PT88032B - Processo de producao de grao abrasivo e de produto abrasivo - Google Patents

Processo de producao de grao abrasivo e de produto abrasivo Download PDF

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Description

presente invento refere-se a grãos abrasivos à base de óxido de alumínio, com um tratamento de superfície assim como a um produto abrasivo produzido com os mesmos, especialmente um abrasivo em que os referidos grãos são aplicados sobre uma base.
Sâo conhecidos produtos abrasivos sob a forma de lixas que apresentam grandes lacunas entre os grãos abrasivos e em que as pontas cortantes destas se encontram sobre um plano paralelo ao da base. Para se conseguir este resultado aplica-se sobre a base uma camada de resina ou de cola projectando-se em seguida uma certa quantidade de grSos abrasivos contra o efeito da gravidade, num processo electrostático, do que resulta ficja rem os grãos cravados verticalmente numa primeira camada de co la (DE-OS 21 25 942).
Verificou-se ser inconveniente o facto de os grãos abrasivos, num processo de produção como o referido, ressaltarem e se comportarem mal quanto a tomarem uma posição alinhada. Por exemplo na referida patente DE-OS 21 25 942 prop5e-se impedir a queda dos grãos da base onde se pretende fixá-los, resultante de uma carga electrostática insuficiente, pela utilização de uma película fina de uma substância de alta viscosidade que segure os grãos durante o tempo suficiente para que estes se cravem na camada de cola.
Outros inconvenientes que se verificam nos processos de revesti mento electrostáticos consistem na necessidade de aume_n tar a tensão do campo eléctrico, com as consequentes descargas eléctricas ou na necessidade de aumentar a humidade relativa na região onde se processa a operação.
Todas estas medidas não conseguem no entanto evitar que o revestimento da base pelos grãos abrasivos se faça na maioria dos casos de forma irregular e que se verifiquem portanto refugos em elevadas percentagens, visto que numa carga de produção de um produto abrasiva se verificam variaçães consideráveis no comportamento dos grãos quanto ao ressalto, resultando
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-3da£ uma grande diminuição da capacidade de produção.
Outro inconveniente encontrado consiste no facto de a re sistência da ligação dos grãos abrasivos ã base ser insuficiente, derivando daí perdas de capacidade abrasiva do produto f abricado.
Constitui objectivo do presente invento proporcionar um grão abrasivo que não apresente os inconvenientes atrás referj. dos.
De acordo com o presente invento o referido objectivo atinge-se tratando superficialmente o grão abrasivo com uma substância higroscópica e/ou hidrófila, numa proporção de 0,001 a 5,0 partes em peso dessa substância em relação ao peso do grão abrasivo. De preferência empregam-se proporções de 0,1 a 0,5% em peso.
Para determinar se o grão abrasivo tem as propriedades requeridas verificou-se ser adequado aferir a conductibilidade dos grãos, medindo a resistência específica de grãos amontoados. 0 valor da resistência específica situa-se por conveniên cia abaixo de 3,5 χ 1Ο^θ Ohm x cm, de preferência entre 0,05 x 1O1D e 2,5 χ 1Ο^θ Ohm x cm.
De acordo com o presente invento verifica ser apropriado um grão abrasivo à base de óxido de alumínio, esmeril, da gama micro e em particular da gama macro em conformidade com as nor mas FEPA.
Por grãos abrasivos à base de óxido de alumínio entendem-se os corindos como o corindo precioso, o corindo semi-pre cioso, o corindo normal, o corindo amarelo tratado a alta temperatura, o corindo zircónio, o corindo sinterizado ou compos_i ções destes, com uma ou mais fases. Podem igualmente utiliza_r -se misturas de vários corindos como por exemplo corindo preci oso, corindo amarelo, corindo zircónio, corindo sinterizado.
0s grãos abrasivos, para se atingir o objectivo do preseri te invento, deverão ser revestidos com uma substância higrosc_ó pica e/ou hidrófila.
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-4Como substâncias higroscópicas podem usar-se um carbonato, hidrogenocarbonato , sulfato, nitrato, fosfato, fluoreto, ou cloreto dos metais do primeiro, segundo ou terceiro grupos prin. cipais ou da primeira ou segunda série dos metais de transição, da Tabela Periódica, de preferência no entanto o carbonato de sódio, hidrogenocarbonato de sódio, cloreto de magnésio, nitrato de cálcio, cloreto de ferro, quer isolados quer misturados.
Como substâncias hidrófilas empregam-se óxidos metálicos finamente divididos como o dióxido de silício, óxido de alumínio ou dióxido de titânio, quer isolados quer misturados.
Os óxidos metálicos finamente divididos apresentam tamanhos de partícula com um valor d^Q, convenientemente entre 1 e 500 nm, de preferência entre 10 e 50 nm e uma área superficial específica entre 5 e 500 m /g, de preferência entre 50 e 380 m2/g.
Podem do mesmo modo empregar-se misturas de substâncias higroscópicas e hidrófilas nas proporções que se desejar desde que se respeitem as características específicas anteriormente referidas.
Os grãos abrasivos atrás referidos podem ser utilizados para vários fins, dependendo do revestimento sobre eles aplica, do.
Os grãos abrasivos à base de óxido de alumínio revestidos com uma substância higroscópica ou hidrófila encontram-se especialmente indicados para a cobertura regular de uma base recoberta de um material adesivo, num campo eléctrico, melhorando-se assim o espalhamento.
Neste processo podem utilizar-se, além do óxido de alumi. nio variadíssimas misturas com outros corindos, que anteriormente, em virtude da tendência variável para ressaltarem apresentada pelos vários componentes no campo eléctrico, não se p£ diam empregar e que uma vez tratados de acordo com o processo do presente invento mostram um comportamento idêntico quanto ao ressalto, tornando-se deste modo aplicáveis.
campo eléctrico requerido para aplicação do processo
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-5de acordo com o presente invento situa-se entre 20 000 e
100 000 -.
m revestimento pode efectuar-se a humidades relativas do ambiente de 30 a 90%.
Com produtos abrasivos baseados em grãos abrasivos trat_a dos com uma substância hidrófila tão finamente dividida quanto possível, consegue-se uma aderência ou uma ligação excepcional do grão abrasivo a uma base flexível ou a sua incorporação em produtos abrasivos com um ligante à base de resinas sintéticas. Estes abrasivos prestam-se portanto de forma particularmente adequada para a produção de bandas de lix3gem e rebolos ou mós com grande capacidade de abrasoa.
Como materiais de base apresentam-se vantajosos materiais como o papel, plásticos, linhos ou tecidos reforçados por fibras. 0 adesiva é em regra aplicado apenas de um lado do ma terial de base.
Como adesivos encontram-se indicadas as colas como a cola de madeira, baquelite e resinas fenólicas, aldeídicas, ure_i / / cas, formaldeídicas, epoxi, poliester ou poliuretano.
Antes da aplicação sobre o material de base o grão abrasivo é tratado, de acordo com o presente invento com uma substância higroscópica e/ou hidrófila. Para o efeito as substâncias higroscópicas são dissolvidas e as substâncias hidrófilas suspensas, desde que não sejam solúveis no veículo, mergulhando-se na solução ou suspensão os grãos abrasivos ou as misturas de diversos corindos a que se faz alusão, procedendo-se em seguida à remoção do solvente ou veículo por secagem por exem pio por absorção, por vaporização ou secagem por aspersão. Os componentes do sistema têm que se encontrar em proporçães tais que se produza um grão abrasivo com as percentagens de grão abrasivo e substância, de acordo com as prescriçães do presente invento.
Outra possibilidade de preparação das substâncias hidrófilas altamente dispersas consiste em misturar a seco, os grãos
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-6abrasivos cam as substâncias citadas a título de exemplo ou com uma mistura destas num misturador (misturador com movimento giratório-rotativo, misturador rotativo, misturador de queda livre).
Escolhendo adequadamente as quantidades de grãos abrasivos e de substância consegue-se a proporção em peso prescrita pelo presente invento.
grão abrasivo tratado pode em seguida ser introduzido nos aparelhos de revestimento conhecidos e aí processado da forma usual.
Com base nas experiências comparativas demonstrou-se que a facilidade de espalhamento por um lado e por outro a capacidade abrasiva dos produtos abrasivos fabricados utilizando este processo apresentam melhorias de qualidade significativas.
Exemplos
Exemplo 1
Utilizou-se um corindo normal tratado a alta temperatura (Durai HT) de granulometria 36 e óOj segundo a norma FEPA , provenientes de várias cargas de produção, dividiu-se a anostraem duas metades e preparou-se uma das metades, de acordo com o presente invento utilizando 0,2% em peso de finamente disperso (d^g = 20 nm, BET = 100 _+ 15 m^/g) formando uma lama com água e procedendo-se a secagem a 2003C. A facilidade de espalhamento foi testada num aparelho de laboratório sob condições que se mantiveram constantes, tomando como medida da facilidade de espalhamento a percentagem em peso de grãos que aderiram a uma banda revestida de cola em relação â quantidade que deveria ressaltar da banda revestida de cola, num campo eléctrico, contra o efeito da gravidade. A conductibilidade superficial expressa pela resistência específica foi determina da sob condições constantes em amontoados cilíndricos de grãos (diâmetro 30 mm, quantidade de grãos 2 g).
Aparelho de medição: Kurbelinduktor 5 000 V, campo de
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Os resultados encontram-se registados na Tabela I
Tabela I
Durai HT não tratada tratado com grão 36 0,2% Al^
A resistência especifica Ohm X cm > 12 X io10 0,4 X io10
facilidade de espalhamento ai /° 8 92
8 resistência especifica Ohm X cm >12 X 1010 0,2 X O O •—1
facilidade de espalhamento σ/ /° 12 96
C resistência especifica Ohm X cm >12 X 1010 1,0 X io10
facilidade de espalhamento tf /0 0 96
Durai HT
grão 60
D resistência especifica Ohm X c m >12 X h-< o Ι- Ο 0,9 X io10
fecilidade de espalhamento tf /° 4 96
E resistência especifica Ohm X cm ^12 X 1010 0,6 X io10
facilidade de espalhamento % 54 96
F resistência específica Ohm X cm >12 X 1010 0,9 X io10
facilidade de espalhamento □/ /Q 12 94
Exemplo 2
Procedeu-se como no Exemplo 1 porém utilizando, como grão abrasivo, corindo semi-precioso e efectuando o tratamento com 0,2% em peso de Al^O^ em mistura a seco.
Os resultados encontram-se registados na Tabela II.
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-8não tratado tratado com
0,2% Al2°3
Tabela II
Corindo SJ3 mi-precioso (*r)
Granulometria 36 (Abramant)
A resis tência especifica Ohm X cm >/12 X 1010 0,4 X 1010
facilidade de espalhamento c/ /° 26 96
B resistência específica Ohm X cm >/12 X 1010 1,5 X 10lD
facilidade de espalhamento c/ /° 32 96
C resistência específica Ohm X cm 10 X 101D 0,6 X io10
facilidade de espalhamento σ/ /° 50 97
Exemplo 3
Prepararam-se amostras de grãos Durai HT de granulometria 60 com substâncias hrgroscúpicas (0,3 /u em peso) dissolvendo es sas substâncias em água, adicionando α abrasivo e efectuando a secagem a 2009C.
A facilidade de espalhamento não foi neste caso determinada de forma explicita visto que a conductibilidade superfici al representada pela resistência específica ê suficiente como medida. Os resultados encontram-se registados na Tabela III.
r— bad original
tratado
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-9Tabela III
Durai HT
Granulometria 60 não tratado
Substância FeCl^ 12 X 1010 Ohm X cm <0,02 X 1010 Ohm X cm
NaHCOj 12 X 1010 Ohm X c m <0,02 X 1010 Ohm X cm
MgCl2 12 X 1010 Ohm X cm <0,02 X 1010 Ohm X cm
Ca(N03)2 12 X 101D Ohm X cm <0,02 X 1010 Ohm X cm
Reconhece-se, pelos valores da resistência específica, gue a carga de substâncias higroscópicas poderá ser muito infe rior a 0,5% em peso para se atingir a resistência específica prescrita pelo presente invento. West a óptica preparou-se uma amostra de Durai HT de granulometria 36 com 0,01% em peso de hidrogenocarbonato de sódio:
Durai HT
Granulometria 36 não tratado tratado
NaHCO^ >12 x 10^ Ohm x cm 0,1 x 101° Ohm x cm
Exemplo 4
Uma carga de produção de corindo azul tratado a alta tem peratura, granulometria 36 (Durai HT) foi dividida em duas metades e uma metade tratada de acordo com o presente invento, com 0,2% em peso de ^2^3 (Particula principal d5Q = 20 nm,
BET = 100 +. 15 m‘ 2 / g) por mistura a seco num misturador de queda livre. Com estas amostras produziram-se bandas lixadoras flexíveis sob condições constantes e testaram-se numa lixadora de banda industrial, na lixagem de arestas de chapa de aço (ma terial: DIN 17222 Nr. 10605) com larguras de 3 mm. Como termo de comparação da capacidade abrasiva adoptou-se o comprimento r~
BAD ORIGINAL
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-10máximo de aresta trabalhada assim como a profundidade desgasta da pelas bandas utilizadas. Os resultados encontram-se registados na Tabela IV.
Tabela IV
Durai HT
Granulometria 36 não tratado tratado
Desgaste efectuado em g 930 1170
Comprimento de aresta trabalhada em m 6,2 8,8
(partícula principal d^n = 20 nm,
Exemplo 5
Uma carga de produção de corindo azul tratado a alta tem peratura, granulometria F 24 (Durai HT) foi dividida em duas metades e tratou-se uma metade, de acordo com o presente inven to com 0,2% em peso de A19 0 ζ χ
BET - 100 +_ 15 m /g) por mistura a seco num misturador de queda livre.
Com estas amostras prepararam-se, sob condiçães constantes, discos de corte, como a seguir se especifica.
Composição dos discos
19% em peso de resina fenólica (em pó ou líquida)
68% em peso de grãos abrasivos
13% em peso de material encorpante (carga).
0s granulados que constituíam o material de base foram transformados numa massa homogénea viscosa por adição de resi2 na fenólica líquida e prensados a 200 kg/cm num molde em que se colocaram duas mantas tecidas dos lados exteriores. 0 end_u recimento dos discos efectuou-se como normalmente, num forno, a 190SC.
A capacidade de abrasão foi determinada com o auxílio de uma rebarbadora normal cortando barra de aço cromo-níquel 18/8
BAD ORIGINAL
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-11com uma secção de 50 x 20 mm. Para o efeito foram efectuados por cada disco 10 cortes adoptando-se como medida da capacidade do disco o desgaste apresentado pelo mesmos. Este desgaste é representado em nm de diminuição do diâmetro do disco. Os resultadas encontram-se registados na Tabela V.
Tabela V
Dimensões do disco em mm: Barra de aço cromo-nlquel 10 Cortes Durai HT Granulometria F 24 230 x 2,5 x 22 18/8: 50 x 20 mm
não tratado tratado
Redução do diâmetro
em mm 4 4
6 4
5 4
Média 5 mm 4 mm
Capacidade relativa 100 % 12 0 %
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Claims (9)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1 - Processo de produção de um grão abrasivo à base de óxido de alumínio, caracterizado por se tratar superficialmente o grão com uma substância higroscôpica e/ou hidrófila numa proporção de 0,001 a 5,0% em peso de substância em relação ao peso do grão abrasivo.
  2. 2 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a quantidade de substância utilizada se situar entre 0,1 e 0,5% em peso em relação ao peso do grão abrasivo.
  3. 3 - Processo de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado por a conductibilidade superficial do grão tratado superficialmente, medida pela resistência especifica de grãos amontoados, ser inferior a 3,5 x 101-° Ohm x cm e se situar de preferência entre 0,05 x 101-° e 2,5 χ ΙΟ^θ Ohm x cm.
  4. 4 - Processo de acordo com as reivindicações 1 a 3, carac terizado por a substância higroscôpica utilizada ser um carbonato, hidrogenocarbonato, sulfato, nitrato, fosfato, fluoreto ou cloreto dos metais dos primeiro, segundo ou terceiro grupos principais ou da primeira ou segunda série dos metais de transição da Tabela Periódica.
  5. 5 - Processo de acordo com as reivindicações 1 a 4, carac terizado por a substância higroscôpica utilizada ser um carbonato de sódio, hidrogenocarbonato de sódio, cloreto de magnésio, nitrato de cálcio ou cloreto de ferro.
  6. 6 - Processo de acordo com as reivindicações 1 a 3, caracterizado por a substância hidrófila utilizada ser um óxido metálico finamente dividido, com um tamanho das partículas principais com um valor d^g entre 1 e 500 nm e uma superfície específica, de acordo com a BET, entre 5 e 500 m^/g.
  7. 7 - Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por a substância hidrófila utilizada ser um óxido metálico finamente dividido com um tamanho das partículas principais
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    -13com um valor d^g entre 10 e 50 nm e uma superficie especifica, de acordo com a BET, entre 50 e 380 m^/g.
  8. 8 - Processo de acordo com as reivindicações 1, 2, 3, 6, e 7, caracterizado por a substância hidrófila utilizada ser um dióxido de silício, óxido de alumínio ou óxido de titânio fina mente dividido.
  9. 9 - Processo de produção de produto abrasivo, caracterizado por se revestir, sob um campo eléctrico de 20 000 a 100 000 — em condições de humidade relativa do ar de 30 a 90%, uma base recoberta por um adesivo, com grãos abrasivos produzidos de acordo com a reivindicação 1, revestidos por uma substância hi groscópica ou hidrófila.
PT88032A 1987-07-24 1988-07-19 Processo de producao de grao abrasivo e de produto abrasivo PT88032B (pt)

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