KR20010110199A - 성형가능한 마모성 펠렛, 그 제조방법 및 용도 - Google Patents

성형가능한 마모성 펠렛, 그 제조방법 및 용도 Download PDF

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제이 엘. 차스킨, 버나드 스나이더, 아더엠. 킹
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Abstract

본 발명에 따르면, 부품(예를 들면, 분쇄/절삭 휠)을 성형할 때 사용하기 위한 별개의 성형가능한 펠렛들을 성형가능한 수지 및 마모성 입자로부터 제조한다. 분쇄/절삭 휠은 금형, 제 1 성형가능한 수지 및 마모제 입자로부터 제조된 별개의 복합 성형가능한 펠렛들, 및 제 2 성형가능한 수지를 제공함으로써 제조된다. 상기 복합 펠렛 및 제 2 성형가능한 수지는 상기 복합 펠렛이 휠의 둘레 주변으로 우선적으로 분배되고, 제 2 성형가능한 수지가 상기 휠의 내부 주변으로 우선적으로 분배되도록 동시-사출된다. 상기 제 1 및 제 2 성형가능한 수지를 이어서 경화시켜 휠을 제조한다.

Description

성형가능한 마모성 펠렛, 그 제조방법 및 용도{MOLDABLE ABRASIVE PELLETS, THEIR PRODUCTION AND USE}
본 발명은 일반적으로 마모성 절삭 및 분쇄 세그먼트의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 절삭 및 분쇄 휠의 사출 성형에 유용한 복합 마모성 펠렛의 제조방법에 관한 것이다.
다양한 형상, 크기 및 조성의 분쇄 휠이 당해 기술분야에 잘 공지되어 있다. 원형 분쇄 휠 또는 분쇄 컵의 가장자리 또는 외부 둘레에 초마모성 물질을 함유하는 휠이 톱질, 드릴링, 드레싱, 분쇄, 래핑(lapping), 연마 및 그 밖의 마모 용도의 기술분야에 잘 공지되어 있다. 이들 용도에 있어서, 그릿은 일반적으로 금속, 예를 들면 Ni, Cu, Fe, Co, Sn, W, Ti 또는 이들의 합금의 매트릭스, 또는 수지(예를 들면, 페놀 포름알데히드 또는 기타 열경화성 중합체 물질) 매트릭스중에 둘러싸여 있다. 상기 매트릭스를 몸체 또는 그 밖의 지지체에 부착함으로써, 콘크리트, 아스팔트, 석조, 세라믹, 벽돌, 또는 화강암, 대리석 또는 기타 암석과 같이 단단한 마모 물질을 잘라낼 수 있는 도구를 제작할 수 있다. 일반적으로 이러한휠은 구멍을 갖는 중심 금속 디스크 또는 사용시 휠을 돌리기 위한 스핀들로부터 제조한다. 이때, 휠의 외부 둘레에는 다이아몬드-함유 매트릭스가 연결되어 있다. 다이아몬드가 수지에 의해 둘러싸인 휠에 있어서, 작업자는 종종 수지를 경화시켜 수지 세그먼트를 압축 성형에 의해 내부 휠에 연결한다. 종래의 결합 수지가 사용된다.
예를 들면, 미국 특허 제 5,167,674 호에서는 통상적인 내부 코어(여기에 초마모성 그릿, 비스-말레이미드-트리아진 부가 공중합체 수지, 자유-라디칼 개시제 및 촉매의 혼합물이 접착 결합되고, 그 혼합물은 압축성형되어 환형 분쇄 세그먼트 를 형성한다)로부터 제조된 연마 휠을 제안한다.
미국 특허 제 5,314,512 호는 초마모성 입자 및 비다공성 열가소성 중합체로부터 톱 세그먼트를 사출성형하는 것을 제안하고 있다. 성형된 톱 세그먼트를 이어서 톱날의 둘레에 부착한다.
EP 0 794 850 B1에서는 열가소성 물질로 성형된 초마모성 입자로부터 제조된 절삭 세그먼트를 제안하고 있고, 여기서 초마모성 입자는 선택된 방향으로 배향되고 성형된 세그먼트 안에 기공이 존재한다.
USP No. 4,054,425 및 4,088,729에서는 허브를 페놀계 열가소성 수지-분쇄 휠로 성형하는 것을 제안하고 있다.
USP No. 3,960,516에서는 견고한 부착을 보증하기 위해 지지부품이 분쇄 컵의 일부로서 성형되는 분쇄컵의 제조방법을 제안하고 있다.
절삭 도구 및 마멸 부품(예: 분쇄/절삭 휠, 드릴 비트, 리머, 엔드밀(endmill) 등)을 비롯한 성형 부품에 사용하기 위한 별개의 성형가능한 펠렛들은 성형가능한 수지 및 마모성 입자로부터 제조한다. 분쇄/절삭 휠은 금형, 제 1 성형가능한 수지 및 마모제 입자로부터 제조된 별개의 복합 성형가능한 펠렛들, 및 제 2 성형가능한 수지를 제공함으로써 제조된다. 상기 복합 펠렛 및 제 2 성형가능한 수지는 상기 복합 펠렛이 휠의 둘레 주변으로 차등적으로 분배되고, 제 2 성형가능한 수지가 상기 휠의 내부 주변으로 차등적으로 분배되도록 동시-사출된다. 이어서 상기 제 1 및 제 2 성형가능한 수지를 경화시켜 휠을 제조한다.
분쇄 휠(원형, 컵 등)은 연마 입자를 함유하는 외부 둘레 성형된 제 2 수지에 긴밀하게 연결된 내부 성형된 제 2 수지를 포함한다. 유리한 연마 입자는 다이아몬드 및 CBN이다. 유리하게는, 제 1 수지 및 제 2 수지가 동일하다. 바람직하게는, 이러한 수지는 폴리에테르이미드 수지를 포함한다.
사출성형에 열가소성 펠렛을 사용하는 것은 잘 공지되어 있다. 그러나, 이러한 펠렛은 통상적으로 예를 들면 충전제, 안료 등으로 충전된다. 그러나, 다양한 플라스틱 부품이 이러한 열가소성 수지 펠렛으로부터 적절하게 성형될 수 있다. 덕분에, 이러한 수지의 저장 및 취급이 또한 용이해진다. 이러한 펠렛은 약 0.02 mm 내지 약 50 mm의 크기로 그 크기가 다양하다.
본 발명은 이러한 펠렛을 마모성 입자, 바람직하게는 초마모성 입자로 충전함으로써 유리하게 열가소성 펠렛을 사출성형하는 것을 사용한다. 상기 복합 성형가능한 펠렛을 마멸/분쇄 휠의 외부 둘레 또는 가장자리를 형성하는 사출 성형 방법으로 사용할 수 있다. 바람직하게는, 또한 전체 휠을 휠의 내부에 마모성 입자 함량이 기껏해야 아주 조금 있거나 일반적으로는 전혀 없는 마모제 함량의 수지상 물질로부터 제조한다.
예를 들면, 다이아몬드, CBN, 알루미나, SiC, 석류석, 등 및 이들의 혼합물을 비롯한 다양한 마모성 입자가 본 발명에서 기대된다. 다이아몬드 입자는 천연이거나 합성이다. 합성 다이아몬드 입자는 종래의 고압/고온(HP/HT) 기술 또는 종래의 화학적 증착법(CVD) 기술에 의해 제조될 수 있다. 고압/고온(HP/HT) 방법에 의해 CBN을 제조하는 것은 당해 기술분야에 잘 공지되어 있고 USP No. 2,947,617, 즉 기본 단결정 CBN건에 개시된 방법에 의해 전형화된다. 직접 전환방법상의 향상점이 USP No. 4,289,503에 개시되어 있으며, 여기서 붕소 산화물이 전환방법전에 HBN 분말의 표면으로부터 제거된다. 그 밖의 마모제가 잘 공지되어 있으며 여기에 대한 추가의 설명은 거의 불필요하다. 마모성 입자는 순수한 상태로 또는 피복된 상태로 사용할 수 있다.
본원에서 사용하기 위한 마모성 입자의 입자 크기는 약 5 메시 이하의 미시적 입자(예를 들면, 약 600 메시)의 범위이다. 이러한 입자는 규칙적인 기하학적 고체, 불규칙적인 기하학적 고체, 섬유, 응집체 등의 형상일 수 있다. 본 발명에 사용하기에 적합한 마모성 입자의 형상에는 실제로 제한이 없다.
이러한 입자의 양은 예를 들면 세라믹 붕소화물, 다이아몬드 또는 CBN 미립자, 질화물, 산화물과 같은 부차적인 그릿; 예를 들면 Cu, Fe, Sn, 청동 분말 등을 비롯한 임의의 열관리 입자; 예를 들면 탄소 섬유 또는 입자, 실리카 분말, 알루미나 및 실리콘을 비롯한 첨가제; 및 마모성 입자, 예를 들면 Ni, Cu, Cr, Fe, Co, Sn, W, Ti, 또는 이들의 합금에 피복된 임의의 피복물을 비롯한 총 고체를 기준으로 약 65체적% 이하의 범위이다. 성형가능한 마모성 펠렛으로부터 성형된 부품을 성형하기 위한 능력은 단지 수지 + 고체의 용융 점도, 금형 치수(예: 두께 및 직경), 온도, 압력 및 전단율에 대한 점도의 감도, 및 성형기에 사용할 수 있는 최대 압력 및 전단율에 의해서만 실용면에서 제한된다. 온도는 수지 및 고체의 열적 안정성에 의해 제한된다.
바람직한 성형가능한 수지는 열가소성이지만, 열경화성 수지를 성형하여 금형 밖에서 예를 들면 자외선(UV) 등으로 경화시킬 수 있다. 지금까지 마모 기술 분야에 사용된 임의의 성형가능한 수지는 본 발명의 취지에 따라 사용하기에 적절하다. 한가지 부류의 바람직한 성형가능한 수지는 폴리에테르이미드 수지를 포함한다. 염기성 폴리에테르이미드가 당해 기술분야에 공지되어 있고 일반적으로 유기 디아민을 방향족 비스(에테르 디카보닐), 즉 방향족 비스(에테르 무수물) 또는 방향족 비스(에테르 디카복실산)을 반응시켜 제조한다. 이러한 폴리에테르이미드는 예를 들면 USP No. 3,803,805, 3,787,364, 3,917,643 및 3,847,867에 나타나 있고, 이들의 개시내용은 본원에서 참조로서 인용한다.
기타 부류의 수지는 특히 비스-말레이미드-트리아진 부가 공중합체 수지, 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 수지, 폴리에테르케톤(PEK) 수지, 폴리아릴에테르케톤 수지, 폴리(아미드-이미드) 수지, 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 수지, 액체 결정 중합체(LCP), 방향족 폴리카보네이트 수지 등, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 수지가 성형될 수만 있다면, 본 발명의 신규한 복합 마모성 펠렛을 제조하는데 사용할 수 있다.
그 밖의 부류의 복합 마모성 펠렛은 마모성 입자와 함께 성형가능한 수지에 첨가된 대부분의 금속을 사용한다. 이러한 금속-수지 마모성 펠렛을 다양한 형상으로 성형하여 로로 보내어 금속을 소결하고 플라스틱(수지)를 태워 상기 수지로부터 남아 있는 한정된 구멍을 갖는 금속-마모성 성형된 부품을 태워버린다. 이러한 부품을 금속-마모성 부품이 유용한 다양한 용도로 사용할 수 있는데, 예를 들면 브레이크 패드이다. 따라서, 다양한 금속-마모성 도구 또는 마멸/마찰체/표면을 이러한 금속-수지-마모성 펠렛으로부터 제조할 수 있다.
절삭 휠 또는 분쇄 용도로, 본 발명의 성형가능한 복합체 마모 펠렛을 휠, 디스크, 실린더(구멍을 갖거나 갖지 않음), 플루트 등으로 성형할 수 있다. 두께는 약 1 내지 약 36 인치의 외경으로 약 0.06 내지 약 3 인치의 범위일 수 있다. 상기 성형된 부품의 윤곽은 직선(선형)이거나 커브(곡선) 또는 이들의 조합일 수 있다. 성형된 슬롯으로, 릴리이프, 개구, 콜레트, 허브 등이 이루어질 수 있다.
본 발명을 실행할 때, 마모성 입자를 수지로 적시고 수지중에 잘 분배하여 성형된 부품중에 그릿-그릿 또는 고체-고체 접촉이 최소화되도록 하여 양호한 그들 사이의 결합 형성을 확실히 할 수 있다. 따라서 수지가 사용중에 최종 부품중에마모성 입자를 적절하게 유지 또는 보유할 수 있다. 이러한 노력으로, 마모성 입자에 적용된 피복물의 사용이 당업자에게 적절하기 때문에 유용할 것이다. 수지중의 열 팽창계수 및 그릿 및 고체의 벌크 컴플라이언스(compliance)가 성형 작업의 압력, 온도 및 전단율에서 매트릭스 수지보다 훨씬 낮은 것이 유용하다. 이는 금형중의 냉각 및 감압시 수지가 고체 그릿 둘레를 수축시켜 확실히 가압하고 후속적인 마멸 부품 또는 도구에서 보유력을 향상시키기 위한 것이다. 또한, 고체상의 압축응력상의 실용적 한계는 매트릭스의 항복강도이다. 이는 가능한한 높아야 하고 여전히 유동가능하고 성형가능하도록 시설을 유지한다. 추가로, 감압 및 냉각시 매트릭스가 균열가거나 깨지게 되는 경향이 최소한이어야 하는 것이 중요한데, 왜냐하면 이는 도구 또는 마멸 용도에서 부품 성능을 손상시키고 작업자 안전성을 위협할 것이기 때문이다. 또한 모든 구멍이 성형작업중에 부품에서 제거되어야 할 것이 중요하다.
복합 마멸 펠렛은 통상적인 압출 기계로 제조되는데, 여기서 용융된 수지, 마모성 입자 및 첨가제는 압출되고 압출물은 세분화되어 약 65체적% 이하의 마모제 농도를 갖는 목적하는 크기(예를 들면, 약 600 내지 약 5메시의 크기)의 펠렛을 제조할 것이다. 이렇게 형성된 복합 마모성 펠렛은 용이하게 저장되어 운송되고, 이어서 예를 들면 압축 성형, 사출성형, 공사출성형 등을 비롯한 성형 작업에 사용된다.
상기 부품은 예를 들면 소정의 입자 크기 또는 형상으로 분쇄, 연삭, 어닐링, 고정 등과 같은 후성형가공을 행할 수 있다. 사실상, 블레이드가 사용중에 흠이 생긴다면, 신규한 복합 마모성 펠렛으로부터 제조된 블레이드가 사용시 날카로워질 것이며, 예를 들면, 신규한 복합 마모성 펠렛으로부터 제조된 잔디 깎는 기계 블레이드가 날카롭게 될 것이다. 실제로 본 발명의 취지에 따르면 신규한 복합 마모성 펠렛으로부터 제조될 수 있는 부품에 대한 아무런 제약이 없다.
본 발명이 바람직한 실시양태를 참조하여 기술되었지만, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 다양한 변형이 가해질 수 있다는 것을 당업자라면 이해할 것 이다. 또한 많은 변형이 본 발명의 본질적인 범주를 벗어나지 않는 한 본 발명의 교시에 대한 특정 상황 또는 물질을 적용하도록 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 본 발명을 수행하기 위해 고려된 최선의 양태로서 특정 실시양태에 본 발명을 결코 한정하고자 하지 않는다. 다만, 본 발명은 첨부된 특허청구범위의 범주 안에 속하는 모든 실시양태를 포함할 것이다. 본 실시양태에서, 모든 단위는 미터계이고 모든 양 및 퍼센트는 중량기준으로, 달리 표현되지 않는 한 그러하다. 또한 본원에서 언급된 모든 인용문헌은 참고로서 도입한다.
실시예
실시예 1
성형가능한 마모성 복합 펠렛을 제조하는데 사용될 수 있는 다이아몬드 입자의 농도를 측정하기 위해, 3개의 배치를 체적 고형물로 62%를 포함하는 건조한 분말 혼합물 "100% 믹스" 로부터 제조하였다. 50% 및 37%체적 고체를 포함하는 2개의 다른 희석액 배치를 다음과 같이 제조하였다. 우선, Ultem(등록상표) 1000 미세 분쇄물(Ultem(등록상표) 폴리에테르 이미드, 1.27 비중, ASTM D792; RockwellHardness(M-Scale) 109, ASTM D785; 미국 매사츄세츠주 피츠필드 소재의 GE Plastics) 100g을 RVG 다이아몬드(니켈 피복된 다이아몬드, 3.52g/cc, 60% 피복 수준, 미국 오하이오주 워싱톤 소재의 GE 수퍼어브레시브즈), TiB2, Cu 및 다이아몬드 미분("50%"로 라벨)으로 이루어진 "혼합물" 200g에 첨가하였다. 제 2 배치를 Ultem(등록상표) 1000 미세 분쇄물 25g과 혼합물 100g("75%"로 라벨)으로부터 배합하였다. 모든 배합물을 진공 오븐중에서 밤새 건조시키고 140℃의 온도에서 유지하였다. 각각의 배합물을 콤파운딩을 증가시키기 위해 첨가된 체인을 갖는 캔 안에 넣고 30분 동안 페인트-타입 진탕기상에서 흔들었다.
압출기 제조
압출기를 750℉까지 예열하고 검정하였다(바탕선을 0으로 함). Ultem(등록상표) 1010 펠렛(Ultem(등록상표) 1010 폴리에테르 이미드, 1.27 비중, ASTM D792; Rockwell Hardness(M-Scale) 109, ASTM D785; 미국 매사츄세츠주 피츠필드 소재의 GE Plastics)을 나사를 통해 공급하여 있을 수 있는 모든 오염물을 세척해 내었다. Ultem(등록상표)의 깨끗한 스트림이 다이 노즐을 빠져나간 후, 데이터 수집을 시작하고 유속을 계산하였다. 이어서, Ultem(등록상표) 1000 미분쇄물을 압출물을 통해 공급하여 이 물질의 유속을 계산하였다. 더 높은 나사 속도(더 높은 RPM)가 1010 펠렛에 대해서보다 1000 구배 펠렛에 대해 요구되는 것으로 측정되었다.
압출기를 통해 깨끗한 수지 펠렛이 약 30분 흐른 후, 50% 혼합물을 공급하고 데이터를 수집하였다. 그후, 75% 혼합물을 압출기를 통해 공급하고 데이터를 수집하였다. 이들 혼합물 모두를 무사히 흘려보냈으며, 즉 압력 및 토크가 작동 인자중에 양호하였다. 약 54분에, 100% 혼합물을 적재 호퍼로 첨가하였다. 이어서 기계를 토크를 과하게 가하고 정지시켰다.
작업 인자 및 압출기로부터 수집된 데이터의 요약은 이하에 설명한다.
요약 데이터
샘플 토크 평균(m/g) 압력(psi) 유속(g/분) rpm
대조군 1010 펠렛 700 1-2 20 25
대조군 1000 펠렛 800 1-2 13 35
50% 혼합물 1000 9(피크) 30 26
75% 혼합물 1050 27(피크) 33 26
100% 혼합물 18000-20000 634(피크) 계속 감소됨 계속 감소됨
실시예 2
본 발명의 복합 펠렛이 효율적인 절삭 세그먼트로 성형될 수 있음을 보여주기 위해, 압축 성형된 절삭 세그먼트를 갖는 종래의 스틸 절삭 휠을 3개의 상이한 농도의 다이아몬드를 사용하여 제조하였다. 다이아몬드를 콤파운딩된 수지/다이아몬드 혼합물로부터 공급하고(즉, 성형가능한 다이아몬드 마모성 펠렛) 통상적인 휠중 건조 분말 혼합물로부터는 공급하지 않았다. 휠의 상세한 사항은 다음과 같다:
Ultem(등록상표) 수지 절삭 휠 사양
휠 타입 1A1(절삭)
마모제 RVG-W
농도 100, 75, 50
휠 직경(ds) 177.8mm(7.0 인치)
휠 폭(bs) 1.3 내지 1.6 mm(0.051 내지 0.063 인치)
메시 크기 80/100
결합 타입 Ultem(등록상표) 1000 Resin
압축 성형 조건 60분, 750℉ 피이크 온도, ∼20ton/인치2압력
시험 조건 및 시험된 제품은 다음과 같다:
Ultem(등록상표)1000 슬라이싱 블레이드 시험을 위한 시험 조건
글레이즈를 바른 세라믹 타일
기계 Brown&Sharpe Surface Grinder
분쇄 모드 Creep Feed Grinding(upcut)
휠 속도(Vs) 37m/s(7330 SFPM)
테이블 속도(Vw) 3m/min(10fpm)
커트의 깊이(ae) 6.35mm(0.250 인치)
커트의 폭(bD) 1.3 내지 1.6 mm(0.051 내지 0.063 인치)
제품 재질 글레이즈를 바른 세라믹 타일
제품 크기(l×w×h) 158.75 mm ×51.4 mm ×6.35 mm(6.25 인치 ×2.025 인치 ×250 인치)
냉각제 녹 방지제를 포함하는 물
자동차 플로트 유리
기계 Brown&Sharpe Surface Grinder
분쇄 모드 Creep Feed Grinding(upcut)
휠 속도(Vs) 37m/s(7330 SFPM)
테이블 속도(Vw) 0.91m/min(3fpm)
커트의 깊이(ae) 4.12mm(0.161 인치)
커트의 폭(bD) 1.3 내지 1.6 mm(0.051 내지 0.063 인치)
제품 재질 자동차 플로트 유리
제품 크기(l×w×h) 152.4 mm ×101.6 mm ×4.12 mm(6.00 인치 ×4.0 인치 ×0.161 인치)
냉각제 녹 방지제를 포함하는 물
소결된 텅스텐 카바이드
기계 Brown&Sharpe Surface Grinder
분쇄 모드 Surface Grinding
휠 속도(Vs) 37m/s(7330 SFPM)
테이블 속도(Vw) 9.14m/min(30fpm)
커트의 깊이(ae) 25m(0.001 인치)
커트의 폭(bD) 1.3 내지 1.6 mm(0.051 내지 0.063 인치)
제품 재질 텅스텐 카바이드(94% W, 6% Ni)
제품 크기(l×w×h) 152.4 mm ×19.05 mm ×6.35 mm(6.00 인치 ×0.750 인치 ×0.250 인치)
냉각제 녹 방지제를 포함하는 물
콤파운딩된 수지/다이아몬드 휠을 종래의 마모제/수지 휠 및 종래의 다이아몬드-수지 압축 성형된 휠과 비교하고 이때 분말을 시범 분말 블렌딩으로 제조하였다. 시험 결과 기록은 다음과 같다:
제조원&결합 타입 마모제타입*** 메시 크기 농도 G 비율마일드스틸 G 비율세라믹타일 G 비율유리 G 비율WC
Norton/섬유 Al2O3 80 100 30 ** ** **
WEB/수지 다이아몬드 120 100 N/A 2587 6417 18
Ultem RVG-W 80/100 50 4.6 3885 * *
Ultem RVG-W 80/100 75 N/A 5150 3788 27
Ultem RVG-W 80/100 100 N/A 3049 * *
Ultem RVG-W 80/100 75 N/A * * *
Ultem RVG-W 80/100 50 N/A * * *
Ultem RVG-W 80/100 75 N/A 4810 11504 22
* 스틸 코어로부터 분리된 휠 림** 성공적으로 절단되지 않음(심하게 타고 제품 파손)*** RVG-W 니켈 피복된 다이아몬드, 3.52 g/cc, 56% 피복 수준, 미국 오하이오주 워싱톤 소재의 GE 수퍼어브레시브즈
상기 표를 작성한 결과는 본 발명의 복합 마모성 펠렛이 낮은 다이아몬드 농도에서도 허용가능하게 달성되었음을 입증한다. 이로써 압축 성형 전에 다이아몬드로 수지를 콤파운딩하면 종래의 건조한 분말 혼합과 비교하여 경질 그릿의 분산 및 습윤성, 그릿 보유 및 도구 마멸 성능이 확실히 향상될 수 있다.
상기 블레이드는 콤파운딩된 펠렛의 조악한 입자 크기에 기인하여 가장자리에 기공을 나타내었다. 표준 분말 혼합물은 더욱 정교하지만 콤파운딩되지는 않았다.
또한 스틸에 대한 수지의 접착력 문제가 존재하고, 그 결과 많은 실패한 블레이드를 생성하였다. 이는 스틸의 가장자리, 특히 스틸 가장자리로 절단될 "톱니" 및 사용될 특정 접착제를 조심스럽게 세척해야 하는 종래의 수지-다이아몬드 휠의 공통적인 문제점이었다. 불행하게도, 수지에 대한 스틸의 최적 접착력을 위한 압력-온도-시간 조건이 최적 압축 성형을 위한 조건, 즉 수지에 대한 그릿의 접착력과 반드시 동일할 필요는 없고, 따라서 성능 타협이 가능하다.
커트 편차가 우수하였다. 이러한 데이터는 압축 성형에 의해 절삭, 분쇄 및 기타 휠을 제조하기 위해 콤파운딩된 복합 마모성 펠렛을 사용한다는 개념의 실행가능성을 확립한다.
본 발명에 따른 콤파운딩된 복합 마모성 펠렛은 효율적인 절삭 세그먼트를 성형해 줄 수 있다.

Claims (12)

  1. 성형가능한 수지 및 마모성 입자로부터 제조된 별개의 성형가능한 펠렛들을 포함하는, 성형 부품에 사용하기 위한 복합 펠렛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 마모성 입자가 다이아몬드, 입방형 붕소 질화물(CBN), 알루미나, SiC 및 석류석으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 복합 펠렛.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 마모성 입자의 크기가 약 600 메시 내지 약 5 메시인 복합 펠렛.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 마모성 입자의 양이 약 65체적% 이하인 복합 펠렛.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 마모성 입자가 금속 피복된 복합 펠렛.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 금속이 Ni, Cu, Cr, Fe, Co, Sn, W, Ti 및 이들의 합금중 하나 이상인 복합펠렛.
  7. 제 1 항에 있어서,
    세라믹 붕소화물, 산화질소, Cu, Fe, Sn, 청동, C, 실리카, 알루미나 및 Si중 하나 이상으로 된 제 2 입자를 추가로 포함하는 복합 펠렛.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 성형가능한 수지가 폴리에테르이미드, 비스-말레이미드-트리아진 부가 공중합체, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르케톤, 폴리(아미드-이미드) 수지, 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 수지, 액체 결정 중합체(LCP), 및 방향족 폴리카보네이트 수지중 하나 이상인 복합 펠렛.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 폴리에테르 이미드가 유기 디아민과 방향족 비스-에테르 디카보닐 또는 방향족 비스(에테르 디카복실산)의 반응 생성물인 복합 펠렛.
  10. (a) 금형을 제공하는 단계;
    (b) 제 1 성형가능한 수지 및 마모성 입자로부터 제조된 별개의 성형가능한 펠렛들을 포함하는 복합 펠렛을 제공하는 단계;
    (c) 제 2 성형가능한 수지를 제공하는 단계;
    (d) 상기 복합 펠렛이 분쇄/절삭 휠의 둘레 주위로 우선적으로 분포되고 상기 제 2 성형가능한 수지가 상기 휠의 내부 주위로 우선적으로 분포되도록 상기 복합 펠렛 및 제 2 성형가능한 수지를 상기 금형으로 동시-사출하는 단계; 및
    (d) 상기 제 1 성형가능한 수지 및 제 2 성형가능한 수지를 경화시키는 단계를 포함하는 분쇄/절삭 휠을 제조하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 성형가능한 수지가 동일한 수지인 방법.
  12. (a) 금형을 제공하는 단계;
    (b) 제 1 성형가능한 수지 및 마모성 입자로부터 제조된 별개의 성형가능한 펠렛들을 포함하는 복합 펠렛을 제공하는 단계;
    (c) 상기 복합 펠렛을 상기 금형에 넣는 단계; 및
    (d) 상기 제 1 성형가능한 수지를 경화시키는 단계를 포함하는,
    마모제-충전 부품을 제조하는 방법.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040137834A1 (en) * 2003-01-15 2004-07-15 General Electric Company Multi-resinous molded articles having integrally bonded graded interfaces
JP2005144653A (ja) * 2003-11-19 2005-06-09 Fuji Dies Kk レジンボンドダイヤモンド砥石
US7408567B2 (en) 2005-03-29 2008-08-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Light beam scanning apparatus and image forming apparatus
ITVR20060038A1 (it) 2006-02-22 2007-08-23 Aros Srl Procedimento per l'ottenimento di un utensile diamantato particolarmente per il taglio di materiali lapidei e similari
JP5107115B2 (ja) * 2008-03-31 2012-12-26 セコム株式会社 警備装置
ITVR20110068A1 (it) * 2011-04-05 2012-10-06 Aros Srl Utensile di finitura di superfici lavorabili e procedimento per il suo ottenimento

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6322856A (ja) * 1986-07-16 1988-01-30 Mitsui Toatsu Chem Inc ポリエ−テルイミド系樹脂組成物
US4770907A (en) * 1987-10-17 1988-09-13 Fuji Paudal Kabushiki Kaisha Method for forming metal-coated abrasive grain granules
JPH05116073A (ja) * 1991-09-10 1993-05-14 Mitsubishi Materials Corp メタルボンド砥石の製造方法および製造用ペレツト
US5405573A (en) * 1991-09-20 1995-04-11 General Electric Company Diamond pellets and saw blade segments made therewith

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