, titânio, cobre, crómio, ferro, zircónio, nióbio, molibdénio e tântalo.
3. Abrasivo revestido a metal de acordo com as reivindicações 1 ou 2, em que a camada metálica mais exterior da camada (2) metálica, com a qual os grãos abrasivos são revestidos, é formada de níquel ou níquel-fósforo.
4. Abrasivo revestido a metal de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, em que o metal (3), pelo qual os grãos abrasivos são aglutinados, contém, pelo menos, um metal selecionado do grupo consistindo em níquel, níquel-fósforo, cobalto e cobalto-fósforo. 1
5. Abrasivo revestido a metal de acordo com a reivindicação 4, em que o metal (3), pelo qual os grãos abrasivos são aglutinados, é niquel ou niquel-fósforo.
6. Abrasivo revestido a metal de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, em que os grãos (1) abrasivos têm um tamanho médio de grão de 0,5 a 300 μιη.
7. Abrasivo revestido a metal de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, em que os grãos (1) abrasivos compreendem, pelo menos um, selecionado do grupo consistindo em nitreto de boro cúbico, diamante, alumina e carboneto de silício.
8. Mó compreendendo um abrasivo revestido a metal contendo 5% em peso, ou mais, dos abrasivos revestidos a metal de qualquer uma das reivindicações 1 a 7.
9. Abrasivos revestidos compreendendo os abrasivos revestidos a metal de qualquer uma das reivindicações 1 a 7.
10. Método de produzir o abrasivo revestido a metal de qualquer uma das reivindicações 1 a 7, que compreende submergir grãos (1) abrasivos num banho de deposição electrolítica ou deposição não electrolítica para formar uma camada (2) metálica sobre a superfície dos grãos (1) abrasivos enquanto se agita, e aglutinar os grãos abrasivos revestidos com a camada (2) metálica enquanto se agita suavemente. Lisboa, 31 de Outubro de 2013 2