TW397735B - Abrasive grinding wheel comprising alumina abrasive and a vitreous bond - Google Patents

Abrasive grinding wheel comprising alumina abrasive and a vitreous bond Download PDF

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Robert S Lundberg
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Description

與 噴 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 零 爲了 鑽石 之狀 ^ι~ίιι^之參者資料 本發明爲1994年7月20曰提出，正在審查之申請案序號 08/278,529之邪份持續申請案，其爲1995年3月28日提出 之美國專利5,401，284之部份持續申請案。 本申請案有關1991年7月曰頒予之美國專利5,035,723 與1993年4月20日頒予之美國專利5,2〇3,886，其全部説明 書在此併入作爲參考。 發明之領域 本發明係關於研磨輪，特別是含具有改良角部維持性 質之氧化料磨玻料之研磨輪。本發明進—步包括允許 改艮機械強度與改良角部維持性質之結合料组合物。 技術之回顧 精密移動零件設計爲以較高之輪出、較高之效率、 較長之服務進行。這些零件爲，例如，引擎（内姨機、 射與電動）、傳動車（傳動與差動）、及㈣表面。爲了付 =些要求零件必須以改良之品質而製造，包括具有 較糸尺寸公差〈較佳/較強設計。爲了得到這些公差， 件以較佳品質材料製造’以接近淨或最終形狀盘尺寸。 研磨輪經常用於完整零件之製造，或給予最铁尺寸 破化或玻㈣結研磨輪爲最常用於金屬零件之輪。 ::以研磨輪這聲型式之精確零件’零件之負像一 =研f於輪面。因爲被製造之零件取爲研磨輪之 卜”研磨輪儘量長時間維持形狀爲重要的。理想 "用中國國 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
2 五、發明説明（ :則爲製造具有確實尺寸公差及無材科損壞之精確零 、研磨輪一般在輪之角部或曲線形狀減退或失敗。標 熔融氧化鋁研磨產物可在輪之角部發生重大改變之^， 持續二或三片之研磨。因此，研磨機械之操作者可^每 ^之後設定輪之修整’以避免缺陷。使用較高性能溶膠 乳化铭研磨玻料製造之輪，在輪之角部之改變並不明 直到研磨四或五片後’而且研磨機械之操作者可計 :在研磨三片後修整這些輪•雖然溶膠氧化銘輪之修整 =率降低特徵爲高於標準研磨輪之改良，氧化域經修 正^貝失及在修整頻率降低之進一 鋁研磨輪之希望目標。 聚……化 間之角部或形式維持性氧化銘輪，使得修整 =延伸。因此，本發明之目的爲製造具有改良角部 :激ΐ維持性之氧化銘研磨玻料輪。本發明之另—目的 可與氧化銘研磨破料輪使用之結合料， π或形式維持性。 •ii塑之概要 勺：：月係關於玻化結合料研磨輪，其中研磨玻料部份 氧化銘(”德氧”)磨科，而且其中輪具有改良之負 性特徵與機械性質。本發明進-步包括在 式；玻化結合料輪，允許改良之角部或形 持性與機械性質之結合科組合物。 无明 A7 B7 五、發明説明（ 圖1略示地描述在角部維持性試驗使用加工片之研磨輪 角部研磨。 請 先 聞 讀 背 之 注 意 I Ιι 本 頁 圖2略示地描述在角部維持性試驗，研磨輪之角部半徑 接觸加工片表面之部份。 10 代表研磨輪 12 代表加工片 14 代表切點寬度 16 代表進料 18 代表角部半徑 - 21-26 代表研磨輪經加工片之增量前進 30 代表角部半徑 . 訂’ 32 代表接點高度 發明之詳細説明 本發明之玻化結合料磨體包含氧化鋁玻料。氧化鋁玻 料在此技藝爲已知的。在此使用之溶膠氧化鋁玻料亦爲 已知及適當的。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 溶膠氧化鋁玻料可晶種或非晶種。溶膠氧化鋁表示包 含膠化氧化鋁單水合物之溶膠以形成凝膠，其然後乾燥 及燃燒而形成α氧化銘而製造之氧化銘。 起初之溶膠可進一步包括達15重量％之尖晶石、富鋁紅 柱石、二氧化镇、氧化鈇、氧化鎂、稀土金屬氧化物、 氧化錯·粉末或氧{I：錯·先質（其可大量加入，例如，40重量 %)、或其他相容添加物或先質。這些添加物經常包括以 修改如破裂韌性、硬度、脆性、破裂機械性、或乾燥行 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標率（CMS ) Α4規格（210Χ297公釐） 4 A7 五、發明説明（ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 爲之性質。 ,一开7成知膠’其可藉任何方便之方法布成形，如壓 .製、棱製或擦製’然後小心地乾燥以製造所需形狀之末 裂解體。 凝膠可成形並且切成燃燒用之適當尺寸，或僅散佈成 任何方便足形狀及乾燥，一般在低於凝膠起泡溫度之溫 度任何脱水方法，包括溶劑萃取，可用以去除凝膠之 自由水以形成固體。 固體乾燥後，可切割或機製以形成所需形狀，或藉任 何適S之裝置而壓碎或破碎，如鎚或球磨機，以形成顆 粒或梪。可使用粉碎固體之任何方法。 成形後，所需之凝膠然後煅燒以實質上去除所有之揮 發物，並且將粒之各種成份轉化成陶瓷（金屬氧化物）。乾 燥之凝膠通常加熱直到自由水與大部份之結合料水去 除。烺燒之材料然後藉加熱而燒結，並且保持於適當之 溫度範圍内，直到實質上所有之α氧化鋁單水合物^化 成汉氧化鋁。 如前所述，溶膠氧化鋁可晶種或非晶種。使用晶種溶 膠氧化鋁，晶核生成位置愼重地引入或在氧化鋁單水合 物分散液原地製造。晶核生成位置在分散液之存在降低 形成π氧化鋁與製造相當細結晶結構之溫度/。 - 適當I晶種在私技藝爲已知的。通常其具有儘可能接 近α氧化紹之結晶結構與晶格參數。使用之晶種包括， 例如’粒狀《氧化銘、《氧化鐵（Fe203)、“氧化銘或α 請 先 閲 讀 背 之 注 意 事 項 再 旁 丨裝 訂 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Α4規格（210X297公楚）
經濟部中央標準局員工消費合作社印製 氧化鐵之先質，其各在低於氧化鋁單水合物轉化成π氧 化鋁之溫度轉化成π氧化鋁或α氧化鐵。然而，這些晶 種型式如描述而非限制。有效之晶種顆粒較佳應爲次微 米尺寸。 幸父佳爲，如果使用晶種溶膠氧化鋁，晶種材料之量應 不超過約10重量％之水合氧化鋁，而且對於超過約5重量 /〇之量通常無盈·處。如果晶種爲適當地細（較佳爲每克約 6〇平方公尺或更多），較佳爲使用約〇.5至1〇重量％之量， 以約1至5重量％更佳。晶種亦可以在低於形成轉化成λ氧 化銘之溫度的活性晶種形式之先質形式加入。 非Η曰種落膠氧化銘磨料亦可用於一些.情形。此磨料可 藉以上之相同方法而製造，除了晶種顆粒之引入，足夠 足稀土金屬氧化物或其先質可加入溶膠或凝膠，以在燃 燒後提供至少約〇·5重量％及較佳爲约j至3〇重量％之稀土 金屬氧化物。 本發明之研磨輪包含氧化鋁研磨玻料及視情形之—或 更多次要磨料。研磨輪包括磨料、結合料、多孔性、及 可能之其他填料與添加物。用於可包括次要磨料之輪之 磨料量可廣泛地變化。本發明研磨輪之組合物較佳爲含 有約34至約56體積％之磨料，更佳爲含有約4〇至約54體積 磨料’及最佳爲含有約44至約52體積％之磨料。 铭質磨料較佳烏提供輪中約5至約1〇〇體積％之總磨料， 而且更佳爲輪中約30至約70體積％之總磨料。 次要磨料較佳爲提供輪中約〇至約95體積％之總磨料， -8 - 本紙張尺度適用中丽 靖先閱讀背面之注意事項再"寫本頁} •裂. ·.訂 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 Α7 Β7 五、發明説明（） 〜·~一~~- 6 而且更佳爲輪中約3〇至約观積％之總磨m用之次 要磨料包括，例如，碳化珍、立方氮化蝴、鑽石、遂 石、石梅石、與氣泡氧化銘。然而，這些次要磨料實例 爲指；述而非限制。 . .研磨輪之組合物通常含有多孔性。本發明研磨輪之組 合物較隹爲含有約0至約68體楱％之多孔性，更佳爲含有 約28至約56體積％之多孔性，及最佳爲含有约3〇至約53體 積％之多孔性。多孔性藉材料之;天然填充密度而提供之天 然間隔，及，例如，中空玻璃顆粒、研磨核桃殼、塑膠 材料或有機化合物之顆粒、發泡玻璃顆粒、與氣泡氧化 鋁之習知孔誘導介質而形成。然而，蟑些孔誇導之實例 爲描述而非限制。 本發明之研磨輪與玻化結合料結合料0使用之破化結 合料極有助於本發明研磨輪輪之改良角部或形式維持性 特徵。結合料用之原料較佳爲包括肯德基球黏土 6號、霞 長石、矽酸鈉粉末、碳酸鋰、燧石、矽灰石、與姑尖晶 石。這些材料組合含有以下之氧化物：Si02、A120 3、 Fe203、Ti02、CaO、MgO、Na2〇、K2〇、Li2〇、B2〇3、 與Co◦。研磨輪之組合物較佳爲含有約3至約25體積％之 結合料，更佳爲含有約4至约2〇體積％之結合料，及最佳 爲含有約5至約18.5體積％之結合料。 燃燒後之結合料含有大於約4 7重量％之si〇2，較佳爲約 5 2至約6 2重量％之Si〇2，更佳爲约5 4至約6 0重量％之 Si02，及最佳爲約5 7重量％之Si02 ;少於約1 6重量％之 -9 - 本紙張適用中國國家標準（CNS )从祕（21〇><297公幻 (請先閲讀背面之注意事項#灰窝本X) .裝· 訂 A7 B7 五、發明説明（） 7 經濟部中央梂準局員工消費合作社印製
Al2〇3，較佳爲約12至約16重量％之Al2〇3，更佳爲约13 至约1 5重量％之A1203，及最佳爲約14.4重量％之A1203 ; 較佳爲約7至約1 1重量％ tNa20，更佳爲約8至約1 0重量· %之Na20，及最佳爲約89重量％之Na20;少於約2.5重量 %之K：2〇，較佳爲約〇·〇5至约2.5重量％之〖20，更佳爲約 1至約2重量％之κ20，及最佳爲約^重量％之κ2〇 ;大 於約2.0重量％之Li2〇，較佳爲約2.0至约1 〇.〇重量％之 Li20 ’ #父佳爲約2.0至約3.4重量％之Li20，更佳爲約2.0至 約2.7重量％之up，及最佳爲約2.2重量；少於 約1 8重量％之B 2 〇 3，較佳爲約9至約〗6重量％之B 2 〇 3，更 佳爲約11至約14重量％<B2〇3，及最佳.爲約12.6重量％之 B 2〇 3 ;較佳爲約〇至約2重量％之c〇〇，更佳爲約〇 5至約 1.3重量％之(：〇0，及最佳爲約〇 9重量％2C〇〇。氧化鈷 (CoO)對本發明並生必要的，因爲僅作爲著色劑而包括。 在玻化結合料中之其他氧化物，如Fe2〇3、丁丨〇2、Ca〇、 與MgO,爲原料中之雜質，其在製造結合料並不重要。 結合料亦對使用溶膠或熔融氧化鋁磨料製造之研磨輪提 供增加之機械強度。 _ 研磨輪藉此技藝已知之方法而燃燒。燃燒之條件主要 由使用之實際結合料與磨料決定。玻化結合料體進一步 亦可以習知方法浸潰於研磨助劑，如硫，或媒液，如環 氧基樹脂，以攜帶研磨助劑至輪之孔内。 生成之研磨輪出乎意料地具有可定量與定性地測量之 改良角部或形式維持性質。雖然研磨輪角部之形狀改變 -10-
-----------裝-- r:J (請先聞讀背面之注意事項，再资寫本頁) • ml ml 1------ I I «I . — - - 1 - I ml A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（） 8 己視爲研磨輪之失敗標準，其並非並量試驗’因爲形狀 之改變僅在顯微鏡下觀察及藉指尖或鉛筆端定性地感 覺。因此已發展定義及定量輪角部失敗模式用之試驗。 此試驗以固定之進料速率測量"徑向磨損”與"磨損面積 ”。在進一步定義試驗研磨輪及建立可測量類似研磨輪之 標準之试驗’試驗條件如下： 研磨機：Bryant Lectraline™ LL3 I.D./O.D.，10馬力研磨 機 濕磨：5-7% Trim MasterChemic—al™ VHP E200，使用水 研磨之加工片材料：43 3 0 V曲軸鋼，Rc 28至32 加工片零件尺寸：4英叶外徑 自加工片角部之研磨寬度：〇.〇〇9英吋 研磨輪之角部半徑：0.110英吋 零件速度：200 sfpm 至零件之進料速率：0.0133英叶/秒 修整之輪面：在4600 rpm以〇.〇〇2英吋/秒之修整速率之 轉動鑽石輥（11?(3 2993)而得〇.11〇半徑 輪速：12,000 sfpm' 每次試驗之研磨數：達12 每次研磨之進料：0.04英吋 角部維持性試驗設計爲測量研磨輪之角部在研磨操作 時維持其形狀之寧度。形狀維持性藉兩個量而測量，:押 向磨損"與”磨損面積"。圖1爲加工片12，例如，曲轴，僅 用研磨輪10之角部研磨之略圖。在21_26之處表示研磨5 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（2i〇x297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁} :裝 訂 五、發明説明（） 9 經加工片之增量前進，21-22表示1次研磨。研磨14自加 工片角部之寬度爲0.009。進料16爲每次研磨〇〇4英吋。 研磨輪10之角部半徑18爲〇.11〇英吋。圖2描述在角部雒持 性試驗，研磨輪10之角部半徑30接觸加工片12表面之部 6。研磨14之寬度，圖丨之八與c間之水平距離，爲自試驗 加工片材料去除之金屬厚度。接點32之高度，圖2之 間（垂直距離，爲在一次研磨結束時，接觸試驗加工片 材料之研磨輪部份之高度。爲了定量角部維持性，在以 上才曰疋之研磨條件下進行兩次測量。此二次測量爲”徑向 磨損”與"磨損面積"。 " 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 磨損面積爲研磨輪角部外形在加工片研磨後之面積改 變。對特定之接點32高度、.角部半徑18、與切點14之寬 度，磨損面積以AEBDA限制之面積而描述於圖2。徑向磨 損爲點A與B間之角部半徑18最大改變之測量。此量描 述於圖2,徑向磨損等於DE，其中點£爲點間角部半 ^特定之接點32高度之最大改變。磨損面積與徑向磨 f藉由在各研磨後研磨瓷碑聯，以得到輪之外形而測 里。聯在光學比較器上以5GX之倍數追蹤。得自追縱之磨 損面積以平面儀測量，而且得自追縱之徑向磨損以卡钮 測量爲最大徑向磨損。 數據表示於實例；藉由證明新輪在達到可血栌準氧化 館與溶膠氧化铭研磨輪比較之徑向磨損與磨損：積前可 f行之㈣意料之增量研磨，定量地顯示氧化㈣溶勝 氧化鋁研磨輪之改良角部維持性。 -12 本紙張尺度適财關家縣（CNS ) ( 、發明説明（) 10 爲了使熟悉此技藝者較佳地了解本發明之 二:非限制之方式，提供以下之實例。此技藝已知= 夕月景資訊可在在此所列之參考資料與專利發現，4 此併入作爲參考。 .All 製造樣品以用於試驗，及比較新結合料與晶種溶膠磨 枓用之Norton標準商業結合料之破裂模數。新結合料且 有粉狀玻璃玻料之預燃组合物（破料具有412重量％之 Si〇2、39.9重量％(丑203、5.1重量％之 Al2〇3、1〇 3重量 ％ 之Na2〇、1.3重量％之Li2〇、2.1重量％冬Mg〇/Ca〇、及殘 量K2〇之组合物）、27.7重量％之霞長石、2〇重量％之肯德 基球黏土 6號、10重量。/〇之梦酸納粉.末、4 · 7重量％之璲石 (石英）、4.3重量％之碳酸鋰、1重量％之矽灰石、與2重量 °/〇之鋁酸姑尖晶石。霞長石、肯德基球黏土 6號、矽酸 鈉、燧石、碳酸鋰、與矽灰石之化學組合物示於表工。 -----------裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 •i, 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -13 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 _B7五、發明説明（) 11 表 I 氧似匆 (wt%') 長霞石 肯德細 雜土 石夕磁内 璲石 竣_ 石夕灰石 Si〇2 602 6^.0 762 99.6 505 Α12〇3 232 232 02 03 Na20 10.6 02 m 02 K20 5.1 0.4 - Li20 40.1 MgO 03 0.1 CaO 03 0.1 469 雜質 0.1 3.4 0.1 0.1 09 燃燒之損失 0.4 &7 0.1 59.6 09 (請先閱讀背面之注意事項善填寫本頁) .裝. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 結合料藉由在Sweco振動研磨器乾燥掺合原料3小時而 製造。結合料混合60份包括晶種溶膠氧化鋁與高純度熔 融白氧化鋁磨料之1對1摻合物之玻料磨料。其進一步在 Hobart N-50糰塊混合器（2公斤混合物之容量），以.低速混 合粉狀糊精黏合劑、液體動物膠、與0.1 %之乙二醇作爲 濕潤劑。混合物經14篩目網篩選，以破碎任何塊狀。混 合物然後在三孔棒模组成壓成4"χΓ'χ1/2πΚ寸之棒。棒在 以下之條件下燃燒，以每小時40°C自室溫至1000°C，在 此溫度保持8小時，然後於週期窯中冷卻至室溫。亦使用 上列之步驟，以Norton標準商業結合料製成樣品棒。 棒在具有3"支撑盤、Γ負載盤、及於每分鐘0.050"十字 頭速度之負載速率之4-點彎曲鑽模，於Instron 4204型機 械試驗機無凹痕試驗。樣品以範圍爲10重量％至30重量％ 膜料棒之燃燒結合料含量進行。結果如下示於表II及圖 2 : -14- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（） 12
表 II 強度結果 破裂模數對燃燒結合料含量 psi) 燃燒，结贫斗 rwt%') 鮮結餅 新結辦牛 0.100 9.1 6070 6336 0.150 13.0 6813 6881 0.200 16.7 6737 7298 0.250 20.0 2776 6723 0.300 23.1 7262 實例2 製造研磨輪以用於試驗，及比較新結合料與晶種溶膠 磨料用之Norton標準商業·結合料之磨損面積與徑向磨 損。新結合料具有用於實例1之新結合料之相同組合物。 結合料藉由在Sweco振動研备器乾燥摻合原料3小時而製 造。結合料混合至磨料混合物内。此磨料混合物包括 76.56重量％之磨料（包括50重量％之晶種溶膠120玻料纖 絲、43.54重量％之70玻料高純度白熔融氧化鋁、及6.46 重量％尺寸比36篩目細之氣泡氧化鋁之摻合物）、18.47重 量％之結合料、1.38重量％之糊精、3.06重量％之液體動 物膠、0.34重量％之水、與0.18重量％之乙二醇。混合物 鑄成 10"- 3/16" X 0.580” X 5.025"之輪，具有 2.190 克/cc 之 壓胚密度。壓胚狀態之輪自室溫以每小時40°C燃燒至 1000°C，保持8小時，然後於週-期窯中冷卻至室溫。 亦使用藉由在Norton製造器使用標準製法，乾燥摻合原 料而製造之Norton標準商業結合料，製成研磨輪。結合 料混合磨料混合物。此磨料混合物包括76.27重量％之磨 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再續寫本頁) .裝. 訂 A7 B7 五、發明説明（） 13 ' 料（包括50重量％之晶種溶膠120玻料纖絲、43.54重量％之 70玻料高純度白熔融氧化鋁、及6.46重量％尺寸比36篩目 細之氣泡氧化鋁之摻合物）、20.34重量％之結合料、0.92 重量％之糊精，2.30重量％之混合物（包括40重量％之液體 動物膠、3 0重量％之粉狀順丁婦二酸、與3 0重量％之水之 混合物）、及0.1 8重量％之乙二醇。此標準輪設計爲複製 相對8 1重量％磨料與19重量％玻璃之組合物之實驗輪。輪 使用具有900°C之燃燒均熱溫度之製造循環燃燒。研磨輪 在説明書所列之條件下，_於Bryant Lectraline LL3 I.D./O.D.(10馬力）研磨機，濕圓筒直進研磨而試驗。結果 顯示改良之角部維持性，並且示於表II丨與IV如下：
表 III 徑向進料對磨損面積（in2) 磨損面積（i η 2) (請先閱讀背面之注意事項再别馬本頁) •裝- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 徑向進料 標準結合料 新結合料 (in) #1 #2 #3 0.36 .000062 .000043 .000053 .000038 0.40 .000078 .000066 .000062 .000048 0.44 .000084 .000071 .000067 .000051 0.48 .000097 .000084 .000080 .000059 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） A7 B7 五、發明説明（） 14 表 IV 徑向進料對徑向磨損（in) 徑向磨損（in) 徑向進料 標準結合料 新結合料 (in) #1 #2 #3 0.36 .0024 .0021 .0022 .0014 0.40 •0027 .0024 .0022 .0018 0.44 .0032 .0027 .0022 .0019 0.48 •0034 .0026 .0024 .0020 實刺3 - ------------裝-- - ΠΜ-(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 製造研磨輪以用於試驗.，及比較新結合料與晶種溶膠 磨料用之Norton標準商業結合料之磨損面積與徑向磨 損。新結合料具有與用於實例1之新結合料相同之組成。 結合料藉由在Sweco振動研磨器乾燥摻合原料3小時而製 造。結合料混合至磨料混合物内。此磨料混合物包括 83.56重量％之磨料（包括25重量％之晶種溶膠氧化鋁70玻 料、25重量％之晶種溶膠氧化鋁80玻料、及50重量％之高 純度白熔融70玻料氧化鋁之摻舍物）、12.47重量％之結合 料、0.84重量。/。之糊精、2.97重量％之液體動物膠、與 0.17重量％之乙二醇。混合物鑄成10- 3/16Π X 0.580" X 5.025"之輪，具有2.341克/cc之壓胚密度。壓胚狀態之輪 自室溫以每小時40°C燃燒至10Q0°C，保持8小時，然後於 週期窯中冷卻至室溫。 亦使用藉由在Norton製造器使用標準製法，乾燥摻合原 料而製造之Norton標準商業結合料，製成研磨輪。結合 -17- 訂 &, 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 五、發明説明（） 15 料混合磨料混合物。此磨料混合物包括83.68重量％之磨 料（包括25重量％之晶種溶膠氧化鋁70玻料、25重量％之 晶種溶膠氧化鋁80玻料、及50重量％之高純度白熔融70玻 料氧化鋁之摻合物）、13.82重量％之結合料、0.50重量％ 之糊精、1.82重量％之混合物（此混合物包括40重量％之液 體動物膠、30重量％之粉狀順丁烯二酸、與30重量％之 水）、及0.1 8重量％之乙二醇。此混合物然後壓成輪（具有 如以上以新結合料製造之輪之相同尺寸），並且使用具有 900°C之燃燒均熱溫度之製造循環燃燒。此標準輪設計爲 複製相對87.4重量％磨料與12.6重量％玻璃結合料之組合 物之實驗輪。研磨輪在説明書所列之條件下，於Bryant Lectraline LL3 I.D./O.D.(10馬力）研磨機，濕圓筒直進研 磨而試驗。結果顯示改良之角部維持性，並且示於表V與 VI如下：
^__V 徑向進料對磨損面積（in2) 磨損面積（in2) (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) ·_装. '訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 徑向進料 標準結合料 新結合料 fin) 0.20 #4 #5 .000066 0.24 .000049 .000080 0.28 .000064 .000084 0.32 .000069 - 0.36 .000074 .000100 .000045 0.40 .000084 .000130 .000054 0.44 .000099 .000140 .000075 0.48 •000100 .000170 .000100 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準[CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（ ) 16 表 VI 徑向進料對徑向磨損（in) 徑向磨損（in) 徑向進料 標準結合料 新結合料 (in') #4 #5 - 0.20 ------- .0025 0.24 .0018 .0031 0.28 .0019 .0037 0.32 .0025 ------- 0.36 .0024 .0036 .0015 0.40 .0029 .0044 .0021 0.44 .0027 .0043 - .0022 0.48 .0034 .0048 . .0027 實例4 製造溶融氧化銘研磨輪， 以在商業操作條件下試驗， 而比較新結合料與製造形式維持性應用之Norton標準商 業結合料。 新結合料具有如實例1之相同组成，除了其不 含鋁酸鈷尖晶石陶瓷顏料（即 ，結合料爲透明之玻璃）外。 結合料藉由在Norton製造器使用標準製法乾燥摻合原料 而製造。此磨料混合物包括85.8重量％之100玻料磨料（包 括50%商業棕熔融Al2〇3與50%熔融白Al2〇3之摻合物）、 10.5重量％之結合料、1.41重量.％之糊精、1.70重量％之液 體動物膠、 0.47重量％之水 、與0.13重量％之乙二醇。混 合物鑄成2C -1/4 X 1 X 11-3/4"之輪，具有2.182克/立方公 分之壓胚密度。壓胚狀態之輪自室溫以每小時20°C燃燒 至 1000。。， 保持8小時，然後於週期窯中冷卻至室溫。 -19- 訂| 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 讀 先 聞 讀 背 之 注 意
In 本 頁 B7 B7 17 五、發明説明（ 請 先 閲 讀 背 面 之 注 意 || 本 頁 亦使用藉由在Norton製造使用標準製法，乾燥摻合原料 而製造之Norton標準商業結合料，製成研磨輪。結合料 混合磨料混合物。此磨料混合物包括85.5重量％.用於新結 合料之相同100玻料磨料、10.83重量％之結合料、1.84重 量％之糊精、1.73重量％之水、及0.09重量％之乙二醇。 所得之標準輪含有比實驗輪（10.46重量％)稍多之燃燒結合 料玻璃（11.15重量％)。 輪使用具有1225°C之燃燒均熱溫度之製造循環燃燒。 研磨輪在商業軸承環研磨器軸承環之濕O.D.圓筒研磨 試驗。軸承環由硬化至Rc 58-60之52100軸承鋼製造。 訂 切割之研磨深度對各軸承環爲粗切.005n及整修.002"。 研磨條件包括12,000 sfpm之輪速、在5%濃度與水之商業 合成油冷卻劑、及商業反鍍60/80篩目鑽石輥修整.機。製 造尺寸與表面整修（4至6 RMS)公差内之零件之結果爲：
表 VII 結合料_修整深度或補償_每次修整之零件 標準 .002” 10 實驗 .001" 30 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 因此，使用氧化鋁磨輪時，一半之切割修整補償及每 次修整間隔之三倍零件數量，對實驗結合料生成六倍 (即，兩倍輪壽命X每次修整間隔之三倍零件）性能改 良。 ： . 實例5 製造研磨輪以用於試驗，及比較新結合料與晶種溶膠 20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（) 18 磨料用之Norton標準商業結合料之磨損面積與徑向磨 損。新結合料具有用於實例1之新結合料之相同組成。結 合料藉由在Norton製造器乾燥掺合原料而製造。結合料 混合至磨料混合物内。此磨料混合物包括83.53重量％之 磨料（包括75重量％之70玻料與25重量％之80玻料高純度 單晶熔融氧化鋁之摻合物）、12.61重量％之結合料、0.84 重量％之糊精、2.25重量％之液體動物膠、0.65重量％之 水、與0.13重量。/〇之乙二醇。混合物鑄成10” - 3/16" X 0·580" X 5.025”之輪，具有2.333克/cc之壓胚密度。壓胚 狀態之輪自室溫以每小時40°C燃燒至1000°C，保持8小 時，然後於週期窯中冷卻至室溫。 _ 亦使用藉由在Norton製造器使用標準製法，乾燥摻合原 料而製造之Norton標準商業結合料，製成研磨輪.。結合 料混合磨料混合物。此磨料混合物包括87.05重量％之磨 料（包括50%之7 0玻料與50重量％之8 0玻料高純度熔融單 晶氧化鋁之摻合物）、14.28重量％之結合料、0.52重量％ 之糊精、1.7 1重量％之混合物（此混合物包括40重量％之液 體動物膠、30重量％之粉狀順丁烯二酸 '與30重量％之 水）。此混合物鑄成10- 3/16" X 0_580·' X 5.025’'之輪，具有 2.323克/cc之壓胚密度。此標準輪設計爲複製相對87.5重量％ 磨料與12.5重量％玻璃之組合物之實驗輪。輪使用具有900°C 之燃燒均熱溫度表製造循環燃燒。研磨輪在説明書所列 之條件下，於 Bryant Lectraline LL3 I.D./O.D.(10 馬力）研 磨機，濕圓筒直進研磨而試驗。結果顯示改良之角部維 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） · (請先閲讀背面之注意事項再•本頁) .1,裝. 訂 徑向進料（in) 標準绪'合料 新結合料 0.12 .000063 .000033 0.16 .000084 0.20 .000088 .000047 0.24 .000089 .000054 0.28 •000110 .000058 0.32 .000115 .000090 397735 A 7 B7 五、發明説明（) 19 持性，並且示於表VIII與IX如下：
表 VIII 徑向進料對磨損面積（in2) 磨損面積（i η 2) 表 IX 徑向進料對徑向磨損（英吋） 徑向磨損（in) 徑向進料（in) 標準結合料 新結合料 0.12 .0020 .0012 0.16 .0027 0.20, •0032 ' .0020 0.24 •0030 .0024 0.28 .0036 .0027 0.32 .0038 .0033 應了解，各種其他之修改對熟悉此技藝者爲明顯的， 而且易於進行，兩不背離本發明之範圍及精神。因此， 並不意圖所附申請專利範圍之範園限於以上所述之説 明，而是申請專利範圍包含本發明之專利新穎性之所有 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉Α4規格（210Χ 2.97公釐） (請先閱讀背面之注意事項再本頁) 訂 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 3977S5 ' A? B7 五、發明説明（） 20 特點而建立，包括被熟悉此技藝者如等於有關本發明所 處理之特點。 (請先閲讀背面之注意事項再本頁) 裝.
、1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

  1. 象 397735 第85105222號專利申請案 申請專利範圍修正本(89年4月） 六、申請專利範圍 ί--- 1. 一種研磨輪，包含氧化鋁磨料與玻化結合料，其中燃 燒後之玻化結合科包含大於約47重量。/〇之Si〇2，少於 约16重量％之Al2〇3，約05至約2 5重量％之艮2〇，約 2.0至約1〇.〇重量％之Li2〇 ,及約9至約16重量％之 B2〇3 ’及其中此研磨輪實質上不含溶膠氧化鋁磨粒。 2 ·根據申請專利範圍第丨項之研磨輪，其中氧化鋁為熔 融氧化銘。 3.根據申請專利範圍第2項之研磨輪，其中氧化鋁為棕 熔融氧化鋁與白熔融氧化鋁之混合物。 +4.根據申請專利範圍第2項之研磨輪，其中包含約34至 56體積％之氧化銘磨料。 5·根據申請專利範圍第1項之研磨輪，其中研磨輪含有 約3至約2 5體積％之玻化結合料。 6 .根據申請專利範圍第1項之研磨輪，其中燃.燒後之玻 化結合料包含約52至約62重量％ tSi〇2，及約.12至 約1 6重量％之A12〇 3。 ---------.¾-- (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) —訂 經濟部中央標隼局負工消費合作社印装 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐）
TW085105222A 1995-05-25 1996-05-01 Abrasive grinding wheel comprising alumina abrasive and a vitreous bond TW397735B (en)

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