NL1022988C2 - Verbeterde beklede slijpmiddelen. - Google Patents

Description

5

VERBETERDE BEKLEDE SLIJPMIDDELEN

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op beklede slijpmiddelen en in het bijzonder op slijpmiddelproducten 10 die zijn aangepast om beter te presteren als zij worden gebruikt onder slijpomstandigheden van middelmatige tot lage druk.

Bij de productie van beklede slijpmiddelen wordt een steunmateriaal, dat kan zijn behandeld om de absorberende 15 eigenschappen aan te passen, voorzien van een basislijm-laag omvattende een uithardbaar bindmiddelhars en worden slijpmiddelkorrels afgezet op de basislijmlaag voordat het bindmiddel ten minste gedeeltelijk wordt uitgehard. Daarna wordt een oppervlaktelijmlaag omvattende een uithardbaar 20 bindmiddelhars afgezet over de slijpmiddelkorrels zodat men er van is verzekerd dat de korrels stevig zijn verankerd aan het steunmateriaal.

Als het beklede slijpmiddel wordt gebruikt voor het afslijpen van een werkstuk, komen de toppen van de slijp-25 middelkorrels die in het oppervlak liggen in contact met het werkstuk en beginnen zij met het slijpwerk. De zo met het werkstuk in contact komende korrels worden blootgesteld aan grote spanningen en, als de korrel niet toereikend wordt vastgehouden door de oppervlaktelijmlaag, kan 30 hij uit het oppervlak worden geplukt voordat hij klaar is met slijpen. Het bindmiddel moet daarom de korrel stevig vasthouden. Naarmate het slijpen verder gaat kan de korrel gepolijst raken, in welk geval er aanzienlijke wrijvings-warmte wordt opgewekt en weinig verwijdering van het werk-35 stuk plaatsvindt. Verder bouwen de spanningen verder op en wordt de korrel ofwel volledig eruit geplukt, ofwel breekt hij zodat een groot deel verloren gaat. Dit vormt echter 1 022 9 ae I nieuwe scherpe randen zodat het slijpen verder kan gaan.

In het ideale geval zal de breukmodus zo klein mogelijk I zijn, zodat elke korrel lang blijft werken. Dit wordt be- I reikt met sol-^gel-aluminaslijpmiddelkorrels die elk kris- I 5 tallieten van micrometergrootte of kleiner omvatten, die onder slijpomstandigheden af kunnen breken zodat nieuwe I snijranden vrij komen te liggen. Dit vindt echter plaats onder middelmatige tot zware slijpdruk en er vindt slechts I een kleinere hoeveelheid zelf-scherpen plaats bij slijpom- I 10 standigheden van lagere druk. Er bestaat daarom behoefte aan een zeer effectief slijpmiddeldeeltje dat zeer effi- I ciënt werkt bij slijpomstandigheden van middelmatige tot lage druk.

I Eén optie die is onderzocht is het gebruik van geag- I 15 glomereerde slijpmiddelkorrels waarbij een slijpmiddel- I deeltje is opgebouwd uit een aantal fijnere slijpmiddel- I deeltjes die samen worden gehouden door een bindmiddelma- teriaal dat organisch of glasachtig van aard kan zijn. Om- I dat het bindmiddel gewoonlijk kwetsbaarder is dan de I 20 slijpmiddeldeeltjes, breekt het bindmiddel onder slijpom- I standigheden die anders zouden leiden tot polijsten of I volledige breuk van de slijpmiddelkorrel.

Geagglomereerde slijpmiddelkorrels maken gewoonlijk het gebruik mogelijk van kleinere deeltjesgrootten (grit- 25 grootten) voor het bereiken van hetzelfde slijprendement I als een slijpmiddel met een grotere gritgrootte. Er is ook I vermeld dat geagglomereerde slijpmiddelkorrels het slijp- I rendement verbeteren.

Amerikaans octrooischrift A-2.194.472 op naam van 30 Jackson beschrijft bekleed slijpgereedschap vervaardigd met agglomeraten van een veelvoud aan relatief fijne slijpmiddelkorrels en elk van de bindmiddelen normaliter I gebruikt in bekleed of gebonden slijpgereedschap. Er wor- I den organische bindmiddelen gebruikt voor het hechten van I 35 de agglomeraten aan de steunmaterialen van beklede slijp- middelen. De agglomeraten verlenen een oppervlak met open bekleding aan beklede slijpmiddelen vervaardigd met een 1022988

I I

3 relatief fijne korrel. De beklede slijpmiddelen vervaardigd met de agglomeraten in plaats van individuele slijp-middelkorrels worden gekenmerkt door het feit dat zij relatief snel snijdend zijn, lang "levend" zijn en geschikt 5 zijn voor het bereiden van een fijne oppervlakteafwer-kingskwaliteit van het werkstuk.

Amerikaans octrooischrift A-2.216.728 op naam van Benner beschrijft slijpmiddelkorrel/bindmiddelagglomeraten vervaardigd met ieder type bindmiddel. Het doel van de ag-10 glomeraten is het bereiken van zeer dichte wielstructuren voor het vasthouden van diamant- of CBN^-korrels tijdens slijpbewerkingen. Als de agglomeraten worden vervaardigd met een poreuze structuur, is dit met het doel het mogelijk te maken dat de interagglomeraatbindmiddelmaterialen 15 in de poriën van de agglomeraten stromen en de structuur tijdens sinteren volledig verdichten. De agglomeraten maken het gebruik mogelijk van fijne slijpmiddelkorrels die anders bij productie verloren zouden gaan.

Amerikaans octrooischrift A-3.048.482 op naam van 20 Hurst beschrijft gevormde slijpmiddelmicrosegmenten van geagglomereerde slijpmiddelkorrels en organische bindmid-delmaterialen in de vorm van piramides of andere taps toelopende vormen. De gevormde slijpmiddelmicrosegmenten worden gehecht aan een vezelig steunmateriaal en gebruikt 25 voor het vervaardigen van beklede slijpmiddelen en voor het bekleden van het oppervlak van dunne slijpwielen. De uitvinding wordt gekenmerkt doordat zij een langer snij leven, geregelde flexibiliteit van het voortbrengsel, veiligheid bij grote sterkte en snelheid, veerkrachtige wer-30 king en zeer efficiënte snijwerking ten opzichte van gereedschap vervaardigd zonder geagglomereerde slijpmiddel-korrelmicrosegmenten verschaffen,

Amerikaans octrooischrift A-3.982.359 op naam van El-bel beschrijft de vorming van harsbindmiddel- en slijpmid-35 delkorrelagglomeraten met een hardheid groter dan van het harsbindmiddel gebruikt voor het verbinden van de agglomeraten in slijpgereedschap. Er worden hogere slijpsnelheden 102? 9 8 8 _ ____ _._^--- I en een langere levensduur van het gereedschap bereikt in met rubber gebonden wielen die de agglomeraten bevatten.

I Amerikaans octrooischrift A-4.355,489 op naam van I Heyer beschrijft slijpgereedschap (wiel, schijf, band, I 5 vel, blok en dergelijke) vervaardigd van een matrix van gegolfde filamenten die met elkaar zijn verbonden op pun- I ten van onderling contact en slijpmiddelagglomeraten, met I een poriënvolume van ongeveer 70-97%. De agglomeraten kun- I nen worden vervaardigd met glas- of harsbindmiddelen en 10 elke slijpmiddelkorrel.

I Amerikaans octrooischrift A-4.364.746 op naam van I Bitzer beschrijft slijpgereedschap omvattende verschillen- I de slijpmiddelagglomeraten met verschillende sterktes. De I agglomeraten worden vervaardigd van slijpmiddelkorrels en I 15 harsbindmiddelen en kunnen andere materialen bevatten, zo- I als gemalen vezels, voor extra sterkte of hardheid.

I Amerikaans octrooischrift 4.393.021 op naam van I Eisenberg et al. beschrijft een werkwijze voor het ver- I vaardigen van slijpmiddelagglomeraten van slijpmiddelkor- 20 reis en een harsbindmiddel met een zeefbaan en het rollen I van een pasta van de korrels en het bindmiddel door de baan voor het vervaardigen van wormachtige extrudaten. De I extrudaten worden uitgehard door verwarmen en vervolgens I gemalen zodat agglomeraten worden gevormd.

I 25 Amerikaans octrooischrift 4.799.939 op naam van I Bloecher beschrijft erodeerbare agglomeraten van slijpmid- delkorrels, holle lichamen en organische bindmiddel en het gebruik van deze agglomeraten in beklede slijpmiddelen en gebonden slijpmiddelen. Er wordt gesproken van een sterke- I 30 re verwijdering van het uitgangsmateriaal, een langere le- I vensduur en bruikbaarheid bij omstandigheden van nat malen voor slijpmiddelvoortbrengselen die de agglomeraten omvat- I ten. De agglomeraten zijn bij voorkeur 150-3000 micrometer I wat betreft grootste afmeting. Voor het vervaardigen van I 35 de agglomeraten worden de holle lichamen, korrels, bind- I middel en water gemengd met een slurrie, wordt de slurrie I gestold door warmte of straling om het water te verwijde- I 1022988 5

I I

ren, en wordt het vaste mengsel gemalen in een kaak- of walsbreker en gezeefd.

Amerikaans octrooischrift A-5.129.189 op naam van Wetscher beschrijft slijpgereedschap met een harsbindmid’-5 delmatrix die conglomeraten van slijpmiddelkorrels en harsmiddel en vulmiddelmateriaal, zoals cryoliet, bevat.

Amerikaans octrooischrift 5.651.729 op naam van Ben-guerel beschrijft een slijpwiel met een kern en een slijp-middelrand vervaardigd van een harsbindmiddel en gebroken 10 agglomeraten van diamant- of CBN-slijpmiddelkorrels met een metaal- of keramisch bindmiddel. De genoemde voordelen van de wielen vervaardigd van de agglomeraten omvatten grote open ruimtes voor spanen, grote slijtvastheid, zelf-scherpende eigenschappen, grote mechanische sterkte van 15 het wiel en de mogelijkheid van het direct binden van de slijpmiddelrand aan de kern van het wiel. In één uitvoeringsvorm worden gebruikte gebonden diamant- of CBN-slijpmiddelranden vermalen tot een grootte van 0,2 tot 3 mm voor het vormen van de agglomeraten.

20 Amerikaans octrooischrift A-4.311.489 op naam van

Kressner beschrijft agglomeraten van fijne (< 200 micrometer) slijpmiddelkorrels en cryoliet, eventueel met een si-licaatbindmiddel, en hun gebruik bij het vervaardigen van beklede slijpmiddelvoortbrengselen.

25 Amerikaans octrooischrift A-4.541.842 op naam van Ro- stoker beschrijft beklede slijpmiddelen en slijpmiddelwie-len vervaardigd met agglomeraten van slijpmiddelkorrels en een schuim vervaardigd van een mengsel van verglaasde bindmiddelmaterialen met andere uitgangsmaterialen, zoals 30 lampzwart of carbonaten, die geschikt zijn voor schuimvor-ming tijdens het sinteren van de agglomeraten. De geagglo-mereerde "pellets” bevatten een groter percentage bindmiddel dan korrel op volumepercentagebasis. De pellets gebruikt voor het vervaardigen van de slijpwielen worden 35 gesinterd bij 900°C (tot een dichtheid van 70 lb/ft2; 1,134 g/cm3) en het verglaasde bindmiddel gebruikt voor het vervaardigen van het wiel wordt gesinterd bij 880°C.

1022988 I Wielen vervaardigd met 16 vol.% pellets presteren bij I slijpen met een rendement vergelijkbaar met dat van verge- I lijkingswielen vervaardigd met 46 vol.% slijpmiddelkor- I reis. De pellets bevatten open cellen in de verglaasde I 5 bindmiddelmatrix, met de relatief kleinere slijpmiddelkor- I reis in clusters rond de omtrek van de open cellen. Er I wordt een draaioven genoemd voor het sinteren van de groe- I ne schuimagglomeraten.

I USP 5.975.988 beschrijft gebruikelijke slijpmiddel- I 10 agglomeraten die slijpmiddeldeeltjes gedispergeerd in een I bindmiddelmatrix omvatten, maar in de vorm van vervormde I korrels afgezet in een precieze volgorde op een steunmate- riaal en daaraan gebonden.

USP 6.319.108 beschrijft een stijf steunmateriaal I 15 met, daaraan gehecht door een metaalbekleding, een veel- voud aan slijpmiddelcompositen die een veelvoud aan slijp- I middeldeeltjes gedispergeerd door een poreuze keramische I matrix omvatten.

I Geen van deze ontwikkelingen uit de stand van de I 20 techniek suggereert de vervaardiging van beklede slijpmid- I delen met poreuze geagglomereerde slijpmiddelkorrels zoals de term hierin wordt gebruikt, en een bindmiddel. Noch suggereren zij de productie van een product met slijpmid- deldeeltjes bijeen gehouden door een relatief kleine hoe- 25 veelheid bindmiddel, zodat de deeltjesbindmiddelfase dis- I continu is. De werkwijze en het gereedschap volgens de I uitvinding verschaffen nieuwe structuren en voordelen door I het gebruik van dergelijke geagglomereerde slijpmiddelkor- I reis, maar zijn toch verfijnd doordat zij het geregelde I 30 ontwerp en de geregelde vervaardiging van een breed tra- I ject aan slijpmiddelvoorwerpstructuren met gunstige eigen- schappen van onderling verbonden porositeit mogelijk ma- I ken. Een dergelijke onderling verbonden porositeit verbe- I tert de slijpgereedschapprestaties wat betreft een groter 35 contactoppervlak, precisieslijpbewerkingen en de algemene prestaties bij slijpbewerkingen met relatief middelmatige tot lage druk.

1.022-886 7

De uitvinding verschaft een bekleed slijpmiddelvoort-brengsel dat een steunmateriaal en met een bindmiddelmate-riaal daaraan gehechte slijpmiddelagglomeraatkorrels omvat met het kenmerk dat de korrels gebruikt bij de productie 5 van het beklede slijpmiddel een veelvoud omvatten van slijpmiddeldeeltjes die aan elkaar gehecht zijn in een driedimensionale structuur waarbij elk deeltje is verbonden met ten minste één ander deeltje door een deeltjes-bindmiddelmateriaal dat in het agglomeraat aanwezig is als 10 een discontinue fase in de agglomeraatkorrel en in wezen volledig aanwezig is in de vorm van bindmiddelkolommen die aangrenzende deeltjes verbinden zodat het agglomeraat een volume van een losse pakking heeft dat ten minste 2% kleiner is dan dat van de sli jpmiddeldeelt jes in de afzonder-15 lijke toestand.

In deze aanvrage zal de term "korrels" worden gereserveerd voor agglomeraten van een veelvoud aan slijpmid-del-"deeltjes". De korrels zullen dus de hierboven geïdentificeerde porositeitseigenschappen hebben, terwijl de 20 deeltjes in wezen een porositeit van nul zullen hebben. Verder is het bindmiddel dat de deeltjes samen houdt, geïdentificeerd als een "deeltjesbindmiddel" dat hetzelfde kan zijn als (of vaker kan verschillen van) het bindmiddel waarmee de korrels met het steunmateriaal zijn verbonden.

25 Het deeltjesbindmiddel in de geagglomereerde korrels bevindt zich in wezen volledig in de vorm van bindmiddelkolommen en dit betekent dat ten minste 70% van het bindmiddel en bij voorkeur meer dan 80% wordt gebruikt voor het vormen van bindmiddelkolommen die aangrenzende deel-30 tjes verbinden. Een bindmiddelkolom wordt gevormd onder agglomeraatvormingsomstandigheden als het deeltjesbindmiddel zich in vloeibare toestand bevindt en de neiging heeft eerst de deeltjes te bekleden en vervolgens te stromen naar contactpunten of dichtste benadering van aangrenzende 35 deeltjes en samen te vloeien met het bindmiddel verbonden met dergelijke aangrenzende deeltjes. Als de temperatuur wordt verlaagd en het bindmiddel stolt, vormt het bindmid- 1022988 I 8 del een vast contact tussen de deeltjes, dat ook bekend is I als een "bindmiddelkolom". Natuurlijk is elke bindmiddel- I kolom ook bevestigd aan het oppervlak van het deeltje dat I het verbindt, maar dit bindmiddel wordt voor deze be- I 5 schrijving verondersteld een deel te zijn van de bindmid- I delkolom. Dit sluit niet de mogelijkheid uit dat een rela- I tief kleine hoeveelheid aanwezig is als een bekleding op I ten minste een deel van het deeltjesoppervlak dat niet hoort bij een bindmiddelkolom. Het is echter de bedoeling 10 om de situatie uit te sluiten waarbij de deeltjes zijn in- I gebed in een matrix van bindmiddel, zoals optreedt in ge- I bruikelijke aggregaatslijpmiddelkorrels. Zoals blijkt uit I bestudering van figuren 5-7 van de tekeningen, zijn de af- I zonderlijke slijpmiddeldeeltjes die de agglomeraatkorrel I 15 vormen, afzonderlijk identificeerbaar en zijn zij inder- I daad in wezen alles dat men kan zien in gebruikelijke ag- I glomeraatkorrels volgens de uitvinding. Het is daarom mo- I gelijk de deeltjes te beschrijven als zijnde "geagglome- I reerd", hetgeen inhoudt dat zij onderling zijn verbonden I 20 in plaats van dat zij vast worden gehouden in een matrix I die het grootste deel van de ruimte tussen de deeltjes op- vult. Uiteraard zullen, als een groot aantal deeltjes zijn geagglomereerd, een aantal afzonderlijke deeltjes in het I agglomeraat niet afzonderlijk zichtbaar zijn, maar als het I 25 mogelijk zou zijn om een dwarsdoorsnede te maken, zou het- I zelfde patroon van afzonderlijk zichtbare deeltjes duide- lijk zijn.

Het is duidelijk dat, als het aantal geagglomereerde deeltjes groot wordt, er noodzakelijk aanzienlijke volumes I 30 aan porositeit gevormd door deze agglomeratie zullen zijn.

Dit kan wel 70% van het totale schijnbare volume van het I agglomeraat zijn. Als het aantal geagglomereerde deeltjes I echter klein is, misschien minder dan 10, wordt het con- cept "porositeit" minder bruikbaar bij het beschrijven van 35 de agglomeraten. Voorbeelden van dergelijke agglomeraten die betreffende soort structuren vertonen, worden in figu- I ren 5-7 getoond.

I 1022988

( I

9

Vanwege deze reden wordt de term "volume van losse pakking" ("loose pack volume", LPV) gebruikt. De LPV-waarde wordt verkregen door het delen van het vaste volume (dat wil zeggen het totale werkelijke volume van vaste 5 stoffen in de slijpmiddelkorrel of -deeltje, inclusief de bindmiddelcomponent) door het schijnbare volume van de ag-glomeraatkorrel. Het hoogst mogelijke getal zal worden verkregen van de deeltjes zelf zonder dat enige agglomeratie heeft plaatsgevonden. Hoe groter het aantal geagglome-10 reerde deeltjes, des te groter de afwijking van de maximale waarde. Zo kan, hoewel het verschil maar 2% kan zijn, dit stijgen tot 40% of zelfs hoger, als grotere aantallen deeltjes samen worden geagglomereerd op de hierin beschreven wijze.

15 Een voorbeeld van de berekening van LPV wordt getoond met de volgende gegevens die een werkelijk agglomeraat beschrijven vervaardigd met 60 gritdeeltjes van een met kiemen gevormd sol-gelalumina als de slijpmiddeldeeltjes en een gebruikelijk glasachtig bindmiddel geschikt voor ge-20 bruik met dergelijke deeltjes, met een werkwijze nagenoeg zoals beschreven in onderstaand voorbeeld 2.

De producten worden geïdentificeerd aan de hand van de agglomeraatkorrelgrootte getoond bij de kop van elke kolom. In elk van de gevallen werden de metingen uitge-25 voerd op basis van een vast volume van de agglome-raatslijpmiddelkorrels, dat hierin wordt aangeduid als het "schijnbare volume".

60-qritdeeltjes -40+45 -30+35 -25+30 -20+25

Gewicht_25,1_ 23,1 19,73 18,3 16_

Dichtheid (vaste 3,9 3,759 3,759 3,759 3,759 stof) *_____.__

Vol. Grit + bindmid- 6,436 6,145 5,249 4,868 4,256 del______

Schijnbaar volume__12,797__12,797 12,797 12,797 12,797

IlpV 10,503 10,480 10,410 10,380 Ιθ,33~3~] 30 * Dichtheid geschat aan de hand van de mengregel 1022988 -- I Zoals duidelijk zal zijn uit het bovenstaande, geldt, I hoe groter de agglomeraatkorrel, hoe kleiner de LPV in vergelijking met die van de niet-geagglomereerde deeltjes.

I De kleinste korrels vertoonde een terugval van 4,6% in I 5 LPV, terwijl de grootste (-20+25) een terugval van bijna I 34% vertoonden in vergelijking met de LPV van de 60- gritdeeltjes.

De agglomeraatkorrels hebben gewoonlijk een diameter (gedefinieerd als de grootte van de opening in de zeef I 10 (serie standaardzeven) met het grofste gaas waarop de kor- I reis blijven liggen), die ten minste twee maal de diameter I is van de daarin aanwezige afzonderlijke slijpmiddeldeel- I tjes. De vorm van de agglomeraatslijpmiddelkorrels is niet I kritisch en de vorm kan daarom bestaan uit statistische, I 15 enigszins blokachtige vormen, of liever, enigszins lang- I werpige vormen. De agglomeraatslijpmiddelkorrels kunnen ook een opgelegde vorm hebben en dit is voor sommige toe- passingen vaak voordelig.

De in de agglomeraten volgens de uitvinding aanwezige 20 slijpmiddeldeeltjes kunnen één of meer van de slijpmidde- I len bekend voor gebruik in slijpgereedschap, zoals alu- I mina's, inclusief pyrogeen alumina, gesinterd en sol-gel- I gesinterd alumina, gesinterd bauxiet en dergelijke, sili- I ciumcarbide, alumina-zirkoniumoxide, granaat, flint, dia- I 25 mant, inclusief natuurlijke en synthetische diamant, ku- bisch boornitride (CBN) en combinaties daarvan omvatten.

Elke grootte of vorm van de slijpmiddeldeeltjes kan worden gebruikt. De korrel kan bijvoorbeeld langwerpige gesinter- de sol-gelaluminadeeltjes omvatten met een grote leng- I 30 te/breedteverhouding van het type beschreven in Amerikaans I octrooischrift 5.129.919 of de filamentvormige slijpmid- I deldeeltjes beschreven in USP 5.009.676.

De slijpmiddeldeeltjes kunnen mengsels omvatten van slijpmiddelen van verschillende kwaliteiten, aangezien

35 vaak de prestaties van deeltjes van topkwaliteit slechts I

marginaal worden verminderd door verdunnen met kleine hoeveelheden inferieure deeltjes. Het is ook mogelijk om de 1 022988 11 slijpmiddeldeeltjes te mengen met kleine hoeveelheden niet-slijpmiddelmaterialen, zoals slijphulpmiddelen, poriënvormers en vulmaterialen van gebruikelijke soorten.

Deeltjesgrootten die geschikt zijn voor gebruik hier-5 in, variëren van gebruikelijke slijpmiddelgritten (bijvoorbeeld 60 tot 7000 micrometer) tot microslijpgritten (bijvoorbeeld 2 tot 60 micrometer) en mengsels van deze grootten. Voor elke gegeven slijpbewerking met slijpmiddel heeft het gewoonlijk de voorkeur om een agglomeraatkorrel 10 met een gritgrootte te gebruiken die kleiner is dan een gebruikelijke slijpmiddelkorrelgritgrootte (niet-geagglo-mereerd) die normaliter wordt gekozen voor deze slijpbewerking met slijpmiddel. Als men agglomeraatkorrels gebruikt wordt de 80-gritgrootte bijvoorbeeld gebruikt in 15 plaats van een gebruikelijk slijpmiddel van 54 grit, 100 grit voor 60-gritslijpmiddel en 120 grit voor 80-gritslijpmiddel, enzovoort.

De slijpmiddeldeeltjes in het agglomeraat zijn met elkaar verbonden door een metallisch, organisch of glas-20 achtig bindmiddelmateriaal en dit wordt gewoonlijk aangeduid als "deeltjesbindmiddel".

Deeltjesbindmiddelen die bruikbaar zijn bij het vervaardigen van agglomeraten, omvatten glasachtige materialen (hierin gedefinieerd als omvattende zowel gebruikelij-25 ke glasmaterialen als glas-keramische materialen), bij voorkeur van de soort gebruikt als bindmiddelsystemen voor glasachtig gebonden slijpgereedschap. Dit kan een voorgebakken glas zijn gemalen tot een poeder (een frit) of een mengsel van verschillende uitgangsmaterialen (zoals klei, 30 veldspaat, kalk, borax en soda, of een combinatie van voorgesinterde en grondstoffen. Dergelijke materialen versmelten en vormen een vloeibare glasfase bij temperaturen variërend van ongeveer 500 tot 1400°C en bevochtigen het oppervlak van de slijpmiddeldeeltjes en stromen naar de 35 punten van het dichtste contact tussen de aangrenzende deeltjes zodat bindmiddelkolommen worden gevormd bij koelen, zodat zij de slijpmiddeldeeltjes in een samengestelde 1022988 H structuur vasthouden. Het deeltjesbindmiddel wordt ge- bruikt In poedervorm en kan worden toegevoegd aan een vloeibare drager om verzekerd te zijn van een uniform, ho- I mogeen mengsel voor bekleden met slijpmiddeldeeltjes tij- 5 dens de vervaardiging van de agglomeraatkorrels.

Bij voorkeur worden tijdelijke organische bindmidde- I len toegevoegd aan poedervormige anorganische bekledings- componenten, ongeacht of zij gesinterd of ruw zijn, als I vormings- of bewerkingshulpmiddelen. Deze bindmiddelen I 10 kunnen dextrinen, zetmeel, dierlijk-eiwitlijmen en andere I typen lijmen; een vloeibare component, zoals water of I ethyleenglycol, viscositeit- of pH-modificerende middelen; I en menghulpmiddelen omvatten. Het gebruik van dergelijke I tijdelijke bindmiddelen verbetert de agglomeraatuniformi- I 15 teit en de structurele kwaliteit van de voorgebakken of I groene agglomeraten. Omdat de organische bindmiddelen weg- I branden tijdens sinteren van de agglomeraatkorrels, worden zij geen deel van de voltooide korrel.

I Er kan een anorganisch hechtingsbevorderend middel, I 20 zoals fosforzuur, aan het mengsel worden toegevoegd om de I hechting van het deeltjesbindmiddel aan de slijpmiddel- I deeltjes naar behoefte te verbeteren. Het toevoegen van I fosforzuur aan aluminakorrels verhoogt de mengkwaliteit I sterk als het deeltjesbindmiddel een gesinterd glas omvat.

I 25 Het anorganische hechtingsbevorderende middel kan worden I gebruikt met of zonder een organisch deeltjesbindmiddel I bij het bereiden van de agglomeraatkorrels.

I Het deeltjesbindmiddel dat de voorkeur heeft, is een I anorganisch materiaal, zoals een glasachtig bindmiddelma- I 30 teriaal. Dit heeft een duidelijk voordeel ten opzichte van I organische deeltjesbindmiddelen, omdat het mogelijk maakt I de agglomeraatkorrels af te zetten op een substraat bij de I vorming van een bekleed slijpmiddel met een ÜP-werkwijze.

I De üP-afzettingswerkwijze is ook zeer geschikt om te ge- I 35 bruiken als de deeltjes aan elkaar worden gebonden met een I metallisch bindmiddel. Aangezien deze werkwijze enigzins I effectiever en beheersbaarder is dan een zwaartekrachtaf- I 1022988 13 zettingswerkwijze, vertegenwoordigt dit een aanzienlijk voordeel ten opzichte van gebruikelijke aggregaatkorrels vervaardigd met een matrix van een organisch harsbindmid-del.

5 Het deeltjesbindmiddel kan ook een organisch bindmid del zijn, zoals een thermohardend hars, zoals een fenol-hars, een epoxyhars, een ureum/formaldehydhars of met straling uithardbaar hars, zoals een acrylaat, een urethaan/acrylaat, een epoxy-acrylaat, een polyester-10 acrylaat of dergelijke. Gewoonlijk hebben thermohardende harsen de voorkeur als organische bindmiddelen.

Het deeltjesbindmiddel is aanwezig in ongeveer 2 tot 25 vol.%, liever 3 tot 15 vol.% en liefst 3 tot 10 vol.%, berekend op het gecombineerde volume van de deeltjes en 15 het bindmiddel.

Men heeft ook voorzien dat de deeltjesbindmiddelcom-ponent volledig kan worden geëlimineerd, als men de slijp-middeldeeltjes samen laat sinteren op een geregelde wijze, zodat door het materiaaltransport tussen in contact staan-20 de deeltjes de bindmiddelkolommen autogeen zouden worden gevormd. Ook zouden, als de slijpmiddeldeeltjes alumina zijn, deze kunnen worden gemengd met een sol met een relatief kleine hoeveelheid van een α-aluminavoorloper, zoals boehmiet. Tijdens bakken zou dit worden omgezet in de a-25 fase en zou het dezelfde functie vervullen als bindmiddel-kolommen door het verbinden van aangrenzende deeltjes.

De uitvinding omvat beklede slijpmiddelen omvattende geagglomereerde slijpmiddelkorrels, waarbij de korrels worden vervaardigd met een werkwijze die de stappen omvat 30 van: a) het met een geregelde toevoersnelheid toevoegen van slijpmiddeldeeltjes en een deeltjesbindmiddelmate-riaal, gekozen uit de groep die in wezen bestaat uit verglaasde bindmiddelmaterialen, verglaasde materialen, kera-35 mische materialen, anorganische bindmiddelen, organische bindmiddelen, water, oplosmiddelen en combinaties daarvan, aan een rotatiecalcineeroven; 1022988

Η I

I 14 I b) het roteren van de oven met een geregelde snel- I heid; I c) het verwarmen van het mengsel met een verwarmings- I snelheid bepaald door de toevoersnelheid en de snelheid I 5 van de oven tot temperaturen van 145 tot 1300°C,

I d) het laten tuimelen van de deeltjes en het deel- I

I tjesbindmiddel in de oven totdat het bindmiddel hecht aan I

I de deeltjes en een groot aantal van de deeltjes aan elkaar I

I hechten zodat gesinterde geagglomereerde korrels worden I

I 10 gevormd; en I

I e) het winnen van de gesinterde agglomeraten uit de I

I oven, I

I waardoor de gesinterde agglomeraatkorrels een initië- I

I le driedimensionale vorm hebben, een volume van de losse I

I 15 pakking hebben dat ten minste 2% kleiner is dan het over- I

I eenkomstige volume van de losse pakking van de samenstel- I

I lende deeltjes, en een veelvoud aan slijpmiddeldeeltjes I

omvatten. I

I De uitvinding omvat ook beklede slijpmiddelen die I

I 20 gesinterde slijpmiddelagglomeraatkorrels omvatten die zijn I

I gemaakt met een werkwijze omvattende de stappen: I

I a) het voeden van slijpmiddeldeeltjes samen met een I

I deeltjesbindmiddelmateriaal aan een rotatiecalcineeroven I

I met een beheerste toevoersnelheid; I

I 25 b) het roteren van de oven met een geregelde snel- I

I heid; I

I c) het verwarmen van het mengsel met een verwarmings- I

I snelheid bepaald door de toevoersnelheid en de snelheid I

I van de oven tot temperaturen van ongeveer 145°C tot 1300°C, I

I 30 d) het laten tuimelen van de slijpmiddeldeeltjes en I

I het deeltj esbindmiddel in de oven totdat het bindmiddel I

I hecht aan de korrels en een groot aantal korrels aan el- I

I kaar hecht zodat gesinterde slijpmiddelagglomeraatkorrels I

I worden gevormd; en I

I 35 e) het winnen van de gesinterde geagglomereerde kor- I

I reis uit de oven, I

I 1022988 15 waardoor de gesinterde agglomeraatkorrels een initiële driedimensionale vorm hebben en een groot aantal deeltjes omvatten en een volume van losse pakking hebben dat ten minste 2% kleiner is dan het overeenkomstige volume 5 van de losse pakking van de samenstelling in de deeltjes.

Figuur 1 is een rotatiecalcineerinrichting die kan worden gebruikt om de agglomeraten volgens de uitvinding te produceren.

Figuur 2 is een grafiek die de hoeveelheid metaal ge-10 sneden bij de beoordeling van vier slijpschijven uitgevoerd volgens voorbeeld 1 toont.

Figuur 3 is een grafiek die de hoeveelheid metaal gesneden bij de beoordeling van vier slijpschijven uitgevoerd volgens voorbeeld 2 toont.

15 Figuur 4 is een grafiek die de hoeveelheid metaal ge sneden bij de beoordeling van vier slijpschijven uitgevoerd volgens voorbeeld 3 toont.

Figuren 5-7 zijn uitvergrote foto's van agglomeraten gebruikt voor het produceren van beklede slijpmiddelen 20 volgens de uitvinding.

Nu worden de aard en de productie van de slijpmiddel-agglomeraatkorrels en de beklede slijpmiddelen gemaakt met dergelijke korrels onderzocht en toegelicht met behulp van verschillende voorbeelden die de verrassend verbeterende 25 eigenschappen tonen die worden verkregen met behulp van de slijpmiddelagglomeraatkorrels als componenten van beklede slijpmiddelen.

Vervaardiging van slijpmiddelagglomeraten 30 De agglomeraatkorrels kunnen met een verscheidenheid aan technieken tot vele afmetingen en vormen worden gevormd. Deze technieken kunnen worden uitgevoerd voor of na het bakken van het mengsel van korrel en deeltjesbindmiddel van de initiële ("groene") stap. De stap van het ver-35 warmen van het mengsel om het deeltj esbindmiddel te laten smelten en stromen, zodat het bindmiddel aan de korrel hecht en de korrel in geagglomereerde vorm fixeert, wordt 1022988

16 I

aangeduid als bakken, calcineren of sinteren. Elke werk- I

wijze bekend uit de techniek voor het agglomereren van I

mengsels van deeltjes kan worden gebruikt voor het berei- I

den van de slijpmiddelagglomeraatkorrels. I

5 In een eerste uitvoeringsvorm van de hierin gebruikte I

werkwijze voor het vervaardigen van agglomeraatkorrels I

wordt het initiële mengsel van deeltjes en deeltjesbind- I

middel geagglomereerd vóór het bakken van het mengsel zo- I

dat een relatief zwakke mechanische structuur wordt ge- I

10 vormd die wordt aangeduid als "groen agglomeraat" of "ag- I

glomeraat voor bakken". I

Voor het uitvoeren van de eerste uitvoeringsvorm wor- I

den de slijpmiddeldeeltjes en een anorganisch deeltjes- I

bindmiddel geagglomereerd in de groene toestand met elk I

15 van een aantal verschillende werkwijzen, bijvoorbeeld in I

een vatvormige pelletvormingsinrichting, en vervolgens I

toegevoerd aan een rotatiecalcineerinrichting voor sinte- I

ren. De groene agglomeraten kunnen ook op een schotel of I

rek worden geplaatst en gebakken in een oven, zonder tui- I

20 melen, in een continue of ladingsgewijze werkwijze. I

Bij een andere werkwijze worden de slijpmiddeldeel- I

tjes getransporteerd naar een gefluïdiseerd bed, vervol- I

gens bevochtigd met een vloeistof die het deeltjesbindmid- I

del bevat om het bindmiddel aan het oppervlak van de deel- I

25 tjes te hechten, gezeefd voor agglomeraatgrootte en ver- I

volgens gebakken in een oven of calcineerinrichting. I

Pelletvorming in een vat wordt vaak uitgevoerd door I

het toevoegen van deeltjes aan de bak van een menger en I

het doseren van een vloeibare component (bijvoorbeeld wa- I

30 ter of organisch bindmiddel en water) die het deeltjes- I

bindmiddel bevat op de korrels, onder mengen, om met el- I

kaar te agglomereren. Ook kan een vloeibare dispersie van I

het deeltjesbindmiddel, eventueel met een organisch bind- I

middel, worden gespoten op de deeltjes en kunnen de bekle- I

35 de deeltjes vervolgens worden gemengd voor het vormen van I

de agglomeraten. I

1022988 I

17

Er kan een lagedrukextrusie-inrichting worden gebruikt voor het extruderen van een pasta van de deeltjes en deeltjesbindmiddel tot grootten en vormen die worden gedroogd voor het vormen van agglomeraatkorreis. Er kan 5 een pasta worden gevormd van een deeltjesbindmiddel en de deeltjes, eventueel met een tijdelijk organisch bindmiddel, en geëxtrudeerd tot langwerpige deeltjes met de inrichting en werkwijze beschreven in Amerikaans octrooi-schrift 4.393.021.

10 Bij een droge granuleerwerkwijze wordt een vel of blok vervaardigd van slijpmiddeldeeltjes ingebed in een dispersie of pasta van het deeltjesbindmiddel, gedroogd en vervolgens opgebroken met een walsbreker zodat voorlopers van de agglomeraatkorrels worden gevormd.

15 Bij een andere werkwijze voor het vervaardigen van groene of voorloperagglomeraatkorrels wordt het mengsel van het deeltjesbindmiddel en de deeltjes toegevoegd aan een vormgevingsinrichting en het mengsel gevormd tot precieze vormen en grootten, bijvoorbeeld op de wijze be-20 schreven in Amerikaans octrooischrift 6.217.413.

In een andere uitvoeringsvorm van de werkwijze die hierbij bruikbaar is voor het maken van agglomeraatkorrels, wordt een mengsel van de slijpmiddeldeeltjes, deeltj esbindmiddel en tijdelijk organisch bindmiddelsysteem 25 toegevoerd aan een oven, zonder vooragglomereren, en verwarmd. Het mengsel wordt verwarmd tot een temperatuur die hoog genoeg is om te zorgen dat het deeltj esbindmiddel smelt, stroomt en hecht aan de deeltjes, waarna het mengsel wordt gekoeld om een composiet te maken. De composiet 30 wordt gemalen en gezeefd zodat de gesinterde agglomeraatkorrels worden gemaakt.

Het is verder mogelijk om de agglomeraten te sinteren terwijl de deeltjes en het bindmiddel aanwezig zijn in een gevormde holte zodat de agglomeraten zoals zij worden ge-35 produceerd, een specifieke vorm hebben, zoals een piramide met vierkante basis. De vormen hoeven niet exact te zijn en omdat de hoeveelheid van het deeltjesbindmiddel rela- 1 022988 I 18 I tief klein is, zullen de zijden van de vormen in de prak- I tijk vaak relatief ruw zijn. Dergelijke geagglomereerde I korrels kunnen echter bijzonder bruikbaar zijn bij het I produceren van beklede slijpmiddelen met het vermogen een I 5 zeer uniform oppervlak te produceren bij een zeer agres- sieve slijpbewerking.

Voorkeursvervaardiging van slijpmiddelagglomeraten I Bij een voorkeurswerkwijze voor het maken van agglo- 10 meraten wordt een eenvoudig mengsel van de deeltjes en an- I organisch deeltjesbindmiddel (eventueel met een organisch I tijdelijk bindmiddel) toegevoerd aan een rotatiecalcineer- inrichting van het in figuur 1 getoonde type. Het mengsel I laat men tuimelen bij een vooraf bepaalde rpm over een 15 vooraf bepaalde helling met het toevoeren van warmte. Er I worden agglomeraatkorreis gevormd als het deeltjesbindmid- I del wordt opgewarmd, smelt, stroomt en hecht aan de deel- tjes. De bak- en agglomeratiestappen worden simultaan uit- I gevoerd bij geregelde snelheden en volumes van materiaal- I 20 en warmtetoevoer. De toevoersnelheid wordt gewoonlijk in- I gesteld op een debiet dat ruwweg 8-12 vol.% inneemt van de I buis van de rotatiecalcineerinrichting. De maximale tempe- I ratuursblootstelling in de inrichting wordt gekozen om de viscositeit van de deeltjesbindmiddelmaterialen in vloei- I 25 bare toestand te houden op een viscositeit van ten minste I ongeveer 1000 Poise. Dit vermijdt bovenmatig stromen van het deeltjesbindmiddel over het oppervlak van de buis en I daaruit volgend verlies van het oppervlak van de slijpmid- I deldeeltjes.

30 Er kan een rotatiecalcineerinrichting van het in fi- I guur 1 getoonde type worden gebruikt voor het uitvoeren I van de agglomeratiewerkwijze voor het agglomereren en bak- ken van de agglomeraten in een enkele processtap. Zoals in I figuur 1 getoond, wordt vanuit een laadtrechter (10) het I 35 grondstofmengsel (11) dat deeltjesbindmiddel en slijpmid- I deldeeltjes bevat toegevoerd aan middelen (12) voor het I doseren van het mengsel in een holle verwarmingsbuis (13).

I 1022988 19

De buis (13) is geplaatst onder een hellingshoek (14) van ongeveer 0,5-5,0° zodat de grondstof (11) door de zwaartekracht door de holle buis (13) kan worden gevoerd. Tegelijkertijd wordt de holle buis (13) geroteerd in de rich-5 ting van de pijl (a) met een geregelde snelheid om de grondstof (11) en het verwarmde mengsel (18) te laten tuimelen terwijl zij over de lengte van de holle buis passeren .

Een deel van de holle buis (13) wordt verwarmd. In 10 één uitvoeringsvorm kan het verwarmde deel drie verwar-mingszones (15, 16, 17) omvatten met een afmeting (dl) van 60 inch (152 mm) over de lengte (d2) van 120 inch (305 mm) van de holle buis (13). De verwarmingszones maken het voor de bediener mogelijk om de bewerkingstemperatuur te rege-15 len en deze naar behoefte te variëren om de agglomeraat-korrels te sinteren. In andere modellen van de inrichting kan de holle buis slechts één of twee verwarmingszones omvatten of kan hij meer dan drie verwarmingszones omvatten. Hoewel het niet in figuur 1 wordt getoond, is de inrich-20 ting uitgerust met een verwarmingsinrichting en mechanische, elektronische en temperatuurregelende en metende inrichtingen die dienen voor het uitvoeren van de thermische werkwijze. Zoals men kan zien in het aanzicht in dwarsdoorsnede van de holle buis (13), wordt de grondstof (11) 25 omgezet in een verwarmd mengsel (18) in de buis en verlaat het de buis en wordt het gewonnen als agglomeraatgranules (19) . De wand van de holle buis heeft een binnendiamete-rafmeting (d3) die kan variëren van 5,5 tot 30 inch (14-76 mm) en een diameter (d4) die kan variëren van 6 tot 36 30 inch (15-91 mm) afhankelijk van het model en het type materiaal gebruikt voor het construeren van de holle buis (bijvoorbeeld een vuurvaste metaallegering, roestvast staal, vuurvaste baksteen, siliciumcarbide, mulliet). Het materiaal gekozen voor de constructie van de buis hangt 35 voornamelijk af van de bereikte temperaturen. Gewoonlijk kan men met temperaturen tot 1000°C werken met een roest- 1 022988

ι I

I 20 I vaststalen buis, maar boven deze temperatuur heeft een si- I liciumcarbidebuis vaak de voorkeur.

I De hellingshoek van de buis kan variëren van 0,5 tot 5,0 graden en de rotatie van de buis kan 0,5 tot 10 rpm I 5 zijn. De toevoersnelheid voor een rotatiecalcineerinrich- I ting op kleine schaal kan variëren van ongeveer 5 tot I 10 kg/uur en de toevoersnelheid op industriële productie- I schaal kan variëren van ongeveer 227 tot 910 kg/uur. De I rotatiecalcineerinrichting kan worden verwarmd tot een 10 sintertemperatuur van 800 tot 1400°C en het voedingsmate- I riaal kan worden verwarmd met een snelheid van tot I 200°C/minuut terwijl de grondstof in de verwande zone I stroomt. Afkoelen vindt plaats in het laatste deel van de I buis als de grondstof van een verwarmde zone naar een on- I 15 verwarmde zone beweegt. Het product wordt gekoeld, bij- I voorbeeld met een waterkoelsysteem, tot kamertemperatuur I en verzameld.

I Geschikte rotatiecalcineerinrichtingen kunnen worden I verkregen bij Harper International, Buffalo, New York, of I 20 bij Alstom Power Ine., Applied Test Systems, Ine. en ande- I re fabrikanten van inrichtingen. De inrichting kan even- I tueel worden voorzien van elektronische regel- en detec- I tie-inrichtingen voor in het proces, een koelsysteem, ver- I scheidene ontwerpen van toevoerinrichtingen en andere op- I 25 tionele inrichtingen.

Vervaardiging van beklede slijpmiddelen I Het beklede slijpmiddel volgens de uitvinding kan de I vorm hebben van een slijpband, -vel, individuele slijp- I 30 schijf of een samengesteld slijpmiddel met elke structuur I of uitvoeringsvorm. Zo kan het substraat waarop de slijp- I middelagglomeraatkorrels worden gehecht, een film, papier, I textiel, vezel (zowel in de vorm van een vezelvlies, als I van een losse vezelige structuur) of zelfs een schuimmate- I 35 riaal zijn. De term "bekleed slijpmiddel" zoals hierin ge- I bruikt omvat daarom zowel gebruikelijke slijpmiddelproduc- I ten, zoals banden en schijven die een vlak substraat ver- I 1022988 « * • · 21 vaardigd van gebruikelijke materialen gebruiken, alsook producten waarbij de slijpmiddelagglomeraten volgens de uitvinding zijn gehecht aan losse vezelige structuren van het type dat vaak wordt aangeduid als "samengestelde 5 slijpmiddelen" en die waarbij zij zijn gedispergeerd in en gehecht in de oppervlaktelagen van de schuimstructuur met open cellen.

De beklede slijpmiddelen volgens de uitvinding kunnen worden gevormd met elk van de uit de techniek bekende ge-10 bruikelijke werkwijzen. Deze omvatten het aanbrengen over een basislijmlaag afgezet op een substraat, gevolgd door het afzetten van een oppervlaktelijmlaag, alsmede het afzetten van de slijpmiddelagglomeraatkorrels gedispergeerd in een geschikt uithardbaar bindmiddel op een substraat. 15 Het uithardbare bindmiddel kan worden uitgehard zoals aangebracht of het oppervlak kan worden behandeld met bekende werkwijzen om een oppervlaktestructuur daaraan op te leggen.

Evenzo kunnen beklede slijpmiddelen waarin de slijp-20 middelagglomeraatkorrels zijn afgezet op losse vezelige structuren of in ten minste de oppervlaktelagen van een polymeerschuim, worden verkregen met uit de techniek bekende werkwijzen.

Er kan een bekleed slijpmiddel worden gevormd door 25 het afzetten van slijpmiddelagglomeraatkorrels op een substraat dat op de gebruikelijke wijze is bekleed met een basislijmlaag. In dit geval kan de afzetting met zwaarte-krachttoevoer of met een UP-werkwijze zijn. Als een glasachtig deeltjesbindmiddel wordt gebruikt voor het vormen 30 van de agglomeraten, wordt het mogelijk om de UP-afzet-tingstechniek te gebruiken die gewoonlijk de voorkeur heeft voor beklede slijpmiddelen. Deze techniek is minder goed geschikt voor het afzetten van agglomeraten gemaakt met een organisch hars als het bindmiddel, aangezien der-35 gelijke korrels niet goed opspringen onder de invloed van een elektrostatisch veld.

1022988

Η I

I 22 I De slijpmiddelagglomeraatkorrel kan afzonderlijk wor- I den afgezet of in een mengsel met andere gebruikelijke slijpmiddelkorrels. Het aanbrengniveau kan voorzien in een I gesloten bekleding (100% bedekking van het oppervlak van I 5 het substraat waarop de korrels worden aangebracht) of een I meer open bekleding waarbij de korrels in enige mate zijn I gescheiden, afhankelijk van de mate van "openheid". In

I sommige gevallen is het wenselijk om de slijpmiddelagglo- I

I meraatkorrels aan te brengen over een eerder aangebrachte

I 10 laag van een ander slijpmiddel, misschien één van mindere I

I kwaliteit, zodat een betere drager wordt verschaft voor de I

I slijpmiddelagglomeraatkorrels.

I Als het beklede slijpmiddel wordt gevormd op de ge- I

I bruikelijke wijze met basis- en oppervlaktelijmlagen voor I

I 15 het verankeren van de agglomeraatkorrels, heeft het vaak I

I de voorkeur dat het aanbrengen van de oppervlaktelijmlaag I

I niet het effect heeft van het aanzienlijk verminderen van I

I de porositeit van de slijpmiddelagglomeraatkorrels. De op- I

I pervlaktelijmlaag is gewoonlijk een relatief vloeibare I

I 20 uithardbare harssamenstelling en als het onder enige druk I

I wordt aangebracht, bijvoorbeeld met een walsaanbrengwerk- I

I wijze, kan de uithardbare samenstelling in de poriën van I

I de korrel worden geperst, zodat een belangrijke eigenschap I

I van de slijpmiddelagglomeraatkorrels wordt verminderd. Het I

I 25 heeft daarom de voorkeur dat de oppervlaktelijmlaag wordt I

I aangebracht met een niet-contactwerkwijze, zoals sproeibe- I

I kleden. Behalve dat of bij wijze van alternatief is het I

I vaak wenselijk om de eigenschappen van het oppervlakte- I

I lijmlaaghars te modificeren voor het verhogen van de vis- I

I 30 cositeit, misschien door het toevoegen van vulmiddelen zo- I

I als silica, voor het minimaliseren van de neiging van het I

I hars om de korrelstructuur te penetreren. Bij voorkeur I

I wordt de viscositeit aangepast tot een waarde van ten min- I

I ste 1000 centiPoise en liever tot ten minste 1500 centi- I

I 35 Poise of hoger. Als het bindmiddel wordt gebruikt als een I

I matrix voor het vasthouden van agglomeraatkorrel en tege- I

I lijkertijd het bevestigen ervan aan het steunmateriaal, I

I 1 022988

* I

23 heeft een vergelijkbare viscositeitsaanpassing de voorkeur .

Bij de vervaardiging van een bekleed slijpmiddel met een basislijmlaag, worden de korrels niet ondergedompeld 5 in de basislijmlaag die in elk geval gewoonlijk gedeeltelijk is uitgehard en daardoor niet zeer vloeibaar is als deze de slijpmiddelagglomeraten ontvangt. De oppervlakte-lijmlaag wordt echter gewoonlijk aangebracht over de ag-glomeraatkorrel en heeft daardoor een aanzienlijk grotere 10 kans op het penetreren van de structuur van het agglomeraat. Hoewel een bovenmatig verlies van de openheid van een agglomeraatstructuur omvattende vele deeltjes onwenselijk zou kunnen zijn, behoeft een beperkte mate van penetratie van de structuur van het agglomeraat niet noodzake-15 lijk slecht te zijn, aangezien het effect ervan het vergroten van het oppervlak van de korrel in contact met de oppervlaktelijmlaag is en daardoor het versterken van de grip op de korrel uitgeoefend door de oppervlaktelijmlaag.

Het beklede slijpmiddel kan ook worden gevormd door 20 het aanbrengen van een slurrie omvattende slijpmiddelag-glomeraatkorrels gedispergeerd in een uithardbare bindmid-delsamenstelling op een geschikt steunmateriaal. In dit geval kan het bindmiddel ook worden behandeld om de penetratie van de structuur van de slijpmiddelagglomeraatkor-25 reis door het bindmiddelhars te verminderen. Het aanbrengen van de slurrie kan worden bewerkstelligd in twee of meer bewerkingen, eventueel met verschillende samenstellingen in de achtereenvolgende afzettingen. Dit maakt een zekere flexibiliteit mogelijk voor het variëren van de 30 aard van de slijpmiddelwerking naarmate het beklede slijpmiddel slijt.

Het kan noodzakelijk zijn om beklede slijpmiddelban-den volgens de uitvinding voor gebruik te buigen, zoals gebruikelijk is met banden vervaardigd met een bindmiddel-35 hars dat uithardt tot een inflexibele laag. Behalve dat is het vaak wenselijk om het slijpoppervlak af te ruwen om 1022988

Η I

I 24 I verzekerd te zijn van uniforme hoge snij snelheden vanaf I het begin.

Losse vezelige structuren volgens de uitvinding kun- I nen bijvoorbeeld worden vervaardigd door het behandelen 5 van losse matten van vezels met een bindmiddelmateriaal, I waarbij vaak gebruik wordt gemaakt van een sproeiwerkwij- ze, en vervolgens afzetten van de slijpmiddelagglomeraat- I korrels daarop voor het uitharden van het bindmiddelhars.

De producten volgens de uitvinding in deze vorm zijn bij- I 10 zonder bruikbaar voor het polijsten en afwerken van me- I taaloppervlakken.

Voorbeelden

De uitvinding wordt nu toegelicht met de volgende I 15 voorbeelden die zijn bedoeld om de verrassend voordelige I eigenschappen van de producten volgens de uitvinding aan te tonen.

I Vervaardiging van met glasachtig materiaal gebonden slijp- 20 middelagglomeraatkorrels I De in de volgende voorbeelden beoordeelde geagglome- I reerde korrels werden gemaakt met een werkwijze volgens de I hierboven beschreven "Voorkeursvervaardiging voor slijp- I middelagglomeraten” en met de in figuur 1 getoonde inrich- I 25 ting.

De eerste zes voorbeelden lichten de productie toe van de slijpmiddelagglomeraten gebruikt bij de uitvinding.

I De op deze wijze bereide slijpmiddelkorrels werden opgeno- I men in beklede slijpmiddelen voor het beoordelen van de

I 30 prestaties door vergelijking met gebruikelijke commerciële I

slijpmiddelkorrels van hoge kwaliteit. De resultaten wor- den beschreven in de voorbeelden 7-9 die ter illustratie I van de uitvinding en niet bij wijze van beperking worden I verschaft.

I 35 I 1022988 25

Voorbeeld 1

Een reeks geagglomereerde slijpmiddelkorrelmonsters werd bereid in een rotatiecalcineerinrichting (elektri-sche-ovenmodel #HOU-5D34-RT-28, maximumtemperatuur 1200°C, 5 ingangsvermogen 30 kW, uitgerust met een 72" (183 cm) lange vuurvastmetalen buis met een binnendiameter van 5,5" (14 cm), gefabriceerd door Harper International, Buffalo, New York). De vuurvastmetalen buis werd vervangen door een siliciumcarbidebuis met dezelfde afmetingen en de inrich-10 ting werd aangepast om te werken bij een maximumtemperatuur van 1550°C. Het proces van agglomereren werd uitgevoerd onder atmosferische omstandigheden, bij een instel-punt van de hetetemperatuursturing van 1180°C, met een buisrotatiesnelheid van de inrichting van 9 rpm, een buis-15 hellingshoek van 2,5 tot 3 graden en een materiaaltoe-voersnelheid van 6-10 kg/uur. De gebruikte inrichting was nagenoeg identiek aan de in figuur 1 getoonde inrichting. De opbrengst aan bruikbare rulle granules (gedefinieerd als -12 mesh naar het vat) was 60 tot 90% van het totale 20 gewicht van de grondstof voor calcineren.

De agglomeraatmonsters werden bereid van een eenvoudig mengsel van slijpmiddeldeeltjes en watermengsels beschreven in Tabel 1-1. De verglaasde deeltjesbindmiddelen hechting gebruikt voor het bereiden van de monsters worden 25 vermeld in Tabel 2. De monsters werden vervaardigd van drie soorten slijpmiddeldeeltjes: alumina 38A, pyrogeen alumina 32A en gesinterd sol-gel-alfa-alumina met Norton SG-korrel, verkregen bij Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Ine., Worcester, MA, USA, in de in Tabel 1 genoemde grit-30 grootten.

Na agglomeratie in de rotatiecalcineerinrichting werden de geagglomereerde slijpmiddelkorrelmonsters gezeefd en getest op de dichtheid van de losse pakking (LPD), grootteverdeling en agglomeraatsterkte. Deze resultaten 35 worden in Tabel 1 getoond.

1022988

I · j I

I 26

I Tabel 1-1 Eigenschappen qeagqlomereerde korrels I

I Monster Gewicht Gew.t Vol.t LPD g/cm3 Gem. Gem. Gem. % Druk I

I Korrel lb (kg) bindmid- bind- -12/vat groot- grootte- rela- bij 501 I

I vloeistof van delmate- middel- tever- verde- tieve gebro- I

deeltjes- mengsel riaal materi- deling ling dicht- ken I

I bindmiddel (op kor- aal* micro- mesh- heid fractie I

I relba- meter grootte HPa I

I _ ais) - I

1 2,0 3,18 1,46 334 -40/+50 41,0 0,6±0,1 I

I 60 grit 38A 30,00 I

I (13,6) I

I water 0,60 I

I (0,3) I

I bindmiddel λ 0,64 I

I __(013)________ I

I 2 6,0 8,94 1,21 318 -45/+50 37,0 0,5+0,1 I

I 90 grit 38A 30,00 I

I (13,6) I

I water 0,90 I

I (0,4) I

I Bindmiddel E 1,99 I

I __((^9)________ I

3 10,0 13,92 0,83 782 -20/+25 22,3 2,6±0,2 I

I 120 grit 30,00 I

I 38A (13,6) I

I water 1,20 I

I (0,5) I

I Bindmiddel C 3,41 I

I __(1,5)________ I

I 4 6,0 8,94 1,13 259 -50/+60 31,3 0,3±0,1 I

I 120 grit 30,00 I

I 32A (13,6) I

I water 0,90 I

I (0,4) I

I Bindmiddel λ 1,91 I

I ___(¢^9)________ I

I 5 10,0 14,04 1,33 603 -25/+30 37,0 3,7±0,2 I

60 grit 32A 30,00 I

I (13,6) I

water 1,20 I

I (0,5) I

Bindmiddel E 3,31 I

I __(1χ5)________ I

I 6 2,0 3,13 1,03 423 -40/+45 28,4 0,7±0,1 I

I 90 grit 32A 30,00 I

I (13,6) I

water 0,60 I

I (0,3) I

Bindmiddel C 0,68 I

I _ (0,3) I

I 1022988 ] 27 t t

Monster Gewicht Gew.% Vol.% LPD g/cmJ Gen. Gen. Gem. % Druk

Korrel lb (kg) bindmid- bind- -12/vat groot- grootte- rela- bij 50% vloeistof van delmate- middel- tever- verde- tieve gebro- deeltjes- mengsel riaal materi- deling ling dicht- ken bindmiddel (op kor- aal* micro- mesh- heid fractie relba- meter grootte MPa _______ <8is)____ ______ 7 10,0 14,05 1,20 355 -45/+50 36,7 0,5±0,1 90 grit SG 30,00 (13.6) water 1,20 (0,5)

Bindmiddel A 3,18 (1,4) 8 2,0 3,15 1,38 120 -120/ 39,1 120 grit SG 30,00 +140 (13.6) water 0,60 (0,3)

Bindmiddel E 0,66 _ (0,3)________ 9 6,0 8,87 1,03 973 -18/+20 27,6 60 grit SG 30,00 (13.6) water 0,90 (0,4)

Bindmiddel C 2,05 _1(0,9) ___ I __ *’ Het volumepercentage bindmiddel is het percentage van het vaste materiaal in de korrel (dat wil zeggen bindmiddelmateriaal en deeltjes) na sinteren en omvat niet het volumepercentage porositeit.

5

Het volumepercentage bindmiddel van de gebakken ag-glomeraatkorrels werd berekend met het gemiddelde LOI ("loss on ignition", verlies bij verbranden) van de uit-10 gangsbindmiddelmaterialen.

De gesinterde agglomeraatkorrels werden gezeefd met Amerikaanse standaardtestzeven gemonteerd op een vibrerende zeefinrichting (Ro-Tap; Model RX-29; W.S. Tyler Ine., Mentor, OH). De mesh-grootten van de zeven varieerden van 15 18 tot 140, zoals geschikt voor verschillende monsters. De dichtheid van de losse pakking van de gesinterde agglomeraatkorrels (LPD) werd gemeten met de Amerikaanse nationale standaardprocedure ("American National Standard Proce- 1 022 98.6 I 28 I dure”) voor de bulkdichtheid van slijpmiddelkorrels ("Bulk I Density of Abrasive Grains").

I De initiële gemiddelde relatieve dichtheid, uitge- I drukt als een percentage, werd berekend door het delen van I 5 de LPD (p) door de theoretische dichtheid van de agglome- I raatkorrels (po), uitgaande van een porositeit van nul. De I theoretische dichtheid werd berekend aan de hand van de * I volumetrische mengregelwerkwijze uit het gewichtspercenta- I ge en de soortelijke dichtheid van het deeltjesbindmiddel

10 en de slijpmiddeldeeltjes bevat in de agglomeraten. I

I De sterkte van de agglomeraatkorrels werd gemeten I door een breuktest. De breuktest werd uitgevoerd met een I gesmeerde stalen matrijs met een diameter van 1 inch I (2,54 cm) op een Instron® universele testinrichting (model I 15 MTS 1125, 20.000 lb (9072 kg)) met een agglomeraatkorrel- I monster van 5 g. Het agglomeraatkorrelmonster werd in de I matrijs gegoten en enigszins vlak gemaakt door tikken te- I gen de buitenzijde van de matrijs. Er werd een bovenstem- pel ingebracht en de kruiskop werd omlaag gebracht totdat I 20 het een kracht ("initiële positie") werd waargenomen op de I schrijver. Er werd een druk met een constante verplaat- I singssnelheid (2 mm/min) uitgeoefend op het monster tot I een maximum van 180 MPa druk. Het volume van het agglome- I raatkorrelmonster (de samengeperste LPD van het monster), I 25 waargenomen als een verplaatsing van de kruiskop (de rek), werd opgetekend als de relatieve dichtheid als een functie I van de logaritme van de uitgeoefende druk. Het resterende I materiaal werd vervolgens gezeefd om het percentage gebro- I ken fractie te bepalen. Er werd verschillende drukken ge- 30 meten voor het vaststellen van een grafiek van het verband tussen het logaritme van de uitgeoefende druk en de per- I centuele gebroken fractie. De resultaten worden vermeld in I Tabel 1 als het logaritme van de druk op het punt waarop I de gebroken fractie gelijk was aan 50 gew.% van het agglo- I 35 meraatkorrelmonster. De gebroken fractie is de gewichts- verhouding van de gebroken deeltjes die door de kleinere I 1022 988 29 zeef passeren ten opzichte van het gewicht van het initiële monster.

De voltooide gesinterde agglomeraten hadden driedimensionale vormen die varieerden tussen driehoekige, bol-5 vormige, kubische, rechthoekige en andere geometrische vormen. De agglomeraten bestonden uit een veelvoud aan individuele slijpmiddelgritten (bijvoorbeeld 2 tot 20 griften) aan elkaar gebonden door een glasbindmiddelmateriaal bij de contactpunten van grit tot grit.

10 De agglomeraatkorrelgrootte nam toe met een toename van het hoeveelheid bindmiddelmateriaal in de agglomeraat-korrel over het traject van 3 tot 20 gew.% van het deel-tjesbindmiddel.

Voor alle monsters 1-9 werd een toereikende breuk-15 sterkte waargenomen, hetgeen er op duidt dat het glasdeel-tjesbindmiddel was uitgerijpt en had gestroomd zodat een effectieve binding was gevormd tussen de slijpmiddeldeel-tjes in de agglomeraatkorrel. Agglomeraatkorrels gemaakt met 10 gew.% deeltjesbindmiddel hadden een aanzienlijk ho-20 gere breuksterkte dan die gemaakt met 2 of 6 gew.% deel-tjesbindmiddel.

Lagere LPD-waarden waren een indicatie van een sterkere mate van agglomeratie. De LPD van de geagglomereerde korrels nam af met toenemend gewichtspercentage van het 25 deelt j esbindmiddel en met een af nemende slijpmiddeldeel-tjesgrootte. De relatief grote verschillen tussen 2 en 6 gew.% deeltjesbindmiddel, in vergelijking met de relatieve kleine verschillen tussen 6 en 10 gew.% deeltjesbindmiddel duiden er op dat een deeltjesbindmiddelgewichtspercentage « 30 van minder dan 2 gew.% ontoereikend zou kunnen zijn voor de vorming van agglomeraatkorrels. Bij hogere gewichtsper-centages, boven ongeveer 6 gew.%, zou het toevoegen van extra deel tj esbindmiddel niet gunstig kunnen zijn voor het bereiden van significant grotere of sterkere agglomeraat-35 korrels.

Zoals gesuggereerd door de agglomeraatkorrelgrootte-resultaten, hadden de monsters met deeltjesbindmiddel C, 1022988 I 30 I met de laagste viscositeit van het gesmolten glas bij de I agglomeratietemperatuur, de laagste LPD van de drie deel- I tjesbindmiddels. Het slijpmiddeltype had geen significant I effect op de LPD.

I Tabel 2 In de agglomeraten gebruikte deeltjesbindmiddel

Componenten gebak- Gew.t deeltjes- Gew.t Gew.% Gew.% Gew.t Gew.t ken samenstelling* bindmiddel λ deeltjes- deeltjes- deeltjes· deeltjes- deeltjes- (deeltjesbind- bindmid- bindmid- bindmid- bindmid- bindmid-

H middel A-l)* del B del C del O del B del F

I Alumina_ 15 (11)__10__14__1O__18_.16_

Glasvormers 69 (72) 69 71 73 64 - 68 (SlOa+BaOa)_______

Aar dal kali 5-6 (7-8) <0,5 <0,5 1-2 6-7 5-6 (CaO,MgO)__;___;____

Alkali (NaaO.KiO. 9-10 (10) 20 13 15 11 10

LiaO)_____ ___

Soortelijke dicht- 2,40 2,38 2,42 2,45 2,40 2,40 heid q/at?__________ _________

Geschatte viscosi- 25.590 30 345 850 55.300 7.800 teit (Poise) I Ibij 1180°C_______ *' Het tussen haakjes vermelde deeltjesbindmiddel A-l werd gebruikt voor monsters van 10 voorbeeld 2.

b‘ Verontreinigingen (bijvoorbeeld FeaO* en TiOa) zijn aanwezig in ongeveer 0,1-2%.

Voorbeeld 2 I 15 Er werden extra monsters van agglomeraatkorrels be- reid met verscheidene andere uitvoeringsvormen van de werkwijze en grondstofmaterialen.

I Er werd een reeks agglomeraatkorrels (monsters 10-13) I gevormd bij verschillende sintertemperaturen, variërend I 20 van 1100 tot 1250°C, met een rotatiecalcineerinrichting I (model #HOU-6D60-RTA-28, uitgerust met een 120 inch (305 I cm) lange, 3-8 inch (0,95 cm) dikke mullietbuis met een I binnendiameter van 5,75 inch (15,6 cm), met een verwarmde I lengte van 60 inch (152 cm) met drie temperatuuregelings- I 25 zones. De inrichting was vervaardigd door Harper Interna- tional, Buffalo, New York). Er werd een Brabender- toevoereenheid met een instelbare volumetrisch gestuurde I toevoersnelheid gebruikt voor het doseren van een mengsel I 1022988 I · 31 van slijpmiddeldeeltjes en deeltjesbindmiddel aan de verwarmingsbuis van de rotatiecalcineerinrichting. De werkwijze van het agglomereren werd uitgevoerd onder atmosferische omstandigheden met een buisrotatiesnelheid van de 5 inrichting van 4 rpm, een buishellingshoek van 2,5 graden en een toevoersnelheid van 8 kg/uur. De gebruikte inrichting was nagenoeg identiek aan de in figuur 1 getoonde inrichting. De temperatuurkeuzes en andere variabelen gebruikt voor het bereiden van deze agglomeraten worden in 10 Tabel 2-1 vermeld.

Alle monsters bevatten een mengsel, op gew.%-basis, van 89,68% slijpmiddeldeeltjes (60 grit 38A-alumina verkregen bij Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Ine.), 10,16% tijdelijk bindmiddelmengsel (6,3 gew.% AR30 vloeibaar 15 eiwitbindmiddel, 1,0% Carbowax® 3350 PEG en 2,86% deel- tjesbindmiddel A) . Dit mengsel leverde 4,77 vol.% deel-tjesbindmiddel en 95,23 vol.% slijpmiddeldeeltjes in de gesinterde agglomeraatkorrel op. De berekende theoretische dichtheid van de agglomeraatkorrels (uitgaande van porosi-20 teit nul) was 3,852 g/cm3.

Voorafgaand aan het in de toevoereenheid plaatsen van het mengsel werden agglomeraatkorrels in het groene stadium gevormd door gesimuleerde extrusie. Voor het bereiden van de geëxtrudeerde agglomeraatkorrels werd het vloeibare 25 tijdelijke eiwitbindmiddel verwarmd om het Carbowax® 3350 PEG op te lossen. Vervolgens werd het deeltjesbindmiddel langzaam toegevoegd, terwijl het mengsel werd geroerd. Er werden slijpmiddeldeeltjes toegevoegd aan een menger met sterke afschuiving (diameter van 44 inch (112 cm)) en het 30 bereide deeltjesbindmiddelmengsel werd langzaam toegevoegd aan de deeltjes in de menger. De combinatie werd gedurende 3 minuten gemengd. De gemengde combinatie werd nat gezeefd door een dooszeef van 12 mesh (Amerikaanse standaardzeef-grootte) op schotels in een laag met een maximale diepte 35 van 1 inch (2,5 cm) zodat natte, groene (ongesinterde), geëxtrudeerde agglomeraatkorrels werden gevormd. De laag van de geëxtrudeerde agglomeraatkorrels werd gedurende 24 1022988 Η I 32 I uur bij 90°C in een oven gedroogd. Na drogen werden de ag- I glomeraatkorrels opnieuw gezeefd met een dooszeef van 12 I tot 16 mesh (Amerikaanse standaardzeefgrootte).

Er werd waargenomen tijdens het rotatiecalcineren dat I 5 de geagglomereerde korrels die in de groene toestand waren I bereid, uit elkaar leken te vallen als zij werden verwarmd I en vervolgens hervormden als zij uit het uitlaatuiteinde I van het verwarmde deel van de rotatiecalcineerbuis tuimel- den. De grotere afmetingen van de geagglomereerde korrels 10 bereid in de groene toestand, ten opzichte van die van de I geagglomereerde korrels na sinteren was onmiddellijk dui- I delijk bij visuele controle van de monsters.

I Na sinteren bleken de korrelgrootten voldoende uni- I form te zijn voor commerciële doeleinden, met een grootte- 15 verdeling over het traject van ongeveer 500-1200 microme- ter. De grootteverdelingsmetingen worden uitgezet in on- I derstaande Tabel 2-2.

Tabel 2-1 I

20 | __ ___

Mon- Sin- % Op- Gem. LPD Druk bij % Op- Gem. LPD g/cm3 ster ter- brengst groot- g/cm3 50% ge- brengst agglome- -16/+35 temp.* -12 te |im -12 broken -16/+35 raat- mesh °C mesh mesh fractie mesh grootte MPa μι* I (10) 1100 n.v.t.b n.v.t. n.v.t. n.v.t. n.v.t. 536_n.v.t, I (11) 1150 97/10 650 1,20 13±1 76,20 632 0,95 (12) 1200 96,20 750 1,20 9±1_ 87,00 682 1,04 I 1(13) 1250 196, 60 1675 11,25 18±1 85.20 641 1,04 *' Temperatuurinstelpunt van stuurinrichting van rotatiecalcineerinrichting I (voor alle drie de zones).

b' "n.v.t." betekent dat er geen meting werd uitgevoerd.

I 25 I 1022986 33

Tabel 2-2; Grootteverdelinq voor gesinterde agqlomeraat-korrels

Zeef # ASTM-E Zeef # ISO 565 pm Gew.% op zeef___

Monster_ 10 11___ 12__13_ -35_ -500_ 41,05 17,49 11,57 14,31 _35__500_ 22,69 17,86 14,56 17,69 .30_.600_ 18,30 24,34 21,27 26,01 _25__725_ 12,57 21,53 24,89 23,06 _20__850_ 3,43 13,25 16,17 12,43 _18_ 1000_ 1,80 4,58 10,09 5,97 |~16 11180 0,16 10,95 |l,44 0,54 5

Voorbeeld 3

Er werden agglomeraatkorrels (monsters 14-23) gemaakt zoals beschreven in voorbeeld 2, afgezien van het feit dat de temperatuur constant werd gehouden op 1000°C en een ro-10 tatiecalcineerinrichting model #KOU-8D48-RTA-20, uitgerust met een 108 inch (274 cm) lange buis van pyrogeen silica met een binnendiameter van 8 inch (20 cm), met een verwarmde lengte van 48 inch (122 cm) met drie temperatuurre-gelingszones, werd gebruikt. De inrichting was vervaardigd 15 door Harper International, Buffalo, New York. Er werden verscheidene werkwijzen onderzocht voor het bereiden van het mengsel van slijpmiddeldeeltjes en deeltjesbindmiddel-materiaal voor sinteren. De agglomeratiewerkwijze werd uitgevoerd onder atmosferische omstandigheden met een 20 buisrotatiesnelheid van de inrichting van 3 tot 4 rpm, een buishellingshoek van 2,5 graden en een toevoersnelheid van 8 tot 10 kg/uur. De gebruikte inrichting was nagenoeg identiek aan de in figuur 1 getoonde inrichting.

Alle monsters bevatten 30 lb (13,6 kg) slijpmiddel-25 deeltjes (dezelfde als in voorbeeld 2 werden gebruikt, afgezien van het feit dat monster 16 25 lb (11,3 kg) bevatte van 70 grit Norton SG® sol-gelalumina, verkregen bij Saint-Gobain Ceramics and Plastics, 'inc.) en 0,9 lb (0,41 kg) deeltjesbindmiddel A (hetgeen 4,89 vol.% deel-30 tjesbindmiddelmateriaal in de gesinterde agglomeraatkorrel opleverde). Het deeltjesbindmiddelmateriaal werd gedisper-geerd in verschillende tijdelijke bindmiddelsystemen voor- ! 1022988 Η I 34 afgaand aan het toevoegen aan de slijpmiddeldeeltjes. Het I tijdelijke bindmiddelsysteem van voorbeeld 2 ("Bindmiddel I 2") werd gebruikt voor een aantal monsters en andere mon- I sters werden bereid met AR30 vloeibaar tijdelijk eiwit- I 5 bindmiddel ("Bindmiddel 3") in de hieronder in Tabel 3 vermelde gewichtspercentages. Monster 20 werd gebruikt om I agglomeraatkorrels te bereiden in de groene, ongesinterde I toestand door de gesimuleerde extrusiewerkwijze van voor- beeld 2.

I 10 De geteste variabelen en de testresultaten van de I testen worden hieronder in Tabel 3 samengevat.

I Tabel 3: Bindmiddelbehandelingen in het groene stadium I Mon- Mengbehandeling Gew.% bindmiddel % Opbrengst LPD g/cm3 I ster (als % van kor- -12 mesh-zeef I___relqewicht) _ I _14_Bindmiddel 3_2±0_.100_1,45_ I _15 Bindmiddel 3__.100_1,48 I 16 Bindmiddel 3; SG- 4,0 92 1,38 I __korrel___’ I _17_Bindmiddel 3_jM)__98_ 1,44_ I 18 Bindmiddel 2__6,3__90__1,35_ I 19 Bindmiddel 3__8,0__93__1,30_ I 20 Bindmiddel 2; gesi- 6,3 100 1,37 H _muleerde extrusie______________ I _21_Bindmiddel 3_jij)_MO_1,40 22_Bindmiddel 3_^0_ 94_1,44 I 123 1 Bindmiddel 2 4,0 197 11,54 I 15 I Deze resultaten bevestigen dat geen agglomeratie in I de groene stap noodzakelijk is voor het vormen van gesin- I terde agglomeraatkorrels van aanvaardbare kwaliteit of op- I 20 brengst (vergelijk voorbeelden 18 en 20). Naarmate het I gew.% van Bindmiddel 3 gebruikt in het initiële mengsel toenam van 1 tot 8%, vertoonde de LPD een trend naar een gematigde afname, hetgeen er op duidt dat het gebruik van een bindmiddel een gunstig, maar geen essentieel, effect I 25 heeft op het agglomeratieproces. Zo bleek tamelijk onver- I wacht dat het niet noodzakelijk was om een gewenste agglo- meraatkorrelvorm of -grootte voor te vormen voorafgaand aan het sinteren daarvan in een rotatiecalcineerinrich- I 1022988 * β 35 ting. Dezelfde LPD werd bereikt door het eenvoudigweg voeden van een nat mengsel van agglomeraatcomponenten aan de rotatiecalcineerinrichting en laten tuimelen van het mengsel als door het verwarmde deel van de inrichting passeer-5 de.

Voorbeeld 4

Er werden agglomeraatkorrels (monsters 24-29) gemaakt zoals beschreven in voorbeeld 2, afgezien van het feit dat 10 de temperatuur constant op 1200°C werd gehouden en er werden verscheidene werkwijzen onderzocht voor het bereiden van het mengsel van de slijpmiddeldeeltjes en het deel-tjesbindmiddel voorafgaand aan sinteren. Alle monsters (afgezien van monsters 28-29) bevatten een mengsel van 15 300 lb (136/4 kg) slijpmiddeldeelt jes (hetzelfde als in voorbeeld 2: 60 grit 38A alumina) en 9,0 lb (4,1 kg) deel-tjesbindmiddel A (hetgeen 4,89 vol.% deeltjesbindmiddel in de gesinterde agglomeraatkorrel opleverde).

Monster 28 (dezelfde samenstelling als voorbeeld 2) 20 bevatte 44,9 lb (20,4 kg) slijpmiddeldeeltjes en 1,43 lb (0,6 kg) tijdelijk bindmiddel A. Het bindmiddel werd gecombineerd met het vloeibare bindmiddelmengsel (37,8 gew.% (3,1 lb) AR30-bindmiddel in water) en 4,89 lb van deze combinatie werd toegevoegd aan de slijpmiddeldeeltjes. De 25 viscositeit van de vloeibare combinatie was 784 cP bij 22°C (Brookfield LVF-viscometer).

Monster 29 (dezelfde samenstelling als voorbeeld 2) bevatte 28,6 lb (13 kg) slijpmiddeldeeltjes en 0,92 lb (0,4 kg) deeltjesbindmiddel A (hetgeen 4,89 vol.% deel-30 tjesbindmiddel in de gesinterde agglomeraatkorrel opleverde) . Het deeltj esbindmiddel werd gecombineerd met het vloeibare tijdelijke bindmiddelmengsel (54,7 gew.% (0,48 lb) Duramax®-hars B1052 en 30,1 gew.% (1,456 lb) Du-ramax-hars B1051 in water) en deze combinatie werd toege-35 voegd aan de slijpmiddeldeeltjes. De Duramax-harsen werden verkregen bij Rohm and Haas, Philadelphia, PA.

1 022988

Η I

I 36 I De agglomeratiewerkwijze werd uitgevoerd onder atmos- I ferische omstandigheden met een buisrotatiesnelheid van de I inrichting van 4 rpm., een hellingshoek van de buis van I 2,5 graden en een toevoersnelheid van 8 tot 12 kg/uur. De I 5 gebruikte inrichting was nagenoeg identiek aan de in fi- I guur 1 getoonde inrichting.

I Monster 28 werd voorgeagglomereerd, voor calcineren, I in een gefluïdiseerd-bedinrichting vervaardigd door Niro, I Ine., Columbia, Maryland (model MP-2/3 Multi-Processor™, I 10 uitgerust met een conus van MP-l-grootte (3 voet (0,9 me- I ter) in diameter bij de grootste breedte). De volgende

I procesvariabelen werden gekozen voor de monstertesten met I

I de gefluïdiseerd-bedwerkwijze: I

I inlaattemperatuur lucht 64-70eC I

I 15 inlaatdebiet lucht 100-300 kubieke meter/uur I

I debiet granulatievloeistof 440 g/min I

I beddiepte (initiële lading 3-4 kg) ongeveer 10 cm I

I luchtdruk 1 bar I

I twee externe vloeistofmengspuitmonden met een opening I

I 20 van 800 micrometer I

I De slijpmiddeldeeltjes werden geplaatst in de onder- I

I ste inrichting en er werd lucht door de plaatdiffusor voor I

I het gefluidiseerde bed omhoog en in de deeltjes geleid. I

I Tegelijkertijd werd het vloeibare mengsel van deeltjes- I

I 25 bindmiddel en tijdelijk bindmiddel door de externe meng- I

I spuitmond gepompt en vervolgens vanuit de spuitmonden door I

I de plaatdiffusor en in de deeltjes in gespoten, waardoor I

I individuele deeltjes werden bekleed. Er werden agglome- I

I raatkorrels in de groene toestand gevormd tijdens het dro- I

I 30 gen van het deeltjesbindmiddel en het bindmiddelmengsel. I

I Monster 29 werd voorgeagglomeerd, voorafgaand aan I

I calcineren, in een lagedrukextrusiewerkwijze met een I

I Benchtop Granulator™ vervaardigd door LCI Corporation, I

I Charlotte, North Carolina (uitgerust met een geperforeerde I

I 35 mand met gaten met een diameter van 0,5 mm). Het mengsel I

I van slijpmiddeldeeltjes, deeltjesbindmiddel en tijdelijk I

I bindmiddel werd met de hand toegevoerd aan de geperforeer- I

| 1022988_ 37 de mand (het extruderscherm), door het scherm geperst door roterende bladen en verzameld in een ontvangstvat. De ge-extrudeerde voorgeagglomereerde korrels werden gedurende 24 uur in een oven gedroogd bij 90°C en gebruikt als 5 grondstof voor de rotatiecalcineerwerkwijze.

De geteste variabelen en de resultaten van de testen worden hieronder en in Tabel 4-1 en 4-2 samengevat. Deze testen bevestigen dat de resultaten beschreven in voorbeeld 3 ook worden waargenomen bij een hogere sintertempe-10 ratuur (1200 versus 1000°C). Deze testen laten ook zien dat lagedrukextrusie en vooragglomeratie in een fluïde bed kunnen worden gebruikt voor het bereiden van geagglome-reerde granules, maar dat een agglomeratiestap voor rota-tiecalcineren niet noodzakelijk is om de agglomeraten vol-15 gens de uitvinding te vervaardigen.

Tabel 4-1 Agqlomeraateiqenschappen

Mon- Mengbehande- Gew.% bindmid- % Opbrengst Gem. LPD g/cm3 ster ling del op deel- -12 raesh- grootte tjesgew.%-basis zeef ytm _24_Bindmiddel 3 1,0_ 71,25__576_ 1,30_ _25_ Bindmiddel 3 4,0_ 95,01_ 575 1,30_ 26_ Bindmiddel 3 8,0_ 82,63_.568_ 1,32_ 21_ Bindmiddel 2 7,2__95,51_.595_ 1,35_ 28 __Bindmiddel 3 7,2__90,39_ n.v.t. n.v.t.

29 __Duramax-hars 7,2__76,17__600__1, 27_ 20

Tabel 4-2: Gritqrootteverdeling voor agglomeraatkorrels

Zeef # ASTM-E Zeef # ISO Gew.% op zeef 565 um

Monster__24_ 25 26 27 28 29 -40_ -425_ 17,16 11,80 11,50 11,50 n.v.t. 11,10 J0_.425_ 11,90 13,50 14,00 12,50 n.v.t. 12,20 _35__500_ 17,30 20,70 22,70 19,60 n.v.t. 18,90 .30_.600_ 20,10 25,20 26,30 23,80 n.v.t. 23,70 _25_.725_ 17,60 19,00 17,20 18,40 n.v.t. 19,20 20_ 850_ 10,80 8,10 6,40 9,30 n.v.t. 10,30 _18_ 1000_ 3,90 1,70 1,60 3,20 n.v.t. 3,60

Ti" 11180 0,80 |o,10 0,30 11,60 In.v.t. 1.10 1022988

Η I

I 38

Voorbeeld 5 I Er werden extra agglomeraatkorrels (monsters 30-37) I bereid zoals in voorbeeld 3 beschreven, afgezien van het feit dat het sinteren werd uitgevoerd bij 1180°C, er ande- I 5 re typen slijpmiddeldeeltjes werden getest en 30 lb (13,6 kg) slijpmiddeldeelt jes werd gemengd met 1,9 lb I (0,9 kg) deeltjesbindmiddel A (zodat 8,94 vol.% deeltjes- bindmiddel in de gesinterde agglomeraatkorrels werd ver- I kregen) . Bindmiddel 3 van voorbeeld 3 werd vergeleken met I 10 water als tijdelijk bindmiddel voor agglomeratie in de I groene stap. Monsters 30-34 gebruikten 0,9 lb (0,4 kg) wa- I ter als een tijdelijk bindmiddel. Monsters 35-37 gebruik- I ten 0,72 lb (0,3 kg) Bindmiddel 3. De geteste variabelen I worden hieronder in Tabel 5 samengevat.

I 15 De agglomeratiewerkwijze werd uitgevoerd onder atmos- I ferische omstandigheden met een buisrotatiesnelheid van de I inrichting van 8,5-9,5 rpm, een buishellingshoek van 2,5 I graden en een toevoersnelheid van 5-8 kg/uur. De gebruikte I inrichting was nagenoeg identiek aan de in figuur 1 ge- I 20 toonde inrichting.

I Na agglomeratie werden de geagglomereerde slijpmid- I delkorrelmonsters gezeefd en getest op dichtheid van de I losse pakking (LPD), grootteverdeling en agglomeraatsterk- I te. De resultaten worden in Tabel 5 getoond.

I 25 I 1022988 * t 39

Tabel 5

Mon- Slijpmiddel- Tijdelijk Gew.% bind- Gen. LPD Deuk bij 50% ster deeltjes bindmiddel middel op groot- g/cm* gebroken ___deeltjes te pm___fractie MPa 30 60 grit Water 3,0 479 1,39 1,2±0,1 57A-alumina______ 31 60 grit Water 3,0 574 1,27 2,5±0,1 __55A-alumina______ 32 80 grit Water 3,0 344 1,18 0,4±0,1 _XG-alumina______ 33 70 grit Targa* Water 3,0 852 1,54 17±1,0 __sol-gel-alumina________________ 34 70/30 gew.% Water 3,0 464 1,31 1,1±0,1 60 grit 38A/ 60 grit Norton __SG-alumina______ 35 60 grit Bindmiddel 3 2,4 n.v.t. n.v.t. n.v.t.

__38A-alumina______ 36 60 grit Norton Bindmiddel 3 2,4 n.v.t. n.v.t. n.v.t.

__SG*-alumina__;_________ 37 60/25/15 gew.% Bindmiddel 3 2,4 n.v.t. n.v.t. n.v.t.

60 grit 38A/ 120 grit Norton SG/ __320 grit 57A_____ 5 Deze resultaten laten opnieuw de bruikbaarheid van water zien als een tijdelijk bindmiddel voor de agglome-raatkorrels bij de rotatiecalcineerwerkwijze. Verder kunnen mengsels van korreltypen, korrelgrootten of beide worden geagglomereerd met de werkwijze volgens de uitvinding 10 en kunnen deze agglomeraten worden bekleed bij een temperatuur van 1180°C in de rotatiecalcineerinrichting. Er werd een aanzienlijke toename in de breuksterkte waargenomen als een langwerpige slijpmiddelkorrel met een grote lengte/breedteverhouding (dat wil zeggen t. 4:1) werd ge-15 bruikt bij het bereiden van de agglomeraatkorrels (monster 33) .

Voorbeeld 6

Er werd een andere serie agglomeraatkorrels (monsters 20 38-45) bereid zoals beschreven in voorbeeld 3, afgezien van het feit dat andere sintertemperaturen werden gebruikt en andere typen slijpmiddelgritgroottemengsels en andere 1022988

40 I

deeltjesbindmiddelen werden getest. Bij sommige grondstof- I

mengsels werd walnootschil gebruikt als een organisch po- I

riëninducerend vulmateriaal (walnootschil werd verkregen I

bij Composition Materials Co., Ine., Fairfield, Connecti- I

5 cut met Amerikaanse zeefgrootte 40/60). De geteste varia- I

beien worden hieronder in Tabel 6 samengevat. Alle mon- I

sters bevatten een mengsel van 30 lb (13,6 kg) slijpmid- I

deldeeltjes en 2,5 gew.% Bindmiddel 3, op korrelgewichts- I

basis, met verschillende hoeveelheden deeltjesbindmidde- I

10 len, zoals in Tabel 6 getoond. I

De agglomeratiewerkwijze werd uitgevoerd onder atmos- I

ferische omstandigheden met een buisrotatiesnelheid van de I

inrichting van 8,5-9,5 rpm, een buishellingshoek van 2,5 I

graden en een toevoersnelheid van 5-8 kg/uur. De gebruikte I

15 inrichting was nagenoeg identiek aan de in figuur 1 ge- I

toonde inrichting. I

Na agglomeratie werden de geagglomereerde korrelmon- I

sters gezeefd en getest op dichtheid van de losse pakking I

(LPD), gemiddelde grootte en agglomeraatbreuksterkte (zie I

20 Tabel 6). De eigenschappen van alle agglomeraatkorrels wa- I

ren aanvaardbaar voor gebruik bij het fabriceren van be- I

klede slijpmiddelen. Deze gegevens lijken er op te duiden I

dat het gebruik van organische poriëninducerende middelen, I

dat wil zeggen walnootschillen, geen significante invloed I

25 heeft op de agglomeraateigenschappen. I

1022988 I

41

Tabel 6 * »

Mon- SlUpmiddelde- Bindmid- Vol. % Vol. % gesin- LPD Druk bij ster len gew.% meng- delmate- gesinterd terd poriön- g/cm3 50% gebro- sel gritgroot- riaal deeltjes- inducerend ken frac- _te/type__bindmiddel* middel__tie MPa 38 90/10 gew.% 60 F 5,18 0 1,14 11,510,5 grit 38A/ 70 grit Targa*- __sol-gel-alumina____________ _____ 39 " "_ C_ 7,88_ 2_ 1,00 11,510,5 40 90/10 gew.% F 5,18 2 1,02 10,510,5 80 grit 38A/ 70 grit Targa®- __sol-gel-alumina______ 41 " H_ C_ 7,88__0_ 0,92 n.V.t.

42 50/50 gew.% F 5,18 2 1,16 11,510,5 60 grit 38A/ __60 grit 32A______ 43 " "_ C_ 7,88__0_ 1,06 n.v.t.

44 50/50 vol.% F 5,18 0 1,08 8,510,5 80 grit 38A/ __60 grit 32A_____________ ~45 " " |c 7,88 2 1,07 lil,510,5 *' Vol.% is op basis van het totaal aan vaste stoffen (korrel, bindmiddelmate-5 riaal en poriëninducerend middel) en omvat niet de porositeit van het agglomeraat.

38A en 32A zijn slijpmaterialen op basis van pyrogeen alumina.

10 Voorbeeld 7

In dit voorbeeld werden de prestaties van een 17,8 cm (7 inch) schijf vervaardigd met de slijpmiddelagglomeraten volgens de uitvinding vergeleken met commerciële slijpmid-delschijven vervaardigd met gebruikelijke materialen en 15 slijpmiddelkorreis.

De slijpmiddelschijf volgens de uitvinding werd vervaardigd met slijpmiddelagglomeraatkorrels omvattende ge-kiemde-sol-gel-aluminaslijpmiddeldeeltjes met een grit-grootte van 90, verkregen bij Saint-Gobain Ceramics and 20 Plastics, Ine. Deze deeltjes werden tot slijpmiddelagglomeraatkorrels gevormd zoals beschreven in verband met de bereiding van Monster 7 in voorbeeld 1 hierboven. De korrels werden gezeefd en een fractie van -28+40-kwaliteit werd achtergehouden voor gebruik.

1022988

42 I

Deze slijpmiddelagglomeraatkorrels werden gebruikt I

voor het vormen van een beklede slijpmiddelschijf door af- I

zetting op een gebruikelijk vezelschijfsubstraat met een I

gebruikelijke basislijmlaag/oppervlaktelijmlaagtechniek. I

5 Het hars gebruikt voor het verschaffen van de basis- en I

oppervlaktelijmlagen was een gebruikelijk fenolhars. De I

basislijmlaag werd aangebracht tot een gehalte van I

0,12 kg/m2 (8,3 pound/riem) en de slijpmiddelagglomeraat- I

korrels werden afgezet met een ÜP-werkwijze tot een niveau I

10 van 0,28 kg/m2 (19 pound/riem). De oppervlaktelijmlaag I

werd aangebracht met een spuitwerkwijze tot een niveau van I

0,49 kg/m2 (33 pound/riem) en was een standaard fenolhars I

met een viscositeit van 800 cPs gemodificeerd door het I

toevoegen van Cab-O-Sil silica van Cabot Corporation tot I

15 een viscositeit van 2000 cPs. In elk van de gevallen is de I

"riem" waarnaar wordt verwezen, een schuurpapiervervaardi- I

gingsriem die overeenkomt met 330 vierkante feet of 30,7 I

vierkante meter. I

De schijf volgens de uitvinding werd gebruikt voor I

20 het slijpen van een vlakke staaf 1008-staal. De schijf I

werd gedurende 30 seconden met de staaf in contact ge- I

bracht bij een contactdruk van 13 lb/in2 en het gewicht I

van de staaf werd gemeten na elk contact om de hoeveelheid I

metaal verwijderd bij elk contact te bepalen. De resulta- I

25 ten werden uitgezet in een grafiek die wordt getoond als I

figuur 2. I

Ter vergelijking werden drie concurrerende commercië- I

le schijven van dezelfde afmeting onderworpen aan dezelfde I

test en de resultaten worden uitgezet in dezelfde figuur I

30 2. De geteste schijven waren: I

984C met een op een vezelsteunmateriaal aange- I

bracht, 44-bekleed, gekiemd-sol-gel-aluminaslijp- I

middelkorrel van 80 grit, verkocht door 3M Company; I

987C, dat vergelijkbaar is met 984C, afgezien I

35 van het feit dat de slijpmiddelgrit 80 "321 Cubi- I

tron®” is en dat de schijf een superoppervlaktelijm- I

1022988 I

• I

43 behandeling had ondergaan. Ook deze schijf werd verkocht door 3M Company; en 983C, die hetzelfde is als 984C, afgezien van het feit dat de korrel een 80 grit MgO-gemodificeerd 5 sol-gelalumina is en de korrel wordt aangebracht met een 100% UP-werkwijze. Ook deze is verkrijgbaar bij 3M Company.

Zoals duidelijk zal zijn uit figuur 2 ging, hoewel alle schijven met ongeveer dezelfde snelheid begonnen te 10 snijden, de schijf volgens de uitvinding veel langer door met snijden en veel beter dan elk van de vergelijkende schijven van 3M.

Voorbeeld 8 15 In dit voorbeeld wordt het effect van het gebruik van' een gemodificeerde oppervlaktelijmlaag bestudeerd. Twee anderszins identieke slijpmiddelschijven, bereid op de wijze van de "uitvinding"-schijf in voorbeeld 1, werden vervaardigd met verschillende oppervlaktenjmlagen. In het 20 eerste monster was de schijf exact hetzelfde als het "uit-vindings"-monster van voorbeeld 1 en de tweede was exact hetzelfde, afgezien van het feit dat de ongemodificeerde oppervlaktelijmlaag werd gebruikt. De gebruikte beoordeling is dezelfde procedure als beschreven in voorbeeld 1 25 en de verkregen resultaten worden in figuur 3 van de tekeningen getoond.

Zoals men duidelijk kan zien, zijn, hoewel de prestaties nog steeds beter zijn dan de producten uit de bekende techniek, zij niet zo goed als die van het product met de 30 viscositeitsgemodificeerde oppervlaktelijmlaag. Dit maakt het inzicht waarschijnlijk dat de oppervlaktelijm met lagere viscositeit in enige mate het gunstige effect van de porositeit in de slijpmiddelagglomeraatkorrels vermindert.

35 Voorbeeld 9

Dit voorbeeld vergelijkt de prestaties van twee schijven volgens de uitvinding, elk met een standaard op- 1022988

44 I

pervlaktelijmlaag (die ongemodificeerd is voor het verho- I

gen van de viscositeit zoals in de schijf getest in voor- I

beeld 8) . In dit geval lag het enige verschil tussen de I

schijven in het bindmiddel gebruikt om de slijpmiddeldeel- I

5 tjes met elkaar te verbinden zodat de slijpmiddelagglome- I

raatkorrels werden gevormd. In het monster aangeduid als I

"verglaasde SCA standaardoppervlaktelijmlaag" was het I

bindmiddel glasachtig en was het monster het monster dat I

getest is in voorbeeld 8, zoals hierboven aangegeven. In I

10 het monster aangeduid als "organische SCA standaardopper- I

vlaktelijmlaag" was de hechting een organische hechting en I

waren de gekiemde sol-gel-aluminaslijpmiddeldeeltjes in de I

agglomeraten iets grover met een gritgrootte van 80. De I

porositeit was echter in wezen dezelfde. De vergelijkings- I

15 gegevens, verkregen met dezelfde testprocedure gebruikt in I

de voorgaande voorbeelden, is uitgezet in de grafiek weer- I

gegeven als figuur 4 van de tekeningen. I

Uit de grafiek zal duidelijk worden dat de glasachtig I

gebonden agglomeraten iets beter presteerden dan de orga- I

20 nisch gebonden agglomeraten, zelfs hoewel men zou verwach- I

ten dat de grovere gritten in de schijf met de organische I

SCA standaardoppervlaktelijmlaag zouden leiden tot hogere I

metaalverwijderingssnelheden. Het verschil werd signifi- I

canter in de latere levensstadia van de schijf. I

25 Uit de bovenstaande gegevens is het zeer duidelijk I

dat het gebruik van slijpmiddelagglomeraatkorrels leidt I

tot aanzienlijke verbeteringen ten opzichte van schijven I

uit de stand van de techniek, in het bijzonder als het I

bindmiddel dat de agglomeraten bijeen houdt, een glasach- I

30 tig bindmiddel is en men de oppervlaktelijm een hogere I

viscositeit geeft dan normaliter zou worden gebruikt, voor I

het verminderen van het verlies aan porositeit als de ag- I

glomeraten worden gebruikt voor de vervaardiging van een I

bekleed slijpmiddel. I

35 I

1022988

Claims (39)

1. 5 -CONCLUSIES-
2. 1. Bekleed slijpmiddelvoortbrengsel omvattende een steunmateriaal en slijpmiddelagglomeraatkorrels gehecht 10 aan het steunmateriaal met een bindmiddelmateriaal, met het kenmerk dat de gebruikte agglomeraatkorrels een veelvoud omvatten van slijpmiddeldeeltjes die aan elkaar zijn gehecht in een driedimensionale structuur waarbij elk deeltje is verbonden met ten minste één aangrenzend deel-15 tje met een deeltjesbindmiddelmateriaal dat in het agglomeraat aanwezig is als een discontinue fase die zich in wezen volledig bevindt in de vorm van bindmiddel kolommen in de agglomeraatkorrel, zodat het agglomeraat een volume van de losse pakking heeft dat ten minste 2% kleiner is 20 dan dat van de slijpmiddeldeeltjes in afzonderlijke toestand.
3. 2. Bekleed slijpmiddel volgens conclusie 1, waarbij de slijpmiddelagglomeraatkorrels slijpmiddeldeeltjes omvatten die aan elkaar zijn gehecht met 5 tot 25 vol.%, be- 25 rekend op het totale volume aan vaste stoffen van het agglomeraat, van een deeltjesbindmiddel gekozen uit de groep bestaande uit glasachtige, glas-keramische, organische en metallische deeltjesbindmiddelmaterialen.
4. 3. Bekleed slijpmiddel volgens conclusie 2, waarbij 30 het deeltjesbindmiddel een glasachtig bindmiddelmateriaal is.
5. 4. Bekleed slijpmiddel volgens conclusie 1, waarbij het bindmiddel dat de korrels aan het steunmateriaal hecht, een organisch hars is.
6. 5. Bekleed slijpmiddel volgens conclusie 4, waarbij het bindmiddel een organisch hars is met een viscositeit van ten minste 1500 centiPoise. 1022988
7. 46 I
8. 6. Bekleed slijpmiddel volgens conclusie 5, waarbij I de viscositeit van het bindmiddel wordt aangepast met een I vulmateriaal. I
9. 7. Bekleed slijpmiddel volgens conclusie 1, waarbij I 5 de slijpmiddeldeeltjes worden gebruikt gemengd met een I minderheidsaandeel van niet-slijpmiddeldeeltjes gekozen I uit de groep bestaande uit slijphulpmiddelen, vulmiddelen I en porievormende middelen bij de productie van de agglome- I raatkorrels. I
10. 8. Bekleed slijpmiddel volgens conclusie 1, waarbij I de slijpmiddeldeeltjes worden gekozen uit de groep be- I staande uit slijpmiddeldeeltjes van verschillende slijp- I middelkwaliteiten, slijpmiddeldeeltjes van verschillende I afmetingen en mengsels daarvan. I
11. 9. Bekleed slijpmiddel volgens conclusie 1, waarbij I de agglomeraatkorrels een deeltjesbindmiddel omvatten ge- I kozen uit glasachtige en metallische bindmiddelmaterialen I en de agglomeraatkorrels worden afgezet op het steunmate- I riaal met een UP-werkwijze. I
12. 10. Bekleed slijpmiddel volgens conclusie 1, waarbij I de agglomeraatkorrels worden gedispergeerd in een matrix I van het bindmiddel. I
13. 11. Bekleed slijpmiddel volgens conclusie 5, waarbij I de agglomeraatkorrels worden gedispergeerd in een matrix I 25 van het bindmiddel. I
14. 12. Bekleed slijpmiddel volgens conclusie 5, waarbij I het oppervlak van het beklede slijpmiddel een gemanipu- I leerd oppervlak heeft omvattende een veelvoud aan discrete I vormen. I
15. 13. Bekleed slijpmiddel volgens conclusie 1, waarbij I de agglomeraatslijpmiddelkorrels de vorm hebben van ge- I vormde structuren afgezet op het steunmateriaal in een re- I gelmatige matrix. I
16. 14. Bekleed slijpmiddel omvattende een steunmateriaal I 35 en daaraan met een bindmiddel gehecht een veelvoud aan I slijpmiddelagglomeraatkorrels bereid met een werkwijze om- I vattende de stappen van: I 1022988 I
17. 4 I a) het met een geregelde toevoersnelheid voeden van de slijpmiddeldeeltjes en een deeltjesbindmiddel, gekozen uit de groep die in wezen bestaat uit verglaasde bindmid-delmaterialen, verglaasde materialen, keramische materia- 5 len, anorganische bindmiddelen, organische bindmiddelen, water, oplosmiddelen en combinaties daarvan, aan een rota-tiecalcineeroven; b) het roteren van de oven met een geregelde snelheid; 10 c) het verwarmen van het mengsel met een verwarmings- snelheid bepaald door de toevoersnelheid en de snelheid van de oven, tot temperaturen van ongeveer 145 tot 1300°C; d) het laten tuimelen van de deeltjes en het deel-tj esbindmiddel in de oven totdat het bindmiddel hecht aan 15 de deeltjes en een veelvoud aan deeltjes aan elkaar hechten zodat een veelvoud aan gesinterde agglomeraatkorrels wordt gevormd; en e) het winnen van de gesinterde agglomeraatkorrels met een initiële driedimensionale vorm en een volume van 20 de losse pakking dat ten minste 2% kleiner is dan het overeenkomstige volume van de losse pakking van de samenstellende deeltjes.
18. 15. Bekleed slijpmiddel volgens conclusie 14, waarbij de slijpmiddelagglomeraatkorrels slijpmiddeldeeltjes om- 25 vatten die aan elkaar gehecht zijn door 5 tot 25 gew.%, berekend op het volume van de totale vaste stoffen van het agglomeraat, van een deeltjesbindmiddel gekozen uit de groep bestaande uit glasachtige, glas-keramische, organische en metallische deeltjesbindmiddelmaterialen.
19. 16. Bekleed slijpmiddel volgens conclusie 15, waarbij het deeltjesbindmiddel een glasachtig bindmiddelmateriaal is.
20. 17. Bekleed slijpmiddel volgens conclusie 14, waarbij het bindmiddel dat de korrels aan het steunmateriaal 35 hecht, een organisch hars is. 1 022 98 8 ----- ------- --- «i —^
21. 18. Bekleed slijpmiddel volgens conclusie 17, waarbij I het bindmiddel een organisch hars met een viscositeit van ten minste 1500 centiPoise is.
22. 19. Bekleed slijpmiddel volgens conclusie 18, waarbij I 5 de viscositeit van het bindmiddel wordt aangepast met een vulmateriaal.
23. 20. Bekleed slijpmiddel volgens conclusie 14, waarbij I de slijpmiddeldeeltjes worden gebruikt gemengd met een minderheidsaandeel van niet-slijpmiddeldeeltjes gekozen I 10 uit de groep bestaande uit slijphulpmiddelen, vulmiddelen I en poriënvormende middelen bij de productie van agglome- I raatkorrels.
24. 21. Bekleed slijpmiddel volgens conclusie 14, waarbij I de slijpmiddeldeeltjes worden gekozen uit de groep be- I 15 staande uit slijpmiddeldeeltjes met verschillende slijp- I kwaliteiten, slijpmiddeldeeltjes met verschillende afme- tingen en mengsels daarvan.
25. 22. Bekleed slijpmiddel volgens conclusie 14, waarbij I de agglomeraatkorrels een deeltjesbindmiddel omvatten ge- 20 kozen uit glasachtige en metallische bindmiddelmaterialen, I en de agglomeraatkorrels op het steunmateriaal worden af- gezet met een UP-werkwijze.
26. 23. Bekleed slijpmiddel volgens conclusie 14, waarbij de agglomeraatkorrels zijn gedispergeerd in een matrix van 25 het bindmiddel.
27. 24. Bekleed slijpmiddel volgens conclusie 18, waarbij I de agglomeraatkorrels zijn gedispergeerd in een matrix van I het bindmiddel.
28. 25. Bekleed slijpmiddel volgens conclusie 18, waarbij I 30 het oppervlak van het beklede slijpmiddel een gemanipu- I leerd oppervlak heeft omvattende een veelvoud aan discrete vormen.
29. 26. Bekleed slijpmiddel volgens conclusie 14, waarbij de agglomeraatslijpmiddelkorrels de vorm hebben van ge- 35 vormde structuren afgezet op het steunmateriaal in een re- I gelmatige matrix. I 1022988 < 1
30. 27. Bekleed slijpmiddel omvattende een steunmateriaal en daaraan met een bindmiddel gehecht een veelvoud aan slijpmiddelagglomeraatkorrels bereid met een werkwijze omvattende de stappen van: 5 a) het met een geregelde tovoersnelheid toevoegen van slijpmiddeldeeltjes met een deeltjesbindmiddel aan een ro-tatiecalcineeroven; b) roteren van de oven met een geregelde snelheid; c) het verwarmen van het mengsel met een verwarmings- 10 snelheid bepaald door de toevoersnelheid en de snelheid van de oven tot temperaturen van ongeveer 145 tot 1300°C; d) het laten tuimelen van de deeltjes en het deeltj esbindmiddel in de oven totdat het bindmiddel hecht aan de deeltjes en een veelvoud aan deeltjes aan elkaar hech- 15 ten zodat een veelvoud aan gesinterde agglomeraatkorrels met een driedimensionale vorm en een volume van de losse pakking dat ten minste 2% kleiner is dan het volume van de losse pakking van de samenstellende deeltjes, wordt gevormd; en 20 e) het winnen van de gesinterde agglomeraten uit de oven.
31. 28. Bekleed slijpmiddel volgens conclusie 27, waarbij de slijpmiddelagglomeraatkorrels slijpmiddeldeeltjes omvatten die aan elkaar gehecht zijn door 5 tot 25 vol.%, 25 berekend op het volume van het totaal aan vaste stoffen van het agglomeraat, van een deeltjesbindmiddel gekozen uit de groep bestaande uit glasachtige, glas-keramische, organische en metallische deeltjesbindmiddelmaterialen.
32. 29. Bekleed slijpmiddel volgens conclusie 28, waarbij 30 het deeltjesbindmiddel een glasachtig bindmiddelmateriaal is.
33. 30. Bekleed slijpmiddel volgens conclusie 27, waarbij het bindmiddel dat de korrels aan het steunmateriaal hecht, een organisch hars is.
34. 31. Bekleed slijpmiddel volgens conclusie 30, waarbij het bindmiddel een organisch hars is met een viscositeit van ten minste 1500 centiPoise. 1022988 I 50
35. 32. Bekleed slijpmiddel volgens conclusie 31, waarbij I de viscositeit wordt aangepast met een vulmateriaal.
36. 33. Bekleed slijpmiddel volgens conclusie 27, waarbij I de agglomeraatkorrels worden gedispergeerd in een matrix 5 van het bindmiddel.
37. 34. Bekleed slijpmiddel volgens conclusie 31, waarbij de agglomeraatkorrels worden gedispergeerd in een matrix I van het bindmiddel.
38. 35. Bekleed slijpmiddel volgens conclusie 27, waarbij I 10 de slijpmiddeldeeltjes worden gebruikt gemengd met een I minderheidsaandeel van niet-slijpmiddeldeeltjes gekozen I uit de groep bestaande uit slijphulpmiddelen, vulmiddelen I en porievormende middelen bij de productie van de agglome- I raatkorrels. I 15 36. Bekleed slijpmiddel volgens conclusie 27, waarbij I de slijpmiddeldeeltjes worden gekozen uit de groep be- I staande uit slijpmiddeldeeltjes met verschillende slijp- I kwaliteiten, slijpmiddeldeeltjes met verschillende afme- tingen en mengsels daarvan. I 20 37. Bekleed slijpmiddel volgens conclusie 27, waarbij I de agglomeraatkorrels een deeltjesbindmiddel omvatten ge- kozen uit glasachtige en metallische bindmiddelmaterialen en de agglomeraatkorrels op het steunmateriaal worden af- I gezet met een UP-werkwijze. I 25 38. Bekleed slijpmiddel volgens conclusie 34, waarbij het oppervlak van het beklede slijpmiddel een gemanipu- I leerd oppervlak heeft, omvattende een veelvoud aan discre- te vormen.
39. 39. Bekleed slijpmiddel volgens conclusie 27, waarbij 30 de agglomeraatslijpmiddelkorrels de vorm hebben van ge- I vormde structuren afgezet op het steunmateriaal in een re- I gelmatige matrix. -o-o-o- I 35 I 1022988