CZ20041028A3 - Brusné výrobky s novými strukturami a způsoby broušení - Google Patents
Brusné výrobky s novými strukturami a způsoby broušení Download PDFInfo
- Publication number
- CZ20041028A3 CZ20041028A3 CZ20041028A CZ20041028A CZ20041028A3 CZ 20041028 A3 CZ20041028 A3 CZ 20041028A3 CZ 20041028 A CZ20041028 A CZ 20041028A CZ 20041028 A CZ20041028 A CZ 20041028A CZ 20041028 A3 CZ20041028 A3 CZ 20041028A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- abrasive
- grinding
- bonded
- vol
- tool
- Prior art date
Links
- 238000000227 grinding Methods 0.000 title claims abstract description 368
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 79
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 362
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 315
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 claims description 272
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 157
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 69
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 claims description 51
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 41
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims description 29
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 claims description 28
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 27
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 239000011165 3D composite Substances 0.000 claims description 26
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 22
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 16
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 10
- 230000003685 thermal hair damage Effects 0.000 claims description 8
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 4
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 4
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 claims description 3
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001807 Urea-formaldehyde Polymers 0.000 claims description 3
- GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N aldehydo-D-glucose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C=O GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 claims 2
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 claims 2
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 claims 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 79
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 71
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 56
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 56
- HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N furfural Chemical compound O=CC1=CC=CO1 HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 31
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 26
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 21
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 19
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 19
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 18
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 17
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 16
- 229920001800 Shellac Polymers 0.000 description 15
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 15
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 15
- 239000000047 product Substances 0.000 description 15
- 239000004208 shellac Substances 0.000 description 15
- 229940113147 shellac Drugs 0.000 description 15
- 235000013874 shellac Nutrition 0.000 description 15
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 14
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 14
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 14
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 13
- ZLGIYFNHBLSMPS-ATJNOEHPSA-N shellac Chemical compound OCCCCCC(O)C(O)CCCCCCCC(O)=O.C1C23[C@H](C(O)=O)CCC2[C@](C)(CO)[C@@H]1C(C(O)=O)=C[C@@H]3O ZLGIYFNHBLSMPS-ATJNOEHPSA-N 0.000 description 13
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 12
- 229920003261 Durez Polymers 0.000 description 11
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 11
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 11
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 11
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 11
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 10
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 9
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 9
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 8
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 8
- -1 aluminoxynitride Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 7
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 7
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 7
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 6
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 6
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 6
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 6
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 6
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 6
- 235000020681 well water Nutrition 0.000 description 6
- 239000002349 well water Substances 0.000 description 6
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 5
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 5
- 239000010754 BS 2869 Class F Substances 0.000 description 4
- RPRIKYFYCSOOAG-UHFFFAOYSA-N [2,4,6-trimethyl-3,5-bis(sulfanylmethyl)phenyl]methanethiol Chemical compound CC1=C(CS)C(C)=C(CS)C(C)=C1CS RPRIKYFYCSOOAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000007767 bonding agent Substances 0.000 description 4
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 238000010961 commercial manufacture process Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 4
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 4
- 235000019592 roughness Nutrition 0.000 description 4
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 4
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 241000475481 Nebula Species 0.000 description 3
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 3
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 3
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 3
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 3
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 2
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000758789 Juglans Species 0.000 description 2
- 235000009496 Juglans regia Nutrition 0.000 description 2
- 239000006057 Non-nutritive feed additive Substances 0.000 description 2
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000419 boron suboxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 2
- 210000001520 comb Anatomy 0.000 description 2
- 238000010954 commercial manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 2
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 2
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 239000010433 feldspar Substances 0.000 description 2
- ANAGEECPKFGKEL-UHFFFAOYSA-N furan-2-carbaldehyde;phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1.O=CC1=CC=CO1 ANAGEECPKFGKEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002223 garnet Substances 0.000 description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 2
- VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N hexamethylenetetramine Chemical compound C1N(C2)CN3CN1CN2C3 VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108700001954 lipopeptide detergent 12 Proteins 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000003278 mimic effect Effects 0.000 description 2
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 2
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- 238000001029 thermal curing Methods 0.000 description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004034 viscosity adjusting agent Substances 0.000 description 2
- 235000020234 walnut Nutrition 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010755 BS 2869 Class G Substances 0.000 description 1
- 239000005711 Benzoic acid Substances 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 229920001353 Dextrin Polymers 0.000 description 1
- 239000004375 Dextrin Substances 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021120 animal protein Nutrition 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000010420 art technique Methods 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- ZYXYTGQFPZEUFX-UHFFFAOYSA-N benzpyrimoxan Chemical compound O1C(OCCC1)C=1C(=NC=NC=1)OCC1=CC=C(C=C1)C(F)(F)F ZYXYTGQFPZEUFX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010960 commercial process Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 229910001610 cryolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019425 dextrin Nutrition 0.000 description 1
- 238000007908 dry granulation Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000012765 fibrous filler Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 description 1
- 239000011494 foam glass Substances 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;phenol Chemical compound O=C.OC1=CC=CC=C1 SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000856 hastalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013007 heat curing Methods 0.000 description 1
- 239000004312 hexamethylene tetramine Substances 0.000 description 1
- 235000010299 hexamethylene tetramine Nutrition 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910000816 inconels 718 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000411 inducer Substances 0.000 description 1
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 1
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052919 magnesium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019792 magnesium silicate Nutrition 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229960004011 methenamine Drugs 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 description 1
- 239000011049 pearl Substances 0.000 description 1
- 238000005453 pelletization Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013001 point bending Methods 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 1
- ODGAOXROABLFNM-UHFFFAOYSA-N polynoxylin Chemical compound O=C.NC(N)=O ODGAOXROABLFNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 1
- 238000007634 remodeling Methods 0.000 description 1
- 239000012260 resinous material Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 238000011076 safety test Methods 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019351 sodium silicates Nutrition 0.000 description 1
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 description 1
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 description 1
- 229910052566 spinel group Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 229910002076 stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 210000005239 tubule Anatomy 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B1/00—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
- B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
- B24D3/20—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially organic
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B5/00—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
- B24B5/02—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work
- B24B5/04—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work for grinding cylindrical surfaces externally
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B5/00—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
- B24B5/36—Single-purpose machines or devices
- B24B5/363—Single-purpose machines or devices for grinding surfaces of revolution in situ
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D11/00—Constructional features of flexible abrasive materials; Special features in the manufacture of such materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D18/00—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
- B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
- B24D3/04—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic
- B24D3/14—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic ceramic, i.e. vitrified bondings
- B24D3/18—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic ceramic, i.e. vitrified bondings for porous or cellular structure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
- B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
- B24D3/20—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially organic
- B24D3/22—Rubbers synthetic or natural
- B24D3/26—Rubbers synthetic or natural for porous or cellular structure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
- B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
- B24D3/20—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially organic
- B24D3/28—Resins or natural or synthetic macromolecular compounds
- B24D3/32—Resins or natural or synthetic macromolecular compounds for porous or cellular structure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
- B24D3/34—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents characterised by additives enhancing special physical properties, e.g. wear resistance, electric conductivity, self-cleaning properties
- B24D3/348—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents characterised by additives enhancing special physical properties, e.g. wear resistance, electric conductivity, self-cleaning properties utilised as impregnating agent for porous abrasive bodies
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
- C09K3/1436—Composite particles, e.g. coated particles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
- Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
- Crushing And Grinding (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
Description
Oblast techniky
Tento vynález se týká pojených brusných výrobků nebo nástrojů, jako jsou brusné kotouče, brusné segmenty, brusné disky a honovací brousky, které mají nové struktury složení, způsobů zhotovování takovýchto nástrojů takových, aby se vytvořily tyto nové struktury nástroje, a způsobů broušení, leštění nebo dokončování povrchu za použití takovýchto nástrojů.
Pojené brusné nástroje sestávají z tuhých a typicky monolitických, trojrozměrných, brusných kompozitů ve formě kotoučů, disků, segmentů, brusných tělísek, honovacích brousků a dalších tvarů nástrojů, které mají středovou díru nebo jiný prostředek pro namontování na vhodný typ brusného, leštícího nebo ostřícího zařízení nebo stroje. Tyto kompozity obsahují tři strukturální elementy nebo fáze, a to brusné zrno, pojivo a porézitu.
Pojené brusné nástroje byly vyráběny v rozmanitosti tříd a struktur, které byly definovány podle praxe stavu techniky relativní tvrdostí a měrnou hmotností brusného kompozitu (třída) a objemovým procentem brusného zrna, pojivá a porézity v kompozitu (struktura).
Přibližně po 70 let jsou třída a struktura nástroje považovány za nejspolehlivější předpovědi tvrdosti pojeného brusného nástroje, míry opotřebení nástroje, energetických požadavků na broušení a výrobní soudržnosti. Jakost a • ·· struktura byly ponejprv zavedeny jako spolehlivé výrobní směrnice v patentu US č. 1,983,082 Howea a spol. Howe popisuje tenkrát těch tří strukturálních cílovou třídou tvrdosti a charakteristikami. Při odměrný způsob výroby užitečný pro překonání neodbytných obtíží s nekonsistentní kvalitou brusného kompozitu a proměnlivým brusným výkonem. U tohoto postupu se volí relativní volumetrické procentuální obsahy složek pro získání nástroje s dalšími požadovanými fyzikálními znalosti požadovaného objemu konečného nástroje se vsázkové váhy brusného zrna a pojivových složek nutných pro výrobu nástroje vypočítají z objemu nástroje, relativních volumetrických procentuálních objemů a měrných hmotností materiálů brusného zrna a složek pojivá. Tímto způsobem bylo možné vytvořit diagram standardní struktury pro definované složení pojivá a v následných výrobních chodech odečítat relativní objemové procentuální obsahy z tohoto diagramu standardní struktury, aby se vyrobily pojené brusné nástroje, které mají shodnou třídu tvrdosti ‘pro dané objemové procento brusného zrna, pojivá a pórézity. Bylo pozorováno, že brusný výkon byl konzistentní od jedné výrobní várky ke druhé, třída a struktura udržené konstantní.
Pro mnoho brusných operací se ukázalo, množství a typu pórézity v kompozitu, zejména propustného nebo vzájemně propojeného charakteru, efektivitu broušení a ochraňuje kvalitu obrobku, brousí, před tepelným nebo mechanickým poškozením.
Jakýkoli trojrozměrný brusný kompozit sestává ze součtu relativních objemových procentuálních obsahů jeho tří složek, tedy brusného zrna, pojivá a pórézity. Suma objemových procentuálních obsahů těchto složek se musí rovnat 100 objemovým procentům. Proto musejí mít nástroje, které mají vysoké procento pórézity,proporcionálně nižší procentuální obsahy pojivá a/nebo brusného zrna. Při výrobě když byly že řízení pórézity zlepšuj e který se • · • · • ··
• · • · ···· ·· ···· • · · • · ··* ♦ · · · • · · pojených brusných nástrojů lze snadněji dosáhnout relativně vysokých objemových procentuálních obsahů pórézity (např. 49 až 70 objemových %) v přesných brusných nástrojích vyrobených s tuhými, anorganickými pojivovými materiály (např. vitrifikovanými nebo keramickými pojivý) a relativně malými velikostmi zrna (např. Nortonovy velikosti zrna 46 až 22), než u hrubých brusných nástrojů vyrobených s organickými pojivovými materiály a relativně velkými velikostmi zrna (např. drť 12 až 120 velikostí zdti Norton). Velmi porézní brusné kompozity vyrobené s většími velikostmi zrna, vyššími objemovými procenty zrna a měkčími organickými pojivovými materiály mají sklon se zbortit nebo rozdělit na vrstvy během mezitímních formovacích a vytvrzovacích fází výroby brusného nástroje. Z těchto důvodů jsou komerčně dostupné pojené brusné nástroje vyrobené s organickými pojivovými materiály často lisovány tak, aby neobsahovaly žádnou pórézitu a typicky obsahovaly ne více než 30 objemových % pórézity. Zřídka překračují 50 objemových % pórézity.
Přirozená pórézita vznikající z náplně brusných zrn a částic pojivá během tvarování tlakem je obvykle nedostačující pro dosažení vysoké pórézity v pojených brusných nástrojích. Ke směsím kompozitu brusivá a pojivá se mohou přidávat prostředky způsobující pórézitu, jako je bublinková alumina a naftalen, aby umožnily formování lisováním a zacházení s porézním nevytvrzeným brusným výrobkem a získání odpovídajícího objemového procenta pórézity v konečném nástroji. Některé prostředky způsobující póry (např. bublinková alumina a skleněné kuličky) budou tvořit uvnitř nástroje pórézitu s uzavřenými buňkami. Prostředky způsobující póry s uzavřenými buňkami přidávané pro dosažení vysokého procentuálního obsahu pórézity zabraňují tvoření otevřených kanálů nebo vzájemně propojené pórézity a tak zabraňují nebo snižují průtok tekutiny skrze • 4 · 4 ·· · 4 ··
• 444 4
4 •4 4444
4 4
4 4 4 4 těleso nástroje a tím mají sklon zvyšovat brusné síly a riziko tepelného poškozeni. Prostředky způsobující póry s otevřenými buňkami musejí být z brusné matrice vypáleny (např. skořápky vlašských ořechů a naftalen), což dává vzniknout různým výrobním potížím.
Hustoty prostředků způsobujících póry, materiálů pojiv a brusných zrn se dále značně mění, což činí obtížné kontrolovat rozvrstvení brusné směsi během manipulace a formování a často to má za následek ztrátu homogenity v trojrozměrné struktuře konečného brusného výrobku. Rovnoměrné, homogenní rozložení těch tří složek brusného kompozitu bylo považováno za klíčový aspekt konzistentní kvality nástroje a pro brusné kotouče za důležitý pro bezpečný provoz kotoučů při vysokých rychlostech otáčení potřebných pro broušení (např. nad 4.000 povrchových stop za minutu (sfpm)).
Bylo zjištěno, že objemové procento vzájemně propojené porézity nebo tekutinová permeabilita je významnější determinující činitel brusného výkonu brusných výrobků než pouhé objemové procento porézity (viz patent US č. A5,738,696 Wu). Vzájemně propojená pórézita dovoluje odstranění brusného odpadu (pilin) a průchod chladící kapaliny uvnitř kotouče během broušení. Existence vzájemně propojené porézity se může potvrdit měřením permeability kotouče vůči proudu vzduchu za regulovaných podmínek. Patent US č. A-5,738,697 zveřejňuje brusné kotouče s vysokou permeabilitou, které mají značné množství vzájemně propojené porézity (40 až 80 % objemu) . Tyto kotouče jsou vyrobené z matrice vlákenných částic, které mají štíhlostní poměr alespoň 5:1. Tyto vlákenné částice mohou být vláknitá brusná zrna nebo obyčejná, nevlákenná brusná zrna smíchaná s různými vláknitými plnivovými materiály, jako jsou keramická vlákna, polyesterová vlákna a skelná vlákna, a rohož a aglomeráty konstruované s vlákennými částicemi.
«···
9
• 9 ··♦*»
t) 9
Nyní bylo odhaleno, že pojené brusné nástroje mohou být vyrobeny s relativně vysokým procentem pórézity a relativně nízkým procentuálním obsahem brusného zrna bez obětování mechanické pevnosti nebo odolnosti k opotřebení nástroje, i když by třída tvrdosti nástroje předpovídala relativně chabou mechanickou pevnost. Pro organicky pojené brusné nástroje je nyní možné zhotovovat nástroje při relativních procentuálních obsazích brusného zrna, pojivá a pórézity, které tvoří struktury mezi komerčními pojenými brusnými nástroji neznámé. Tyto nové struktury zahrnují organicky pojené brusné nástroje, kde souvislá fáze kompozitu brusivá sestává ze složky pórézity. Podle jednoho výhodného postupu vytváření těchto nových struktur byla většina brusného zrna před mícháním, formováním a tepelným zpracováním pojeného brusného nástroje aglomerována s pojícím materiálem.
Aglomerované brusná zrna jsou vylíčena tak, že zlepšují efektivitu broušení mechanismem nesouvisejícím s množstvím nebo charakterem pórézity pojeného brusného nástroje. Brusné zrno bylo aglomerováno k různým účelům, z nichž hlavní je umožnit použití menší velikosti částic brusného zrna (drti) pro dosažení téže efektivity broušení jako větší velikost brusné drti, nebo získat hladší povrchovou úpravu na obrobku, který se brousí. V mnoha případech bylo brusné zrno aglomerováno, aby se dosáhlo méně porézní struktury a hutnějšího brusného nástroje, který by měl pevněji pojená brusná zrna.
Honovací kotouče na ozubení s velmi nízkou pórézitou (např. méně než asi 5 objemových % pórézity) byly vyrobeny z regenerovaných rozdrcených vitrifikovaných pojených kompozitu brusivá pojením kompozitu v nějaké epoxydové pryskyřici. Tyto sdružené honovací kotouče ozubení byly komerčně dostupné po řadu let (od Saint-Gobain Abrasives, GmbH, dříve Efesis Schleiftechnik GmbH, Gerolzhofen,
Německo).
» · · · 4 • · • · · · • ·· brusných operací, strukturou, pak
Brennerův patent US č. A-2,216,728 zveřejňuje agregáty brusné zrno/pojivo vyrobené z nějakého typu pojivá. Důvodem pro užívání těchto agregátů je dosáhnout velmi hutné struktury kotouče pro udržení zrna diamantu nebo CBN během Když jsou agregáty vyrobené s porézní je to za účelem umožnění, aby vnitroagregátové pojivové materiály vtekly do pórů agregátu a zcela zhutnily strukturu během vypalování. Tyto agregáty dovolují použití prachu brusného zrna, které se jinak při výrobě ztratí.
Patent US č pryskyřicového pojivá tvrdosti větší, než použitého pro pojení
A-3,982,359 poučuje a brusného zrna, o tvoření agregátů které mají hodnoty jsou hodnoty pryskyřicového pojivá agregátů v brusném nástroji. Vyšší rychlosti broušení a delší životnosti nástroje se dosáhnou u kotoučů pojených pryží, které obsahují tyto agregáty.
Patent US č. A-4,799,359 poučuje o rozrušitelných aglomerátech brusného zrna, dutých těles a organického pojivá a použití'těchto aglomerátů v povlékaných brusivech a pojených brusivech. Podobné aglomeráty jsou zveřejněné v patentu US č. A-5,039,311 a patentu US č. A-4,652,275.
Wetshcerův patent US č. A-5,129,189 zveřejňuje brusné nástroje, které mají matrici pryskyřicového pojivá, která obsahuje konglomeráty brusného zrna, pryskyřice a materiálu plniva, jako je kryolit, které mají 5 až 90 objemových % pórézity.
Benguerelův patent US č. A-5,651,729 poučuje o brusném kotouči, který má jádro a samostatný brusný prstenec vyrobený z pryskyřicového pojivá a drcených aglomerátů brusného zrna diamantu nebo CBN s kovovým nebo keramickým pojivém. Zmíněné výhody kotoučů vyrobených s aglomeráty zahrnují velké čistící prostory pro piliny, vysokou odolnost proti opotřebení, samoostřící charakteristiky, vysokou mechanickou odolnost kotouče a schopnost přímého připojení • · · ·
- Ί brusného prstence k jádru kotouče. Podle jednoho provedení jsou použité brusné prstence diamantu nebo CBN rozdrcené na velikost 0,2 až 3 mm, aby vytvořily aglomeráty.
Lippertův patent GB č. A-l,228,219 zveřejňuje konglomeráty zrna a pojivá přidaných ke kaučukové elastické pojivové matrici. Pojivo držící zrno uvnitř konglomerátu mohou být keramické nebo pryskyřicové materiály, ale musí být tužší než elastická pojivová matrice.
Rostokerův patent US č. 4,541,842 odhaluje povlékaná brusivá a brusné kotouče vyrobené s agregáty brusného zrna a napěněné směsi vitrifikovaných pojivových materiálů s dalšími surovými materiály, jako jsou saze nebo karbonáty, vhodnými pro napěnění během vypalování agregátů. Pelety agregátu obsahují větší procentuální obsah pojivá než zrna, vztaženo na objemovou procentuální základnu. Pelety použité pro výrobu brusných kotoučů se slinují při 900 °C (na hustotu 70 lbs/cu.ft.; 1.134 g/cm3) a vitrifikované pojivo použité pro výrobu kotouče se vypaluje při 880 °C. Kotouče vyrobené s 16 objemovými % pelet pracovaly při broušení na úrovni účinnosti podobné účinnosti porovnávacích kotoučů vyrobených se 46 objemovými % brusného zrna. Tyto pelety obsahují uvnitř vitrifikované pojivové matrice otevřené buňky s relativně menšími brusnými zrny shluknutými kolem obvodu otevřených buněk. Pro vypalování předaglomerovaných surových agregátů, které se později napění a slinují pro výrobu pelet, je zmiňována rotační pec.
Patent US č. A-6,086,467 zveřejňuje brusné kotouče obsahující brusné zrno a shluky zrn plnivového zrna, které má menší velikost než brusné zrno. Může se použít vitrifikované pojivo a plnivové zrno může být oxid chrómu. Velikost shluků zrna je 1/3 nebo více velikosti brusného zrna. Výhody zahrnují regulovanou erozi pojivá a podržení brusného zrna u brusných aplikací s malými silami využívajících superabrazivní zrno, u kterých musí být toto ·· ···· ·· • ·· superabrazivní zrno rozředěno, aby se minimalizovaly brusné síly. Shluky plnivového zrna se mohou vytvořit voskem. Nezveřejňuje se žádné slinování těchto shluků.
Adefrisův WO 01/85393 Al zveřejňuje trojrozměrný brusný výrobek zhotovený z kompozitu brusivá, buď tvarovaných nebo nepravidelných, uspořádaných tak, že mají více než jednu monovrstvu kompozitů brusivá. Tento výrobek může obsahovat mezikompozitovou pórézitu a vnitrokompozitovou pórézitu. Kompozity obsahují brusná zrna pojená v anorganické nebo organické první matrici a brusný výrobek je pojený druhým anorganickým (kovovým nebo vitrifikovaným nebo keramickým) nebo organickým pojivovým materiálem, aby se vytvořil brusný výrobek, který by měl 20 až 80 objemových % porézity. Tento výhodný výrobek obsahuje jemné diamantové brusné zrno držené v prvním a druhém skelném pojivu a tento výrobek se používá pro broušení skla na zrcadlovou úpravu povrchu.
Řada publikací popisovala nástroje s povlékaným brusivém vyrobené s aglomerovaným brusným zrnem. Ty zahrnují Jacksonův patent' US č. A-2,194,472, který odhaluje nástroje s povlékaným brusivém, vyrobené s aglomeráty z množství relativně jemných zrn brusivá a některého z pojiv používaných normálně v povlékaných nebo pojených brusných nástrojích. Anorganické kompozity jemné drti diamantu, CBN a dalších tepelně degradovatelných brusných zrn v matrici oxidu kovu byly označeny za použitelné u povlakovaných brusných nástrojů (Patent US č. A-3,916,584, Howard a kol.), ilurstův patent US č. A-3,048,482 odhaluje tvarované brusné mikrosegmenty aglomerovaných brusných zrn a organických pojivových materiálů ve formě pyramid nebo jiných zužujících se tvarů. Tyto tvarované brusné mikrosegmentu jsou přilepené k vlákennému podkladu a používané pro výrobu povlékaných brusiv a pro vyrovnání povrchu tenkých brusných kotoučů. Kressnerův patent US č. A-4,311,489 zveřejňuje aglomeráty z jemného (< 200 mikrometrů) brusného zrna a kryolitu,
popřípadě se silikátovým pojivém, a jejich používání při výrobě povlékaných brusných nástrojů. Holmesův patent US č. A-5,500,273 zveřejňuje přesně tvarované částice nebo kompozity drtí brusivá a polymerního pojivá tvarované polymerizací volných radikálů. Podobné tvarované kompozity jsou popsané v patentu US č. A-5,851,247 Stoetzela a kol., patentu US č. A-5,714,259 Holmese a kol. a patentu US č. 5,342,419 Hibbarda a kol. Dokumenty US 5,975,988, US 6,217,413 a WO 96/10471, všechny Christiansona, zveřejňují výrobky z povlékaného brusivá obsahující podklad a organicky pojenou brusnou vrstvu, kde brusivo je přítomné jako tvarové aglomeráty ve tvaru komolé čtyřboké pyramidy nebo krychle.
Stoetzelův patent US č. A-6,056,794 zveřejňuje výrobky z povlékaného brusivá, které mají podložku, organické pojivo obsahující tvrdé anorganické částice, které jsou v něm rozptýlené, a aglomeráty brusných částic připojené k podložce. Brusné částice v aglomerátech a tvrdé anorganické částice v organickém pojivu mají v podstatě tutéž velikost. Aglomeráty mohoú být náhodně nebo přesně tvarované a jsou vyrobené s organickým pojivém. Tvrdé anorganické částice mohou být kterákoli z řady částic brusných zrn.
Patent US č. 6,319,108 zveřejňuje brusný výrobek obsahující tuhou podložku a kompozity keramického brusivá vyrobené z brusných částic v porézní keramické matrici. Tyto kompozity jsou přidržované k podložce kovovým povlakem, jako je galvanicky nanesený kov. WO 01/83166 Al Mujumdara a kol. zveřejňuje brusné nástroje na broušení skla, které obsahují diamantové kompozity přidržované k podložce pryskyřicovým poj ivem.
Řada patentů zveřejňuje brusné nástroje, které zahrnují pryskyřici nebo jiné organické pojivové kompozity brusného zrna. Většina z těchto nástrojů jsou nástroje z povlékaného brusivá, ve kterých je pro přilepení kompozitů brusného zrna k ohebné podložce použito pryskyřicové pojivo. Příležitostně • · • · ·
- 10 jsou ve spojení s kompozity brusiv používána kovová pojivá nebo rozrušitelné částice.
Reprezentativní patenty v této skupině zahrnují patenty US č. A-5,078,753, US č. A-5,578,098, US č. A-5,127,197, US č. A-5,318,604, US č. A-5,910,471 a US č. A-6,217,413.
Patent US č. A-4,355,489 zveřejňuje brusný výrobek (kotouč, disk, pás, plátno nebo papír, blok a podobně) vyrobený z matrice zvlněných vláken připojených k sobě v bodech manuálního styku a z brusných aglomerátů, které mají prázdný objem kolem 70 až 97 %. Aglomeráty mohou být vyrobeny s vitrifikovanými nebo pryskyřicovými pojivý a jakýmkoli brusným zrnem. Patent US č. A-4,364,746 zveřejňuje brusné nástroje, které obsahují různé aglomeráty brusivá, které mají odlišné pevnosti. Tyto aglomeráty jsou vyrobené z brusného zrna a pryskyřicových pojiv a pro dodatečnou pevnost nebo tvrdost mohou obsahovat jiné materiály, jako jsou řezaná vlákna. Patent US č. A-4,393,021 zveřejňuje způsob výroby brusných aglomerátů z brusného zrna a pryskyřicového pojivá za využití síťové tkaniny a válcování pasty zrna a pojivá skrze tuto tkaninu, aby se vyrobily protlačované výlisky podobné červům. Tyto protlačené útvary se vytvrzují ohřátím a poté rozdrcením do formy, aglomerátů.
Nehledě na tuto kostru znalostí týkajících se toho, jak vyrábět brusné výrobky s aglomerovaným zrnem a jak eliminovat nebo vytvářet pórézitu nástroje, nikdo dosud úspěšně nepřizpůsobil strukturu základního kompozitu trojrozměrného, monoliticky pojeného brusného nástroje s aglomerovaným zrnem tak, aby jakost nástroje a struktura už nepředpovídala brusný výkon. Nikdo nepoužíval aglomerované zrno pro výrobu nástrojů s objemovou procentuální strukturou, které bylo obtížné nebo nemožné zhotovovat s běžným brusným zrnem v organických pojivech. Zejména bez obětování mechanické pevnosti, životnosti nástroje nebo výkonu nástroje bylo zjištěno, že lze dosáhnout relativně
- 11 • ·· · • · · · · * • · · · · · · · · v • · · · · · · · · · · ···· ·· ·· · ·· ··· vysokých objemových procentuálních obsahů pórézity (např. kolem 30 objemových %) v pojených brusných nástrojích vyrobených s organickými pojivý. U nástrojů podle vynálezu může být nyní dosaženo značných proměn modulu pružnosti a jiných fyzikálních vlastností nástrojů pojených jak anorganicky, tak i organicky.
V pojených brusivech vyrobených s organickými pojivovými materiály, byly tyto pojivové materiály považovány za nejdůležitější faktor pro změnu třídy a struktury, aby se dosáhlo přiměřené nebo postačující mechanické pevnosti nebo tuhosti. Naprosto překvapivě vynález připouští, aby se předělaly nástroje s nižším obsahem brusného zrna po celém rozsahu obsahů pojivá a používaly se při brusných operacích, které vyžadují nástroje s vysokou mechanickou pevností, které mají odolnost proti předčasnému opotřebení (definované jako opotřebení struktury nástroje, které je rychlejší než opotřebení brusného zrna). U brusných aplikací s rozsáhlými povrchy styčných ploch slouží nástroje podle vynálezu aktuálně způsobem lepším než konvenční nástroje vyrobené s vyššími obsahy pojivá a brusného zrna.
Žádné z rozvití aglomerovaného brusného zrna podle stavu techniky nenavrhuje u pojených brusných nástrojů výhody použití určitých aglomerovaných brusných zrn uvnitř organické nebo anorganické pojivové matrice pro regulaci trojrozměrné struktury pojeného brusného nástroje. Zejména je neočekávané, že by se tyto aglomeráty mohly upravit pro přizpůsobení a regulaci umístění a typu pórézity a pojivové matrice ve struktuře nástrojů podle vynálezu.
Podstata vynálezu
Vynález je pojený brusný nástroj, který obsahuje trojrozměrný kompozit ze (a) první fáze zahrnující 24 až 48 objemových % brusných zrn pojených 10 až 38 objemovými % organického pojivového materiálu a méně než 10 objemových %
- 12 přézity a (b) z druhé fáze sestávající z 38 až 54 objemových % porézity, u kterého je tato druhá fáze souvislá fáze uvnitř kompozitu a tento pojený brusný nástroj má minimální rychlost roztržení 4.000 sfpm (20,32 m/s).
Vynález dále zahrnuje pojené brusné nástroje obsahující trojrozměrný kompozit ze (a) 22 až 46 objemových % brusných zrn pojených 4 až 20 objemovými % anorganického pojivového materiálu a (b) 40 až 68 objemových % vzájemně propojené porézity, u kterých většina z brusných zrn je přítomná jako nepravidelně rozptýlené shluky uvnitř kompozitu, přičemž tyto pojené brusné nástroje mají hodnoty modulu pružnosti, které jsou alespoň o 10 % nižší než hodnoty modulu pružnosti pro jinak shodné konvenční nástroje, které mají brusná zrna uvnitř trojrozměrného kompozitu rozprostřená pravidelně, a tyto pojené brusné nástroje vykazují minimální rychlost roztržení 4.000 sfpm (20,32 m/s).
Vynález dále zahrnuje způsob broušení kotoučem, které se skládá z kroků:
(a) zajištění pojeného brusného kotouče zahrnujícího trojrozměrný kompozit (i) první fáze obsahující 24 až 48 objemových % brusných zrn pojených 10 až 38 objemovými % organického pojivového materiálu a méně než 10 objemových % porézity a (ii) druhé fáze sestávající z 38 až 54 objemových % porézity, u kterého je druhá fáze souvislá fáze uvnitř kompozitu, a tento pojený brusný nástroj má minimální rychlost roztržení 4.000 sfpm (20,32 m/s);
(b) namontování pojeného brusného kotouče na rovinnou brusku;
(c) otáčení kotouče a (d) uvedení brusného povrchu kotouče do styku s obrobkem po dostatečnou časovou prodlevu pro broušení obrobku, čímž kotouč odstraňuje materiál obrobku při účinné míře úběru materiálu, zatímco brusný povrch kotouče zůstává v podstatě • ♦ · · • · 9 · • · 9 9
9 9 : 11..
- 13 9 9 ·
9 99 9 9 bez brusných pilin a poté, co se broušení dokončí, je obrobek v podstatě bez tepelného poškození.
Vynález dále zahrnuje způsob broušení s pomalým posuvem, zahrnující kroky:
(a) zajištění pojeného brusného kotouče obsahujícího trojrozměrný kompozit (i) 22 až 46 objemových % brusných zrn pojených 4 až 20 objemovými % anorganického pojivového materiálu a (ii) 40 až 68 objemových % vzájemně propojené pórézity a u kterého je většina brusných zrn přítomná jako nepravidelné prostorové shluky uvnitř kompozitu, přičemž tento pojený brusný nástroj má hodnotu modulu pružnosti, která je alespoň o 10 % menší než hodnota modulu pružnosti jinak identického konvenčního nástroje, který má pravidelně rozprostřená brusná zrna uvnitř trojrozměrného kompozitu, a tento pojený brusný nástroj má minimální rychlost roztržení 4.000 sfpm (20,32 m/s);
(b) namontování pojeného brusného kotouče na brusku s pomalým posuvem;
(c) otáčení’kotouče a (d) uvedení brusného povrchu kotouče do styku s obrobkem po dostatečnou časovou prodlevu pro broušení obrobku, čímž kotouč odstraňuje materiál obrobku při efektivní míře úběru materiálu a po broušení je obrobek v podstatě bez tepelných poškození.
Přehled obrázků na výkresech
Obrázek relativního standardních strukturami vynálezu.
Obrázek relativního standardních je ternární diagram porovnávající struktury volumetrického procentuálního složení , organicky pojených brusných nástrojů se organicky pojených brusných nástrojů podle je ternární diagram porovnávající struktury volumetrického procentuálního složení organicky pojených brusných nástrojů se *0 44 ♦»«· ·« 4444
4 4 4 4 9 4 · | · .·.*·..? : .: . .
4 4 9 4 4 4 4 9
444444 4 4 4 4 9 944 strukturami organicky pojených brusných nástrojů podle vynálezu vyrobených s aglomeráty brusného zrna obsahujícími anorganické pojící materiály.
Obrázek 3 je ternární diagram představující rozsah struktur relativního volumetrického procentuálního složení nástrojů se standardními, anorganicky pojenými brusivý, ve kterém jsou ty z anorganicky pojených brusných nástrojů podle vynálezu vyrobené s aglomeráty brusného zrna obsahujícími anorganické pojící materiály a anorganické pojivo charakterizované značně nižšími hodnotami modulu pružnosti avšak, relativně vůči standardním nástrojům, stejnými hodnotami rychlosti roztržení kotouče.
Obrázek 4 je mikrofotografie povrchu standardně pojeného brusného nástroje vyrobeného s organickým pojivém, která ilustruje rovnoměrné rozprostření tří složek kompozitu brusivá.
Obrázek 5 je mikrofotografie povrchu pojeného brusného nástroje podle vynálezu vyrobeného s organickým pojivém, která ilustruje nerovnoměrné rozprostření tří složek kompozitu brusivá, pórézitu (tmavší oblasti) jako souvislou fázi v kompozitu a síťovitou síť brusného zrna ukotveného uvnitř organického pojivového materiálu.
Popis výhodných provedení pojených brusných nástrojů
Pojené brusné nástroje podle vynálezu (brusné kotouče, brusné segmenty, brusné disky, brusné kameny a honovací brusy, na které se společně odkazuje jako na nástroje nebo kotouče) jsou charakterizované dříve neznámou kombinací struktury nástroje nebo kotouče a fyzikálním vlastnostmi.Jak se používá zde, odkazuje termín struktura kotouče na objemové procento brusného zrna, pojivá a pórézity obsažené v brusném kotouči. Třída tvrdosti kotouče odkazuje na písměnné označení dané chování kotouče při procesu broušení. Pro daný typ pojivá je třída funkcí pórézity kotouče, obsahu r#· • φφ » φ <
- 15 zrna a určitých fyzikálních vlastností, jako je vytvrzená měrná hmotnost, modul pružnosti a pronikání při pískování (to poslední je typičtější pro vitrifikované pojené kotouče). Třída kotouče předpovídá, jak odolný bude kotouč vůči opotřebení během broušení a jak tvrdě bude kotouč brousit, t.j. kolik energie bude nezbytné použít pro kotouč při daném procesu broušení. Písmenné označení pro třídu kotouče je stanovené podle stupnice tříd Norton Company známé ze stavu techniky, podle které jsou nejměkčí třídy označené A a nejtvrdší třídy jsou označené Z. Viz např. Howeův patent US č. A-l,983,082. Porovnáním tříd kotouče může ten, kdo je znalý stavu techniky, obvykle nahradit specifikací nového kotouče kotouč známý a předpovědět, že tento nový kotouč bude fungovat způsobem podobným známému kotouči.
Ve významném a neočekávaném odchýlení od těchto praktik jsou nástroje podle vynálezu charakterizované změnami jejich trojrozměrných, monolitických struktur kompozitu, zejména co do množství a charakteru tvořící složky pórézity, takže třída kotouče a struktura už předem nepředpovídají brusný výkon.
Když jsou vyrobené s organickým pojivém, mohou se nástroje podle vynálezu vyrábět podle vzorce tak, aby dával objemové procentuální struktury (např. pórézita nad 30 objemových %), které bylo obtížné nebo nemožné vyrábět metodami podle stavu techniky. Tyto nové struktury se mohou vyrábět bez obětování mechanické pevnosti, životnosti nástroje nebo výkonu nástroje. Podle jednoho výhodného způsobu se tyto struktury vyrábějí se směsí brusného zrna, ve které je většina brusného zrna ve formě aglomerátů brusného zrna s organickým pojícím materiálem, nějakým anorganickým pojícím materiálem nebo směsí těchto dvou.
Když je vyrobený s nějakým anorganickým pojivém, mohou se nástroje podle vynálezu vyrábět podle vzorce tak, aby
- 16 ·♦ ···· ·· ·· • · · · · · · · « · ··· · · « ····· ······· · · C · ······ · · · • 4·· · · 9 9 9 9 9 999 dávaly struktury s identickým objemovým procentuálním obsahem (viz obrázek 3) jako konvenční nástroje, avšak při značně nižší, t.j. alespoň o 10 % nižší hodnotou modulu pružnosti a často až o 50 % nižší hodnotou modulu pružnosti, bez jakékoli efektivní ztráty mechanické pevnosti. Nehledě na tento pokles tuhosti vykazují nástroje podle vynálezu při určitých brusných operacích přijatelné hodnoty rychlosti roztržení a značně lepší míry úběru materiálu. Podle jednoho výhodného postupu se tyto struktury zhotovují se směsí brusných zrn, ve které je většina brusného zrna ve formě aglomerátů brusného zrna s anorganickým pojícím materiálem.
Obrázky 1 až 5 ilustrují nové struktury nástrojů podle vynálezu. Obrázek 1 je ternární diagram označený dvěma zónami definujícími dvě sady kotoučů (kotouče podle stavu techniky a experimentální kotouče podle vynálezu) vyrobených s organickým pojivovým materiálem. Kotouče podle stavu techniky i kotouče podle vynálezu jsou stejně vhodné pro komerční použití pro brusné operace se silným stykem, přesné, rovinné' nebo liniové broušení, jako je broušení disků nebo válců. Konvenční kotouče mají objemové % struktury v zóně ohraničené 38 až 52 objem. % zrna, 12 až 38 obj. % pojivá a 15 až 37 obj. % porézity. Na rozdíl od toho mají kotouče podle vynálezu struktury v zóně ohraničené 24 až 48 obj. % zrna, 10 až 38 obj. % pojivá a 38 až 54 obj. % porézity. Lze vidět, že kotouče podle vynálezu jsou vyrobené se značně méně brusného zrna než konvenční kotouče a obsahují relativně malá množství pojivá a relativně velká množství porézity. Co nelze z diagramu vidět, je to, že kotouče podle vynálezu leží v oblasti na ternárním diagramu, kde by se pro výrobu brusných kotoučů nemohly výrobní postupy podle stavu techniky použít. Techniky podle známého stavu techniky selhaly, když struktura trojrozměrného kompozitu během tepelného zpracování sedla, přičemž se zhroutily oblasti porézity, nebo když kotouče podle stavu ·· ···· • · • · ·
- 17 ······ · · · ······ ·· · ·· ·♦· techniky ztratily dostatečnou mechanickou pevnost pro bezpečné použití při brusných operacích.
Obrázek 2 je ternární diagram ilustrující dvě sady kotoučů (kotouče podle stavu techniky a experimentální kotouče podle vynálezu) navržené pro komerční použití při brusných operacích se stykem v souvislé linii, jako je broušení válců. Kotouče podle stavu techniky se vyrábějí s organickým pojivovým materiálem a kotouče podle vynálezu se vyrábějí s organickým pojivovým materiálem a aglomeráty brusného zrna obsahujícími anorganické pojící materiály. Kotouče podle vynálezu jsou nekonečně lepší oproti konvenčním kotoučům ve všech pracovních parametrech postupu broušení válců. Konvenční kotouče mají opět struktury v zóně ohraničené 38 až 53 obj. % zrna, 12 až 38 obj. % pojivá a 15 až 37 obj. % pórézity. Na rozdíl od toho mají kotouče podle vynálezu struktury v zóně ohraničené 28 až 48 obj. % zrna, 10 až 33 obj. % pojivá (součet organického pojivá v kotouči a anorganického pojícího materiálu v aglomerátech) a 38 až 53 obj. % pórézity. Je vidět, že se kotouče podle vynálezu mohou vyrábět se značně menším množstvím brusného zrna a značně větším množstvím pórézity než konvenční kotouče. Co z tohoto diagramu vidět nelze, je to, že jsou kotouče podle vynálezu charakterizované mnohem měkčí třídy než u konvenčních kotoučů a nižší hodnoty modulu pružnosti než u konvenčních kotoučů (když se porovnávají s ekvivalentním objemovým procentuálním obsahem pojivového materiálu), ale vykazují značně lepší brusnou účinnost z hlediska životnosti kotouče, míry úběru materiálu a vibrací nebo odolnosti proti chvění kotouče.
Obrázek 3 je ternární diagram ilustrující dvě sady kotoučů (kotouče podle stavu techniky a experimentální kotouče podle vynálezu) vyrobené s anorganickým pojivovým materiálem a obojí vhodné pro komerční použití u brusných operací rovinných ploch s velkou stykovou plochou, jako je •9 9999
- 18 99 9999 • 9
9 9 9
99
9999 9 9 · «
99 999 9
99 999 99 9
9999 99 99 9 «9 999 broušení s pomalým posuvem. Kotouče podle stavu techniky i kotouče podle vynálezu mají obojí struktury v zóně ohraničené 22 až 46 obj. % zrna, 4 až 21 obj. % pojivá a 35 až 77 obj. % pórézity. Co nelze z diagramu vidět, je to, že při stejné objemové % struktuře mají kotouče podle vynálezu měkčí třídu a nižší hodnotu modulu pružnosti než kotouče konvenční, nicméně kotouče podle vynálezu vykazují z hlediska míry úběru materiálu a kvality obrobku značně lepší brusný výkon.
Obrázky 4 a 5 ilustrují změnu v množství a charakteru pórézity nástrojů podle vynálezu relativně vůči nástrojům konvenčním. Z obrázků 4 (stav techniky) a 5 (vynález) lze vidět, že pórézita (tmavší oblasti) v kompozitu brusivá kotouče podle vynálezu je souvislá fáze vzájemně propojených kanálů. Brusné zrno a pojivo se jeví jako nitková síť, ve které je brusné zrno zakotveno v organických pojivových materiálech. Na rozdíl od toho mají konvenční kotouče v podstatě rovnoměrnou strukturu, ve které je pórézita stěží viditelná a jasně přítomná jako nesouvislá fáze.
Podobným způsobem bylo pro anorganicky pojené nástroje podle vynálezu pozorováno, že pórézita v brusném kompozitu zahrnuje vzájemně propojenou pórézitu. Brusná zrna se u kotoučů podle vynálezu shlukují a jsou rozptýlená nepravidelně na rozdíl od pravidelného a rovnoměrného rozestoupení zrna v porovnávacích kotoučích podle stavu techniky, vyrobených s týmiž typy materiálů anorganického pojivá a zrna. Všechny složky kotoučů podle stavu techniky se zdají být rozprostřené rovnoměrným a homogenním způsobem napříč povrchem kotouče, kdežto všechny složky kotouče podle vynálezu jsou rozmístěné nepravidelně a struktura není homogenní. Jak by se očekávalo od kotouče s anorganickým pojivém (např. vitrifikovaným pojivém) a relativně malých velikostí brusné drti, které se u takového nástroje typicky používají, v porovnání s organickým pojivém a většími ·· ·««« • · · • · ··· ·« ·♦·· ·♦ ·♦ * · · 4 • ·· velikostmi drti ilustrovanými na obrázku porézity i síť brusného zrna a pojivá zřetelné u nástrojů s anorganickým pojivém než u nástrojů s organickým pojivém.
Různé vlastnosti materiálu pojených brusných nástrojů byly identifikovány jako vlastnosti, které se vztahují ke strukturám nového kompozitu, které jsou zde odhalené, a zahrnují mechanickou pevnost, modul pružnosti a měrnou hmotnost.
Vlastnosti mechanické pevnosti určují, jestli může být kompozit použit jako pojený brusný nástroj u komerční brusné operace. Protože se většina pojených brusných nástrojů používá ve formě abrazivních brusných kotoučů, je mechanická pevnost předpovídána zkoušením rychlosti roztržení kotouče, při kterém se kotouč namontuje na vřeteno uvnitř ochranné komory a pak se roztočí vzrůstající rychlostí, dokud se kompozit neporuší a kotouč se od sebe neroztrhne. Rychlost roztržení může být přepočítána na bod porušení od tahového napětí známými rovnicemi (např. Formulas for Stress and Strain, Raymond J. Roark, McGraw-Hill, 1965). Když například někdo předpokládá rotující disk se středovou dírou, nastává poškození u díry, kde je tahové napětí maximální.
σ = napětí v tahu nebo pevnost v roztržení (psi)
R = poloměr kotouče (in) p = měrná hmotnost kotouče (lbs/in3) r = poloměr díry (in) ω = úhlová rychlost (radián/sec) k = konstanta (386,4) υ = Poissonův koeficient (0,2)
5, jsou kanály viditelně méně σ = 1/4 . (ρ.ω2)/k . [(3+u).R2 + (l-u).r2]
Aplikování těchto vztahů na příklad brusného kotouče, na kotouč na broušení válců 36x4x12 palců (91,4x10,2x30,5 ···« ·*
4 · · ·· · » · 4 • · · 4 · 4 4 » « « 4 *····«· 4 · 4 4 • ••»44 · · ·
444444 4 4 · 4 4 4«»
- 20 cm) o měrné hmotnosti 0,053 lbs/in3 (1,46 g/cm3) (obsahující 30 % brusivá + 22 % pojivá + 48 % objemu porézity), když tento kotouč měl naměřenou rychlost roztržení 4.000 sfpm (20,32 m/s), pak:
úhlová rychlost = 4.000 ft/min = 44,4 radián/sec σ=1/4. (0, 053.4 4, 42)/38 6, 4. [(3 + 0,2) .362+(l-0,2) . 122] = 288 psi
Pokud by byla rychlost roztržení dvakrát tak velká (8.000 sfpm (40,64 m/s) nebo 88,8 radián/sec), pak se napětí v tahu σ = 1153 psi v bodě, kde kompozit prodělává mechanické poškození.
Mechanická pevnost je zde tedy definovaná jako rychlost roztržení kotouče v povrchových stopách za minutu (nebo metrech za sekundu) pro brusné kotouče a, pokud pojený brusný nástroj není kotouč, jako naměřené napětí v tahu v bodě, kde kompozit prodělává úplné mechanické poškození.
Další vlastnost materiálu relevantní k pojeným brusným nástrojům podlé vynálezu je měrná hmotnost nástroje. Organicky pojené nástroje podle vynálezu, jak by se dalo očekávat z objemových procentuálních složení jejich nových struktur, jsou méně husté než porovnatelné konvenční nástroje používané typicky v kterékoli dané brusné operaci. Tyto organicky pojené nástroje jsou charakterizované hustotou nebo měrnou hmotností méně než 2,2 g/cm3, výhodněji méně 2,0 g/cm3 a nejvýhodněji méně než 1,8 g/cm3. Jako takové jsou pro danou brusnou aplikaci (např. diskové broušení ocelových válců) asi o 20 až 35 % méně hutné a v průměru asi o 30 % méně hutné než porovnatelné konvenční nástroje používané při téže aplikaci.
Anorganicky pojené nástroje podle vynálezu jsou charakterizované porovnatelně nebo mírně nižšími měrnými hmotnostmi relativně vůči měrným hmotnostem porovnatelných konvenčních nástrojů. Například kotouče na broušení
- 21 »v ···· ♦ ·· · · · 4 9 · · · 9 9
9 9 9 · · ··«· ·· 44 4
9994 • · · • ♦ ··· • · · • · · ·· ··· vnitřního průměru konvenčního typu mají obecně měrnou hmotnost kolem 1,97 až 2,22 g/cm3, zatímco porovnatelné nástroje podle vynálezu sahají asi od 1,8 do 2,2 g/cm3. Měrné hmotnosti u brusných kotoučů s pomalým posuvem podle vynálezu a porovnatelných konvenčních kotoučů sahají u obou asi od 1,63 do 1,99 g/cm3.
Avšak pro anorganicky pojené nástroje podle vynálezu jsou hodnoty modulu pružnosti značně nižší, alespoň o 10 %, s výhodou alespoň o 25 % a nejvýhodněji o 50 % nižší než hodnoty porovnatelných konvenčních nástrojů. Pro brusné kotouče vnitřního průměru sahá modul pružnosti nástrojů podle vynálezu od 25 do 50 GPa (hodnoty byly stanoveny strojem Gríndosoníc™ způsobem popsaným v J. Peters, Sonic Testing of Grinding Wheels Advances in Machine Tool Design and Research, Pergamon Press, 1968) na rozdíl od hodnot modulu pružnosti porovnatelného nástroje, které typicky sahají od 28 do 55 GPa. Podobně pro kotouče s pomalým posuvem sahají hodnoty modulu pružnosti u nástrojů podle vynálezu od 12’ do 36 GPa, na rozdíl od hodnot modulu pružnosti porovnávacího nástroje, které typicky sahají od 16 do 38 GPa. Podobně pro nástrojařské kotouče (rovinné broušení nástrojů z tvrdokovů) sahá modul pružnosti nástrojů podle vynálezu od 12 do 30 Gpa, na rozdíl od hodnot modulu pružnosti porovnávacího nástroje, které typicky sahají od 16 do 35 GPa. Čím je obecně pro vybranou brusnou aplikaci vyšší třída porovnatelného konvenčního nástroje potřebného pro tuto aplikaci, tím větší je sestupný posun hodnoty modulu pružnosti anorganicky pojeného nástroje podle vynálezu, který odevzdává u této aplikace stejný nebo lepší výkon. Z toho plyne, že čím je pro vybrané brusné aplikace vyšší objemové % brusného zrna v porovnatelném konvenčním nástroji potřebném pro tuto aplikaci, tím větší je sestupný posun hodnoty modulu pružnosti anorganicky pojeného nástroje podle vynálezu, který odevzdává u této aplikace stejný nebo lepší výkon.
♦ · 99 »·9· • 9 9 · 9 9 9
99 999
9 9 9 9 9 9
9 9 9 9 9
9999 99 99 9
9999
9 9
9 999
9 9 · • 9 · ·· ···
Pojené brusné porézní strukturu nástroje podle vynálezu mají neobvykle vzajemne propojené nástroj propustný pro proud tekutiny vlastně stává souvislou fází uvnitř Množství vzájemně propojené pórézity se stanovuje měřením permeability tekutiny nástroje v souladu s postupem podle patentu US č. A-5,738,696. Jak se používá zde, Q/P tekutinová permeabilita brusného nástroje, kde Q znamená průtokovou rychlost vyjádřenou jako cm3 proudu vzduchu a P znamená tlakový rozdíl. Výraz Q/P reprezentuje tlakový rozdíl naměřený mezi strukturou brusného nástroje a atmosférou při dané rychlosti proudění tekutiny (např. vzduchu). Tato relativní permeabilita Q/P je proporcionální k součinu objemu pórů a čtverci velikosti póru. Větší velikosti pórů jsou výhodné. Geometrie pórů a velikost brusného zrna jsou další faktory působící na Q/P, přičemž větší velikost drti dává vyšší relativní permeabilitu.
Brusné nástroje použitelné u vynálezu jsou charakterizované vyššími hodnotami permeability tekutin než u porovnatelných nástrojů podle stavu techniky. Jak se používají zde, jsou porovnatelné nástroje podle stavu techniky nástroje vyrobené s týmž brusným zrnem a pojivovými materiály při téže pórézitě a objemových procentech jako nástroje podle vynálezu. Obecně mají brusné nástroje podle vynálezu hodnoty permeability tekutin asi o 25 až 100 % vyšší, než jsou hodnoty porovnatelných brusných nástrojů podle stavu techniky. Tyto brusné nástroje jsou s výhodou charakterizované hodnotami tekutinové permeability alespoň o 10 % vyššími, výhodněji alespoň o 30 % vyššími než u porovnatelných nástrojů podle stavu techniky.
Přesné relativní parametry permeability tekutin pro jednotlivé velikosti a tvary aglomerátů, typy pojivá a pórézity, což činí a tato porézita se brusného kompozitu.
• · · ·
- 23 úrovně pórézity mohou být praktikem stanoveny aplikováním D'Arcyho zákona na empirická data pro daný typ brusného nástroj e.
Pórézita uvnitř brusného kotouče vzniká z volného rozmístění zajištěného přirozenou sypnou hustotou složek nástroje, zejména aglomerátů brusivá, a případně také přidáním menšího množství konvenčního média způsobujícího póry. Vhodné médium způsobující póry zahrnuje, avšak neomezuje se na duté skleněné kuličky, duté kuličky nebo perly plastického materiálu nebo organických sloučenin, částic pěnového skla, bublinkový mullit a bublinkovou aluminu a. jejich kombinace. Nástroje se mohou vyrábět s induktory pórézity s otevřenými buňkami, jako jsou perly naftalenu, skořápky vlašských ořechů nebo jiné organické granule, které během vypalování nástroje vyhoří, aby zanechaly uvnitř matrice nástroje prázdné prostory, nebo se mohou vyrábět s mediem způsobujícím uzavřené buňky nebo duté póry (např. dutými skleněnými kuličkami). Výhodné brusné nástroje buď neobsahují medium induktoru přidaných pórů, nebo obsahují menší množství (t.j. méně než 50 objemových %, s výhodou méně než 20 objemových % a nej výhodně ji méně než 10 objemových % pórézity nástroje) media induktoru přidané pórézity.Množství a typ induktoru přidaných pórů musí být účinné, aby poskytlo brusný nástroj s obsahem pórézity, z něhož je alespoň 30 % objemu vzájemně propojená pórézita.
Pojené brusné nástroje podle vynálezu, které mají tyto materiálové vlastnosti a strukturální charakteristiky, se s výhodou vyrábějí procesem, při kterém byla většina brusného zrna aglomerována s pojícím materiálem před tím, než se promíchané složky nástroje vyformují a tepelně vytvrdí do formy brusného kompozitu. Tyto aglomeráty brusného zrna se mohou vyrábět s anorganickými pojícími materiály nebo s organickými pojícími materiály.
• · · · • ·· · ·· ··
Aglomeráty brusivá vyrobené s organickými pojícími materiály
Aglomeráty vyrobené s organickými pojícími materiály, které jsou použitelné u vynálezu, jsou trojrozměrné struktury nebo granule zahrnující vytvrzené kompozity brusného zrna a pojícího materiálu. Výhodný je kterýkoli z termosetických, polymerních pojících materiálů používaných obecně v průmyslu brusných nástrojů jako pojivá pro organicky pojená brusivá, povlékaná brusivá a podobně. Takové materiály zahrnují fenolické pryskyřicové materiály, epoxydové pryskyřicové materiály, fenolformaldehydové pryskyřicové materiály močovinoformaldehydové pryskyřicové materiály, melaminformaldehydové pryskyřicové materiály, akrylové pryskyřicové materiály, pryskyřicové kompozice modifikované pryží, plněné kompozice a jejich kombinace. Aglomeráty vyrobené s organickým pojícím materiálem mají volnou sypnou hustotu (LPD) <1,5 g/cm3, s výhodou méně než
1,3 g/cm3, průměrný rozměr 2 až 10-ti násobek průměrné velikosti brusné drti nebo kolem 200 až 3000 mikrometrů a obsah porézity kolem 1 až 50 %, s výhodou 5 až 45 % a nejvýhodněji 10 až 40 % objemu.
Hlavní část (t.j. alespoň 50 objemových %) porézity uvnitř aglomerátů je přítomná jako pórézita, která je propustná pro proud kapalné fáze organického pojivového materiálu do aglomerátů během tepelného vytvrzování lisovaných, pojených brusných nástrojů podle vynálezu.
Brusné zrno výhodné u aglomerátů vyrobených buď s organickými nebo anorganickými pojícími materiály může zahrnovat jedno nebo více z brusných zrn známých pro použití u brusných nástrojů, jako jsou zrna aluminy včetně tavené aluminy, slinuté a sol-gel slinuté aluminy, slinutého bauxitu a podobně, karbidu křemíku, oxidu hlinitého-oxidu zirkoničitého, aluminoxynitridu, oxidu ceričitého, suboxidu boru, granátu, pazourku, diamantu včetně přírodního i
- 25 φφφφ φφ φ φφφ φφφ φ φ φ φ φφφφ φφφφ φφ φφ φ φφ φφφ syntetického diamantu, kubického nitridu bóru (CBN) a jejich kombinací. Může se použít jakákoli velikost nebo tvar brusného zrna. Zrno může například zahrnovat některá (např. méně než 10 objemových % z celkového brusného zrna v nástroji) podlouhlá zrna slinuté sol-gel aluminy, která mají vysoký štíhlostní poměr, toho typu, který je zveřejněný v patentu US č. 5,129,919. Velikostí zrna vhodné zde pro použití sahají od pravidelných brusných drtí (např. větší než 60 a do 7.000 mikrometrů) do mikroabrazivních drtí (např. 0,5 až 60 mikrometrů) a směsí těchto velikostí. Pro danou abrazivní brusnou operaci může být žádoucí aglomerovat brusné zrno o velikosti částic menších, než je velikost drti (neaglomerovaného) brusného zrna zvoleného normálně pro tuto abrazivní brusnou operaci. Například brusivém aglomerované velikosti drti 80 může být nahrazeno brusivo drti 54, aglomerovanou drtí 100 brusivo drti 60 a aglomerovanou drtí 120 brusivo drti 80. Jak se používá zde, míní se velikostí drti velikost brusného zrna na stupnici drti Norton Company.
Aglomeráty brusivá vyrobené s anorganickými pojícími materiály
Aglomeráty vyrobené s anorganickými pojícími materiály, které jsou vhodné u vynálezu, jsou trojrozměrné struktury nebo granule, které zahrnují slinuté porézní kompozity brusného zrna a keramického nebo vitrifikovaného pojícího materiálu. Tyto aglomeráty mají volnou sypnou hustotu (LPD) < 1,6 g/cm3, průměrný rozměr kolem 2 až 20 krát průměrná velikost drti brusivá a pórézitu kolem 30 až 88 %, s výhodou 30 až 60 % objemu. Aglomeráty brusného zrna mají s výhodou hodnotu minimální pevnosti rozdrcení 0,2 MPa.
Výhodná velikost slinutého aglomerátů pro typická zrna brusivá sahá asi od 200 do 3.000, výhodněji 350 do 2.000 a nej výhodněji 425 do 1.000 mikrometrů středního průměru. Pro míkroabrazívní zrno sahá výhodné velikost slinutého ···· ·· · · ♦ · ··· · · · · · »·· ··· · · · ·· ···· ·· ·· · ·· ···
- 26 aglomerátů od 5 do 180, výhodněji 20 do 150 a nejvýhodněji 70 do 120 mikrometrů středního průměru.
Brusné zrno je přítomné přibližně v 10 až 65 objemových %, výhodněji 35 až 55 objemových % a nej výhodněji 48 až 52 objemovými % aglomerátů.
Pojící materiály užitečné pro výrobu aglomerátů zahrnují s výhodou keramické a vitrifikované materiály, s výhodou druhu používaného jako pojivové systémy pro brusné nástroje pojené vitrifikovaným pojivém. Tyto vitrifikované pojivové materiály mohou být předvypálené sklo, které bylo rozdrceno na prášek (frita) nebo nějaká směs různých surových materiálů, jako je jíl, živec, vápno, borax a soda, nebo nějaká kombinace fritovaných a surových materiálů. Takovéto materiály se taví a tvoří kapalnou skelnou fázi při teplotách, které sahají asi od 500 do 1.400 °C a smáčejí povrch brusného zrna, aby vytvořily po ochlazení pojící místa a tak držely brusné zrno ve struktuře kompozitu. Příklady vhodných pojících materiálů pro použití u aglomerátů jsou' udané v tabulce 2 níže. Výhodné pojící materiály jsou charakterizované viskozitou kolem 345 až
55.300 poise při 1.180 °C a teplotou tavení kolem 800 až
1.300 °C. Avšak v závislosti na uvažovaných použitích nástrojů a požadovaných vlastnostech se aglomeráty mohou vyrábět s jedním nebo více anorganickými materiály vybranými ze skupiny sestávající z vitrifikovaných pojivových materiálů, keramických pojivových materiálů a kovových pojivových materiálů a jejich kombinací.
Podle jednoho výhodného provedení je pojící materiál kompozice vitrifikovaného pojivá obsahující kompozici vypálených oxidů ze 71 hmot. % SiO2 a B2O5, 14 hmot. % A12O3, méně než 0,5 hmot.% oxidů alkalických zemin a 13 hmot.% oxidů alkálií.
Podle dalšího výhodného provedení může být pojící materiál nějaký keramický materiál zahrnující avšak •to ···· •··· ·· • · to·· neomezený na siliku, alkálii, alkalickou zeminu, smísené alkálie a akřemičitany alkalických zemin, křemičitany hliníku, křemičitany zirkonu, hydratované křemičitany, hlinitany, oxidy, nitridy, oxynitridy, karbidy, oxykarbidy a jejich kombinace a deriváty. Obecně se keramické materiály odlišují od skelných nebo vitrifikovaných materiálů v tom, že keramické materiály obsahují krystalické struktury. Některé skelné fáze mohou být přítomné v kombinaci s krystalickými strukturami, zejména v keramických materiálech v nevypáleném stavu. Mohou se zde použít keramické materiály v surovém stavu, jako jsou jíly, cementy a minerály. Příklady specifických keramických materiálů vhodných zde pro použití zahrnují, avšak nejsou omezené na siliku, křemičitany sodíku, mullit a další hlinitokřemičitany, oxid zirkoničitý-mullit, hlinitan hořečnatý, křemičitan hořečnatý, křemičitany zirkonu, živec a další alkalické hlinitokřemičitany, spinely, hlinitan vápenatý, hlinitan hořečnatý a další alkalické hlinitany, oxid zirkoničitý, oxid zirkoničitý stabilizovaný yttriem, oxid hořečnatý, oxid vápenatý, oxid céru, oxid titaničitý nebo další přísady vzácných zemin, talek, oxid železa, oxid hliníku, bohemit, oxid bóru, oxid céru, oxynitrid alumuny, nitrid bóru, nitrid křemíku, grafit a kombinace těchto keramických materiálů.
Určité z těchto keramických pojících materiálů (např. křemičitan sodný) nevyžadují pro vytvoření aglomerátů brusného zrna tepelné zpracování. K brusnému zrnu se může přidat roztok pojícího materiálu a výsledná směs se může vysušit, aby se zrna k sobě přichytila jako aglomeráty.
Anorganický pojící materiál se používá v práškové formě a může se přidávat ke kapalnému vehikulu, aby se během výroby aglomerátů zajistila rovnoměrná, homogenní směs pojícího materiálu s brusným zrnem.
Disperze organických pojiv se s výhodou přidává k práškovým složkám anorganického pojícího materiálu jako
- 28 • · · · ···· · · · · · · ··« · · · 9 9 999 ······· · · · ·
0 9 9 9 9 9 9 9
999999 99 9 99999 pomocné tvářecí nebo procesní prostředky. Tato pojivá mohou zahrnovat dextriny, škrob, zvířecí proteinový klih nebo jiné typy klihu, nějakou kapalnou složku, jako je voda, rozpouštědlo, modifikátory viskozíty nebo pH, a mísící pomocné prostředky. Použití organických pojiv zlepšuje stejnoměrnost aglomerátů, zejména stejnoměrnost rozptýlení pojícího materiálu na zrnu a strukturální kvalitu předvypálených nebo surových aglomerátů a také kvalitu vypáleného brusného nástroje obsahujícího tyto aglomeráty. Protože pojivá během vypalování aglomerátů vyhoří, nestávají se částí konečného aglomerátů ani dokončeného brusného nástroje.
Ke směsi se může přidat nějaký anorganický povlak zlepšující adhezi, aby zlepšil přilnutí pojících materiálů k brusnému zrnu, jak je potřeba pro zlepšení kvality směsi. Tento anorganický povlak zlepšující adhezi může být použit při přípravě aglomerátů s nějakým organickým pojivém nebo bez něho.
Anorganický pojící materiál je přítomný asi v 0,5 až 15 objemových %, výhodněji 1 až 10 objemových % a nejvýhodněji 2 až 8 objemových % aglomerátů.
Měrná hmotnost aglomerátů s anorganickým pojícím materiálem může být vyjádřena řadou způsobů. Sypná hmotnost aglomerátů může být vyjádřena jako LPD. Relativní měrná hmotnost aglomerátů může být vyjádřena jako procento relativní měrné hmotnosti nebo jako poměr relativní měrné hmotnosti aglomerátů ke složkám použitým pro výrobu aglomerátů, což se bere v úvahu objem vzájemně propojené pórézity v aglomerátech.
Počáteční průměrná relativní měrná hmotnost vyjádřená jako procento se může vypočítat vydělením LPD (p) teoretickou měrnou hmotností aglomerátů (p0) předpokládající nulovou pórézitu. Teoretická měrná hmotnost se může vypočítat podle metody volumetrického pravidla směsí z
- 29 ·· ···· • · · ·· · materiálu a
Pro slinuté je maximální objemových %, použitých aglomerátů, hmotnostních procent a měrné tíhy pojícího brusného zrna obsaženého v aglomerátech.
anorganické aglomeráty podle vynálezu procentuální relativní měrná hmotnost 50 přičemž maximální procentuální relativní měrná hmotnost 30 objemových % je výhodnější.
Relativní měrná hmotnost se může měřit technikou objemu přemístění tekutiny, aby se zahrnula vzájemně propojená porézita a vyloučila porézita uzavřených buněk. Relativní měrná hmotnost je poměr objemu slinutých anorganických aglomerátů naměřená přemístěním tekutiny k objemu materiálů pro výrobu těchto slinutých anorganických Objem materiálů použitých pro výrobu aglomerátů je míra zdánlivého objemu založeného na množstvích a sypných hustotách brusného zrna a pojivového materiálu použitého pro výrobu aglomerátů. Pro tyto anorganické slinuté aglomeráty je maximální relativní měrná hmotnost aglomerátů s výhodou 0,7, přičemž výhodnější je maximální relativní měrná hmotnost 0,5.
Způsob výroby aglomerátů brusivá
Aglomeráty se mohou tvarovat širokou škálou technik do řady velikostí a tvarů. Tyto techniky se mohou provádět před, při nebo po vypálení směsi zrna a pojícího materiálu v počátečním neboli surovém stavu. Na výhodný krok ohřívání směsi, aby se vyvolalo, že se pojící materiál roztaví a poteče, takže pojící materiál přilne k zrnu a zafixuje zrno v aglomerované formě, se zde může odkazovat jako na vytvrzování, vypalování, kalcinování nebo slinování. Pro přípravu aglomerátů brusivá se může použít jakýkoli postup aglomerování směsí částic známý ze stavu techniky.
Podle prvního provedení postupu, který se pro výrobu aglomerátů s organickými pojícími materiály používá zde, se počáteční směs zrna a pojícího materiálu aglomeruje před vytvrzením směsí, aby se vytvořila relativně řídká ······ ·· · ···· ·· ·· · ·· ···
- 30 mechanická struktura, na kterou se odkazuje jako na surové aglomeráty.
Pro realizaci tohoto prvního provedení se může brusné zrno a pojící materiál aglomerovat v surovém stavu řadou odlišných technik, např. v korytovém peletizéru, a poté přivádět do pece při 140 až 200 °C pro tepelné vytvrzení. Surové aglomeráty se mohou umístit do vany nebo na regál a vytvrdit v peci při převracení nebo bez něho v kontinuálním nebo přetržitém procesu. Tepelné zpracování se může provádět v zařízení s fluidním ložem přiváděním surového aglomerovaného zrna do lože. Infračervené nebo ultrafialové vytvrzování se může provádět na vibračním stole. Použít se mohou i kombinace těchto procesů.
Brusné zrno se může dopravovat do míchací pánve, mísit s organickými pojícími materiály, poté zvlhčit rozpouštědlem, aby pojící materiál k zrnu přilnul, prosát na velikost aglomerátů a pak vytvrdit v nějaké peci nebo rotačním sušícím zařízení.
Peletizování na pánvi se může provádět přidáváním zrna do vany míchačky a měřením kapalné složky obsahující pojící materiál (např. vodu nebo organické pojivo a vodu) na zrno s mícháním pro jejich aglomerování k sobě.
Na směs zrna a pojícího materiálu se může rozprášit nějaké rozpouštědlo pro povlečení zrna pojícím materiálem, zatímco se míchají, a potom se může povlékané zrno znovu získat pro vytvoření aglomerátů.
Pro vytlačování pasty zrna a pojícího materiálu na velikosti a tvary, které se suší do formy aglomerátů se může použít zařízení na nízkotlaké vytlačování. Pasta může být vyrobena z pojících materiálů a zrna s nějakým roztokem organického pojivá a vytlačována do protáhlých částic zařízením a postupem zveřejněným v US-A-4,393,021.
Při procesu suché granulace se může sušit tenký plát nebo blok vyrobený z brusného zrna uloženého v disperzi nebo
- 31 »« ·« ** ···· 99 9999
9 9 9 9 9 9 9 9 9
99 9 9 9 9 9 999
9 9 9 9 9 9 9 9
9999 99 99 9 99 999 pastě pojícího materiálu a pak se může pro rozlámání kompozitu zrna a pojícího materiálu použít válcový lis.
Podle jiné metody výroby surových nebo výchozích aglomerátů se může směs organického pojícího materiálu a zrna přidat k nějakému formovacímu prostředku a tato směs se může vyformovat do formy přesných tvarů a velikostí, například způsobem zveřejněným v patentu US č. 6,217,413 B1.
Podle druhého provedení procesu, který je zde použitelný pro vyrobení aglomerátů, se do rotačního kalcinačního zařízení přivádí jednoduchá směs zrna a organického pojícího materiálu. Tato směs se omílá v bubnu při předem stanovených otáčkách za minutu a zároveň při předem stanoveném sklonu a při aplikaci tepla. Aglomeráty se tvarují, když se směs pojícího materiálu ohřívá, taví a teče a ulpívá na zrnu. Kroky vypalování a aglomerace se provádějí současně při kontrolovaných rychlostech a objemech plnění a aplikace tepla. Podle jednoho výhodného postupu se proces aglomerace provádí metodami popsanými v příbuzné prioritní patentové přihlášce US č. spisu 10/120,969 podané 11. dubna 2002.
Když se aglomeruje brusné zrno s pojícími materiály s nižší teplotou vytvrzování (např. kolem asi od 145 přibližně do 500 °C), může se použít některé alternativní provedení tohoto rotačního pecního zařízení. Toto alternativní provedení , rotační sušárna, je vybavené pro přivádění ohřátého vzduchu do výstupního konce trubky, aby ohříval směs surového aglomerovaného brusného zrna a vytvrzoval pojící materiál a vázal ho k zrnu. Jak se používá zde, zahrnuje výraz rotační kalcinační pec taková rotační sušící zařízení.
Aglomeráty brusného zrna s anorganickými pojícími materiály mohou být uskutečňovány metodami popsanými v příbuzné prioritní patentové přihlášce US, spisová značka č.
10/120,969, podané 11. dubna 2002 a postupy popsanými zde v příkladech.
•v *··· • Φ *··Λ • · • ··* • · · · · · · · ···· Φ· ·· * ·* 91<9
- 32 Brusné nástroje vyrobené s brusnými aglomeráty
Pojené brusné nástroje vyrobené s aglomeráty zahrnuji abrazivní brusné kotouče, segmentové kotouče, disky, honovací kameny, kameny a další tuhé, monolitické nebo segmentové, tvarované brusné kompozity. Tyto brusné nástroje podle vynálezu obsahují s výhodou kolem 5 až 70 objemových %,výhodněji 10 až 6% objemových % a nejvýhodněji 20 až 52 objemových % aglomerátů brusného zrna vztaženo na celkový objem brusného kompozitu. Od 10 do 100 objemových %, s výhodou 30 až 100 objemových % a alespoň 50 objemových % brusného zrna v nástroji je ve formě množství (např. 2 až 40 zrnění) brusných zrn aglomerovaných spolu s pojícím materiálem.
Nástroje podle vynálezu mohou případně obsahovat přidaná sekundární brusná zrna, plniva, brusné přídavné prostředky a média indukující póry a kombinace těchto materiálů. Celkové objemové % brusného zrna v nástrojích (aglomerované i neaglomerované zrno) může sahat asi od 22 přibližně do 48 objemových %, výhodněji asi od 26 do přibližně 44 objemových % a nejvýhodněji od asi 30 do přibližně 40 objemových % nástroj e.
Měrná hmotnost a tvrdost brusných nástrojů jsou určovány výběrem aglomerátů, typu pojivá a dalších složek nástroje, obsahu pórézity spolu s velikostí a typem formy a zvoleným procesem lisování. Tyto pojené brusné nástroje mají s výhodou měrnou hmotnost méně než 2,2 g/cm3, výhodněji méně než 2,0 g/cm3 a nejvýhodněji méně než 1,8 g/cm3.
Když se použije sekundární brusné zrno v kombinaci s aglomeráty brusivá, poskytují sekundární brusná zrna s výhodou od asi 0,1 do přibližně 90 objemových % celkového brusného zrna nástroje a výhodněji od asi 0,1 do asi 70 objemových % a nej výhodněji 0,1 až 50 objemových %. Vhodná sekundární brusná zrna zahrnují, avšak nejsou omezená na, různé oxidy hliníku, sol gel aluminu, slinutý bauxit, karbid • ·· • · ····
- 33 křemíku, přirozený axid hlinitý-přirozený oxid zirkoničitý, oxynitrid hliníku, oxid ceričitý, suboxid bóru, kubický nitrid bóru, diamant, zrna pazourku a granátu a jejich kombinace.
Výhodné brusné nástroje podle stávajícího vynálezu jsou pojené nějakým organickým pojivém. Pro použití zde může být vybráno kterékoli z různých pojiv známých ze stavu techniky výroby brusných nástrojů. Příklady vhodných pojiv a pojivových plnících materiálů mohou být nalezeny v patentech US č. A-6,015,338, A-5,912,216 a 5,611,827, jejichž obsahy jsou sem zahrnuty jako odkazy. Vhodná pojivá zahrnují fenolické pryskyřice různých typů, případně se zesíťovacím činidlem, jako je hexa-methylen tetramin, epoxydové pryskyřicové materiály, polyimidové pryskyřicové materiály, fenol formaldehyd, močovinoformaldehydové a melaminformaldehydové pryskyřicové materiály, akrylové pryskyřicové materiály a jejich kombinace. Mohou zde být také použity další termosetické pryskyřicové kompozice.
K práškovým složkám pojivá mohou být přidávána organická pojivá nebo rozpouštědla, jako jsou formovací nebo procesní pomocné prostředky. Tato pojivá mohou zahrnovat furfural, vodu, modifikátory viskozity nebo pH a mísicí pomocné prostředky. Použití pojiv zlepšuje často rovnoměrnost kotouče a strukturní kvalitu předvypáleného nebo surového vylosovaného kotouče i vypáleného kotouče. Protože se většina z pojiv během vytvrzování odpaří, nestávají se součástí konečného pojivá nebo brusného nástroje.
Organicky pojené brusné nástroje podle vynálezu mohou zahrnovat kolem 10 až 50 objemových %, výhodněji 12 až 40 objemových % a nejvýhodněji 14 až 30 objemových % pojivá. Toto pojivo je situované uvnitř trojrozměrného kompozitu brusivá, takže první fáze brusných zrn a pojivá obsahuje méně než 10 objemových % pórézity a výhodně méně než 5 objemových % pórézity. Tato první fáze se objevuje uvnitř ·· ····
- 34 matrice kompozitu organicky pojených brusných nástrojů jako síťovaná síť brusného zrna ukotvená v organicky pojeném materiálu. Obecně je žádoucí mít první fázi uvnitř trojrozměrného kompozitu, kterého, co možná hutného, lze dosáhnout v rámci omezení materiálů a výrobních procesů.
Společně s aglomeráty brusného zrna a pojivá zahrnují tyto nástroje kolem 38 až 54 objemových % pórézity, přičemž tato pórézita je souvislá fáze obsahující alespoň 30 objemových % vzájemně propojené pórézity. Výhodné organicky pojené brusné nástroje mohou obsahovat 24 až 48 objemových % brusného zrna, 10 až 38 objemových % organického pojívá a 38 až 54 objemových % pórézity.
Tyto organicky pojené nástroje mají minimální rychlost roztržení 4.000 sfpm (20,32 m/s), s výhodou 6.000 sfpm (30,48 m/s) .
Podle jednoho výhodného provedení mohou organicky pojené brusné nástroje obsahovat jako první fázi 26 až 40 objemových % brusných zrn pojených 10 až 22 objemovými % organického pojivového materiálu a méně než 10 objemových % pórézity a druhou fázi sestávající z 38 až 50 objemových % pórézity.
Když se vyrábějí s aglomeráty zrna a organických pojících materiálů, mohou organicky pojené brusné nástroje obsahovat jako první fázi 24 až 42 objemových % brusných zrn pojených 18 až 38 objemovými % organického pojivového materiálu a méně než 10 objemových % pórézity a druhou fázi sestávající z 38 až 54 objemových % pórézity.
Když jsou vyrobené s aglomeráty zrna a anorganických pojících materiálů, mohou organicky pojené brusné nástroje obsahovat jako první fázi 28 až 48 objemových % zrna pojeného 10 až 33 objemovými % pojivá (součet organického pojivá v kotouči a anorganického pojícího materiálu v aglomerátech) a druhou fázi sestávající z 38 až 53 objemových % pórézity. Tento nástroj s výhodou zahrnuje
- 35 minimálně 1 objemové % anorganického pojivového materiálu a nejvýhodněji zahrnuje 2 až 12 objemových % anorganického pojivového materiálu. Takové nástroje mají s výhodou hodnotu maximálního modulu pružnosti 10 GPa a minimální rychlost roztržení 6.000 sfpm (30,48 m/s). Když se hodnotí na stupnici tříd Norton Company, mají tyto brusné nástroje třídu tvrdosti mezi A a H a tato třída tvrdosti je alespoň o jednu třídu jemnější než třída jinak identického konvenčního nástroje vyrobeného s brusnými zrny, která nebyla vzájemně aglomerována nějakým anorganickým pojivovým materiálem.
Příležitostně zahrnuje organicky pojený brusný nástroj směs řady zrn aglomerovaných k sobě nějakým anorganickým pojivovým materiálem a řadu zrn aglomerovaných k sobě nějakým organickým pojivovým materiálem.
Když jsou vyrobené s anorganickým pojivém a aglomeráty zrna a anorganických pojících materiálů, mohou pojené brusné nástroje obsahovat trojrozměrný kompozit (a) 22 až 46 obj. % brusných zrn pojených 4 až 20 obj. % anorganického pojivového materiálu; a (b) 40 až 68 obj. % vzájemně propojené pórézity; kde je většina brusných zrn přítomná jako nepravidelné prostorové shluky uvnitř kompozitu. Tyto pojené brusné nástroje mají hodnoty modulu pružnosti , které jsou alespoň o 10 % nižší než hodnoty modulu pružnosti pro jinak shodné konvenční nástroje, které mají pravidelně rozprostřená brusná zrna uvnitř trojrozměrného kompozitu, a ty vykazují minimální rychlost roztržení 4.000 sfpm (20,32 m/s). s výhodou 6.000 sfpm (30,48 m/s). Výhodné anorganicky pojené brusné nástroje zahrnují 22 až 40 obj. % brusných zrn pojených 8 až 20 obj. % anorganického pojivového materiálu a 40 až 68 obj. % vzájemně propojené pórézity.
Podle jednoho výhodného provedení obsahují anorganicky pojené brusné nástroje 34 až 42 obj. % brusných zrn pojených 6 až 12 obj. % anorganického pojivového materiálu a 46 až 58 obj. % vzájemně propojené pórézity. Tyto nástroje jsou • · · · ·« • · · · ► · · « • ·· • · · · · · • · · • · · · t • · · · • · · • · · · · vyrobené s vitrifikovaným pojivovým materiálem, jsou v podstatě bez brusných zrn s vysokým poměrem štíhlosti a plniv a tyto nástroje se tvarují a vypalují bez přidávání materiálů indukujících pórézitu během výroby. Výhodné brusné nástroje pojené vitrifikovaným pojivém jsou kotouče, které mají třídu tvrdosti mezi A a M na stupnici tříd Norton Company, a tato třída tvrdosti je alespoň o jednu třídu jemnější, než je třída jinak identického konvenčního nástroje, který má brusná zrna uvnitř trojrozměrného kompozitu rozmístěná pravidelně. Tyto výhodné brusné nástroje pojené vitrifikovaným pojivém jsou charakterizované hodnotou modulu pružnosti, která je alespoň o 25 % nižší, s výhodou alespoň o 40 % nižší, než hodnota modulu pružnosti jinak identického konvenčního nástroje, který má brusná zrna uvnitř trojrozměrného kompozitu rozmístěná pravidelně, a minimální rychlost roztržení 6.000 sfpm (30,48 m/s).
Výhodné brusné nástroje pojené vitrifikovaným pojivém vyrobené s aglomeráty zrna v anorganických pojících materiálech zahrnují brusné kotouče s vnitřním průměrem obsahující 40 až 52 obj, % brusného zrna a mající hodnotu modulu pružnosti 25 až 50 GPa. Zahrnuté jsou také brusné kotouče pro rovinné broušení pro nástrojařské aplikace, které obsahující 39 až 52 obj. % brusného zrna a mají hodnotu modulu pružnosti 15 až 36 GPa, a brusné kotouče s pomalým přísuvem, které obsahují 30 až 40 obj. % brusného zrna a mají hodnotu modulu pružnosti 8 až 25 GPa.
Aby se získala vhodná mechanická pevnost u organicky pojeného brusného nástroje během výroby nástroje a během použití nástroje při brusných operacích, alespoň 10 objemových % celkové pojivové složky musí sestávat z přidaného organického pojivá a nemůže to být pojící materiál použitý v aglomerátech.
Brusné kotouče se mohou formovat a lisovat jakýmikoli prostředky známými ze stavu techniky, včetně technik ····
- 37 lisování zahorka, zatepla a zastudena. Pozornost se musí věnovat výběru lisovacího tlaku pro tvarování surových kotoučů, aby se buď vyvarovalo rozdrcení aglomerátů nebo rozdrtilo řízené množství aglomerátů (t.j. 0 až 75 % hmotnosti aglomerátů) a zachovala se trojrozměrná struktura zbývajících aglomerátů. Vhodný aplikovaný tlak pro výrobu kotoučů podle vynálezu závisí na tvaru, velikosti, tloušťce a složce pojivá brusného kotouče a na formovací teplotě. U běžných výrobních procesů může maximální tlak sahat od přibližně 500 do 10.000 lbs/sq. in (35 až 704 kg/cm2). Tvarování a lisování se výhodně uskutečňují asi při 53 až 422 kg/cm2, výhodněji při 42 až 352 kg/cm2. Aglomeráty podle vynálezu mají dostatečnou mechanickou pevnost, aby odolaly formovacím a lisovacím krokům prováděným při typických komerčních výrobních procesech při výrobě brusných nástroj ů.
Brusné kotouče se mohou vytvrzovat postupy známými těm, kdo jsou znalí stavu techniky. Vytvrzovací podmínky jsou primárně určovány aktuálním použitým pojivém a brusivý a typem pojícího materiálu obsaženého v aglomerátů brusného zrna. V závislosti na chemickém složení zvoleného pojivá se může organické pojivo vypalovat při 150 až 250 °C, s výhodou 160 až 200 °C, aby se poskytly nezbytné mechanické vlastnosti pro komerční použití při brusných operacích.
Výběr vhodného organického pojivá bude záviset na tom, jaký proces aglomerace se použije a zda-li je žádoucí vyhnout se zatékání ohřátého organického pojivá do vnitroaglomerátových pórů.
Organicky pojené nástroje se mohou míchat, tvarovat a vytvrzovat podle různých zpracovacích postupů a s různými poměry složek brusného zrna nebo aglomerátů, pojivá a pórézity, jak jsou známé ve stavu techniky. Vhodné výrobní techniky pro zhotovování organicky pojených brusných • · · · • · · ·
- 38 : i « · · • · • · nástrojů jsou zveřejněné v patentech US č. A-6,015,338, A5,912,216 a 5,611,827.
Vhodné výrobní techniky pro zhotovení brusných nástrojů pojených vitrifikovaným pojivém (nebo jiným anorganickým pojivém) podle vynálezu jsou popsané v příbuzné prioritní patentové přihlášce US spisové značky 10/120,969 podané 11. dubna 2002, v příkladech uvedených zde a například v patentech US A-5,738,696 a US A-5,738,697.
Brusné aplikace
Brusné nástroje podle vynálezu jsou obzvlášť účinné u brusných aplikací, které mají během broušení velkoplošný styk nebo protáhlý souvislý styk mezi brusným nástrojem a obrobkem. Takové brusné operace zahrnují, avšak nejsou omezené na broušení válců a disků, broušení s pomalým posuvem, broušení vnitřního průměru, nástrojařské broušení a jiné přesné brusné operace.
Operace jemného broušení nebo leštící operace využívající mikřometrické nebo submikrometrické brusné zrno budou profitovat z použití nástrojů vyrobených s aglomeráty podle vynálezu. Relativně vůči konvenčním superfinišovacím nebo leštícím nástrojům a systémům budou nástroje podle vynálezu vyrobené s aglomeráty s tak jemnou drtí brusivá erodovat při nižších brusných silách a s malým nebo žádným poškozením povrchu obrobku během přesných dokončovacích operací (např. pro získání zrcadlových povrchových úprav na skleněných nebo keramických součástkách). Životnost nástroje zůstává dostatečná díky aglomerovaným strukturám uvnitř trojrozměrné matrice tělesa nástroje.
Díky vzájemně propojené pórézitě těchto nástrojů je při broušení válců a disků zvýšený přívod chladivá a odvod třísek, což má za následek chladnější brusné operace, méně frekventované orovnávání nástroje, menší tepelné poškození obrobku a menší opotřebení brusky. Protože brusná zrna o ·« ·· ► · · « • · ·
- 39 materiály namontované na 4.000 až 6.500 sfpm {20,32 do styku s obrobkem po menší velikosti drti dávají u aglomerované formy brusnou účinnost zrna o větší velikosti drti, avšak ponechávají hladší konečnou úpravu povrchu, často se značně zlepšuje kvalita části podkladového broušení.
Podle jednoho výhodného postupu broušení disků jsou organicky pojené brusné nástroje obsahující aglomeráty zrna pojeného organickými pojícími rovinné brusce, otáčejí se např. až 33,02 m/s) a uvádějí se dostatečnou časovou prodlevu, aby obrobek obrousily. Tímto způsobem odstraňuje kotouč materiál obrobku při účinné míře úběru materiálu, brusný povrch kotouče zůstává v podstatě bez brusných pilin a poté, co bylo broušení dokončeno, je obrobek v podstatě bez tepelného poškození.
Podle jednoho výhodného postupu broušení s pomalým posuvem se na brusku s pomalým posuvem montují brusné kotouče pojené vitrifikovaným pojivém, které obsahují aglomeráty zrna pojeného anorganickými pojícími materiály a mají hodnotu modulu pružnosti, která je alespoň o 10 % nižší než hodnota modulu pružnosti jinak identického konvenčního nástroje, který má pravidelně rozprostřená brusná zrna uvnitř trojrozměrného kompozitu roztržení 4.000 sfpm (20,32 m/s).
se otáčí rychlostí 5.500 až 8.500 sfpm (27,94 až 43,18 m/s) a uvádí se styku s obrobkem po dostatečnou časovou prodlevu, aby obrobek obrousil. Tímto způsobem odstraňuje kotouč materiál obrobku při účinné míře úběru materiálu a po broušení je obrobek v podstatě bez tepelného poškození.
Následující příklady se poskytují jako ilustrace vynálezu a nikoli jako omezení.
a má minimální rychlost Tento vitrifikovaný kotouč
Příklad 1
V rotačním kalcinačním zařízení (elektricky vytápěný model #HOU-5D34-RT-28, 1.200 °C maximální teplota, 30 kW o · · · ♦ ♦
- 40 • φ φφφ · ► · · příkon, vybavený žáruvzdornou kovovou trubkou o délce 72 (183 cm) a vnitřním průměru 5,5 (14 cm) vyrobené Harper International, Buffalo, New York) byla připravena řada vzorků aglomerovaných brusných zrn obsahujících anorganické pojící materiály. Žáruvzdorná kovová trubka byla nahrazena trubkou z karbidu křemíku týchž rozměrů a toto zařízení bylo upraveno tak, aby pracovalo při maximální teplotě 1.550 °C. Proces aglomerace se prováděl za atmosférických podmínek, při stanoveném kontrolním bodě teploty horké zóny 1.180 °C, za rychlosti otáčení trubky zařízení 9 otáček za minutu, úhlu sklonu trubky 2,5 až 3 stupně a přívodní rychlosti materiálu 6 až 10 kg/hodinu. Výtěžek použitelných volně proudících granulí, definovaných jako 12 mesh na pánev, byl 60 až 90 % celkové váhy přiváděné suroviny před kalcinací.
Tyto vzorky aglomerátů byly vyrobeny z jednoduchých směsí brusného zrna, pojícího materiálu a vody popsaných v tabulce 1-1. Kompozice pojícího materiálu vitrifikovaného pojivá použité pro přípravu vzorků jsou vyjmenované v tabulce 2. Vzorky byly připraveny ze tří typů brusných zrn: taveného oxidu hlinitého 38A, taveného oxidu hlinitého 32A a zrna slinutého sol gel alfa-oxidu hlinitého Norton SG získaných od Saint-Gobain Ceramícs & Plastics, lne., Worcester, MA, USA ve velikostech vyjmenovaných v tabulce 1.
Po aglomeraci v rotačním kalcinačním zařízení byly vzorky aglomerovaného brusného zrna prosáty a testovány na volnou sypnou hustotu (LPD), rozložení velikosti a pevnost aglomerátů. Tyto výsledky jsou představeny v tabulce 1-1.
- 41 Tabulka 1-1 Charakteristiky aglomerovaných granuli ·* ·· • · · · · • · · · • · · · · • · · · ···· »· • · · · · · : c:..
♦ · · · • · · ·· **·
| Sample No. grain liquid binding materiál | Weight Ibs (Kg) of mix | Binding maferial Weight % (on grain basis) | Volume %of binding materiál3 | LPD g/cc -12/ pan | Average size dlstribufion microns | Average size disíribufion mesh size | Average % relative density | pressure at 50% crushed fraction MPa |
| 1 60 grit 38Λ water A binding materiál | 30.00 (13.6) 0.60 (0.3) 0.64 (0.3) | 2.0 | 3.18 | 1.46 | 334 | -40/+50 | 41.0 | 0.6+0.1 |
| 2 90 grit 38A water E binding materiál | 30.00 (13.6) 0.90 (0.4) 1.99 (0.9) | 6.0 | 8.94 | 1.21 | 318 | -45/+50 | 37.0 | 0.5+0.1 |
| 3 120 grit 38A water C binding materiál | 30.00 (13.6) 1.20 (0-5) 3.41 (1.5) | 10.0 | 13.92 | 0.83 | 782 | -20/+25 | 22.3 | 2.6+0.2 |
| 4 120 grit 32A water A binding materiál | 30.00 (13.6) 0.90 (0.4) 1.91 (0.9) | 6.0 | 8.94 | 1.13 | 259 | -50/+60 | 31.3 | 0,3+0.1 |
| 5 60 grit 32A water E binding materiál | 30.00 (13.6) 1.20 (0.5) 3.31 (1.5) | 10.0 | 14.04 | 1.33 | 603 | -25/+30 | 37.0 | 3.7+0.2 |
| 6 90 grit 32A water C binding materiál | 30.00 (Í3.6) 0.60 (0.3) 0.68 (0.3) | 2.0 | 3.13 | 1.03 | 423 | -40/+45 | 28.4 | 0.7+0.1 |
| 7 . 90 grit SG waler A binding materiál. | 30.00 (13.6) 1.20 (0.5) 3.18 (1.4) | 10.0 | 14.05 | 1.20 | 355 | -45/+50 | 36.7 | 0.5+0.1 |
| 8 120 grit SG water E binding materiál | 30.00 (13.6) 0.60 (0.3) 0.66 (0.3) | 2.0 | 3.15 | 1.38 | 120 | -120/+Ϊ40 | 39.1 | |
| 9 60 grit SG water C binding materiál | 30.00 (13.6) 0.90 (0.4) 2.05 (0.9) | 6.0 | 8.87 | 1.03 | 973 | -18/+20 | 27.6 |
·♦ . 0999
- 42 • 0 9 9
9 9 9 ·
99 , <
• · 9 · 9
9 9 *
99 99 99
9999 » * *
I « * · ·
V tabulce je v prvním sloupci vždy uvedeno ve vertikálkním pořadí: číslo vzorku, zrno, kapalina, pojící materiál; ve druhém sloupci hmotnost směsi v librách resp. kg; ve třetím sloupci homt. % pojícího materiálu vztaženo na zrno; ve čtvrtém sloupci objemové % pojícího materiálu; v pátém sloupci volná sypná hustota v g/cm3 při vel. -12/pan; v šestém sloupci průměrné rozložení velikosti v pm; v sedmén sloupci průměrné rozložení velikosti v mesh; v osmém sloupci průměrná relativní měrná hmotnost v % a v devátém sloupci tlak při 50 % rozdrcené frakce v MPa.
Přitom objemové % pojícího materiálu je procento tuhého materiálu uvnitř granule (t.j. pojící materiál a zrno) po vypálení a nezahrnuje objemové % pórézity.
Objemové % pojícího materiálu vypálených aglomerátů bylo vypočítáváno za použití průměrné LOI (ztráta při vypálení) surovin pojícího materiálu.
Slinuté aglomeráty byly rozděleny podle velikosti U.S. standardními testovacími síty namontovanými na vibrační prosévací zařízení (Ro-Tap; model RX-29; W.S. Tyler lne., Mentor, OH) . Velikosti ok síta sahaly od 18 do 140, jak je vlastní pro různé vzorky. Volná sypná hustota slinutých aglomerátů (LPD) byla měřena postupem American National Standard for Bulk Density of Abrasive Grains (americká národní norma pro sypnou hmotnost brusných zrn) .
Počáteční průměrná relativní měrná hmotnost vyjádřená jako procento byla vypočítána vydělením LPD (p) teoretickou měrnou hmotností aglomerátů (po) předpokládající nulovou pórézitu. Teoretická měrná hmotnost byla vypočítána podle metody volumetrického pravidla směsí z hmotnostních procent a měrné tíhy pojícího materiálu a brusného zrna obsaženého v aglomerátech.
Pevnost aglomerátů byla měřena zkouškou zhutňování. Tyto zkoušky zhutňování se prováděly za použití mazané ocelové zápustky o průměru jeden palec (2,54 cm) na univerzálním • · ·« ·« • ·· · • ··
- 43 ·« ··♦· to ••toto ·* ·· to··· • · • ♦·· • · • · ··· zkušebním stroji Instron® model MTS 1125, 20.000 lbs (9.072 kg) s pětigramovým vzorkem aglomerátů. Tento vzorek aglomerátů byl nalit do zápustky a mírně urovnán poklepáním na venek zápustky. Vložil se vrchní razník a vodící saně se spouštěly, dokud nebyla na zapisovači pozorována nějaká síla (počáteční poloha). Na vzorek se aplikoval tlak konstantní rychlostí růstu (2 mm/min) do maximálního tlaku 180 MPa. Objem vzorku aglomerátů (zhutněná LPD vzorku) pozorovaný jako přemístění vodících saní (napětí) byl zaznamenáván jako relativní měrná hmotnost jako funkce logaritmu aplikovaného tlaku. Zbylý materiál byl pak prosát, aby se stanovilo procento rozdrcené frakce. Pro vytvoření grafu vztahu mezi logaritmem aplikovaného tlaku a procentem rozdrcené frakce se měřily různé tlaky. Výsledky jsou sděleny v tabulce 1-1 jako logaritmus tlaku v bodě, kde se rozdrcená frakce rovná 50 hmotnostním % vzorku aglomerátů. Rozdrcená frakce je poměr hmotnosti rozdrcených částic procházejících menším sítem k hmotnosti počáteční tíhy vzorku.
Tyto aglomeráty měly charakteristiky LPD, rozložení velikosti a tvářecí pevnost a držení velikosti granule vhodné pro použití při komerční výrobě abrazivních brusných kotoučů. Dokončené, slinuté aglomeráty měly trojrozměrné tvary měnící se mezi trojhranným, kulovým, krychlovým, hranolovým a dalšími geometrickými tvary. Aglomeráty sestávaly z množství jednotlivých zrnění resp. drtí brusivá (např. drtí 2 až 20) pojených k sobě ve styčných bodech zrna se zrnem skelným pojícím materiálem.
Velikost granulí aglomerátů vzrostla s nárůstem množství pojícího materiálu v granuli aglomerátů nad rozsah od 3 do 20 hmotnostních % pojícího materiálu.
Přiměřená zhutňovací pevnost byla pozorována pro všechny vzorky 1 až 9 a naznačila, že skelný pojící materiál vyzrál a tekl, aby vytvořil účinný spoj mezi zrny brusivá uvnitř aglomerátů. Aglomeráty zhotovené s 10 hmotnostními % •4 4444
- 44 44 44
4 4 · · ·
44 · ·
4 4 4 4 4
4444 44 44* »444 pojícího materiálu měly značně vyšší zhutňovací pevnost než aglomeráty vyrobené se 2 nebo 6 hmotnostními % pojícího materiálu.
Nižší hodnoty LPD byly indikátorem vyššího stupně aglomerace. LPD aglomerátů se snížila zvýšením hmotnostního % pojícího materiálu a snížením velikosti brusné drti. Relativně velké rozdíly mezi 2 a 6 hmotnostními % pojícího materiálu v porovnání s relativně malými rozdíly mezi 6 alO hmotnostními % pojícího materiálu naznačují, že hmotnostní % pojícího materiálu menší než 2 hmotnostní % může být nepostačující pro vytvoření aglomerátů. Při vyšších hmotnostních procentech nad asi 6 hmotnostními % nemusí být přidání více pojícího materiálu prospěšné pro výrobu značně větších nebo pevnějších aglomerátů.
Jak je naznačeno výsledky velikosti granulí aglomerátů, vzorky pojícího materiálu C, které měly nejnižší viskozitu roztaveného skla při aglomerační teplotě, měly nejnižší LPD z těch tří pojících materiálů. Typ brusivá neměl na LPD žádný význačný efekt.
Tabulka 1-2: Pojící materiál použitý u vitrifikovaných aglomerátů
| Fired Composition Elementsb | A Binding materiál wt % (A-1 binding materiál)9 | B Binding· materiál wt% | C Binding materiál wt % | D Binding materiál wt % | E Binding materiál wt % | F Binding materiál wt% | G Binding materiál Wt% |
| glass formers (S1O2 + B2O3) | 69 (72) | 69 | 71 | 73 | 64 | 68 | 69 |
| AI2O3 | 15(11) | 10 | 14 | 10 | 18 | 16 | 9 |
| alkaiine earth RO (CaO, MgO) | 5-6 (7-8) | <0.5 | <0.5 | 1-2 | 6-7 | 5-6 | <1 |
| Alkall R2O (Na2O, K2O, Li?O) | 9-10(10) | 20 | 13 | 15 | 11 | 10 | 7-8 |
| Spec. Gravily g/cc | 2.40 | 2.38 | 2.42 | 2.45 | 2.40 | 2.40 | 2.50 |
| Estimated Viscosity (Poise) at1180°C | 25,590 | 30 | 345 | 850’ | 55,300 | 7,800 | N/A |
• · · ···· · ·
- 45 ·· ····
V tabulce 1-2 jsou ve sloupci jedna uvedené elementy vypálené kompozice pojících materiálů dle sloupců dva až osm včetně měrné tíhy v g/cm3 a viskozity při 1.180 °C pro jednotlivé pojící materiály v hmotnostních %.
Přitom obměna pojícího materiálu A-l uvedená v závorkách byla použita pro vzorky z Příkladu 2.
Nečistoty (např. Fe2O3 a TiO2) jsou přítomné asi v 0,1 až
%.
Příklad 2
Aglomeráty brusné zrno/anorganický pojivový materiál
Pro výrobu vzorků AV2 a AV3 aglomerovaného brusného zrna byly použity vitrifikované pojící materiály. Tyto aglomeráty byly připraveny podle postupu rotační kalcinace popsaného v příkladu 1 za využití materiálů popsaných níže. Aglomeráty AV2 byly vyrobeny se 3 hmot. % pojícího materiálu A (tabulka 1-2). Teplota kalcinačního zařízení byla nastavena na 1.250 °C, úhel trubky byl 2,5 stupně a rychlost otáčení byla 5 otáček za minutu. Aglomeráty AV3 byly vyrobeny se 6 hmot. % pojícího materiálu E (tabulka 1-2) při teplotě kalcinačního zařízení 1.200 °C, s úhlem trubky 2,5 až 4 stupně a rychlosti otáčení 5 otáček za minutu. Brusné zrno byl tavený oxid hlinitý brusného zrna 38A, velikost drti 80, získaný od Saint-Gobain Ceramics & Plastics, lne., Worcester, MA, USA.
Aglomeráty vitrifikovaného zrna byly testovány na volnou sypnou hustotu, relativní měrnou hmotnost a velikost. Výsledky zkoušky jsou uvedené v tabulce 2-1 níže. Aglomeráty sestávaly z řady jednotlivých zrnitostí brusivá (např. drti 2 až 40) pojených k sobě vitrifikovaným pojícím materiálem ve styčných bodech zrna se zrnem spolu s viditelnými prázdnými prostory. Většina z těchto aglomerátů byla dostatečně odolná vůči zhutnění, aby zachovaly trojrozměrný charakter poté, co se podrobí mísícím a formovací operacím brusného kotouče.
·· ·♦»· ·· Φ· • · · • ·· • · • · ···· · ·
- 46 Tabulka 2-1 Aglomeráty brusné zrno/vitrifikované pojivo
t· * ·« ···· • · • ··♦ • · · • · 4
4 4 44
| Sample No. Mix: grain, binding malerial | Weigiit lbs (kg) of mix | Wt% Abrasive Grain | Binding materiál Wt % | Volume % binding materiál3 | LPD g/cc -20/ +45 mesh fraction | Average size microns (mesh) | Average % relative density |
| AV2 80 arit 38A, A Binding Materiál | 84.94 (38.53) | 94.18 | 2.99 | 4.81 | .1.036 | 500μ (-20/+45) | 26.67 |
| AV3 80 arit 38A E Binding Materiál | 338.54 (153.56) | 88.62 | 6.36 | 9.44 | 1.055 | 500μ -20/+45 | 27.75 |
V tabulce je ve sloupci jedna vždy postupně uvedeno číslo vzorku a velikost zrna a typ zrna a typ pojícího materiálu směsi; ve sloupci dvě pak tíha směsi v librách resp. kg; ve sloupci tři hmotnostní % brusného zrna; ve sloupci čtyři hmot. % pojícího materiálu; ve sloupci pět objemové % pojícího materiálu; ve sloupci šest LPD v g/cm3 při dané velikosti drti; ve sloupci sedm průměrná velikost v mikrometrech a ve sloupci osm průměrná relativní měrná hmotnost v %.
Procenta jsou vztažena na základ sumy tuhých látek, zahrnují pouze pojivový materiál a brusné zrno a vylučují jakoukoli pórézitu uvnitř aglomerátů. Pro přilnutí vitrifikovaného pojivá k brusnému zrnu byly použity přechodné organické pojivové materiály (pro AV2, bylo použito 2,83 hmot. % AR30 kapalného proteinového pojivá a pro AV3 bylo použito 3,77 hmot. % AR30 kapalného proteinového pojivá). Tyto materiály dočasného organického pojivá byly vypáleny během slinování aglomerátů v rotační ·· · · · · ι* ·»Μ
• 9
9 9
9 999
9999 99 kalcinační peci a konečné hmot. % pojícího materiálu je nezahrnuj e.
Brusné kotouče
Vzorky aglomerátů AV2 a AV3 byly použity pro výrobu experimentálních abrazivních brusných kotoučů (typ 1) (konečná velikost 5,0 x 0,5 x 1,250 palce) (12,7 x 1,27 x 3,18 cm). Tyto experimentální kotouče byly zhotoveny přidáváním aglomerátů do rotační lopatkové míchačky (míchačka Foote-Jones získaná od Illinois Gear, Chicago, IL) a mícháním s aglomeráty a kapalnou fenolickou pryskyřicí ( pryskyřice V-1181 od Honeywell International lne., Friction Division, Troy NY) (22 hmot. % směsí pryskyřice). K těmto vlhkým aglomerátům byla přidána prášková fenolická pryskyřice ( pryskyřice 29-717 Durez Varcum® získaná od Durez Corporation, Dallas, TX) (78 hmot. % směsi pryskyřice). Hmotnostní procentuální množství aglomerátů brusivá a pryskyřicového pojívá použitá pro výrobu těchto kotoučů a složení konečných kotoučů (zahrnující objemové % brusivá, pojivá a porézity ve vytvrzených kotoučích) jsou uvedené v tabulce 2-2 níže.
Materiály se míchaly po dostatečnou časovou prodlevu, aby získaly rovnoměrné promísení a minimalizovalo se množství volného pojivá. Po promíchání byly aglomeráty prosáty skrze síto 24 mesh (24 ok na palec) , aby rozdružily jakékoli velké hrudky pryskyřice. Rovnoměrná směs aglomerátů a pojivá byla umístěna do forem a byl aplikován tlak pro vytvoření kotoučů v surovém stavu (nevytvrzených). Tyto surové kotouče byly z forem odstraněny, zabaleny do natíraného papíru a vytvrzeny ohřátím na maximální teplotu 160 °C, vyrovnány, obrobeny na konečný tvar a prohlédnuty v souladu s výrobními technologiemi komerčních brusných kotoučů známými ze stavu techniky. Modul pružnosti »·« ·
4944
- 48 «· 44
11 1
11
II 4
III
111 mi ii
4 4
1
11
1111
1
4 1
444 dokončeného kotouče byl změřen a výsledky jsou představené v tabulce 2-2 níže.
Modul pružnosti se měřil za použití stroje Grindosonic, postupem popsaným v J. Peters, Sonic Testing of Grinding W h e e1s Advances in Machine Tool Design and Research, Pergamon Presss, 1968.
Tabulka 2-2 Složení kotoučů
| Wheel Sample (Agglornerate) Grade | Elastic Modulus G-pascal | Cured Density g/cc | Wheel Composition Volume % | Weight % Agglornerate | Weight % Bond | ||
| Abrasivé Grain | Bond Totaic (organic) | Porosity | |||||
| Experimental Wheels | |||||||
| 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 |
| Cornparative Wheels3 commercial designation | Elastič Modulus | CUred Density g/cc | Grain Vol % | Bond Vol % | Porosit y vol % | Weight % Abrasivé | Weight % Bond |
| Č-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 |
| C-3 38A80-O8 B24 | 17 | 2.229 | 48 | 27 | 25 | 84.4 | 15.6 |
| C-4 53A80J7 Shellac Blend | 10.8 | ' 1.969 | 50 | 20 | 30 | 89.2 | 10.8 |
| C-5 53A80L7 Shellac Blend | 12.0 | 2.008 | 50 | 24 | 26 | 87.3 | 12.7 |
| C-6b National Shellac Bond A80-Q6ES | 9.21 | 2.203 | 48.8 | 24.0 | 27.2 | 86.9 | 13.1 |
| C-7b Tyrolit Shellac Bond FA80- 11E15SS | 8.75 | 2.177 | 47.2 | 27.4 | 25.4 | 84.9 | 15.1 |
4* 44··
• · • · • · • · • · ·
V tabulce znamená:
wheel sample - vzorek kotouče (agglomerate) - (aglomerát) grade - třída elastic modulus - modul pružnosti (GPa) cured density - vytvrzená měrná hmotnost (g/cm3) wheel composition - složení kotouče abrasíve grain - brusné zrno bond total - suma pojivá (organic) - organické porosity - pórézita weight % - hmotnostní % agglomerate - aglomerát bond - pojivo experimental wheels - experimentální kotouče comparative wheels - porovnávací kotouče commercial designation - komerční označení grain - zrno
Kotouče C-l, C-2 a C-3 jsou vyrobené s pojivém fenolické pryskyřice a tyto specifikace kotoučů jsou komerčně dostupné u Saiont-Gobain Abrasives, Inc. Kotouče C-4 a C-5 jsou vyrobené z šelakové pryskyřice smíchané s menším množstvím fenolického pryskyřicového pojivá. Tyto specifikace kotoučů jsou komerčně dostupné u Saint-Gobain Abrasives, Inc., Worcester, MA. Tyto vzorky C-4 a C-5 byly připraveny v laboratoři podle těchto komerčních technických podmínek a byly vytvrzeny na třídu tvrdosti konečného kotouče J respektive L.
Kotouče C-6 a C-7 nebyly zkoušeny brusnými zkouškami. Tyto specifikace porovnávacích hřídelů jsou komerčně dostupné u National Grinding Wheel Company/Radiac, Salem, IL a u Tyrolit N.A., Inc., Westboro, MA.
- 50 • · ·· ·· ···· ·· ···· ···· · · · ··· ··· · · · · · · · · ·····» · · · ······ ·· · ·····
Celkové objemové % pojívá je součet množství vitrifikovaného pojivového materiálu použitého pro aglomerování zrna a množství organického pryskyřicového pojivá použitého pro výrobu brusného kotouče. Organické objemové % pojivá je část celkového objemového % pojivá sestávající z organické pryskyřice přidané k aglomerátům pro výrobu brusného kotouče.
Příklad 3
Experimentální kotouče z příkladu 2 byly zkoušeny simulovaným testem broušení válců v porovnání s komerčně dostupnými kotouči pojenými fenolickou pryskyřicí (C-l až C3 získanými od Saint-Gobain Abrasives, lne., Worcester, MA). Jako porovnávací kotouče byly také zkoušeny kotouče pojené šelakem a připravené v laboratoři (C-4 a C-5) ze směsi šelakové pryskyřice. Porovnávací kotouče byly vybrány, protože' měly složení, struktury a fyzikální vlastnosti ekvivalentní těm kotoučům, které byly použity pro komerční operace broušení’ válců.
Pro simulování broušení válce při laboratorním nasazení, prováděla se na rovinné brusce brusná operace drážky při souvislém styku. Při těchto zkouškách byly použity následující podmínky broušení.
bruska: rovinná bruska Brown & Sharpe režim: dva brusy drážky za kontinuálního styky, změna směru na konci zdvihu před ztrátou styku s obrobkem chladivo: Trim Clear, poměr chladivá k deionizované vodě 1:40 obrobek: ocel 4340 16 x 4 palce, tvrdost 50 Rc rychlost obrobku: 25 stop/min rychlost kotouče: 5.730 ot/min přísuv: 0,100 palce celkem hloubka řezu: 0,0005 palce na každém konci
- 51 • · φφ · · φ φ φ · · · • φ φ φ φφφφ φφφ φφφ φ • φ φ φ φ · φφφ φφ φφφ doba styku: 10,7 minut orovnání: jednobodový diamant při příčném posuvu 10 palců/min, 0,001 palce vyrov.
Vibrace kotouče během broušení byly měřeny zařízením IRD Mechanalysis (analyzér Model 855 Analyzer/Balancer, získaný od Entek Corporation, North Westerville, Ohio). Při počátečním brusném zdvihu byly zaznamenávány hladiny vibrací při různých frekvencích (jako jednotky rychlosti v palcích/sekundu) za využití procedury rychlé Fourierovy transformace (FFT) ve dvou a osmi minutách po orovnání kotouče. Po počátečním brusném zdvihu se udělal druhý brusný zdvih a byl zaznamenáván časově závislý nárůst hladiny vibrace při zvolené, cílové frekvenci (57.000 cpm, frekvence pozorovaná během počátečního zdvihu) během celých 10,7 minut, kdy kotouč zůstal ve styku s obrobkem. Míry opotřebení kotouče (WWR), míry úběru materiálu (MRR) a další proměnné broušení byly zaznamenávány, když se dělaly brusné zdvihy. Tyto údaje jsou spolu s vibrační amplitudou pro každý kotouč po '9-10 minutách souvislého stykového broušení představeny v tabulce 3-1 níže.
- 52 Tabulka 3-1 Výsledky brusného testu * · · »·♦· 94
| Wheel Sample (Agglomerate) Grade | Vibration Amplitudě 9-10 min. in/sec | WWR in3/min | Power 9-10 min. hp | SGE J/mm3 | G-ratio MRR/WWR |
| Experimental Wlieels | |||||
| 1-1 (AV3) A | 0.010 | 0.00215 | 10.00 | 22.70 | 34.5 |
| 1-2 (AV3) C | 0.011 | 0.00118 | 15.00 | 29.31 | 63.3 |
| 1-3 (AV3) E | 0.021 | 0.00105 | 22.00 | 43.82 | 71.4 |
| 1-4 (AV2) A | 0.011 | 0.00119 | 10.50 | 23.67 | 62.7 |
| 1-5 (AV2) E | 0.013 | 0.00131 | 21.00 | 40.59 | 56.6 |
| Comparatíve Wheels (commercial designation) | |||||
| C-1 38A80-G8 B24 | 0.033 | 0.00275 | 10.00 | 33.07 | 26.5 |
| C-2 38A80- K8 B24 | 0.055 | 0.00204 | 11.00 | 25.33 | 36.8 |
| C-3 38A80-O8 B24 | 0.130 | 0.00163 | 12.50 | 22.16 | 46.2 |
| C-4 53A80J7 Shellac Blend | 0.022 | 0.00347 | 10.00 | 25.46 | 20.8 |
| C-5 53A80L7 Shellac Blend | 0.052 | 0.00419 | 11.50 | 26.93 | 17.1 |
V tabulce je v prvním sloupci uveden vzorek kotouče, a to experimentální s označením aglomerátu a třídy a porovnávací s komerčním označením. Ve druhém sloupci je vibrační amplituda v 9 až 10 minutě v palcích za sekundu, ve třetím sloupci míra opotřebení kotouče v kubických palcích ze minutu. Ve čtvrtém sloupci je výkon v 9 až 10 min. v koňských silách a v pátém sloupci je SGE v J/mm3. V šestém sloupci je udaný brusný poměr, což je ppměr MRR/WWR.
·· ·· ·· ···· ·· ···· • · · · · · · · f ♦ • · · · · · · 4 · ·<
.......... · ······ · · · ···· ·· ·· · · · fefe·
Lze vidět, že experimentální kotouče vykazovaly nejnižší míru opotřebení kotouče a nejnižší hodnoty amplitudy vibrací. Porovnávací komerční kotouče vyrobené s fenolickými pryskyřicovými pojivý (38A80-G8 B24, -K8 B24 a -08 B24) měly nízké míry opotřebení kotouče, ale měly nepřijatelně vysoké hodnoty amplitudy vibrací. Předpovídalo by se, že tyto kotouče budou vytvářet vibrační chvění při aktuální operaci broušení válce. Porovnávací kotouče vyrobené s pojivý z šelakové pryskyřice (šelaková směs 53A80J7 a šelaková směs 53A80L7) měly vysoké míry opotřebení kotouče, ale přijatelně nízké hodnoty amplitudy vibrací. Experimentální kotouče byly lepší vzhledem ke všem porovnávacím kotoučům v celém rozsahu úrovní výkonu (přibližně konstantní amplituda vibrací při 10 až 23 hp a konsistentně nižší WWR) a experimentální kotouče vykazovaly lepší G-poměry (míra úběru materiálu/míře opotřebení kotouče), což svědčí o vynikající účinnosti a životnosti kotouče.
Má se za to, že relativně nízký modul pružnosti a relativně vysoká pórézita experimentálních kotoučů vytváří kotouč odolný proti chvění bez obětování životnosti kotouče a účinností broušení. Naprosto neočekávaně bylo pozorováno, že experimentální kotouče brousily účinněji než kotouče obsahující vyšší objemová procenta zrna a mající tvrdší třídu kotouče. Ačkoliv byly experimentální kotouče konstruované pro získání relativně měkké třídy tvrdosti (t.j. třídy A až E na stupnici tvrdosti brusného kotouče Norton Company), brousily mnohem agresivněji, s menším opotřebením hřídele a dosahovaly vyšší brusný poměr než porovnávací kotouče, které měly hodnotu značně tvrdší třídy (t.j. třídy G až 0 na stupnici tvrdosti brusného kotouče Norton Company). Tyto výsledku byly výrazné a neočekávané.
Příklad 4 « · · <
φ • · · • »
- 54 Experimentální kotouče obsahující aglomerované zrno byly připraveny komerčním výrobním pracovním postupem a testovány při komerčním postupu broušení válce, kde se v minulosti používaly kotouče pojené šelakem.
Aglomeráty brusné zrno/anorganický pojící materiál
Pro výrobu vzorku aglomerovaného brusného zrna AV4 byly použity vitrifikované pojící materiály (pojící materiál A z tabulky 1-2). Vzorek AV4 byl podobný vzorku AV2 kromě toho, že pro vzorek AV4 bylo vyrobeno komerční množství směsi. Aglomeráty se připravovaly podle postupu rotační kalcinace popsaného v příkladu 1. Brusné zrno byl tavený oxid hlinitý brusné zrno 38A, velikost drti 80, získané u Saint-Gobain Ceramics & Plastics, lne., Worcester, MA, USA a byla použita 3 hmotn. % pojícího materiálu A (tabulka 1-2). Teplota kalcinační pece byla nastavena na 1.250 °C, úhel trubky byl
2,5 stupně a rychlost otáčení byla 5 otáček za minutu. Aglomeráty byly upraveny 2 % roztokem silanu (získaným od Crompton Corporation, South Charleston, West Virginia).
Brusné kotouče
Vzorek aglomerátů AV4 byl použit pro výrobu brusných kotoučů (konečná velikost 36 průměr x 4 šířka x 20 středový otvor (typ 1) (91,4 x 10,2 x 50,8 cm). Tyto experimentální brusné kotouče byly vyrobeny komerčním výrobním zařízením smícháním aglomerátů s kapalnou fenolickou pryskyřicí (pryskyřice V-1181 od Honeywell International lne., Friction Division, Troy, NY) (22 hmot.% směsi pryskyřice) a práškové fenolické pryskyřice (Durez Varcum® pryskyřice 29-717 získaná od Durez Corporation, Dallas, TX) (78 hmot.% směsi pryskyřice). Množství hmotnostních procent aglomerátů brusivá a pryskyřicového pojivá použitá u těchto kotoučů jsou uvedená v tabulce 4-1 níže. Materiály byly míchány po dostatečnou časovou prodlevu, aby se získala rovnoměrná směs. Rovnoměrná směs aglomerátů a pojivá byla umístěna do forem a aplikoval se
- 55 ·· ·· ·· ···· ·· ···· • · ♦ · ·· · · t 'J • · · · · · · » ♦ · · ···«·« · · · ···»·· · · 9 ····· tlak, aby se vytvořily kotouče v surovém stavu (nevypálené). Tyto surové kotouče byly odstraněny z forem, zabaleny do povlékaného papíru a vytvrzeny ohřátím na maximální teplotu 160 °C, roztříděny, obrobeny na konečný rozměr a prohlédnuty podle výrobních technik komerčních brusných kotoučů známých ze stavu techniky. Modul pružnosti dokončeného kotouče a vypálená měrná hmotnost byly měřeny a výsledky jsou představeny v tabulce 4-1 níže. Měřena byla i rychlost roztržení kotouče a maximální provozní rychlost byla stanovena na 9.500 sfpm.
Složení kotoučů (zahrnující objemové % brusivá, pojivá a pórézity ve vytvrzených kotoučích) jsou popsaná v tabulce 41. Tyto kotouče měly viditelně otevřenou, souvislou, relativně rovnoměrnou strukturu pórézity neznámou u organicky pojených brusných kotoučů vyráběných předešle komerčním pracovním postupem.
Tabulka 4-1 Složení kotouče
| Wheel Sample (Agglomerate) Grade, Structure | Elastic Modulus G-pascal | Cured Density g/cc | Wheel Composition Volume % | Weight % Agglomerate | Weight % Bond | ||
| Abrasive Grain | Bond Porosity TotaP (organic) | ||||||
| Experimenta 1 Wheels | |||||||
| 2-1 (AV4) B14 | 4.7 | 1.596 | 36 | 14 (12.4) | 50 | 90.2 | 9.8 |
| 2-2 (AV4) | 5.3 | 1.626 | 36 | 16 | 48 | 88.8 | 11.2 |
| C14 | (14.4) - | ||||||
| 2-3 (AV4) D14 | 5.7 | 1.646 | 36 | 18 (16.4) | 46 | 87.4 | 12.6 |
V tabulce je ve sloupci jedna označení vzorku, třída a struktura, ve sloupci dvě modul pružnosti v gigapascalech, ve sloupci tři vytvrzená měrná hmotnost v g/cm3, ve sloupci čtyři složení kotouče v objemových %, a to brusné zrno, celkové pojivo (organické) a pórézita, ve sloupci pět » · · · · ι<·.
• · ♦ · • · b · · ·
- 56 b ♦ ι
« ·
hmotnostní % aglomerátů a ve sloupci šest hmotnostní % poj iva.
Celkové objemové % pojivá je součet množství vitrifikovaného pojivového materiálu použitého pro aglomeraci zrna a množství organického pryskyřicového pojivá použitého pro výrobu brusného kotouče. Organické objemové % pojivá je část celkového objemového % pojivá sestávající z organické pryskyřice přidané k aglomerátům pro výrobu brusného kotouče.
Brusné testy
Tyto experimentální brusné kotouče byly zkoušeny ve dvou komerčních brusných operacích pro dokončování válců válcovací stolice za studená. Poté, co se obrousí, budou tyto kované ocelové pro válcování a z oceli. Komerční válce používány dokončování povrchu plechů z kovu, např. pracovní postupy využívají tradičně komerční kotouče pojené šelakem (společná je drť 80 brusného zrna aluminy) a tyto kotouče se normálně provozují při 6.500 sfpm a při maximální rychlosti kolem 8.000 sfpm. Brusné podmínky jsou uvedené níže a výsledky testů jsou představené v tabulkách 4-2 a 43.
Brusné podmínky A bruska: bruska na válce Farrell, 40 hp chladivo: w/voda Stuart Synthetic rychlost kotouče: 780 ot/min obrobek: kovaná ocel, válce pro tandemovou válcovací stolici, tvrdost 842 Equotip, 82 x 25 palců, (208 x 64 cm) rychlost obrobku (válce): 32 ot/min příčný posuv: 100 palec/min.
kontinuální posuv: 0,0009 palec/min.
konečný posuv: 0,0008 palec/min.
• · • · · · · ·
- 57 ♦ · · • 49 • ♦ · • 9 «
• 9
9 9 44 požadovaná konečná jakost povrchu: drsnost 18-30 Ra, maximálně 160 hřebenů
Brusné podmínky B:
bruska: bruska na válce Pomini, 150 hp chladivo: w/voda Stuart Synthetic rychlost kotouče: 880 ot/min obrobek: kovaná ocel, válce pro tandemovou válcovací stolici, tvrdost 842 Equotip, 82 x 25 palců, (208 x 64 cm) rychlost obrobku (válce): 32 ot/min příčný posuv: 100 palec/min.
kontinuální posuv: 0,00011 palec/min.
konečný posuv: 0,002 palec/min.
požadovaná konečná jakost povrchu: drsnost 18-30 Ra, přibližně 160-180 hřebenů
Tabulka 4-2 Výsledky zkoušky/Brusné podmínky A
| Satnple Test Pararneter | Change in Diameter Inches | G-ratio | Wheel RPMs | Wheel Amps | # of grinding Passes | Rol! Roughness Ra | # of Peaks on Roli |
| Experimental Wheel 2-1 | |||||||
| Wheel Wear | 0.12 | 0.860 | 780 | 75 | 10 | 28 | 171 |
| Materiál Removed | 0.007 | ||||||
| Experimental Wheel 2-2 | |||||||
| Wheel Wear | 0.098 | 1.120 | 780 | 90-100 | 10 | 22 | 130 |
| Materiál Removed | 0.0075 | ||||||
| Experimental Wheel 2-3 | |||||||
| Wheel Wear | 0.096 | 1.603 | 780 | 120-150 | 10 | 23 | 144 |
| Materiál Removed | 0.0105 |
Za brusných podmínek A ukazovaly experimentální brusné kotouče vynikající brusný výkon, dosažení značně vyšších ··«··· · · · · · · · ·
- 58 brusných poměrů, než byly pozorovány u minulých komerčních pracovních postupů za týchž brusných podmínek s kotouči pojenými šelakem. Na základě minulých zkušeností s broušením válců za brusných podmínek A by se byly měly experimentální kotouče 2-1, 2-2 a 2-3 považovat za příliš měkké (při hodnotách B-D tříd tvrdosti Norton Company) pro získání komerčně přijatelné účinnosti broušení, takže tyto výsledky ukazující vynikající brusné poměry (G-poměr) byly nanejvýš neočekávané. Navíc byla konečná úprava povrchu válce bez známek chvění a uvnitř technických podmínek pro drsnost povrchu (18 - 30 Ra) a počet povrchových hřebenů (přibližně 160) . Tyto experimentální kotouče dávaly kvalitu konečné úpravy povrchu pozorovanou dříve pouze u kotoučů pojených šelakem.
Druhá brusná zkouška experimentálního kotouče 3-3 za brusných podmínek B potvrdila překvapivé výhody použití kotoučů podle vynálezu u komerční dokončovací brusné operace válce pro válcování za studená v prodloužené zkušební době. Výsledky zkoušky'jsou představené dále v tabulce 4-3.
Tabulka 4-3 Výsledky brusné zkoušky/Brusné podmínky B
| Experimeutal Wheel 2-4 | Change in Díameter inches | Wheel Speed sfpm | Wheel Amps | Continuous Feed inches/min. | End Feed inches | Roli Rough- ness Ra | #Of Peaks On Roli |
| Roli 1 | |||||||
| WW | 0.258 | 5667 | 90 | 0.0009 | 0.0008 | 24 | 166 |
| MRb | 0.028 | ||||||
| Roli 2 | |||||||
| ww | 0.339 | 8270 | 105 | 0.0016 | 0.002 | 20 | 136 |
| MR | 0.032 | ||||||
| Roli 3 | |||||||
| ww | 0.165 | 8300 | 110 | 0.0011 | 0.002 | 28 | 187 |
| MR | 0.03 | • | |||||
| Roli 4 | |||||||
| ww | 0.279 | 8300 | 115 | 0.0011 | 0.002 | 29 | 179 |
| MR | 0.036 | ||||||
| Roli 5 | |||||||
| ww | 0.098 | 8300 | 115 | 0.0011 | 0.002 | 25 | 151 |
| MR | 0.018 |
»
• φ • ΦΦΦ φφ
| Roli 6 | |||||||
| ww | 0.097 | 8300 | 115 | 0.0011 | 0.002 | ||
| MR | 0.016 | ||||||
| Roli 7 | |||||||
| ww | 0.072 | 8300 | 115 | 0.0011 | 0.002 | ||
| MR | 0.048 | ||||||
| Roli 8 | |||||||
| ww | 0.094 | 8300 | 115 | 0.0011 | 0.002 | ||
| MR | 0.011 | ||||||
| Roli 9 | |||||||
| WW | 0.045 | 8300 | 115 | 0.0011 | 0.002 | ||
| MR | 0.021 | ||||||
| Roli 10 | |||||||
| WW | 0.128 | 8300 | 115 | 0.0011 | 0.002 | ||
| MR | 0.017 | ||||||
| Roli 11 | |||||||
| WW | 0.214 | 8300 | 115 | 0.0011 | 0.002 | ||
| MR | 0.018 | ||||||
| Roli 12 | |||||||
| WW | 0.12 | 8300 | 115 | 0.0011 | 0.002 | ||
| MR | 0.018 | ||||||
| Roli 13 | |||||||
| WW | 0.118 | 8300 | 115 | 0.0011 | 0.002 | ||
| MR | 0.026 | ||||||
| Roli 14 | |||||||
| WW | 1.233 | 8300 | 115 | 0.0011 | 0.002 | ||
| MR | o:o3 | ||||||
| Roli 15 | |||||||
| WW | 0.215 | 8300 | 115 | 0.0011 | 0.002 | ||
| MR | 0.03 | ||||||
| Roli 16 | |||||||
| WW | 0.116 | 8300 | 115 | 0.0011 | 0.002 | XXX | XXX |
| MR | 0.018 | ||||||
| Roli 17 | __ | ||||||
| WW | 0.141 | 8300 | 115 | 0.0011 | 0.002 | XXX | XXX |
| MR | 0.021 | ||||||
| Roli 18 | |||||||
| WW | 0.116 | 8300 | 115 | 0.0011 | 0.002 | XXX | XXX |
| MR | 0.01 | ||||||
| Roli 19 | |||||||
| WW | 0.118 | 8300 | 115 | 0.0011 | 0.002 | ||
| MR | 0.018 |
a. Měření opotřebení kotouče
b. Měření odstraněného materiálu * i : f • t · · · r • * » * 9 • · · · * · ·» *
Souhrnný brusný poměr pro experimentální kotouč 2-4 byl 2,093 po broušení 19 válců a při prodělaném opotřebení přibližně tři palce z průměru kotouče. Tento brusný poměr reprezentuje zlepšení 2 až 3-násobku brusných poměrů pozorovaných u komerčních brusných kotoučů (např. kotoučů
C-6
C-7 dosažená experimentálním normách komerční výroby.
pojených šelakem, popsaných v Příkladu 2) používaných pro broušení válců za brusných podmínek A nebo B. Rychlost otáčení kotouče a míra úběru materiálu překročily stejné ukazatele porovnávacích komerčních kotoučů používaných u této brusné operace válců a tak dále demonstrovaly neočekávanou účinnost broušení možnou metodou broušení podle vynálezu. Konečná povrchová úprava válce kotoučem byla přijatelná při Souborné výsledky pozorované po broušení 19 válců potvrzují činnost experimentálního kotouče v ustáleném stavu a užitečnou odolnost kotouče vůči vzniku výstupků na kotouči, vibracím a chvění, když se pracovním postupem broušení opotřebovává.
kotouč
Příklad 5
Brusné zrno/Aglomeráty s anorganickým pojivém
Vzorky aglomerátů byly vyrobeny z jednoduché směsi brusného zrna, pojícího materiálu a vodných směsí popsaných v tabulce 5-1. Složení vitrifikovaného pojícího materiálu použitého pro přípravu vzorků byl pojící materiál C uvedený v tabulce 1-2. Brusné zrno bylo brusné zrno 38A taveného oxidu hlinitého, velikost drti 80, získané od Saint-Gobain Ceramics & Plastics, lne., Worcester, MA, USA.
Vzorky aglomerovaného brusného zrna byly vytvořeny při 1.150 °C za využití rotačního kalcinačního zařízení (model #HOU-6D60-RTA-28, Harper International, Buffalo, New York), vybaveného kovovou trubkou dlouhou 120 palců (305 cm) o vnitřním průměru 5,75 palce (15,6 cm) a tloušťce 3/8 palce (0,95 cm) (Hastelloy), které mělo vyhřívanou délku 60 palců
·» ♦ *
· · · (152 cm) se třemi regulačními zónami teploty. Podávači jednotka Brabender® s nastavitelnou regulací odměrné přívodní rychlosti byla použita pro měření směsi brusného zrna a pojícího materiálu do topné trubky rotačního kalcinačního zařízení. Proces aglomerace se prováděl za atmosférických podmínek, při rychlosti otáčení trubky zařízení 3,5 až 4 otáčky za minutu, úhlu sklonu trubky 2,5 až 3 stupně a přívodní rychlosti materiálu 6 až 10 kg/hod.
Po aglomeraci v rotačním kalcinačním zařízení byly vzorky aglomerovaného brusného zrna prosáty a testovány na volnou sypnou hustotu (LPD) a rozložení velikosti. Tyto výsledky jsou představené v tabulce 5-1.
Tabulka 5-1 Charakteristiky aglomerované granule VI
| Sample No. grain liquid binding materiál | Weight lbs (Kg) of mix | Binding materiál Weight % (on grain basis) | Volume %of binding materiál3 | LPD -12/pan g/cc | Average size Microns (mesh size) | Yield (-20/+50) % | Average relative density % |
| V1 80 grit 38A water C binding materiál | 93.9 (42.6) 2.8 (1.3) 3.3 (1.5) | 3.0 | 4.77 | 1.09 | 425 (-35/+40) | 85 | 28.3 |
a. Objemové % pojícího materiálu je procento tuhého materiálu uvnitř granule (t.j. pojící materiál a zrno) po vypáleni a nezahrnuje objemové % pórézity.
Vzorek VI aglomerovaného zrna byl použit pro výrobu brusných kotoučů (typ 1) (konečná velikost: 20 x 1 x 8 palců) (50,8 x 2,54 x 20,3 cm). Složení těchto kotoučů (zahrnující objemové % brusivá, pojivá a pórézity ve vypálených kotoučích), měrná hmotnost a mechanické vlastnosti těchto kotoučů jsou popsané v tabulce 5-2. Složení pro experimentální kotouče 1 až 4 byla zvolena, aby
se získaly kotouče třídy tvrdosti F, a složení pro experimentální kotouče 5 až 8 byla zvolena tak, aby se získaly kotouče třídy tvrdosti G.
Pro výrobu brusných kotoučů se aglomeráty přidávaly do míchačky spolu s kapalným pojivém a práškovou směsí vitrifikovaného pojivá odpovídající pojícímu materiálu C z tabulky 1-2. Struktury těchto aglomerátů byly dostatečně odolné vůči zhutňování, aby zachovaly účinné množství aglomerátů, které měly trojrozměrný charakter i poté, co byly podrobeny mísicím a formovacím operacím brusného kotouče. Tyto kotouče pak byly vylisovány, vysušeny, vypáleny na maximální teplotu 900 °C, roztříděny, obrobeny na konečný rozměr, vyváženy a prohlédnuty v souladu s výrobními technologiemi komerčních brusných kotoučů známých ze stavu techniky.
Dokončené kotouče byly testovány na bezpečnost v souladu s komerčně praktikovanou rychlostní zkouškou, aby se zajistilo, že kotouče mají dostatečnou mechanickou pevnost pro rotační pohyb, když se namontují na brusku a dostatečnou mechanickou pevnost pro brusné operace. Všechny experimentální kotouče vydržely zkoušku maximální rychlosti pro zkušební vybavení (85,1 m/s), a tedy měly dostatečnou mechanickou pevnost pro brusné operace s pomalým přísuvem.
Složení kotoučů (zahrnující objemové % brusivá, pojivá a porézity ve vypálených kotoučích), měrná hmotnost a mechanické vlastnosti kotoučů jsou popsané v tabulce 5-2.
♦ » · 9-9 · »9 »9 · 9 9 *91 • 9 ··« 9 «9 9 9
9*9999 99 · ·9 · ί ·
- 63 Tabulka 5-2 Charakteristiky brusného kotouče
| Wheel V1 | Wheel Composition Volume % Agglom- Abrasives Bondb orosily erales | Fired Density g/cc | Mod. of Elasticity (GPa) | Mod. of RuptureC (MPa) | Speed tesfd (m/s) | |||
| (1) | 42.5 | 40.5 | 6.2 | 53.3 | 1.67 | 13.3 | 22.6 | 85.1 |
| (2) | 40.4 | 38.5 | 6.5 | 55.0 | 1.61 | 11.6 | 18.5 | 85.1 |
| (3) | 40.4 | 38.5 | 7.2 | 54.3 | 1.64 | 12.4 | 23.0 | 85.1 |
| (4) | 39.4 | 37.5 | 8.2 | 54.3 | 1.63 | 12.8 | 22.8 | 85.1 |
| (5) | 42.5 | 40.5 | 7.3 | 52.2 | 1.68 | 14.3 | 25.8 | 85.1 |
| (6) | 40.4 | 38.5 | 9.3 | 52.2 | 1.68 | 15.8 | 26.7 | 85.1 |
| (7) | 40.4 | 38.5 | 8.3 | 53.2 | 1.65 | 13.5 | 25.5 | 85.1 |
| (8) Compaiative saniples3 non- agglomerated grain | 39.4 | 37.5 | 9.3 | 53;2 | 1.65 | 14.6 | 24.0 | 85.1 |
| Wheel Composition Volume % Agglom-'Abrasives Bond Porosity erates | Fired Density g/cc | Mod. of Elasticity (GPa) | Mod. of Rupturec (MPa) | Speed testd (m/s) | ||||
| 38A80- F19VCF2 | N/A | 40.5 | 6.2 | 53.3 | 1.73 | 20.3 | .24.4 | 69.4 |
| 38A80- G19VCF2 | N/A | 40.5 | 7.3 | 52.2 | 1.88 | 29.2 | 26.6 | 69.4 |
a. Vzorky porovnávacích kotoučů byly komerční produkty získané od Saiňt-Gobain Abrasives, lne., Worcester, MA a označené komerčními značkami kotoučů označených pro každý v tabulce 5-2.
b. Hodnoty pro objemové % pojivá experimentálních kotoučů zahrnují objemové % vitrifikovaného použitého na zrnech pro výrobu aglomerátů.
c. Kotouče byly testovány na modul pevnosti v ohybu na mechanickém zkušebním stroji · Instron Model 1125 se čtyřbodovým ohýbacím přípravkem s rozpětím podpěry 3, rozpětím zátěže 1 a při rychlosti zatěžování 0,050 za minutu rychlosti křižáku.
d. Kotouče se neporušily, když otáčely při maximální rychlosti dosažené strojem na test roztržení.
Hodnoty modulu pružnosti experimentálních kotoučů 1-4 byly v rozmezí od 34 do 43 % nižším než hodnota • · « «·
- 64 porovnávacího kotouče třídy F a hodnoty modulu pružnosti experimentálních kotoučů 5-8 byly v rozmezí od 45 do 54 % nižším než hodnota porovnávacího kotouče třídy G. Kotouče mající identická složení objemových % zrna, pojivá a pórézity měly naprosto neočekávaně výrazně odlišné hodnoty modulu pružnosti. Experimentální kotouč 1 měl hodnotu modulu pružnosti o 34 % nižší, než je hodnota pro porovnávací kotouč třídy F, a experimentální kotouč 5 měl hodnotu modulu pružnosti o 51 % nižší, než je hodnota porovnávacího kotouče třídy G. U jednoho samostatného experimentu postrádaly porovnávací kotouče vyrobené s jemnějšími třídami, aby byly charakterizovány ekvivalentními, relativně nízkými hodnotami modulu pružnosti, dostatečnou mechanickou pevnost, aby snesly rychlostní zkoušku 85,1 m/s.
Hodnoty rychlostní zkoušky pro experimentální kotouče byly zcela přijatelné. Dále, při identickém složení objemových % zrna, pojivá a pórézity, vykazoval experimentální kotouč 1 modul pevnosti v ohybu pouze o 7 % nižší než modul porovnávacího kotouče třídy F, zatímco experimentální kotouč 5 vykazoval modul pevnosti v ohybu pouze o 3 % nižší než modul porovnávacího kotouče třídy G. Tento mírný pokles modulu pevnosti v ohybu byl očekáváný a daný mírným poklesem hustoty experimentálních kotoučů relativně vůči porovnávacím kotoučům. Pokles hustoty také naznačuje, že experimentální kotouče měly během tepelného zpracování stálejší smrštění relativně vůči porovnávacím kotoučům, které měly shodné složení v objemových %, a toto reprezentuje značné potenciální úspory výrobních nákladů, tak i nákladů na materiál a dokončovacích operací.
Tyto kotouče byly testovány při brusné operaci s pomalým posuvem oproti porovnávacím komerčním kotoučům doporučeným pro použití při brusných operacích s pomalým posuvem.
Porovnávací kotouče měly tytéž rozměrové velikosti, identická nebo podobná složení v objemových %, ekvivalentní
- 65 ♦ · « · · ·♦ · ·· · · · ♦ ·««· ♦ · · · » « ·«· · ♦ · · · ··· ·····« ·· ff • · ♦· · · ·· · ·· ··<
třídy tvrdosti (třída byla stanovena na základě objemových procentuálních obsahů zrna, pojivá a porézity) a funkčně ekvivalentní chemická složení pojivá a byly to jinak vhodné porovnávací hřídele pro studii broušení s pomalým posuvem. Avšak tyto porovnávací kotouče byly vyrobeny bez aglomerovaného zrna a byly potřeba ztratné induktory pórů, aby se dosáhlo zamýšleného objemového % porézity a měrné hmotnosti kotouče. Označení komerčních kotoučů a složení porovnávacích kotoučů jsou popsaná v tabulce 5-2 (komerční kotouče 38A80F19VCF2 a 38A80G19VCF2).
Byl proveden klínový brusný test, t.j. obrobek byl skloněný pod malým úhlem relativně k saním stroje, na kterém byl namontován. Tato geometrie má za následek zvětšení hloubky řezu, zvětšení míry úběru materiálu a zvětšení tloušťky třísky, když broušení postupuje od startu do konce. V jediném chodu se tak sbírají parametry broušení v celém rozsahu podmínek. Zhodnocení výkonu kotouče při tomto klínovém testu se dále podporuje měřením a zaznamenáváním výkonu vřetena a brusných sil. Přesné stanovení podmínek (MRR, tloušťka třísky, atd.), které vytvářejí nepřijatelné výsledky, jako je spálení broušením nebo prasknutí kotouče, zajišťuje charakterizaci chování hřídele a klasifikaci relativního provedení výrobku.
Brusné podmínky:
stroj: Hauni-Blohm Profimat 410 režim: skloněné broušení s pomalým posuvem rychlost kotouče: 5.500 povrchových stop za minutu (28 m/sec) rychlost stolu: proměnná od 5 do 17,5 palce/mínutu (12,7 až 44,4 cm/mín) chladivo: Master Chemical Trim E210 200 při 10% koncentraci s deionizovanou studniční vodou, gal/min (272 1/min) ·♦ ·« 99 t·^· 99 9 9 99
9 9 9 9 9 · 9 9 9
99 9 9 9 9 9 9 99 ♦ ···♦·· 9 9 9 9
9 9 9 9 9 9 9 · . 9999 99 99 9 99 999 — 66 materiál obrobku: Inconel 718 (42 HRc) režim orovnání: rotující diamant, kontinuální kompenzace orovnání: 20 mikro-palec/ot. (0,5 pm/ot) převodový poměr: +0,8
Při těchto brusných zdvizích zajišťoval kontinuální nárůst hloubky kontinuální nárůst míry úběru materiálu po celé délce bloku (8 palců (20,3 cm)). Poškození se ukázalo spálením obrobku, zlomením kotouče, hrubou konečnou úpravou povrchu a/nebo ztrátou rohového tvaru. Opotřebení kotouče od broušení bylo menší než souvislé orovnávání ztráty tvaru prováděné během brusné zkoušky. Měrná brusná energie a míra úběru materiálu, při které se vyskytlo poškození (maximální MRR) jsou uvedené v tabulce 5-3.
Tabulka 5-3 Výsledky brusné zkoušky
| Wheel | Wheel Composition Volume % Agglo. Abrasives Bond Pores | Maximum MRR mm3/s/ mm | Improve- ment •%a | Specific Grind- ing Energy J/mm3 | Improve -ment %a | Average Surface Rough- ness um | |||
| (1) | 42.5 | 40.5 | 6.2 | 53.3 | 10.3 | 20 | 57.6 | -17 | 0.77 |
| (2) | 40.4 | 38.5 | 6.5 | 55.0 | 10.2 | 18 | 55.1 | -20 | 0.75 |
| (3) | 40.4 | 38.5 | 7.2 | 54.3 | 10.9 | 26 | 59.2 | -15 | 0.72 |
| (4) | 39.4 | 37.5 | 8.2 | 54.3 | 10.1 | 18 | 59.2 | -15 | 0.76 |
| (5) | 42.5 | 40.5 | 7.3 | 52.2 | 10.4 | 58 | 60.5 | -23 | 0.77 |
| (6) | 40.4 | 38.5 | 9.3 | 52.2 | 9.4 | 42 | 65.2 | -17 | 0.77 |
| (7) | 40.4 | 38.5 | 8.3 | 53.2 | 9.5 | 44 | 63.4 | -19 | 0.75 |
| (8) | 39.4 | 37.5 | 9.3 | 53.2 | θ·2 | 39 | 64.4 | -18 | 0.77 |
| Compara- tlve samples non- agglomerated graln | Wheel Composition Volume % Agglo. Abrasives Bond Pores | Maximum MRR mm3/s/ mm | Specific Grind- ing Energy J/mm3 | Average Surface Rough- ness um | |||||
| 38A80- F19VCF2 | N/A | 40.5 | 6.2 | 53.3 | 8.6 | N/A | 69.6 | N/A | 0.79 |
| 38A80- G19VCF 2 | N/A | 40.5 | 7.3 | 52.2 | 6.6 | N/A | 78.2 | N/A | 0.76 |
- 67 ·· ·· ·· ···· 99 9·99
9 9 9 9 9 9 9 9 9
99 9 9 9 9 9 9 99
9 9 9 9 9 9 9 9
9999 99 99 9 99 999
a. Pro výpočet hodnot procentuálního zlepšení byly experimentální kotouče porovnávány s nejbližší ekvivalentní třídou u porovnávacího kotouče. Experimentální kotouče 1-4 byly porovnávány s kotoučem třídy F a experimentální kotouče
5-8 byly porovnávány s kotoučem třídy G.
Jak může být vidět z výsledků brusné zkoušky v tabulce 5-3, vykazovaly experimentální kotouče před poškozením hodnoty MRR vyšší o 20 až 58 % relativně vůči hodnotám porovnávacích hřídelů, které měly identická složení v objemových %. Při shodných složeních vykazovaly experimentální kotouče alespoň 17 % snížení spotřeby energie na broušení (měrná brusná energie). Tyto efektivity resp. účinnosti brusných operací byly dosaženy bez jakékoli znatelné ztráty kvality povrchu obrobku, který se brousil. Výsledky naznačují, že by experimentální kotouče mohly být provozovány při komerčních brusných operacích s pomalým posuvem při nižší míře orovnávání a konstantní MRR, čímž dosahují alespoň zdvojnásobení životnosti kotouče.
Příklad 6
Aglomeráty brusné zrno/anorganické pojivo
Vzorky aglomerovaného zrna byly vyrobeny z jednoduché směsi brusného zrna, pojícího materiálu a vody popsané v tabulce 6-1. Vitrifikované pojivo pojící materiálové kompozice použité pro přípravu vzorků byl pojící materiál C vyjmenovaný v tabulce 1-2. Brusné zrno bylo brusné zrno 38A tavené aluminy, velikost drti 60 získané od Saínt-Gobain Ceramics & Plastics, lne., Worcester, MA, USA.
Vzorky aglomerovaného brusného zrna byly připraveny v průmyslovém rotačním kalcinačním zařízení (vyrobeným Bartlett lne. Stow, Ohio; model s přímým topným plynem) při maximální teplotě 1.250 °C, vybaveným žáruvzdornou trubkou dlouhou 35 stop (10,7 m) , o vnitřním průměru 31 palců (0,78 n) a tlustou 23 palců (0,58 m). Proces aglomerace se
- 68 • Φ ΦΦ ΦΦ ·»·· 99 ΦΦΦΦ «ΦΦΦ ΦΦ Φ Φφφ
ΦΦΦ ΦΦ · «φφφφ • ΦΦΦΦΦ ·· · • ΦΦΦ ΦΦ ΦΦ · ΦΦ ··« prováděl za atmosferických podmínek, při nastaveném bodu regulace teploty horké zóny 1.250 °C, při rychlosti otáčení trubky zařízení 2,5 ot/min, úhlu sklonu trubky 3 stupně a přívodní rychlostí materiálu 450 kg/hod.
Po aglomeraci v rotačním kalcinačním zařízení byly vzorky aglomerovaného brusného zrna prosáty a testovány na volnou sypnou hustotu (LPD) a rozložení velikostí. Tyto výsledky jsou představené v tabulce 6-1.
Tabulka 6-1 Charakteristiky aglomerovaných granulí V2
| 1 Sample No. grain liquid binding materiál | Weight Ibs (Kg) of mix | Binding materiál Weight % (on grain basis) | Volume % óf binding materiál3 | LPD -12/pan g/cc | Average size Microns (mesh size) | Yield (-20/+45) % | Average relative density % |
| V2 60 grit 38A waler C binding materia) | 92.9 (42.1) 2.8 (1.3) 4.3 (2) | 4.2 | 6.7 | 1.39 | 520 (-30/+35) | 84 | 36.4 |
a. Objemové % pojícího materiálu je procentuální obsah tuhého materiálu v granuli (t.j. pojícího materiálu a zrna) po vypálení a nezahrnuje objemové % pórézity.
Vzorky aglomerátů byly použity pro výrobu brusných kotoučů (typ 1) (konečná velikost: 20 x 1 x 8 palců) (50,8 x 2,54 x 20,3 cm). Pro výrobu těchto brusných kotoučů byly aglomeráty přidávány do míchačky spolu s kapalným pojivém a kompozicí práškového vitrifikovaného pojivá odpovídající pojícímu materiálu C z tabulky 1-2. Struktury aglomerátů byly dostatečně odolné pro zhutňování, aby se zachovalo účinné množství aglomerátů, které mají trojrozměrný charakter poté, co jsou podrobeny mísícím a lisovacím operacím brusného kotouče. Složení pro experimentální
- 69 ** φφ φ* »·♦· ·» φφφφ • φφφ φφ φ φφφ • φφ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φφφφφ φφ φ φφφφ φφ φφφ φφ φφφ kotouče 9 až 11 byla vybrána tak, aby se získaly kotouče třídy tvrdosti I, složení pro experimentální kotouče 12 až 16 byla vybrána tak, aby se získaly kotouče třídy tvrdosti K, a složení pro experimentální kotouče 17 až 19 byly vybrány tak, aby se získaly kotouče třídy tvrdosti J. Kotouče pak byly vylisovány, vysušeny, vypáleny na maximální teplotu 1.030 °C, roztříděny, obrobeny načisto, vyváženy a prohlédnuty podle výrobních technologií komerčního brusného kotouče známých ze stavu techniky.
Dokončené kotouče byly testovány na bezpečnost v souladu s komerčně praktikovanou zkouškou rychlosti, aby se zajistilo, že kotouče budou mít dostatečnou mechanickou pevnost pro rotační pohyb, když se namontují na brusku, i dostatečnou mechanickou pevnost pro brusné operace. Výsledky brusného testu jsou udané v tabulce 6-2. Všechny experimentální kotouče měly dostatečnou mechanickou pevnost pro brusné operace s pomalým posuvem. Komerční brusné operace s pomalým posuvem tradičně provozuje tyto brusné kotouče při 6.500 sfpm (33 m/s) při maximální pracovní rychlosti kolem 8.500 sfpm (43,2 m/s).
Složení těchto kotoučů (zahrnující objemové % brusivá, pojivá a pórézity ve vypáleném kotouči), měrná hmotnost a materiálové vlastnosti kotoučů jsou popsané v tabulce 6-2.
φφ φφφφ
Φ-» φφφφ φ « φφφφ
- 70 Tabulka 6-2 Charakteristiky brusného kotouče ·· φφ φφφφ φφ · · • ·· φφφ φ φ φφ φφφ φφ φ φφφφφφ φφ · φφφφφ
| Wheel (V2 agglomerate) | Wheel Composition Volume % Agglo. Abr. Bondb Porosity | Fired Density g/cc | Mod. of Elasticity (GPa) | Mod. of Rupture (MPa) | Actual Burst Speed (m/s) | |||
| (9) | 36.5 | 34.1 | 7.5 | 58.4 | 1.53 | 8.1 | 9.6 | 66.5 |
| (10) | 34.4 | 32.1 | 10.5 | 57.4 | 1.59 | 12.7 | 76.6 | |
| (11) | 36.5 | 34.1 | 8.5 | 57.4 | 1.56 | 10.1 | 78.6 | |
| (12) | 41.2 | 38.4 | 7.7 | 53.9 | 1.69 | 13.6 | 12.1 | 76.4 |
| (13) | 39.0 | 36.4 | 9.7 | 53.9 | 1.68 | 15.2 | 80.8 | |
| (14) | 39,0 | 36.4 | 8.7 | 54:9- | 1.63 | 13:0 | - '80.2 | |
| (15) | 37.9 | 35.4 | 9.7 | 54.9 | 1.64 | 13.6 | 78.9 | |
| (16) | 39.0 | 36.4 | 10.7 | 52.9 | 1.69 | 16.4 | 88.6 | |
| (17) | 44.2 | 41.2 | 5.6 | 53.2 | 1.74 | 13.2 | 12.2 | 61.3 |
| (18) | 42.1 | 39.2 | 6.6 | 54.2 | 1.69 | 12.9 | 77.1 | |
| (19) | 42.1 | 39.2 | 8.6 | 52.2 | 1.79 | 17.9 | 83.5 | |
| Comparative samples3 non- agglomerated grain | Wheel Composition Volume % Agglom. Abrasives Bond Porosity | Fired Density g/cc | Mod. of Elasticity (GPa) | Mod. of Rupture (MPa) | Actual Burst Speed (m/s) | |||
| 38A60-I96 LCNN | N/A | 34.1 | 7.5 | 58.4 | 1.58 | 18.1 | 10.25 | 69.4 |
| 38A60-K75 LCNN | N/A | 38.4 | 7.7 | 53.9 | 1.75 | . 23.5 | N/A | 73.2 |
| 38A60-J64 LCNN | N/A | . 41.2 | 5.6 | 53.2 | 1.78 | 23 | N/A | 73.6 |
| TG2-80E13 VCF5C | N/A | 38.0 | 6.4 | 55.6 | 1.68 | 23.3 | 23.0 | N/A |
a. Vzorky porovnávacích kotoučů byly komerční produkty získané od Saint-Gobain Abrasives, Ltd, Stafford, UK a byly označené označením hřídele uvedeným pro každý hřídel v tabulce 6-2.
b. Hodnoty pro objemové % pojivá experimentálních kotoučů zahrnují objemové % vitrifikovaného pojícího materiálu použitého na zrno pro výrobu aglomerátů.
c. Tento kotouč se podobá porovnávacímu kotouči 38A60K75 LCNN ve složení objemových %, ale byl vyroben s protáhlým brusným zrnem slinuté sol gel alfa-aluminy, které mělo štíhlostní poměr větší než 4:1, podle US-A-5,738,696 a US-A-5,738,697, Wu. Je třeba vzít na vědomí, že má nižší
- 71 ·· ···· ft ···· • ··* měrnou hmotnost, ale vykazuje velmi podobnou hodnotu modulu pružnosti relativně s 38A60K75 LCNN.
Kotouče, které mají identická objemová % složení zrna, pojivá a porézity, měly zcela neočekávaně značně odlišné hodnoty modulu pružnosti. Pozoruhodně nevykazovala hodnota modulu pružnosti porovnávacího kotouče (TG2-80 E 13 VCF5) vyrobeného s požadovaným, relativně vysokým objemovým % porézity a relativně nízkou měrnou hmotností prostřednictvím přidaných protáhlých částic (brusného zrna) spíše než s indukuj ícími byla hodnota obětovanými skutečnosti nejbližšího prostředky pórů, pokles. Ve modulu pružnosti vyšší než ekvivalentního porovnávacího kotouče a mnohem vyšší než experimentální kotouče, které mají ekvivalentní objemové % složení.
Navzdory sníženým vlastnostem modulu pružnosti byly hodnoty rychlostní zkoušky experimentálních kotoučů zcela akceptovatelné. Při shodném složení objemových % zrna, pojivá a porézity vykazoval experimentální kotouč 1 pouze mírně nižší hódnoty modulu pevnosti v ohybu a lomové rychlosti. Měrné hmotnosti experimentálních kotoučů byly mírně nižší něž měrné hmotnosti porovnávacích kotoučů, které byly vyrobeny se stejným objemovým procentuálním složením. Malý pokles modulu pevnosti v ohybu byl tedy očekáván. Pokles měrné hmotnosti také naznačuje, že experimentální kotouče měly během tepelného zpracování odolné smrštění relativně vzhledem k porovnávacím kotoučům, které měly shodné složení v objemových %, a toto představuje značné potenciální úspory na výrobních nákladech, jak u materiálových nákladů, tak i u dokončovacích operací.
Kotouče byly testovány při operaci broušení s pomalým přísuvem za použití brusných podmínek klínového testu popsaných v příkladu 5. Kotouče byly zkoušeny vzhledem k porovnávacím komerčním kotoučům doporučovaným pro použití u brusných operací s pomalým posuvem. Tyto porovnávací kotouče ·· «··· ·♦ ···· ·· ·· • * · · · » 4 9 4 4
44 4 4 4 4 4 444
4 4 9 4 4 9 4 4 4 « · · · 4 4 9 4 4 · · ···· ·« «φ « ·» ·««
- 72 měly tytéž velikostní rozměry, identická nebo podobná složení v objemových %, ekvivalentní třídy tvrdosti (třída byla stanovena na základě objemových % objemů zrna, pojivá a porézity) a funkčně ekvivalentní chemická složení a byly to jinak vhodné porovnávací kotouče pro studii broušení s pomalým posuvem. Avšak porovnávací kotouče byly vyrobeny bez aglomerovaného zrna a pro dosažení zamýšlené objemové % porézity a měrné hmotnosti kotouče byly použity obětní induktory pórů. Konstrukce komerčních kotoučů a složení porovnávacích kotoučů jsou popsané v tabulce 6-2 (komerční kotouče 38A60-196 LCNN, 38A60-K75 LCNN a 38A60-J64 LCNN). Výsledky jsou udané v tabulce 6-3 níže.
Tabulka 6-3 Výsledky brusného testu
| Wheel V2 | Wheel Compositlon Volume % | Maximum MRR min3/s/ mm | Improve -ment %a | Specific Grind- ing Energy J/mm3 | Improve -ment %a | Average Surface Rough- ness um | |||
| Agglo. Abrasives orosily | Bond | ||||||||
| (9) | 36.5 | 34.1 | 7.5 | 58.4 | 12.6 | 31 | 39.0 | -31 | N/A |
| (10) | 34.4 | 32.1 | 10.5 | 57.4 | 10.6 | 10 | 54.7 | -3 | N/A |
| (11) | 36.5 | 34.1 | 8.5 | 57.4 | 16.2 | 68 | 43.1 | -24 | N/A |
| (12) | 41.2 | 38.4 | 7-7 | 53.9 | 12.4 | 53 | 41.9 | -24 | 0.76 |
| (13) | 39.0 | 36.4 | 9.7 | 53.9 | 11.2 | 38 | 44.8 | -19 | 0.80 |
| (14) | 39.0 | 36.4 | 8.7 | 54.9 | 12.1 | 43 | 40.7 | -28 | 0.90 |
| (15) | 37.9 | 35.4 | 9.7 | 54.9 | 11.3 | 40 | 42.7 | -22 | 0.80 |
| (16) | 39.0 | 36.4 | 10.7 | 52.9 | 10.2 | 25 | 46.5 | -16 | 0.74 |
| (17) | 44.2 | 41.2 | 5.6 | 53.2 | 13.7 | 61 | 40.2 | -29 | N/A |
| (18) | 42.1 | 39.2 | 6.6 | 54.2 | 12.8 | 51 | 41.3 | -27 | N/A |
| (19) | 42.1 | 39.2 | 8.6 | 52.2 | 10.2 | 20 | 49.0 | -13 | N/A |
| Comparative samples non- agglomerated gtain | Wheel Compositlon Volume % Agglo. Abrasives Bond Porosily | Maximum MRR mm3/s/ mm | Specific Grind- ing Energy J/mm3 | Average Surface Rough- ness um | |||||
| 38A60-I96 LCNN | N/A | 34.1 | 7.5 | 58.4 | 9.7 | N/A | 56.5 | N/A | N/A |
| 38A60-K75 LCNN | N/A | 38.4 | 7.7 | 53.9 | 8.1 | N/A | 55.1 | N/A | 0.94 |
| 38A60-J64 LCNN | N/A | 41.2 | 5.6 | 53.2 | 8.5 | N/A | 56.4 | N/A | N/A |
»· 49 ·« 949· 49 4444
9 9 9 9 4 4 4 4 9
99 4 4 9 9 9 944
4 4 4 4 4 4 9 9 9 4
4 4 9 4 9 4 9 4
9449 94 49 4 44 944
- 73 a. Aby se vypočítaly hodnoty procentuálního zlepšení, byly experimentální kotouče porovnávány s nejbližší ekvivalentní třídou u porovnávacího kotouče. Experimentální kotouče 9 až 11 byly porovnávány s kotoučem třídy I, experimentální kotouče 12 až 16 byly porovnávány s kotoučem třídy K a experimentální kotouče 17 až 19 byly porovnávány kotoučem třídy J.
Jak lze vidět z výsledků brusného testu v tabulce 6-3, vykazovaly experimentální kotouče relativně vůči kotoučům, které měly identická objemová % složení vyšší MRR (10 až 68 %) před tím, než nastalo poškození. Při identických složeních vykazovaly experimentální kotouče snížení energie potřebné pro broušení (měrné brusné energie) (3 až 31 %) . Tyto účinnosti brusných operací byly dosaženy bez jakékoli znatelné ztráty kvality povrchu obrobku, který se brousil. Tento výsledek napovídá, že by experimentální kotouče mohly být provozovány při komerčních brusných operacích s pomalým posuvem za nižší intenzity orovnávání a při konstantní MRR, čímž se dosáhne álespoň zdvojnásobení životnosti kotouče.
Příklad 7
Aglomeráty brusné zrno/organické pojivo
Jedna série vzorků aglomerovaného brusného zrna (Al A8) byla připravena ze směsi brusného zrna a pojícího materiálu fenolové pryskyřice (pryskyřice 29-717 Durez Varcum®, specifická tíha 1,28 g/cm3 získaná od Durez Corporation, Dallas, TX) v množstvích popsaných v tabulce 71. Všechny vzorky byly připraveny s brusným zrnem 38A taveného oxidu hlinitého upraveného sílaném získaným od Saint-Gobain Ceramícs & Plastics, lne. Worcester, MA, USA o velikostích drti (zrno 80 nebo 46) uvedených v tabulce 7-1.
Zrno a pryskyřicový pojící materiál byly umístěny do vany míchačky (vzorky A5 až A8 do modelu číslo RV-02 vysoce smykového Erich Mixeru vyrobeného Erich Company, Gurnee, IL;
44·· ·4 44·· • · · · • · · ··* • · · · · • · · · • ·· ··« ·4 4· • · · · · · • ·4 · · • · · · 4 · • · · · ·
4··· ·· ·· vzorek Al do miskové míchačky vyrobené Foote-Jones/Illinois Gear v Chicagu, IL; a vzorky A2, A3 a A4 do zakázkové miskové míchačky vyrobené Bonifáce Tool and Die v Southbridge, MA) . Míchání bylo zahájeno při rychlosti vany stanovené na 64 ot/min a rychlosti lopatky stanovené na 720 ot/min (vzorky A5 až A8 v míchačce Eirich); nebo rychlosti vany 35 ot/min a stacionární lopatce (vzorek Al v míchačce Foote/Jones); nebo rychlosti vany 35 ot/min a rychlosti lopatky 75 ot/min (vzorky A2 až A4 v míchačce Bonifáce). Během míchání bylo do vlhkého zákalu na směsi zrna a pojícího materiálu rozprašováno pořádné rozpouštědlo (furfural), aby způsobilo, aby se zrna a pojící materiál slepily k sobě. Rozprašování rozpouštědla na směs bylo pokračováno pouze dokud zrna a pojící materiál nevytvořily aglomeráty. Při přípravě vzorku Al bylo rozpouštědlo rozprašováno ručně na suché komponenty plastovou baňkou. Při přípravě vzorků A2 až A8 bylo rozpouštědlo rozprašováno na suché komponenty jako souvislá mlha v naměřených množstvích za po'užití Tool Mist Coolant Generátor získaného od Wesco Company, Chatsworth, CA. Proces aglomerace se prováděl za atmosférických podmínek a při teplotě místnosti.
Po aglomeraci v míchačce byly vzorky vlhkého aglomerovaného brusného zrna prosáty přes síto US 35 mesh a sušeny přes noc za podmínek okolního prostředí. Vzorky byly znovu přesáty na hrubém sítu (U.S standardní síto č.8 pro aglomeráty drtí 46, síto č.20 pro aglomeráty drti 80) a rozprostřeny v jediné vrstvě na vypalovací žlab (kolem 45 x 30 cm) obložený fluoropolymerem. Aglomeráty pak byly vytvrzeny v laboratorní peci (model Despatch čísl VRD-1-901E od Despatch Industries, Mnneapolis MN) za atmosférických podmínek, ohřátý na maximální teplotu 160 °C a drženy při této teplotě po dobu 30 minut. Vytvrzené aglomeráty byly válcovány pod manuálně ovládanou ocelovou tyčí 1,5 palce, • · · · · ·
- 75 aby se částečně rozdrtily a větší aglomeráty rozdělily na menší aglomeráty.
Vytvrzené aglomeráty byly rozděleny podle velikosti U.S. standardními testovacími síty namontovanými na vibračním prosévacím zařízení (Ro-Tap, model Rx-29, W.S. Tyler Inc. Mentor, OH). Velikosti ok sít sahaly od 10 do 45 pro aglomeráty vyrobené se zrnem 46 a 20 až 45 pro aglomeráty vyrobené s brusnou drtí o velikosti zrna 80.
Výtěžek použitelných volně proudících aglomerátů vzorků Al až A8 definovaných jako aglomeráty, které mají velikostní rozložení indikované velikosti oka (velikost síta U.S. standard) jako hmot% celkové váhy směsi zrna před aglomerací je představený ne v tabulce 7-1.
Aglomeráty, byly testovány na volnou sypnou hustotu (LPD), relativní hustotu a rozložení velkosti a byly vizuálně charakterizovány před tím a poté, co jsou použity pro výrobu abrazivních brusných nástrojů. Volná sypná hustota vytvrzených aglomerátů (LPD) byla měřena procedurou Američan Nationál Standard pro sypnou hmotnost brusných zrn. Počáteční průměrná relativní měrná hmotnost vyjádřená jako procento byla vypočítána vydělením LPD (p) teoretickou měrnou hmotností aglomerátů (po) předpokládající nulovou porézitu. Teoretická měrná hmotnost byla vypočítána podle metody volumetrického pravidla směsí z hmotnostního procenta a měrné tíhy pojícího materiálu a brusného zrna obsažených v aglomerátech.
Tyto aglomeráty měly LPD, relativní měrnou hmotnost a charakteristiky rozložení velikosti vhodné pro použití při komerční výrobě abrazivních brusných kotoučů. Výsledky zkoušek aglomerátů jsou představené v tabulce 7-1.
Dokončené, vytvrzené aglomeráty měly trojrozměrné tvary měnící se mezi trojhrannými, kulovými, krychlovými, hranolovými, válcovými a jinými geometrickými tvary. Aglomeráty sestávaly z řady jednotlivých zrn brusivá (např.
drti 2 až 40) pojených k sobě pryskyřicovým pojícím materiálem ve styčných bodech zrna se zrnem. Na základě hustoty materiálu a volumetrických výpočtech byla pórézita aglomerátů v objemu kolem 18 objemových %. Struktury aglomerátů byly dostatečně odolné vůči zhutňování, aby si podržely efektivní množství aglomerátů zachovávajících si počáteční trojrozměrný charakter poté, co byly podrobeny mísícím a formovacím operacím brusného kotouče.
Tabulka 7-1 Charakteristiky aglomerovaných granulí
| Sairiple No. Mix: grain, solvent, binding materiál | Weight (kg) of mix | Weight % solvent in mix | Binding materiál Wt% (total solids basis) | Volume % binding materiál3 | LPD g/cc -20/ +45 mesh fraction | Average size microns (mesh) -25/+45 screen size | % Yield wt % (mesh size range) | Average % reiative density |
| Exaniple 1 A1 80 grit 38A, furfural, phenolic resin | 12 mixes @ 1 kg each | 3.5 | 10 | 25.5 | 1.11 | 500 (36) | 70 (-20 to +45). | - 34 |
| A2 80 grit 38A, furfural phenolic resin | 5 kg | 2.5 | 10 | 25.5 | 1.17 | 500 (36) | 70 (-20 to +45) | 35.8 |
| A3 80 grit 38A, furfural, phenolic resin | 5 kg | 2.5 | 10 | 25.5 | 1.2 | 500 (36) | 70 (-20 to +45) | 36.7 |
| Exainple 2 A4 80 grit 38A, furfural, phenolic resin | 5 kg | 2.5 | 9.1 | 23.6 | 1.20 | 500 (36) | 70 (-20 to +45) | 36.1 |
| A5 80 grit 38A, furfural phenolic resin | 6 mixes @2.5 kg each | 2.0 | 10 | 25.5 | 0.97 | 500 (36) | 80 (-20 to +45) | 29.7 |
| Exaniple 3 A6 80 grit 38A, furfural, phenolic resin | 25 mixes @5 kg each | 1.9 | 10 | 25.5 | 1.10 | 500 (36) | 80-85 (-20 to +45) | 33.7 |
• ·
- 77 ·· · · ··
| Exatnpíe4 A7 46 grít 38A, furfural, pbenolic resin | 2.5 kg | 2.0 | 10 | 25.5 | 1.07 | 1400 (14) | 66 (-10 to +20) | 32.7 |
| A8 46 grit 38A, furfural pbenolic resin | 2.5 kg | 2.0 | 10 | 25.5 | 0.94 | 1400 (14) | 64 (-10 to +20) or (-14 to +20) | 28.7 |
| Example 5 A9 80 grit 38A, furfural, binding | 2.5 kg | 2.0 | 10 | 25.5 | 1.09 | 500 (36) | >90 (-20 to +45) | 33.4 |
| materiál A | ||||||||
| A10 80 grit 38A, furfural binding materiál B | 2.54 kg | 2.0 | 11.3 | 25.5 | 1.10 | 500 (36) | >90 (-20 to +45) | 33.2 |
| A11 80 grit 38A, furfural binding tnaterial C | 2.57 kg | 1.9 | 12.6 | 25.5 | 1.15 | 500 (36) | >90 (-20 to +45) | 32.7 |
| AÍ2 80 grit 38A, furfural binding materiál D | 2.61 kg | • 1.5 | 13.8 | 25.5 | 1.10 | 500 (36) | >90 (:2Q.tO . +45) | 32.2 |
| A13 80 grit 38Λ, furfural binding materiál E | 2.65 kg | 1.5 | 15.0 | 25.5 | 1.08 | 500 (36) | >90 (-20 to +45) | 31.2 |
a. Objemové % pojícího materiálu je procento tuhého materiálu uvnitř granule (t.j. pojící materiál a zrno) po vytvrzení a nezahrnuje objemové % porézity.
·· · · • · • · · * • toto • to • · · · to · ···· ·· ·· ·
- 78 Toto objemové % pojícího materiálu vytvrzených aglomerátů bylo vypočítáno za předpokladu žádné vnitřní pórézity a žádných ztrát směsi.
Brusné kotouče
Vzorky aglomerátů Al, A2 a A3 byly použity pro výrobu typu 6 miskovitých abrazivních brusných kotoučů (konečná velikost:
3,5 x 3,75 x 0,88-0,50 palce věnec) (8,9 x 9,5 x 2,2-1,3 cm věnec). Pro výrobu experimentálních brusných kotoučů byly aglomeráty míchány ručně.. v dávkách 250 gramů s kompozicí fenolového pryskyřicového pojivá, dokud nebyla získána stejnoměrná směs. Kompozice pryskyřicového pojivá byla směs 22 hmot % kapalné fenolové pryskyřice (V-1181 od Honeywell International lne., Fiction Division, Troy, NY) a 78 hmot % práškové fenolové pryskyřice (pryskyřice Durez Varcum 29-717 od Durez Corporation, Dallas, TX). Stejnoměrná směs aglomerátů a pojivá byla umístěna do forem a byl aplikován tlak, aby se vytvořily kotouče v surovém stavu (nevytvrzené). 'Tyto surové kotouče byly vyjmuty z forem, zabaleny do povlakového papíru a vytvrzeny ohřátím na maximální teplotu 160 °C, roztříděny, obrobeny na konečný rozměr a prohlédnuty podle výrobních technik komerčních brusných kotoučů známých ze stavu techniky.
Dokončené kotouče byly bezpečně zkoušeny v souladu s komerčně praktikovanou zkouškou rychlosti, aby se zajistilo, že budou mít kotouče dostatečnou mechanickou pevnost pro rotační pohyb, když budou namontovány na brusce a dostatečnou mechanickou pevnost pro brusnou operaci. Všechny experimentální kotouče vydržely rychlostní zkoušku 7200 otáček za minutu a tedy měly dostatečnou mechanickou pevnost pro operace broušení povrchu.
Složení těchto kotoučů zahrnující objemové % brusivá, pojivá a pórézity vytvrzených kotoučů jsou popsaná v tabulce 7-2.
• · · · • · · ·· · · • · · ·
- 79 Tabulka 7-2 Charakteristiky brusného kotouče
J... * ·♦ • · · • · · ··
| Experimental Wheel (aggloinerate samples Ex. 7, Table 7-1) | Wheel Composition | Weight % Agglomerate | Weight % Bond | Wheel Density g/cc | ||
| Abrasive£ | Volume % Bond b | Porosity | ||||
| Ali are D grade | ||||||
| W1 (A1) | 30 | 24 | 46 | 88.3 | 11.7 | 1.492 |
| W2 (A2) | 30 | 24 | 46 | 88.3 | 11.7 | 1.492 |
| W3 (A3) | 30 | 24 | 46 | 88.3 | 11.7 | 1.492 |
| W4 (A4, | 34 | 20 | 46 | 93.3 | 6.7 | 1.599 |
| Comparative Sample No. (commercial designation)c | Grain vol % | Bond Vol % | Porosity vo! % | Weight % Abrasive | Weight % Bond | |
| C1L 38A80-L9 B18 No agglomerate | 46 | 25 | 29 | 84.6 | 15.4 | 2.149 |
| C1P 38A80 - P9 B I8 No agglomerate | 46 | 31 | 23 | 81.6 | 18.4 | 2.228 |
a) Při 46 obj. % brusného zrna obsahovaly orovnávací kotouče větší objemové % brusného zrna (tj. o 12-16 objemových % více) než experimentální kotouče vyrobené buď s 30 nebo 34 obj. % brusného zrna.
b) Hodnoty pro objemové % experimentálních kotoučů zahrnuje objemové % pryskyřicového pojícího materiálu použitého na zrnech pro výrobu aglomerátů a pojivá použitého pro výrobu kotoučů. Na základě postřehů z předběžného testování byly experimentální kotouče vyjádřené vzorcem (objemová procenta složek) do třídy D tvrdosti na stupnici třídy tvrdosti Bortin Copany pro komerční kotouče.
c) Vzorky porovnávacích hřídelů byly vyjádřeny vzorcem pro komerční výrobek získané od Saint-Gobain Abrasives, lne., Worcester, MA a prodávané pod alfanumerickým označením uvedených pro každý z nich v tabulce 7-2. Tyto kotouče obsahují fenolové pryskyřicové pojivo, CaF2 a dutékuličky mulitu, brusné zrno aluminy 38A a mají třídu tvrdosti • · • ··
- 80 • · ···· · · ·♦··
(stupnice třídy tvrdosti Norton Company) buď L nebo P, jak je označeno.
Tyto experimentální kotouče byly testovány při provozu rovinného broušení a bylo zjištěno, že jsou vhodné pro komerční použití. Experimentální kotouče byly testovány oproti porovnávacím kotoučům popsaným v tabulce 7-2, které jsou doporučované pro komerční použití při operacích rovinného broušení. Porovnávací. kotouče měly tytéž velikostní rozměry, totéž brusné zrno a typy pojivá a byly to jinak vhodné porovnávací kotouče pro vyhodnocování experimentálních kotoučů při studiu rovinného broušení, avšak byly vyrobené bez aglomerovaného zrna. Výsledky těchto brusných zkoušek jsou představené v tabulce 7-3.
Brusná zkouška
Kotouče podle vynálezu a porovnávací kotouče byly zkoušeny v oblasti silného styku, při zkoušce rovinného broušení navržené pro napodobující brusné operace komerčních disků. Byly použity následující podmínky.
Podmínky broušení:
Stroj: bruska Okuma G1-20N, OD/ID
Typ broušení: rovinné broušení (čelní), zkouška simulace Disku
| Rychlost | kotouče: | 6.000 ot/min, 5.498 povrchových za minutu (27,9 m/sec) | stop |
| Rychlost | obrobku: | 10 ot/min, 20,9 povrch, stop za (0,106 mm/sec) | min. |
| Rychlost | přísuvu: | 0,0105 palec/min (,0044 mm/sec)/0,0210 palec (0,0089 mm/sec) | |
| Chladivo: | : Trim VHPE210, 5% poměr s deionizovanou studniční vodou | ||
| Materiál | obrobku: | ocel 52100, kroužek 8 palců OD cm) x 7 Palců ID (17,8 cm) x | (20,3 |
• · · · » φ φ « • φφ :l ·· ΦΦΦΦ ΦΦ · · « <
> · · φ » I ř · · · * «··
0,50 palce (1,27 cm), tvrdost Rc-60 Orovnání: shluk diamantů, comp. 0,001 palce, 0,01 palce
Přívod
Tabulka 7-3. Výsledky brusné zkoušky
| Sarnple (Table 12) | Infeed mm/rev | WWR (mm3/s) | MRR (mm%) | Power W | G-ratio | G-ratio/ Abrasive Vol. Fractiorf | Specific Energy J/mm3 |
| CIL | 0.0533 | 1.682 | 63.47 | 2160 | 37.7 | 82.0 | 34.03 |
| 0.0267 | 0.310 | 32.96 | 1440 | 106.5 | 231.5 | 43.69 | |
| C1P | |||||||
| wheel C | 0.0533 | 0.606 | 65.93 | 2274 | 108.7 | 236.4 | 34.49 |
| 0.0267 | 0.133 | 33.43 | 2693 | 251.5 | 546.7 | 80.56 | |
| wlieel D | 0.0533 | 0.402 | 66.42 | 2713 | 165.1 | 358.8 | 40.84 |
| 0.0267 | 0.109 | 33.37 | 2474 | 305.5 | 664.1 | i 74.13 | |
| W1 | - | - . | - | - | |||
| 0.0267 | 0.062 | 33.50 | 1975 | 54.2 | 1804 | 58.95 | |
| W2 | 0.0533 | 0.231 | 66.73 | 2792 | 288.6 | 961.9 | 41.84 |
| 0.0267 | 0.061 | 33.48 | 2154 | 548.8 | 1829 | 64.35 | |
| - | |||||||
| W3 | 0.0533 | 0.244 | 66.73 | 2892 | 273.5 | 911.7 | 43.34 |
| 0.0267 | 0.059 | 33.53 | 2194 | 566.6 | 1889 | 65.43 | |
| W4 | 0.0267 | 0.116 | 33.43 | 1915 | 289.1 | 850.4 | 57.28 |
a. G-poměr/objemové % frakce brusivá je míra brusného výkonu zrna v kotouči. Tento výpočet normalizuje brusný výkon na účet značných rozdílů v objemových % brusného zrna mezi experimentálními a porovnávacími kotouči. Lze snadno vidět, že brusné zrno v experimentálních kotoučích dává značně lepší brusnou účinnost na základě objemové frakce (tj. méně zrna je potřeba pro dodání téže úrovně brusné účinnosti).
Výsledky ukazují, že brusné kotouče vyrobené podle vynálezu byly odolné vůči opotřebení kotouče a stále ještě ► 00 • 0 • ··
- 82 • 0 0 0 00
0 0 0 0 0 0« schopné provozu při mírách přísuvu a mírách úběru materiálu (MRR) ekvivalentních nejbližším porovnávacím brusným kotoučům, buď s delšími dobami životnosti kotouče (WWR) při ekvivalentních měrných brusných energiích, nebo nižšími měrnými brusnými energiemi při ekvivalentní životnosti kotouče.Experimentální kotouč(W4), který má vyšší objemové procento brusného zrna (34 %), neočekávaně vykazoval vyšší míru opotřebení kotouče než další experimentální kotouče obsahující méně brusného zrna (30 %). Při přísuvu 0,0267 vykazovaly všechny experimentální kotouče nižší měrnou energii při daném MRR než kotouče porovnávací. Protože nižší specifická brusná energie je ve vztahu s nižším potenciálem spálení, předpokládá se, že kotouče podle vynálezu budou vykazovat menší spálení obrobku než kotouče porovnávací. Navíc, relativně k porovnávacím kotoučům dávaly experimentální kotouče značně lepší brusnou účinnost, vztaženo na základnu objemové frakce brusného zrna (tj . pro dodání téže úrovně brusné účinnosti je potřeba méně zrna). Tento výsledek · se vzpírá konvenčnímu úsudku technologie pojených brusiv, že kotouč vyšší třídy obsahující více zrna bude odolávat opotřebení a dávat lepší životnost kotouče a účinnost broušení než kotouč nižší třídy (měkčí). Nadprůměrný výkon kotoučů podle vynálezu byl tedy značný a neočekávaný.
Příklad 8
Brusné kotouče
Vzorky aglomerátů A4 a A5 byly použity pro výrobu miskových brusných kotoučů Typ 6 (konečná velikost5,0 x 2,0 x 0,625 1,5 palce věnec (12,7 x 5,08 x 1,59 - 3,81 cm věnec). Tyto experimentální brusné kotouče byly vyrobeny podle postupu popsaného výše v příkladu 7.
Během formování a lisování surových kotoučů využívajících aglomeráty bylo pozorováno, že pro dosažení vytvrzeného • · ♦ · · · • · · · ♦ ··· ·· ♦ φ ,- 9 · · · · · « » « · · ···*··· « · · « ··!··· » · · • · · · · · ·· · ·· «··
- 83 kotouče, který by měl dostatečnou mechanickou pevnost pro použití při rovinném broušení, bylo nezbytné určité slisování směsi. Když byla forma naplněna směsí pojivá a aglomerátů a během formování nenastalo žádné stlačení, takže si aglomeráty podržely svoji původní LPD, pak výsledné vytvrzené experimentální kotouče vykazovaly oproti porovnávacím kotoučům při broušení žádný přínos. Když však byl aplikován na formovanou směs aglomerátů a pojivá dostatečný tlak, aby se objem směsi zkomprimoval alespoň o 8 objemových %, pak kotouče vykazovaly při zkouškách rovinného broušení zlepšený brusný výkon. Bylo pozorováno, že hodnoty objemu slisování v rozsahu 8 až 35 objemových % (vztaženo na původní LPD aglomerátů a objem směsi umístěné ve formě) vytvářely pracovní kotouče vykazující výhody podle vynálezu. Dále bylo pozorováno, že rozdrcení od 8 do 15 objemových % aglomerátů nezměnilo brusný výkon kotouče vyrobeného s takovými aglomeráty.
Dokončené kotouče byly testovány na bezpečnost v souladu s komerčně prakticky prováděnou zkouškou rychlosti, aby se zajistilo, že kotouče mají dostatečnou mechanickou pevnost pro rotační pohyb, když jsou namontované na brusce i dostatečnou mechanickou pevnost pro brusnou operaci. Všechny experimentální kotouče vydržely zkoušku rychlosti 6.308 ot/min. a tedy měly dostatečnou mechanickou pevnost pro operace rovinného broušení.
Složení těchto kotoučů (zahrnující objemové % brusivá, pojivá a porézity ve vytvrzených kotoučích) je popsané v tabulce 8-1.
fefe · · fe fe v «
- 84 Tabulka 8-1 Charakteristiky brusného kotouče
| Wheel (agglomerate samples Ex. 2, Table 7-1 ) Grade | Elastic Modulus GPa | Wheel Čomposition Volume % | Weight % Agglo m- erate | Weight % Bond | Air Perme- abilifyd | Wheel Density g/cc | ||
| Abrasive9 t | Bond d | Porosity | ||||||
| Sample No. | ||||||||
| W5 (A4) D | 3.290 | 30 | 24 | 46 | 87.4 | 12.6 | 7.9 | 1.492 |
| W6 (A4) D | 3.305 | 34 | 20 | 46 | 92.4 | 7.6 | 7.5 | 1.599 |
| W7 (A4) A | 1.458 | 30 | 18 | 52 | 92.2 | 7.8 | 10.8 | 1.415 |
| W8 (A5) D | 3.755 | 34 | 20 | 46 | 93.3 | 6.7 | 5.8 | 1.599 |
| W9 (A4) G | 4.615 | 30 | 30 | 40 | 83.1 | 16.9 | 4.4 | 1.569 |
| Cornparative Sample No. (commercial designalion)c | Elastic Modulus GPa | Grain vol % | Bond Vol % | Porosity vol % | Weight % Abra- sive | Weight % Bond | Air Perme- abililyd | Wheel Density g/cc |
| C2I 38A80 I9B18 No agglomerate | 14.883 | 46.0 | 21.2 | 32.8 | 86.6 | 13.4 | 1.1 | 2.098 |
| C2L 38A80-L9B18 No agglomerate | 18.001 | 46.0 | 25.0 | 29.0 | 84.6 | 15.4 | 0.7 | 2.149 |
| C2P 38A80-P9BI8 No agglomerate | 20.313 | 46.0 | 31.0 | 23.0 | 8Í6 | 18.4 | 0.3 | 2.228 |
| C2T 38A80-T9 B18 No agglomerate | 25.464 | 46.0 | 38.3 | 15.7 | 78.2 | 21.8 | 0.1- | 2.325 |
a) Při 46 obj. % brusného zrna obsahovaly porovnávací kotouče větší objemové % brusného zrna (t j . o 12 až 16 objemových % více) než experimentální kotouče vyrobené buď s 30 nebo 34 obj. % brusného zrna.
b) Hodnoty objemového % pojivá experimentálních kotoučů zahrnují objemové % pryskyřicového pojícího materiálu použitého na zrna, aby vytvořila aglomeráty, a objemové % pojivá použitého pro výrobu kotoučů. Kotouče W5, W6 a W8 byly vyrobeny na třídu D na Nortonově stupnici tříd. Hřídel W7 byl vyroben na třídu A a kotouč W9 byl vyroben na třídu G tvrdosti na stupnici tříd tvrdosti Norton Company pro komerční kotouče.
c) Vzorky porovnávacích hřídelů měly složení komerčního produktu získaného od Saint-Gobain Abrasives, lne.,
- 85 φφ φφ φφ φφφφ ·· φφφ φφφφ φφ * φφφ φφφ · · φ φ φφφ· φφ φφφ φφ ·· · φφφφφφ ·φ · φφφφφ
Worcester, ΜΑ a prodávaného pod alfanumerickými označeními hřídelů uvedenými pro každý kotouč v tabulce 8-1. Tyto kotouče obsahují pojivo fenolové pryskyřice, CaF2, duté kuličky mulitu, brusné zrno aluminy 38A a mají třídu tvrdosti (komerční stupnice Norton Copany) I, L, P nebo T, jak je naznačeno.
d) Kapalinná (vzduchu) permeabilita je daná v jednotkách cm3/sek/palec vody a měří se tryskou 1.1 postupem popsaným v patentech US č. 5,738,696 a 5,738,697.
Při vizuálním zkoumání pohledů na příčné řezy vytvrzených experimentálních kotoučů se fenolová pryskyřice použitá k pojení aglomerátů k sobě zdála u kotoučů být stažená do prázdných oblastí kolem povrchů aglomerátů a vyplňující některé nebo všechny z prázdných oblastí. Toto nebylo pozorováno u surových kotoučů ani u kotoučů vyrobených s pryskyřicí kotouče s vysokou viskozitou. Tato pozorování svědčila o tom, že pojivo bylo vytěsněno do prázdných oblastí aglomerátů během operace tepelného vytvrzování. Tato migrace pojivá během kroku vytvrzování se považuje za to, co efektivně snižuje íntraaglomerátovou pórézitu a efektivně zvyšuje meziaglomerátovou pórézitu relativně vhledem k teoretickému rozložení pórézity uvnitř a mezi aglomeráty. Čistý výsledek bylo vytvoření struktury kompozitu obsahující matrici brusné zrno/pojivo uvnitř nepřetržité fáze zahrnující pórézitu vzájemně propojeného charakteru.
Tyto experimentální kotouče byly testovány při operaci rovinného broušení a shledány jako vhodné pro komerční použití. Experimentální kotouče byly zkoušeny oproti porovnávacím kotoučům popsaným v tabulce 8-1, které se používají komerčně pro operace rovinného broušení. Tyto porovnávací kotouče měly tytéž velikostní rozměry, totéž brusné zrno a typy pojivá a byly to jinak porovnatelné kotouče pro zhodnocení experimentálních kotoučů při studii ·· ♦· ·· ···· «· ···· *♦·· · · ♦ < » ♦ • · · · · · · t · · ·
- 86 rovinného broušení, avšak byly vyrobeny bez aglomerovaného zrna. Podmínky brusné zkoušky a výsledky jsou uvedené níže v tabulce 8-2.
··«··· ·· « ······ ·· « ·· ···
Brusná zkouška
Kotouče podle vynálezu a porovnávací kotouče byly zkušeny v oblasti silného styku, při testu rovinného broušení navrženého pro napodobení brusných operací komerčního disku. Požity byly následující podmínky.
Podmínky broušení:
Stroj: bruska na kolejnice, maximální výkon 45 HP
Režim broušení: rovinné broušení čelem (zkouška simulace Disku
Rychlost kotouče: 4.202 ot/min, 5.500 sfpm (povrch, stop za minutu) (27,9 m/sec)
Rychlost obrobku: 3 ot/min, 37,7 sfpm/0, 192 m/sec
Míra přísuvu: 0,0027 pal/ot (0,0686 mm/ot) a 0,004 pal/ot 0,1016 mm/ot)
Doba broušení: 15 minut
Vyjiskřování: 10 sec
Chladivo: Trim Clar, 2% poměr s deionizovanou studniční Vodou
Materiál obrobku: ocel 1070 48 palců OD (1,22 m) x 46,5
Palce ID (1,18 m) x 0,75 palce (1,91 cm) Věnec, HB 300 až 331 tvrdost podle Brinnella, žádné orovnání
- 87 Tabulka 8-2 Výsledky brusné zkoušky ·· ·* ·♦ ···· ·· φφφφ ···· ·· · · · · • ·· · · · « · φφφ • ΦΦΦΦΦ · φ φ • φφφ · · ·· · ΦΦΦΦ·
| Sarnpie (Table 8-1) & Grade | Infeed (mm/rev) | WWR (mm3/s) | MRR (mm3/s) | Power (W) | G-ratio MRR/ WWR | G-ratio/ Abrasive Vol. Fraction3 | Špecific Grinding Energy (J/mm3) |
| C2I | 0.0686 | 18.35 | 125.07 | 5368 | 6.81 | 14.81 | 42.92 |
| 0.1016 | 35.65 | 128.51 | 5100 | 3.60 | 7.84 | 39.69 | |
| C2L | 0.0686 | 13.83 | 155.37 | 7242 | 11.24 | 24.43 | 46.61 |
| 0.1016 | 28.93 | 173.32 | 7372 | 5.99 | 13.02 | 42.54 | |
| C2 P | 0.0686 | 11.96 | 168.04 | 8646 | 14.05 | 30.53 | 51.45 |
| 0.1016 | 24.91 | 200.38 | 9406 | 8.04 | 17.49 | 46.94 | |
| 0.0686 | 11.56 | 171.39 | 8700 | 14.83 | 32.23 | 50.76 | |
| 0.1016 | 25.29 | 198.16 | 8906 | 7.84 | 17.03 | 44.94 | |
| C2T | 0.0686 | 8.56 | 190.95 | 10430 | 22.31 | 48.51 | 54.62 |
| 0.1016 | 21.03 | 226.52 | 11012 | 10.77 | 23.42 | 48.61 | |
| 0.0686 | 8.33 | 192.48 | 10013 | 23.10 | 50.22 | 52.02 | |
| 0.1016 | 20.56 | 230.27 | 10857 | 11.20 | 24.35 | 47.15 | |
| W5 D | 0.0686 | 9.50 | 184.57 | 7962 | 19.42 | 64.74 | 43.14 |
| 0.1016 | 23.87 | 207.37 | 8109 | 8.69 | 28.96 | 39.10 | |
| 0.0686. | 9.83 | 182.44 | 7731 | 18.56 | 61.85 | 42.38 | |
| 0.1016 | 24.11 | 206.15 | 7970 | 8.55 | 28.50 | 38.66 | |
| W6 D | 0.0686 | 13.57 | 157.10 | 6267 | 11.58 | 34.04 | 39.89 |
| 0.1016 | 30.08 | 165.42 | 6096 | 5.50 | 16.17 | 36.85 | |
| 0.0686 | 13.98 | 154.66 | 6142 | 11.07 | 32.54 | 39.72 | |
| 0.1016 | 27.93 | 179.91 | 6463 | 6.44 | 18.95 | 35.93 | |
| W7 A | 0.0686 | 23.25 | 91.73 | 3278 | 3.95 | 13.15 | 35.73 |
| 0.1016 | • 39.67 | 101.05 | 3330 | . 2.55 | 8.49 | 32.95 | |
| 0.0508 | 15.15 | 82.10 | 3083 | 5.42 | 18.07 | 37.56 | |
| 0.0686 | 23.14 | 92.44 | 3321 | 3.99 | 13.31 | 35.93 | |
| 0.1016 | 39.33 | 103.27 | 3434 | 2.63 | 8.75 | 33.26 | |
| 0.0508 | 14.73 | 84.94 | 3179 | 5.77 | 19.22 | 37.43 | |
| W8 D | 0.0686 | 13.48 | 158.01 | 6523 | 11.72 | 34.47 | 41.28 |
| 0.1016 | 28.04 | 179.60 | 6810 | 6.41 | 18.84 . | 37.92 | |
| 0.0686 | 12.94 | 161.36 | 6533 | 12.47 | 36.67 | 40.49 | |
| 0.1016 | 26.04 | 192.77 | 7139 | 7.40 | 21.77 | 37.03 | |
| W9 G | 0.0686 | 5.15 | 214.05 | 10317 | 41.57 | 138.6 | 48.20 |
| 0.1016 | 16.84 | 254.80 | 10761 | 15.13 | 50.42 | 42.23 | |
| 0.0686 | 5.39 | 213.34 | 10274 | 39.58 | 131.9 | 48.16 | |
| 0.1016 | 16.72 | 255.62 | 10677 | 15.28 | 50.95 | 41.77 |
a. G-poměr/objemové % frakce brusivá je míra brusného výkonu zrna v kotouči. Tento výpočet normalizuje brusný výkon pro vysvětlení značných rozdílů v objemovém % brusného zrna mezi »» »· ·» ···» aa aaaa ···· ·· · ·*.
* ·· · · · · ···♦ ······ ·· a aaaa *· ·· · · · · * a
- 88 experimentálními a porovnávacími kotouči. Může být snadno vidět, že brusné zrn v experimentálních kotoučích dává výrazně větší brusnou účinnost vztaženou na objemovou frakci (tj. méně zrna je potřeba pro dodání téže úrovně brusné účinnosti).
Výsledky ukazují, že brusné kotouče vyrobené podle vynálezu měly buď delší doby životnosti kotouče (WWR) při ekvivalentních měrných brusných energiích nebo nižší měrné brusné energie při ekvivalentní životnosti kotouče. Protože nižší měrná brusná energie koreluje s nižším potenciálem spálení, očekává se u hřídelů podle vynálezu, nebudou vykazovat méně spálených výrobků než kotouče porovnávací.
Navíc relativně k porovnávacím kotoučům podávaly experimentální kotouče značně lepší účinnost broušení vztaženou na objemovou frakci brusného zrna (tj . méně zrna je potřebného pro dodání téže úrovně brusné účinnosti) . Tento výsledek se vzpírá konvenčnímu úsudku u technologie pojených brusiv,· že kotouč vyšší třídy, který má více zrna, bude odolávat opotřebení a podávat lepší životnost kotouče i účinnost broušení než (jemnější) kotouč nižší třídy.
Experimentální brusné kotouče mající dostatečnou mechanickou pevnost pro komerční přijetí, avšak porovnatelně nízké měřitelné třídy tvrdosti a porovnatelně vysoká množství vzájemně propojené pórézity, existující jako souvislá fáze uvnitř brusné matrice kotouče, by se tak mohly zhotovovat a provozovat podle vynálezu.
Příklad 9
Brusné kotouče
Vzorek aglomerátů A6 byl použit pro výrobu hrncových brusných kotoučů Typ 6 (konečná velikost 5,0 x 2,0 x 0,625 1,5 palce věnec (12,7 x 5,08 x 1,59 - 3,81 cm věnec).
Experimentální brusné kotouče byly vyrobeny podle postupu ·· toto • · · to • toto • to to • to to toto·· toto
- 89 ·· ··*· to· ···· • · · tototo • · · ·· ··· ··· · · · • to · ·· ··· popsaného výše v příkladu 7. Dokončené kotouče byly zkoušeny na bezpečnost podle komerčně prakticky prováděné rychlostní zkoušky, aby se zajistilo, aby kotouče měly dostatečnou mechanickou pevnost pro rotační pohyb, když jsou namontované na brusce i dostatečnou mechanickou pevnost pro brusnou operaci. Všechny experimentální kotouče přečkaly zkoušku rychlosti 6.308 ot/min a měly tedy dostatečnou mechanickou pevnost pro operace rovinného broušení.
Složení těchto kotoučů (zahrnující objemové % brusivá, pojivá a pórézity vytvrzených kotoučů) jsou popsaná v tabulce 9-1.
Tabulka 9-1 Charakteristiky brusného kotouče
| Experiměntaí Wheel (agglomerate . samples Ex. 3) Grade | Agglomerale sample (Table 7-1) | Wheel Composition | Weight % Agglome rate | Weight % Bond | Elastic Modulus GPa | ||
| Abrasive3 Porosity | Volume % Bond b | ||||||
| Sample No. | - | ||||||
| W10 D | A6 | 30 | 24 | 46 | 88.3 | 11.7 | 3.414 |
| W11 A | A6 | 30 | 18 | 52 | 93.1 | 6.9 | 1.906 |
a) Hodnoty pro objemové % pojivá experimentálních kotoučů zahrnují objemové % pryskyřicového pojícího materiálu použitého na zrnech pro výrobu aglomerátů a objemové % pojivá použitého pro výrobu kotoučů.
Vizuální pozorování vytvrzených experimentálních kotoučů demonstrovalo, jako u předchozího příkladu 8, migraci pojivá do volných prostorů na povrchu nebo uvnitř aglomerátů. Čistý výsledek bylo opět vytváření struktury kompozitu obsahující matrici brusné zrno/pojivo uvnitř souvislé fáze zahrnující pórézitu vzájemně propojeného charakteru.
Tyto experimentální kotouče byly zkoušeny při operaci rovinného broušení podle příkladu 8 a zjistilo se, že jsou vhodné pro komerční použití. Výsledky broušení
- 90 9 9 • 9 9 9 9 9
99 999
9 9 9 9 9 9 • ·9 9 · ·
9999 99 99 9
9999
9*99 *99
9 ·
♦·· 9
9 9
999 experimentálního kotouče byly porovnávány s výsledky čtyř porovnávacích kotoučů popsaných v tabulce 8-1. Tyto porovnávací kotouče měly tytéž velikostní rozměry, tentýž typ brusného zrna a byly jinak vhodné pro vyhodnocení experimentálních kotoučů při této studii rovinného broušení, avšak byly vyrobené bez aglomerovaného zrna. Výsledky těchto brusných zkoušek jsou představené v tabulce 9-2.
Tabulka 9-2 Výsledky brusné zkoušky č. 3.924
| Wheel Sample (Table 9-1) Grade | Infeed (mni/rev) | WWR (mni3/s) | MRR (mm3/s) | Power (W) | G-ratio MRR/ WWR | G-ratio/ Abrasivé Vol. Fractiorf | Specific Grinding Energy (J/mm3) |
| W10 D | 0.0686 | 6.15 | 206.97 | 9397 | 33.63 | 112.1 | 45.40 |
| 0.1016 | 18.72 | 241.93 | 9697 | 12.93 | 43.1 | 40.08 | |
| 0.0508 | 6.80 | 202.82 | 9147 | 29.82 | 99.4 | 45.10 | |
| 0.0686 | 17.69 | 248.92 | 10143 | 14.07 | 46.9 | 40.75 | |
| W11 Λ | 0.0686 | 18.48 | 124.05 | 4733 | 6.71 | 22.4 | 38.16 |
| 0.1016 | 34.70 | 133.99 | 4777 | 3.86 | 12.9 | 35.65 | |
| 0.0508 | 12.34 | 100.74 | 3979 | 8.16 | 27.2 | 39.50 | |
| 0.0686 | 18.15 | 125.98 | 4721 | 6.94 | 23.1 | 37.48 | |
| 0.1016 | 34.78 | 133.59 | 4768 | 3.84 | 12.8 | 35.69 | |
| 0.0508 | ' 11.75 | 104.70 | 4083 | 8.91 | 29.7 | 39.00 | |
| C2 L | 0.0686 | 13,83 | 155.37 | 7242 | 11.24 | 24.43 | 46.61 |
| 0.1016 | 28.93 | 173.32 | 7372 | 5.99 | 13.02 | 42.54 |
a. Zlomek G-poměr/objemové % brusivá je míra brusného výkonu zrna v kotouči. Tento výpočet normalizuje brusný výkon, aby se objasnily značné diference v objemovém % brusného zrna mezi experimentálními a porovnávacími (vzorek C2L tabulce 81) kotouči. Lze snadno vidět, že brusné zrno v experimentálních kotoučích dává značně lepší účinnost broušení vztaženou k objemovému zlomku (tj . méně zrna je potřeba pro dodání téže rovně účinnosti broušení).
Relativně nízká třída tvrdosti experimentálních kotoučů (A a D) ukázala vyšší WWR ale nižší odběr energie než porovnávací kotouče běžící při téže brusné operaci (např. vzorek C2L, kotouč třídy L v tabulce 8-1). Porovnávací kotouče v tabulce
4 ·«·« ·· 44 • · 4 4 4 4 4 * 44 444 • · 4 4 4 4 4 • 4 4 · 4 4 •444 44 44 4
- 91 8-1 (třída L až třída P) byly o více než 8 tříd tvrdší (na stupnicí Norton Company) než experimentální kotouče W10 a Wll. Výkon experimentálních kotoučů (G-poměr, MRR a nižší spotřeba energie) neočekávaně překročil výkon porovnávacích kotoučů ve většině z brusných běhů testu.
Navíc relativně ' vzhledem k porovnávacím kotoučům podávaly experimentální kotouče značně lepší účinnost broušení vztaženou na objemovou frakci brusného zrna (tj. méně zrna je třeba na dodání téže úrovně účinnosti broušení). Tento výsledek se příčí konvenčnímu úsudku u technologie pojených brusiv, že kotouč vyšší třídy, který má více zrna, bude odolávat opotřebení a dávat lepší životnost kotouče a účinnost broušení než kotouč měkčí třídy.
Tak by se mohly zhotovovat a provozovat podle vynálezu experimentální brusné kotouče, které mají dostatečnou mechanickou pevnost pro komerční přijetí, avšak porovnatelně nízké měřitelné třídy tvrdosti a porovnatelně vysokou vzájemně propojenou pórézitu.
Příklad 10
Brusné kotouče
Vzorky aglomerátů ΆΊ a A8 byly použity pro výrobu brusných kotoučů o konečné velikosti 5,0 x 2,0 x 0, 625 - 1,5 palce věnec (12,7 x 5,08 x 1,59 - 3,81 cm věnec). Pro kotouče W12 a W13 byl použit vzorek aglomerátů prosátý na rozsah rozložení velikosti -10/+20 mesh. Pro kotouč W14 byl použit vzorek aglomerátů prosátý na rozsah rozložení velikosti -14/+20 mesh. Experimentální brusné kotouče byly vyrobeny podle postupu popsaného v příkladu 7 výše. Konečné kotouče byly testovány na bezpečnost podle inerčně prakticky prováděné zkoušky rychlosti, aby se zajistilo, aby měly kotouče dostatečnou mechanickou pevnost pro rotační pohyb, když jsou namontované na brusce, i dostatečnou mechanickou pevnost pro brusnou operaci. Všechny experimentální kotouče ·« 94·· • ·
444 ·· ·* • 0 0 ·
- 92 ·« ··«· ·· »··· vydržely zkoušku rychlosti 6308 ot/min tedy měly dostatečnou mechanickou pevnost pro operace rovinného broušení. Složení kotoučů, zahrnující objemové % brusivá, pojivá a pórézity ve vytvrzených kotoučích, jsou popsaná v tabulce 10-1.
Tabulka 10-1 Charakteristiky brusných kotoučů
| Experimental Wheel, Grade Agglomerate (Table 7-1) slze | Elastic Modulus GPa | Wheel Composition Volume % | Weíght % Agglomerate | Weight % Bond | Air perme- abilityd | ||
| Abrasive.3 | Bond 13 | Porosity | |||||
| W12 D A7 -10/+20 | 3.535 | 30 | 24 | 46 | 88.3 | 11.7 | 13.3 |
| W13 D A8 -10/+20 | 3,469 | 30 | 24 | 46 | 88.3 | 11.7 | 12.0 |
| W14 D A8 ~ 14/+20 | 3.689 | 30 | 24 | 46 | 88.3 | 11.7 | 11.2 |
| Comparatíve Sample No. commercial designation)0 | Elastic Modulus GPa ‘ | Grain Vol % | Bond Vol % | Porosity vol % | Weíght % Abrasive | Weight % Bond | |
| C4L 38A46-L9 B18 No agglomerate | 14.411 ........ | 46.0 | 25.0 | 29.0 | 84.6 | 15.4' | N/A |
a) Při 46 obj.% brusného zrna obsahovaly porovnávací kotouče větší objemové % brusného zrna, tj . o 16 objemových % více než experimentální kotouče vyrobené s 30 obj.% brusného zrna.
b) Hodnoty objemového % pojívá experimentálních kotoučů zahrnují objemové % pryskyřicového pojícího materiálu použitého na zrna pro výrobu aglomerátů a objemové % pojivá použitého pro výrobu kotoučů.
c) Vzorky porovnávacích kotoučů měly složení komerčních Saint-Gobain Abrasives, Inc., nakoupeny pod alfanumerickými produktů získaných od orchester, MA a byly označeními kotouče vyznačenými pro každý v tabulce 10-2, ···» • * • * • ·
- 93 ·· * · · • · • · «··· ·· • · • · ·· ···* • · · · • · «··· • · · · · * « « · • ·· »*«
Tyto kotouče obsahují fenolické pryskyřicové pojivo, CaF2, duté kuličky mullitu, brusné zrno aluminy 38A a mají třídu tvrdosti na komerční stupnici Norton Company L, jak je vyznačeno.
d) Tekutinová permeabilita (vzduch) je udávána v jednotách cm3/sec/palec vody a měří se hubicí 11 cm postupem popsaným v patentech US č. 5,738,696 a 5,738,697.
Vizuální pozorování vytvrzených experimentálních kotoučů jako u předchozích příkladů 8 a 9 demonstrovalo putování pojivá do volných prostorů na povrchu nebo do aglomerátů. Čistý výsledek bylo vytvoření struktury kompozitu obsahující matrici brusné zrno/pojivo uvnitř kontinuální fáze sestávající z porézity vzájemně propojeného charakteru.
Tyto experimentální kotouče byly zkoušeny při operaci rovinného broušení a shledány jako vhodné pro komerční použití. Experimentální kotouče byly testovány oproti porovnávacímu kotouči popsanému v tabulce 10-1, který se komerčně užívá ' pro operace rovinného broušení. Tento porovnávací kotouč měl tutéž rozměrovou velikost, totéž brusné zrno a typy pojivá a byl jinak vhodný pro vyhodnocování experimentálních kotoučů při studii povrchového broušení, avšak byl vyrobený bez aglomerátů.
Podmínky brusného testu a výsledky jsou udané níže v tabulce 10-2.
Podmínky broušeni
Stroj: bruska na kolejnice, maximální výkon 45 HP
Režim broušení: rovinné broušení (čelem) (zkouška simulace disku)
Rychlost kotouče: 4.202 ot/min., 5.500 povrchových stop za Minutu (27,9 m/sec)
Rychlost obrobku: 6 ot/min. (75,4 sfpm - 0,383 m/sec)
Míra přísuvu: 0,0010 palec/ot. (0,0254 mm/ot.), ·* ···· • 9
- 94 ·· 99 · · · · · • ·· « « · · · · • · · · ···· ·· <
* · • · • · • ·
I · ♦· ···* • * · • ··· • t • · ·· ··»
0,0014 palec/ot. (0,0356 mm/ot),
0,0020 palec/ot. (0,0508 mm/ot.) a 0,0027 palec/ot. (0,0686 mm/ot.)
Čas broušení: 15 minut při každé míře přísuvu, 45 hp Vyjiskření: 10 sekund
Chladivo: Trim Clear, 2 % poměr s neionizovanou studniční Vodou
Materiál obrobku: AISI ocel 1070 48 palců OD (1,22 m) x 46,5 palce ID (1,18 m) x 0,5 palce (1,91 cm) věnec, tvrdost podle Brinnella HB 302
Orovnání: žádné
Tabulka 10-2 Výsledky brusné zkoušky
| Sample (Table ΙΟΙ) Grade | Infeed (mm/rev) | WWR (mnP/s) | MRR (mmtys) | Power (W) | G-ratio | G-ratio/ Abrasive Vol. Fraction® | Specific Grinding Energy (J/mm3) |
| C4 L | 0.0686 | 49.58. | 169.46 | 6119 | 3.42 | 7.43 | 36.11 |
| 0.0508 | 28.77 | 179.20 | 7423 | 6.23 | 13.5 | 41.42 | |
| 0,0356 | 17.52 | 143.00 | 6214 | 8.16 | 17.7 | 43.46 | |
| • | |||||||
| W12Ď | 0.0686 | 28.84 | 309.44 | 12249 | 10.73 | 35.8 | 39.58 |
| 0.0508 | 18.54 | 248.32 | 10887 | 13.40 | 44.6 | 43.84 | |
| 0.0356 | 9.66 | 196.12 | 9831 | 20.31 | 67.7 | 50.13 | |
| 0.0254 | 4.54 | 156.08 | 8876 | 34.41 | 114.7 | 56.87 | |
| W13 D | 0.0686 | 30.41 | 299.50 | 11613 | 9.85. | 32.8 | 38.78 |
| 0.0508 | 19.35 | 242.75 | 10320 | 12.54 | 41.8 | 42.51 | |
| 0.0356 | 10.39 | 191.15 | 9386 | 18.39 | 61.3 | 49.10 | |
| W14D | 0.0686 | 24.82 | 336.59 | 13467 | 13.56 | 45.2 | 40.01 |
| 0.0508 | 19.92 | 238.89 | 10099 | 11.99 | 40.0 | 42.27 | |
| 0.0356 | 8.93 | 200.98 | 9892 | 22.49 | 75.0 | 49.22 |
a. Zlomek G-poměr/objemové % brusivá je míra brusného výkonu zrna v kotouči. Tento výpočet normalizuje brusný výkon, aby se vyjasnily značné rozdíly v objemovém % brusného zrna mezi experimentálními a porovnávacími kotouči. Snadno lze vidět, že brusné zrno v experimentálních kotoučích dodává značně lepší brusnou účinnost vztaženou k objemové frakci (tj . pro dodání téže úrovně brusné účinnosti je třeba méně zrna).
·· ···· »· ···« • · • · · · • ·
- 95 Pro experimentální kotouče byla spotřebovaná energie mírně vyšší, avšak WWR bylo značně nižší než pro porovnávací kotouče. Má se za to, že pokud byly experimentální kotouče provozovány při nižším MRR používaným pro porovnávací kotouče, odebíraly by experimentální kotouče méně energie.
Ještě jednou, relativně vzhledem k porovnávacím kotoučům podávaly experimentální kotouče značně lepší brusnou účinnost vztaženou na objemovou frakci brusného zrna (tj. pro dodání téže úrovně účinnosti broušení je třeba méně zrna) . Tento výsledek se příčí konvenčnímu úsudku u technologie pojených brusiv, že kotouč vyšší třídy bude odolávat opotřebení a dávat lepší životnost kotouče i účinnost broušení než jemnější kotouč nižší třídy.
Příklad 11
Aglomeráty brusné zrno/organické pojivo
Různé pojící materiály (jak jsou popsané v tabulce 11-1 níže) byly použity pro výrobu vzorků aglomerovaného brusného zrna A9 až A13 ('tabulka 7-1). Jako u předchozího příkladu 7 byly tyto aglomeráty připraveny ze směsi brusného zrna, pojícího materiálu obsahujícího fenolickou pryskyřici (pryskyřici 29-717 Durez Varcum ™, měrná tíha 1,28 g/cm3 získanou od Durez Corporation, Dallas, TX) spolu s plnivem vyjmenovaným v tabulce 11-1. Zrno i pojící materiály byly použity v množstvích popsaných v tabulce 11-1. Všechny vzorky byly připraveny s brusným zrnem 38A taveného oxidu hlinitého upraveného sílaném, velikost drti 80, získaným od Saint-Gobain Ceramics a. Plastics, lne., Worcester, MA, USA.
Zrno a pryskyřicový pojící materiál byly umístěny do vany vysokosmykové míchačky Erich (model číslo RV-02 vyrobený Erich Company, Gurnee, IL). Míchání bylo započato při otáčkách vany stanovené na 64 ot/min. a rychlosti lopatek stanovené na 720 ot/min. Během míchání bylo jako mlhovina rozprašováno na směs zrna a pojícího materiálu ·· ····
I · · · · « • · • · · 9 • · · · • · ·
- 96 • 9 9
9999 99 v kontrolované dávce dost rozpouštědla (furfural), aby se vyvolalo, že zrna a pojící materiál aglomerují k sobě. Rozprašování rozpouštědla na směs bylo udržováno pouze, dokud zrna a pojící materiál nevytvořily aglomerát (tj. rozprašování při dávce 15 až 20 g/min po 7 minut na šarži 2,25 kg zrna spolu s množstvím pojícího materiálu označeným v tabulce 11-1. Rozprašování se provádělo generátorem mlhovinové chladící kapaliny nástrojů získaným od Wesco Company, Chatsworth, CA. Proces aglomerace se prováděl za atmosférických podmínek při teplotě místnosti.
Po aglomeraci v míchačce byly vlhké aglomerované vzorky brusného zrna prosáty přes U.S. standardní síto 3,5 a sušeny přes noc za podmínek okolního prostředí. Tyto vzorky pak byly znovu přesáty, aby se získalo rozložení granulí -20/+45, a rozprostřeny v jediné vrstvě na sušící lisu obloženou fluoropolymerem (kolem 45 x 30 cm). Aglomeráty pak byly umístěny do pece za atmosférických podmínek, teplota se zvyšovala na maximální teplotu 160 °C a aglomeráty byly drženy při maximální teplotě po dobu 30 minut, aby se vytvrdil pryskyřicový pojící materiál. Vytvrzené aglomeráty byly válcovány pod ocelovou tyčí 1,5 palce poháněnou manuálně, aby se částečně rozdrtily a oddělily větší aglomeráty na menší aglomeráty a pak se prosáty na požadované velikostní rozložení.
Výnos použitelných volně se sypajících aglomerátů definovaných jako granule, které mají rozložení velikosti od -20 do +45 mesh (standardní US velikost síta), byl větší než 90 % celkové váhy směsi zrna před aglomerací.
Aglomeráty byly testovány na volnou sypnou hustotu (LPD), relativní hustotu a rozložení velikosti a byly vizuálně charakterizovány před tím a potom, co byly použity pro výrobu abrazivních brusných nástrojů. Výsledky jsou představené v tabulce 7-1.
·· ·· φφ φφφφ φφ ···· φφφφ · · · φφφ • φ φ φ · · · · φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φφφ · φφφ ··· φ φ · φφφφφφ ·· φ φφφφφ
- 97 Tyto aglomeráty měly PD, relativní hustotu a charakteristiky rozložení velikosti vhodné pro použití při komerční výrobě abrazivních brusných kotoučů. Dokončené, vytvrzené aglomeráty měly trojrozměrné tvary, které se měnily mezi trojhrannýmí, kulovými, krychlovými, hranolovými, válcovými a jinými geometrickými tvary. Aglomeráty sestávaly z množství jednotlivých brusných zrn (např. drtí 2 až 40) pojených k sobě pryskyřicovým pojícím materiálem ve styčných bodech zrna se zrnem. Struktury aglomerátů byly dostatečně odolné vůči zhutnění, aby si zachovaly trojrozměrný charakter i poté, co jsou podrobeny operacím míchání a formování brusného kotouče (tj. nepatrná část, např. méně než 20 hmot. %, aglomerátů byla během procesu výroby kotouče redukována na jednotlivá zrna brusivá). Bylo pozorováno, že aglomeráty vyrobené s kombinací pryskyřice a plnivových materiálů byly méně lepivé a snadněji oddělitelné než aglomeráty vyrobené s pryskyřicí a bez plniva. Dále byla potřeba mírně menší množství rozpouštědla, když bylo k pryskyřicí přidáno plnivo.
S menšími obměnami mohou být tedy použity tytéž postupy používané pro výrobu aglomerátů s fenolickými pojícími materiály také pro výrobu aglomerátů brusného zrna s organickými pojivovými materiály, když se k organickým pojivovým materiálům přidaly anorganické plnivové materiály (žádané pro zahrnutí do brusného kotouče).
Tabulka 11-1 Pojící materiál použitý u aglomerátů A9 až A13
| Binding Materiál Components | A Binding materiál wt % | B Binding materiál wt % | C Binding materiál wt % | D Binding materiál wt % | E Binding materiál wt % Example 12 |
| Phenolic resin” | 100 | 78.4 | 61.7 | 48.4 | 37.7 |
| Fillerb CaF2 | none | 21.6 | 38.3 | 51.6 | 62.3 |
| - | |||||
| Spec. Gravity g/cc | 1.28 | 1.47 | 1.66 | 1.85 | 2.04 |
• · • · · · • · ·
- 98 ·· 4
a) Fenolová pryskyřice byla pryskyřice 29-717 Durez Varcum™ od Duřet Corporation, Dallas, TX.
b) Plnivo bylo získáno od Min-Chem Canada, Inc., Oakville Ontario, Kanada o velikosti částice menší než 45 mikrometrů (-325 mesh) a smíchané se složkou práškové pryskyřice před přidáním zrna a kapalného materiálu.
Brusné kotouče
Vzorky aglomerátů A9 až A13 byly použity pro výrobu brusných kotoučů (konečná velikost 5,0 x 2,0 x 0,625 - 1,5 palce věnec) (2,7 x 5,8 x 1,59 -3,1 cm věnec). Experimentální brusné kotouče byly vyrobeny podle postupu popsaného v příkladu 7 výše. Dokončené kotouče byly zkoušeny na bezpečnost v souladu s komerčně praktikovanou rychlostní zkouškou, aby se zajistilo, aby kotouče měly dostatečnou mechanickou pevnost pro rotační pohyb, když jsou namontované na brusce, i dostatečnou mechanickou pevnost pro brusnou operaci. Všechny experimentální kotouče vydržely rychlostní zkoušku 6.308 ot/min., a tedy měly dostatečnou mechanickou pevnost pro operace rovinného broušení. Složení kotoučů (zahrnující objemové % brusivá, pojivá a pórézity ve vytvrzených kotoučích) jsou opsaná v tabulce 11-2.
Tabulka 11-2 Charakteristiky brusných kotoučů
| Wheel, Grade Agglomerate (Table 7-1) | Elastic Modulus GPa | Wheel Composition Volume % | Weight % Agglomerate | Weight % Bond | Wheel Density g/cc | ||
| AbrasiveE Porosity | Bond b | ||||||
| W15 D (A9) | 3.373 | 30 | 24 | .46 | 88.3 | 11.7 | 1.492 |
| W16 D (A10) | 2.263 | 30 | 24 | 46 | 88.4 | 11.6 | 1.496 |
| W17 D (A11) | 3.188 | 30 | 24 | 46 | 88.6 | 11.4 | 1.515 |
| W18 D (A12) | 3.485 | 30 | 24 | 46 | 88.7 | 11.3 | 1.535 |
| W19D | 3.644 | 30 | 24 | 46 | 88.9 | 11.1 | 1.554 |
• · • · · · • · « • 99
9 99 94
| (Λ13) | |||||||
| Comparative Sample No. (cominercial designation)0 | Elastic Modulus GPa | Grain Vol % | Bond Vol % | Porosity vol % | Weight % Abrasive | Weight % Bond | Wheel Density g/cc |
| C5L 38A80-L9 B18 No agglomerate | 17.006 | 46.0 | 25.0 | 29.0 | 84.6 | 15.4 | 2.149 |
| C5P 38A80- P9 B18 No agglometafe | 21.111 | 46.0 | 31.0 | 23.0 | 81.6 | 18.4 | 2.228 |
| C5T 38A80-T9 B18 No agglotnerate | 24.545 | 46.0 | 38.3 | 15.7 | 78.2 | 21.8 | 2.325 |
| C5D° No aqglomeiale | 9.183 | 48 | 6 | 46 | 96.1 | 3.9 | 1.973 |
| C5J No agglomerate | 15.796 | 48 | 18 | 34 | 89.2 | 10.8 | 2.126 |
a) Při 46 objemových % brusného zrna obsahovaly porovnávací kotouče větší objemové % brusného zrna (tj. o 16 objemových % více) než experimentální kotouče vyrobené s 30 objemovými % brusného zrna.
b) Hodnoty pro ‘objemové % pojivá experimentálních kotoučů zahrnují objemové % pryskyřicového pojícího materiálu použitého na zrna, aby vytvořila aglomeráty, a objemové % pojivá použitého na výrobu kotoučů.
c) Vzorky porovnávacích kotoučůC5L, C5P a C5T byla komerčně vytvořená složení získaná od Saint-Gobain Abrasives, lne. Worcester, MA, USA a koupená pod alfanumerickými označeními kotouče označenými pro každý v tabulce 11-2. Tyto kotouče obsahovaly fenolické pryskyřicové pojivo, CaF2, duté kuličky mulitu, brusné zrno aluminy 38Ά a měly třídu tvrdosti (komerční stupnice Norton Company) L, P nebo T, jak je naznačeno.
d) Tekutinová (vzduch) permeabilita je daná v jednotkách cm3/cek/palec vody a měří se hubicí 1,1 cm způsobem popsaným v patentech US č. 5,738,696 a 5,738,697.
• « k 1 • · · · • · · · · · ♦ ί ♦
W » · · · · · ί ί
- 100 e) Vzorek kotouče C5D postrádal mechanickou pevnost, aby prošel komerčními zkouškami bezpečnosti.
Tyto experimentální kotouče byly zkoušeny při operaci rovinného broušení a shledány jako vhodné pro komerční použití. Experimentální kotouče byly zkoušeny oproti porovnávacím kotoučům C5L, C5P a C5T popsaným v tabulce 112, což jsou komerční výrobky prodávané pro použití při operacích rovinného broušení. Tyto porovnávací kotouče měly tytéž velikostní rozměry, tytéž typy brusného zrna a pojivá a byly jinak vhodné pro vyhodnocení experimentálních kotoučů při studii rovinného broušení, avšak byly vyrobeny bez aglomerátů. Do tohoto brusného testu byly zahrnuty také experimentální kotouč W5 a porovnávací kotouč CLP z tabulky 8-1.
V další zkoušce za identických brusných podmínek byly testovány dva další porovnávací kotouče C5D a C5J. Porovnávací kotouče C5D i C5J byly vyrobeny podle postupu popsaného pro experimentální kotouče z píkladu7, kromě toho, že namísto složení citovaných v příkladu 7 byla použita složení představená v tabulce 11-2. Tyto kotouče byly vyrobeny v jemnějších třídách kotoučů (D a J) a zkoušeny, aby se porovnal výkon experimentálního kotouče proti konvenčnímu kotouči, který má srovnatelnou třídu (tj . totéž nebo podobné objemové % zrna, pojivá a pórézity). Určení třídy byla provedena na základě složení pojivá vybraného pro kotouč, spolu s objemovými procenty brusného zrna, pojivá pórézity v dokončeném kotouči. Podmínky brusné zkoušky i výsledky jsou udané níže v tabulce 11-3.
Brusné podmínky:
Stroj: bruska kolejnic, maximální výkon45 HP
Režim broušení: čelní broušení (test simulace disku)
Rychlost kotouče: 4202 ot/min., 5.500 povrch, stop/min.
·* ** ·» ·♦<· *· ··· ···· · 1 * ♦ i♦ • ·· · ♦ · · * *·· ♦ · · · · ·· 4 9 4
4444 ·» ·· « 44 44·
- 101 (27, 9 m/sec)
Rychlost obrobku: 3 ot/min., 37,7 sfpm/0, 192 m/sec Rychlost přísuvu: 0,0020 pal/ot (0,0508 mm/sec), 0,0027 pal/ot (0,0686 mm/ot) a 0,004 pal/ot (0,1016 mm/ot)
Čas broušení: 15 minut při každé rychlost přísuvu Vyjískření: 10 sec
Chladivo: Trim Clear, 2 % poměr s deionizovanou studniční Vodou
Materiál obrobku: AISI ocel 1070 48 palců OD (1,22 m) x
46,5 palce ID (1,18 m) x 0,75 palce (1,91 cm) věnec, HP 302 tvrdost podle Brinnella,
Orovnání: žádné
Tabulka 11-3 Výsledky brusné zkoušky
····»· ·· « ····«
102
| Wheel Sarnple (Table 11-1) Grade | infeed (mni/rev) | WWR (mm3/s) | MRR (mm3/s) | Power (W) | G-ratio | G-ratio/ Abrasive Vol. Fraction® | Specific Grinding Energy (J/mm3) |
| CSL | 0.1016 | 34.56 | 135.01 | 4772 | 3.91 | 8.49 | 35.35 |
| 0.0686 | 19.48 | 116.97 | 4247 | 6.00 | 13.05 | 36.31 | |
| CS P | 0.1016 | 29.44 | 169.57 | 6373 | 5.76 | . 12.52 | 37.59 |
| 0.0686 | 17.04 | 133.48 | 5033 | 7.83 | 17.02 | 37.71 | |
| 0.1016 | 31.90 | 152.95 | 5716 | 4.79 | 10.42 | 37.37 | |
| 0-0686 | 17.84 | 128.11 | 4888 | 7-18 | 15.61 | 38.15 | |
| 0.0508 | 12.63 | 98.81 | 3796 | 7.83 | 17.01 | 38.41 | |
| C5T | 0.1016 | 25.56 | 195.72 | 7963 | 7.66 | 16.64 | 40.69 |
| 0.0686 | 15.18 | 146.05 | 5920 | 9.62 | 20.9 | 40.54 | |
| 0.1016 | 23.20 | 211.72 | 8554 | 9.13 | 19.8 | 40.40 | |
| 0.0686 | 11.92 | 168.04 | 7168 | 14.09 | 30.6 | 42.66 | |
| 0.0508 | 11.16 | 108.76 | 4577 | 9.75 | 21.2 | . 42.08 | |
| C2 P | 0.1016 | 26.09 | 192.17 | 7664 | 7.36 | 16.01 | 39.88 |
| 0.0686 | 13.21 | 159.34 | 6678 | 12.06 | 26.2 | 41.91 | |
| 0.0508 | 6.83 | 137.94 | 6004 | 20.19 | 43.9 | 43.53 | |
| W15 D | 0.1016 | 21.89 | 220.73 | 7706 | 10.09 | 33.6 | 34.91 |
| 0.0686 | 10.78 | 175.74 | 6570 | 16.30 | 54.3 | 37.38 | |
| W16 D | 0.1016 | 34.81 | 133.39 | 4088 | 3.83 | 12.77 | 30.65 |
| 0.0686 | 18.43 | 124.16 | 4014 | 6.74 | 22.5 | 32.33 | |
| 0.1016 | 31.65 | 154.66 | 5072 | 4.89 | 16.3 | 32.80 | |
| 0.0686 | 21.98 | 99.63 | 3319 | 4.53 | 15.11 | 33.31 | |
| W17 D | 0.1016 | 27.88 | 180.11 | 5942 | 6.46 | 21.5 | 32.99 |
| 0.0686 | 15.05 | 146.86 | 5186 | 9.76 | 32.5 | 35.31 | |
| WI8 D | 0.1016 | 28.62 | 175.14 | 5550 | 6.12 | 20.4 | 31.69 |
| 0.0686 | 15.62 | 143.20 | 4801 | 9.17 | 30.6 | 33.53 | |
| W19 P | 0.1016 | 32.16 | 151.22 | 4536 | 4.70 | 15.7 | 29.99 |
| 0.0686 | 20.43 | 110.47 | 3577 | 5.41 | 18.02 | 32.38 | |
| 0.0508 | 11.14 | 108.85 | 3773 | 9.77 | 32.6 | 34.67 | |
| 0.1016 | 30.83 | 160.25 | 5076 | 5.20 | 17.32 | 31.67 | |
| 0.0686 | 16.17 | 139.36 | 4446 | 8.62 | 28.72 | 31.90 | |
| 0.0508 | 8.42 | 127.20 | 4166 | 15.10 | 50.3 | 32.75 | |
| W5 D | 0.1016 | 23.45 | 210.01 | 7314 | 8.95 | 29.8 | 34.83 |
| 0.0686 | 11.91 | 168.15 | 6163 | 14.12 | 47.1 | 36.65 | |
| 0.0508 | 5.18 | 149.09 | 5684 | 28.78 | 95.9 | 38.13 | |
| C5D” | 0.1016 | 48.80 | 59.19 | 1858 | 1.21 | 2.53 | 31.38 |
| 0.0686 | 36.78 | 54.51 | 1722 | 1.48 | 3.09 | 31.59 | |
| 0.0508 | 35.23 | 59.70. | 1993 | 1.69 | 3.53 | 33.39 | |
| C5Jb | 0.1016 | 22.38 | 217.7 | 9033 | 9.73 | 20.3 | 41.49 |
| 0.0686 | 11.20 | 173.3 | 7376 | 15.47 | 32.2 | 42.55 | |
| 0.0508 | 6.67 | 140.5 | 6024 | 21.07 | 43.9 | 42.89 | |
| 0.1016 | 19.59 | 236.1 | 10260 | 12.05 | 25.1 | 43.47 | |
| 0.0686 | 9.62 | 183.6 | 8294 | 19.07 | 39.7 | 45.19 | |
| 0.0508 | 4.73 | 151.9 | 7018 | 32.13 | 66.9 | 46.19 | |
• · • · ••I
• · ·
103
a. Zlomek G-poměr/objemové % brusivá je míra brusného výkonu zrna v kotouči. Tento výpočet normalizuje brusný výkon, aby vysvětlil značné rozdíly v objemových % brusného zrna mezi experimentálními a porovnávacími kotouči. Lze snadno vidět, že brusné zrno v experimentálních kotoučích dává značně lepší účinnost broušení vztaženou na objemovou frakci (tj. pro dodání téže úrovně účinnosti broušení je potřeba méně zrna).
b. Kotouče C5D a C5J byly zkoušeny k pozdějšímu datu než zbývající vzorky, avšak za identických podmínek brusné zkoušky.
Experimentální kotouče demonstrovaly mírně nižší výkon než porovnávací kotouče, ale srovnatelné WWR. To je překvapení dané rozdílem třídy (D versus L-T).
Ještě jednou, relativně vůči porovnávacím kotoučům dodávaly experimentální kotouče celkově značně lepší účinnost broušení vztaženou k objemové frakci brusného zrna (tj. pro dodání téže úrovně účinnosti broušení je potřeba méně zrna). Vzorek C5J.běžel při vyšších mírách MRR, takže údaje pro tento kotouč jsou konzistentní s obecným trendem. Vzorky C2P a W5D zkoušené při samostatné brusné zkoušce ukazují lepší výkon než zbývající kotouče, avšak rozdíly mezi experimentálními a porovnávacími kotouči jsou konzistentní s obecným trendem. Tyto výsledky jsou v rozporu s konvenčním úsudkem u technologie pojených brusiv, že kotouč vyšší třídy, který má více zrna, bude odolávat opotřebení a dávat lepší životnost kotouče a účinnost broušení než kotouč jemnější třídy.
Experimentální brusné kotouče, které mají dostatečnou mechanickou pevnost pro komerční přijetí, ale porovnatelně nižší měřitelné třídy tvrdosti, by tak moly být vyráběny podle vynálezu a dávat efektivní brusný výkon pro komerční účely.
• · « »
- 104 ♦ · ·· ····
·..· i i .· 1 Λ·.
Příklad 12
Aglomeráty brusné zrno/vitrifikované pojivo
Vitrifikovaný pojící materiál (pojící materiál A z tabulky 1-2) byl použit pro výrobu vzorku AVI aglomerovaného brusného zrna. Aglomeráty byly připraveny ze směsi brusného zrna a vitrifikovaného pojícího materiálu metodou rotační kalcinace popsanou v příkladu 1, kromě toho, že pro výrobu aglomerátů AVI bylo použito 2,6 hmot % pojícího materiálu A a brusné zrno byl tavený oxid hlinitý 38A, velikost drti 80, získaný od Saint-Gobain Ceramics a. Plastics, lne., MA, USA. Slinuté aglomeráty byly navlhčeny 2 hmot % vodného roztoku gamma-amino propyl triethoxysilanu (Witco Corporation, Friendly, West Virginia) (9,2 ml/lb na aglomeráty zrna o velikosti drti 80), aby se aglomeráty povlékly silanem, pak se vysušily při 120 °C a přesály, aby se odstranily jakékoli hrudky vytvořené během úpravy silanem.
Výtěžek použitelných volně sypaných aglomerátů definovaných jako granule, které mají rozložení velikosti -20/ + 45 mesh (U.'S. standardní velikost síta) byl 86 hmot % z celkové hmotnosti směsi zrna před aglomerací. Nitrifikované aglomeráty zrna byly zkoušeny na volnou sypnou hustotu (LPD = 1,04), relativní hustotu 0,268) a rozložení velikosti (-20/+45 mesh) a byly vizuálně charakterizovány před a poté, co byly použity pro výrobu abrazivních brusných nástrojů.
Tyto aglomeráty měly LPD,relativní hustotu a charakteristiky rozložení velikosti vhodné pro použití při komerční výrobě abrazivních brusných kotoučů. Dokončené, vytvrzené aglomeráty měly trojrozměrné tvary měnící se mezi trojhrannými, kulovými, krychlovým, hranolovými, válcovými a dalšími geometrickými tvary. Aglomeráty sestávaly z řady jednotlivých drtí brusivá (např. drtí 2 až 40) pojených k sobě vitrifikovaným pojícím materiálem ve styčných bodech zrna se zrnem spolu s viditelnými prázdnými oblastmi.
« · • ί
- 105 -
Struktury těchto aglomerátů byly dostatečně odolné vůči zhutňování, aby si uchovaly trojrozměrný charakter i poté, co byly podrobeny míchacím a formovacím operacím brusného kotouče (tj. neznatelná část aglomerátů (např. méně než 20 hmot %) aglomerátů byla během zpracování kotouče redukována na jednotlivá zrna brusivá).
Aglomeráty brusné zrno/organické pojivo
Brusné zrno (zrno 38A, velikost drti 80, získané od Saint-Gobain Ceramics a. Plastics, lne., Worcester, MA) a pryskyřicový pojící materiál (pojící materiál E y tabulky 11-1) byly umístěny do vany vysokosmykové míchačky Eirich (číslo modelu R07 vyráběné Eirich Copany, Gurnee, IL). Míchání bylo započato při rychlosti vany nastavené na 460 ot/min (ve směru hodinových ručiček) a rychlosti lopatky nastavené na 890 ot/min (proti směru hodinových ručiček). Během míchání bylo jako mlhovina rozprašováno v regulované dávce dostačující rozpouštědlo (furfural) na směs zrna a pojícího materiálu, aby se vyvolalo, že zrna a pojící materiál k sobě aglomerují. V rozprašování rozpouštědla na směs se pokračovalo, pouze dokud zrna a pojící materiál nevytvořily aglomeráty (tj. rozprašování v míře 380 až 390 cm3/min. po celkem 2,5 min na šarži zahrnující 49,5 kg zrna spolu s množstvím pojícího materiálu udaným v tabulce 12-1). Rozprašování bylo prováděno na zařízení Spraying Systems (model AutoJet 38660 získaný od Spraying Systéme, Wheaton, IL) . Proces aglomerace se prováděl za atmosferických podmínek při teplotě místnosti.
Aglomerát A14 se provedl dvakrát přes vibrující dopravník šest stop (Eriez Magnetics, model číslo HS/115, Erie PA) , aby se rozpouštědlo odpařilo. Aglomerát se pak uložil s volným brusným zrnem (drť 80, 38A) při 1 části aglomerátů a 2 částech volného brusivá a pak umístil do pece (model číslo VRD-1-90-1E od Despatch Industrie, Mineapolis, MN) za atmosférických podmínek. Teplota byla zvýšena na maximální
• · * ·· ··»
106 teplotu 160 °C a aglomeráty byly drženy při maximální teplotě po dobu 30 minut, aby se vytvrdil pryskyřicový pojící materiál. Po vytvrzení bylo volné brusivo odděleno od aglomerátů konečnou třídící procedurou.
Tabulka 12-1 Charakteristiky aglomerované granule
| Sarnple No, Mix: graín, solvent, binding materiál | Weight (kg) of mix | Weight % solvent in mix | Binding materiál Wt% (total solids basis) | Volume % binding materiál3 | LPD g/cc -20/ +45 mesh fraction | Average size microns (mesh) -25/+45 screen size | % Ýield -25/+45 screen size | Average % relative density |
| Exarnple G A14 80 grit 38A, furfural, Binding materiál E | 58.2 kg | 1.5% | 15% | 25.5 | 1.05 | 500 (36) | 85% | 30.3 |
a. Objemové % pojícího materiálu je procento tuhého materiálu uvnitř granule (tj. pojící materiál a zrno) po vytvrzení a nezahrnuje objemové% pórézity. Objemové % pojícího materiálu vytvrzených aglomerátů bylo vypočítáno za předpokladu žádné vnitřní pórézity a žádných ztrát směsi.
Brusné kotouče
Vzorky aglomerátů AVI a A14 byly použity pro výrobu brusných kotoučů (konečná velikost 5,0 x 2,0 x 0,625-1,5 palce věnec (12,7 x 5,08 x 1,59-3,81 cm věnec). Experimentální brusné kotouče byly vyrobeny podle postupu popsaného příkladu 7. Dokončené kotouče byly testovány na bezpečnost podle komerčně praktikované zkoušky rychlosti, aby se zajistilo, že kotouče mají dostatečnou mechanickou pevnost pro rotační pohyb, když jsou namontované na brusce, i dostatečnou mechanickou pevnost pro operaci broušení. Všechny experimentální kotouče vydržely zkoušku rychlosti 6.308 ot/min. a měly tedy dostatečnou mechanickou pevnost pro operace rovinného broušení. Složení těchto kotoučů ···:
« «
- 107 (zahrnující typ a procento aglomerátů, objemové % brusivá, pojivá a pórézity ve vytvrzených kotoučích) jsou popsaná v tabulce 12-2.
Tabulka 12-2 Charakteristiky brusných kotoučů
| Wheel, Grade (agglomerafe Ex. 6, Table 12-1) | Agglornerate Blends Vit. Binder/ Resin Binder | Wheel Cornposition Volume % | Weight % Agglomerate | Weight % Bond | Air Perme- abilityd | |||
| Abrasive Porosity | 3 Bond b | |||||||
| W20 D | 0/100 | 30 | 24 | 46 | 88.9 | 11.1 | 6.3 | |
| resin | ||||||||
| W21 D | 25/75 | 30 | 24 | 46 | 86.9 | 13.1 | 5.8 | |
| W22D | 50/50 | 30 | 24 | 46 | 84.9 | 15.1 | 5.7 | |
| W23 D | 75/25 | 30 | 24 | 46 | 82.8 | 17.2 | 5.2 | |
| W24D vitrified | 100/0 | 30 | 24 | 46 | 80.8 | 19.2 | 4.6 | |
| W25 G resin | 0/100 | 30 | 30 | 40 | 84.7 | 15.3 | 3.8 | |
| W26 G | 25/75 | 30 | 30 | 40 | 83.6 | 16.4 | 3.7 | |
| W27 G | 50/50 | 30 | 30 | 40 | 80.8 | 19.2 | 3.6 | |
| W28 G | 75/25 | 30 | 30 | 40 | 78.9 | 21.1 | 3.3 | |
| W29 G vitrified | 100/0 | 30 | 30 | 40 | 76.8 | 23.2 | 2.8 | |
| Comparative Sample No. (commercial designation)0 | Grain Vol % | Bond Vol % | Porosity vol % | Weight % Abrasive | Weight % Bond | Air Perme- abilityd | ||
| C6I 38A80-I9B18 | none | 46.0 | 21.2 | 32.8 | 86.6 | 13.4 | 1.1 | |
| C6L 38A80-L9B18 | »1 | 46.0 | 25.0 | 29.0 | 84.6 | 15.4 | 0.7 | |
| C6P 38A80-P9 B18 | II | 46.0 | 31.0 | 23.0 | 81.6 | 18.4 | 0.3 | |
| C6T 38A80-T9B18 | N | 46.0 | 38.3 | 15.7 | 78.2 | 21.8 | 0.1 |
a) Při 46 obj. % brusného zrna obsahovaly porovnávací kotouče větší objemové% brusného zrna (tj . o 16 objemových % více) než experimentální kotouče vyrobené s 30 obj. % brusného zrna.
b) Hodnoty objemového % pojivá experimentálních kotoučů zahrnovaly objemové % pryskyřicového pojícího materiálu ·♦ · · *♦ ·< ·· ·· ·· «φ· · ♦ · 1* * ♦ ♦ *
4 9 · · · » # · * ···««· »»· ♦ ♦ · · 9 · ·«···
- 108 použitého na zrna pro výrobu aglomerátů a objemové % pojivá použitého v kotoučích.
c) Vzorky porovnávacích kotoučů měly složení komerčních produktů získaných od Saint-Gobain Abrasives, lne., Worcester, MA a prodávaných pod alfanumerickými označeními kotoučů udanými pro každý z nich v tabulce 12-2. Tyto kotouče obsahují pojivo fenolické pryskyřice, CaF2, duté kuličky mulitu brusné zrno aluminy 38 a mají třídu tvrdosti (komerční stupnice Norton Copany) I, L, P nebo T, jak je vyznačeno.
d) Tekutinová permeabilita (vzduchu) je udána v jednotkách cm3/sek/palec vody a měří se tryskou 1,1 cm postupem popsaným v patentech US č. 5,738,696 a 5,738,697.
Vizuální pozorování vytvrzených experimentálních kotoučů, ukázala migraci pojivá do prostorů. Byly udělány
x) z brusných povrchů jako u předchozího příkladu 7, nitroaglomerátových prázdných fotomikrografy (zvětšení 46 porovnávacího kotouče C6L a experimentálního kotouče W20D (tabulka 12-2). Tyto obrazy se jeví jako obrázky 4 a 5. Z obrázků 4 (porovnávací kotouč) a 5 (experimentální kotouč) lze vidět, že pórézita (tmavší oblasti) v kompozitu brusivá podle vynálezu existuje jako souvislá fáze zájemně propojených kanálů. Brusné zrno a pojivo se jeví jako síťovaná síť, ve které je brusné zrno ukotvené v organických pojivových materiálech. V porovnání s tím má porovnávací kotouč v podstatě stejnoměrnou strukturu, ve které je pórézita stěží viditelná a jeví se jako nesouvislá fáze.
Tyto experimentální kotouče byly zkoušeny při operaci rovinného broušení a shledány jako vhodné pro komerční požití. Experimentální kotouče byly zkoušeny proti porovnávacím kotoučům popsaným v tabulce 12-2, které se používají komerčně pro operace rovinného broušení. Rozsah tříd I až T třídy tvrdosti Norton byl vybrán pro to « » ♦ * · • · to to ··· · ··
- 109 porovnávací kotouče, aby se potvrdil pozorovaný posun třídy u experimentálních kotoučů (tj. nižší třída tvrdosti u experimentálních kotoučů může sloužit stejně • · · tototo ♦ to * v to * dobře jako Porovnávací vyšší třída tvrdosti konvenčních kotoučů). kotouče měly tytéž velikostní rozměry, tentýž typ brusného zrna a byly jinak vhodné pro vyhodnocení experimentálních kotoučů při studiu rovinného broušení, ale byly vyrobeny bez aglomerátů. Podmínky brusné zkoušky a výsledky jsou uvedené níže v tabulce 12-3.
Podmínky broušení
Stroj: bruska na koleje, maximální výkon 45 HP
Režim broušení: čelní broušení (test simulace disku) Rychlost kotouče: 4202 ot/min., 5.500 povrch, stop/min.
(27,9 m/sec)
Rychlost obrobku: 3 ot/min., 37,7 sfpm/0, 192 m/sec Rychlost přísuvu: 0,0027 pal/ot (0,0686 mm/ot) a
0,004 pal/ot (0,1016 mm/ot)
Čas broušení: 15 minut při každé rychlosti přísuvu Vyjiskření: 10 sec
Chladivo: Trim Clear, 2 % poměr s deionizovanou studniční vodou
Materiál obrobku: AISI ocel 1070 48 palců OD (1,22 m) x
46,5 palce ID (1,18 m) x 0,75 palce (1,91 cm) věnec, HP 302 tvrdost podle
Brinnella,
Orovnání: žádné
- 110 Tabulka 12-3. Výsledky zkoušky broušení • 9 99 • 9 9 9 9 9 · 9 9 · ·«· · · * 9 9999
9 9 9 9 9 9 · 9 9 9 ·'«··· * * ·
9999 99 99 9 99 999
| Wheel Sarnple (Table 12-2) | Infeed (rrnn/rev) | WWR (mm3/s) | MRR (mnf/s). | Power (W) | G-ratio | G-ratio/ Abrasive Vol. Fraction3 | Specific Grinding Energy (J/mm3) |
| C6I | 0.1016 | 37.22 | 117.17 | 3861 | 3.15 | 6.84 | 32.95 |
| 0.0686 | 23.14 | 92.44 | 3118 | 3.99 | 8.68 | 33.73 | |
| C6L | 0.1016 | 35.98 | 125.89 | 4297 | 3.50 | 7.61 | 34.13 |
| 0.0686 | 21.96 | 100.34 | 3358 | 4.57 | 9.93 | 33.46 | |
| C6P | 0.1016 | 26.00 | 193.19 | 7951 | 7.43 | 16.15 | 41.16 |
| 0.1016 | 27.15 | 185.17 | 7443 | 6.82 | 14.82 | 40.20 | |
| 0.0686 | 14.48 | 150.82 | 6172 | 10.42 | 22.6 | 40.93 | |
| C6T | 0.1016 | 18.08 | 254.91 | 11968 | 14.10 | 30.7 | 46.95 |
| 0.0686 | 17.69 | 249.12 | 11187 | 14.08 | 30.6 | 44.90 | |
| 0.0686 | 8.96 | 188.01 | 8539 | 20.98 | 45.6 | 45.42 | |
| W20 | 0.1016 | 26.49 | 190.95 | 6039 | 7.21 | 24.0 | 31.63 |
| 0.1016 | 29.08 | 172.10 | 5398 | 5.92 | 19.73 | 31.36 | |
| 0.0686 | 14.94 | 147.67 | 4744 | 9.88 | 33.0 | 32.13 | |
| W21 | 0.1016 | 10.63 | 298.19 | 11048 | 28.05 | 93.5 | 37.05 |
| 0.0686 | 2.43 | 232.22 | 9764 | 95.46 | 318 | 42.05 | |
| 0.0686 | 1.97 | 235.55 | 10527 | 119.79 | 399 | 44.69 | |
| W22 | 0.1016 | 18.99 | 241.13 | 8497 | 12.70 | 42.3 | 35.24 |
| 0.0686 | 6,16 | 208.19 | 7738 | 33.82 | 112.7 | 37.17 | |
| W23 | 0.1016 | 18.92 | 240.82 | 8237 | 12.73 | 42.4 | 34.20 |
| 0.0686 | 7.82 | 196,63 | 7073 | 25.13 | 83.8 | 35.97 | |
| 0.0686 | 6.35 | 206.66 | 7679 | 32.54 | 108.5 | 37.16 | |
| W24 | 0.1016 | 7.24 | 319.57 | 12211 | 44.15 | 147.2 | 38.21 |
| 0.1016 | 7.37 | 318.56 | 12049 | 43.21 | 144.0 | 37.82 | |
| 0.0686 | 1.25 | 240.11 | 11043 | 192,65 | 642 | 45.99 | |
| 0.0686 | 1.64 | 238.89 | 11227 | 145.96 | 487 | 47.00 | |
| W25 | 0.1016 | 22.32 | 217.60 | 7724 | 9.75 | 32.5 | 35.50 |
| 0.1016 | 22.36 | 218.31 | 7461 | 9.76 | 32.5 | 34.18 | |
| 0.0686 | 10.71 | 178.27 | 6392 | 16.65 | 55.5 | 35.86 | |
| W26 | 0.1016 | 8.96 | 308.62 | 11654 | 34.43 | 114.8 | 37.76 |
| 0.0686 | 1.68 | 237.18 | 11129 | 141.04 | 470 | 46.92 | |
| 0.0686 | 4.34 | 220.13 | 9294 | 50.73 | 169.1 | 42.22 | |
| W27 | 0.1016 | 12.42 | 284.50 | 10673 | 22.91 | 76.4 | 37.52 |
| 0.0686 | 3.38 | 226.21 | 9393 | 66.94 | 223 | 41.52 | |
| W28 | 0.1016 | 15.44 | 264.23 | 9877 | 17.12 | 57.1 | 37.38 |
| 0.0686 | 5.53 | 211.32 | 8450 | 38.24 | 127.5 | 39.99 | |
| 0.0686 | 5.01 | 214.76 | 8502 | 42.83 | 142.8 ' | 39.59 | |
| W29 | 0.1016 | 7.54 | 318.56 | 13638 | 42.26 | 140.9 | 42.81 |
| 0.1016 | 8.27 | 312.97 | 12464 | 37.83 | 126.1 | 39.83 | |
| 0.0686 | 0.93 | 242.35 | 11664 | 260.32 | 868 | 48.13 |
- 111 «· φ·<·
9 4 9 4 9 4 · » f « ··«»·· 9 4 9
4444 44 49 · - *· ···
a. Zlomek G-poměr/objemové % brusivá je míra brusného výkonu zrna v kotouči. Tento výpočet normalizuje brusný výkon, aby vysvětlil značné rozdíly v objemových % brusného zrna mezi experimentálními a porovnávacími kotouči. Lze snadno vidět, že brusné zrno v experimentálních kotoučích dává značně lepší účinnost broušení vztaženou na objemovou frakci (tj . pro dodání téže úrovně účinnosti broušení je potřeba méně zrna).
Výsledky zkoušky demonstrují, že experimentální kotouče, které mají třídu D nebo G na stupnici třídy tvrdosti Norton, slouží ekvivalentním způsobem k porovnávacím kotoučům, které mají tvrdší třídu P až T. Výkon experimentálních kotoučů byl zvlášť překvapující, protože tyto kotouče obsahovaly pouze 30 objemových % brusného zrna, kdežto porovnávací kotouče obsahovaly 46 objemových % brusného zrna. Kotouče podle vynálezu tedy maximalizují brusný výkon jednotlivých zrn a zvětšují výkon zrna o značnou míru.
Claims (35)
- NÁROKY1. Pojený brusný nástroj zahrnující trojrozměrný kompozit (a) první fáze zahrnující 24 až 48 obj % brusných zrn pojených 10 až 38 obj% organického pojivového materiálu a méně než 10 obj % pórézity a (b) druhé fáze sestávající z 38 až 54 obj % pórézity, vyznačující se tím, že druhá fáze je souvislá fáze uvnitř kompozitu a tento pojený brusný nástroj má minimální rychlost roztržení 4.000 sfpm (20,32 m.s'1).
- 2. Pojený brusný nástroj podle nároku 1, vyznačuj ίο i se t i m, že první fáze kompozitu zahrnuje 26 až 40 obj % zrn pojených 10 až 22 obj % organického pojivového materiálu a méně než 10 obj pórézity a druhá fáze sestává z 38 až 50 obj % pórézity.
- 3. Pojený brusný nástroj podle nároku 1, vyznačuj ίο i se t i m, že první fáze kompozitu zahrnuje 24 až 42 obj % brusných zrn pojených 18 až 38 obj % organického pojivového materiálu a druhá fáze sestává z 38 až 54 obj % pórézity.
- 4. Pojený brusný nástroj podle nároku 1, vyznačuj i c i se t i m, že 10 až 100 obj % brusných zrn v první fázi kompozitu jsou ve formě množství zrn aglomerovaných k sobě organických pojivovým materiálem.
- 5. Pojený brusný nástroj podle nároku 1, vyznačuj i c i se t i m, že 10 až 100 obj % brusných zrn v první fázi kompozitu je ve formě množství zrn aglomerovaných k sobě anorganickým pojivovým materiálem.·* ΦΦ ΦΦ »φφ-φ 99 ΦΦΦΦ ♦ Φ Φ » ΦΦ Φ ΦΦ*Φ ·· · · · Φ Φ · Φ ·ΦΦΦ φφφ ΦΦ Φ ΦΦΦΦ ΦΦ ΦΦ Φ ΦΦ ΦΦΦ- 113
- 6. Pojený brusný nástroj podle nároku 5, vyznačuj Ιοί se t í m, že kompozit zahrnuje minimálně 1 obj % anorganického pojivového materiálu.
- 7. Pojený brusný nástroj podle nároku 5, vyznačuj ίο í se t i m, že kompozit zahrnuje 2 až 12 obj % anorganického pojivového materiálu.
- 8. Pojený brusný nástroj podle nároku 5, vyznačuj ίο i se t i m, že tento pojený brusný nástroj má hodnotu maximálního modulu pružnosti 10 GPa a minimální rychlost roztržení 6.000 sfpm (30, 48 m.s-1)·
- 9. Pojený brusný nástroj podle nároku 5, vyznačuj ίο i se t i m, že tento pojený brusný nástroj má třídu tvrdosti mezi A a H na stupnici tříd Norton Company a tato třída tvrdosti pojeného brusného nástroje je alespoň o jednu třídu měkčí než třída jinak identického konvenčního nástroje vyrobeno s brusnými zrny, která nebyla aglomerována k sobě nějakým anorganickým pojivovým materiálem.
- 10. Pojený brusný nástroj podle nároku 5, vyznačující se t i m, že anorganický pojivový materiál je vybraný ze skupiny sestávající z vitrifikovaných pojivových materiálů, keramických pojivových materiálů, sklokeramických pojivových materiálů, materiálů anorganických solí a kovových pojivových materiálů a jejich kombinací.
- 11. Pojený brusný nástroj podle nároku 1, vy z na č u jící se t i m, že 10 až 100 obj% brusných zrn v první fázi kompozitu je ve formě směsi množství zrn aglomerovaných k sobě anorganickým pojivovým materiálem a množství zrn aglomerovaných k sobě organickým pojivovým materiálem.99 9 99 4 « 444- 114 44 444 4 4 4 4 4 • 44 4 4 44 4 4 4 4 4 4 • 4 4 4 4 4 • 444 99 ·4 4 * · 9-9-99
- 12. Pojený brusný nástroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že první fáze opozitu je síťovaná síť brusného zrna ukotveného uvnitř organického pojivového materiálu.
- 13. Pojený brusný nástroj podle nároku 1, v yJÍCÍ se t í m, že organický pojivový materiál je vybraný ze skupiny sestávající z fenolických pryskyřicových materiálů, epoxidových pryskyřicových polyamidových pryskyřicových fenolformaldehydových pryskyřicových močovinoformaldehydových pryskyřicových melaminformaldehydových pryskyřicových materiálů, akrylových pryskyřicových materiálů a jejich kombinací.materiálů, materiálů, materiálů, materiálů,
- 14. Pojený brusný nástroj podle nároku 1, vyznačuj í c í se t í m, že alespoň 50 obj% brusných zrn v první fázi kompozitu je ve formě množství zrn aglomerovaných k sobě organickým pojivovým materiálem.
- 15. Pojený brusný nástroj zahrnující trojrozměrný kompozit (a) 22 až 46 obj % brusných zrn pojených 4 až 20 obj% anorganického pojivového materiálu a (b) 40 až 8 obj % vzájemně propojené porézity, vyznačující se tím, že většina brusných zrn je přítomná jako nepravidelně prostorové shluky uvnitř trojrozměrného kompozitu, přičemž tento pojený brusný nástroj má hodnotu modulu pružnosti, která je alespoň o 10 % nižší než hodnota modulu pružnosti jinak identického konvenčního nástroje, který má pravidelně rozmístěná brusná zrna uvnitř trojrozměrného kompozitu, a tento pojený brusný nástroj má minimální rychlost roztržení 4.000 sfpm (20,32 m. s1) .0» 00 ♦ <0 00 000*00 t• 000*0- 115 *0 <00000000 0 00
- 16. Pojený brusný nástroj podle nároku 15, vyzačuj í c í se t i m, že trojrozměrný kompozit zahrnuje 22 až 40 obj % brusných zrn pojených 8 až 14 obj % anorganického pojivového materiálu a 40 až 64 obj % vzájemně propojené pórézity.
- 17. Pojený brusný nástroj podle nároku 15, vyzačuj ίο i se t i ra, že trojrozměrný kompozit zahrnuje 34 až 42 obj % brusných zrn pojených 6 až 12 obj % anorganického pojivového materiálu a 46 až 58 obj % vzájemně propojené pórézity.
- 18. Pojený brusný nástroj podle nároku 15, vyzačuj ίο i se t i m, že vzájemně propojená pórézita byla vytvořena bez přidání materiálů indukujících pórézitu během výroby a kompozit je v podstatě bez částic brusných zrn s velkým štíhlostním poměrem a plniv.
- 19. Pojený brusfiý nástroj podle nároku 15, vyzačuj i c i se t i m, že 10 až 100 obj% brusných zrn v kompozitu je ve formě množství zrn aglomerovaných k sobě anorganickým pojivovým materiálem.
- 20. Pojený brusný nástroj podle nároku 15, vyzačuj ίο i se t i m, že alespoň 50 obj% brusných zrn v kompozitu je ve formě množství zrn aglomerovaných k sobě anorganickým pojivovým materiálem.
- 21. Pojený brusný nástroj podle nároku 15, vyzačuj ίο i se t i m, že anorganický pojivový materiál je vybraný ze skupiny sestávající z vitrifikovaných pojivových materiálů, keramických pojivových materiálů, sklokeramických pojivových materiálů, materiálů anorganických solí a kovových pojivových materiálů a jejich kombinací.·* ·♦>· ·* ··*· • * « • · ··»- 116 ·» ·· • » · » · · • ·· t « · • · · · · · * • · · · · · ·«·· · · ·· · • · ·44 444
- 22. Pojený brusný nástroj podle nároku 15, vyznačuj i -c í se t í m, že tento pojený brusný nástroj má třídu tvrdosti mezi A a M na stupnici tříd Norton Company a tato třída tvrdosti pojeného brusného nástroje je alespoň o jednu třídu měkčí než třída jinak identického konvenčního nástroje, který má pravidelně rozmístěná brusná zrna uvnitř trojrozměrného kompozitu.
- 23. Pojený brusný nástroj podle nároku 15, vyznačující se t i m, že tento pojený brusný nástroj má hodnotu modulu pružnosti, která je alespoň o 25 % nižší než hodnota modulu pružnosti jinak identického konvenčního nástroje, který má pravidelně rozmístěná brusná zrna uvnitř trojrozměrného kompozitu, a tento pojený brusný nástroj má minimální rychlost roztržení 6.000 sfpm (30,48 m.s1).
- 24. Pojený brusný nástroj podle nároku 15, vyznačující se tím, že tento pojený brusný nástroj má hodnotu modulu pružnosti, která je alespoň o 40 % nižší než hodnota modulu pružnosti jinak identického konvenčního nástroje, který má pravidelně rozmístěná brusná zrna uvnitř trojrozměrného kompozitu, a tento pojený brusný nástroj má minimální rychlost roztržení 6.000 sfpm (30,48 m.s*1).
- 25. Pojený brusný nástroj podle nároku 15, vyznačující se t i m, že tento pojený brusný nástroj je brusný kotouč s vnitřním průměrem a tento kotouč obsahuje 40 až 52 obj . % brusného zrna a má hodnotu modulu pružnosti 25 až 50 GPa.
- 26. Pojený brusný nástroj podle nároku 15, vyznačující se tím, že tento pojený brusný nástroj je nástrojařský brusný kotouč a tento kotouč obsahuje 39 až 52 ·· ·· ·* ··♦· 44 44·· • 4 4 4 4 4 · » « 4 • 44 ♦ 4 · 4 4 ·*♦ ······· · 4 « · • •4 4·· ·« « **·» 44 44 · ·· ···- 117 obj % brusného zrna a má hodnotu modulu pružnosti 15 až 36 GPa.
- 27. Pojený brusný nástroj podle nároku 15, vyznačující se t í m, že tento pojený brusný nástroj je brusný kotouč s pomalým přísuvem a tento kotouč obsahuje 30 až 40 obj % brusného zrna a má hodnotu modulu pružnosti 8 až 25 GPa.
- 28. Způsob kotoučového broušení zahrnující kroky:(a) zajištění pojeného brusného kotouče zahrnujícího trojrozměrný kompozit z (i) první fáze obsahující 24 až 28 obj % brusných zrn pojených 10 až 38 obj% organického pojivového materiálu a méně než 10 obj % pórézity, a (ii) druhé fáze sestávající z 38 až 54 obj % pórézity, v y značující se t í m, že druhá fáze je souvislá fáze uvnitř kompozitu a tento pojený brusný nástroj má minimální rychlost roztržení 4.000 sfpm (20,32 m.s-1), (b) namontování pojeného brusného kotouče na rovinnou brusku, (c) roztočení kotouče a (d) uvedení brusného povrchu kotouče do styku s obrobkem po dostatečnou časovou prodlevu pro broušení obrobku, čímž kotouč odstraňuje materiál obrobku při efektivní míře úběru materiálu, přičemž brusný povrch kotouče zůstává v podstatě bez brusných úlomků a poté, co bylo broušení dokončeno, je obrobek v podstatě bez tepelného poškození.
- 29. Způsob kotoučového broušení podle nároku 28, vyznačující se tím, že pojený brusný kotouč má minimální rychlost roztržení 6.000 sfpm (30,48 m.s-1).• fe ····- 118 • · · · fefe • ·· · · · • · · · « fefe • fefe · · · ······ ·· · fe· ··«· • · · • fefe·· • · · « · · • fe fe··
- 30. Způsob kotoučového broušení podle nároku 28, vyznačující se tím, že pojený brusný kotouč se otáčí rychlostí 4.000 až 6.500 sfpm (20,32 až 33,02 m.s'1).
- 31. Způsob kotoučového broušení podle nároku 28, vyznačující se tím, že pojený brusný kotouč je plochý disk, který má alespoň jednu kruhovou čelní plochu a radiální obvod a brusný povrch kotouče je kruhová čelní plocha disku.
- 32. Způsob broušení s pomalým přísuvem zahrnující kroky:(a) zajištění pojeného brusného kotouče zahrnujícího trojrozměrný kompozit z (i) 22 až 46 obj % brusných zrn pojených 4 až 20 obj% anorganického pojivového materiálu a (ii) 40 až 68 obj % vzájemně propojené porézity, vyznačující se tím, že většina brusných zrn je přítomná jako nepravidelně rozmístěné shluky uvnitř trojrozměrného kompozitu, a tento pojený brusný nástroj má hodnotu modulu pružnosti, která je alespoň o 10 % nižší než hodnota modulu pružnosti jinak identického konvenčního nástroje, který má pravidelně rozmístěná brusná zrna uvnitř trojrozměrného kompozitu, a tento pojený brusný nástroj má minimální rychlost roztržení 4.000 sfpm (20,32 m.s'1), (b) namontování pojeného brusného kotouče na brusku s pomalým přísuvem, (c) roztočení kotouče a (d) uvedení brusného povrchu kotouče do styku s obrobkem po dostatečnou časovou prodlevu pro broušení obrobku, čímž kotouč odstraňuje materiál obrobku při efektivní míře úběru materiálu, a po broušení je obrobek v podstatě bez tepelného poškození.• · to ·· toto·· • · ···· ·· to · · · · to · *· · ···· ·· · ·· · ·· ·· ·····- 119
- 33. Způsob podle nároku 32 pro broušení s pomalým přísuvem, vyznačující se tím, že pojený brusný kotouč má minimální rychlost roztržení 6.000 sfpm (30,48 m.s1).
- 34. Způsob podle nároku 32 pro broušení s pomalým přísuvem, vyznačující se tím, že pojený brusný kotouč se otáčí rychlostí 5.500 až 8.500 sfpm (27,94 až 43,18 m.sV
- 35. Způsob podle nároku 32 pro broušení s pomalým přísuvem, vyznačující se tím, že pojený brusný kotouč má dvě kruhové čelní plochy a radiální obvod a brusný povrch kotouče je tento radiální obvod.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10/120,969 US6679758B2 (en) | 2002-04-11 | 2002-04-11 | Porous abrasive articles with agglomerated abrasives |
| US10/328,802 US6988937B2 (en) | 2002-04-11 | 2002-12-24 | Method of roll grinding |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ20041028A3 true CZ20041028A3 (cs) | 2005-11-16 |
| CZ305217B6 CZ305217B6 (cs) | 2015-06-17 |
Family
ID=29253964
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2004-1023A CZ305187B6 (cs) | 2002-04-11 | 2003-03-21 | Způsob broušení válců |
| CZ2004-1028A CZ305217B6 (cs) | 2002-04-11 | 2003-03-21 | Brusné výrobky s novými strukturami a způsoby broušení |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2004-1023A CZ305187B6 (cs) | 2002-04-11 | 2003-03-21 | Způsob broušení válců |
Country Status (28)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US6988937B2 (cs) |
| EP (2) | EP1494834B1 (cs) |
| JP (3) | JP2005522338A (cs) |
| KR (2) | KR100721276B1 (cs) |
| CN (2) | CN1652897B (cs) |
| AR (1) | AR039108A1 (cs) |
| AT (2) | AT500593B1 (cs) |
| AU (1) | AU2003224746B2 (cs) |
| BR (2) | BR0309107B1 (cs) |
| CA (2) | CA2479712C (cs) |
| CH (1) | CH697085A5 (cs) |
| CZ (2) | CZ305187B6 (cs) |
| DE (3) | DE10392508B4 (cs) |
| DK (1) | DK200401740A (cs) |
| ES (1) | ES2253123B2 (cs) |
| FI (2) | FI20041307A (cs) |
| GB (2) | GB2405411B (cs) |
| HU (2) | HU229010B1 (cs) |
| LU (2) | LU91111B1 (cs) |
| MX (2) | MXPA04010014A (cs) |
| NO (2) | NO328919B1 (cs) |
| PL (2) | PL205515B1 (cs) |
| RO (2) | RO123271B1 (cs) |
| RU (2) | RU2278773C2 (cs) |
| SE (3) | SE0402425D0 (cs) |
| TW (2) | TWI231822B (cs) |
| WO (2) | WO2003086702A1 (cs) |
| ZA (2) | ZA200407550B (cs) |
Families Citing this family (78)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7090565B2 (en) * | 2002-04-11 | 2006-08-15 | Saint-Gobain Abrasives Technology Company | Method of centerless grinding |
| US6988937B2 (en) * | 2002-04-11 | 2006-01-24 | Saint-Gobain Abrasives Technology Company | Method of roll grinding |
| US7544114B2 (en) * | 2002-04-11 | 2009-06-09 | Saint-Gobain Technology Company | Abrasive articles with novel structures and methods for grinding |
| CA2548235C (en) * | 2003-12-23 | 2010-05-11 | Diamond Innovations, Inc. | Grinding wheel for roll grinding application and method of roll grinding thereof |
| JP2006294099A (ja) * | 2005-04-07 | 2006-10-26 | Asahi Glass Co Ltd | 磁気記録媒体用ガラス基板の周面研磨装置及び製造方法 |
| US7722691B2 (en) | 2005-09-30 | 2010-05-25 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive tools having a permeable structure |
| US7708619B2 (en) * | 2006-05-23 | 2010-05-04 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Method for grinding complex shapes |
| GB0612788D0 (en) * | 2006-06-28 | 2006-08-09 | Insectshield Ltd | Pest control materials |
| US7351133B1 (en) | 2006-12-15 | 2008-04-01 | Saint-Gobain Abrasives Technology Company | Disc grinding wheel with integrated mounting plate |
| KR101391528B1 (ko) * | 2007-03-13 | 2014-05-07 | 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 | 연마 조성물 및 그로부터 형성된 용품 |
| EP2505312B1 (en) * | 2007-03-14 | 2015-11-18 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Method of making a bonded abrasive article |
| WO2009012264A2 (en) * | 2007-07-17 | 2009-01-22 | The University Of North Carolina At Chapel Hill | Titania nanosheets derived from anatase delamination |
| US8894731B2 (en) * | 2007-10-01 | 2014-11-25 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive processing of hard and /or brittle materials |
| US7658665B2 (en) * | 2007-10-09 | 2010-02-09 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Techniques for cylindrical grinding |
| WO2009101605A1 (en) * | 2008-02-14 | 2009-08-20 | Element Six Limited | Method for manufacturing encapsulated superhard material |
| US9555387B2 (en) | 2008-02-14 | 2017-01-31 | Element Six Limited | Method for manufacturing encapsulated superhard material |
| US8481438B2 (en) | 2008-06-13 | 2013-07-09 | Washington Mills Management, Inc. | Very low packing density ceramic abrasive grits and methods of producing and using the same |
| WO2010008430A1 (en) | 2008-06-23 | 2010-01-21 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | High porosity vitrified superabrasive products and method of preparation |
| CN105500139B (zh) * | 2008-06-23 | 2018-11-06 | 圣戈班磨料磨具有限公司 | 高孔隙率的超级磨料树脂产品以及制造方法 |
| WO2010002832A2 (en) * | 2008-07-02 | 2010-01-07 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive slicing tool for electronics industry |
| TWI388401B (en) * | 2008-07-30 | 2013-03-11 | Polycrystalline aluminum-containing grits and associated methods | |
| DE102008035515B3 (de) * | 2008-07-30 | 2009-12-31 | Center For Abrasives And Refractories Research & Development C.A.R.R.D. Gmbh | Gesinterte Schleifkornagglomerate |
| KR101624222B1 (ko) * | 2008-09-17 | 2016-05-25 | 니찌아스 카부시키카이샤 | 내열 롤, 그 제조방법 및 내열 롤을 사용한 판유리의 제조방법 |
| JP5369654B2 (ja) * | 2008-12-04 | 2013-12-18 | 株式会社ジェイテクト | ビトリファイドボンド砥石 |
| JP5334568B2 (ja) * | 2008-12-26 | 2013-11-06 | ノードソン コーポレーション | ロール研磨方法 |
| EP2177318B1 (en) * | 2009-04-30 | 2014-03-26 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article with improved grain retention and performance |
| CA2762278A1 (en) * | 2009-05-19 | 2010-11-25 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Method and apparatus for roll grinding |
| CN101905439B (zh) * | 2009-06-04 | 2012-07-04 | 宋健民 | 一种于内部原位生成空隙的抛光垫及其方法 |
| CN101927464B (zh) * | 2009-06-23 | 2013-03-13 | 黄曦 | 无机高分子磨具的制备方法 |
| CA2770123A1 (en) * | 2009-08-03 | 2011-02-10 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive tool having a particular porosity variation |
| RU2507056C2 (ru) * | 2009-08-03 | 2014-02-20 | Сэнт-Гобэн Эбрейзивс, Инк. | Абразивный инструмент (варианты) |
| CN101700645B (zh) * | 2009-10-19 | 2011-07-27 | 北京中冶设备研究设计总院有限公司 | 一种水平式电镀槽导电辊在线珩磨方法 |
| WO2011056671A2 (en) | 2009-10-27 | 2011-05-12 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Resin bonded abrasive |
| EP2493659A4 (en) | 2009-10-27 | 2015-09-02 | Saint Gobain Abrasives Inc | VITREOUS BONDED ABRASIVE |
| WO2011082399A1 (en) | 2009-12-31 | 2011-07-07 | The Dow Global Technologies Llc. | Method of making polymeric barrier coating to mitigate binder migration in a diesel particulate filter to reduce filter pressure drop and temperature gradients |
| US20110306275A1 (en) * | 2010-06-13 | 2011-12-15 | Nicolson Matthew D | Component finishing tool |
| DE102010025904A1 (de) * | 2010-07-02 | 2012-01-05 | Sms Siemag Ag | Poliervorrichtung |
| AU2011285540B2 (en) | 2010-08-06 | 2014-11-27 | Saint-Gobain Abrasifs | Abrasive tool and a method for finishing complex shapes in workpieces |
| TWI544064B (zh) | 2010-09-03 | 2016-08-01 | 聖高拜磨料有限公司 | 粘結的磨料物品及形成方法 |
| TWI470069B (zh) * | 2011-03-31 | 2015-01-21 | Saint Gobain Abrasives Inc | 用於高速磨削操作之磨料物品 |
| TWI471196B (zh) | 2011-03-31 | 2015-02-01 | Saint Gobain Abrasives Inc | 用於高速磨削操作之磨料物品 |
| DE112012003075T5 (de) | 2011-07-22 | 2014-07-31 | Dow Global Technologies Llc | Verfahren zur Herstellung von zementierten und behäuteten nadelförmigen Mulltiwabenstrukturen |
| KR101951506B1 (ko) * | 2011-09-07 | 2019-02-22 | 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 | 공작물을 연마하는 방법 |
| JP5943245B2 (ja) * | 2011-11-23 | 2016-07-05 | サンーゴバン アブレイシブズ，インコーポレイティド | 超高速材料除去速度での研削操作用研磨物 |
| US9266220B2 (en) | 2011-12-30 | 2016-02-23 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive articles and method of forming same |
| TWI535535B (zh) * | 2012-07-06 | 2016-06-01 | 聖高拜磨料有限公司 | 用於低速研磨操作之磨料物品 |
| CN103567858B (zh) * | 2012-07-31 | 2016-10-12 | 圣戈班磨料磨具有限公司 | 研磨轮及其制备和使用方法 |
| CN103567891B (zh) | 2012-07-31 | 2017-06-23 | 圣戈班磨料磨具有限公司 | 切割轮及其制备方法 |
| DE102012017969B4 (de) | 2012-09-12 | 2017-06-29 | Center For Abrasives And Refractories Research & Development C.A.R.R.D. Gmbh | Agglomerat-Schleifkorn mit eingelagerten Mikrohohlkugeln |
| US9102039B2 (en) | 2012-12-31 | 2015-08-11 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Bonded abrasive article and method of grinding |
| US9278431B2 (en) | 2012-12-31 | 2016-03-08 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Bonded abrasive article and method of grinding |
| US9266219B2 (en) | 2012-12-31 | 2016-02-23 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Bonded abrasive article and method of grinding |
| DE112014001102T5 (de) | 2013-03-31 | 2015-11-19 | Saint-Gobain Abrasifs | Gebundener Schleifartikel und Schleifverfahren |
| RU2526982C1 (ru) * | 2013-05-07 | 2014-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет приборостроения и информатики" | Композиция для связанного полировального инструмента |
| CN103551976A (zh) * | 2013-11-08 | 2014-02-05 | 谢泽 | 一种含纤维绳和热膨胀树脂空心微球的抛光轮的制备方法 |
| EP3089850B1 (en) * | 2013-12-30 | 2021-12-08 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Composite bodies and methods of forming the same |
| EP3126299A4 (en) | 2014-03-31 | 2018-01-03 | Corning Incorporated | Machining methods of forming laminated glass structures |
| CN104308754B (zh) * | 2014-08-27 | 2017-07-28 | 上海道邦磨料磨具有限公司 | 一种橡胶结合剂微型砂轮配方及其生产方法 |
| EP3227052B1 (en) | 2014-12-01 | 2023-05-10 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Abrasive article including agglomerates having silicon carbide and an inorganic bond material |
| ES2807825T3 (es) * | 2015-01-28 | 2021-02-24 | Diamond Innovations Inc | Partículas composite de diamante unidas por un cerámico friable y procedimientos para producir las mismas |
| WO2016172450A1 (en) | 2015-04-23 | 2016-10-27 | The University Of Florida Research Foundation, Inc. | Hybrid tool with both fixed-abrasive and loose-abrasive phases |
| CN106269884B (zh) * | 2015-06-12 | 2019-03-29 | 上海江南轧辊有限公司 | 一种轧辊表面处理方法及其轧辊 |
| CZ2015803A3 (cs) | 2015-11-10 | 2017-03-08 | S.A.M. - metalizaÄŤnĂ spoleÄŤnost, s.r.o. | Způsob obrábění povrchu rotačních součástí a zařízení k provádění tohoto způsobu |
| WO2017200833A1 (en) * | 2016-05-20 | 2017-11-23 | 3M Innovative Properties Company | Pore inducer and porous abrasive form made using the same |
| US10391612B2 (en) * | 2016-06-06 | 2019-08-27 | Zhengzhou Research Institute For Abrasives & Grind | Additive composition and composition binding agent for superhard material and preparation thereof, and self-sharpening diamond grinding wheel and preparation thereof |
| WO2018008001A1 (en) | 2016-07-08 | 2018-01-11 | The University Of Massachusetts | Plasticized thermoset resin, and associated cured resin, method of curing, and article comprising cured resin |
| WO2018008003A1 (en) | 2016-07-08 | 2018-01-11 | The University Of Massachusetts | Plasticized thermoset resin, and associated cured resin, method of curing, and article comprising cured resin |
| CN108188948B (zh) * | 2017-12-18 | 2021-08-06 | 南京航空航天大学 | 一种多层磨粒砂带结构及其制造方法 |
| US11691247B2 (en) | 2017-12-28 | 2023-07-04 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Bonded abrasive articles |
| WO2019191660A1 (en) * | 2018-03-30 | 2019-10-03 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Bonded abrasive article including a coating |
| JP2019181613A (ja) * | 2018-04-06 | 2019-10-24 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | 粗組織均質構造のビトリファイド砥石 |
| CN108972388A (zh) * | 2018-08-04 | 2018-12-11 | 乔斌 | 耐磨损研磨片及其制备方法 |
| CN108838911A (zh) * | 2018-08-04 | 2018-11-20 | 乔斌 | 一种耐磨损研磨片及其制备方法 |
| CN109534750B (zh) * | 2018-12-25 | 2021-03-30 | 河南联合精密材料股份有限公司 | 一种金刚石团粒及其制备方法和应用 |
| CN110315443A (zh) * | 2019-07-12 | 2019-10-11 | 河南工业大学 | 一种金刚石磨具的制备方法 |
| CN110842799B (zh) * | 2019-11-19 | 2021-03-26 | 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 | 一种陶瓷金属复合结合剂砂轮及其制备方法 |
| CN112341993B (zh) * | 2020-11-23 | 2021-10-29 | 新乡市炬能耐材有限公司 | 一种具有交叉晶体结构的复合非氧化物磨削材料生产工艺 |
| US20230097607A1 (en) * | 2021-09-30 | 2023-03-30 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Fixed abrasive articles and methods of forming same |
Family Cites Families (99)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1983082A (en) * | 1930-06-19 | 1934-12-04 | Norton Co | Article of bonded granular material and method of making the same |
| US2194472A (en) * | 1935-12-30 | 1940-03-26 | Carborundum Co | Production of abrasive materials |
| US2216728A (en) * | 1935-12-31 | 1940-10-08 | Carborundum Co | Abrasive article and method of making the same |
| GB491659A (en) | 1937-03-06 | 1938-09-06 | Carborundum Co | Improvements in or relating to bonded abrasive articles |
| US3048482A (en) * | 1958-10-22 | 1962-08-07 | Rexall Drug Co | Abrasive articles and methods of making the same |
| US3323885A (en) * | 1963-02-08 | 1967-06-06 | Norton Co | Humidity controlled phenol formaldehyde resin bonded abrasives |
| US3273984A (en) * | 1963-07-18 | 1966-09-20 | Norton Co | Grinding wheel |
| US3955324A (en) * | 1965-10-10 | 1976-05-11 | Lindstroem Ab Olle | Agglomerates of metal-coated diamonds in a continuous synthetic resinous phase |
| GB1228219A (cs) * | 1967-04-28 | 1971-04-15 | ||
| DE1752612C2 (de) | 1968-06-21 | 1985-02-07 | Roc AG, Zug | Schleifkörper |
| US3982359A (en) * | 1968-06-21 | 1976-09-28 | Roc A.G. | Abrasive member of bonded aggregates in an elastomeric matrix |
| BE758964A (fr) * | 1969-11-14 | 1971-05-13 | Norton Co | Elements abrasifs |
| HU171019B (hu) | 1972-09-25 | 1977-10-28 | I Sverkhtverdykh Materialov Ak | Shlifoval'nyj instrument |
| US3916584A (en) * | 1973-03-22 | 1975-11-04 | Minnesota Mining & Mfg | Spheroidal composite particle and method of making |
| US4024675A (en) * | 1974-05-14 | 1977-05-24 | Jury Vladimirovich Naidich | Method of producing aggregated abrasive grains |
| GB1523935A (en) * | 1975-08-04 | 1978-09-06 | Norton Co | Resinoid bonded abrasive products |
| DE2813258C2 (de) * | 1978-03-28 | 1985-04-25 | Sia Schweizer Schmirgel- & Schleifindustrie Ag, Frauenfeld | Schleifkörper |
| US4311489A (en) * | 1978-08-04 | 1982-01-19 | Norton Company | Coated abrasive having brittle agglomerates of abrasive grain |
| US4259089A (en) * | 1978-08-10 | 1981-03-31 | Tyrolit Schleifmittelwerke Swarovski K.G. | Grinding wheel containing grain-coated reinforcement fibers and method of making it |
| US4486200A (en) * | 1980-09-15 | 1984-12-04 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Method of making an abrasive article comprising abrasive agglomerates supported in a fibrous matrix |
| US4355489A (en) * | 1980-09-15 | 1982-10-26 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Abrasive article comprising abrasive agglomerates supported in a fibrous matrix |
| US4541842A (en) * | 1980-12-29 | 1985-09-17 | Norton Company | Glass bonded abrasive agglomerates |
| US4393021A (en) * | 1981-06-09 | 1983-07-12 | Vereinigte Schmirgel Und Maschinen-Fabriken Ag | Method for the manufacture of granular grit for use as abrasives |
| US4575384A (en) * | 1984-05-31 | 1986-03-11 | Norton Company | Grinding wheel for grinding titanium |
| JPS61164772A (ja) * | 1985-01-11 | 1986-07-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 回転体研削装置 |
| US4652275A (en) * | 1985-08-07 | 1987-03-24 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Erodable agglomerates and abrasive products containing the same |
| US4799939A (en) * | 1987-02-26 | 1989-01-24 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Erodable agglomerates and abrasive products containing the same |
| US4738696A (en) * | 1987-07-16 | 1988-04-19 | Staffeld Richard W | Baghouse installations |
| JP2543575B2 (ja) * | 1988-05-28 | 1996-10-16 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | オンラインロ―ル研削用二重構造砥石 |
| US5035723A (en) * | 1989-04-28 | 1991-07-30 | Norton Company | Bonded abrasive products containing sintered sol gel alumina abrasive filaments |
| US5104424A (en) * | 1989-11-20 | 1992-04-14 | Norton Company | Abrasive article |
| US5096465A (en) | 1989-12-13 | 1992-03-17 | Norton Company | Diamond metal composite cutter and method for making same |
| US5039311A (en) * | 1990-03-02 | 1991-08-13 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Abrasive granules |
| US5129919A (en) * | 1990-05-02 | 1992-07-14 | Norton Company | Bonded abrasive products containing sintered sol gel alumina abrasive filaments |
| AT394964B (de) * | 1990-07-23 | 1992-08-10 | Swarovski Tyrolit Schleif | Schleifkoerper |
| US5078753A (en) * | 1990-10-09 | 1992-01-07 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Coated abrasive containing erodable agglomerates |
| US5578098A (en) * | 1990-10-09 | 1996-11-26 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Coated abrasive containing erodible agglomerates |
| US5131926A (en) * | 1991-03-15 | 1992-07-21 | Norton Company | Vitrified bonded finely milled sol gel aluminous bodies |
| US5127197A (en) * | 1991-04-25 | 1992-07-07 | Brukvoort Wesley J | Abrasive article and processes for producing it |
| US5273558A (en) * | 1991-08-30 | 1993-12-28 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Abrasive composition and articles incorporating same |
| US5203886A (en) * | 1991-08-12 | 1993-04-20 | Norton Company | High porosity vitrified bonded grinding wheels |
| GB2263911B (en) * | 1991-12-10 | 1995-11-08 | Minnesota Mining & Mfg | Tool comprising abrasives in an electrodeposited metal binder dispersed in a binder matrix |
| US5178644A (en) * | 1992-01-23 | 1993-01-12 | Cincinnati Milacron Inc. | Method for making vitreous bonded abrasive article and article made by the method |
| US5269821A (en) * | 1992-02-20 | 1993-12-14 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Coatable mixtures including erodable filler agglomerates, methods of preparing same, abrasive articles incorporating cured versions of same, and methods of making said articles |
| JPH05285848A (ja) * | 1992-04-15 | 1993-11-02 | Noritake Co Ltd | ロール研削砥石 |
| US5342419A (en) * | 1992-12-31 | 1994-08-30 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Abrasive composites having a controlled rate of erosion, articles incorporating same, and methods of making and using same |
| US5549962A (en) * | 1993-06-30 | 1996-08-27 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Precisely shaped particles and method of making the same |
| US5429648A (en) | 1993-09-23 | 1995-07-04 | Norton Company | Process for inducing porosity in an abrasive article |
| CH686787A5 (de) * | 1993-10-15 | 1996-06-28 | Diametal Ag | Schleifbelag fuer Schleifwerkzeuge und Verfahren zur Herstellung des Schleifbelages. |
| WO1995013251A1 (en) | 1993-11-12 | 1995-05-18 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Abrasive grain and method for making the same |
| US6136288A (en) * | 1993-12-16 | 2000-10-24 | Norton Company | Firing fines |
| US5489204A (en) * | 1993-12-28 | 1996-02-06 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Apparatus for sintering abrasive grain |
| ZA956408B (en) * | 1994-08-17 | 1996-03-11 | De Beers Ind Diamond | Abrasive body |
| KR100372592B1 (ko) * | 1994-09-30 | 2003-05-16 | 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩춰링 캄파니 | 코팅된연마용물품,이의제조방법및사용방법 |
| TW383322B (en) * | 1994-11-02 | 2000-03-01 | Norton Co | An improved method for preparing mixtures for abrasive articles |
| DE4446591A1 (de) * | 1994-12-24 | 1996-06-27 | Schleifmittel Werk Karl Seiffe | Recyclefähige Schleifkörperzonen |
| BR9608251A (pt) * | 1995-04-28 | 1999-06-29 | Minnesota Mining & Mfg | Artigo e filamento abrasivo |
| JP2795634B2 (ja) * | 1995-07-21 | 1998-09-10 | 厚 佐藤 | ２枚貝生剥方法および装置 |
| US5658360A (en) * | 1995-08-02 | 1997-08-19 | Norton Company | Compression molding of abrasive articles using water as a temporary binder |
| KR19990064305A (ko) * | 1995-10-20 | 1999-07-26 | 스프레이그 로버트 월터 | 무기 포스페이트를 함유하는 연마 용품 및 그것의 제조 방법 |
| US5607489A (en) * | 1996-06-28 | 1997-03-04 | Norton Company | Vitreous grinding tool containing metal coated abrasive |
| WO1998003306A1 (en) | 1996-07-23 | 1998-01-29 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Structured abrasive article containing hollow spherical filler |
| US5738697A (en) * | 1996-07-26 | 1998-04-14 | Norton Company | High permeability grinding wheels |
| US5738696A (en) * | 1996-07-26 | 1998-04-14 | Norton Company | Method for making high permeability grinding wheels |
| JPH1094969A (ja) * | 1996-09-24 | 1998-04-14 | Nisshin Steel Co Ltd | オーステナイト系ステンレス鋼研磨用砥石 |
| JP3083483B2 (ja) * | 1996-10-14 | 2000-09-04 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | 研削砥石 |
| US5851247A (en) * | 1997-02-24 | 1998-12-22 | Minnesota Mining & Manufacturing Company | Structured abrasive article adapted to abrade a mild steel workpiece |
| US5910471A (en) * | 1997-03-07 | 1999-06-08 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Abrasive article for providing a clear surface finish on glass |
| JPH1119875A (ja) * | 1997-06-30 | 1999-01-26 | Toyoda Mach Works Ltd | ビトリファイド砥石 |
| US6015338A (en) * | 1997-08-28 | 2000-01-18 | Norton Company | Abrasive tool for grinding needles |
| IN186662B (cs) * | 1997-09-08 | 2001-10-20 | Grindwell Norton Ltd | |
| US5863308A (en) * | 1997-10-31 | 1999-01-26 | Norton Company | Low temperature bond for abrasive tools |
| JP3539853B2 (ja) * | 1997-11-27 | 2004-07-07 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | 高精度研摩用ゾルゲル焼結アルミナ質砥石及びその製造方法 |
| US6440185B2 (en) * | 1997-11-28 | 2002-08-27 | Noritake Co., Ltd. | Resinoid grinding wheel |
| US6074278A (en) * | 1998-01-30 | 2000-06-13 | Norton Company | High speed grinding wheel |
| CN1139462C (zh) * | 1998-02-19 | 2004-02-25 | 美国3M公司 | 磨具和研磨玻璃的方法 |
| JPH11277446A (ja) * | 1998-03-26 | 1999-10-12 | Kawasaki Steel Corp | オンラインロール研削用砥石 |
| US6102789A (en) * | 1998-03-27 | 2000-08-15 | Norton Company | Abrasive tools |
| US6086648A (en) * | 1998-04-07 | 2000-07-11 | Norton Company | Bonded abrasive articles filled with oil/wax mixture |
| US6251149B1 (en) * | 1998-05-08 | 2001-06-26 | Norton Company | Abrasive grinding tools with hydrated and nonhalogenated inorganic grinding aids |
| JPH11319916A (ja) * | 1998-05-15 | 1999-11-24 | Kawasaki Steel Corp | 熱間ロール潤滑方法および熱延鋼板の製造方法 |
| JPH11354474A (ja) * | 1998-06-05 | 1999-12-24 | Okamoto Machine Tool Works Ltd | サテン模様を有するシリコンウエハおよびその製造方法 |
| KR100615691B1 (ko) * | 1998-12-18 | 2006-08-25 | 도소 가부시키가이샤 | 연마용 부재, 그것을 이용한 연마용 정반 및 연마방법 |
| US6056794A (en) * | 1999-03-05 | 2000-05-02 | 3M Innovative Properties Company | Abrasive articles having bonding systems containing abrasive particles |
| JP3533356B2 (ja) * | 1999-03-11 | 2004-05-31 | 日本特殊研砥株式会社 | ガラス質基板用研磨砥石 |
| US6394888B1 (en) * | 1999-05-28 | 2002-05-28 | Saint-Gobain Abrasive Technology Company | Abrasive tools for grinding electronic components |
| US6123744A (en) * | 1999-06-02 | 2000-09-26 | Milacron Inc. | Vitreous bond compositions for abrasive articles |
| US6319108B1 (en) | 1999-07-09 | 2001-11-20 | 3M Innovative Properties Company | Metal bond abrasive article comprising porous ceramic abrasive composites and method of using same to abrade a workpiece |
| JP3723705B2 (ja) * | 1999-10-19 | 2005-12-07 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | ハイブリッド型レジノイド砥石 |
| JP3538360B2 (ja) * | 2000-03-02 | 2004-06-14 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | 重研削用のレジノイド研削砥石 |
| JP3377977B2 (ja) * | 2000-03-30 | 2003-02-17 | 株式会社ノリタケスーパーアブレーシブ | 回転円盤砥石用台金 |
| JP2001277132A (ja) * | 2000-03-31 | 2001-10-09 | Ando Michihiro | 研磨用砥石及びその製造方法 |
| JP2003534137A (ja) | 2000-04-28 | 2003-11-18 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 研磨物品およびガラスの研削方法 |
| BR0110423A (pt) | 2000-05-09 | 2003-02-04 | 3M Innovative Properties Co | Artigo abrasivo tridimensional conformado, método para produzir o mesmo, e, método para refinar uma superfìcie de peça de trabalho |
| EP1332194B1 (en) | 2000-10-06 | 2007-01-03 | 3M Innovative Properties Company | Ceramic aggregate particles |
| US6645263B2 (en) * | 2001-05-22 | 2003-11-11 | 3M Innovative Properties Company | Cellular abrasive article |
| US6949129B2 (en) * | 2002-01-30 | 2005-09-27 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Method for making resin bonded abrasive tools |
| US6988937B2 (en) * | 2002-04-11 | 2006-01-24 | Saint-Gobain Abrasives Technology Company | Method of roll grinding |
| US6679758B2 (en) * | 2002-04-11 | 2004-01-20 | Saint-Gobain Abrasives Technology Company | Porous abrasive articles with agglomerated abrasives |
-
2002
- 2002-12-24 US US10/328,802 patent/US6988937B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2003
- 2003-03-21 JP JP2003583697A patent/JP2005522338A/ja not_active Withdrawn
- 2003-03-21 AU AU2003224746A patent/AU2003224746B2/en not_active Ceased
- 2003-03-21 DE DE10392508T patent/DE10392508B4/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-03-21 JP JP2003583696A patent/JP2005522337A/ja not_active Withdrawn
- 2003-03-21 HU HU0500175A patent/HU229010B1/hu not_active IP Right Cessation
- 2003-03-21 WO PCT/US2003/008856 patent/WO2003086702A1/en active IP Right Grant
- 2003-03-21 CN CN038109646A patent/CN1652897B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2003-03-21 EP EP03721431.9A patent/EP1494834B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-03-21 BR BRPI0309107-4B1A patent/BR0309107B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2003-03-21 AT AT0909103A patent/AT500593B1/de not_active IP Right Cessation
- 2003-03-21 US US10/510,541 patent/US7275980B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-03-21 CN CN03808045A patent/CN100586652C/zh not_active Expired - Lifetime
- 2003-03-21 BR BR0309236-4A patent/BR0309236A/pt active Search and Examination
- 2003-03-21 MX MXPA04010014A patent/MXPA04010014A/es active IP Right Grant
- 2003-03-21 GB GB0424867A patent/GB2405411B/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-03-21 CZ CZ2004-1023A patent/CZ305187B6/cs not_active IP Right Cessation
- 2003-03-21 GB GB0424096A patent/GB2403224B/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-03-21 LU LU91111A patent/LU91111B1/fr active
- 2003-03-21 AR ARP030101005A patent/AR039108A1/es not_active Application Discontinuation
- 2003-03-21 PL PL372847A patent/PL205515B1/pl unknown
- 2003-03-21 RO ROA200400886A patent/RO123271B1/ro unknown
- 2003-03-21 TW TW092106316A patent/TWI231822B/zh not_active IP Right Cessation
- 2003-03-21 LU LU91110A patent/LU91110B1/fr active
- 2003-03-21 CZ CZ2004-1028A patent/CZ305217B6/cs not_active IP Right Cessation
- 2003-03-21 RU RU2004131567/02A patent/RU2278773C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2003-03-21 MX MXPA04009887A patent/MXPA04009887A/es active IP Right Grant
- 2003-03-21 CA CA002479712A patent/CA2479712C/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-03-21 DE DE10392510T patent/DE10392510T5/de active Granted
- 2003-03-21 EP EP03718034.6A patent/EP1497075B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-03-21 WO PCT/US2003/008936 patent/WO2003086703A1/en active IP Right Grant
- 2003-03-21 TW TW092106327A patent/TWI257340B/zh not_active IP Right Cessation
- 2003-03-21 ES ES200450058A patent/ES2253123B2/es not_active Expired - Fee Related
- 2003-03-21 RU RU2004132225/02A patent/RU2281849C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2003-03-21 KR KR1020047016239A patent/KR100721276B1/ko active IP Right Grant
- 2003-03-21 CH CH01677/04A patent/CH697085A5/fr not_active IP Right Cessation
- 2003-03-21 HU HU0500174A patent/HU229682B1/hu not_active IP Right Cessation
- 2003-03-21 KR KR1020047016275A patent/KR100620268B1/ko active IP Right Grant
- 2003-03-21 RO ROA200400887A patent/RO123416B1/ro unknown
- 2003-03-21 PL PL372452A patent/PL205530B1/pl unknown
- 2003-03-21 DE DE10392510.4A patent/DE10392510B4/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-03-21 CA CA002480674A patent/CA2480674C/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-03-21 AT AT0909603A patent/AT500569B1/de not_active IP Right Cessation
-
2004
- 2004-09-20 ZA ZA2004/07550A patent/ZA200407550B/en unknown
- 2004-09-29 ZA ZA2004/07869A patent/ZA200407869B/en unknown
- 2004-10-07 SE SE0402425A patent/SE0402425D0/xx unknown
- 2004-10-08 FI FI20041307A patent/FI20041307A/fi not_active Application Discontinuation
- 2004-10-08 FI FI20041308A patent/FI20041308A/fi not_active Application Discontinuation
- 2004-10-11 SE SE0402455A patent/SE530145C2/sv not_active IP Right Cessation
- 2004-10-11 SE SE0402457A patent/SE529180C2/sv unknown
- 2004-11-10 NO NO20044905A patent/NO328919B1/no not_active IP Right Cessation
- 2004-11-10 NO NO20044910A patent/NO328859B1/no not_active IP Right Cessation
- 2004-11-11 DK DK200401740A patent/DK200401740A/da not_active Application Discontinuation
-
2007
- 2007-09-27 US US11/862,946 patent/US20080066387A1/en not_active Abandoned
- 2007-12-19 JP JP2007327850A patent/JP4851435B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2479712C (en) | Abrasive articles with novel structures and methods for grinding | |
| US7544114B2 (en) | Abrasive articles with novel structures and methods for grinding | |
| AU2005277680B2 (en) | Method of centerless grinding | |
| JP5580977B2 (ja) | 新規構造を有する研磨用品及び研削方法 | |
| GB2420786A (en) | Abrasive articles with novel structures and methods for grinding | |
| AU2003222050B2 (en) | Abrasive articles with novel structures and methods for grinding |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MK4A | Patent expired |
Effective date: 20230321 |