TW482820B - An abrasive article for precision grinding, a method of manufacturing the same and a method of precision grinding. - Google Patents

An abrasive article for precision grinding, a method of manufacturing the same and a method of precision grinding. Download PDF

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Stephen E Fox
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Description

五、發明說明（1) . 技銜範圍 本發明纟Μ於用於精密 其係關於以-種潤滑成分填c工具。更特定言之， 進磨蝕性能，尤、兄之破璃化黏合磨蝕工呈以 兀以在乾研磨程序中為然。 /、Μ汉 發明背景 ^ 精密研磨作業以頗、高速率自：; :確形狀之成品物件其具有特定：：：：除金屬’以達成 磨之代表性例包括修韩承組件及性：。精密研 是。時常使用冷卻劑及潤滑劑 。西“至做公 率。 Ν Μ汉進精密研磨金屬件之效 溫：：：：滑之一種11濕Η方法包括在切削期間以大量之低 體是1/種3再循環液體連續淋浴該研磨區域。典型上該液 磨區试、、曰I組合物含低濃度之加工助劑。該液體降低研 該:1皿又以保缦工具及加工物件不致熱降解。其也沖洗 =工^以帶走細鐵屑其反之可能使磨蝕劑鈍化，倘若任由 /、填充磨钱劑顆粒間之空隙或焊接至顆粒表面上。 、、/愚研磨有彳艮多缺點，略舉數端，操作該程序是髒亂的； 必須回從該液體供再使用成以不妨害環境之方式棄置；程 序助劑之存在構成回收困難及增加操作成本；水性液體能 腐蝕研磨機器之某些部分；及在甚寒冷的周遭環境中以該 液體從事作業不是愉快舒適之事。 、也可以藉一種，，乾"方法達成精密研磨。沒有自外界施力t 液體沖洗流至研磨區域。乾研磨熱敏性或難以研磨之金眉 (造如不錄鋼）時，仍需要骨研磨區域。為達成此满滑个
4δΖδΖυ 五、發明說明（2) 用，傳統上已經藉周期性 面供應㈣劑至該局部研^ \固m斧劑至研磨1具之± 充適當的磨蝕劑之孔隙諸：在：璃=以選用之添力 使用化學品諸如硫、及苴 破缡性磨蝕工具中者。、 荷載及磨蝕劑之砑光，使這些添加劑降低 傷。時常是在加熱該黏合劑之後 切削及降低發生燒 劑以防止添加劑之熱降解，及以二至該磨麵 劑之適當成型。 许在工，、衣作期間磨餘 由於潤滑劑是直接沈積於 少量潤滑劑之有利特點=磨區域，乾研磨提供耗用極 帶至研磨區域，1不带要旦=，由於潤滑劑不是在冷水中 於孔隙中，尤其是低：度；者是’添加劑置 具中。於長時期後添加劑匕：：長時期留置於磨独工 其可能在長時間後部分或完全自=輪中分佈不均勾二及 作業之磨蝕磨輪從事乾铲急了两苓出。在使用以咼速 向於驅出位於孔；；；==:重要應用中’離心力傾 飛測工作區域及減低在研^ ^拉添加劑。驅出之添加劑 旦# ^ -研磨點位利助研磨之可得添加劑 ^望能提供-種玻璃性黏合磨蝕磨輪，复是充錢以主 要：低黏度湖:!劑之均句分佈濃度及其能在該磨蝕工具之 全奇期間輸送這些潤滑劑至研磨點位。 已經有多種材料經建議作為孔隙性磨蝕工i之添加劑以 改進研磨性能。石虫鼠是此類材料之—例。見例如授予 KatZenstein之美國專利Ν〇·_Α-1>3 2 5,5 〇3。石蠟於較低溫 度發黏及會造成研磨輪之表面之荷載，在精密研磨程序中 482820 五、發明說明（3) 是一種不受歡迎的特性。有報告稱硬脂酸物料較石壤為 優：A· Kobayashi 等，Annals of The C. I. R. P,，卷 XI I I，ρρ· 425-432，1 9 6 6。 授予Kunimasa之美國專利No·-A-4，190,986教導藉加一 種較高脂肪酸及較高脂肪醇之加熱混合物至樹脂黏合之磨 石之孔隙中，可以達成研磨效率之改進及減低被加工件燒 傷。該專利揭示，不像樹脂黏合之工具，玻璃化黏合之工 具不展在研磨效率方面有所改進。在玻璃化黏合工具中， 據報告該添加劑之功能只是作為一種潤滑劑，及未觀察到 改進研磨效率。 授予Bara tto之美國專利No .-A-3, 502 ,453揭示含空球禮 填充以潤滑劑，諸如SAE 20油包封於一種尿素-甲醛膠囊 中’之樹脂黏合磨I虫工具。授予S i 〇 u i之美國專利 W Q · - A - 3，6 6 4，8 1 9揭示石墨用於樹脂黏合之超級磨钱工具 中。在乾研磨作業期間石墨改進研磨效率及潤滑被加工 件。 授予Wirth之美國專利Ν〇· -A-4, 2 3 9, 5 0 1教導施周亞硝酸 納與一種蠟，諸如石蠟、蠟劑、及硬脂酸或微晶蠟之一種 組配至磨蝕工具之切削表面。 已知硫是金屬件之精密研磨之極佳潤滑劑。在A. Younis 等 ^ Lransact i ons of the CSME，卷9，N〇.l， PP· ，1 9 8 5中，報告硫作為一種研磨助劑填充至研磨 具中疋優於壤及凡立水。然而，使用荷載疏之工具，尤 其是南迴抹速率磨蝕磨輪，之先前嘗試曾有問題。因為於
482820 五 '發明說明（4) 研磨溫度燃燒，含硫磨蝕工具只用於濕研磨程序。時常只 在短時間作業後，離心力傾向於在一個磨輪内重新分布 硫。因為硫之密度頗高，該磨輪可能變成不平衡，開始卡 搭作響抖動，及變成不能從事精密研磨。 已使用硫化之切削油作為硫之替代品以填充磨钱劑研磨 輪，以避免平衡問題，但這些油通常有低黏度。因此以此 類油荷載之磨钱磨輪有以上所討論之缺點。 當使用基於硫之程序助劑時，於高速率精密研磨濕研磨 是較可取的方法。正常是以一種水可溶或可分散、低黏^ 金屬切削油之形狀使用該硫，其是與冷卻劑混合。此^ $ 之非常無效率的使用，因為必須加入過量之硫化油至大容1 冷：劑考硫也是一種環境污染劑及在將廢冷卻劑 棄置之刖必須經處理以移除硫化物料。 4 於是，先前技藝中之研磨添加力 一 黏合之磨蝕工具供精密研磨作業已經士入:供=於玻璃化 是由於硫之環境影響及宜他有二兀王7人滿意.，尤其 隨著在1 98 0年代‘二二文研磨助劑變為更難處理。 場，對供用之精密研磨作要之2膠乳化鋁磨蝕劑顆粒登 甚至更迫切。含種晶或非^ s文良的研磨助劑之需求成為 劑顆粒（也稱為微B ^ *二sa之燒結溶膠凝膠氧化鋁磨蝕 具，以對多種材料提# &鋁（MCA)磨蝕劑顆粒）之磨蝕工 MCA顆粒之製造、研磨性能著稱。這些 例如美國專利6 23 各種用途方面之性能，描述於 + 4’744,8。2、+4,89 8,5 9、/:'4,314’827、 及〜A - 4，54 3, 1〇7中，這些專
五、發明說明（5) 和之内谷併附於此.供參照 碎ΐA。顆/微开1態之設計是為在研磨期間造成顆粒粒子之微 μ微衅裂能力籍一時磨蝕去每一顆粒粒—立 2移除整粒粒子而延長磨蝕劑 ：分 磨蝕表面，：i：姓里炎、土 ^ 具也取露新 由於1A二…為以成研磨期間磨蝕劑自行銳利化。 简化黏磨蝕劑顆粒格外銳利，#其在使用於-種破 以最低I ”用於乾研磨程序時，MCA顆粒之特徵時是具 磨#令里之研磨能量以切削之能力。以MCA顆粒起於f : 磨所需之門檻動力幾乎是零。 寸I始矻研 條件下’對起始研磨所需之動‘之 ΐ;:Γ，好。由於很多精密研磨作業不能= 磨私序，即使WMCA顆粒， 十 ^」祀研 其供同於含MCA顆粒之玻壤化一種潤滑劑成分 研磨助劑是有效。本發明夕合磨钱工具作為冷卻劑及 或乾研磨程序是有效:潤滑劑成分用於MCA顆粒在濕 詳細說明 容積％孔;‘、口：由至6令積％心磨#劑顆粒、及28至63 一種潤滑劑成分填充Λ/?7件中幾乎全部開放孔隙是以 具油對織重=3丨^丨分V刪之一叫 J =:精密研磨之“物件之方法是藉-種包含以 a)於溫度高於該壤之軟化點摻合約2〇〜75重量％油與〜
482820 五、發明說明（6) 80重量％蠟以形成一種均勻混合之潤滑劑成分； b) 提供一種磨蝕物件其含約3至2 5容積％玻璃黏合劑、3 至56容積％ MCA顆粒及28至63容積％孔隙； c) 加熱該潤滑劑成分至溫度於該溫度該潤滑劑成夯是液 態及保持該潤滑劑成分於液態； d) 加熱該磨蝕物件至高於該液態潤滑劑成分之溫度2 0至 3 0 °C之溫度； e) 將該磨蝕物件與該液態潤滑劑成分接觸，該磨蝕劑物 件沒有完全浸沈至該液態潤滑劑成分中； f )以有效於避免夾帶入氣體之速率迴轉該磨蝕劑物件同 時維持與該液態潤滑劑成分接觸以均均填充該磨钱物件以 潤滑劑成分； g) 於該磨蝕物件已吸收有效量之潤滑劑成分以填充幾乎 全部開放孔隙後，將該磨蝕物件與該潤滑劑成分接觸移 開；及 h) 在冷卻該磨蝕物件以均勻固化在孔隙内之該填充之液 態潤滑劑成分期間繼續迴轉該磨蝕物件。 此外，本發明提供一種精密研磨之方法，其包含以次步 驟： a)提供一種磨钱物件其含一種玻璃黏合劑及一種M C A磨 蝕劑顆粒，該磨蝕物件具孔隙其容納有效量之一種大體上 由約2 0〜7 5重量％油與2 5〜8 0重量％壤組成之潤滑劑成分；其 中該油包括有效量之一種疏化切削油添加劑；及 b)於持續浸浴一種金屬被加工作之一個表面在一種不含
482820 五'發明說明（7) 硫 液悲冷卻劑中J：日^ 件於移 工 動磨钱接觸直至，李：、二4磨*物件與該被加 ,,e 3表囬達到精密研磨砑尖 也提供一種乾精密研磨方法包括· a) 提供一種磨蝕物件，其含3至25六人^钚· 至5 6谷積％ M C A磨蝕劑顆粒， ' ,㈤‘合訇，3 該磨靖中幾乎全部開放孔隙是至】3 油與蠟混合物（具油對蠟重量比約3 :丨> 1之—種由一牙| 滑劑成分填充； A1 · 4)知·成之洛 b) 置該磨蝕物件與一種乾被工作件於庖 該被工作件之接觸表面達到精密研磨砑光.磨蝕接觸直至 由是該被加工件之表面是大體上沒有熱損傷。 本發明之磨蝕物件包含玻璃黏合之磨蝕工呈。
黏J之磨蝕工具其能藉於高溫燒磨蝕劑顆粒於—：2:: 黏&劑母體中形成之磨蝕工具是適用者，附帶條件是該燒 結之磨蝕結構含能以一種潤滑劑成分填充之孔隙。& / A 該磨蝕劑顆粒宜是一種微晶α _氧化鋁（MCA)磨蝕劑顆 粒，"MCA磨蝕劑顆粒"此詞是指氧化鋁顆粒其具一種"特定 型之緊岔、微晶、α -氧化鋁形態，藉多種用於製作燒結 之溶膠凝膠陶瓷物料之晶種或非晶種方法之任何一種製邊 者。供用於本發明中之較可取的磨蝕劑顆粒可以自 Saint-Gobain Industrial Ceramics Corporation, Worcester, MA 及自3M Corporation, Minneapolis， MN 承 得。 用於本說明書中，"燒結之溶膠凝膠氧化鋁顆粒"此詞是
苐 頁 482820 五、發明說明（8) 指藉一種方法其包含膠溶一種氧化鋁單水合物之溶膠是以 生成一種凝膠，乾燥及加熱該凝膠至將其燒結，及然後擊 碎’筛選及區分該燒結之凝膠以生成由α氧化鋁微結晶 (例如至少約9 5%氧化链）組成之多結晶顆粒製作之氧，化鋁 顆粒。 除該α乳化鋁微結晶外，該起始溶膠可以另包括達至 1 5重S%之大晶石，富叙紅柱；5，二氧化猛，氧化欽，氧 化錢t ΐ屬氧化物，氧化錯粉或一種氧化錯前體（其 可以入，例如40重量％或更多），或其他相容的 如斷嫩，硬度，易；劑時常是在改良此類性質 500克）。微結晶之尺寸 2達至約1 · 〇微米之範，—曰 顆粒而言，自大於1 且疋低於0 · 4微米，及就非晶種 該凝膠一旦生成後，至^約b . 〇微米。 塑或擠壓將其成型仅可以藉任何適當方法諸如加壓、模 形狀之完整體。可、及然後周密地將其乾燥以產生所需之 或只是展佈成任何$ 2該凝膠成型及切成適當大小供加熱 膠之起沫溫度。^ "τ當形狀及將其乾燥’典型上低於該凝 溶劑萃取，以蔣 ▲文用放種脫水方法之任何一種，包括 除該；g㈣ , 乂知之自由水以生成固體。於將該固 告。在此類内之全部顆粒之多種變型已有報 此詞是界定為包括任仃，疋適合用於本發明，及MCA顆粒 有至少95¾理論密户只顆粒其含至少6〇% α氧化鋁微結晶 ----- .至}18 Gpa 之Vickers 硬度（ ’就晶種顆粒而言典型上可以自
482820 五 發明說明（9) 體 藉 以 於 乾燥後，可以將其切割或機哭 任何適當方法，諸如錘磨機或二以生成所 生成粒子或顆粒。可以使 _居機，將其 > 狀或 作成形狀後，可以锻燒割固體 Ϊ f f及轉變顆粒之各種成分成為陶ί (膝以移除幾，全， 移除。然後藉加熱燒結該锻燒部分之結“ 直至幾乎全部之氧化鋁單水化合物轉化_於，當溫度範圍 晶。 ” α氧化銘微結 就晶種溶膠凝膠氧化鋁而言，成核點位 至該氧化鋁單水合物分散體中或在其原處產I什:地導入 在該分散體中之出現降低α氧化鋁生成之溫度及，f1 極微細結晶結構。適當的種晶是本技藝所熟知者。通常g 有結晶結構及晶袼參數儘可能接近α氧化鋁者，可以:用 之種晶包括例如顆粒性α氧化鋁、α氧化鐵（F & % 、及α 氧化銘或α氧化鐵之前體其於溫度低於氧化鋁單水合物會 轉變為α氧化鋁之溫度分別轉化為α氧化鋁或α氧化鐵。 然而列舉這些種晶類型是作為例證而非作為限制，企求種 晶粒子是有效尺寸宜必須是微米以下。 倘若使用一種晶種溶膠凝膠氧化鋁，種晶物料之量宜是 必須不超過該水合之氧化紹之約1 〇重量％，及正常情況該 量超過約5重量％沒有利益。倘若該種晶是充分微細（每克 表面印積約60平方公尺或以上），使用量宜是自約0.5至10 重量％，更宜是約1至5重量％。可以以一種前體之形狀加入
482820 五、發明說明（10) — ^ --一" 該種晶’其於低於生成α氧化鋁之溫度轉化為有效的種晶 形狀。 也可以使用非晶種溶膠-凝膠氧化鋁磨蝕劑。可以藉以 上所述之相同方法製作此磨蝕劑，所不同者是種晶靼子之 導入。可以加入充分的稀土金屬氧化物或其前體至該溶膠 或凝膠以在燒焚後提供至少約0 · 5重量。/Q及宜是約1至 3 0重里/稀土金屬氧化物。可以使用其他結晶改性劑，諸 如MgO，以製作供用於本發明之溶膠凝膠氧化鋁磨蝕劑。 供兩於本發明之較可取的MCA顆粒，是選自如
Leitheiser 等（U·S· -A-4, 3 1 4, 8 27 ) ; Schwabel (11.3.-八-4，744，802);〇〇1;1：]：11186]：等 (U.S·-A-4,62 3,3 64 ) ;Bartels 等（U.S· - A-5,0 34,3 6 0 );
Hiraiwa 等（U. S. -A —5, 387, 2 6 8 ) ; Hasegawa 等 (U· S· -A-5,192,339)及Winkler 等（U.S. - A-5 ,302,564)所 述之晶種及非晶種溶膠凝膠氧化紹顆粒，其揭示併附於此 供參照。 本發明之磨蝕工具含MCA磨蝕劑顆粒，一種玻璃化黏合 劑，典型上在該工具中有28至68容積％孔隙度，及選擇性 一或多種第二磨蝕劑顆粒，填充劑及/或添加劑。該磨蝕 工具含3至5 6容積％ M C A磨蝕劑顆粒，宜是1 〇至5 6容積％。 用於此工具中之磨钱劑顆粒量及第二磨I虫劑之百分率可以 有頗大的變動範圍。本發明之磨蝕工具之組成宜含總磨蝕 劑顆粒含量自約3 4至约5 6容積％，更宜是自約4 〇至約5 4容 積％，及最宜是自約4 4至約5 2容積％顆粒。
482820 五、發明說明（11) , 該iMCA磨蝕劑宜提供自約5至約1 0 0容積％之該工具之總磨 蝕劑顆粒，及更宜是自約3 0至約7 0容積％之在該工具中之 總磨钱劑。 當使用第二磨蝕劑顆粒時，此類磨蝕劑顆粒宜提梹自約 0 · 1至約8 0容積％之該工具之總磨蝕劑顆粒，及更宜是自約 3 0至約7 0容積％。可以使用之第二磨蝕劑顆粒包括，但不 限於氧化鋁，鋁氧锆氧，碳化矽，立方晶系氮化硼，金剛 鑽，燧石及石榴石顆粒，及其組配。
該磨蝕工具之組成含孔隙以攜帶該工具之潤滑劑成分。 本發明之磨蝕工具之組成宜含自約2 8至約6 3容積％開放孔 隙度，更宜是自約2 8至約5 6容積％，及最宜是含自約3 0至 約5 3容積％。孔隙度可以是藉用以製作該磨蝕工具之物料 之天然填充密度產生之固有間隔，或可以是藉固有間隔與 添加至該磨蝕工具之習用孔隙誘發媒質，包括但不限於， 中空玻璃珠，研磨核桃殼，塑膠物料或有機化合物之珠， 起泡之玻璃粒子及起泡銘氧之一種組配，及其組配生成。 孔隙度包括兩種類型：開放孔隙度及密閉孔隙度。密閉孔 隙度是藉添加起泡鋁氧及其他中空體。加入至該磨蝕工具 之密閉壁空隔物料生成。開放孔隙度是該工具内之餘留空 區域其容許空氣及其他流體流入至該工具體中及自其流 出。產生開放孔隙度是藉成分在模製、加壓及燒焚期間之 受控制之間隔及藉使用孔隙生成物料，諸如有機物料之粒 子，其在該玻璃化黏合劑之燒焚期間燒除，留下空隙在該 黏合劑中。用於本說明書中，"開放孔隙度"是互相連接之
第14頁 482820 五、發明說明（12) 孔隙度其是可供本發明之潤滑劑充分填充。 本發明之磨蝕工具是以一種玻璃的或玻璃性黏合劑黏 =。使用之，璃黏合劑對本發明之磨蝕工具之精密研磨性 月匕有重大的貝獻。對MCA顆粒，以低燒焚溫度黏合劑·為較 ^取以避免對顆粒表面熱損害其造成亂儿顆粒性能表現之 知失。用於iMCA顆粒之適當黏合劑揭示於美國專利 N〇s·—A-4,543，l〇7 A—4,898,597 ;-A-5,203,886 ; 41 〇, 284 ; 一A-5, 53 6, 283 ;及於 1 9 9 7 年10 月 31 日提出 =請之U.S· Ser· No· 0 8/9 6 2,482，其是併附於此供參 照。適合周於這些黏合劑中之原料包括肯塔基球土 6，高嶺土，鋁氧，碳酸鋰，硼砂五水合物或硼酸及 =酸鈉，燧石·及矽灰石。可以使用玻璃料添加至這些原料 ，替代這些原料。這些黏合物料之組配宜含至少以次氧化 為· Si〇2，Al2〇3，Na20，Li2〇 及4〇3。 5亥潤滑劑成分是一種蠟性物料，其選用準則是其闬於填 充破璃化黏合磨蝕工具適當性及增進MCA磨蝕劑顆粒在漭、 及=研磨之研磨性能之有效性。該潤滑劑成分宜是湳與趟 ^混合物。該油通常是一種低黏度、非極性、疏水液Ϊ ^ 伟該油主要是就其在研磨期間潤滑或另一方面處理該工= ，破加工件之表面之能力。該油也可能冷卻該研磨區域了 可从使用本技藝所知之多種潤滑及金屬加工油。供吊 ^ 之代表性油包括長鏈烴石油或礦油，諸如環烷湳及 =油;_於室溫是液體之天然存在之三-、二-及單甘涵酯， I括板物油，諸如菜籽油、椰子油、及蓖麻油；及動物
第15頁
482820 五、發明說明（13) 油，諸如録堪油。也可以使周合成油及多種油之混合物。 •該油另可以供作為一種内部媒質以輸送某些化學活性物 質，摩擦改性劑，及極端壓力潤滑劑，諸如硫化脂肪油， 脂肪酸，及脂肪酯；氧化酯及脂肪酸；氯硫化添加=劑；及 (K) 其混合物至研磨區域。Trim 0M-3 0 0金屬加工液是一種較 可取的商業油，可自Master Chemical Corp·，
Perrysburg, Ohio取得。僉信其含石油潤滑油、硫化豬 油、烯烴聚合物及氧化脂肪酯之一種混合物。 該潤滑劑成分之第二種重要組分是一種油可相容蠟。用 於本說明書中，"蠟"指疏水性物料其於室溫具固態（是 即，熔點及軟化點高於30 °C，宜是高於40 °C，更宜是高於 50 °C )，諸如某些有長鏈脂肪含氧原子團，及，選擇性脂 肪酯，醇，酸，醯胺或酸式磷酸烷基酯基團之烴物料。 蠟已被界定為一種化學品門類包括脂肪酸與甘油以外之 醇之酯，及，由是，不同於油與脂其是脂肪酸與甘油之 酯。較高分子量飽和烴（例如，至少C1 2脂肪鏈）及脂肪醇 (例如至少C1 2脂肪鏈）是用於本發明之較可取的蠟。闬於 本發明之蠟包含大多數之C12〜C30脂肪基團。為易於製造 起見，較可取的蠟有約3 5至1 1 5 °C之軟化點溫度（R〗ng一 and—Ball Apparatus Softening Point Test Method ； ASTM E 28-67， 1 9 8 2 )，是以其於加熱成為流體供與該油 混合，而於室溫保持固態或黏性凝膠。雖然該蝶發揮一些 冷卻及潤滑’其主要功能是在於包封該油以防止在研磨之 前油自該磨钱工具滲出或在磨姓工具内重行分佈，及改進
苐16頁 482820 五、發明說明（14) $研：點位之湳膜強度。可以使用之蠟有多種天然及合成 蠟，.諸如巴西棕櫚蠟，聚乙烯蠟，Accu-Lube蠟（以凝膠或 口狀 種商蒹摻合物其含長鏈脂肪醇，可自it W Fluid
Products Group 〇f N〇rcr〇ss，取得）及， ^Cr〇_Dr〇P蠟（一種含長鏈脂肪酸產品，可自Tr1C〇 Mfg. 〇rp亩Pewaukee，取得）’以及這些蠟之混合物。 該經加埶之油至兮=磨蝕物件，加入該蠟至熔點及加入 以直接埴立^ a ⑦k和攪拌直至獲得均勻混合物。可 Μ且按填充該油/碑、e人 混合物至成為固體磨，物件中或可以冷卻該 油對蠟之比例，是為德t…化及填充。在該潤滑劑中 而不致油自該磨供最高量之油供冷卻及潤滑 1'丨i…明有· = 斤限定。該ACC一及 一種油組分以油對^ (例如低於5〇 〇C )，及僉信其含 潤滑劑成分，與式"重里=至少1 ·· 4。因此這些可以用作 。 3不與一捏油之另加量摻合，以填充磨輪 本發明之潤滑, ―人 西棕櫚蠟或聚乙^帕二且?至少50重量％油。茲已發現巴 溫提供一種強固的乱I =與油達至約80重量％混合仍於室 當的混合物。&曰固體混合物。石蠟與該油不生成-種適 合物其含有約蠟(也稱為巴西蠟，-種混 脂肪酸與醇之st A反 其脂肪酸鏈中之羥基化不飽和 (高分子量煙有之軟化點)及聚刚 製作該潤滑劑成八二1人化點）是供用於與油摻合以 刀之权可取的蠟。以巴西棕櫚蠟為最可
482820 五、發明說明（15) 取。 可以簡捷測义某一種蠖是否適合用於本發明，制 ^ ί5〇重量％油在該壤中之一種炼融混合物。然後任由該 『口物冷部。、倘若該經冷卻之混合物固化至均勻一致（是 =，沒有塊狀，藉肉眼審視測定）及，於室溫該固化產= :J的，不是塑性，當撓曲時斷裂，則該選用之組分-是可 者。 於填充溫度有觸變黏度特性之蠟是供用於本發明之較可 在該磨钱工具之製造期間以及在研磨作業期間此剪 刀稀化特性是有助益。較可取的蠟，例如巴西棕櫚蠟及聚 乙烯蠟，及Accu-Lube及Micro-Drop產品在製造及使周之 關鍵溫度範圍有適當的黏度特性。 該玻璃黏合之磨蝕工具是藉習用方法生成。例如，將 MCA顆粒及一種黏合混合物填入至在一個模型中之輪難形 中，以作成一個未硬化之磨蝕輪。然後加熱該未硬化輪以 燒結該黏合劑。也可以混合該未硬化iMCA顆粒及點合混 合物及模製或成型以生成磨蝕段塊。於燒結後，可以黏合 或焊接這些段塊至一件切削工具之心材。 在作填充該輪之準備，加熱該油與埭混合物至高於該最 问溶點4敗組分之炼點之溫度。此可以籍，例如，置該混合 物於一個浸於一個控制於適當溫度之液體熱傳遞媒質浴中 之槽中達成之。石夕酮油是一種可接受的媒質。在浸潰填充 之前，也加熱該磨蝕工具至高於該蠟之熔點之溫度。就在 維持於提升之溫度期間，將該工具浸於該液化之油/墁混
第18頁 五、發明說明（16) 47 中為時足以讓該混合物透入至該磨钱工具之孔隙中。 可以將一個經預熱之輪裝設於一支水平軸及以約1 0〜1 5公 分/和 、 办線速度之頗緩慢的圓周速率迴轉。然後慢慢下降該 迴轉中之輪至熔融之油/蠟混合物中，或可以提升該，混合 勿以:沈該輪之磨韻部分。必須小心作業以避免夾帶空氣 至油/纖混合物中，其可能防礙孔隙之透徹填充。宜是必 j保持該熔融油/蠟混合物之水平低於該填充水平以容許 空氣逃逸及避免氣袋。可以監測該工具之重量以決定充分 的/由/壞已經被該磨蝕工具吸取之時刻。替代方式是肉眼 審視該工具’隨著該油/蠟混合物透入孔隙該工具將顯示 該輪有輕微的顏色改變，及當整個輪已變色時浸潰填充程 序凡成。§ /叉潰填充完成時，宜是將該輪慢慢自該混合物 移出’及任由其冷卻。宜是該輪必須繼續旋轉直至冷卻完 成’以降低在該輪中產生潤滑劑成分之不平衡分布之潛在 可能性。 在用於浸潰填充本發明之輪之一種替代方法中，置該輪 之個平侧在塊加熱板上’置一塊該油/壤混合物在相 反側’該輪之頂側上及加熱在該輪下之板至溫度其是至少 =σ亥油/蠟此合物之熔化溫度。隨著該輪被加熱，該治/蠟 混合物熔化及，籍重力之助，滲透至該輪之孔隙中。在此 方法之一個例中，藉加熱該輪至10 Q °C進行以Accu-Lube潤 /月劑成分填充一個5英寸（1 2 7公厘）輪。在約1 〇分鐘，當可 以看到藍色Accu-Lube物料沿該輪之圓周及在其底部，填 充即告完成。此技術避免空氣殘留及產生均勻填充之輪。
482820 五、發明說明（17) 可以使闬其他方法以製造本發明之輪，倘若能達成均勻分 散該潤滑劑成分至該輪之幾乎全部之孔隙中。 實例說明 茲藉一些代表性具體體系之例說明本發明，其中二切 份、比例及百分率，除另行指示者外，均係重量基準。原 二 非以S I單位獲得之一切重量及測計單位已轉化為S I單位。 _ 實例 “ 實例1 — 以次物料用於這些例中：
苐20頁 482820 五、發明說明（18) Ρ·Ε_ 蠟 聚乙烯蠟型 Polyset 22015 自丁he International Group， Inc” Wayne，PA 巴西棕櫚蠟 石蠟 片狀，自Aldrich，Milwaukee，WI(含大量C24脂肪酸） 完全精煉型 1633 (699157 H)自 Boler Petroleum Co，
Ardmore, PA
Accu-Lube 凝膠自 ITW Fluid Products Group，Norcross，GA (GC-MS
Micro-Drop 壤 分析大量之鯨蠟醇與9-辛基癸烷-i-醇） 自 Trico Mfg. Corp·，Pewaukee，WI (GC-MS 分析大量 之長鏈(S12C)脂肪酸） 硫 OM-300 結晶疏自 Η·Μ· Royal，Inc. Trenton，N.J. 丁rim® OM-300 ’石油潤滑油添加硫化油、氯化稀 fe聚合物及氣化脂肪§旨之金屬加工液，自Master* Chemical Corp·，Perrysburg，Ohio OA-770 含10重量％硫/11重量％氯之氣硫化金屬切削添加劑 在一種油中’自 Witco Chemical，Greenwich， Connecticut OA-377 含里里％硫之硫化金屬切削添加劑在一種油中’ 自 Witco Chemical Co. OA-702 含34.0重量％氣之氯化酯金屬切削添加劑在—種油 中，自 Witco Chemical Co. MUU 苐21貝 -- 482820 玉、發明説明（19) 參合試驗比敎例1 /疼化Ρ· E·蠟試樣（9克）於約100 °C，及在手動攪動下加入 J克之固體硫至該熔融蠟。該硫不分散至蠟中，但只是保 持作為一個單獨點滴浸沈於蠟中。重覆此試驗以巴®棕櫚 鐵、石堪、Accu-Lybe凝膠及Micro-Drop壤替代該Ρ·Ε· 鐵。加熱巴西棕櫚蠟至約8 0。(：及加熱其他蠟至約 5 〇 °C。在每一案例中，該硫不與該蠟混合。因此，這些硫 /鐵組配之5式樣不適合用於本發明。 如在比較例1中，於攪拌下加入充分量之〇M- 3 0 0油至熔 化之石堪’以作成1 〇重量％ 〇M — 3 〇 〇油濃度。任由該溶液冷 卻至室溫。肉眼觀察顯示該油與蠟未良好混合。該產物摻 合物是軟的及於是被判定為"弱"及不適合用於本發明。 劑成分1 重覆比較例2之程序，以p. E•蠟替代石蠟。該0M_3 0 0油 與Ρ· E·填良好混合及該產物剛強，是即，於室溫其是脆的 及其當換曲時斷裂。分別以25、4〇、及5〇重量％ 〇M_3〇〇油 在該混合物中重覆此試驗。在每一案例中組分良好混合， 雖然於5 0重量％，該產物顯現有崎嶇不平的表面。於全部 濃度該產物摻合物被認為是剛強及是可接受供用於本發 明。 潤滑劑成％ 以巴西综櫚蠟於10、25、40、50、60及75重量％_ 〇Μ- 3 0 0油之濃度重覆比較例2之程序。全部混合物是可接
第22頁 482820 五、發明說明（20) 雙供用於本發明。含至少2 5重量％之混合物是較可取 iKjf劑成分3 以A c c u - L u b e凝膠重覆比較例2之程序。產物混合物於 10及2 5重量％ 〇M-3 0 0油是判定為可接受供用於本發胡。 潤滑劑成分4 以Micro-Dr op蠟重覆比較例2之程序。產物混合物於1〇 及2 0重量％ 0M - 3 0 0油是判定為可接受供用本發明。 jgj膏劑成分5
如比較例1製備一種5 0/ 5 0重量％ 〇M 3〇〇油/p. Ε·混合 物。該產物混合物是剛強及可接受但有凸塊。 劑成分6 如比較例1製備一種5 〇 / 5 〇重量％ 〇 A — 7 7 〇油/巴西棕櫚蠟 混合物。該產物混合物是剛強及顯現平滑及良好混合及是 玎接受。75/25重量％ 〇A — 7 7 0 /巴西棕櫚蠟之混合物之產物 產生與75重量％ 〇M- 3 0 0油/蠟混合物相似的結杲及是可接 受。
成一分 T 如比較例1製備一種5〇/5〇重量％〇八_77〇油/?.£.蠟混合 物。該產物混合物是剛強及顯現平滑及良好混合及是可接 受。以5 0 / 5 0重量％ p. E •蠟分別與〇 A 3 7 7油及 〇 A 7 0 2 /由之此合物獲得相同結果。 如比較例1製備一種5 0 / 5 0重量％ 0A —77 0油/Accu-Lube蠟
第23頁 482820 五、發明說明（21) 是可接受供用於本發明。以50/50重量％ Accu-Lube分別與 OA 377油及OA 7 02油之混合物獲得相同結果。含 Accu — Lube之潤滑劑成分於室溫比該Ρ· E：·或巴西棕櫚壤成 分較軟及較不適合用於本發明之磨蝕物件中。 … 潤滑劑成分9 如比較例2製備椰子油與巴西棕櫚蠟於25/75、5 0 / 5 0及 7 5/2 5%重量比之混合物，及發現是良好混合及可接受供用 於本發明。2 5/75、5 0/ 5 0及75/25重量％椰子油分別與 Accu-Lube凝膠及iM i cro-Drop壤之混合物獲得相同結果。
在Accu-Lube或Micro - Dr op於50及75重量％椰子油之案 例，這些混合物於室溫是頗軟及，因此，比含低於5 0重量 %椰子油之混合物較不適合用於處理磨蝕物件。 潤滑劑成分1 0 如比較例2製備蓖麻子油與巴西棕櫚蠟於2 5 / 7 5、
5 0 / 5 0及7 5 / 2 5重量％之混合物，及發現是混合物良好及可 接受供用於本發明。2 5/ 7 5、50/50及75/25重量％蓖麻子油 分別與A c c u - L u b e凝膠及M i c r ◦ - D r ο p壎之混合物獲得相同 結果。在Accu-Lube或Micro-Drop於50及75重量％蓖麻子油 之案例，這些混合物於室溫是頗軟及，因此，比含低於5 〇 重量％蓖麻子油之混合物是較不適合用於處理磨飪物件。 潤滑劑成分1 1 如比較例2製備菜籽油與巴西棕櫚蠟於4 〇 / 6 0、5 0 / 5 0、 6 0 / 4 0、7 0 / 3 0及8 0 / 2 0重量％之混合物，及發現是混合良好 及可接受供用於本發明。菜籽油分別與Accu-Lube凝膠及
11111 圓__1 苐24頁 482820 五、發明說明（22) 〆 Μ · lcr〇-Drop蠟以相同的重量百分率之混合物獲得相同結 ，。在Accu - Lube或Micro-Dr op中於菜籽油50重量％及更高 量之案例，這些混合物於室溫是頗軟及，因此，比含菜籽 油低於50重量％之混合物是較不適合用於處理磨蝕物件。 這些此合试驗示知適合用供填充本發明之磨姓工具之潤 滑劑成分，可以作成選用之蠟及油之一種簡單加熱合 物。巴西棕櫚蠟及P · E ·蠟是大量之油之最佳蠟載體，及因 此’供用於本發明之油/蠟混合物潤滑劑成分之較 ^ 〇 為 不能藉混合蠟與元素硫以製備該潤滑劑成分。倘若使用 硫，必須將其加入至該蠟作為在一種切削油媒質中 添加劑以確保該硫之分布。 石壤不適合用於本發明之潤滑劑成分中。不像巴西棕櫊 虫鼠’石蠟是黏性及造成研磨輪面之荷載。此外，石堪不能 與油混合以生成一種油/蠟混合物。 1塑變值及黏唐測計 試驗壤（石蠟、巴西棕櫚、聚乙烯、Micro_Drop及 Accu-Lube蠟）在某一另切速率範圍於五個溫度點介於25它 與每種蝶之熔點間之黏度變化。以一台哼自Kayeness，
Inc·， Honey Brook， PA 之尽ayeness Galaxy IV 一.
Capillary Rheometer進行’試驗，其是以示於以下表中之 力值/水壓機、活塞速率及剪切速率操作。該Rhe〇meter (流變儀）是裝设以一支试樣毛細管長度8 · 〇 〇公厘有丨· 〇 5公 厘小孔直徑。自剪切應力及速率藉此式：”二r 7 ;其中
第25 五、發明說明（23) 厘孔直徑。自剪切應力及速率藉此式：” =7 ;其中 ^ ^勘度（泊），τ是剪切應力（千達因/平方公分），及τ =^切速率（秒-1 )，計算蠟之黏度。對每種蠟，對數剪切 t卞與對數黏度值間在試驗之溫度範圍有線型關係、 3，用於本發明之潤滑劑成分中之蠟，特徵在於隨著剪切 ^率於全部試驗溫度範圍增加其剪切稀化（或觸變）黏度性 質。 堡屈服值及對數黏廑袅 _對數黏度 力 活塞速率贫切速率 對數剪 Accu- 石蠟 Micro- 巴西棕 RE. 公斤 公分/ 秒-1 切速率 Lub蠟 Drop ^ 櫚蠟 鐵 分鐘 45〇C 45〇C 35〇C 75〇C 90°C 38.1 30.480 399.00 2.601 2.48714 3.93465 4.35516 3.72222 2.58995 19.6 5.080 66.54 1.823 3.26576 4.42503 5.06154 4.60478 3.27989 7.5 0.610 7.98 0.902 3.70935 4.92684 6.03384 5.32635 4.05177 2.9 0.102 1.33 0.124 4.26564 5.30042 6.96011 5.93466 4.71795 1.6 0.030 0.40 -0.398 4.85548 5.55445 -- 6.26565 5.21450 例2 羞^工具 使用以次方法以油/蠟混合物填充磨蝕研磨輪及例證根 I本發明之研磨輪處理之一種較可取的方法。 輪1 選用一種商業製造之磨蝕輪（5 . 1 X 0 . 5 2 X 0 . 8 7 5吋）
第26頁 482820 五、發明說明（24) 一 — =容積％磨蝕劑顆粒及42. 8δ容積％孔隙度。該輪重量 Α : 88克’包括一支轴。加熱該輪至1 50 °C然後於17轉/分 鐘旋轉，及部分沈入於維持於丨丨Q它之一種6 〇重量％ 3 0 〇油/ 4 〇重里％巴西棕櫚堞混合物中為時約2至5，分鐘。 繼’在該油/蠟混合物中迴轉該輪直至目測浸潰填充完 成。自該蠟移出該輪及以相同速率旋轉任由其冷卻至室 溫。該填充輪及軸之重量是6 0 5. 9 0克。該輪已吸收約15重 量％之該潤滑劑成分及孔隙是幾乎充滿潤滑劑成分。 M2
選用一種磨蝕輪（5.1 X0.523 X0.875 吋）（127.0 X 1 2· 7 X 22. 2公厘）其含9. 12容積％玻璃黏合劑，48容積％磨 蝕劑顆粒及42. 88容積％孔隙度。該輪重量323· 50克，不包 括輔。加熱該輪至1 5 0 °C然後》疋轉於1 7轉/分知’及部分浸 入於維持在106 °C之一種50重量％〇A 770油/ 50重量％巴西 棕櫚蠟混合物中為時約2至5分鐘直至目測浸潰填充完成。 自該徵移出該輪，及以相同速率旋轉任由其冷部至室溫。 該填充輪之重量是3 73· 74克。該輪已吸收約1 5重量％之該 潤滑劑成分及開放孔隙是幾乎充滿潤滑劑成分。 、 製備藉上述方法填充之輪之一截面及看到潤滑劑成分填 充沒有可見的徑向變異。因此，藉使用此方法之輪處理在 該輪中之幾乎全部開放孔隙是受該潤滑劑成分均勻填充。 以每種周於說明及界定本發明之油/壤成分以相似方式 製備其他輪。加熱這些輪至高於該液體潤滑劑成分之溫度 2 0至3 0 °C之溫度，及加熱每一種潤滑劑成分直至該增完全
第27頁 482820 五、發明說明（25) 熔化（例如，Ρ· E·蠟至11〇 °c ;巴西棕櫚蠟至 85°C ;及 Accu-Lube 及 Micro-Drop 蠟至 50°C)。對類似以上 所述之輪組成，此技術也產生受處理之輪含約1 5重量％潤 滑劑成分。 ^ 例3 研磨試驗 於乾及濕研磨作業下，潤滑劑成分處理之磨蝕工具與未 經處理之磨蝕工具作比較。選擇晶種溶膠凝膠鋁氧顆粒/ 玻璃化黏合之磨餘輪（Norton Company’s 商業 SG8 0HHA4 輪）（5Χ〇·5Χ0·875 吋）（127·0Χ12·7Χ 2 2 · 2公厘）之試樣，每個重量約3 5 6克，供作試驗。 以如例1中所述製備之5 0重量％ 〇 A - 7 7 0氣硫化切削油添 加劑及5 0重量％巴西棕櫚蠟之一種潤滑劑成分混合物浸潰 填充這些研磨輪（輪9及1 〇 )之試樣。大體上如例2中所述用 於輪2之方法浸潰填充潤滑劑成分至研磨輪中。填充至輪9 至1 〇中之潤滑劑成分之重量每組輪是約5 〇克。輪9是用於 進行以下所述之乾圓筒研磨試驗。輪丨〇是用於以下所述之 濕圓筒研磨試驗。 依照例2之方法（所不同者是加熱輪至12〇艽及該蠟至 88 C )以Accu-Lube凝膠浸潰填充這些輪（輪丨丨）之另一試樣 (約5 0克）。使兩該經處理之輪以乾研磨以下所述之被加工 件。使用這些輪之未經處理之試樣（對照3及對照4 )分別在 有及沒有冷卻劑情況研磨該鋼被加工件。 研磨隻：
苐28頁 482820 五、發明說明（26) 〜^一 " --~—[ 機器：Heald研磨機 方式：外部圓筒浸沒研磨
輪：SG 80-K 8-HA4 (5X0.5 χ〇·875 对）（127.0 X12 7 X 2 2 · 2公厘） ‘ 輪速·· 6 54 2 rpm (43公尺/秒） 加工速率：150 rpni (0.8公尺/秒） 加工材料：52100鋼，圓筒材（Rc 6〇) 102公厘直徑χ6·35公厘厚度 研磨寬度·· 6 · 3 5公厘 饋管：對直徑0 · 7 6公厘
Inc 冷卻劑（倘若使用）：Ε-2〇〇冷卻劑，H M. R〇yai，
Trenton, N. J. 修飾方式：迴轉〇13〇: DiamQn(i 2466 rpm 0.0 0 5忖/轉（〇·127公厘/轉）移前 0 · 0 〇 1忖（0 · 0 2 5公厘）直徑深度之修飾 於施加之力範圍自22至133牛頓所造成之進料率範圍進 行試驗。以施加之力88· 96牛頓所作之研磨之試驗細節及 結果示於表I。 結果示知在沒有一種外部施周之冷卻劑（是即乾研磨）之 情況下’本發明之新穎磨飪輪較任何非填充磨蝕輪，以較 低比能量產生較鬲G -比（研磨比）及較高研磨能力 (G-比/比能量）。在該濕及乾研磨試驗兩者中，本^發明。之在 新穎磨蝕輪杈該兩種非填充輪消耗大體上較少的私
苐29頁 482820 五、發明說明（27) 濕研磨試驗中，當以外部施用之冷卻劑作業時，新穎磨飴 輪之研磨能力於全部之施加力與該非填充輪者極為相似。 因此，在被加工件燒傷必須防止及外部冷卻劑由於環境 或其他理由是非所宜之情況下，本發明之輪對研磨作業提 供重大改進。
第30頁 482820 五、發明說明（28) 表 猃 試樣 對照 輪 處理 被加工 Fn，*MRR *WWR 單位 生 研磨 材料移 7/w Z?s G 電力 能量 能力. 除(牛頓/ (mm3/ (mm3/ 比(W/ W*s/ mm3/J. (公厘)公厘)s*mm^ s^mm) mm) Mm! 0.813 7.51 4.825 0.169 28.5 163.78 33.94 無； 3-1沒有外部冷 卻劑 對照 無； 0.787 7.17 4.964 3-2外部冷卻劑 9 50/50 重量 0.813 3.51 7.620 % •蠟/OA-770 油； 沒有外部冷 卻劑 10 50/50 重量 0.762 7.98 4.312 % 蠟/OA-770 油； 外部冷卻劑 11 Accu-Lube; 0.813· 5.09 6.735 沒有外部冷 卻劑 MRR=Material Removal Rate 材料移除率 WWR=Wheel Wear Rate 輪耗蝕率 0.84 0.186 26.7 151.18 30.46 0.88 0.187 40.7 119.68 15.71 2.59 0.166 25.9 138.58 32.14 0.81 0.159 42.4 151.18 22.45 1.89
苐31頁 482820 五、發明說明（29)
jiH 試驗 此例例證多種潤滑劑成分處理之輪’較諸一種未經處理 之對照試樣之利點。以潤滑劑成分之1 0 0重量％或以2f〇重量 %，與莫麻子油、挪子油或采舒油之一組配使用巴西掠搁 蠟。 如在例2中所述之方法浸潰填充試驗輪（Norton Company之商業SG80-K8-HA4輪）。該對照及试驗輪含約 4 8容積％晶種溶膠—凝膠紹氧磨钱劑顆粒’ 9 · 1 2容積％玻璃 化黏合劑及約4 2 · 8 8容積％孔隙度。浸潰填充後輪之重量如 下所示。 輪試樣 處理 燒結後密 度(克/立 方公分） 起始重量 (克） 最終重量 (克） 吸收量 (克） 對照 無 2.090 355.87 355.87 — 4-1 12 80/20莲麻子油/ 巴西棕櫚蠟 2.090 355.78 409.86 54.08 13 80/20挪子油/ 巴西棕櫚蠟 2.086 355.86 408.44 52.58 14 80/20菜籽油/ 巴西棕櫚蠟 2.090 355.84 409.75 53.91 對照 4-2 100% 巴西棕櫚蠟 2.085 355.07 405.16 50.09 於以-人條件下在一種乾研磨外直徑研磨試驗中評估該巴
第32頁 482820 五、發明說明（30) 西棕櫚蠟基處理之試樣及對照試樣。結果示於表I I中。 研磨條 機器：Heald研磨機 方式：外部圓筒浸沒研磨 -
輪：SG80 - K8-ΗΑ4(5 Χ〇·5 X0.875 吋）（127.0 X12.7 X 2 2 · 2公厘） 輪透：6 28 0 rpm (42公尺/秒） 加工速率：150 rpm (0.8公尺/秒） 加工材料：52100鋼，圓筒材（Rc 60)
4. 0吋（101· 6公厘）外徑χ〇· 25对（6· 35公 厘）厚度 Λ 冷卻劑：無 修#方式：迴轉Disc Diamond 前 之修飾 0· 0 0 5吋/轉（0· 127公厘/轉）移 0 · 0 01吋（0 · 0 2 5公厘）直徑深度
482820 五、發明說明（31)
表II 施用 被加 單位 比能 左 工材 Μ MRR WWR 電力 * 研磨 處理 (牛頓） 料移 m Z’w (W/ w.s/ 能力 試樣 麼 mm) fnim3/ (mm3/ 生 mm) Mm3 mm3/J fmm") s*mrrT) STnm) 對照 無 88.96 1.0 8 5.52 0.07 75.7 157.48 28.51 2.65 4-1 133.44 1.0 15 5.90 0.14 42.3 211.65 35.90 1.18 12 80/20 88.96 1.0 6 8.47 0.16 51.4 149.92 17.71 2.90 蓖麻油/巴 133.44 1.0 11 10.75 0.21 50.3 199.05 18.51 2.72 西棕櫚蠟 13 80/20 88.96 1.0 6 7.92 0.17 45.54 149.92 18.93 2.41 椰子油/巴 133.44 1.0 10 11.42 0.26 42.79 226.77 20.18 2.12 西棕櫚堰 14 80/20 88.96 1.0 6 8.72 0.20 43.30 137.32 15.75 2.75 菜籽油/巴 133.44 1.0 9 12.29 0.34 35.77 202.83 16.51 2.17 西棕櫚壤 對照 100%巴西 88.96 1.0 6 8.07 0.15 53.97 149.92 18.58 2.91 4-2 棕櫚蠟 133.44 1.0 10 11.45 0.19 60.36 221.73 19.37 3.12
第34頁 482820 五、發明說明（32) 在表面修飾方面，全部經處理之試樣是優於未經處理之 對照試樣。於較高施用力程度，全部經處理之試樣在研磨 效率及電力參數方面是優於未經處理之對照試樣。於較低 施用力程度未經處理之試樣有較高G-比，但隨著施角更多 的力該G -比及材料移除率急速下降。在精密研磨作業中此 是高度不受歡迎的特性，其大多被本發明之輪消除。最顯 著者，在此乾研磨試驗中研磨所需之比能量及研磨能力指 數（G-比/比能量），經處理之輪是顯著優於未經處理之 輪。 於全部施用力，油/蠟成分試樣之電力、G-比、表靣修 飾及研磨能力是與該1 0 0 %巴西棕櫚蠟對照試樣相似，或較 其稍佳。經觀察到該1 0 0 %巴西棕櫚蠟處理之輪，在研磨之 後餘留一種不受歡迎、難以移除之殘〉'查在加工件上。瑕/ 油混合物也餘留殘渣在加工件上，但，不像該 1 0 0%蠟殘渣，試蠟/油殘渣易自加工件拭除。在某些研磨 作業期間，該巴西棕櫚蠟殘渣可能造成輪面之荷載。 例5 研磨試驗 此例例證含巴西棕櫚蠟對含硫油某一範圍之重量百分率 之潤滑劑成分處理之輪，相對硫處理之對照試樣之利點。 這些試樣也與一種含1 : 3比之巴西棕獨蠟與油沒有添加劑 之潤滑劑成分比較。經處理之輪及對照，是在避免該硫處 理對照輪燃燒所需之濕研磨條件下作一種内徑鑽進研磨試 驗0
第35頁 482820 五、發明說明（33) 藉例2中所述之方法浸潰填充試驗輪（Norton Company’s 商業 SG80-J8 - VS 輪）（3·0χ0·5χ0·875 吋） (76·〇χΐ2·7χ22. 2公厘）。這些輪含約48容積％晶種溶膠 凝膠鋁氧磨姓劑顆粒，7. 2容積％玻璃化黏合劑及約 4 4 · 8容積％孔隙度。填充後輪之重量示於以下。該碳对知 輪是一種以約15重量％元素填充之商業輪（SG80-J8-VS -TR22)，其是自Norton Company, Worcester, ΜΑ·取知。 輪試楛 處理 燒結密度 (克/立方 公分） 對照 6-1 無 2.202 18 75/25 OM-377 油/巴西棕摘虫敗 2.187 19 40/60 OM-377 油/巴西棕櫚蠟 2.201 20 60/40 OM-377 油/巴西棕櫚蠟 2.204 21 20/80 OM-377 油/巴西棕櫚蠟 2.203 22 75/25 OM-300 油/巴西棕櫚虫鼠. 2.198 對照 100% 2.204 6-2 硫商業 起始重量最終重量 吸收_量 (克） (克） m 136.42 136.42 一 136.49 153.73 17.24 136.56 156.88 20.32 136.46 157.57 21.11 136.51 155.38 18.87 136.73 155.79 19.06 136.59 173.36 36.77 機為：Heald CF#2研磨機
苐36頁 482820 五 '發明1¾明（34) " --- 方式：濕内徑浸沒研磨 輪：SG80-K8 VS(3 X0. 5 X0. 875 吋）（76· 0 X 1 2. 7 X 2 2 2 八 厘） ·么 輪速：1 1，3 0 7 rpm (44 公尺/ 秒） , 加工速率：15〇 rpm (0.8公尺/秒） 加工材料：5 2 1 0 0鋼，（Rc 60) (7·0Χ0·250 Χ4·0 4)(178.8Χ6·35Χ101·6&Μ) 饋管：1 · 5 2 4公厘對直徑 饋入率：（2種設定）2.44及4.88分厘/分鐘 冷卻劑·· Trim®清徹冷卻劑（以除離子井子稀釋丨：2〇)，
Master Chemical Corp., Perrysburg, OH 修飾方式：迴轉Disc Diamond 〇·〇〇5吋/轉（0· 127公厘/轉）移前 〇· 001吋（0· 025公厘）直徑深度之修倚
482820 五、發明說明（35)
表III MRR WWR 單位 比能 猃 處理 進給率 Z，w Έλ 電力 i 研磨/ 試樣 fmm3/ fmm3/ Q f\V/ \ν·$/ 能力 s.mrrT) s.mm、 _bb mm) Mm3 mm3/J 對照 無 2.44 5.42 0.05 108.6 378 69.79 1.56 6-1 4.88 14.73 0.16 94.1 932 58.15 1.62 18 75/25 OM-377 2.44 .5.87 0.04 143.1 422 71.96 1.99 油/巴西棕 4.88 15.23 0.14 106.6 894 58.73 1.81 櫚壤 19 40/60 OM-377 2.44 6.04 0.04 139.2 365 60.51 2.30 油/巴西棕 4.88 14.70 0.12 123.4 743 50.58 2.44 櫚蠟 20 60/40 OM-377 2.44 5.78 0.05 128.0 403 69.74 1.84 油/巴西栋 4.88 14.57 0.13 113.3 857 58.81 1.93 櫚蠟 21 20/80 OM-377 2.44 5.97 0.05 131.1 391 65.44 2.00 治/巴西栋 4.88 15.01 0.13 115.9 869 57.9 2.00 櫚蠟 22 75/25 OM-300 2.44 5.93 0.05 131.8 378 63.71 2.07 油/巴西棕 4.88 15.06 0.18 84.4 794 52.7 1.60 櫚蠟 對照 100% 硫 2.44 6.00 0.05 124.3 517 85.46 1.45 6-2 m 呆 4.88 15.09 0.15 104.1 1058 70.13 1.48
苐38頁 482820 五、發明說明（36) 於濕研磨條件下，本發明之輪在研磨能力及比能量方面 優於硫處理之輪，展示性能參數間，包括研磨所需之電力 及材料移除率，之受歡迎的平衡。因此，本發明之處理輪 是硫填充研磨輪之一種可接受的替代品。 — 全部經處理之輪（該ΟιΜ-3 0 0油處理之輪#22除外），在研 磨能力方面優於未經處理之對照輪，但有相當的比能量需 求。雖然該0M-3 0 0油處理之輪22於較高進給率時性能表現 稍遜，但整體性能表現可接受。因為OM- 3 0 0油較諸 OM-377油只含少量之硫，在硫是環境問題之場合該 OM-3 0 0油處理之輪會被選用供研磨作業。 如在例3中證示，倘若這些經處理及未經處理之輪是在 乾研磨條件下作試驗，以油及蠟填充之磨輪會比未經處理 之對照輪展示甚至更高的G -比及消耗甚至更少的電力。 雖然選擇本發明之特殊形態供在各式及例中作說明，及 先前之描述是專注於特殊說詞供描述本發明之這些形態之 目的’此描述用意不在限制本說明之範圍》其是將在申請 專利範圍中界定。
第39頁

Claims (1)

  1. 482820 J齡44 99 ί|ν 修正 中請專利kf 娜 1 . 一種用於精密研磨之磨蝕物件，其含3至2 5容積％之玻 璃黏合劑，3至56容積％ iMCA磨蝕劑顆粒，及2 8至63容積％ 之開放孔隙度，其中在該磨蝕物件中幾乎全部開放孔隙是 已經以油與蠟之均勻混合物，有油：蠟重量比3 : 1至1 : 4，組成之一種潤滑劑成分填充。 2 .根據申請專利範圍第1項之磨蝕物件，其中該磨蝕物 件含1 0至5 6容積％ M C A磨蝕劑顆粒及該M C A磨蝕劑顆粒是選 自本質上由燒結之晶種溶膠-凝膠鋁氧顆粒及燒結之非晶 種溶膠-凝膠鋁氧顆粒及其組配組成之組群。 3 .根據申請專利範圍第1項之磨蝕物件，其中該磨蝕物 件另含0 . 1至5 3容積％之至少一種第二磨蝕劑顆粒。 4.根據申請專利範圍第1項之磨蝕物件，其中該油是該 油與蝶混合物之至少6 0重量％。 5 .根據申請專利範圍第1項之磨蝕物件，其中在該油與 纖混合物中該躐是巴西棕櫚蝶。 6 .根據申請專利範圍第1項之磨蝕物件，其中在該油與 蠟混合物中該蠟是含至少一種C 1 6至C 2 4脂族化合物為主之 脂族化合物之一種混合物。 7 .根據申請專利範圍第1項之磨蝕物件，其中在該油與 蠟混合物中該蠟是聚乙烯蠟。 8 .根據申請專利範圍第1項之磨蝕物件，其中在該油與 蠟混合物中該蠟含具至少1 2個碳原子之碳鏈之脂肪酸之 Sa ° 9 .根據申請專利範圍第1項之磨蝕物件，其中在該油與
    O:\56\56089.ptc 第41頁 482820 案號 87119910 年U月 曰 修正 六、申請專利範圍 虫鼠混合物中該油包括某一有效量之硫化切削油添加劑。 1 0 .根據申請專利範圍第9項之磨蝕物件，其中硫化切削 油添加劑之量是該油之至少1 0重量％。 1 1 .根據申請專利範圍第1項之磨蝕物件，其中該磨蝕物 件是一個研磨輪。 1 2 . —種製造用於精密研磨之研磨物件之方法，其包含 以次步驟： a )混合2 0〜7 5重量％油與2 5〜8 0重量％蠟於高於該蠟之軟 化點之溫度以生成一種均勻混合之潤滑劑成分；
    b )提供一個磨蝕物件其含3至2 5容積％玻璃黏合劑、3 至5 6容積％ MCA顆粒及2 8至63容積％開放孔隙； c )加熱該潤滑劑成分至某一溫度在該溫度該潤滑劑成 分是在液態及保持該潤滑劑成分於液態； d) 加熱該磨蝕物件至高於該液態潤滑劑成分之溫度 2 0至3 0 °C之溫度； e) 將該磨蝕物件與該液態潤滑劑成分接觸而沒有浸沈 該磨姓劑物件至該液態潤滑劑成分中； f )以有效於避免氣體夾帶之速率迴轉該磨蝕物件同時 維持其與該液態潤滑劑成分接觸以均均填充潤滑劑成分至 該磨姓物件中；
    g)於該磨蝕物件已吸收有效量之潤滑劑成分以填滿幾 乎全部開放孔隙後移出與該潤滑劑成分接觸之該磨蝕物 件；及 h)繼續迴轉該磨蝕物件同時冷卻該磨蝕物件至均勻固
    O:\56\56Q89.ptc 第42頁 482820 案號871丨9910 ?〇年（ί月 修正 六、申請專利範圍 化在孔隙内之填充之液態潤滑劑成分。 1 3 .根據申請專利範圍第1 2項之方法，其中該蠟是巴西 棕櫚蠟及其中該油是該潤滑劑成分之至少6 0重量％。 1 4. 一種精密研磨之方法，其包含以次步驟： a )提供一種磨蝕物件其含一種玻璃黏合劑及一種 M C A磨蝕劑顆粒，該磨蝕劑顆粒有孔隙其容納有效量之一 種潤滑劑成分其本質上是由20〜75重量％油與25〜80重量％蠟 組成；其中該油包括有效量之硫化切削油添加劑；及 b )於連續浸浴一種金屬被加工件之一個表面在一種不 含硫液態冷卻劑中之期間，置該磨蝕物件與該被加工件作 移動磨蝕接觸直至該表面達成精密研磨修飾。 1 5 .根據申請專利範圍第1 4項之方法，其中該硫化切削 油添加劑之量是在該磨蝕物件之該潤滑劑成分中之油之 1 0〜4 0重量％。 1 6 . —種乾精密研磨之方法，其包括以次步驟： a )提供一種磨蝕物件，其含3至2 5容積％玻璃黏合劑， 3至5 6容積％ MCA磨蝕劑顆粒，及2 8至63容積％開放孔隙 度，其中在該磨蝕物件中幾乎全部開放孔隙度是以一種潤 滑劑成分之有效量填充，該潤滑劑成分是由油與躐，有 3 : 1至1 : 4之油：堰重量比，之一種均勻混合物組成； b)置該磨姓物件與一種乾被加工件作移動磨钱接觸直 至該表面達成精密研磨修飾； 由是該被加工件之表面幾乎沒有熱損傷。 1 7.根據申請專利範圍第1 6項之方法，其中在該油與蠟
    Q:\56\56089.ptc 第43頁 482820 案號 87119910 加年（丨月 曰 修正 六、申請專利範圍 混合物中該油包括有效量之硫化切削油添加劑。 1 8 .根據申請專利範圍第1 7項之方法，其中硫化切削油 添加劑之量是該磨姓劑之該潤滑劑成分中之油之1 0〜4 0重 量％ 〇
    U:\56\56089.ptc 第44頁
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