MX2011009351A - Articulos abrasivos que incluyen granos de alumina y zirconia fusionados con una forma mejorada. - Google Patents
Articulos abrasivos que incluyen granos de alumina y zirconia fusionados con una forma mejorada.Info
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Abstract
Un artículo abrasivo revestido que incluye un soporte y granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados unidos al soporte con un aglutinante. Los granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados incluyen entre aproximadamente un 35% en peso y aproximadamente un 45,5% en peso de ZrO2+HfO2, entre aproximadamente un 43,7% en peso y aproximadamente un 65% en peso Al2O3, menos de aproximadamente un 0,8% en peso de SiO2 y menos de aproximadamente un 10% en peso de otros óxidos. Los granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados cumplen simultáneamente con la condición granulométrica y la densimétrica.
Description
ARTICULOS ABRASIVOS QUE INCLUYEN GRANOS DE ALUMINA Y ZIRCONIA FUSIONADOS CON UNA FORMA MEJORADA
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere generalmente a artículos abrasivos y, más particularmente, se refiere a artículos abrasivos que incluyen granos de alúmina y zirconia fusionados con una forma mejorada.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Los productos abrasivos generalmente contienen material particulado abrasivo o se forman a partir de éste. El material particulado abrasivo puede usarse como un abrasivo libre, por ejemplo en forma de suspensión, o como un abrasivo fijo, típicamente un artículo abrasivo revestido o abrasivo unido. Los artículos abrasivos, como los artículos abrasivos revestidos, se usan en diversas industrias para mecanizar piezas de trabajo como, por ejemplo mediante lapeado, pulverizado o pulido. El mecanizado que utiliza artículos abrasivos abarca un amplio intervalo de industrias, desde las industrias ópticas y las industrias de reparación de pintura de automóviles hasta las industrias dedicadas a la fabricación de metales. El mecanizado, ya sea manual o mediante el uso herramientas comúnmente disponibles como, por ejemplo, pulidoras orbitales (tanto de eje aleatorio como fijo) y lijadoras de correa y vibratorias, una tarea que
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comúnmente los consumidores realizan en aplicaciones domésticas. En cada uno de estos ejemplos, las plantas de fabricación utilizan abrasivos para eliminar material a granel o modificar las características superficiales de los productos. Se han desarrollado diversos tipos de sistemas de procesamiento automatizados para procesar de forma abrasiva artículos de diversas composiciones y configuraciones. Por ejemplo, se utilizan bandas, rollos o cintas abrasivas revestidas alimentadas desde máquinas de alimentación abrasiva automática para procesar partes como, por ejemplo, partes de automóviles y de sistemas de transmisión (por ejemplo, cigüeñal, árbol de levas, eje de transmisión, eje de dirección y barra de dirección) .
Al utilizarse un artículo abrasivo, las propiedades abrasivas disminuyen debido al desgaste, ya que los bordes agudos se desafilan. La ruptura controlada como, por ejemplo, mediante micro fracturas, de las partículas abrasivas puede renovar continuamente la superficie abrasiva y extender la durabilidad del artículo abrasivo. Sin embargo, la pérdida de las partículas abrasivas puede producir eventualmente un artículo abrasivo desgastado sin utilidad y que debe ser reemplazado .
La formación de partículas abrasivas, por ejemplo mediante vías de síntesis químicas o mediante vías de procesamiento de material a granel (por ejemplo, fusión y
dilaceración) se considera un área bastante desarrollada y madura de la técnica. Sin embargo, la industria sigue necesitando materiales particulados perfeccionados que puedan ofrecer mejores rendimientos de mecanizado y una mayor durabilidad.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN '
En una modalidad, un articulo abrasivo revestido puede incluir un soporte y granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados unidos al soporte con un aglutinante. Los granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados pueden incluir entre aproximadamente un 35% en peso y aproximadamente un 45,5% en peso de Zr02+Hf02, entre aproximadamente un 43,7 % en peso y aproximadamente un 65% en peso de AI2O3, menos de aproximadamente un 0,8% en peso de Si02 y menos de aproximadamente un 10% en peso de otros óxidos. En una modalidad particular, el articulo abrasivo revestido puede tener una calificación de desgaste de la Velocidad de Remoción de Material (MRR) 2,3 de al menos aproximadamente 105. En otra modalidad particular, el articulo abrasivo revestido puede tener una calificación de desgaste MRR 5,9 de al menos aproximadamente 110. En otra modalidad particular los granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados pueden cumplir con al menos una de las siguientes condiciones:
al menos aproximadamente un 97% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 1400 µ?? y a lo sumo
aproximadamente un 20% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 2360 µ?? y la densidad del material suelto es entre aproximadamente 2,18 y aproximadamente 2,43; al menos aproximadamente un 96% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 1000 µp? y a lo sumo aproximadamente un 3% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 1700 µ?? y la densidad del material suelto es entre aproximadamente 2,04 y aproximadamente 2,26; al menos aproximadamente un 92% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 600 µ?? y a lo sumo aproximadamente un 18% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 850 µp? y la densidad del material suelto es entre aproximadamente 1,94 y aproximadamente 2,17;
no más del 5% de los granos contiene inclusiones, al menos un 50% de los granos contiene al menos aproximadamente 500 nodulos por mm , al menos aproximadamente un 92% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 425 µp? y a lo sumo aproximadamente un 18% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 600 µp? y la densidad del material suelto es entre aproximadamente 1,85 y aproximadamente 2,05;
no más del 5% de los grarios contiene inclusiones, al menos un 50% de los granos contiene al menos aproximadamente 500 nodulos por mm2,' al menos aproximadamente un 96% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 300 µp? y
a lo sumo aproximadamente un 7% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 500 µp? y la densidad del material suelto es entre aproximadamente 1,83 y aproximadamente 2,00;
no más del 5% de los granos contiene inclusiones, al menos un 50% de los granos contiene al menos aproximadamente 500 nodulos por mm2, al menos aproximadamente un 96% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 250 µp? y a lo sumo aproximadamente un 3% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 425 µp? y la densidad del material suelto es al menos aproximadamente 1,82 y al menos aproximadamente 1,95;
no más del 5% de los granos contiene inclusiones, al menos un 50% de los granos contiene al menos aproximadamente 500 nodulos por mm2, al menos aproximadamente un 96% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla¦ cuadrada de 150 µp? y a lo sumo aproximadamente un 3% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 250 µ?a y la densidad del material suelto es entre aproximadamente 1,79 y aproximadamente 1,93.
En otra modalidad, un método para formar un articulo abrasivo revestido puede incluir la aplicación de un revestimiento al soporte y la aplicación de granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados al revestimiento adhesivo. Los granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados pueden
incluir entre aproximadamente un 35% en peso y aproximadamente un 45,5% en peso de Zr02+Hf02, entre aproximadamente un 43,7 % en peso y aproximadamente un 65% en peso de A1203, menos de aproximadamente un 0,8% en peso de Si02 y menos de aproximadamente un 10% en peso de otros óxidos. Los granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados pueden cumplir con una de las condiciones (1) a (7) enumeradas a continuación.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
La presente invención puede comprenderse mejor y sus numerosas características y ventajas resultarán evidentes para los entendidos en la técnica al hacer referencia a las figuras adjuntas.
La FIG. 1 proporciona las características granulométricas de los granos P16, P24, P36, P40, P50 y P80.
La FIG. 2 proporciona características de granulometría del grano FIO.
La FIG. 3 proporciona la composición química y la densidad de material suelto de los ejemplos.
Las FIGS. 4 a 7 representan fotografías de la superficie de granos mNZP que muestran nodulos, una inclusión, una dendrita de corindón primaria y una dendrita de zirconia primaria, respectivamente.
El uso de los mismos símbolos de referencia en las distintas figuras indica artículos similares o idénticos.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
En una modalidad, los granos de alúmina-zirconia fusionados pueden incluir entre aproximadamente un 35% en peso y aproximadamente un 45,5% en peso de Zr02+Hf02, entre aproximadamente un 43,7 % en peso y aproximadamente un 65% en peso de AI2O3, menos de aproximadamente un 0,8% en peso de Si02 y menos de aproximadamente un 10% en peso de otros óxidos. Los granos de alúmina-zirconia fusionados pueden tener una densidad de material suelto (LPD) de conformidad con al menos una de las siguientes condiciones:
al menos aproximadamente un 97% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 1400 im y a lo sumo aproximadamente un 20% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 2360 µp? (condición granulométrica Cl) y la densidad del material suelto es entre aproximadamente 2,18 y aproximadamente 2,43, preferiblemente al menos aproximadamente 2,22 y no mayor de aproximadamente 2,36 (condición densimétrica DI);
al menos aproximadamente un 96% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 1000 µ?t? y a lo sumo aproximadamente un 3% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 1700 µp? (condición granulométrica C2) y la densidad del material suelto es entre aproximadamente 2,04 y aproximadamente 2,26, preferiblemente al menos aproximadamente 2,08 y no mayor de aproximadamente 2,17
(condición densimétrica D2);
al menos aproximadamente un 92% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 600 µp? y a lo sumo aproximadamente un 18% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 850 µ?? (condición granulométrica C3) y la densidad del material suelto es entre aproximadamente 1,94 y aproximadamente 2,17, preferiblemente al menos aproximadamente 1,98 y no mayor de aproximadamente 2,05 (condición densimétrica D3) ;
no más del 5% de los granos contiene inclusiones, al menos un 50% de los granos contiene al menos aproximadamente 500 nodulos por itim2, al menos aproximadamente un 92% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 425 µ?t? y a lo sumo aproximadamente un 18% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 600 µp? (condición granulométrica C4) y la densidad del material suelto es entre aproximadamente 1,85 y aproximadamente 2,05; preferiblemente al menos aproximadamente 1,89 y no mayor de aproximadamente 1,91 (condición densimétrica D4 ) ;
no más del 5% de los granos contiene inclusiones, al menos un 50% de los granos contiene al menos aproximadamente 500 nodulos por mm2, al menos aproximadamente un 96% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 300 µp? y a lo sumo aproximadamente un 7% en peso de los granos no pasa un tamiz ' de malla cuadrada de 500 µp? (condición
granulométrica C5) y la densidad del material suelto es entre aproximadamente 1,83 y aproximadamente 2,00; preferiblemente al menos aproximadamente 1,86 y no mayor de aproximadamente 1,97 (condición densimétrica D5) ;
no más del 5% de los granos contiene inclusiones, al menos un 50% de los granos contiene al menos aproximadamente 500 nodulos por mm2, al menos aproximadamente un 96% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 250 µp? y a lo sumo aproximadamente un 3% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 425 m (condición granulométrica C6) y la densidad del material suelto es al menos aproximadamente 1,82 y al menos aproximadamente 1,95; preferiblemente al menos aproximadamente 1,86 y no mayor de aproximadamente 1,93 (condición densimétrica D6) ;
no más del 5% de los granos contiene inclusiones, al menos un 50% de los granos contiene al menos aproximadamente 500 nodulos por mm2, al menos aproximadamente un 96% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 150 µ?? y a lo sumo aproximadamente un 3% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 250 m (condición granulométrica C7) y la densidad del material suelto es entre aproximadamente 1,79 y aproximadamente 1,93; preferiblemente al menos aproximadamente 1,83 y no mayor de aproximadamente 1,91 (condición densimétrica D7 ) ;
Contrariamente a lo divulgado en US 5.161.696, los
inventores descubrieron que puede no ser suficiente aumentar la cantidad de granos abrasivos con forma alargada para prolongar la durabilidad de los granos. Descubrieron que este efecto puede depender de la composición química de los granos y que, para una composición determinada, una correlación precisa entre la densidad de material suelto de una mezcla y su distribución granulométrica puede ser fundamental.
En una modalidad particular, los granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados pueden incluir entre aproximadamente un 38% en peso y aproximadamente un 45,5% en peso, por ejemplo entre aproximadamente un 40% en peso y un 45,5% en peso, incluso entre aproximadamente un 42% en peso y aproximadamente un 44% en peso de Zr02+Hf02, y entre aproximadamente un 43,7% en peso y aproximadamente un 62% en peso, por ejemplo entre un 43,7% en peso y aproximadamente un 60% en peso, incluso entre aproximadamente un 45,2% en peso y aproximadamente un 58% en peso de AI2O3.
En otra modalidad particular, los otros óxidos pueden incluir un aditivo de menos de aproximadamente un 10% en peso de los granos de alúmina-zirconia fusionados. El aditivo puede incluir óxido de itrio, óxido de titanio, óxidos de magnesio, óxido de calcio, óxidos de tierras raras o cualquier combinación de estos. Los óxidos de tierra raras pueden incluir óxidos de neodimio, lantano, cerio, disprosio, erbio o cualquier combinación de estos. Particularmente, los
granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados pueden incluir entre aproximadamente un 0,1% en peso y aproximadamente un 1,2% en peso, por ejemplo entre aproximadamente un 0,4% en peso y un 0,6% en peso de Y2O3. Asimismo, los granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados pueden incluir menos de aproximadamente un 3,0 % en peso de TÍO2, menos de aproximadamente un 0,4% en peso de Si02 y menos de aproximadamente un 1,2% en peso de impurezas. Asimismo, el Ti02 puede estar presente en una '· cantidad menor de aproximadamente un 0,5% en peso, por ejemplo menor de aproximadamente un 0,2% en peso, incluso menor de aproximadamente un 0,15% en peso. Generalmente, cuando se encuentra presente Ti02, el Ti02 puede estar en una cantidad de al menos aproximadamente un 0,01% en peso.
De manera adicional, los granos correspondientes a las condiciones (1), (2), (3), (4), (5), (6) o (7) pueden presentar un grano FIO, P16, P24, P36, ' P40, P50 o P80, respectivamente, midiéndose de conformidad con la norma FEPA Standard 42-GB 1984, R 1993 para los granos FIO y de conformidad con la norma FEPA Standard 43-GB 1984, R 1993 para los granos P16, P24, P36, P40, P50 o P80 de la Federación Europea de Fabricantes de Abrasivos, generalmente utilizados en el campo de los granos abrasivos.
Preferiblemente, los granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados incluyen menos de aproximadamente un 5%,
por ejemplo menos de aproximadamente un 2% de granos con inclusiones. Además, al menos aproximadamente un 50%, por ejemplo al menos aproximadamente un 80%, incluso un 90% de los granos contiene al menos aproximadamente 500 nodulos por mm2. Por ejemplo, las mezclas de granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados se describen en. FR 2.872.157. Como se utiliza en la presente, "mNZP" se refiere a los granos descritos en FR 2.872.157.
Los inventores descubrieron que las condiciones (1) a (7) antes mencionadas podrían prolongar a durabilidad de los granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados mNZP. La durabilidad puede ser un 30%, un 40%, incluso un 50% superior a la obtenida a partir de las mezclas de granos existentes.
En una modalidad, al menos un 50%, preferiblemente al menos aproximadamente un 80%, al menos aproximadamente un 90%, incluso al menos aproximadamente un 99% de los granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados pueden tener una concentración de nodulos superior a 500 nodulos por mm2.
Además, la concentración de nodulos puede ser entre aproximadamente 600 y aproximadamente 3500 nodulos por mm2.
Preferiblemente, la concentración de nodulos puede ser al menos aproximadamente 900 nodulos por mm2. Además, la concentración de nodulos puede no ser superior a aproximadamente 2500 nodulos por mm2, por ejemplo no superior a aproximadamente 2000 nódulos/mm2, incluso no superior a
aproximadamente 1500 nódulos/mm . Además, menos de aproximadamente un 5%, preferiblemente menos de aproximadamente un 4%, incluso menos de aproximadamente un 2% de los granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados pueden tener inclusiones. Asimismo, menos de aproximadamente un 1,5% de los granos mNZP pueden contener inclusiones. Entre aproximadamente un 20% y un 45% de los granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados pueden incluir zirconia primaria.
Entre 0 y aproximadamente un 20%, preferiblemente entre 0 y aproximadamente un 10% de los granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados pueden incluir corindón primario.
En una modalidad, los granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados pueden cumplir con una o más características de los granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados como se describe en FR 2.872.157.
En otra modalidad particular, menos de aproximadamente un 2%, preferiblemente un 1,5% de los granos mNZP con un tamaño comprendido entre 500 pm y 600 µp? puede incluir inclusiones y entre aproximadamente un 20% y un 45% de los granos mNZP con un tamaño comprendido entre 500 µp? y 600 µp? puede contener zirconia primaria y/o entre 0 y aproximadamente 20% de los granos mNZP con un tamaño comprendido entre 500 pm y 600 µp\ puede contener corindón primario .
En una modalidad, un artículo abrasivo revestido puede
incluir una pluralidad de los granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados descritos anteriormente unidos a un soporte con un aglutinante o dispuestos en una capa sobre un soporte y retenidos mediante un aglutinante. El articulo abrasivo revestido puede tener una calificación de desgaste MRR 2,3 de al menos aproximadamente 105. Además, el artículo abrasivo revestido puede tener una calificación de desgaste MRR 5,9 de aproximadamente 110.
En una modalidad particular, el articulo abrasivo revestido puede ser un articulo abrasivo con un grano 24. El artículo abrasivo con un grano 24 puede tener una calificación de desgaste MRR 2,3 de al menos aproximadamente 150, por ejemplo al menos aproximadamente 165, incluso al menos aproximadamente 180. Además, el artículo abrasivo con un grano 24 puede tener un volumen de desgaste MRR 2,3 de al menos aproximadamente 2.785,80 cm3 (170 plg3), por ejemplo al menos aproximadamente 3.687,09 cm3 (225 plg3), incluso al menos aproximadamente 4.588,38 cm3 ( 280 plg3) . De manera alternativa, el artículo abrasivo con un grano 24 puede tener una calificación de desgaste MRR 5,9 de al menos aproximadamente 140, por ejemplo al menos aproximadamente 160, incluso al menos aproximadamente 180. Asimismo el artículo abrasivo con un grano 24 puede tener un volumen de desgaste MRR 5,9
de al menos aproximadamente 2.949,67 cm3 (180 plg3), por ejemplo al menos aproximadamente 3.605,15 cm3 (220 plg3), incluso al menos aproximadamente 4.096,77 cm3 (250 plg3) .
En otra modalidad particular, el articulo abrasivo revestido puede ser un articulo abrasivo con un grano 36. El articulo abrasivo con un grano 36 puede tener una calificación de desgaste MRR 2,3 de al menos aproximadamente 110, por ejemplo al'- menos aproximadamente 120, incluso al menos aproximadamente 130. Además, el articulo" abrasivo con un grano 36 puede tener un volumen de desgaste MRR 2,3 de al menos aproximadamente 2.458,06 cm3 (150 plg3), por ejemplo al menos aproximadamente 2.867,74 cm3 (175 plg3), incluso al menos aproximadamente 3.277,41 cm3 (200 plg3). De manera alternativa, el articulo abrasivo con un grano 36 puede tener una calificación de desgaste MRR 5,9 de al menos aproximadamente 120, por ejemplo al menos aproximadamente 135, incluso al menos aproximadamente 150. Asimismo el articulo abrasivo con un grano 36 puede tener un volumen de desgaste MRR 5,9 de al menos aproximadamente 1.802 , 58 cm (110 plg ), por ejemplo al menos aproximadamente 2.130,32 cm3 (130 plg3) , incluso al menos aproximadamente 2.458,06 cm3 (150 plg3) .
En otra modalidad particular, el articulo abrasivo revestido puede ser un articulo abrasivo con un grano 40. El
articulo abrasivo con un grano 40 puede tener una calificación de desgaste MRR 2,3 de al menos aproximadamente 110, por ejemplo al menos aproximadamente 115, incluso al menos aproximadamente 135. Además, el articulo abrasivo con grano 40 puede tener un volumen de desgaste MRR 2,3 de al menos aproximadamente 2.212,25 cm (135 plg ), por ejemplo al menos aproximadamente 2.376,12 cm (145 plg ), incluso al menos aproximadamente 2.540, 00 cm3 (155 plg3) . De manera alternativa, el articulo abrasivo con un grano 40 puede tener una calificación de desgaste MRR 5,9 de al menos aproximadamente 120, por ejemplo al menos aproximadamente 130. Asimismo el articulo abrasivo con grano 40 puede tener un volumen de desgaste MRR 5,9 de al menos aproximadamente 1.065,16 (65 plg3), por ejemplo al menos aproximadamente 1.147,09 (70 plg3), incluso al menos aproximadamente 1.229,03 (75 plg3) .
La densidad de material suelto (LPD) de una mezcla de granos es la masa de granos contenida en un volumen definido, sin aplicación de presión que provoque el aumento de la masa antes mencionada. La LPD se mide de conformidad con la norma ANSI B74.4 - 1992.
El contenido de óxidos de un grano de la mezcla de conformidad con la invención se refiere al contenido total para cada elemento químico correspondiente, expresado en la forma del óxido más estable.
De la manera que se define en la presente, las "impurezas" se refieren a los componentes no deseados introducidos inadvertidamente junto con las materias primas. En particular, las impurezas pueden incluir óxidos, nitruros, oxinitruros, carburos, oxicarburos, carboni t ruros y especies metálicas de sodio y otros metales alcalinos, hierro, vanadio y cromo. Por ejemplo, las impurezas pueden incluir Fe2C>3 o Na20. Además, las impurezas pueden incluir carbono residual. Sin embargo, el óxido de hafnio, introducido junto con la zirconia no suele considerarse una impureza.
En un producto obtenido mediante fusión, el Hf02 típicamente no se disocia químicamente de Zr02. En la composición química del producto, por consiguiente Zr02+Hf02 indica el contenido total de estos dos óxidos. Sin embargo, el Hf02 puede no agregarse voluntariamente en la carga de partida. Por consiguiente el Hf02 puede indicar indicios de óxido de hafnio presente naturalmente en las fuentes de zirconia en contenidos generalmente menores al 2%. Por lo tanto, Zr02+Hf02 o Zr02 pueden usarse de manera intercambiable para indicar la cantidad de zirconia.
Tal como se emplea en la presente, "aditivo" se refiere a los aditivos usados para la preparación de granos de alúmina-zirconia fusionados particularmente
para estabilizar la zirconia, específicamente óxido de itrio y óxido de titanio.
Asimismo, los aditivos pueden incluir óxidos de magnesio, calcio y tierras raras, particularmente neodimio, lantano, cerio, disprosio y erbio. Los aditivos también incluyen mezclas de las especies antemencionadas .
En una modalidad, los granos abrasivos incluyen una cantidad de Zr02+Hf02 comprendida en el intervalo de aproximadamente un 35% en peso y aproximadamente un 45,5% en peso para sostener la formación de estructuras eutécticas. Preferiblemente, la zirconia de los granos está presente principalmente en su forma alotrópica cuadrática y no en su forma monoclínica.
El término "nodulo" se refiere a una partícula cuyo principal componente es un metal o aleación metálica (generalmente Al, Zr o ZrSi) o es un carburo o una combinación de carburos (generalmente ZrC o A1C) cuyo tamaño no excede los 10 pm. Los nodulos están presentes principalmente en forma de partículas básicamente esféricas y discretas (aisladas unas de otras) . La concentración nodular es el número de nodulos por mm2 de área de una sección transversal de un grano.
El término "inclusión" se- refiere a una partícula
cuyo componente primario es un carburo o una combinación de carburos, generalmente ZrC que tienen un tamaño mayor de 10 ym. Las inclusiones están presentes principalmente en forma alargada, comprendiendo una serie de grupos de partículas contactados unos con otros. Cada una de las partículas tiene un carburo o una combinación de carburos como componente primario. El contenido de granos que contiene inclusiones es el porcentaje por número de granos que contiene al menos una inclusión.
El "tamaño" de un nodulo o una inclusión se define mediante su mayor dimensión medida en el plano de observación de una sección pulida.
El término "zirconia primaria" se refiere usualmente a una dendrita cuyo componente primario es zirconia. El coeficiente de zirconia primaria es el porcentaje de granos sobre una sección pulida que tiene zirconia primaria. Como se indica en la FIG 7, la zirconia primaria es de color gris claro bajo el microscopio .
El término "corindón primario" se refiere usualmente a una dendrita cuyo componente primario es alúmina. Como se indica en la FIG 6, el corindón primario es de color gris oscuro bajo el microscopio. El coeficiente de corindón primario es el porcentaje
de granos sobre una sección pulida que tiene corindón primario .
El término "dendrita" se refiere a un cristal obtenido después del crecimiento y que tiene una geometría fractal o pseudo fractal.
El término "componente primario" se refiere a un componente que tiene el contenido más alto. Generalmente y a modo no restrictivo, este contenido de masa es superior a un 50%, incluso superior a un 80%.
El término "fusionado" se refiere generalmente a un grano (o producto) sólido obtenido mediante solidificación por enfriamiento o fusión. Una "fusión" es una masa líquida que puede contener algunas partículas sólidas, pero en una cantidad insuficiente para estructurar la masa líquida. Para preservar su forma, una fusión puede incluirse en un contenedor.
En la presente descripción, salvo se indique lo contrario, todas las composiciones de un grano se dan en porcentajes en masa, en base a la masa total del grano .
Los granos pueden prepararse mediante cualquier procedimiento convencional usado para la preparación de granos de alúmina - z i rconia fusionados, al que se agrega una etapa de selección final. Por ejemplo, un
procedimiento convencional a menudo comprende las siguientes etapas: mezclar con las materias primas, fundir en un horno de arco eléctrico, enfriar rápidamente el liquido fundido, moler y opcionalment e , clasificar de conformidad con la distribución del tamaño de grano.
Las propiedades de los granos de alúmina-zirconia fusionados dependen del comportamiento térmico del liquido fundido, que depende en si 'mismo de los parámetros de proceso pero también en gran medida de la geometría del horno y su entorno (recolección del gas de combustión, materiales, etc.) - Por lo tanto, los valores de los parámetros del proceso se determinan de conformidad con- el horno empleado, las materias primas utilizadas, etc., de forma tal de obtener una mezcla de granos de conformidad con la invención al término de estas etapas.
Los parámetros pueden, por ejemplo, adoptar los valores del proceso usados para los ejemplos que siguen.
Los granos pueden prepararse de conformidad con procedimientos convencionales utilizados en la preparación de granos de alúmina-zirconia. Por e j emplo :
Mezclar las materias primas seleccionadas de
forma tal que los granos de la mezcla obtenida al término de la etapa D) tengan una composición química conforme a la composición química de la invención,
fundir las materias primas mezcladas hasta obtener un líquido, por ejemplo en un horno de arco, endurecer mediante el enfriamiento del líquido, preferiblemente de forma tal que el líquido fundido se solidifique en menos de 3 minutos, hasta obtener una masa sólida,
triturar la masa sólida hasta obtener una mezcla de granos, en particular mediante un triturador de rodillo,
determinar, por ejemplo mediante muestreo, la concentración de nodulos de los granos y el porcentaje de granos que contiene inclusiones y de ser necesario, modificar los parámetros de B) y/o C) y repetir de A) a D ) ,
opcionalmente , tamizar los granos obtenidos en la etapa D ) , y
determinar si los granos cumplen al menos con una de las condiciones (1) a (7) al término de la etapa D) o la etapa F) . Si los granos no cumplen con las condiciones antes mencionadas, los granos pueden modificarse por ejemplo mediante triturado y/o tamizado adicional o mezcla con los granos que
presentan las características diferentes, de forma tal que cumplan con las condiciones antes mencionadas.
En una modalidad, los granos que no cumplen con al menos una de las condiciones (1) a (7) pueden combinarse con granos adicionales de naturaleza comparable (composición, microestructura) que cumplan con la misma condición granulomét r ica (para conservar la condición granulomét rica antes mencionada) pero cuyos granos presentan, promedialmente , una morfología diferente. Por ejemplo, la adición de la mezcla de granos que presenta, promedialmente, formas más alargadas hace posible la disminución de la densidad de material suelto.
En otra modalidad, los granos pueden triturarse para modificar la morfología media. Por ejemplo, el pasaje a través de un triturador de rodillo aumenta la proporción de granos alargados y por consiguiente disminuye la densidad de material suelto. Sin embargo, el triturado puede reducir el tamaño de los granos y conducir a una mezcla de granos que no se ajuste a la condición granulométrica antes mencionada.
En una modalidad, los granos abrasivos alúmina-zirconia fusionados pueden combinarse con un material resinoso utilizado para adherir los granos sobre la superficie de un sustrato. Los procedimientos para combinar los granos con el material resinoso aglutinante incluyen colocar los granos
sobre un sustrato revestido con resina mediante atracción electroestática o simplemente mediante gravedad (por ejemplo, espolvoreando sobre el sustrato) o por una via distinta de procedimiento, formando una suspensión en la que los granos, resina y otros aditivos se combinan entre si y revisten un sustrato .
La técnica de colocación de granos sobre un sustrato revestido con resina es bien conocida en la técnica, generalmente, primero se dispone una "capa primaria" sobre el sustrato, se agrega una aplicación sobre la capa primaria y después se dispone una "capa intermedia". Opcionalmente , puede disponerse una capa superior sobre la capa intermedia. Asimismo, puede disponerse una capa compatible entre la capa primaria y el sustrato. En otro ejemplo, puede disponerse una capa de soporte sobre el sustrato del lado opuesto a la capa primaria .
Las capas de revestimiento pueden incluir materiales resinosos poliméricos, por ejemplo resinas fenólicas, látex acrilico, poliésteres, resinas epoxi, poliuretanos , poliamidas, poliacrilatos, polimetacrilatos , cloruros polivinilo, polietileno, polisiloxano, siliconas, acetatos de celulosa, nitrocelulosa, goma natural, almidón, goma laca y mezcla de estos. Además, las diversas capas pueden incluir diversos rellenos, incluidos KBF , criolita sintética, carbonato de calcio, otros rellenos adecuados conocidos en la
técnica o cualquier combinación de estos.
En conexión con una suspensión que reviste un sustrato, además de los granos, la suspensión generalmente también incluye un disolvente tal como agua o un disolvente orgánico y un material resinoso polimérico. Los materiales resinosos poliméricos adecuados incluyen poliésteres, resinas epoxi, poliuretanos, poliamidas, poliacrilatos, polimetacrilatos, cloruros polivinilo, polietileno, polisiloxano, siliconas, acetatos de celulosa, . nitrocelulosa, goma natural, almidón, goma laca y mezcla de estos. La suspensión puede comprender adicionalmente otros ingredientes para formar un sistema aglutinante diseñado para unir los granos de alúmina-zirconia fusionados sobre un sustrato. La composición de la suspensión se mezcla vigorosamente empleando, por ejemplo, un mezclador de alta cizalla.
La suspensión que contiene los granos de alúmina-zirconia fusionados puede aplicarse al sustrato usando un propagador de paleta para formar un revestimiento. De manera alternativa, el revestimiento de suspensión puede aplicarse mediante un troquel de ranura, huecograbado o métodos inversos de revestimiento por huecograbado. El espesor del revestimiento puede estar comprendido en el intervalo de aproximadamente 1 a aproximadamente 5 milésimas de pulgadas de espesor, después de secado. Como el sustrato es alimentado debajo del propagador de paleta a una velocidad de
revestimiento deseada, la suspensión de granos alúmina-zirconia fusionados se aplica al sustrato según el espesor deseado. La velocidad de revestimiento es preferiblemente entre aproximadamente 10 y aproximadamente 40 pies por minuto .
El sustrato revestido después se calienta para curar la resina y unir los granos agregados al sustrato. En general, el sustrato revestido se calienta a una temperatura comprendida entre aproximadamente 100 °C y menos de aproximadamente 150°C durante este proceso de curado. En algunas modalidades de la presente invención, es preferible que el paso de curado se lleve a cabo a una temperatura menor a aproximadamente 130 °C.
Una vez que la resina está curada y los granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados se unen al sustrato, el sustrato revestido puede usarse para una variedad de aplicaciones abrasivas.
En una modalidad alternativa de la presente invención, los granos abrasivos pueden incorporarse directamente en el sustrato. Por ejemplo, los agregados pueden mezclarse con una resina poliéster y esta mezcla de agregados y polímeros después forma un sustrato.
En otra modalidad alternativa de la presente invención, los granos abrasivos pueden aplicarse a un sustrato revestido con un adhesivo y luego sellarse. Esta técnica de
revestimiento es similar a la usada tipicamente para el papel de lija y se hace referencia a ella anteriormente. En esta modalidad, los granos abrasivos preferiblemente no se mezclan en una suspensión. En su lugar, el polvo abrasivo que contiene los granos preferiblemente se alimenta sobre el sustrato al que previamente se ha aplicado un adhesivo y una capa primaria, a lo que sigue un sellado mediante una capa intermedia. Opcionalmente, el sustrato puede tratarse previamente con una capa compatible o una capa de soporte.
En una modalidad alternativa de la presente invención, los granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados podrían aplicarse a los sustratos u otros materiales mediante métodos de electrodeposición, electroestática, revestimiento por pulverización y revestimiento por pulverización en polvo.
EJEMPLOS
Los siguientes ejemplos no son restrictivos y se presentan con el fin de ilustrar la invención.
La concentración de nodulos, el coeficiente de inclusión, el coeficiente de zirconia primaria y el coeficiente de corindón primario se miden mediante inspección visual de las fotografías. Las fotografías (FIGS. 4 a 7) se obtienen utilizando un microscopio Reichert® conectado a una estación de análisis de imagen equipada con software Visilog®. Las mediciones se llevan a cabo en una sección pulida, denominada "pulido" de 25 mm de diámetro, de una
unidad cilindrica que comprende granos abrasivos incluidos en una resina orgánica transparente. Los granos incorporados en un pulido tienen un tamaño que es una función de las condiciones (1) a (7), como se define en la Tabla 1 que sigue:
Tabla 1: Parámetros para observar los nodulos, inclusiones, zirconia primaria y corindón primario.
En el microscopio, los nodulos figuran como gris brillante (ver FIG. 4). Para evaluar la concentración de nodulos, el microscopio se ajusta en el aumento Gl como se define en la Tabla 1. Se cuenta el número de puntos blancos
brillantes con un tamaño de a lo sumo 10pm, sintomático de la presencia de nodulos. El número de nodulos por mm2 se obtiene dividiendo el número de nodulos por la superficie de la zona observada. La concentración de nodulos se determina en base a la media de tres mediciones.
En el microscopio, las inclusiones figuran como gris brillante (ver FIG. 5) . Para evaluar el coeficiente de inclusión, el microscopio se ajusta en el aumento G2 como se define en la Tabla 1. Se cuentan los granos que tienen al menos una inclusión visible. El recuento se lleva a cabo sobre la superficie total de diámetro 25 mm del pulido. Se considera que un grano contiene una inclusión cuando se ve al menos una mancha brillante de origen alto en carbono de un tamaño de al menos 10µp\. El coeficiente de inclusión se da en porcentaje de granos con al menos una inclusión .
Para evaluar el coeficiente de corindón primario, el microscopio se ajusta en el aumento G3 como se define en la Tabla 1. El número de granos que contienen al menos un corindón primario y el número de granos libres de corindón primario se cuentan hasta que al menos 100 granos han sido contados. Se considera que un grano tiene corindón primario cuando
se ve al menos una dendrita de corindón primario, El coeficiente de corindón primario es el porcentaje de granos que contiene corindón primario.
Para evaluar el coeficiente de zirconia primaria, el microscopio se ajusta en el aumento G3 como se define en la Tabla 1. El número de granos que contienen al menos una dendrita de zirconia primaria y el número de granos libres de zirconia primaria se cuentan hasta que al menos 100 granos han sido contados. Se considera que un grano tiene zirconia primaria cuando se ve al menos una dendrita de zirconia primaria. El coeficiente de zirconia primaria es el porcentaje de granos que contiene zirconia primaria.
Ejemplo 1
La muestra 1 se basa en granos de alúmina-zirconia fusionados producidos como se describe en la patente de los Estados Unidos 4.457.767, referida como "NZP estándar".
La muestra 2 se basa en granos de alúmina-zirconia fusionados producidos como se describe en FR 2.872.157, referida como "mNZP estándar".
La muestra 3 se obtiene a partir de una mezcla de granos NZP, pero cumpliendo con al menos una de las
condiciones (1) a (7) , referida como "NZP débil".
La muestra 4 se obtiene a partir de una mezcla de granos mNZP, pero cumpliendo con al menos una de las condiciones (1) a (7) , referida como "mNZP débil".
Los productos proporcionados en los ejemplos ' se produjeron a partir de las siguientes materias primas:
Alúmina calcinada por el proceso de Bayer® con contenido de hidróxido de sodio menor de un 0,3% en peso
Zirconia con contenido Zr02 +HfC>2 superior a un 98% en peso se usa para granos mNZP
Zirconia con contenido Zr02+Hf02 superior a un 85% en peso se usa para granos NZP
Coque de petróleo
Virutas de aluminio metalizado.
El óxido de itrio, usado como aditivo, se suministra como material puro que contiene más de un 98% de óxido de itrio.
La tabla de la FIG. 3 proporciona la composición química y la densidad de material suelto de los granos anal i zados .
Los- productos se preparan de conformidad con procedimientos convencionales bien conocidos para los entendidos en la técnica: mezclar las materias primas; fundir en un horno de arco eléctrico de fase única de
tipo Heroult con electrodos de grafito, empleando un recipiente de horno de 0,8 m de diámetro, un voltaje de 105-150V, una corriente de 2200 a 2500 A y una corriente eléctrica especifica suministrada de 2,2 a 2,8 kWh/kg de carga. Se introduce un mínimo de un 0,5% (hasta un 3%) de coque de petróleo dependiendo del estado del horno y aproximadamente entre un 0,5 y un 5,5% de virutas de aluminio en la composición cargada. El líquido fundido después se enfría rápidamente mediante un dispositivo que introduce el líquido entre finas, placas metálicas, como las indicadas en la patente de los Estados Unidos número 3.993.119.
Con respecto a las muestras comparativas 1 y 2, las masas sólidas se trituran y clasifican de conformidad con la granulometría (norma FEPA) .
Con respecto a las muestras 1 y 2, las masas sólidas de NZP y mNZP, respectivamente, se trituran empleando un triturador de mandíbula, después se filtran utilizando un tamiz de malla 4 (4760 micrones) . Los granos de NZP y mNZP, respectivamente, que pasan por el tamiz se trituran en un triturador de rodillo CLERO modelo BLC 200x200, en una pasada, con un flujo de 60 kg/h y una presión al vacío de 2,5 bar. Los dos rodillos están en contacto. Los granos de NZP y mNZP, respectivamente, después se filtran empleando
un separador SWECO, modelo 600 LS 24 S 544 con tamices adecuados para obtener los diferentes granos deseados. Las muestras 1 y 2 se controlan con respecto a una de las condiciones (1) a (7) .
Ejemplo 2
Para evaluar la durabilidad de los granos de alúmina-zirconia fusionados, la alúmina- z i rconia fusionada se fija en cintas abrasivas y se analiza de conformidad con los siguientes procedimientos estandarizados. La calificación de desgaste RR 2,3 y el volumen de desgaste MRR 2,3 se determinan moliendo bloques de 0.635 cm x 2.54 cm x 20.32 cm (1/4 pulgada x 1 pulgada x 8 pulgadas) de acero inoxidable grado 304 utilizando una cinta abrasiva revestida de 335.28 centímetros (132 pulgadas) de largo y 5.08 centímetros (2 pulgadas) de ancho girando a una velocidad de 7500 de alimentación superficial por minuto. Un robot alimenta cada extremo del bloque extremo 0.635 cm x 2.54 cm (extremo de 1/4 pulgada x 1 pulgada) a una velocidad constante de remoción de metal de 14.83 cm3/min/cm (2,3 plg3 /min /p 1 g ) durante 1,5 segundos. Se alimentan bloques adicionales secuencialmente hasta que se detecta un leve desgaste en uno de los bloques. El desgaste leve se determina comparando con un estándar de desgaste leve. Se determina el volumen de
desgaste MRR 2,3 mediante el cálculo del volumen de material eliminado antes de alcanzar el leve desgaste y la calificación de desgaste MRR 2,3 es el porcentaje de volumen eliminado antes del leve desgaste en relación a un articulo abrasivo revestido idéntico utilizando granos abrasivos NZP estándares de igual tamaño de grano. De manera similar, se determinan la calificación de desgaste MRR 5,9 y el volumen de desgaste MRR 5,9 utilizando un coeficiente de eliminación metálica constante de 38.06 cm3/min/min (5,9 plg3/min/plg ) . Se determina el volumen de desgaste MRR 5,9 mediante el cálculo del volumen de material eliminado antes de alcanzar el leve desgaste y la calificación de desgaste MRR 5,9 es el porcentaje de volumen eliminado antes del leve desgaste en relación a un articulo abrasivo revestido idéntico utilizando granos abrasivos NZP estándares de igual tamaño de grano.
Las muestras 5, 6, 7 y 8 son una cinta abrasiva de grano 24 preparada aplicando de forma elect roestát ica granos de tamaño apropiado de las muestras 1, 2, 3 y 4 respectivamente a un soporte revestido con una capa primaria. Después de la aplicación de los granos, el articulo se reviste con una capa intermedia y una capa superior. Los
resultados de los ensayos se muestran en la Tabla 2. Tabla 2: Resultados de las cintas abrasivas de grano
24.
Las muestras 9, 10, 11 y 12 son una cinta abrasiva de grano 36 preparada aplicando de forma electroestática granos de tamaño apropiado de las muestras 1, 2, 3 y 4 respectivamente a un soporte revestido con una capa primaria. Después de la aplicación de los granos, el articulo se reviste con una capa intermedia y una capa superior. Los resultados de los ensayos se muestran en la Tabla 3.
Tabla 3: Resultados de las cintas abrasivas de grano
Las muestras 13, 14, 15 y 16 son una cinta abrasiva de grano 40 preparada aplicando de forma electroestática granos de tamaño apropiado de las muestras 1, 2, 3 y 4 respectivamente a un soporte revestido con una capa primaria. Después de la aplicación de los granos, el articulo se reviste con una capa intermedia y una capa superior. Los
resultados de los ensayos se muestran en la Tabla 4.
Tabla 4: Resultados de las cintas abrasivas de grano
La tabla 4 muestra que, en oposición a lo divulgado en US 5.161.696, un grano que tiene una LPD reducida (grano débil) puede no mejorar la durabilidad en relación a un grano estándar. Específicamente, para una granulometría P36, el NZP débil tiene básicamente similar durabilidad que el NZP estándar .
Las Tablas 2-4 también muestran la importancia de la distribución granulométrica para obtener una mayor durabilidad en el abrasivo. Para la granulometria P24, el NZP débil tiene una durabilidad significativamente mejorada en relación al NZP estándar, mientras que para la granulometria P36, la durabilidad es básicamente similar.
Una comparación del desempeño de los granos NZP y los granos mNZP muestran un impacto considerable de la composición y microestructura química.
Para los ensayos MRR 5,9, la comparación de los granos débiles y los granos estándar muestra una mejora de un factor de 1,44 con respecto a los granos NZP y 1,55 con respecto a los granos mNZP en relación con el abrasivo de grano 24; una mejora de un factor de 1,03 con respecto a los granos NZP y 1,41 con respecto a los granos mNZP en relación con el abrasivo de grano 36/ y una mejora de un factor de 1,86 con respecto a los granos mNZP en relación con el abrasivo de grano 40.
Si bien el efecto del cambio de forma de los granos varía con respecto a los granos NZP, el efecto es sistemáticamente positivo, e incluso extraordinariamente positivo, con respecto a los granos mNZP. Inesperadamente, por consiguiente los inventores resaltaron una sinergia real entre las características de composición y forma. Para obtener esta sinergia, el criterio de forma debe adaptarse
sin embargo a la granulometria del polvo.
De manera similar, en relación a los ensayos MRR 2,6, la comparación de los granos débiles y los granos estándares muestra una mejora de un factor de 1,89 con respecto a los granos NZP y 1,77 con respecto a los granos mNZP en relación con el abrasivo de grano 24; una mejora de un factor de 1,04 con respecto a los granos NZP y 1,41 con respecto a los granos mNZP en relación con '¦ el abrasivo de grano 36; y una mejora de un factor de 1,71 con respecto a los granos mNZP en relación con el abrasivo de grano 40.
Por consiguiente los inventores descubrieron que la imposición de límites en una composición química dada, tanto en la densidad de material suelto como en la distribución granulomét rica de los granos abrasivos, puede mejorar el desempeño. En una modalidad, los granos abrasivos de a lúmi na - z i r coni a fusionados pueden tener mayor durabilidad y en particular pueden tener una durabilidad un 30%, 40%, incluso 50% superior a la de los granos abrasivos de alúmina - z i rcon ia fusionados estándares.
En la memoria descriptiva anterior, los conceptos se han descrito con referencia a las modalidades específicas. Sin embargo, una persona medianamente entendida en la técnica apreciará que se pueden llevar
a cabo diversas modificaciones y cambios sin apartarse del alcance de la invención como se establece en las reivindicaciones que siguen. Por lo tanto, la memoria descriptiva y las figuras deben considerarse en sentido ilustrativo y no restrictivo, y todas las modificaciones deben incluirse dentro del alcance de la invención.
Los beneficios, otras ventajas y soluciones de problemas han sido descritos anteriormente con respecto a modalidades especificas. Sin embargo, los beneficios, ventajas, soluciones de problemas y cualquier característica que pueda causar algún beneficio, ventaja o solución nueva o mejorada no deben interpretarse como una característica fundamental, necesaria o esencial de ninguna de las reivindicaciones .
Después de leer la memoria descriptiva, los entendidos en la técnica apreciarán que ciertas características que se describen en la presente, para mayor claridad, en el contexto de modalidades separadas, también pueden proporcionarse en combinación en una única modalidad. Por otro lado, diversas características que se describen, para mayor brevedad, en el contexto de una única modalidad pueden proporcionarse de manera separada o en cualquier
subcombinación . Asimismo, las referencias a los valores indicados en intervalos incluyen cada uno y todos los valores dentro de ese intervalo.
Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.
Claims (15)
1. Un articulo abrasivo revestido caracterizado porque comprende : un soporte; granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados unidos al soporte mediante un aglutinante, donde los granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados incluyen entre aproximadamente un 35% en peso y aproximadamente un 45,5% en peso de Zr02+Hf02, entre aproximadamente un 43,7 % en peso y aproximadamente un 65% en peso de A1203, menos de aproximadamente un 0,8% en peso de Si02 y menos de aproximadamente un 10% en peso de otros óxidos, donde los granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados cumplen con al menos una de las siguientes, condiciones: (1) al menos aproximadamente un 97% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 1400 pm y a lo sumo aproximadamente un 20% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 2360 µp? y la densidad del material suelto es entre aproximadamente 2,18 y aproximadamente 2,43; (2) al menos aproximadamente un 96% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 1000 µp? y a lo sumo aproximadamente un 3% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 1700 im y la densidad del material suelto es entre aproximadamente 2,04 y aproximadamente 2,26; (3) al menos aproximadamente un 92% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 600 m y a lo sumo aproximadamente un 18% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 850 µp? y la densidad del material suelto es entre aproximadamente 1,94 y aproximadamente 2,17; (4) no más del 5% de los granos contiene inclusiones, al menos un 50% de los granos contiene al menos aproximadamente 500 nodulos por mm2, al menos aproximadamente un 92% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 425 µp? y a lo sumo aproximadamente un 18% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 600 µp? y la densidad del material suelto es entre aproximadamente 1,85 y aproximadamente 2,05; (5) no más del 5% de los granos contiene inclusiones, al menos un 50% de los granos contiene al menos aproximadamente 500 nodulos por mm2, al menos aproximadamente un 96% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 300 µ?? y a lo sumo aproximadamente un 7% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 500 µ?? y la densidad del material suelto es entre aproximadamente 1,83 y aproximadamente 2,00; (6) no más del 5% de los granos contiene inclusiones, al menos un 50% de los granos contiene al menos aproximadamente 500 nodulos por mm2, al menos aproximadamente un 96% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 250 µ?t? y a lo sumo aproximadamente un 3% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 425 µp? y la densidad del material suelto es al menos aproximadamente 1,82 y al menos aproximadamente 1,95; (7) no más del 5% de los granos contiene inclusiones, al menos un 50% de los granos contiene al menos aproximadamente 500 nodulos por mm2, al menos aproximadamente 96% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 150 µ?? y a lo sumo aproximadamente un 3% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 250 µ?? y la densidad del material suelto es entre aproximadamente 1,79 y aproximadamente 1,93.
2. Un método para formar un articulo abrasivo revestido caracterizado porque comprende: aplicar un revestimiento a un soporte; y aplicar granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados al revestimiento adhesivo, donde los granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados incluyen entre aproximadamente un 35% en peso y aproximadamente un 45,5% en peso de Zr02+Hf02, entre aproximadamente un 43,7 % en peso y aproximadamente un 65% en peso de A1203, menos de aproximadamente un 0,8% en peso de Si02 y menos de aproximadamente un 10% en peso de otros óxidos , donde los granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados cumplen con al menos una de las siguientes condiciones: (1) al menos aproximadamente un 97% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 1400 µ?? y a lo sumo aproximadamente un 20% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 2360 µp? y la densidad del material suelto es entre aproximadamente 2,18 y aproximadamente 2,43; (2) al menos aproximadamente un 96% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 1000 pm y a lo sumo aproximadamente un 3% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 1700 pm y la densidad del material suelto es entre aproximadamente 2,04 y aproximadamente 2,26; (3) al menos aproximadamente un 92% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 600 µp? y a lo sumo aproximadamente un 18% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 850 µt y la densidad del material suelto es entre aproximadamente 1,94 y aproximadamente 2,17; (4) no más del 5% de los granos contiene inclusiones, al menos un 50% de los granos contiene 500 nodulos por mm2, al menos aproximadamente un 92% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 425 µp? y a lo sumo aproximadamente un 18% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 600 µ?? y la densidad del material suelto es entre aproximadamente 1,85 y aproximadamente 2,05; (5) no más del 5% de los granos contiene inclusiones, al menos un 50% de los granos contiene 500 nodulos por mm2, al menos aproximadamente un 96% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 300 µt? y a lo sumo aproximadamente un 7% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 500 µp? y la densidad del material suelto es entre aproximadamente 1,83 y aproximadamente 2,00; (6) no más del 5% de los granos contiene inclusiones, al menos un 50% de los granos contiene 500 nodulos por mm2, al menos aproximadamente un 96% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 250 µ?? y a lo sumo aproximadamente un 3% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 425 µta y la densidad del material suelto es al menos aproximadamente 1,82 y al menos aproximadamente 1,95; (7) no más del 5% de los granos contiene inclusiones, al menos un 50% de los granos contiene 500 nodulos por mm2, al menos aproximadamente un 96% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 150 µ?t? y a lo sumo aproximadamente un 3% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 250 µp? y la densidad del material suelto es entre aproximadamente 1,79 y aproximadamente 1,93.
3. Un método para formar un articulo abrasivo revestido caracterizado porque comprende: combinar granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados con un polímero para formar una suspensión, donde los granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados incluyen entre aproximadamente un 35% en peso y aproximadamente un 45,5% en peso de Zr02+HfC>2, entre aproximadamente un 43,7 % en peso y aproximadamente un 65% en peso de AI2O3, menos de aproximadamente un 0,8% en peso de Si02 y menos de aproximadamente un 10% en peso de otros óxidos; revestir un soporte con una suspensión; y curar el polímero, donde los granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados cumplen con al menos una de las siguientes condiciones: (1) al menos aproximadamente un 97% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 1400 µ?t? y a lo sumo aproximadamente un 20% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 2360 µp? y la densidad del material suelto es entre aproximadamente 2,18 y aproximadamente 2,43; (2) al menos aproximadamente un 96% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 1000 µ?? y a lo sumo aproximadamente un 3% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 1700 µp? y la densidad del material suelto es entre aproximadamente 2,04 y aproximadamente 2,26; (3) al menos aproximadamente un 92% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 600 µt y a lo sumo aproximadamente un 18% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 850 pm y la densidad del material suelto es entre aproximadamente 1,94 y aproximadamente 2,17; (4) no más del 5% de los granos contiene inclusiones, al menos un 50% de los granos contiene 500 nodulos por mm2, al menos aproximadamente un 92% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 425 µp? y a lo sumo aproximadamente un 18% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 600 µp? y la densidad del material suelto es entre aproximadamente 1,85 y aproximadamente 2,05; (5) no más del 5% de los granos contiene inclusiones, al menos un 50% de los granos contiene 500 nodulos por mm2, al menos aproximadamente un 96% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 300 µ?t? y a lo sumo aproximadamente un 7% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 500 µ?? y la densidad del material suelto es entre aproximadamente 1,83 y aproximadamente 2,00; (6) no más del 5% de los granos contiene inclusiones, al menos un 50% de los granos contiene 500 nodulos por mm2, al menos aproximadamente un 96% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 250 µp? y a lo sumo aproximadamente un 3% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 425 µp? y la densidad del material suelto es al menos aproximadamente 1,82 y al menos aproximadamente 1,95; (7) no más del 5% de los granos contiene inclusiones, al menos un 50% de los granos contiene 500 nodulos por mm2, al menos aproximadamente un 96% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 150 µp? y a lo sumo aproximádamente un 3% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 250 µ?t? y la densidad del material suelto es entre aproximadamente 1,79 y aproximadamente 1,93.
4. Un articulo abrasivo caracterizado porque comprende: un soporte; granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados unidos al soporte mediante un aglutinante, donde los granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados incluyen entre aproximadamente un 35% en peso y aproximadamente un 45,5% en peso de Zr02+HfÜ2, entre aproximadamente un 43,7 % en peso y aproximadamente un 65% en peso de AI2O3, menos de aproximadamente un 0,8% en peso de S1O2 y menos de aproximadamente un 10% en peso de otros óxidos, donde el articulo abrasivo revestido tiene una calificación de desgaste MRR 2,3 de al menos aproximadamente 105 o una calificación de desgaste MRR 5,9 de al menos aproximadamente 110.
5. El articulo abrasivo revestido o el método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque los otros óxidos incluyen óxido de itrio, óxido de titanio, óxido de magnesio, óxido de calcio, óxido de tierras raras o cualquier combinación de estos.
6. El articulo abrasivo revestido o el método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque los granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados incluyen entre aproximadamente un 38,0% en peso y aproximadamente un 45,5% en peso de Zr02+Hf02, entre aproximadamente un 43,7% en peso y aproximadamente un 62,0% en peso de A1203, menos de un 0,8% en peso de Si02 y menos de aproximadamente un 10,0% en peso de otros óxidos.
7. El articulo abrasivo revestido o' el método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque entre aproximadamente un 20% y un 45% de los granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados contiene zirconia primaria.
8. El articulo abrasivo revestido o el método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque entre aproximadamente un 0% y un 20% de los granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados contiene corindón primario.
9. El articulo abrasivo revestido o el método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque no más del 5% de los granos contiene inclusiones y al menos un 50% de los granos contiene al menos aproximadamente 500 nodulos por mm2.
10. El articulo abrasivo revestido o el método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque no más de aproximadamente el 2% de los granos contiene inclusiones .
11. El articulo abrasivo revestido o el método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque al menos un 90% de los granos contiene al menos aproximadamente 500 nodulos por mm .
12. El articulo abrasivo revestido o el método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque al menos un 50% de los granos contiene al menos aproximadamente 600 nodulos por mm2.
13. El articulo abrasivo revestido o el método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque al menos un 50% de los granos contiene a lo sumo aproximadamente 3500 nodulos por mm2.
14. El articulo abrasivo revestido o el método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque los granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados cumplen con al menos una de las siguientes condiciones : (1) al menos aproximadamente un 97% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 1400 ym y a lo sumo aproximadamente un 20% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 2360 µp? y la densidad del material suelto es entre aproximadamente 2,22 y aproximadamente 2,36; (2) al menos aproximadamente un 96% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 1000 pm y a lo sumo aproximadamente un 3% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 1700 µp? y la densidad del material suelto es entre aproximadamente 2,08 y aproximadamente 2,19; (3) al menos aproximadamente un 92% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 600 µp? y a lo sumo aproximadamente un 18% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 850 \im y la densidad del material suelto es entre aproximadamente 1, 98 y aproximadamente 2,10; (4) . al menos aproximadamente un 92% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 425 µ?? y a lo sumo aproximadamente un 18% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 600 µ?? y la densidad del material suelto es entre aproximadamente 1,89 y aproximadamente 2,00; (5) al menos aproximadamente un 96% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 300 µp? y a lo sumo aproximadamente un 7% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 500 µ?? y la densidad del material suelto es entre aproximadamente 1,86 y aproximadamente 1,97; (6) al menos aproximadamente un 96% en peso de los granos no . pasa un tamiz de malla cuadrada de 250 µp? y a lo sumo aproximadamente un 3% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 425 µ?t? y la densidad del material suelto es al menos aproximadamente 1,86 y al menos aproximadamente 1,93; (7) al menos aproximadamente un 96% en peso- de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 150 µp? y a lo sumo aproximadamente un 3% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 250 µ?t? y la densidad del material suelto es entre aproximadamente 1,83 y aproximadamente 1,91.
15. El articulo abrasivo revestido o el método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque los granos abrasivos de alúmina-zirconia fusionados cumplen con al menos una de las siguientes condiciones: (2) al menos- aproximadamente un 96% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 1000 µp? y a lo sumo aproximadamente un 3% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 1700 µp? y la densidad del material suelto de menor a aproximadamente 2,17; (3) al menos aproximadamente un 92% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 600 µp? y a lo sumo aproximadamente un 18% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 850 µp? y la densidad del material suelto es menor de aproximadamente 2,05; (4) al menos aproximadamente un 92% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 425 µp? y a lo sumo aproximadamente un 18% en peso de los granos no pasa un tamiz de malla cuadrada de 600 µ?t? y la densidad del material suelto es menor de aproximadamente 1,91.
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