CN1066662C - 具有改善圆角保持性能的溶胶－凝胶法氧化铝砂轮 - Google Patents

具有改善圆角保持性能的溶胶－凝胶法氧化铝砂轮 Download PDF

Info

Publication number
CN1066662C
CN1066662C CN94108540A CN94108540A CN1066662C CN 1066662 C CN1066662 C CN 1066662C CN 94108540 A CN94108540 A CN 94108540A CN 94108540 A CN94108540 A CN 94108540A CN 1066662 C CN1066662 C CN 1066662C
Authority
CN
China
Prior art keywords
weight
emery wheel
sol
bond
gel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
CN94108540A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1115706A (zh
Inventor
D·A·谢尔登
R·S·伦德贝里
晓明·李
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain Abrasives Inc
Original Assignee
Norton Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Norton Co filed Critical Norton Co
Publication of CN1115706A publication Critical patent/CN1115706A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1066662C publication Critical patent/CN1066662C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B24D3/16—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 close-grained structure, i.e. of high density
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C04B35/111—Fine ceramics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/624—Sol-gel processing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/6303—Inorganic additives
    • C04B35/6316—Binders based on silicon compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74—Physical characteristics
    • C04B2235/76—Crystal structural characteristics, e.g. symmetry

Abstract

本发明提供一种玻璃态结合磨料的砂轮，其中磨料颗粒是一种溶胶一凝胶法氧化铝磨料，砂轮的圆角或形状保持特性与机械性能获得了改善。本发明还包括提供一种结合剂组合物，它有助于含溶胶一凝胶法磨料的玻璃质结合砂轮的边缘或形状保持性能与机械性能的改善。

Description

具有改善圆角保持性能的溶胶-凝胶法氧化铝砂轮
本申请与颁布于1991年7月30日的美国专利5,035,723和颁布于1993年4月20日的美国专利5,203,886相关，这两个专利的全部说明书已被参考结合于本申请中。
本发明涉及砂轮，具体就是圆角(corner)保持性能有了改善，采用溶胶-凝胶法氧化铝作为磨粒的砂轮。本发明还包括一种能改善机械强度和圆角保持性能的结合剂组合物。
人们正在设计一些精密的运动部件在更高输出或产量、更高效率和更长寿命的情况下进行运转。这些部件例如有：发动机(内燃式、喷气式和电气式)，传动系(一般传动装置和差动装置)以及支承面等。为满足这些要求，生产部件的质量应有所改善，包括其设计更好，强度更大，尺寸公差更严。为了获得很严的公差，部件应采用优质材料，并制成接近净的即最终的形状与尺寸。
砂轮时常用于整个部件的制造，即赋于其最终尺寸。玻璃质结合的砂轮大多用于金属部件的磨削。为了用砂轮获得这种精密度的部件，需用金刚石刀具将砂轮的表面修整成该部件的反象形状。因为被加工的部件是取砂轮的外形，所以砂轮尽可能长久地保持其形状是十分必要的。理想的情况就是磨削成具有精确尺寸公差的精密部件，同时并无材料损伤。
典型的情况是，砂轮的形状会走样，即在砂轮的圆角或曲线部位发生损坏。标准的电熔刚玉砂轮在磨削了二、三个工件后，在其边缘处会产生显著的变化。因此，为避免出废品，在每加工一个工件后，磨床工可能须对砂轮进行修整。采用性能较佳的溶胶-凝胶法氧化铝磨粒制造的砂轮，它磨削了四、五个工件后，砂轮边缘的形状才会有变化，因此磨床工在磨削了三个工件后才会要修整砂轮。溶胶-凝胶法氧化铝砂轮的修整频率与标准砂轮比较得以减少，这固然是一个改进，而目前的修整频率仍较大，而且溶胶-凝胶法氧化铝砂轮通过修整要产生损耗，因此人们仍希望能进一步降低修整频率以获得效益。
需要的是一种圆角或形状保持性能较好的溶胶-凝胶法氧化铝砂轮，以便延长两次修整之间的时间。因此，本发明的一个目的就是制造一种圆角或形状保持性能改善的溶胶-凝胶法氧化铝磨粒的砂轮。本发明的又一个目的是制造一种可用于溶胶-凝胶法氧化铝砂轮的结合剂。
本发明提供一种玻璃质结合磨料的砂轮，其中磨料颗粒包括一种溶胶-凝胶法氧化铝磨料，砂轮的圆角或形状保持特性与机械性能获得了改善。本发明还包括提供一种结合剂组合物，它有助于含溶胶-凝胶法磨料的玻璃质结合砂轮的圆角或形状保持性能与机械性能的改善。
图1是一个在圆角保持性能试验中用一个砂轮进行圆角磨削的示意图。
图2是在圆角保持性能试验中砂轮圆角半径与工件表面相接触的那部份的示意图。
本发明的玻璃质结合磨料体中含有溶胶-凝胶法氧化铝磨粒。溶胶-凝胶法氧化铝磨粒在本技术领域中是为人们所熟知的。溶胶-凝胶法氧化铝可以是放入晶种的或不放入晶种的。溶胶-凝胶法氧化铝指的是用下述方法制备的氧化铝，该方法是使氧化铝-水合物的溶胶产生胶溶作用，生成凝胶，然后干燥与煅烧形成α氧化铝。
最初的溶胶还可以含有总重达15％的尖晶石、富铝红桂石、二氧化锰、二氧化钛、氧化镁、稀土金属氧化物、氧化锆或一种氧化锆的前体(此前体的加入量可较多，例如40重量％或以上)、或其它的相容添加物或其前体。溶胶时常含有这些添加物，是为了改进诸如断裂韧度、硬度、脆性、断裂力学以及干燥性能等性质。
凝胶一旦形成后，可用例如压制、模制或挤压等任何一种适宜方法使之成形，然后仔细干燥以生成所需形状的不开裂坯体。
这种凝胶如上成形后，可以再切成合适的供煅烧的尺寸；这种凝胶或者还可直接铺展成任一合适形状，然后干燥，干燥的温度一般低于凝胶的起沫温度。也可以采用任一种去水方法包括溶剂提取法来将凝胶中的自由水分去掉，形成固体。
当固体干燥后，它可切割或加工成所需的某种形状，或用任一种合适设备，例如锤磨机或球磨机进行粉碎，生成颗粒。磨碎固体的任何一种方法都可采用。
成形之后，此干燥凝胶可再经焙烧，基本上去除所有挥发物质，并将颗粒的诸种组分转变成陶瓷物质(金属氧化物)。干燥凝胶一般是加热直至自由水分和绝大部分化合水分都去除掉。经焙烧的材料再经加热煅烧，其保温是在一适当的温度范围内直至所有的α氧化铝-水合物基本上转变为α氧化铝。
如前所述，溶胶-凝胶法氧化铝可以是放入晶种的或不放晶种的。对放入晶种的溶胶-凝胶法氧化铝，是将成核部位物质有意地引入氧化铝-水合物分散体系或在其中就地产生。在分散体系中有成核部位的存在，就降低了α氧化铝随后形成的温度，因此产生极细的结晶结构。
在本技术领域中，人们是很熟悉合适的晶种物质的。它们一般应具有与α氧化铝尽量接近的结晶结构和点阵参数。可用的晶种包括例如颗粒状的α氧化铝、α氧化铁(FewO3)、α氧化铝前体或α氧化铁前体，后两种物质在低于氧化铝-水合物转变成α氧化铝的温度以下的某个温度会分别转变成α氧化铝和α氧化铁。但是，在这里给出这些晶种类型，只是提供说明而已，并不构成什么限制。有效的晶种颗粒在其粒度上应是亚微米的。
如果用晶种溶胶-凝胶法氧化铝，晶种物质的重量最好应不超过水合氧化铝重量的10％，一般来说，超过约5重量％并无好处。如果晶种是足够细的话(最好为60米2/克或以上)，其使用量宜为0.5-10重量％，1-5重量％则更适宜。所加入的晶种可以是一种前体形式，它在α氧化铝形成的温度以下的某一个温度会转变为活性晶种。
某些情况下，也可采用非晶种溶胶-凝胶法氧化铝磨料。这种磨料的制法与上述制法相同，只是不引入晶种颗粒。可以在溶胶或凝胶中加入足量的稀土金属氧化物或它们的前体，以便在煅烧后含有至少0.5重量％或最好约1-30重量％稀土金属氧化物。
本发明的砂轮除含有溶胶-凝胶法磨料颗粒外，并可任选地含有一种或多种辅助磨料颗粒。砂轮中有磨料、结合剂、孔隙，可能还有其它填料和添加物。砂轮中磨料包括辅助磨料的用量可能变化很大。本发明砂轮的组成，含有约34至约56体积％磨料较佳，约40至约54体积％磨料更佳，约44至约52体积％磨料则最佳。
在砂轮磨料的总量中，溶胶-凝胶法氧化铝磨料占约5至约100体积％较佳，约30至约70体积％更佳。
在砂轮磨料的总量中，辅助磨料占约0至95体积％较佳，约30至约70体积％更佳。可用的辅助磨料包括例如电熔刚玉、碳化硅、立方氮化硼、金刚石、燧石、石榴石、气泡氧化铝。但是给出这些辅助磨料的例子仅供说明，并非限制。
在砂轮中经常有孔隙存在。本发明砂轮的孔隙度约0至约68体积％较佳，约28至约56体积％更佳，约30至约53体积％最佳。孔隙的形成是由于材料颗粒的自然填充中存在空间间隙，以及由于含有通常的致孔介质材料，例如空心玻璃微珠、核桃壳粉、塑料等有机材料微珠，泡沫玻璃颗粒和气孔氧化铝的缘故。这些致孔材料也不过是示例说明，并不限于此。
本发明的砂轮是用一种玻璃态结合剂结合的。所用的玻璃态结合剂对本发明砂轮的圆角或形状保持特性的改善起着很大作用。此种结合剂的原料较好地是包括6号Kentucky球土、霞石、硅酸钠粉、碳酸锂、燧石、硅灰石和钴尖晶石。这些原料一起含有下列氧化物：SiO2,Al2O3,Fe2O3,TiO2,CaO,MgO,Na2O,K2O,Li2O,B2O3和CoO。砂轮组成中所含的结合剂，约3至25体积％较佳，约4至约20体积％更佳，约5至约18.5体积％最佳。
煅烧后的结合剂中，所含的SiO2大于约47重量％，约52至约62重量％较佳，约54至约60重量％更佳，约57重量％最佳；所含的Al2O3少于约16重量％，约12至约16重量％较佳，约13至约15重量％更佳，14.4重量％最佳；所含的Na2O约7至约11重量％较佳，约8至约10重量％更佳，约8.9重量％最佳；所含的K2O少于约2.5重量％，约0.5至约2.5重量％较佳，约1至约2重量％更佳，约1.6％最佳；所含的Li2O大于约2.0重量％，约2.0至约3.4重量％较佳，约2.0至约2.7重量％更佳，约2.2重量％最佳；所含的B2O3少于约18重量％，约9至约16重量％较佳，约11至约14重量％更佳，约12,6重量％最佳；所含的CoO约0至约2重量％较佳，约0.5至约1.3重量％更佳，约0.9重量％最佳，氧化钴(CoO)对本发明砂轮并不是必需的，其加入只是作为一种着色剂。玻璃态结合剂中的其它氧化物，例如Fe2O3,TiO2,CaO,MgO,都是对构成结合剂并非必需，存在于原料中的一些杂质。此种结合剂还使溶胶-凝胶法氧化铝制备的砂轮的机械强度有所提高。
对砂轮采用本领域技术人员熟知的一些方法进行煅烧。煅烧条件主要取决于实际所用的结合剂材料和磨料。所得玻璃质结合体还可按通常方式用一磨削助剂例如硫或-赋形剂例如环氧树脂来浸渍，令磨削助剂进入磨轮的孔隙中。
所制得的砂轮出乎意料地具有改善的圆角或形状，保持性能，该性能既可定量地，又可定性地测量。虽然砂轮的边缘形状变化被认为是砂轮损坏的判据，但这并不是个定量试验，因为形状变化只能在显微镜下观察得到，而且是用指甲或铅笔尖定性地感触到的。因此，人们研究出了为砂轮圆角损坏模式进行界定和定量化的试验。
这个试验是在一设定的进给速率条件下测量“径向磨损”和“磨损面积”。为了进一步规定砂轮的试验条件以及确定类似砂轮可赖以测量和比较的标准，所用的试验条件如下：
磨床：Bryant LectralineTMLL3 I.D./O.D.,10匹马力磨床；
湿磨法：有水的5-7％Trim Master ChemicalTM VHP E200；
被磨削的工件材料：4330V曲轴钢，Rc为28至32；
工件尺寸：外径4英寸；
距工件边缘的磨削宽度：0.009英寸；
砂轮的圆角半径：0.110英寸；
工件圆周速度：200英尺/分；
进给速率：0.0133英寸/秒；
轮面修整：用金刚石滚轮(RPC2993)，其转速为4600转/分，修整速率为0.002英寸/秒以获得0.110英寸半径；
砂轮圆周速度：12,000英尺/分；
每个试验的磨削次数：最多达12次；
每次磨削进给量：0.04英寸；
这个圆角保持性能试验是设计来测量在磨削操作中，砂轮的圆角保持其形状的程度的。形状保持性能用两个量，“径向磨损”和“磨损面积”来衡量。图1简示了用一磨轮10对一工件12例如曲轴进行圆角磨削的情况。
此图中，21-26代表砂轮通过工件的一系列递进行程。21-22代表一次磨削。距工件边缘的磨削宽度14是0.009英寸。进给量是每次磨削0.04英寸。砂轮10的圆角半径18是0.110英寸。图2表示圆角保持试验中，砂轮10的圆角半径30与工件12表面相接触的部分。图2中，磨削宽度即A与C之间的水平距离是试验工件材料要去除的材料厚度。图2中，接触高度32即A与B之间的垂直距离是一个磨削进程结束时与试验工件材料相接触的砂轮部分的高度。在所述磨削条件下，进行两个测量以定量表示砂轮的圆角保持性能。这两个测量的量是“磨损面积”和“径向磨损”。
测量磨损面积就是测量砂轮在磨削了工件以后其圆角的轮廓面积的变化。图2中，对于一给定接触高度32、砂轮半径18、切削宽度14，磨损面积由AEBDA所限定的面积表示。测量径向磨损就是测量在点A和点B之间砂轮半径18的最大改变。这一测量也在图2中表示，径向磨损就等于DE，E就是对于接触高度32，在点A和点B之间砂轮半径发生最大改变达到的位置。砂轮的磨损面积和径向磨损测量的方法是先用该砂轮在每次磨削后对一片样再进行磨削。然后用一个光学比较仪在50倍放大条件下对经此磨削的片样描绘其轮廓。用一面积测量仪测量轮廓线上的磨损面损，用一游标卡尺测量轮廓线上最大的径向磨损作为径向磨损。
在下面的实施例中提供了一些数据，这些数据表明，在达到与标准溶胶-凝胶法氧化铝砂轮可比的径向磨损和磨损面积之前，本发明的新砂轮可以进行出乎意料多的磨削次数，这就定量说明了本发明溶胶-凝胶法磨轮的圆角保持性能有了改善。
为使本技术领域的人员更好地理解本发明的实践，现提供下列实施例以供说明，但并非作为限制。在本说明书中引述到的参考文献和专利中，可以查找到本技术领域中的进一步背影资料，这些资料也参考结合于本发明中。
实施例
实施例1
对晶种溶胶-凝胶法磨料，分别用本发明的新结合剂与Norton标准商用结合剂制备了试样，测量比较了它们的断裂模数。新结合剂的煅烧前组成为：30.3重量％玻璃料粉末(料的组成为41.2重量％SiO2,39.9重量％B2O3,5.1重量％Al2O3,10.3重量％Na2O,1.3重量％Li2O,2.1重量％MgO/CaO，痕量K2O)，27.7重量％霞石正长岩，20重量％6号Kentucky球土，10重量％硅酸钠，4.7重量％燧石(石英)，4.3重量％碳酸锂，1重量％硅灰石和2重量％纯铝酸钴尖晶石。所用霞石正长岩、6号Kentucky球土、硅酸钠、燧石、碳酸锂和硅灰石的化学组成列在表Ⅰ中。
                           表Ⅰ．氧化物    霞石正长岩    6号    硅酸钠    燧石    碳酸锂    硅灰石(重量％)                Kenfucky
                    球土SiO2     60.2          64.0    76.2     99.6              50.9Al2O3   23.2          23.2             0.2               0.3Na2O     10.6          0.2     23.8             0.2K2O      5.1           0.4Li2O                                            40.1MgO                     0.3                                0.1CaO       0.3           0.1                                46.9杂质      0.1           3.4              0.1     0.1       0.9烧失量    0.4           8.7              0.1     59.6      0.9
制备结合剂是将其原料在一个Sweco振动磨中干混3小时。将此制成的结合剂与60粒度号的晶种溶胶-凝胶法氧化铝和高纯电熔白氧化铝的1比1混和磨料进行混合。再将它在-Hobart N-50揉面机(其容量为2千克混料)中以低速与糊精结合剂粉末、液体动物胶和作为润湿剂的0.1％乙二醇进一步进行混合。然后将混过的料过14目筛以破碎结块，在一个三腔式棒模装置中压制成尺寸为4英寸×1英寸×1/2英寸的棒。将这些棒样煅烧，条件为：在一间歇窑中以每小时40℃的速度由室温升至1000℃，在该温度保持8小时，然后冷却至室温。
采用上述步骤用Norton标准商用结合剂也制备了一些试样棒。
这些试样棒在一Instron Model 4204机械性能试验机上进行了无切口弯曲试验，用一个支承跨距为3英寸的4点式弯曲试验夹具，负荷跨距为1英寸，负荷施加速率为每分钟十字头移动0.050英寸。对煅烧后结合剂含量由10重量％至30重量％的一些磨料试样棒，进行了试验。结果示于表Ⅱ。
表Ⅱ
强度测量结果
断裂模数与煅烧后结合剂含量的关系
煅烧后结合剂含量    (重量％)    标准结合剂(psi)    新结合剂
0.100                9.1        6070               6336
0.150                13.0       6813               6881
0.200                16.7       6737               7298
0.250                20.0       2776               6723
0.300                23.1       --                 7262
实施例2
对晶种溶胶-凝胶法磨料分别用本发明新结合剂与Norton标准商用结合剂制备了砂轮，测量比较了它们的磨损面损和径向磨损。新结合剂的组成与用于实施例1的新结合剂相同。制备结合剂是将其原料在一个Sweco振动磨中干混3小时。将此结合剂与磨料等再进行混合。所得磨料混料含有76.56重量％磨料(它本身是含50重量％的120粒度号晶种溶胶-凝胶法丝料、43.54重量％的70粒度号高纯电熔白氧化铝、6.46重量％的尺寸细于36目的气泡氧化铝)、18.47重量％结合剂、1.38重量％糊精、3.06重量％液体动物胶、0.34重量％水、0.18重量％乙二醇。将此磨料混料模压成10英寸-3/16英寸×0.580英寸×5.025英寸的砂轮，其生坯密度为2.190克/毫升。将此砂轮生坯在一间歇密中以每小时40℃的升温速度由室温升至1000℃，保温8小时进行煅烧，然后冷却至室温。
采用Norton标准商用结合剂也制造了一些砂轮，该结合剂是将其原料在Norton生产设备中用标准生产方法制备的。用此结合剂也制成磨料混料。所得磨料混料含有76.27重量％磨料(它本身是含50重量％的120粒度号晶种溶胶-凝胶法丝料、43.54重量％的70粒度号高纯电熔百氧化铝，6.46重量％的尺寸细于36目的气泡氧化铝)、20.34重量％结合剂、0.92重量％糊精、2.30重量％的一种混合物(含40重量％液体动物胶、30重量％苹果酸粉末、30重量％水)、0.18重量％乙二醇。制造这种标准砂轮是为了同81重量％磨料与19重量％玻璃质结合剂的试验砂轮作对照。砂轮的煅烧都是采用一种煅烧均热温度为900℃的生产循环进行的。砂轮在-Bryant Lectraline LL3 I.D./O.D.(10匹马力)磨床上按说明书所述的条件用湿圆柱形全面进磨法进行了试验。结果(表Ⅲ和表Ⅳ.)表明，圆角保持性能有了改善。
表Ⅲ
径向进给量与磨损面积关系径向进给量                   磨损面积(英寸2)
                标准结合剂            新结合剂(英寸)    #1         #2         #30.36     .000062    .000043    .000053    .000038.40      .000078    .000066    .000062    .000048.44      .000084    .000071    .000067    .000051.48      .000097    .000084    .000080    .000059
表Ⅳ
径向进给量的径向磨损的关系径向进给量                径向磨损(英寸)
              标准结合剂        新结合剂(英寸)    #1       #2       #30.36     .0024    .0021    .0022    .00140.40     .0027    .0024    .0022    .00180.44     .0032    .0027    .0022    .00190.48     .0034    .0026    .0024    .0020
实施例3
对晶种溶胶-凝胶法磨料分别用本发明新结合剂与Norton标准商用结合剂制备了砂轮，测量比较了它们的磨损面积和径向磨损。新结合剂的组成与用于实施例1的新结合剂相同。制备结合剂是将其原料在一个Sweco振动磨中干混3小时。将此结合剂与磨料等再进行混合。所得磨料混料含有83.56重量％磨料(它本身是含25重量％的70粒度号晶种溶胶-凝胶法氧化铝、25重量％的80粒度号晶种熔胶-凝胶法氧化铝50重量％的70粒度号高纯电熔白氧化铝)12.47重量％结合剂、0.84重量％糊精、2.97重量％液体动物胶、0.17重量％乙二醇。将此磨料混料模压成10英寸-3/16英寸×0.580英寸×5.025英寸的砂轮，其生坯密度为2.341克/毫升。将此的砂轮生坯在一间歇窑中以每小时40℃的升温速度由室温升到1000℃，保温8小时进行煅烧，然后冷却至室温。
采用Norton标准商用结合剂也制造了一些砂轮，该结合剂是将其原料在Norton生产设备中用标准生产方法制备的。用此结合剂也制成磨料混料。所得磨料混料含有83.68重量％磨料(它本身是含25重量％的70粒度号晶种溶胶-凝胶法氧化铝、25重量％的80粒度号晶种溶胶-凝胶法氧化铝、50重量％的70粒度号高纯电熔血氧化铝)13.82重量％结合剂、0.50重量％糊精、1.82重量％的一种混合物(含40重量％液体的动物胶、30重量％苹果酸粉末、30重量％水)、0.18重量％乙二醇。这种混料也压制成砂轮(其尺寸与上述新结合剂的情况相同，并采用一煅烧均热温度为900℃的生产循环进行煅烧。制造这种标准砂轮是为了同87.4重量％磨料与12.6重量％玻璃质结合剂的试验砂轮作对照。砂轮在-Bryant Lectra-line LL3 I、D./O.D.(10匹马力)磨床上按说明书所述的条件用湿圆柱形全面进磨法进行了试验。结果(表Ⅴ和表Ⅵ)表明，边缘保持性能有了改善。
表Ⅴ
径向进给量与磨损面积的关系径向进给量          标准结合剂 新结合剂(英寸)    #4        #50.20     ----       .000066    ----0.24     .000049    .000080    ----0.28     .000069    .000084    ----0.32     .00000069  ----       ----0.36     .00000074  .000100    .0000450.40     .000084    .000130    .000054
0.44    .000099    .000140    .000075
0.48    .000100    .000170    .000100
表Ⅵ
径向进合量与径向磨损的关系
径向进给量      标准结合剂  新结合剂
(英寸)  #4      #5
0.20    ----    .0025       ----
0.24    .0018   .0031       ----
0.28    .0019   .0037       ----
0.32    .0025   .----       ----
0.36    .0024   .0036       .0015
0.40    .0029   .0044       .0021
0.44    .0027   .0043       .0022
0.48    .0034   .0048       .0027
可以理解，本领域的技术人员不难知道并且能够进行那些在不背离本发明的范围和精神条件可作的各种各样的修改。因此，所列举的权利要求的范围并非限于上面的叙述，这些权利要求应被认为覆盖本发明的所有可授予专利的新颖特征，包括那些本发明领域技术人员可视为与这些新颖特征等当的特征在内。

Claims (4)

1．一种砂轮，其特征在于：它含有溶胶-凝胶法氧化铝磨料和玻璃质结合剂，经煅烧后，此玻璃质结合剂含有：2.0-3.4重量％Li2O，7-11重量％Na2O，0.5-2.5重量％K2O，52-62重量％SiO2，12-16重量％Al2O3，9-16重量％B2O3。
2．如权利要求1所述的砂轮，其特征在于：其中的溶胶-凝胶法氧化铝在制备过程中是使用晶种的。
3．如权利要求2所述的砂轮，其特征在于：其中的溶胶-凝胶法氧化铝在制备过程中是使用α氧化铝晶种的。
4．一种用于溶胶-凝胶法氧化铝砂轮的玻璃质结合剂，其特征在于它含有：2.0-3.4重量％Li2O，7-11重量％Na2O，0.5-2.5重量％K2O，52-62重量％SiO2，12-16重量％Al2O3，9-16重量％B2O3。
CN94108540A 1993-07-30 1994-07-29 具有改善圆角保持性能的溶胶－凝胶法氧化铝砂轮 Expired - Lifetime CN1066662C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/100,519 1993-07-30
US08/100,519 US5401284A (en) 1993-07-30 1993-07-30 Sol-gel alumina abrasive wheel with improved corner holding

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1115706A CN1115706A (zh) 1996-01-31
CN1066662C true CN1066662C (zh) 2001-06-06

Family

ID=22280175

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN94108540A Expired - Lifetime CN1066662C (zh) 1993-07-30 1994-07-29 具有改善圆角保持性能的溶胶－凝胶法氧化铝砂轮

Country Status (17)

Country Link
US (2) US5401284A (zh)
EP (1) EP0636457B1 (zh)
JP (1) JP3476915B2 (zh)
KR (1) KR100307645B1 (zh)
CN (1) CN1066662C (zh)
AT (1) ATE250484T1 (zh)
AU (1) AU671912B2 (zh)
BR (1) BR9403117A (zh)
CA (1) CA2127328C (zh)
CZ (1) CZ285488B6 (zh)
DE (1) DE69433172T2 (zh)
DK (1) DK0636457T3 (zh)
ES (1) ES2208648T3 (zh)
HU (1) HU217687B (zh)
IL (1) IL110193A (zh)
RU (1) RU2139181C1 (zh)
ZA (1) ZA945341B (zh)

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5536283A (en) * 1993-07-30 1996-07-16 Norton Company Alumina abrasive wheel with improved corner holding
US5401284A (en) * 1993-07-30 1995-03-28 Sheldon; David A. Sol-gel alumina abrasive wheel with improved corner holding
US5711774A (en) * 1996-10-09 1998-01-27 Norton Company Silicon carbide abrasive wheel
US5863308A (en) * 1997-10-31 1999-01-26 Norton Company Low temperature bond for abrasive tools
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
JP3373797B2 (ja) * 1998-10-28 2003-02-04 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 樹脂含浸補強ビトリファイド砥石およびその製造方法
US6123744A (en) * 1999-06-02 2000-09-26 Milacron Inc. Vitreous bond compositions for abrasive articles
US6375692B1 (en) * 1999-07-29 2002-04-23 Saint-Gobain Abrasives Technology Company Method for making microabrasive tools
US6609963B2 (en) 2001-08-21 2003-08-26 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Vitrified superabrasive tool and method of manufacture
US6679758B2 (en) 2002-04-11 2004-01-20 Saint-Gobain Abrasives Technology Company Porous abrasive articles with agglomerated abrasives
US7141086B2 (en) 2002-06-03 2006-11-28 Ricoh Company, Ltd. Abrasive grain and method for producing it, polishing tool and method for producing it, grinding wheel and method for producing it, and polishing apparatus
BRPI0417290B1 (pt) 2003-12-23 2019-02-19 Diamond Innovations, Inc. Método para retificar um cilindro ferroso
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
US8167962B2 (en) * 2007-04-10 2012-05-01 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Pulpstone for long fiber pulp production
US8491681B2 (en) * 2007-09-24 2013-07-23 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasive products including active fillers
NZ589349A (en) * 2008-04-18 2013-07-26 Saint Gobain Abrasifs Sa Hydrophilic and hydrophobic silane surface modification of abrasive grains
EP2177318B1 (en) * 2009-04-30 2014-03-26 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasive article with improved grain retention and performance
CN102725102A (zh) 2009-05-19 2012-10-10 圣戈班磨料磨具有限公司 用于轧辊研磨的方法以及装置
CZ2009429A3 (cs) * 2009-07-02 2011-01-12 Best - Business,A.S. Keramické pojivo
EP2485869B1 (en) * 2009-10-08 2019-06-26 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Bonded abrasive article and method of forming
KR20140045567A (ko) * 2009-12-02 2014-04-16 생-고뱅 어브레이시브즈, 인코포레이티드 결합된 연마 물품 및 생성 방법
EP2507014A4 (en) * 2009-12-02 2015-07-29 Saint Gobain Abrasives Inc RELATED ABRASIVE ARTICLE AND ITS TRAINING METHOD
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
US8903545B2 (en) * 2011-06-10 2014-12-02 Great Plains Manufacturing, Inc. Agricultural implement having hopper weighing system
CA2856129A1 (en) 2011-11-23 2013-05-30 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasive article for ultra high material removal rate grinding operations
EP2798034A4 (en) 2011-12-30 2016-01-27 Saint Gobain Abrasives Inc BONDED GRINDING MATERIAL AND METHOD FOR THEIR FORMATION
CN102729156B (zh) * 2012-01-18 2015-06-10 山东大学 一种低融高强微晶氧化铝陶瓷磨具用结合剂及其制备方法
AR091550A1 (es) 2012-06-29 2015-02-11 Saint Gobain Abrasives Inc Producto abrasivo aglomerado y metodo de formacion
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
BR102012032307A2 (pt) * 2012-12-18 2014-09-09 Saint Gobain Do Brasil Produtos Ind E Para Construcao Ltda Formulação para rebolo de óxido de alumínio branco de brunimento de cereais e processo de obtenção de rebolo de óxido de alumínio branco
EP3006150B2 (en) 2013-05-31 2022-10-05 Toyota Motor Hokkaido, Inc. Continuous-generation gear-wheel grinding method
TWI590917B (zh) * 2013-06-25 2017-07-11 聖高拜磨料有限公司 研磨製品及其製造方法
US9790411B2 (en) 2014-12-30 2017-10-17 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasive articles and methods for forming same
WO2016109735A1 (en) 2014-12-30 2016-07-07 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasive articles and methods for forming same
CN104889894B (zh) * 2015-04-27 2017-07-07 青岛四砂泰益超硬研磨股份有限公司 磨瓦楞辊砂轮及其制造方法
CN106584298B (zh) * 2016-11-22 2019-01-04 惠州捷姆复合材料有限公司 一种高强树脂砂轮的制备方法
US11691247B2 (en) 2017-12-28 2023-07-04 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Bonded abrasive articles

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU458427A1 (ru) * 1973-01-22 1975-01-30 Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья Кольского филиала АН СССР Керамическа св зка дл изготовлени абразивного инструмента
GB2143515A (en) * 1983-07-22 1985-02-13 Boris Antonovich Bryantsev Ceramic binder for making abrasive tools
EP0395087A2 (en) * 1989-04-28 1990-10-31 Norton Company Bonded abrasive products
US5094672A (en) * 1990-01-16 1992-03-10 Cincinnati Milacron Inc. Vitreous bonded sol-gel abrasive grit article

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3892581A (en) * 1973-09-10 1975-07-01 Ppg Industries Inc Glass fiber compositions
DE2756555C3 (de) * 1977-12-19 1982-12-02 Schott Glaswerke, 6500 Mainz Thermisch vorspannbare Gläser mit hoher Temperaturwechselfestigkeit und Wärmedehnungskoeffizienten im Temperaturbereich von 20 bis 300°C von 33,9 bis 53,2 mal 10↑-↑↑7↑/°C auf der Basis SiO↓2↓-B↓2↓O↓3↓-Al↓2↓O↓3↓-Na↓2↓O
US4623364A (en) * 1984-03-23 1986-11-18 Norton Company Abrasive material and method for preparing the same
CA1254238A (en) * 1985-04-30 1989-05-16 Alvin P. Gerk Process for durable sol-gel produced alumina-based ceramics, abrasive grain and abrasive products
US5236483A (en) * 1985-07-16 1993-08-17 Seiko Epson Corporation Method of preparing silica glass
EP0211247A3 (de) * 1985-07-31 1987-05-27 Techno-Keramik GmbH Feinschleifwerkzeug für die Bearbeitung von Werkstücken aus Metall, Glas oder Keramik
US4881951A (en) * 1987-05-27 1989-11-21 Minnesota Mining And Manufacturing Co. Abrasive grits formed of ceramic containing oxides of aluminum and rare earth metal, method of making and products made therewith
US4792535A (en) * 1987-09-02 1988-12-20 Corning Glass Works UV-transmitting glasses
US5152810A (en) * 1987-09-14 1992-10-06 Norton Company Bonded abrasive tools with combination of finely microcrystalline aluminous abrasive and a superabrasive
US5090970A (en) * 1987-09-14 1992-02-25 Norton Company Bonded abrasive tools with combination of finely microcrystalline aluminous abrasive and a superbrasive
US4797269A (en) * 1988-02-08 1989-01-10 Norton Company Production of beta alumina by seeding and beta alumina produced thereby
US4898597A (en) * 1988-08-25 1990-02-06 Norton Company Frit bonded abrasive wheel
US4925814A (en) * 1989-02-27 1990-05-15 Corning Incorporated Ultraviolet transmitting glasses for EPROM windows
JP2926164B2 (ja) * 1989-04-18 1999-07-28 東海工業株式会社 アルカリ溶出度の小さい新規なガラスバブル及びそのためのガラスフリット組成物
US5147829A (en) * 1989-04-19 1992-09-15 University Of Florida Research Foundation Sol-gel derived SiO2 /oxide power composites and their production
US5009676A (en) * 1989-04-28 1991-04-23 Norton Company Sintered sol gel alumina abrasive filaments
US4998384A (en) * 1989-09-01 1991-03-12 Norton Company Grinding wheel mounting means
US5131923A (en) * 1989-09-11 1992-07-21 Norton Company Vitrified bonded sol gel sintered aluminous abrasive bodies
US5129919A (en) * 1990-05-02 1992-07-14 Norton Company Bonded abrasive products containing sintered sol gel alumina abrasive filaments
US5118326A (en) * 1990-05-04 1992-06-02 Norton Company Vitrified bonded grinding wheel with mixtures of sol gel aluminous abrasives and silicon carbide
US5035724A (en) * 1990-05-09 1991-07-30 Norton Company Sol-gel alumina shaped bodies
US5139978A (en) * 1990-07-16 1992-08-18 Minnesota Mining And Manufacturing Company Impregnation method for transformation of transition alumina to a alpha alumina
US5203886A (en) * 1991-08-12 1993-04-20 Norton Company High porosity vitrified bonded grinding wheels
US5268335A (en) * 1992-11-27 1993-12-07 Corning Incorporated Fast strengthening glass lenses
US5401284A (en) * 1993-07-30 1995-03-28 Sheldon; David A. Sol-gel alumina abrasive wheel with improved corner holding

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU458427A1 (ru) * 1973-01-22 1975-01-30 Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья Кольского филиала АН СССР Керамическа св зка дл изготовлени абразивного инструмента
GB2143515A (en) * 1983-07-22 1985-02-13 Boris Antonovich Bryantsev Ceramic binder for making abrasive tools
EP0395087A2 (en) * 1989-04-28 1990-10-31 Norton Company Bonded abrasive products
US5094672A (en) * 1990-01-16 1992-03-10 Cincinnati Milacron Inc. Vitreous bonded sol-gel abrasive grit article

Also Published As

Publication number Publication date
ES2208648T3 (es) 2004-06-16
CZ177494A3 (en) 1996-01-17
BR9403117A (pt) 1995-04-11
DE69433172T2 (de) 2004-06-17
CN1115706A (zh) 1996-01-31
DE69433172D1 (de) 2003-10-30
JP3476915B2 (ja) 2003-12-10
AU6596594A (en) 1995-02-09
US5401284A (en) 1995-03-28
HU217687B (hu) 2000-03-28
CA2127328C (en) 1999-03-23
RU94027584A (ru) 1997-04-20
HUT70361A (en) 1995-10-30
RU2139181C1 (ru) 1999-10-10
CA2127328A1 (en) 1995-01-31
CZ285488B6 (cs) 1999-08-11
DK0636457T3 (da) 2004-01-26
EP0636457A1 (en) 1995-02-01
KR100307645B1 (ko) 2002-02-28
US5573561A (en) 1996-11-12
ZA945341B (en) 1995-03-01
KR950003223A (ko) 1995-02-16
AU671912B2 (en) 1996-09-12
EP0636457B1 (en) 2003-09-24
ATE250484T1 (de) 2003-10-15
HU9402246D0 (en) 1994-09-28
IL110193A0 (en) 1994-10-21
JPH07164324A (ja) 1995-06-27
IL110193A (en) 1998-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1066662C (zh) 具有改善圆角保持性能的溶胶－凝胶法氧化铝砂轮
CN1185128A (zh) 有改进转角维持的氧化铝磨轮
US5215551A (en) Alumina-based ceramics materials, abrasive materials and method for the manufacture of the same
KR101704411B1 (ko) 연마 미립자 소재를 포함하는 연마 물품, 연마 미립자 소재를 이용하는 코팅 연마제 및 형성 방법
CA2015320C (en) Bonded abrasive products containing sintered sol gel alumina abrasive filaments
BR112015022748B1 (pt) Artigo abrasivo ligado compreendendo partículas abrasivas conformadas
KR20150002836A (ko) 결합된 연마 물품 및 생성 방법
CN1372587A (zh) 铈基磨料、其原料及其制备方法
CN1063437A (zh) 制造陶瓷结合剂砂轮的方法及所制得的砂轮
CN1389405A (zh) 制备氧化锆粉末的方法
JP6367122B2 (ja) アルミナ焼結体、砥粒、砥石、研磨布、及びアルミナ焼結体の製造方法
JPS62128962A (ja) アルミナ質焼結体の製造方法
CN1163632A (zh) 改性溶胶-凝胶氧化铝

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CX01 Expiry of patent term

Expiration termination date: 20140729

Granted publication date: 20010606