MXPA04011230A

MXPA04011230A - Abrasivos revestidos mejorados.

Info

Publication number: MXPA04011230A
Application number: MXPA04011230A
Authority: MX
Inventors: Kenneth Lorenz
Original assignee: Saint Gobain Abrasives Inc
Priority date: 2002-05-14
Filing date: 2003-03-21
Publication date: 2005-01-25
Also published as: HK1081587A1; KR20050016400A; US20030213182A1; CN100584535C; NZ536324A; KR100644741B1; JP2005526171A; TW200403330A; CZ20041110A3; GB2404922B; BE1015426A4; TWI252248B; BR0310025A; PL205237B1; CH698999B1; NO335223B1; RU2279966C2; DE10392644T5; FI20041460L; FI126896B

Abstract

Abrasivos revestidos novedosos que comprenden granos aglomerados abrasivos caracterizados por una elevada porosidad y una baja relacion de volumen solido a volumen nominal que proveen un medio excepcionalmente util para ofrecer caracteristicas de rectificado a baja presion.

Description

ABRASIVOS REVESTIDOS MEJORADOS ANTECEDENTES DE LA INVENCION La presente invención se refiere a abrasivos revestidos y particularmente a productos abrasivos adaptados para realizarse de una manera mejorada cuando se utilizan bajo condiciones de rectificación con presión moderada a baja. En la producción de abrasivos revestidos, se provee un material de refuerzo, el cual puede ser tratado para modificar las propiedades de absorción, con una capa modelo que comprende una resina aglutinante curable y los granos abrasivos son depositados en la capa modelo antes de que el aglutinante se cure al menos parcialmente. Posteriormente, se deposita una capa de apresto que comprende una resina aglutinante curable sobre el grano abrasivo para asegurar que los granos se fijen de manera segura al refuerzo. Cuando se utiliza el abrasivo revestido para desgastar una pieza de trabajo, las puntas de los granos abrasivos que se extienden en el plano de la superficie hacen contacto con la pieza de trabajo y empiezan el trabajo de abrasión. De esta manera, los granos que hacen contacto con la pieza de trabajo son sometidos a grandes tensiones y, si el grano no se mantiene adecuadamente mediante la capa de apresto éste se puede despegar de la superficie antes de que haya completado la abrasión. Por lo tanto, el ligante debe mantener el grano de manera segura. A medida que continúa la abrasión, el grano puede ser pulido, en cuyo caso se genera un calor de fricción importante y ocurre una pequeña remoción de la pieza de trabajo. Además, posteriormente se generan las tensiones y al final el grano se despega completamente o bien se fractura de manera que se pierde una gran porción. Sin embargo, esto genera nuevos bordes con filo de manera que se puede reanudar la abrasión. Idealmente, el modo de fractura debe ser lo más pequeño posible para que cada grano dure un tiempo prolongado. Esto se consigue utilizando granos abrasivos de alúmina por sol-gel los cuales comprenden cada uno cristalitos de tamaño de mieras o más pequeños los cuales, bajo condiciones de rectificación, se pueden romper para revelar nuevos bordes de corte. Sin embargo, esto ocurre bajo una presión de rectificación de moderada a pesada y solamente ocurre una cantidad reducida de autoafilado en condiciones de rectificación a presión más baja. Por lo tanto, existe la necesidad de una partícula abrasiva altamente efectiva que opere de manera muy eficiente en condiciones de rectificación con presión moderada a baja. Una opción que ha sido explorada es el uso de granos abrasivos aglomerados en los cuales una partícula abrasiva conformada por un número de partículas abrasivas más finas se mantienen juntas mediante un material ligante que puede ser de naturaleza orgánica o vitrea. Debido a que en general el ligante es más friable que las partículas abrasivas, el ligante se fractura bajo condiciones de rectificación que de otra manera conducirían al pulido o fractura total del grano abrasivo. Los granos abrasivos aglomerados generalmente permiten el uso de tamaños de partículas más pequeñas (grano rugoso) para obtener la misma eficiencia de rectificación que un tamaño mayor del grano rugoso abrasivo. También se ha informado que los granos abrasivos aglomerados mejoran la eficiencia de rectificación. La patente de E.U.A. No. -A-2, 194,472 para Jackson, describe herramientas abrasivas revestidas hechas con aglomerados de una pluralidad de granos abrasivos relativamente finos y cualquiera de los ligantes utilizados normalmente en herramientas abrasivas revestidas o ligadas. Se utilizan ligantes orgánicos para adherir los aglomerados a un refuerzo de los abrasivos revestidos. Los aglomerados proporcionan una cara de revestimiento abierto para los abrasivos revestidos hechos con un grano relativamente fino. Los abrasivos revestidos hechos con los aglomerados en lugar de granos abrasivos individuales, se caracterizan por ser de un corte relativamente rápido, de larga duración y adecuados para preparar una calidad fina del acabado superficial en la pieza de trabajo. La patente de E.U.A. No. -A-2,216,728 para Benner, describe aglomerados de grano abrasivo/ligante hechos de cualquier tipo de ligante. El objeto de los aglomerados es lograr estructuras de muela muy densas para retener el diamante o el grano de CBN durante las operaciones de rectificación. Si los aglomerados están hechos con una estructura porosa, entonces tienen el propósito de permitir que los materiales ligantes entreaglomerados fluyan hacia los poros de los aglomerados y densifiquen completamente la estructura durante la cocción. Los aglomerados permiten el uso de granos abrasivos finos que se pierden de otra manera en la producción. La patente de E.U.A. No. -A-3,048,482 para Hurst, describe microsegmentos abrasivos configurados, de granos abrasivos aglomerados y materiales ligantes orgánicos en forma de pirámides u otras formas ahusadas. Los microsegmentos abrasivos configurados están adheridos a un refuerzo fibroso, y se utilizan para hacer abrasivos revestidos y para alinear la superficie de muelas de rectificación delgadas. La invención se caracteriza por proporcionar una vida de corte más larga, una flexibilidad controlada de la herramienta, alta resistencia y seguridad para la velocidad, acción elástica y acción de corte altamente eficiente con relación a las herramientas hechas sin microsegmentos de granos abrasivos aglomerados. La patente de E.U.A. No. -A-3,982,359 de Elbel, enseña la formación de aglomerados de ligante de resina y granos abrasivos que tienen una dureza mayor que la del ligante de resina utilizado para ligar los aglomerados dentro de una herramienta abrasiva. Se logran velocidades de rectificación más rápidas y una vida más larga de la herramienta en las muelas ligadas con caucho que contienen los aglomerados. La patente de E.U.A. No. -A-4,355,489 de Heyer, describe un artículo abrasivo (muela, disco, banda, hoja, bloque y similar) hecho de una matriz de filamentos ondulados ligados en puntos de contacto manual y aglomerados abrasivos, que tienen un volumen hueco de aproximadamente 70-97%. Los aglomerados pueden hacerse con ligantes vitrificados o de resina y de cualquier grano abrasivo. La patente de E.U.A. No. -A-4,364,746 de Bitzer, describe herramientas abrasivas que comprenden diferentes aglomerados abrasivos que tienen diferentes resistencias. Los aglomerados están hechos de un grano abrasivo y de aglutinantes de resina, y pueden contener otros materiales, tales como fibras trozadas, para agregar resistencia o dureza. La patente de E.U.A. No. -A-4,393,021 de Eisenberg, et al, describe un método para hacer aglomerados abrasivos a partir de un grano abrasivo y un aglutinante de resina, utilizando una tela perforada y pasando con un rodillo una pasta del grano y el aglutinante a través de la tela para hacer extrusiones similares a una cinta. Las extrusiones se endurecen calentándolas y a continuación triturándolas para formar aglomerados. La patente de E.U.A. No. -A-4,799,939 de Bloecher, enseña aglomerados erosionables de granos abrasivos, cuerpos huecos y aglutinante orgánico y el uso de estos aglomerados en abrasivos revestidos y abrasivos ligados. Para los artículos abrasivos que comprenden los aglomerados, se reclaman una remoción del material más alta, una vida extendida y utilidad en condiciones de rectificación en húmedo. Los aglomerados tienen de manera preferida, de 150-3,000 mieras en su dimensión más larga. Para hacer los aglomerados, los cuerpos huecos, el grano, el aglutinante y el agua se mezclan como una suspensión, la suspensión se solidifica mediante calor o radiación para eliminar el agua, y la mezcla sólida se tritura en un triturador de mordaza o de cilindros y se criba. La patente de E.U.A. No. -A-5,129,189 de Wetshcer, describe herramientas abrasivas que tienen una matriz de ligante de resina que contiene conglomerados de grano abrasivo y de resina y material de relleno, tal como criolita. La patente de E.U.A. No. -A-5,651 ,729 de Benguerel, enseña una muela para rectificar que tiene un núcleo y una orilla abrasiva hecha de un ligante de resina y aglomerados triturados de diamante o grano abrasivo de CBN con un ligante metálico o de cerámica. Los beneficios indicados de las muelas hechas con los aglomerados, incluyen altos espacios para el desahogo de la viruta, alta resistencia al desgaste, características de autoafilado, alta resistencia mecánica de la muela y la capacidad para ligar directamente la orilla abrasiva al núcleo de la muela. En una modalidad, las orillas de rectificación ligadas de diamante o CBN usadas, se trituran a un tamaño de 0.2 a 3 mm para formar los aglomerados. La patente de E.U.A. No. -A-4,31 ,489 de Kressner, describe aglomerados de un grano abrasivo fino (< 200 mieras) y criolita, opcionalmente con un aglutinante de silicato, y su uso para hacer herramientas abrasivas revestidas. La patente de E.U.A. No. -A-4,541 ,842 de Rostoker, describe abrasivos revestidos y muelas abrasivas hechas con aglomerados de grano abrasivo y una espuma hecha de una mezcla de materiales ligantes vitrificados con otros materiales en bruto, tales como negro de humo o carbonatos, adecuados para espumarse durante la cocción de los aglomerados. Las "pellas" de aglomerados, contienen un porcentaje mayor de ligante que grano, en una base de porcentaje en volumen. Las pellas utilizadas para hacer las muelas abrasivas se sinterizan a 900°C (a una densidad de 1.134 g/cc), y el ligante vitrificado utilizado para hacer la muela se cuece a 880°C. Las muelas hechas con 16% en volumen de pellas se desempeñaron en la rectificación con una eficiencia similar a aquélla de las muelas comparativas hechas con 46% en volumen de grano abrasivo. Las pellas contienen celdas abiertas dentro de la matriz de ligante vitrificado, con los granos abrasivos relativamente más pequeños conglomerados alrededor de un perímetro de las celdas abiertas. Se menciona un horno giratorio para cocer los aglomerados de espuma en crudo. La USP 5,975,988 enseña aglomerados abrasivos convencionales que comprenden partículas abrasivas dispersas en una matriz de aglutinante pero en forma de granos configurados depositados en un orden preciso sobre un refuerzo y unidos al mismo. La USP 6,319,10/8 describe un refuerzo rígido con un pluralidad de materiales mixtos abrasivos unidos al mismo mediante un revestimiento metálico, que comprende una pluralidad de partículas abrasivas dispersas a través de toda la matriz de cerámica porosa.

Ninguno de los desarrollos de la técnica anterior sugiere la fabricación de abrasivos revestidos utilizando un grano abrasivo aglomerado poroso como el término que se utiliza en la presente y un ligante. Tampoco sugieren la elaboración de un producto con partículas abrasivas mantenidas juntas mediante una cantidad relativamente pequeña de ligante, de manera que la fase de aglutinante de partícula es discontinua. Los métodos y herramientas de la invención proporcionan nuevas estructuras y beneficios a partir del uso de dichos granos abrasivos aglomerados, y son sofisticados al permitir el diseño controlado y la fabricación de amplias gamas de estructuras del artículo abrasivo que tienen características benéficas de porosidad interconectada. Tal porosidad interconectada aumenta el desempeño de la herramienta abrasiva, particularmente en un área de contacto grande, en operaciones de rectificación de precisión, y en general aplicaciones de rectificación con presión de relativamente media a baja.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION La presente invención provee un artículo abrasivo revestido que comprende un material de refuerzo y granos aglomerados abrasivos adheridos al mismo a través de un material aglutinante, caracterizado porque los granos utilizados en la producción del abrasivo revestido comprenden una pluralidad de partículas abrasivas adheridas en una estructura tridimensional en la cual cada partícula se une al menos a una partícula adyacente mediante un material aglutinante de partículas que está presente en el aglomerado como una fase discontinua dentro del grano aglomerado y se localiza de manera esencialmente completa en forma de postes ligantes que enlazan las partículas adyacentes, de manera que el aglomerado tiene un volumen de empaque suelto que es al menos 2% inferior a aquél de las partículas abrasivas en el estado individual. En esta solicitud, el término "granos" se reservará para aglomerados de una pluralidad de "partículas" abrasivas. De esta manera, los granos tendrán las características de porosidad antes identificadas mientras que las partículas tendrán esencialmente cero porosidad. Además, el aglutinante que mantiene juntas las partículas es identificado como un "aglutinante de partículas" el cual puede ser el mismo, (o con mayor frecuencia diferente a), el aglutinante mediante el cual los granos se fijan en el material de refuerzo. El aglutinante de partículas en los granos aglomerados se localiza de manera esencialmente completa en forma de postes ligantes y esto significa que al menos 70% del aglutinante, y preferiblemente excediendo 80%, se utiliza para formar postes ligantes que enlazan las partículas adyacentes. Un poste ligante se forma bajo condiciones de formación de aglomerados cuando el aglutinante de partícula está en una condición fluida y tiende primero a revestir las partículas y luego a fluir hacia puntos de contacto o un acercamiento más estrecho de partículas adyacentes y fundirse con el aglutinante asociado con dichas partículas adyacentes. Cuando la temperatura se reduce y el aglutinante se solidifica, el aglutinante forma un contacto sólido entre las partículas que se conoce como un "poste ligante". Naturalmente, cada poste ligante también se fija a la superficie de las partículas que conecta, pero este aglutinante es considerado parte del poste ligante por cuestiones de esta descripción. Esto no excluye la posibilidad de que alguna cantidad relativamente pequeña esté presente como un revestimiento en por lo menos parte de la superficie de partícula no asociada con un poste ligante. Sin embargo, se pretende excluir la situación en la cual las partículas son incrustadas en una matriz de aglutinante como ocurre en granos abrasivos aglomerados convencionales. Como es evidente a partir de la revisión de las figuras 5-7 de los dibujos, las partículas abrasivas individuales que conforman el grano aglomerado se pueden identificar individualmente y de hecho, es esencialmente todo lo que se puede ver en granos aglomerados típicos de acuerdo con la invención. Es, por lo tanto, posible describir las partículas como "aglomeradas" implicando que están enlazadas más que mantenidas en una matriz que llena la mayor porción del espacio entre las partículas. Naturalmente, cuando números mayores de partículas están aglomerados, algunas partes individuales dentro del aglomerado no serán visibles de manera individual, pero si fuera posible tomar una sección transversal, sería evidente el mismo patrón de visibilidad de partícula individual. Ciertamente, cuando el número de partículas aglomeradas se vuelve grande, necesariamente existirán volúmenes sustanciales de porosidad creados por esta aglomeración. Esto puede ser tanto como 70% del volumen aparente total del aglomerado. Sin embargo, cuando los números de partículas aglomeradas son pequeños, tal vez de una sola cifra, el concepto de "porosidad" se vuelve menos útil para describir los aglomerados. Los ejemplos de dichos aglomerados que muestran el tipo de estructuras involucradas se ilustran en las figuras 5-7. Por esta razón, se adopta el término "volumen de empaque suelto" (LPV). El valor de LPV se obtiene al dividir el volumen sólido, (es decir el volumen real total de los sólidos en el grano o partícula abrasiva, incluyendo el componente ligante) entre el volumen aparente del grano aglomerado. La cifra más alta posible se obtendrá a partir de las propias partículas sin que ocurra aglomeración alguna. Mientras mayor sea el número de partículas aglomeradas, mayor será la divergencia de la cifra máxima. De esta manera, aunque la diferencia puede ser tan baja como 2%, ésta se puede elevar a 40% o incluso más cuando se aglomeran números mayores de partículas en la manera aquí presentada. El cálculo del LPV se ejemplifica utilizando los siguientes datos, los cuales representan el aglomerado real elaborado utilizando partículas de grano rugoso 60 de una alúmina por sol-gel sembrado como las partículas abrasivas y un ligante vitreo convencional adecuado para uso con dichas partículas utilizando un procedimiento como el que se describe sustancialmente en el ejemplo 2 más adelante.

Los productos están identificados por el tamaño de grano aglomerado mostrado en el encabezado de cada columna. En cada caso las mediciones se realizaron sobre la base de un volumen fijo de los granos abrasivos aglomerados, referido en la presente como el "volumen aparente".

*Densidad estimada de acuerdo con la regla de mezclas Como se apreciará a partir de lo anterior, mientras más grande sea el grano aglomerado, será menor el LPV mediante comparación con aquél de las partículas no aglomeradas. Los granos más pequeños mostraron una disminución de 4.6% en LPV mientras que las más grandes (-20+25) mostraron una disminución de casi 34% en comparación con el LPV de las partículas de grano rugoso 60. Los granos aglomerados generalmente tienen un diámetro, (definido como el tamaño de la abertura en un tamiz (o series de tamices estándares) con la malla más áspera en la cual son retenidos los granos) que es al menos dos veces el diámetro de las partículas abrasivas individuales ahí contenidas. La forma de los granos abrasivos aglomerados no es crítica y por lo tanto pueden ser formas aleatorias en bloque o, preferiblemente, formas algo alargadas. También pueden tener una configuración impuesta, esto con frecuencia es ventajoso para algunas aplicaciones. Las partículas abrasivas presentes en los aglomerados de la invención pueden incluir uno o más de los abrasivos conocidos para uso en herramientas abrasivas, tales como alúminas, incluyendo alúmina fundida, alúmina sinterizada y alúmina sinterizada por sol gel, bauxita sinterizada, y similares, carburo de silicio, alúmina-circonia, granate, pedernal, diamante, incluyendo diamante natural y sintético, nitruro de boro cúbico (CBN), y combinaciones de los mismos. Se puede utilizar cualquier tamaño o configuración de partícula abrasiva. Por ejemplo, el grano puede incluir partículas de alúmina por sol gel sinterizada que tienen una relación de aspecto elevada del tipo descrito en la patente E.U.A. 5,129,919 o las partículas abrasivas con forma de filamento descritas en la patente de E.U.A. 5,009,676. Las partículas abrasivas pueden comprender combinaciones de abrasivos de diferentes calidades debido a que con frecuencia el rendimiento de partículas de calidad superior solo es marginalmente disminuida mediante dilución con cantidades menores de partículas inferiores. También es posible combinar las partículas abrasivas con cantidades menores de materiales no abrasivos tales como auxiliares de rectificación, formadores de poro y materiales de relleno de clases convencionales. Los tamaños de partículas adecuados para uso en la presente varían de granos rugosos abrasivos regulares (por ejemplo, 60 a 7000 micrómetros) a granos rugosos microabrasivos (por ejemplo, 2 a 60 micrómetros), y mezclas de estos tamaños. Para cualquier operación de rectificación abrasiva determinada, generalmente se prefiere utilizar un grano aglomerado con un tamaño de grano rugoso inferior a un tamaño de grano rugoso de grano abrasivo convencional (no aglomerado) normalmente seleccionado para esta operación de rectificación abrasiva. Por ejemplo, cuando se utilizan granos aglomerados, el tamaño de grano rugoso 80 se sustituye por abrasivo convencional de grano rugoso 54, grano rugoso 100 por abrasivo de grano rugoso 60 y grano rugoso 120 por abrasivo de grano rugoso 80, y así sucesivamente. Las partículas abrasivas dentro del aglomerado se unen a través de un material ligante metálico, orgánico o vitreo y éstos son referidos de manera genérica como "aglutinantes de partículas". Los aglutinantes de partículas útiles para hacer los aglomerados incluyen materiales vitreos, (definidos en la presente por incluir tanto materiales de vidrio convencionales como materiales de vidrio-cerámica), preferiblemente de la clase utilizada como sistemas ligantes para herramientas abrasivas ligadas vitrificadas. Estos pueden ser un vidrio precocido molido en un polvo (una frita), o una mezcla de diversos materiales en bruto tales como arcilla, feldespato, cal, bórax y sosa, o una combinación de materiales en bruto y fritas. Dichos materiales se funden y forman una fase de vidrio líquido a temperaturas que varían de aproximadamente 500 a 1400°C y humedecen la superficie de las partículas abrasivas y fluyen hacia puntos de contacto más cercanos entre partículas adyacentes para crear postes ligantes después de enfriamiento, manteniendo así las partículas abrasivas dentro de una estructura mixta. El aglutinante de partículas se utiliza en forma de polvo y puede ser agregado a un vehículo líquido para asegurar una mezcla uniforme homogénea de revestimiento con partículas abrasivas durante la fabricación de los granos aglomerados. De preferencia, se agregan aglutinantes orgánicos temporales a componentes de revestimiento inorgánicos en polvo, ya sea fritas o material en bruto, como auxiliares de moldeo o procesamiento. Estos aglutinantes pueden incluir dextrinas, almidón, colas de proteína animal, y otros tipos de colas; un componente líquido, tal como agua o etilenglicol, modificadores de viscosidad o pH; y auxiliares de mezclado. El uso de dichos aglutinantes temporales mejoran la uniformidad del aglomerado y la calidad estructural de los aglomerados precocidos o en crudo. Debido a que los aglutinantes orgánicos se queman durante la cocción de los granos aglomerados, no forman parte del grano terminado. Un promotor de adhesión inorgánico, tal como ácido fosfórico, se puede agregar a la mezcla para mejorar la adhesión del aglutinante de partículas a las partículas abrasivas según sea necesario. La adhesión de ácido fosfórico a granos de alúmina mejora en gran medida la calidad de mezcla cuando el aglutinante de partícula comprende un vidrio fritado. El promotor de adhesión inorgánico se puede utilizar con o sin un aglutinante de partícula orgánico en la preparación de los granos aglomerados. El aglutinante de partícula preferido es un material inorgánico tal como un material ligante vitreo. Este tiene una ventaja distinta sobre los aglutinantes de partículas orgánicos, debido a que permite que los granos aglomerados sean depositados sobre un substrato en la formación de un abrasivo revestido utilizando una técnica de UP. La técnica de deposición de UP también es muy adecuada para utilizar cuando las partículas se ligan utilizando un aglutinante metálico. Debido a que este procedimiento es un poco más efectivo y puede ser más controlable que una técnica de deposición por gravedad, esto representa un avance importante sobre los granos aglomerados convencionales elaborados utilizando una matriz de aglutinante de resina orgánica. El aglutinante de partículas también puede ser un aglutinante orgánico tal como una resina termofraguable, como por ejemplo una resina fenólica, una resina epóxica, una resina de urea/formaldehído, o una resina curable por radiación tal como un acrilato, un uretano/acrilato, un epoxi-acrilato, un poliéster-acrilato y similares. En general, se prefiere resinas termofraguables como aglutinantes orgánicos. El aglutinante de partículas está presente en aproximadamente 2 a 25% en volumen, de preferencia 3 a 15% en volumen, y preferiblemente 3 a 10% en volumen con base en el volumen combinado de las partículas y aglutinante. También se ha previsto que el componente de aglutinante de partícula pueda ser eliminado completamente si se provoca que las partículas abrasivas se sintericen juntas de una manera controlada para que, mediante el transporte de material entre partículas de contacto, los postes ligantes sean generados de manera autógena. Alternativamente, cuando las partículas abrasivas son alúmina, éstas pueden ser mezcladas con un coloide líquido de cantidad relativamente pequeña de un precursor de alfa alúmina tal como bohemita. Al momento de cocción, esto se convierte a la fase alfa y realiza la misma función que los postes ligantes al conectar partículas adyacentes. La invención incluye abrasivos revestidos que incorporan grano abrasivo aglomerado, en donde los granos son realizados a través de un procedimiento que comprende los pasos de: a) alimentar partículas abrasivas y un material aglutinante de partículas, seleccionado del grupo que consiste esencialmente en materiales ligantes vitrificados, materiales vitrificados, materiales cerámicos, aglutinantes inorgánicos, aglutinantes orgánicos, agua, solvente y combinaciones de los mismos, en un horno giratorio de calcinación, a una velocidad de alimentación controlada; b) hacer girar el horno a una velocidad controlada; c) calentar la mezcla a una velocidad de calentamiento determinada por la velocidad de alimentación y la velocidad del horno, a temperaturas de aproximadamente 145 a 1 ,300°C, d) tamborear las partículas y el aglutinante de partículas en el horno hasta que el aglutinante se adhiere a las partículas y una pluralidad de las partículas se adhieren para crear granos aglomerados sinterizados; y e) recuperar los aglomerados sinterizados del horno, por lo que los granos aglomerados sinterizados tienen una forma tridimensional inicial, un volumen de empaque suelto que es al menos 2% inferior al volumen de empaque suelto correspondiente de las partículas constituyentes y comprenden una pluralidad de partículas abrasivas. La invención también incluye abrasivos revestidos que incorporan granos aglomerados abrasivos sinterizados que han sido elaborados a través de un método que comprende los pasos de: a) alimentar partículas abrasivas junto con un material aglutinante de partículas en un horno giratorio de calcinación a una velocidad de alimentación controlada; b) hacer girar el horno a una velocidad controlada; c) calentar la mezcla a una velocidad de calentamiento determinada por la velocidad de alimentación y la velocidad del horno, a temperaturas de aproximadamente 145 a 1 ,300°C, d) tamborear las partículas abrasivas y el aglutinante de partículas en el horno hasta que el aglutinante se adhiere al grano y una pluralidad de granos se adhieren para crear granos aglomerados abrasivos sinterizados; y e) recuperar los granos aglomerados sinterizados del horno, por lo que los granos aglomerados sinterizados tienen una forma tridimensional inicial, que comprenden una pluralidad de partículas y tienen un volumen de empaque suelto que es al menos 2% inferior al volumen de empaque suelto correspondiente de las partículas constituyentes.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS La figura 1 / figura 1 A es un aparato de calcinación giratorio que puede ser utilizado para producir aglomerados de acuerdo con la invención; la figura 2 es una gráfica que muestra la cantidad de metal cortado en las evaluaciones de cuatro discos abrasivos realizadas de acuerdo con el ejemplo 1 ; la figura 3 es una gráfica que muestra la cantidad de metal cortado en las evaluaciones de cuatro discos abrasivos realizadas de acuerdo con el ejemplo 2; la figura 4 es una gráfica que muestra la cantidad de metal cortado en las evaluaciones de cuatro discos abrasivos realizadas de acuerdo con el ejemplo 3; las figuras 5-7 son fotografías alargadas de aglomerados utilizados para producir abrasivos revestidos de acuerdo con la invención.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION En esta sección, se exploran la naturaleza y producción de los granos aglomerados abrasivos y los abrasivos revestidos hechos con dichos granos, y se ilustran con la asistencia de varios ejemplos que ilustran las propiedades sorprendentemente mejoradas que se obtienen a través del uso de los granos aglomerados abrasivos como componentes de abrasivos revestidos.

Fabricación de aglomerados abrasivos Los granos aglomerados pueden formarse mediante una variedad de técnicas en numerosos tamaños y formas. Estas técnicas pueden llevarse a cabo antes, durante o después de cocer la mezcla de la etapa inicial ("en crudo") del grano y el aglutinante de partículas. El paso de calentar la mezcla para hacer que el aglutinante de partículas se funda y fluya, adhiriendo así el material aglutinante al grano y fijando el grano en una forma aglomerada, se refiere como cocción, calcinación o sinterización. Cualquier método conocido en la técnica para aglomerar mezclas de partículas, puede utilizarse para preparar los granos aglomerados abrasivos. En una primera modalidad del procedimiento utilizado aquí para hacer los granos aglomerados, la mezcla inicial de partículas y aglutinante de partículas se aglomera antes de la cocción de la mezcla, para crear una estructura mecánica relativamente débil, referida como un "aglomerado en crudo" o "aglomerado precocido". Para llevar a cabo la primera modalidad, las partículas abrasivas y un aglutinante de partículas inorgánico se aglomeran en el estado crudo mediante cualquiera de un número de técnicas diferentes, por ejemplo, en un formador de pellas de artesa, y a continuación se alimentan en un aparato giratorio de calcinación para el sinterizado. Los aglomerados en crudo pueden colocarse también en una charola o rejilla, y cocerse en un horno sin tamboreación, en un procedimiento continuo o en lotes. En otro procedimiento, las partículas abrasivas son transportadas hacia un lecho fluidizado, a continuación son humedecidas con un líquido que contiene el aglutinante de partículas para adherir el material aglutinante a la superficie de las partículas, cribadas para el tamaño del aglomerado, y a continuación se cuecen en un horno o aparato de calcinación. La formación de pellas en artesa con frecuencia se lleva a cabo agregando partículas a un tazón mezclador, y dosificando un componente líquido (por ejemplo, agua o aglutinante orgánico y agua) que contiene el aglutinante de partículas en el grano, con mezclado, para aglomerarlos juntos. Alternativamente, una dispersión líquida del aglutinante de partículas, opcionalmente con un aglutinante orgánico, se rocía sobre las partículas, y a continuación las partículas revestidas se mezclan para formar aglomerados. Puede utilizarse un aparato de extrusión a baja presión para extruir una pasta de partículas y aglutinante de partículas en tamaños y formas que se secan para formar granos aglomerados. Puede hacerse una pasta del aglutinante de partículas y las partículas opcionalmente con un aglutinante orgánico temporal y extruirse en partículas alargadas con el aparato y el método descrito en la patente de E.U.A. 4,393,021. En un procedimiento de granulación en seco, una lámina o bloque hecho de partículas abrasivas incrustado en una dispersión o pasta del aglutinante de partículas se seca y a continuación se rompe utilizando un compactador de rodillos para formar los granos aglomerados. En otro método para hacer granos aglomerados en crudo o precursores, la mezcla del aglutinante de partículas y las partículas se agrega a un dispositivo de moldeo y la mezcla se moldea para formar configuraciones y tamaños precisos, por ejemplo, de la manera descrita en la patente de E.U.A. No. 6,217,413. En otra modalidad del procedimiento útil para hacer granos aglomerados, una mezcla de las partículas abrasivas, aglutinante de partículas y un sistema aglutinante orgánico temporal se alimenta en un horno, sin aglomeración previa, y se calienta. La mezcla se calienta a una temperatura lo suficientemente elevada para ocasionar que el aglutinante de partículas se funda, fluya y se adhiera a las partículas, después de lo cual, la mezcla se enfría para hacer un material mixto. El material mixto es triturado y cribado para hacer los granos aglomerados sinterizados. También es posible sinterizar los aglomerados mientras las partículas y el aglutinante están contenidos en una cavidad configurada, de manera que los aglomerados tal como son producidos, tienen una forma específica tal como una pirámide de base cuadrada. Las formas no tienen que ser exactas y de hecho, debido a que la cantidad de aglutinante de partículas es relativamente pequeña, los lados de las formas a menudo serán relativamente desiguales. Sin embargo, dichos granos aglomerados pueden ser extremadamente útiles para producir abrasivos revestidos con la capacidad de producir una superficie muy uniforme en una operación de abrasión muy agresiva.

Fabricación preferida de aglomerados abrasivos En un procedimiento preferido para hacer aglomerados, una mezcla simple de las partículas y un aglutinante de partículas inorgánico (opcionalmente con un aglutinante temporal orgánico), se alimenta en un aparato giratorio de calcinación del tipo mostrado en la figura 1 y figura 1A. La mezcla se tamborea a rpm predeterminadas, a lo largo de una inclinación predeterminada con aplicación de calor. Los granos aglomerados se forman conforme el aglutinante de partículas se calienta, se funde, fluye y se adhiere a las partículas. Los pasos de cocción y aglomeración se llevan a cabo simultáneamente a velocidades y volúmenes controlados de alimentación y aplicación de calor. La velocidad de alimentación generalmente se ajusta para proporcionar un flujo que ocupe aproximadamente 8-12% en volumen del tubo del aparato giratorio de calcinación. La exposición a la temperatura máxima dentro del aparato se selecciona para mantener la viscosidad de los materiales aglutinantes de partículas en un estado líquido, a una viscosidad de al menos aproximadamente 1 ,000 poises. Esto evita el flujo excesivo del aglutinante de partículas en la superficie del tubo y una pérdida resultante de la superficie de las partículas abrasivas. Puede utilizarse un aparato giratorio de calcinación del tipo ilustrado en la figura 1 y figura 1A para llevar a cabo el procedimiento de aglomeración para la aglomeración y cocción de los aglomerados en un solo paso del procedimiento. Como se muestra en la figura 1 y figura 1 A, una tolva de alimentación (10), que contiene la mezcla de materia prima (11 ) de aglutinante de partículas y partículas abrasivas, se alimenta en un medio (12) para dosificar la mezcla en un tubo de calentamiento hueco (13). El tubo (13) se coloca a un ángulo de inclinación (14) de aproximadamente 0.5-5.0 grados, de manera que la materia prima (11 ), puede alimentarse por gravedad a través del tubo hueco (13). Simultáneamente, el tubo hueco (13) se hace girar en la dirección de la flecha (a) a una velocidad controlada, para tamborear la materia prima (1 1) y la mezcla calentada (18) conforme pasan a lo largo de la extensión del tubo hueco. Una porción del tubo hueco (13) se calienta. En una modalidad, la porción calentada puede comprender tres zonas de calentamiento (15, 16, 17) que tienen una dimensión en longitud (d1 ) de 152 mm a lo largo de la longitud (d2) de 305 mm del tubo hueco (13). Las zonas de calentamiento permiten que el operador controle la temperatura de procesamiento y que la varíe conforme se necesite para sinterizar los granos aglomerados. En otros modelos del aparato, el tubo hueco puede comprender únicamente una o dos zonas de calentamiento, o puede comprender más de tres zonas de calentamiento. Aunque no se ilustra en la figura 1 y figura 1A, el aparato está equipado con un dispositivo de calentamiento y dispositivos de control y detección mecánicos, eléctricos y de temperatura, que operan para llevar a cabo el procedimiento térmico. Como puede observarse en la vista en sección transversal del tubo hueco (13), la materia prima (1 1 ) se transforma a una mezcla calentada ( 8) dentro del tubo y sale del tubo y se recolecta como gránulos aglomerados (19). La pared del tubo hueco tiene una dimensión de diámetro interno (d3) que puede variar de 14-76 mm y un diámetro (d4) que puede variar de 15-91 mm, dependiendo del modelo y el tipo de material utilizado para construir el tubo hueco (por ejemplo, aleación refractaria de metal, acero inoxidable, ladrillo refractario, carburo de silicio, mullita). El material seleccionado para la construcción del tubo dependen en gran medida de las temperaturas alcanzadas. Se pueden ajustar temperaturas de hasta 1000°C mediante un tubo de acero inoxidable, pero más allá de esta temperatura, se prefiere con frecuencia un tubo de carburo de silicio. El ángulo de inclinación del tubo puede variar de 0.5 a 5.0 grados y la rotación del tubo puede operar de 0.5 a 10 rpm. La velocidad de alimentación para un calcinador giratorio a pequeña escala puede variar de aproximadamente 5 a 10 kg/hora, y una velocidad de alimentación a escala de producción industrial puede variar de aproximadamente 227 a 9 0 kg/hora. El calcinador giratorio puede calentarse a una temperatura de sinterización de 800 a 1400°C, y el material de alimentación puede calentarse a una velocidad de hasta 200°C/minuto conforme la materia prima entra en la zona calentada. El enfriamiento ocurre en la última porción del tubo conforme la materia prima se mueve de la zona calentada a una zona no calentada. El producto se enfría, por ejemplo, con un sistema de enfriamiento con agua, a temperatura ambiente y se recolecta. Las máquinas giratorias de calcinación adecuadas pueden obtenerse de Harper International, Buffalo, New York, o de Alstom Power, Inc., Applied Test Systems, Inc., y otros fabricantes del equipo. El aparato puede, opcionalmente, estar equipado con dispositivos de control y detección electrónicos dentro del procedimiento, un sistema de enfriamiento, diversos diseños de aparatos de alimentación y otros dispositivos opcionales.

Fabricación de abrasivos revestidos El abrasivo revestido de acuerdo con la invención puede tener la forma de una banda abrasiva, lámina, disco abrasivo individual o un abrasivo mixto en cualquier estructura o formato. De esta manera, el substrato al cual se adhieren los granos aglomerados abrasivos puede ser una película, papel, textil, fibra (tanto en forma de cinta no tejida o como estructura fibrosa elástica) o incluso un material de espuma. El término "abrasivo revestido" como se utiliza en la presente, abarca por lo tanto productos abrasivos convencionales tales como bandas y discos que utilizan un substrato plano hecho de materiales convencionales y además, productos en los cuales se adhieren los aglomerados abrasivos de la invención a una estructura fibrosa elástica del tipo llamado con frecuencia "abrasivos mixtos" y aquéllos en los cuales se dispersan y adhieren dentro de las capas superficiales de una estructura de espuma de celda abierta. El abrasivo revestido de la invención se puede formar en cualquiera de las técnicas convencionales conocidas anteriormente. Estas incluyen aplicación sobre una capa modelo depositada sobre un substrato seguido por deposición de una capa de apresto, así como la deposición de los granos aglomerados abrasivos dispersos dentro de un aglutinante curable adecuado sobre un substrato. El aglutinante curable puede ser curado conforme es aplicado, o la superficie puede ser tratada a través de técnicas conocidas para imponer en la misma una estructura de superficie. Asimismo, los abrasivos revestidos en los cuales se depositan los granos aglomerados abrasivos en estructuras fibrosas elásticas o en por lo menos las capas superficiales de una espuma polimérica, se pueden obtener utilizando procedimientos conocidos en la técnica. Una abrasivo revestido se puede formar mediante deposición de los granos aglomerados abrasivos sobre un substrato que ha sido revestido con una capa modelo de la manera convencional. En este caso, la deposición puede ser por alimentación de gravedad o mediante un procedimiento de UP. Cuando se utiliza un aglutinante de partículas vitreo para formar los aglomerados, se hace posible utilizar la técnica de deposición de UP la cual es generalmente preferida para abrasivos revestidos. Esta técnica está menos adaptada para depositar aglomerados elaborados utilizando una resina orgánica como el aglutinante de partículas debido a que dichos granos no se proyectan bien bajo la influencia de un campo electrostático. El grano aglomerado abrasivo puede ser depositado sólo o en combinación con otros granos abrasivos convencionales. El nivel de aplicación puede proveer una capa cerrada, (100% de cobertura del área superficial del substrato al cual se aplican los granos), o una capa más abierta en donde los granos son separados en un algún grado dependiendo del grado de "abertura". En algunos casos, es aconsejable aplicar los granos aglomerados abrasivos sobre una capa previamente depositada de otro abrasivo, tal vez uno de menor calidad, para proveer un mejor soporte para los granos aglomerados abrasivos. Cuando el abrasivo se forma de la manera convencional utilizando capas modelo y de apresto para fijar los granos aglomerados, a menudo se prefiere que la aplicación de la capa de apresto no tenga el efecto de reducir significativamente la porosidad de los granos aglomerados abrasivos. Por lo regular, la capa de apresto es una formulación de resina curable relativamente fluida y si se aplica bajo una presión, por ejemplo mediante una técnica de aplicación por rodillo, la formulación curable puede ser forzada hacia los poros del grano reduciendo así una propiedad importante de los granos aglomerados abrasivos. Por lo tanto, se prefiere que la capa de apresto se aplique utilizando una técnica de no contacto tal como aplicación por aspersión. Además o alternativamente, con frecuencia es aconsejable modificar las propiedades de la resina de la capa de apresto para incrementar la viscosidad, tal vez mediante la adición de llenadores tales como sílice, para reducir al mínimo la tendencia de la resina a penetrar en la estructura del grano. De preferencia, la viscosidad se ajusta a un valor de por lo menos 1000 centipoises y preferiblemente a por lo menos 1500 centipoises o más. Cuando se utiliza el aglutinante como una matriz para mantener el grano aglomerado y fijarlo simultáneamente al refuerzo, se prefiere un ajuste de viscosidad similar. En la fabricación de un abrasivo revestido utilizando una capa modelo, los granos no se sumergen en la capa modelo la cual en cualquier caso, está por lo regular parcialmente curada y por lo tanto, no es muy fluida cuando recibe los aglomerados abrasivos. Sin embargo, la capa de apresto normalmente se aplica sobre el grano aglomerado y por lo tanto tiene oportunidades significativamente mayores de penetración en la estructura del aglomerado. Aunque puede no ser aconsejable una pérdida excesiva de la abertura de una estructura de aglomerado que comprende muchas partículas, una cantidad limitada de penetración de la estructura de aglomerado no necesariamente es algo malo debido a que el efecto es aumentar el área superficial del grano en contacto con la capa de apresto y fortalecer así la sujeción en el grano ejercida por la capa de apresto. El abrasivo revestido también se puede formar mediante aplicación de una suspensión que comprende los granos aglomerados abrasivos, dispersos en una formulación de aglutinante curable, a un material de refuerzo adecuado. En este caso, también el aglutinante puede ser tratado para reducir la penetración de la estructura de los granos aglomerados abrasivos mediante la resina aglutinante. La aplicación de la suspensión se puede realizar en dos o más operaciones, opcionalmente utilizando diferentes formulaciones en las deposiciones sucesivas. Esto permite una cierta flexibilidad para variar la naturaleza de la acción abrasiva a medida que se desgasta el abrasivo revestido. Las bandas abrasivas revestidas de acuerdo con la invención pueden necesitar ser flexionadas antes de uso, como es habitual con bandas elaboradas utilizando una resina aglutinante que se fragua en una capa inflexible. Además, con frecuencia es aconsejable reavivar la superficie de rectificación antes de uso para asegurar altas velocidades de corte uniformes desde el inicio. Las estructuras fibrosas elásticas de acuerdo con la invención se pueden hacer por ejemplo al tratar una felpa elástica de fibras con un material aglutinante, utilizando frecuentemente una técnica de aspersión, y luego depositar los granos aglomerados abrasivos sobre la misma antes de curar la resina aglutinante. Los productos de acuerdo con la invención en esta forma, tienen una utilidad particular para el pulido y acabado de superficies metálicas.

EJEMPLOS A continuación, la invención se ilustra utilizando los siguientes ejemplos los cuales pretenden mostrar las propiedades sorprendentemente ventajosas de los productos de acuerdo con la invención.

Fabricación de granos aglomerados abrasivos ligados vitreos Los granos aglomerados evaluados en los siguientes ejemplos se elaboraron a través de un procedimiento que corresponde a la "Fabricación preferida de aglomerados abrasivos" antes descrita y utilizando el equipo ilustrado en la figura 1 y figura 1 A. Los primeros seis ejemplos ilustran la producción de los aglomerados abrasivos utilizados en la invención. Los granos aglomerados elaborados de esta manera se incorporaron en abrasivos revestidos para evaluar su rendimiento mediante comparación con granos abrasivos comerciales convencionales de alta calidad. Los resultados se reportan en los ejemplos 7-9, los cuales se proveen a manera de ilustración de la invención, y no a manera de limitación.

EJEMPL0 1 Se preparó una serie de muestras de granos abrasivos aglomerados en un aparato giratorio de calcinación (encendido eléctrico, modelo # HOU-5D34-RT-28, temperatura máxima de 1 ,200°C, entrada de 30 KW, equipado con un tubo de metal refractario de 183 cm de largo, 14 cm de diámetro interno, fabricado por Harper International, Buffalo, New York). El tubo de metal refractario se reemplazó por un tubo de carburo de silicio de las mismas dimensiones, y el aparato se modificó para operar a una temperatura máxima de 1 ,550°C. El procedimiento de aglomeración se llevó a cabo bajo condiciones atmosféricas, a un punto de ajuste de control de temperatura de la zona caliente de 1 ,180°C, con una velocidad de rotación del tubo del aparato de 9 rpm, un ángulo de inclinación del tubo de 2.5 a 3 grados, y una velocidad de alimentación del material de 6-10 kg/hora. El aparato utilizado fue sustancialmente idéntico al aparato ilustrado en la figura 1 y figura 1A. El rendimiento de los gránulos de flujo libre utilizables (definidos como mallas -12 a la artesa), fue del 60 al 90% del peso total de la materia prima antes de la calcinación. Las muestras de aglomerado se hicieron a partir de una mezcla simple de partículas abrasivas y mezclas de agua, descritas en el cuadro 1-1. El aglutinante de partículas ligado vitrificado utilizado para preparar las muestras se listan en el cuadro 2. Las muestras se prepararon a partir de tres tipos de partículas abrasivas: alúmina 38A, alúmina fundida 32A y grano Norton SG de alfa-alúmina sinterizada por sol gel, obtenido de Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc., Worcester, MA, EUA, en los tamaños del grano rugoso listados en el cuadro 1.

Después de la aglomeración en el aparato giratorio de calcinación, las muestras de grano abrasivo aglomerado se cribaron y probaron para la densidad de empaque suelta (LPD), distribución del tamaño y resistencia del aglomerado. Estos resultados se muestran en el cuadro 1.

CUADRO 1-1 Características del granulo aglomerado Muestra Peso % en % en LDP DistriDistribu% de Presión No. Kg de peso del volumen g/cc bución ción densidad a 50% grano la material del -12/ promepromerelativa de la líquido mezcla aglutimaterial artesa dio del dio del promefracción aglutinante (en aglutitamaño tamaño dio trituranante de base al nante3 mieras tamaño da partícugrano) de malla MPa las 1 2.0 3.18 1.46 334 -40/+50 41.0 0.6±0.1 grano rugoso 60 38A 13.6 agua 0.3 aglutinante A 0.3 2 6.0 8.94 1.21 318 -45/+50 37.0 0.5±0.1 grano rugoso 90 13.6 38A agua 0.4 aglutinante E 0.9 3 10.0 13.92 0.83 782 -20/+25 22.3 2.6+0.2 grano rugoso 120 13.6 38A agua 0.5 aglutinante C 1.5 4 6.0 8.94 1.13 259 -50/+60 31.3 0.3+0.1 grano rugoso 120 13.6 32A agua 0.4 aglutinante A 0.9 5 10.0 14.04 1.33 603 -25/+30 37.0 3.7±0.2 grano rugoso 60 13.6 32A agua 0.5 aglutinante E 1.5 6 2.0 3.13 1.03 423 -40/+45 28.4 0.7±0.1 grano rugoso 90 13.6 32A agua 0.3 aglutinante C 0.3 7 10.0 14.05 1.20 355 -45/+50 36.7 0.5±0.1 grano rugoso 90 13.6 SG agua 0.5 aglutinante A 1.4 8 2.0 3.15 1.38 120 -120/ 39.1 grano +140 rugoso 120 13.6 SG agua 0.3 aglutinante E 0.3 9 6.0 8.87 1.03 973 -18/+20 27.6 — grano rugoso 60 13.6 SG agua 0.4 aglutinante C 0.9 a. El % en volumen del aglutinante es un porcentaje del material sólido dentro del grano (es decir, el material aglutinante y partículas) después de la cocción, y no incluye el % en volumen de porosidad. El % en volumen del aglutinante de los granos aglomerados cocidos, se calculó utilizando la LOI (pérdida con la ignición) promedio de los materiales en bruto del aglutinante. Los granos aglomerados sinterizados se dimensionaron con tamices de prueba estándar de E.U.A., montados en un aparato de cribado vibratorio (Ro-Tap; Modelo RX-29; W.S. Tyler Inc. Mentor, OH). Los tamaños de malla de la criba variaron de 18 a 140, como sea apropiado para las diferentes muestras. La densidad empacada suelta de los granos aglomerados sinterizados (LPD), se midió por el procedimiento Estándar Nacional Americano para la Densidad Aparente de Granos Abrasivos. La densidad relativa promedio inicial, expresada como un porcentaje, se calculó dividiendo la LPD (p) entre una densidad teórica de los granos aglomerados (p0), suponiendo una porosidad de cero. La densidad teórica se calculó de acuerdo con el método volumétrico de la regla de las mezclas a partir del porcentaje en peso y la gravedad específica del aglutinante de partículas y de las partículas abrasivas contenidas en los aglomerados. La resistencia de los granos aglomerados se midió mediante una prueba de compactación. Las pruebas de compactación se realizaron utilizando un troquel de acero lubricado de 2.54 cm de diámetro en una máquina de prueba universal Instron® (modelo MTS 1125, 9072 Kg, con una muestra de grano aglomerado de 5 gramos. La muestra de grano aglomerado se vertió en el troquel y se niveló ligeramente golpeando el exterior del troquel. Se insertó un punzón superior y se hizo bajar una cruceta hasta que se observó una fuerza ("posición inicial") sobre el registrador. Se aplicó presión a una velocidad constante de incremento (2 mm/minuto) a la muestra, hasta un máximo de 180 MPa de presión. El volumen de la muestra de grano aglomerado (la LPD compactada de la muestra), observada como un desplazamiento de la cruceta (la deformación), se registró como la densidad relativa como una función del logaritmo de la presión aplicada. El material residual luego se cribó, para determinar el porcentaje de la fracción triturada. Se midieron diferentes presiones para establecer una gráfica de la relación entre el logaritmo de la presión aplicada y el porcentaje de la fracción triturada. Los resultados se reportan en el cuadro 1 como el logaritmo de la presión en el punto en donde la fracción triturada se iguala a 50 por ciento en peso de la muestra de aglomerado. La fracción triturada es la relación del peso de las partículas trituradas que pasan a través de la criba más pequeña al peso del peso inicial de la muestra. Los aglomerados terminados, sinterizados, tuvieron formas tridimensionales que varían entre formas triangulares, esféricas, cúbicas, rectangulares y otras formas geométricas. Los aglomerados consisten de una pluralidad de granos rugosos abrasivos individuales (por ejemplo, 2 a 20 granos rugosos) ligados por un material ligante vitreo en puntos de contacto de grano rugoso a grano rugoso. El tamaño del grano del aglomerado aumentó con un incremento en la cantidad material aglutinante en el grano aglomerado sobre el intervalo de 3 a 20% en peso del aglutinante de partícula. Se observó una resistencia a la compactación adecuada para todas las muestras 1-9, indicando que el aglutinante de partícula vitreo maduró y fluyó para crear un ligado efectivo entre las partículas abrasivas dentro del grano aglomerado. Los granos aglomerados hechos con 10% en peso de aglutinante de partícula tuvieron una resistencia a la compactación significativamente más alta que aquéllos hechos con 2 ó 6% en peso de aglutinante de partícula. Los valores de la LPD más bajos fueron un indicador de un mayor grado de aglomeración. La LPD de los granos aglomerados disminuyó con un incremento del % en peso del aglutinante de partícula y con la disminución del tamaño de partícula abrasiva. Las diferencias relativamente grandes entre 2 y 6% en peso del aglutinante de partícula, en comparación con las diferencias relativamente pequeñas entre 6 y 10% en peso de aglutinante de partícula, indican que un % en peso de aglutinante de partícula de menos que 2% en peso, puede ser inadecuado para la formación de granos aglomerados. A los porcentajes en peso mayores, por encima de aproximadamente 6% en peso, la adición de más aglutinante de partícula puede no ser benéfica para hacer granos aglomerados significativamente más grandes o más resistentes. Como se sugiere por los resultados del tamaño del grano aglomerado, las muestras del aglutinante de partícula C, que tienen la viscosidad vitrea en estado fundido más baja a la temperatura de aglomeración, tuvieron la LPD más baja de los tres aglutinantes de partícula. El tipo de abrasivo no tuvo un efecto significativo en la LPD.

CUADRO 2 Aglutinante de partícula Utilizado en los Aglomerados a. La variación del aglutinante de partícula A-1 expuesta en paréntesis, utilizó para las muestras del Ejemplo 2. b. Las impurezas (por ejemplo, Fe203 y Ti02), están presentes aproximadamente 0.1-2%.

EJEMPLO 2 Se hicieron muestras adicionales de granos aglomerados utilizando varias otras modalidades de procesamiento y materias primas. Se formó una serie de granos aglomerados (muestras nos. 10-13) a diferentes temperaturas de sinterizado que varían de 1 100 a 1250°C, utilizando un aparato giratorio de calcinación (modelo #HOU-6D60-RTA-28, equipado con un tubo de mullita de 305 cm de largo, 15.6 cm de diámetro interno, 0.95 cm de grueso, que tiene una longitud al calentado de 152 cm, con tres zonas de control de la temperatura. El aparato fue fabricado por Harper International, Buffalo, New York). Se utilizó una unidad de alimentación Brabender con control ajustable de la velocidad de alimentación volumétrica para dosificar las partículas abrasivas y la mezcla de aglutinante de partícula en el tubo de calentamiento del aparato giratorio de calcinación. El procedimiento de aglomeración se llevó a cabo bajo condiciones atmosféricas, con una velocidad de rotación del tubo del aparato de 4 rpm, un ángulo de inclinación del tubo de 2.5 grados, y una velocidad de alimentación de 8 kg/hora. El aparato utilizado fue sustancialmente idéntico al aparato ¡lustrado en la Figura 1 y figura 1A. Las selecciones de temperatura y otras variables utilizadas para hacer estos aglomerados se exponen en el Cuadro 2-1 . Todas las muestras contenían una mezcla, en una base de % en peso, de 89.86% de partículas abrasivas (alúmina 38A de grano rugoso 60 obtenido con Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc.), 10.16% de mezcla de aglutinante temporal (6.3% en peso de aglutinante de proteína líquida AR30, 1.0% de Carbowax® 3350 PEG y 2.86% de aglutinante de partícula A). Esta mezcla proporcionó 4.77% en volumen de aglutinante de partícula y 95.23% en volumen de partículas abrasivas en el grano aglomerado sinterizado. La densidad teórica calculada de los granos aglomerados (suponiendo una porosidad nula) fue de 3.852 g/cc.

Antes de colocar la mezcla en la unidad de alimentación, los granos aglomerados en la etapa en crudo se formaron mediante extrusión simulada. Para preparar los granos aglomerados, el aglutinante temporal de proteína líquida se calentó para disolver el Carbowax® 3350 PEG. A continuación, el aglutinante de partícula se agregó lentamente mientras se agita la mezcla. Las partículas abrasivas se agregaron a una mezcladora de alto corte (112 cm de diámetro), y la mezcla de aglutinante de partícula preparada se agregó lentamente a las partículas en la mezcladora. La combinación se mezcló durante 3 minutos. La combinación mezclada se cribó en húmedo a través de una criba de cajón de malla 12 (tamaño del tamiz estándar de E.U.A.), en charolas en una capa a una profundidad máxima de 2.5 cm para formar granos aglomerados húmedos, en crudo (sin cocer), eximidos. La capa de granos aglomerados extruidos se secó en un horno a 90°C durante 24 horas. Después del secado, los granos aglomerados se cribaron nuevamente utilizando una criba de cajón de malla 12 a 16 (tamaño del tamiz estándar de E.U.A.). Se observó durante la calcinación giratoria que los granos aglomerados hechos en el estado crudo parecen romperse cuando se calientan, y a continuación, se vuelven a formar conforme tamborean fuera del extremo de salida de la porción calentada del tubo giratorio calcinador. El tamaño más grande de los granos aglomerados hechos en el estado crudo, con relación a aquél de los granos aglomerados después de la cocción, fue fácilmente evidente tras la inspección visual de las muestras.

Después de la cocción, se observó que los tamaños de los granos aglomerados eran suficientemente uniformes para propósitos comerciales, con una distribución en tamaño en un intervalo de aproximadamente 500-1200 mieras. Las mediciones de la distribución del tamaño se exponen en el Cuadro 2-2, a continuación.

CUADRO 2-1 a. Temperatura del punto de ajuste del controlador del calcinador giratorio (para las 3 zonas). b. "n/a" indica que no se hizo ninguna medición.

CUADRO 2-2 Distribución del tamaño de partícula para granos aglomerados cocidos EJEMPLO 3 Se prepararon granos aglomerados (muestras nos. 14-23) como se describe en el Ejemplo 2, excepto que la temperatura se mantuvo constante a 1000°C, y se utilizó un aparato giratorio calcinador modelo #KOU-8D48-RTA-20, equipado con un tubo de sílice fundida de 274 cm de largo, 20 cm de diámetro interno, que tiene una longitud al calentado de 122 cm, con tres zonas de control de la temperatura. El aparato fue fabricado por Harper International, Buffalo, New York. Se examinaron varios métodos para preparar la mezcla precocida de partículas abrasivas y material aglutinante de partícula. El procedimiento de aglomeración se llevó a cabo bajo condiciones atmosféricas, con una velocidad de rotación del tubo del aparato de 3 a 4 rpm, un ángulo de inclinación del tubo de 2.5 grados, y una velocidad de alimentación de 8 a 10 kg/hora. El aparato utilizado fue sustancialmente idéntico al aparato ilustrado en la Figura 1 y figura 1 A. Todas las muestras contenían 13.6 Kg de partículas abrasivas (las mismas utilizadas en el Ejemplo 2, excepto que la muestra 16 contenía 1 1.3 Kg de alúmina por sol gel Norton SG® de grano rugoso 70, obtenido con Saint-Gobain Ceramics and Plastics, Inc.) y 0.41 Kg de aglutinante de partícula A (proporcionando 4.89% en volumen de material aglutinante de partícula en el grano aglomerado sinterizado). El material aglutinante de partícula se dispersa en diferentes sistemas aglutinantes antes de la adición a las partículas abrasivas. El sistema aglutinante temporal del Ejemplo 2 ("Aglutinante 2"), se utilizó para algunas muestras y otras muestras se hicieron utilizando un aglutinante temporal de proteína líquida AR30 ("Aglutinante 3") en los porcentajes en peso listados a continuación en el Cuadro 3. La muestra 20 se utilizó para preparar granos aglomerados en estado crudo, sin cocer, mediante el método de extrusión simulada del Ejemplo 2. Las variables probadas y los resultados de prueba de las pruebas se resumen a continuación en el Cuadro 3.

CUADRO 3 Tratamientos del aglutinante en la etapa en crudo No. de Tratamiento % en peso % de LPD Muestra de la mezcla de rendimiento g/cc aglutinante Criba de (como % en malla -12 peso del grano) 14 Aglutinante 3 2.0 100 1.45 15 Aglutinante 3 1 .0 100 1.48 16 Aglutinante 3; 4.0 92 1.38 grano SG 17 Aglutinante 3 4.0 98 1 .44 18 Aglutinante 2 6.3 90 1.35 19 Aglutinante 3 8.0 93 1.30 20 Aglutinante 2; 6.3 100 1.37 extrusión simulada 21 Aglutinante 3 3.0 100 1 .40 22 Aglutinante 3 6.0 94 1 .44 23 Aglutinante 2 4.0 97 1 .54 Estos resultados confirman que la aglomeración en estado crudo no se necesita para formar una calidad y rendimiento aceptables de granos aglomerados sinterizados (comparar las muestras 18 y 20). Puesto que el % en peso del Aglutinante 3 utilizado en la mezcla inicial se incrementó de 1 a 8%, la LPD mostró una tendencia hacia una disminución moderada, indicando que el uso de un aglutinante tiene un efecto benéfico, pero no esencial, en el procedimiento de aglomeración. Así, de manera más bien inesperada, no pareció necesario preformar una forma o tamaño deseados del grano aglomerado, antes de sinterizarlo en un calcinador giratorio. La misma LPD se logró simplemente alimentando una mezcla húmeda de los componentes de aglomerado en el calcinador giratorio y tamboreando la mezcla conforme pasa a través de la porción calentada del aparato.

EJEMPLO 4 Se prepararon los granos aglomerados (muestras nos. 24-29) como se describió en el Ejemplo 2, excepto que la temperatura se mantuvo constante a 1200°C y se examinaron varios métodos para la preparación de la mezcla precocida de partículas abrasivas y aglutinante de partícula. Todas las muestras (excepto las muestras 28-29), contenían una mezcla de 136.4 Kg de partículas abrasivas (igual que en el Ejemplo 2: alúmina 38A grano rugoso 60) y 4.1 Kg de aglutinante de partícula A (proporcionando 4.89% en volumen de aglutinante de partícula en el grano aglomerado sinterizado).

La muestra 28 (misma composición que el Ejemplo 2), contenía 20.4 Kg de partículas abrasivas y 0.6 Kg de aglutinante temporal A. El aglutinante se combinó con la mezcla aglutinante líquida (37.8% en peso (1.49 Kg) de aglutinante AR30 en agua) y 2.25 Kg de esta combinación se agregaron a las partículas abrasivas. La viscosidad de la combinación líquida fue de 784 CP a 22°C (Viscosímetro Brookfield LVF). La muestra 29 (misma composición que el Ejemplo 2), contenía 13 Kg de partículas abrasivas y 0.4 Kg de aglutinante de partícula A (proporcionando 4.89% en volumen de aglutinante de partícula en el grano aglomerado sinterizado). El aglutinante de partícula se combinó con la mezcla de aglutinante temporal líquido (54.7% en peso (0.21 Kg) de resina Duramax® B1052 y 30.1 % en peso (0.660 Kg) de resina Duramax® B1051 en agua) y esta combinación se agregó a las partículas abrasivas. Las resinas Duramax se obtuvieron con Rohm and Haas, Filadelfia, PA. El procedimiento de aglomeración se llevó a cabo bajo condiciones atmosféricas, con una velocidad de rotación del tubo del aparato de 4 rpm, un ángulo de inclinación del tubo de 2.5 grados, y una velocidad de alimentación de 8 a 12 kg/hora. El aparato utilizado fue sustancialmente idéntico al aparato ilustrado en la Figura 1 y figura 1 A. La muestra 28 se preaglomeró, antes de la calcinación en un aparato de lecho fluidizado hecho por Niro, Inc., Columbia, Maryland (modelo MP-213 Multi-Processor™, equipado con un cono de tamaño MP- (0.9 metros) de diámetro en su ancho mayor). Se seleccionaron las siguientes variables del procedimiento para correr las muestras del procedimiento en lecho fluidizado: temperatura del aire a la entrada 64-70°C flujo de entrada de aire de 100-300 metros cúbicos/hora velocidad del flujo del líquido de granulación 440 g/minuto profundidad lecho (carga inicial 3-4 kg) aproximadamente 10 cm presión del aire 1 bar 2 boquillas externas de mezclado de fluido, orificio de 800 mieras Las partículas abrasivas se cargaron en el fondo del aparato, y se dirigió el aire a través del difusor de la placa del lecho fluidizado hacia arriba y hacia las partículas. Al mismo tiempo, la mezcla líquida del aglutinante de partícula y el aglutinante temporal se bombeó a la boquilla externa de mezclado y a continuación se roció desde las boquillas a través del difusor de la placa hacia las partículas, recubriendo por lo tanto partículas individuales. Se formaron granos aglomerados en la etapa en crudo durante el secado del aglutinante de partícula y la mezcla aglutinante. La muestra 29 se preaglomeró, antes de la calcinación, en un procedimiento de extrusión a baja presión utilizando un Benchtop Granulator™ hecho por LCI Corporation, Charlotte, Carolina del Norte (equipado con una canasta perforada que tiene orificios de 0.5 mm de diámetro). La mezcla de partículas abrasivas, aglutinante de partícula y aglutinante temporal se alimentó manualmente en la canasta perforada (la criba del extrusor), se forzó a través de la criba mediante cuchillas giratorias y se recolectó en una artesa de recepción. Los granos preaglomerados extruidos se secaron en un horno a 90°C durante 24 horas y se utilizaron como la materia prima para el procedimiento giratorio de calcinación. Las variables probadas y los resultados de las pruebas se resumen a continuación en los Cuadros 4-1 y 4-2. Estas pruebas confirman que los resultados expuestos en el Ejemplo 3 también se observaron a una temperatura de cocción más alta (1200 contra 1000°C). Estas pruebas también ilustran que la extrusión a baja presión y la preaglomeración en el lecho fluido pueden utilizarse para hacer granos aglomerados, pero que un paso de aglomeración antes de la calcinación giratoria no es necesario para hacer los aglomerados de la invención.

CUADRO 4-1 Características del aglomerado No. de Tratamiento de % en peso de % de Tamaño LPD Muestra mezcla aglutinante en una rendimiento promedio g/cc base de % en peso criba malla - µ?? de grano 12 24 Aglutinante 3 1.0 71.25 576 1.30 25 Aglutinante 3 4.0 95.01 575 1.30 26 Aglutinante 3 8.0 82.63 568 1.32 27 Aglutinante 2 7.2 95.51 595 1.35 28 Aglutinante 3 7.2 90.39 n/a N/a 29 Resina 7.2 76.17 600 1.27 Duramax CUADRO 4-2 Distribución del tamaño de grano rugoso para granos aglomerados EJEMPLO 5 Se prepararon los granos aglomerados adicionales (muestras nos. 30-37) como se describió en el Ejemplo 3, excepto que la sinterización se hizo a 1180°C, se probaron diferentes tipos de partículas abrasivas, y se mezclaron 13.6 Kg de partículas abrasivas con 0.9 Kg de aglutinante de partícula A (para proporcionar 8.94% en volumen del aglutinante de partícula en los granos aglomerados sinterizados). El Aglutinante 3 del Ejemplo 3 se comparó con agua como un aglutinante temporal para la aglomeración en estado crudo. Las muestras 30-34 utilizaron 0.4 Kg de agua como un aglutinante temporal. Las muestras 35-37 utilizaron 0.3 Kg de Aglutinante 3. Las variables probadas se resumen a continuación en el Cuadro 5.

El procedimiento de aglomeración se llevó a cabo bajo condiciones atmosféricas, con una velocidad de rotación del tubo del aparato de 8.5-9.5 rpm, un ángulo de inclinación del tubo de 2.5 grados, y una velocidad de alimentación de 5-8 kg/hora. El aparato utilizado fue sustancialmente idéntico al aparato ilustrado en la Figura 1 y figura 1 A. Después de la aglomeración, las muestras de grano abrasivo aglomerado se cribaron y probaron para la densidad de empaque suelta (LPD), distribución del tamaño y resistencia del aglomerado. Estos resultados se muestran en el Cuadro 5.

CUADRO 5 No. de Partículas abrasivas Aglutinante % en peso Tamaño LPG Presión al Muestra temporal de promedio µ?t? g/cc 50% de aglutinante fracción en partículas triturada MPa 30 grano rugoso 60 agua 3.0 479 1.39 1.2±0.1 alúmina 57A 31 Grano rugoso 60 agua 3.0 574 1.27 2.5±0.1 Alúmina 55A 32 Grano rugoso 80 agua 3.0 344 1.18 0.4±0.1 alúmina XG 33 grano rugoso 70 agua 3.0 852 1.54 17±1.0 alúmina por sol gel Targa® 34 70/30% en peso grano agua 3.0 464 1.31 1.1 +0.1 rugoso 60 grano rugoso 38A/60 alúmina Norton SG 35 grano rugoso 60 Aglutinante 2.4 n/a n/a n/a alúmina 38A 3 36 grano rugoso 60 alúmina Aglutinante 2.4 n/a n/a n/a Norton SG® 3 37 60/25/15% en peso grano Aglutinante 2.4 n/a n/a n/a rugoso 60 38A/grano 3 rugoso 120 Norton SG /grano rugoso 320 57A Estos resultados demuestran nuevamente la utilidad del agua como un aglutinante temporal para los granos aglomerados en el procedimiento giratorio de calcinación. Además, las mezclas de tipos de grano, tamaños de grano o ambas, pueden aglomerarse mediante el procedimiento de la invención, y estos aglomerados pueden recubrirse a una temperatura de 1 180°C en el calcinador giratorio. Se observó un incremento significativo en la resistencia al rectificado cuando se utilizó un grano abrasivo alargado con una relación elevada de aspecto (es decir, > 4:1 ), en los granos aglomerados (muestra 33).

EJEMPLO 6 Se preparó otra serie de granos aglomerados (muestras nos. 38-45), como se describe en el Ejemplo 3, excepto que se utilizaron diferentes temperaturas de sinterización, y se probaron diferentes tipos de mezclas del grano rugoso de partícula abrasiva, y diferentes aglutinantes de partícula. En algunas de las mezclas de materia prima, se utilizó cáscara de nuez de nogal como un material de relleno inductor orgánico del poro (la cáscara de nuez de nogal se obtuvo con Composition Materials Co., Inc., Fairfield, Connecticut, en un tamaño de Tamiz de E.U.A. 40/60). Las variables probadas se resumen a continuación en el Cuadro 6. Todas las muestras contenían una mezcla de 13.6 Kg de partículas abrasivas y 2.5 % en peso de Aglutinante 3, con base en el peso del grano, con varias cantidades de aglutinantes de partícula, como se muestra en el Cuadro 6. El procedimiento de aglomeración se llevó a cabo bajo condiciones atmosféricas, con una velocidad de rotación del tubo del aparato de 8.5-9.5 rpm, un ángulo de inclinación del tubo de 2.5 grados, y una velocidad de alimentación de 5-8 kg/hora. El aparato utilizado fue sustancialmente idéntico al aparato ilustrado en la Figura 1 y figura 1A. Después de la aglomeración, las muestras de grano aglomerado se cribaron y probaron para la densidad de empaque suelta (LPD), el tamaño promedio y la resistencia al rectificado del aglomerado (véase el Cuadro 6). Las propiedades de todos los granos aglomerados fueron aceptables para utilizarse en la fabricación de abrasivos sobre soporte flexible. Estos datos parecen indicar que el uso de inductores orgánicos de poro, es decir, cáscara de nuez de nogal, no tuvo un impacto significativo en las características del aglomerado.

CUADRO 6 a. % en volumen en base a los sólidos totales (grano, aglutinante de partícula e inductor del poro), y no incluye la porosidad del aglomerado. 38A y 32A son materiales abrasivos fundidos de alúmina.

EJEMPLO 7 En este ejemplo se comparó el desempeño de un disco de 17.8 utilizando aglomerados abrasivos de conformidad con la invención con discos abrasivos comerciales fabricados utilizando materiales convencionales y granos abrasivos. El disco abrasivo de conformidad con la invención se fabricó utilizando granos aglomerados abrasivos que comprenden partículas abrasivas por sol-gel molidas con un tamaño de grano rugoso 90 que se obtuvo con Saint-Gobain Ceramics and Plastics, Inc. Esta partículas se formaron en granos aglomerados abrasivos como se describe en relación con la preparación de la muestra 7 en el ejemplo 1 anterior. Los granos fueron graduados y se mantuvo una fracción de grado-28+40 para su uso. Se utilizaron estos granos aglomerados abrasivos para formar un disco abrasivo revestido mediante deposición sobre un sustrato de disco de fibra convencional utilizando una técnica convencional de revestimiento modelo/revestimiento de apresto. La resina empleada para proveer los recubrimientos de modelo y apresto fue una resina fenólica convencional. Se aplicó el recubrimiento de confección a un nivel de 0.12 kg/m2, (8.3 libras/resma) y se depositaron los granos aglomerados abrasivos mediante una técnica UP en un nivel de 0.28 kg/m2, (19 libras/resma). Se aplicó el revestimiento de apresto utilizando una técnica de aspersión a un nivel de 0.49 kg/m2 (33 libras/resma) y que fue una resina fenólica estándar con una viscosidad de 800 cps modificada mediante la adición de sílice CAB-O-Sil de Cabot Corporation a una viscosidad de 2000 cps En cada caso la "resma" a la que se hace referencia es una resma modelo de lija que corresponde a 30.7 m2 El disco de conformidad con la invención se utilizó para desgastar una barra plana de acero 1008. Se puso en contacto el disco con la barra durante 30 segundo a una presión constante de 0.91 kg/cm2 y se midió el peso de la barra después de cada contacto para determinar la cantidad de metal removido en cada contacto. Se graficaron los resultados en una gráfica que se presenta como la figura 2. Por motivos de comparación se sometieron tres discos comerciales competitivos del mismo tamaño a la misma prueba y los resultados se diagraman en la misma figura 2. Los discos probados fueron: 984C que es un grano abrasivo de grano rugoso 80 de alúmina por sol-gel molida con revestimiento 44 con refuerzo de fibra que vende 3M Company; 987C que es similar al 984C excepto que el grano rugoso abrasivo es "321 Cubitron®" 80 y el disco había recibido un tamaño de super aprestado. Este disco también es vendido por 3 Company; y 983C que es igual que el 984C excepto que el grano es una alúmina por sol-gel modificada con MgO de grano rugoso 80 y se aplicó el granulo mediante un procedimiento UP al 100%. Este también está disponible con 3M Company. Como se observará a partir de la figura 2, aunque todos los discos empezaron cortando a la misma velocidad, el disco de conformidad con la invención cortó mucho más tiempo y mucho mejor que cualquiera de los discos comparativos de 3M.

EJEMPLO 8 En este ejemplo se estudia el efecto de utilizar un recubrimiento de apresto modificado. Se fabricaron dos discos abrasivos más bien idénticos preparados en la misma manera del disco de la "invención" del ejemplo 1 con diferentes revestimientos de apresto. En la primer muestra el disco fue exactamente el mismo que el de la muestra de la "invención" del ejemplo 1 y el segundo fue exactamente el mismo, excepto que se utilizó el revestimiento de apresto sin modificar. La evaluación utilizó los mismos procedimientos que se establecen en el ejemplo 1 y los resultados obtenidos se observan en la figura 3 de los dibujos. Como podrá observarse claramente, aunque el desempeño es incluso mejor que el de los productos de la técnica antecedente, no es tan bueno como el del producto con el revestimiento de apresto modificado en viscosidad. Esto debe acreditarse a la cuestión que el apresto de menor viscosidad hasta cierto grado reduce el efecto benéfico de la porosidad en los granos aglomerados abrasivos.

EJEMPLO 9 Este ejemplo compara el desempeño de dos discos de conformidad de la invención, cada uno con un revestimiento de apresto estándar (que no está modificado para incrementar la viscosidad como el disco que se probó en el ejemplo 8). En este caso la única diferencia de los discos se basa en el aglutinante utilizado para ligar las partículas abrasivas para formar los granos aglomerados abrasivos. En la muestra identificada como "revestimiento de apresto estándar SCA vitrificado" el ligante fue vitreo y la muestra fue aquella probada en el ejemplo 8 como se indicó anteriormente. En la muestra identificada como "revestimiento de apresto estándar SCA orgánico" el ligante fue un ligante orgánico y las partículas abrasivas de alúmina por sol-gel molidas en los aglomerados fueron un poco más ásperas con un tamaño de grano rugoso de 80. Sin embargo, la porosidad fue esencialmente la misma. Los datos comparativos, que se obtuvieron utilizando el mismo procedimiento de prueba que se utilizó en los ejemplos previos, se diagrama en la gráfica que se presenta como figura 4 de los dibujos. A partir de la gráfica se notará que los aglomerados ligados vitreos se desempeñaron ligeramente mejor que los aglomerados ligados orgánicos, aunque se esperaría que los granos rugosos más ásperos en el disco con revestimiento de apresto estándar SCA orgánico tendrían mayores velocidades de remoción de metal. La diferencia se hizo más significativa en las etapas finales de la vida del disco. A partir de los datos anteriores es muy claro que el uso de granos aglomerados abrasivos genera mejoras significativas sobre discos de la técnica antecedente, especialmente cuando el ligante que mantiene juntos los aglomerados es un ligante vitreo y se da al apresto una viscosidad mayor que la que se utilizaría para inhibir la pérdida de porosidad cuando se utilizan los aglomerados para fabricar un abrasivo revestido.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES 1.- Un artículo abrasivo revestido que comprende un material de refuerzo y granos aglomerados abrasivos adheridos al refuerzo mediante un material aglutinante, en donde los granos aglomerados utilizados comprenden una pluralidad de partículas abrasivas adheridas en una estructura tridimensional en la cual cada partícula se une a la por lo menos una partícula adyacente mediante un material aglutinante de partícula que está presente en el aglomerado como una fase discontinua ubicada esencial y completamente en forma de postes de unión dentro del grano de aglomerado, para que el aglomerado tenga un volumen de empaque suelto que es de por lo menos 2% inferior que el de las partículas abrasivas en estado individual. 2.- El abrasivo revestido de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque los granos aglomerados abrasivos comprenden partículas abrasivas adheridas de alrededor de 5 a 25% en volumen, con base en el volumen de sólido totales del aglomerado, de un aglutinante de partícula seleccionado del grupo que consiste de materiales aglutinantes de partícula vitrea, vidrio-cerámica, orgánicos y metálicos. 3.- El abrasivo revestido de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque el aglutinante de partícula es un material ligante vitreo. 4. - El abrasivo revestido de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el aglutinante que adhiere los granos al refuerzo es una resina orgánica. 5. - El abrasivo revestido de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque el aglutinante es una resina orgánica que tiene una viscosidad de por lo menos 1500 centipoises. 6. - El abrasivo revestido de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque la viscosidad del aglutinante se ajusta utilizando un material llenador. 7.- El abrasivo revestido de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque las partículas abrasivas se utilizan en agregado coloidal con por lo menos un material no abrasivo seleccionado del grupo que consiste de auxiliares para rectificado, llenadores y formadores de poro en la producción de los granos aglomerados. 8.- El abrasivo revestido de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque las partículas abrasivas se seleccionan del grupo que consiste de partículas abrasivas de diferentes calidades abrasivas, partículas abrasivas de diferentes dimensiones, y mezclas de las mismas. 9 - El abrasivo revestido de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque los granos de aglomerado comprenden un aglutinante de partículas seleccionado de materiales ligantes vitreos y metálicos y los granos de aglomerado se depositan sobre el refuerzo utilizando un procedimiento UP. 10. - El abrasivo revestido de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque los granos de aglomerado se dispersan en una matriz del aglutinante. 1 1. - El abrasivo revestido de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque los granos de aglomerado se dispersan en una matriz del aglutinante. 12. - El abrasivo revestido de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque la superficie del abrasivo revestido tiene una superficie diseñada que comprende una pluralidad de formas discretas. 13.- El abrasivo revestido de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque los granos abrasivos aglomerados tienen la forma de estructuras con forma depositadas en el refuerzo en una disposición regular. 14.- Un abrasivo revestido que comprende un refuerzo y que se adhiere a éste mediante un aglutinante, una pluralidad de granos aglomerados abrasivos que se hacen mediante un procedimiento que comprende los pasos de: a) alimentar partículas abrasivas y un aglutinante de partícula, seleccionada del grupo que consiste esencialmente de materiales ligantes vitrificados, materiales vitrificados, materiales de cerámica, aglutinantes inorgánicos, aglutinantes orgánicos, agua, solvente y combinaciones de los mismos, en un horno giratorio de calcinación a una velocidad de alimentación controlada; b) hacer girar el horno a una velocidad controlada; c) calentar la mezcla a una velocidad de calentado determinada por la velocidad de alimentación y la velocidad del horno a temperaturas de alrededor de 145 a 1 ,300°C, d) tamborear las partículas y el aglutinante de partícula en el horno hasta que el aglutinante se adhiera a las partículas y una pluralidad de partículas se adhieran para crear una pluralidad de granos aglomerados sinterizados; y e) recuperar granos aglomerados sinterizados que tengan una forma tridimensional inicial, un volumen de empaque suelto que sea de por lo menos 2% inferior que el volumen de empaque suelto correspondiente de las partículas constituyentes. 15.- El abrasivo revestido de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque los granos aglomerados abrasivos comprenden partículas abrasivas adheridas desde alrededor de 5 a 25% en volumen, con base en el volumen de sólidos totales del aglomerado, y un aglutinante de partícula seleccionado del grupo que consiste de materiales aglutinantes de partículas vitreos, vidrio-cerámica, orgánicos y metálicos. 16.- El material abrasivo revestido de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque el aglutinante de partícula es un material ligante vitreo. 17. - El abrasivo revestido de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque el aglutinante que adhiere los granos al refuerzo es una resina orgánica. 8. - El abrasivo revestido de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado además porque el aglutinante es una resina orgánica que tiene una viscosidad de por lo menos 1500 centipoises. 19. - El abrasivo revestido de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado además porque la viscosidad del aglutinante se ajusta utilizando un material llenador. 20. - El abrasivo revestido de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque las partículas abrasivas se utilizan en agregado coloidal con por lo menos un material no abrasivo seleccionado del grupo que consiste de auxiliares de rectificado, llenadores y formadores de poro en la producción de los granos aglomerados. 21. - El abrasivo revestido de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque las partículas abrasivas se seleccionan del grupo que consiste de partículas abrasivas de diferentes calidades abrasivas, partículas abrasivas de diferentes dimensiones y mezclas de las mismas. 22. - El abrasivo revestido de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque los granos aglomerados comprenden un aglutinante de partículas seleccionado de materiales ligantes vitreos y metálicos y los granos aglomerados se depositan en el refuerzo utilizando un procedimiento UP. 23. - El abrasivo revestido de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque los granos aglomerados se dispersan en una matriz del aglutinante. 24. - El abrasivo revestido de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado además porque los granos aglomerados se dispersan en una matriz del aglutinante. 25. - El abrasivo revestido de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado además porque la superficie del abrasivo revestido tiene una superficie diseñada que comprende una pluralidad de formas discretas. 26. - El abrasivo revestido de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque los granos abrasivos de aglomerado tienen la forma de estructuras con forma depositadas en el refuerzo en una disposición regular. 27. - Un abrasivo revestido que comprende un refuerzo y que se adhiere a éste mediante un aglutinante, una pluralidad de granos aglomerados abrasivos que se hacen mediante un procedimiento que comprende los pasos de: a) alimentar partículas abrasivas con un aglutinante de partícula, en un horno giratorio de calcinación a una velocidad de alimentación controlada; b) hacer girar el horno a una velocidad controlada; c) calentar la mezcla a una velocidad de calentado determinada por la velocidad de alimentación y la velocidad del homo a temperaturas de alrededor de 145 a 1 ,300°C; d) tamborear las partículas y el aglutinante de partícula en el horno hasta que el aglutinante se adhiera a las partículas y se adhieran una pluralidad de partículas para crear una pluralidad de granos aglomerados sinterizados que tengan una forma tridimensional y un volumen de empaque suelto que sea de por lo menos 2% menor que el volumen de empaque suelto de las partículas constituyentes; y e) recuperar los aglomerados sinterizados del horno. 28. - El abrasivo revestido de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado además porque los granos aglomerados abrasivos comprenden partículas abrasivas que se adhieren mediante alrededor de 5 a 25% en volumen con base en el volumen de sólidos totales del aglomerado, de un aglutinante de partículas seleccionado dei grupo que consiste de materiales aglutinantes vitreos, vidrio-cerámica, orgánicos y metálicos. 29.- El abrasivo revestido de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado además porque el aglutinante de partícula es un material ligante vitreo. 30 - El abrasivo revestido de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado además porque el aglutinante que adhiere ios granos ai refuerzo es una resina orgánica. 31. - El abrasivo revestido de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado además porque ei aglutinante es una resina orgánica que tiene una viscosidad de por lo menos 1500 centipoises. 32. - El abrasivo revestido de conformidad con la reivindicación 31 , caracterizado además porque ia viscosidad se ajusta utilizando un material llenador. 33. - El abrasivo revestido de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado además porque ios granos aglomerados se dispersan en una matriz del aglutinante. 34. - El abrasivo revestido de conformidad con la reivindicación 31 , caracterizado además porque ¡os granos aglomerados se dispersan en una matriz del aglutinante. 35. - El abrasivo revestido de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado además porque las partículas abrasivas se utilizan en agregado coloidal con por ¡o menos un material no abrasivo seleccionado del grupo que consiste de auxiliares de rectificado, llenadores y formadores de poro en la producción de los aglomerados. 36. - El abrasivo revestido de conformidad con ¡a reivindicación 27, caracterizado además porque las partículas abrasivas se seleccionan del grupo que consiste de partículas abrasivas de diferentes calidades abrasivas, partículas abrasivas de diferentes dimensiones y mezclas de ¡as mismas. 37.- El abrasivo revestido de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado además porque los granos aglomerados comprenden un aglutinante de partícula seleccionado de materiales ligantes vitreos y metálicos y los granos aglomerados se depositan en el refuerzo utilizando un procedimiento UP. 38.- Ei abrasivo revestido de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado además porque la superficie del abrasivo revestido tiene una superficie diseñada que comprende una pluralidad de formas discretas. 39.- El abrasivo revestido de conformidad con ¡a reivindicación 27, caracterizado además porque los granos abrasivos aglomerados tienen la forma de estructuras con forma que se depositan en el refuerzo en una disposición regular.