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KR20200050472A - 실리콘 카바이드를 포함하는 비응집된 연마제 입자 및 무기 결합 재료를 포함하는 연마제 물품 - Google Patents

실리콘 카바이드를 포함하는 비응집된 연마제 입자 및 무기 결합 재료를 포함하는 연마제 물품 Download PDF

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KR20200050472A
KR20200050472A KR1020207012308A KR20207012308A KR20200050472A KR 20200050472 A KR20200050472 A KR 20200050472A KR 1020207012308 A KR1020207012308 A KR 1020207012308A KR 20207012308 A KR20207012308 A KR 20207012308A KR 20200050472 A KR20200050472 A KR 20200050472A
Authority
KR
South Korea
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vol
bonding material
microns
relative
abrasive
Prior art date
Application number
KR1020207012308A
Other languages
English (en)
Inventor
닐란잔 사랑이
루크마니 산드햐 자야라만
스티븐 이. 폭스
Original Assignee
생-고뱅 어브레이시브즈, 인코포레이티드
생-고벵 아브라시프
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 생-고뱅 어브레이시브즈, 인코포레이티드, 생-고벵 아브라시프 filed Critical 생-고뱅 어브레이시브즈, 인코포레이티드
Publication of KR20200050472A publication Critical patent/KR20200050472A/ko

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Abstract

바디 전체를 통해 연장하는 결합 재료를 갖고 결합 재료의 총 중량에 대해 적어도 8 wt% 알루미늄 옥사이드 (Al2O3)을 포함하고, 또한 결합 재료 내에 함유되고 바디의 총 부피에 대해 30 vol% 초과의 양으로 존재하는 실리콘 카바이드 (SiC)을 포함하는 비응집된 연마제 입자를 포함하는 바디를 포함하는 연마제 물품.

Description

실리콘 카바이드를 포함하는 비응집된 연마제 입자 및 무기 결합 재료를 포함하는 연마제 물품
다음은 연마제 물품, 및 특히, 결합 재료 및 실리콘 카바이드를 포함하는 비응집된 연마제 입자를 포함하는 연마제 물품에 관한 것이다.
티타늄의 분쇄는 어려운 것으로 나타났고 다양한 타입의 결합된 연마제 물품이 고려되었다. 미국 특허 번호 제 2,216,728 호는 금속, 클레이, 유리 또는 유기 중합체일 수 있는 결합에 의해 집합체 상태인 다이아몬드 또는 보론 카바이드의 다수의 작은 알갱이의 집합체의 형성을 개시한다. 집합체를 형성하는 방법은 사용된 결합 매체의 특성에 따라서 약간 다를 것이다. 금속이 결합제이면 금속 분말 및 미세 연마제 입자, 예를 들어 다이아몬드는 함께 혼합되고, 사용된 금속에 따라서 700° 내지 1500°의 온도에서 고온 프레싱된다. 세라믹 결합된 집합체는 통상의 액체와 함께 약 5% 클레이를 95% 미세 연마제알갱이와 혼합하여 필요한 농도를 혼합물에 부여함으로써 제조된다. 혼합물을 이후 예를 들어 1250°C에서 소성하여 클레이 결합을 유리화시킨다.
미국 특허 번호 제 3,183,071 호는 5 미크론 미만의 입자 크기를 갖는 매우 미세한 결정성 알루미나의 결합된 입자를 개시한다. 미세 알루미나 입자 및 결합제의 혼합물을 압출하고 압출물을 소정의 크기로 커팅하고 그린 펠렛을 소성하여 다양한 단면의 연마제 펠렛을 형성한다. 결합은 10-25% 알루미나, 50-70% 실리카, 5-15% 칼시아, 10-20% 마그네시아, 및 최고 약 3% 불순물의 최종 소성된 중량 조성을 갖는 실리케이트 유리이다. 소성된 펠렛은 분쇄 휠로 결합되고 분쇄 스테인레스 스틸로 분쇄하기 위해 사용된다.
미국 특허 번호 제 4,364,746 호는 연마제 재료의 미세 입자 가령 수지 또는 중합체에 의해 더 큰 연마제 입자로 결합된 알루미나 또는 실리콘 카바이드로 이루어진 예비결합된 연마제 집합체를 개시한다. 미세 연마제 입자를 함께 결합시켜 더 큰 연마제 응집물을 형성하기 위해 사용된 수지 또는 중합체 결합체 내에 충전제 재료의 다양한 타입 및 양을 포함시켜 상이한 강도의 집합체 입자를 제조한다.
미국 특허 번호 제 5,711,774 호는 티타늄-함유 재료의 분쇄를 위한 유리체 결합된 연마제 분쇄 휠을 개시한다. 휠은 실리콘 카바이드 연마제 알갱이, 중공 세라믹 구, 및 저온, 고 강도 결합을 포함한다. 휠은 표면적으로, 결합 내 낮아진 리튬 옥사이드의 함량 및 세라믹 포어 형성제의 사용으로 인해 향상된 성능 특성을 가진다.
U.S. 특허 번호 제 4,575,384 호는 티타늄 금속 및 그의 합금의 분쇄를 위한 연마제 생성물을 개시한다. 티타늄을 분쇄하기 위해 사용된 생성물은 분쇄 휠로 이루어지고 여기서 연마제 알갱이는 내화성 결합제 가령 실리콘 옥시니트리드 또는 실리케이트계 재료와 함께 결합된 실리콘 카바이드 입자의 집합체이다.
미국 특허 번호 제 5,118,326 호는 티타늄-함유 재료의 분쇄를 위한 유리체 결합된 연마제 분쇄 휠을 개시한다. 상기 휠은 실리콘 카바이드 및 알루미나 연마제 알갱이의 블랜드를 포함한다.
개시된 연마제 집합체는 또한 가령 용융 분쇄된 알루미나, 알루미나-지르코니아 등, 실리콘 카바이드, 보론 카바이드 및 다이아몬드를 포함하는 추가의 종래의 타입 연마제 알갱이와 함께 이용된다.
하나의 양상에 따르면, 연마제 물품은 바디 전체를 통해 연장하는 결합 재료를 갖는 바디를 포함하고, 여기서 결합 재료는 결합 재료의 총 중량에 대해 적어도 8 wt% 알루미늄 옥사이드 (Al2O3) 및 결합 재료 내에 함유되고 바디의 총 부피에 대해 30 vol% 초과의 양으로 존재하는 실리콘 카바이드 (SiC)를 포함하는 비응집된 연마제 입자를 포함한다.
또다른 양상에 따르면, 연마제 물품은 바디 전체를 통해 연장하는 결합 재료를 포함하는 바디를 포함하고, 여기서 결합 재료는 유리체 재료를 포함하고 바디는 바디의 총 부피에 대해 12 vol% 초과 결합 재료 및 결합 재료 내에 함유되고 바디의 총 부피에 대해 30 vol% 초과의 양으로 존재하는 실리콘 카바이드 (SiC)를 포함하는 비응집된 연마제 입자를 포함한다.
역시 또다른 양상에서, 연마제 물품은 바디 전체를 통해 연장하는 결합 재료를 포함하는 바디를 포함하고, 여기서 결합 재료는 유리체 재료를 포함하고 바디는 바디의 총 부피에 대해 3 vol% 초과 및 최고 20 vol% 결합 재료를 포함하고, 여기서 결합 재료는 결합 재료의 총 중량에 대해 적어도 8 wt% 알루미늄 옥사이드 (Al2O3), 결합 재료의 총 중량에 대해16 wt% 초과 보론 옥사이드 (B2O3), 및 결합 재료의 총 중량에 대해 최고 32 wt% 지르콘 (ZrSiO4)를 추가로 포함하고, 추가로 여기서 바디는 바디의 총 부피에 대해 적어도 15 vol% 및 최고 40 vol%의 양으로 존재하는 공극을 포함하고, 결합 재료 내에 함유되고 바디의 총 부피에 대해30 vol% 초과 및 최고 60 vol%의 양으로 존재하는 실리콘 카바이드 (SiC)를 포함하는 비응집된 연마제 입자를 추가로 포함한다.
첨부된 도면을 참조함으로써, 본 발명의 많은 특징부 및 장점이 당업자에게 명백해지고, 보다 잘 이해될 수 있다.
도 1는 구체예에 따르는 연마제 물품을 형성하는 공정을 제공하는 플로우 차트를 포함한다.
도 2는 구체예에 따르는 연마제 물품의 일부의 이미지를 포함한다.
도 3은 두 샘플에 대한 전력 대 재료 제거 속도의 플롯을 포함한다.
도 4은 두 샘플에 대한 휠 마모 대 재료 제거 속도의 플롯을 포함한다.
도 5은 두 샘플에 대한 전력 대 분쇄수의 플롯을 포함한다.
도 6은 두 샘플에 대한 휠 마모 대 분쇄수의 플롯을 포함한다.
도 7은 세 가지 샘플에 대한 전력 대 재료 제거 속도의 플롯을 포함한다.
도 8은 세 가지 샘플에 대한 휠 마모 대 재료 제거 속도의 플롯을 포함한다.
도 9은 세 가지 샘플를 사용하는 분쇄 시험 동안 다양한 재료 제거 속도에 대한 표면 마감의 플롯을 포함한다.
바람직한 구체예의 상세한 설명
다음은 비제한적으로 금속, 금속 합금 등을 포함하는 시제품의 다양한 타입의 분쇄를 위해 적절한 결합된 연마제 물품을 포함하는 연마제 물품에 관한 것이다. 특정의 경우, 여기서 구체예의 연마제의 물품은, 비제한적으로, 티타늄-계 금속 및 티타늄-계 금속 합금, 가령 티타늄 알루미늄 합금 (즉, TiAl 금속)을 포함하는 티타늄-함유 금속으로 재료를 제거하기에 적절하다. 상업적으로 중요한 많은 금속 및 합금 중, 티타늄 금속 및 그의 합금은 분쇄를 통해 가공하기 가장 어려울 수 있다. 티타늄-계 금속 및 티타늄-계 금속 합금을 포함하는 티타늄-함유 금속은 극히 분쇄하기 어려운데 왜냐하면 특히 가령 분쇄 동안 형성되어 고온에서의 산화에 매우 취약하기 때문일 수 있다. 산화 반응은 매우 발열성이고 이에 의해 임의의 금속분쇄에서 경험되는 정상적 열에 부가하여 상당한 양의 열이 발생한다. 이 문제를 해결하기 위해, 티타늄-계 금속은 일반적으로 철 금속과 비교하여 상대적으로 낮은 열전도성을 가지고, 이는 분쇄 표면에서 더 큰 열 농축을 유발한다. 연마제 물품을 포함하는 실리콘 카바이드 연마제 입자는 특정의 옥사이드-계 연마제 입자에 대해 유리한 것으로 발견되었는데 왜냐하면 분쇄 동안 발생된 열로 인해 실리콘 카바이드 입자가 용해에 저항성이기 때문이다.
도1는 한 구체예에 따라서 연마제 물품을 형성하는 공정을 나타내는 플로우차트를 포함한다. 예시된 바와 같이, 단계 101에서, 공정은 연마제 입자 및 결합 재료 또는 결합 전구체 재료를 포함하는 혼합물을 형성하여 개시될 수 있다.
한 구체예에 따라서, 연마제 입자는 실리콘 카바이드를 포함할 수 있다. 더욱 특히, 연마제 입자는 연마제 입자의 주요 내용물이 실리콘 카바이드를 포함하는 실리콘 카바이드-계 재료일 수 있다. 역시 또다른 구체예에서, 연마제 입자는 실리콘 카바이드, 및 더욱 특히, 비응집된 실리콘 카바이드로 본질적으로 이루어질 수 있다. 특정의 구체예에 대해 연마제 입자는 옥사이드, 보리드, 니트리드 또는 임의의 그의 조합이 없을 수 있다. 역시 또다른 구체예에서, 연마제 입자는 알루미늄 옥사이드 또는 다이아몬드가 없을 수 있다.
결합 재료 또는 결합 전구체 재료는 최종-형성된 연마제 입자의 결합 재료를 형성할 수 있는 분말 재료를 포함할 수 있다. 하나의 구체예에서, 결합 전구체 재료는 프릿을 포함할 수 있다. 결합 전구체 재료는 무기 재료, 가령 세라믹 재료를 포함할 수 있다. 여기서 사용된, 세라믹에 대한 언급은 적어도 하나의 금속 원소 및 적어도 하나의 비-금속 원소를 포함하는 조성물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 세라믹은 재료 가령 옥사이드, 카바이드, 니트리드, 보리드, 및 그의 조합을 포함할 수 있다. 더욱 특히, 세라믹 재료는 유리체 상, 결정성 상, 다결정성 상, 및 그의 조합을 가질 수 있다.
결합 전구체 재료는 옥사이드-계 조성물을 포함할 수 있고, 이는 일정 함량의 실리카 (즉, 실리콘 디옥사이드), 보론 옥사이드, 알루미나 (즉, 알루미늄 옥사이드), 지르콘, 소듐 옥사이드, 포타슘 옥사이드, 철 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 마그네슘 옥사이드, 칼슘 옥사이드, 등을 포함할 수 있다. 최종-형성된 결합된 연마제 바디의 결합 재료의 함량은 여기서 이후에 더욱 상세히 개시된다. 결합 전구체 재료의 조성물 및 최종-형성된 결합된 연마제 바디의 결합 재료는 실질적으로 동일한 (즉, 전구체 결합 재료 및 최종-형성된 결합된 연마제 바디의 결합 재료사이 성분 중 어느 하나에서 5% 이하 상이) 또는 본질적으로 동일할 수 있다 (즉, 전구체 결합 재료 및 최종-형성된 결합된 연마제 바디의 결합 재료사이 성분 중 어느 하나에서 1% 이하 상이).
한 구체예에 따라서, 연마제 입자는 응집물 또는 집합체와 별개인 비응집된 입자일 수 있다. 응집물 또는 집합체는 대표적으로 결합체 상에 의해 서로 결합된 다수의 연마제 입자를 포함한다. 비응집된 연마제 입자는 결합체 상을 포함하지 않지만, 별개의 모노결정성 또는 다결정성 바디이다. 하나의 구체예에 따르면, 비응집된 연마제 입자는 적어도 0.1 미크론, 가령 적어도 1 미크론, 적어도 5 미크론, 적어도 10 미크론, 적어도 20 미크론, 적어도 30 미크론, 적어도 40 미크론 또는 심지어 적어도 50 미크론의 평균 입자 크기 (D50)를 가질 수 있다. 역시, 또다른 비-제한적 구체예에서, 연마제 입자는 최고 2600 미크론 또는 최고 2550 미크론 또는 최고 2500 미크론 또는 최고 2300 미크론 또는 최고 2000 미크론 또는 최고 1800 미크론 또는 최고 1500 미크론 또는 최고 1200 미크론 또는 최고 1000 미크론 또는 최고 800 미크론 또는 최고 600 미크론 또는 최고 300 미크론 또는 최고 200 미크론 또는 최고 150 미크론 또는 최고 100 미크론의 평균 입자 크기 (D50)를 가질 수 있다. 비응집된 연마제 입자는 상기한 최소 및 최대 값 중 어느 것을 포함하는 범위 이내 평균 입자 크기를 가질 수 있음이 이해될 것이다. 적어도 하나의 구체예에서, 상기 혼합물은 본질적으로 임의의 응집된 연마제 입자가 없을 수 있다.
특정의 구체예에 따르면, 결합 전구체 재료 및 연마제 입자를 포함하는 혼합물은 하나의 이상의 충전제 재료를 또한 포함할 수 있다. 충전제 재료는 연마제 입자와 별개일 수 있고 연마제 입자의 경도보다 작은 경도를 가질 수 있다. 충전제 재료는 향상된 기계적 특성을 제공하고 연마제 물품의 형성을 촉진할 수 있다. 충전제 재료는 또한 결합 전구체 재료 내에 함유된 조성물과 별개일 수 있다. 적어도 하나의 구체예에서, 충전제 재료는 다양한 재료, 가령 섬유, 직조된 재료, 비-직조된 재료, 입자, 미네랄, 너트, 쉘, 옥사이드, 알루미나, 카바이드, 니트리드, 보리드, 유기 재료, 중합체 재료, 자연 발생 재료, 및 그의 조합을 포함할 수 있다. 특정의 경우, 충전제 재료는 재료 가령 규회석, 멀라이트, 스틸, 철, 구리, 황동, 청동, 주석, 알루미늄, 남정석, 명반석, 석류석, 석영, 플루오라이드, 운모, 하석 섬장암, 설페이트 (예를 들어, 바륨 설페이트), 카보네이트 (예를 들어, 칼슘 카보네이트), 빙정석, 유리, 유리 섬유, 티타네이트 (예를 들어, 포타슘 티타네이트 섬유), 지르콘, 락울, 클레이, 해포석, 철 설파이드 (예를 들어, Fe2S3, FeS2, 또는 그의 조합), 형석 (CaF2), 포타슘 설페이트 (K2SO4), 흑연, 포타슘 플루오로보레이트 (KBF4), 포타슘 알루미늄 플루오라이드 (KAlF4), 징크 설파이드 (ZnS), 징크 보레이트, 보락스, 붕산, 미세 알런덤 분말, P15A, 발포된 알루미나, 코로크, 유리 구, 은, Saran™ 수지, 파라디클로로벤젠, 옥살산, 알칼리 할라이드, 유기 할라이드, 및 애터펄자이트를 포함할 수 있다.
상기 혼합물의 형성은 건조 또는 습윤 혼합물 형성을 포함할 수 있다. 결합 전구체 재료 내 연마제 입자의 적절한 분산을 촉진하기 위해 습윤 혼합물을 형성하는 것이 적절할 수 있다. 또한, 상기 혼합물은, 연마제 물품의 형성 이전에 그린 생성물을 형성하는 혼합물 형성을 촉진하기 위해 예를 들어 충전제, 첨가제, 결합체, 및 본업계에서 공지된 임의의 다른 재료를 포함하는 다른 재료를 포함할 수 있음이 이해될 것이다. 적어도 하나의 구체예에서, 상기 혼합물은 본질적으로 포어 형성제가 없을 수 있다.
한 구체예에 따라서, 결합 전구체 재료는 지르콘을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 특정의 구체예에서, 결합 전구체 재료는 상기 혼합물의 총 중량에 대해 적어도 0.5 wt% 지르콘을 포함할 수 있다.
결합 전구체 재료는 연마제 물품의 적절한 형성 및 성능을 촉진할 수 있는 특정의 융점을 가질 수 있다. 적어도 하나의 경우, 결합 전구체 재료는 적어도 800°C, 가령 적어도 825°C 또는 적어도 850°C 또는 적어도 875°C 또는 적어도 900°C 또는 적어도 925°C 또는 적어도 950°C 또는 적어도 975°C 또는 적어도 1000°C 또는 적어도 1025°C 또는 적어도 1050°C인 융점을 가질 수 있다. 역시, 하나의 비-제한적 구체예에서 결합 전구체 재료의 융점은 최고 1100°C, 가령 최고 1050°C 또는 최고 1000°C 또는 최고 950°C 또는 최고 925°C일 수 있다. 융점은 상기한 최소 및 최대 온도 중 어느 것을 포함하는 범위 이내일 수 있음이 이해될 것이다.
특정의 경우, 상기 혼합물은 제 2 입자, 가령 충전제 또는 제 2 연마제 입자를 포함할 수 있다. 제 2 연마제 입자는 재료 가령 옥사이드, 카바이드, 니트리드, 보리드, 탄소-계 재료 (예를 들어, 다이아몬드), 옥시카바이드, 옥시니트리드, 옥시보리드, 또는 임의의 그의 조합을 포함할 수 있다. 특정의 경우, 제 2 연마제 입자는 특히, 예를 들어, 적어도 6, 가령 적어도 6.5, 적어도 7, 적어도 8, 적어도 8.5, 적어도 9의 Mohs 경도를 갖는, 경질일 수 있다. 하나의 구체예에 따르면, 제 2 연마제 입자는 초연마제 재료를 포함할 수 있다. 제 2 연마제 입자는 실리콘 디옥사이드, 실리콘 카바이드, 알루미나, 지르코니아, 플린트, 석류석, 금강사, 희토류 옥사이드, 희토류-함유 재료, 세륨 옥사이드, 졸-겔 유도 입자, 석고, 철 옥사이드, 유리-함유 입자, 및 그의 조합의 그룹으로부터 선택된 재료를 포함할 수 있다. 또다른 경우, 제 2 연마제 입자는 실리콘 카바이드 (예를 들어, 그린 39C 및 Black 37C), 갈색 용융 알루미나 (57A), 접종된 겔 연마제, 첨가제를 갖는 하소된 알루미나, 성형되고 하소된 알루미늄 옥사이드, 핑크 알루미나, 루비 알루미나 (예를 들어, 25A 및 86A), 전기용융 모노결정성 알루미나 32A, MA88, 알루미나 지르코니아 Abrasives (NZ, NV,ZF), 압출 보크사이트, 큐빅 보론 니트리드, 다이아몬드, 아브랄 (알루미늄 옥시-니트리드), 하소된 알루미나 (Treibacher CCCSK), 압출 알루미나 (예를 들어, SR1, TG, 및 TGII), 또는 임의의 그의 조합을 또한 포함할 수 있다. 제 2 연마제 입자는 연마제 입자보다는 작은 경도를 갖지만, 연마제 물품 내에 존재할 수 있는 충전제 재료보다는 경질인 희석제 알갱이일 수 있다. 역시 다른 경우, 제 2 연마제 입자는 성형된 연마제 입자를 포함할 수 있고, 분쇄된 알갱이와 달리, 성형된 연마제 입자는 각각 정확하고 서로 실질적으로 유사한 형상을 가질 수 있다.
다시 도 1를 참조하여, 상기 혼합물 형성 후, 상기 공정은 상기 혼합물을 그린 바디로 형성하는 단계 (102)에서 계속할 수 있다. 상기 혼합물을 그린 바디로 형성하는 공정은 프레싱, 몰딩, 캐스팅, 커팅, 인쇄, 경화, 침착, 건조, 가열, 냉각, 또는 임의의 그의 조합을 포함할 수 있다.
다시 도 1를 참조하여, 단계 (102)에서 그린 바디 형성 후, 상기 공정은 그린 바디를 최종-형성된 연마제 물품으로 형성하는 단계 (103)에서 계속할 수 있다. 특정의 경우, 그린 바디를 형성하는 공정 및 최종-형성된 연마제 물품을 형성하기 위한 공정은, 상기 혼합물이 직접 최종-형성된 연마제 물품으로 전환되도록 조합될 수 있다. 최종-형성된 연마제 물품을 형성하기 위한 적절한 공정은 프레싱, 몰딩, 캐스팅, 커팅, 인쇄, 경화, 침착, 건조, 가열, 냉각, 또는 임의의 그의 조합을 포함할 수 있다.
하나의 특정의 구체예에서, 최종-형성된 연마제 물품을 형성하기 위한 공정은 상기 혼합물 열 처리를 포함할 수 있다. 한 구체예에 따라서, 열 처리 공정은 결합 전구체 재료로부터 유리체 결합 재료를 형성하기에 충분한 온도까지 상기 혼합물의 가열을 포함할 수 있다. 한 구체예에 따라서, 열 처리는 상기 혼합물을 최고 1100°C, 가령 최고 1050°C, 또는 심지어 최고 950°C의 형성 온도까지 가열을 포함할 수 있다. 역시, 적어도 하나의 비-제한적 구체예에서, 열 처리공정은 가열 연마제 응집물 및 결합 재료를 적어도 850°C, 가령 적어도 875°C, 또는 심지어 적어도 900°C의 형성 온도까지 가열을 포함할 수 있다. 상기 형성 온도는 상기한 최소 및 최대 값 중 어느 것을 포함하는 범위 이내일 수 있음이 이해될 것이다. 상기 형성 온도는 결합 전구체 재료의 융점 이상일 수 있다.
열 처리는 비-산화 대기 내 상기 혼합물가열을 추가로 포함할 수 있다. 적어도 또다른 구체예에서, 열 처리 공정은 질소-풍부 대기, 및 더욱 특히 질소로 본질적으로 이루어지는 대기 내 연마제 응집물 및 결합 재료 가열을 포함할 수 있다. 또한, 비-산화 대기는 하나의 이상의 비활성 기체를 포함할 수 있음이 이해될 것이다. 역시, 또다른 구체예에서, 열 처리 공정은 주변 대기 (즉, 공기) 내에서 수행될 수 있다.
결합된 연마제 바디를 형성하는 열 처리 후, 결합된 연마제 바디는 연마제 물품 내로 함입될 수 있다. 결합된 연마제 바디는 본업계에서 공지된 임의의 적절한 크기 및 형상을 가질 수 있고 연마제 물품의 다양한 타입 내로 함입되어 재료 제거 작업, 특히 티타늄-함유 금속 및 티타늄-함유 금속 합금, 및 더욱 특히, 티타늄-계 금속 및 금속 합금, 가령 티타늄 알루미니드, Ti-6Al-4V 등에 대한 재료 제거 작업을 수행하기에 적절한 결합된 연마제 물품을 형성할 수 있음이 이해될 것이다. 예를 들어, 결합된 연마제 바디는 결합된 연마제 분쇄 휠형성을 촉진하기 위해 기판, 가령 휠의 허브에 부착될 수 있다.
여기서 개시된 결합된 연마제 물품은 또한 특정의 다른 재료, 가령 니켈-함유 재료에 대해 수행되는 재료 제거 작업에 사용될 수 있고, 이는 예를 들어, 니켈-함유 금속 및 니켈-함유 금속 합금일 수 있고 특히 니켈-계 금속 및 금속 합금을 포함한다. 비-제한적 구체예에서, 니켈-함유 재료는 INCONEL® 합금 617, INCONEL® 합금 625, INCONEL® 합금 625LCF®, INCONEL® 합금 706, INCONEL® 합금 718, INCONEL® 합금 718SPF™, INCONEL® 합금 725, INCONEL® 합금 X-750, INCONEL® 합금 MA754, INCONEL® 합금 783, INCONEL® 합금 HX, NILO® 합금 42, NIMONIC® 합금 75, NIMONIC® 합금 80A, NIMONIC® 합금 86, NIMONIC® 합금 90, NIMONIC® 합금 105, NIMONIC® 합금 115, NIMONIC® 합금 901, NIMONIC® 합금 PE16, NIMONIC® 합금 PK33, NIMONIC® 합금 263, NILO® 합금 36, INCOLOY® 합금 903, INCOLOY® 합금 907, INCOLOY® 합금 909, INCOLOY® 합금 A-286, UDIMET® 합금 188, UDIMET® 합금 520, UDIMET® 합금 L-605, UDIMET® 합금 720, UDIMET® 합금 D-979, UDIMET® 합금 R41, Waspaloy, 주철 (예를 들어, 회색 주철, 구상 주철, 및 냉경 주철)를 포함할 수 있다.
티타늄-함유 재료 또는 니켈-함유 재료가 아닌 재료의 특정의 타입은 또한 여기서 개시된 결합된 연마제 물품을 이용하여 재료 제거 작업에 적절할 수 있다. 비-제한적 구체예에서, 그러한 재료는 알루미늄-함유 재료 (예를 들어, 알루미늄 합금), 카바이드 (예를 들어, 텅스텐 카바이드), 스테인레스 스틸, 비-철 금속 및 합금 (예를 들어, 구리, 청동, 주석, 황동, 징크, 등), 니트리드 금속, 고무, 플라스틱, 복합재, 세라믹스, 및 경화 스틸을 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이, 연마제 물품은 연마제 입자 (201), 연마제 입자 (201)를 연결하는 결합 브리지 형태인 결합 재료 (202), 및 결합 재료 (202) 및 연마제 입자 (201) 사이에서 연장하는 포어 (203)을 포함하는 결합된 연마제 형태인 바디를 가질 수 있다.
결합된 연마제 바디는 연마제 물품의 향상된 성능을 촉진할 수 있는 특정의 함량의 결합 재료를 포함할 수 있다. 한 구체예에 따라서, 결합된 연마제는 바디의 총 부피에 대해 적어도 3 vol% 결합 재료를 포함하는 바디를 가질 수 있다. 역시 다른 구체예에서, 결합된 연마제 바디는 바디의 총 부피에 대해 적어도 4 vol% 결합 재료, 가령 적어도 5 vol% 또는 적어도 6 vol% 또는 적어도 7 vol% 또는 적어도 8 vol% 또는 적어도 9 vol% 또는 적어도 10 vol% 또는 적어도 11 vol% 또는 적어도 12 vol% 또는 적어도 13 vol% 또는 적어도 14 vol% 또는 적어도 15 vol% 또는 적어도 16 vol% 또는 적어도 17 vol% 또는 적어도 18 vol% 또는 적어도 19 vol% 결합 재료를 포함할 수 있다. 역시 또다른 비-제한적 구체예에서, 결합된 연마제의 바디는 바디의 총 부피에 대해 최고 20 vol% 결합 재료, 가령 바디의 총 부피에 대해 최고 19 vol% 또는 최고 18 vol% 또는 최고 17 vol% 또는 최고 16 vol% 또는 최고 15 vol% 또는 최고 14 vol% 또는 최고 13 vol% 또는 최고 12 vol% 또는 최고 11 vol% 또는 최고 10 vol% 또는 최고 9 vol% 또는 최고 8 vol% 또는 최고 7 vol% 또는 최고 6 vol% 또는 최고 5 vol% 또는 최고 4 vol% 결합 재료를 가질 수 있다. 결합된 연마제 바디는 상기한 최소 및 최대 퍼센트 중 어느 것을 포함하는 범위 이내에서 결합 재료 함량을 가질 수 있음이 이해될 것이다.
또다른 구체예에 따라서, 결합된 연마제 바디는 연마제 물품의 향상된 성능을 촉진할 수 있는 특정의 함량의 공극 및 공극 타입을 가질 수 있다. 한 구체예에 따라서 바디는 바디의 총 부피에 대해 적어도 15 vol% 공극을 포함할 수 있다. 더욱 특정의 구체예에서 바디는 바디의 총 부피에 대해 적어도 16 vol% 공극, 가령 바디의 총 부피에 대해 적어도 17 vol% 또는 적어도 또는 적어도 18 vol% 또는 적어도 19 vol% 또는 적어도 20 vol% 또는 적어도 21 vol% 또는 적어도 22 vol% 또는 적어도 23 vol% 또는 적어도 24 vol% 또는 적어도 25 vol% 또는 적어도 26 vol% 또는 적어도 27 vol% 또는 적어도 28 vol% 또는 적어도 29 vol% 또는 적어도 30 vol% 또는 적어도 31 vol% 또는 적어도 32 vol% 또는 적어도 33 vol% 또는 적어도 34 vol% 또는 적어도 35 vol% 또는 적어도 36 vol% 또는 적어도 37 vol% 또는 적어도 38 vol% 또는 적어도 39 vol%를 포함할 수 있다. 역시, 다른 비-제한적 구체예에서, 바디는 바디의 총 부피에 대해 최고 39 vol%, 가령 바디의 총 부피에 대해 최고 38 vol% 또는 최고 37 vol% 또는 최고 36 vol% 또는 최고 35 vol% 또는 최고 34 vol% 또는 최고 33 vol% 또는 최고 32 vol% 또는 최고 31 vol% 또는 최고 30 vol% 또는 최고 29 vol% 또는 최고 28 vol% 또는 최고 27 vol% 또는 최고 26 vol% 또는 최고 25 vol% 또는 최고 24 vol% 또는 최고 23 vol% 또는 최고 22 vol% 또는 최고 21 vol% 또는 최고 20 vol% 또는 최고 19 vol% 또는 최고 18 vol% 또는 최고 17 vol% 또는 최고 16 vol%를 포함할 수 있다. 바디는 상기한 최소 및 최대 퍼센트 중 어느 것을 포함하는 범위 이내에서 공극의 함량을 포함할 수 있음이 이해될 것이다.
여기서 구체예의 결합된 연마제 바디는 연마제 물품의 향상된 성능을 촉진할 수 있는 특정의 투과성 및 공극을 가질 수 있다. 예를 들어, 바디는 공극을 포함할 수 있고, 여기서 바디의 총 공극의 적어도 20%는 상호연결된 공극일 수 있다. 상호연결된 공극은 바디를 통해 연장하는 일련의 상호연결된 채널을 정의한다. 상호연결된 공극은 또한 여기서 개방 공극으로서 언급될 수 있다. 개방 공극 또는 상호연결된 공극은 인접한 포어와 연결되지 않고 바디를 통한 채널의 상호연결된 네트워크를 형성하지 않는 바디 내 별개의 포어로서 정의된 폐쇄 공극과 별개일 수 있다. 폐쇄 공극은 바디부피를 통해 유체가 자유롭게 흐르는 것을 허용하지 않는다. 또다른 경우, 바디는 바디 내 총 부피 또는 공극에 대해 적어도 30%, 가령 적어도 40%, 적어도 50%, 적어도 60%, 적어도 70%, 적어도 80%, 적어도 90%, 또는 심지어 적어도 95% 상호연결된 공극을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 구체예에서, 본질적으로 모든 바디의 공극은 상호연결된 공극일 수 있다. 역시, 적어도 하나의 비-제한적 구체예에서, 바디는 상호연결된 공극일 수 있는 총 공극의 최고 99%, 가령 최고 95%, 또는 심지어 최고 90%를 가질 수 있다. 바디는 상기한 최소 및 최대 값 중 어느 것을 포함하는 범위 이내 상호연결된 공극의함량을 포함할 수 있음이 이해될 것이다.
한 구체예에 따라서, 결합된 연마제 바디는 특히 큰 포어를 가질 수 있고, 이는 향상된 성능을 촉진할 수 있다. 예를 들어, 바디는 적어도 약 40 미크론, 가령 적어도 50 미크론 또는 적어도 60 미크론 또는 적어도 70 미크론 또는 적어도 80 미크론 또는 적어도 85 미크론 또는 적어도 90 미크론 또는 적어도 95 미크론 또는 적어도 100 미크론 또는 적어도 110 미크론 또는 적어도 120 미크론 또는 적어도 130 미크론 또는 적어도 140 미크론 또는 적어도 150 미크론 또는 또는 심지어 적어도 160 미크론의 평균 포어 크기를 가질 수 있다. 역시, 또다른 비-제한적 구체예에서, 바디는 최고 2000 미크론, 가령 최고 1500 미크론, 최고 1000 미크론, 최고 900 미크론, 최고 800 미크론 또는 심지어 최고 700 미크론의 평균 포어 크기를 가질 수 있다. 바디는 상기한 최소 및 최대 값 중 어느 것을 포함하는 범위 이내 평균 포어 크기를 가질 수 있음이 이해될 것이다. 또한, 평균 포어 크기는 평균 입도를 결정하기 위한 ASTM 표준 E112 표준 시험 방법을 사용하여 측정될 수 있다. 바디의 단면 이미지를 Hitachi Microscope 상에서 60X 배율로 보았다. 포어 길이를 결정하는 매크로는 이미지 상에 6개의 같은 간격의 라인을 그리고 포어와 겹치는 라인의 영역을 결정하는 것을 포함하는 것에 기초하여 결정 크기를 측정하는 기술을 따른다. 포어와 겹치는 라인의 영역을 측정한다. 이 공정을 결합된 연마제 바디의 일부의 7개 상이한 이미지에 대해 반복하였다. 모든 이미지를 분석 후 평균 포어 크기를 계산하기 위해 값을 평균내었다. 또한, 평균 포어 크기에 대한 언급은 또한 평균 포어 크기에 대한 언급일 수 있음이 이해될 것이다.
한 구체예에 따라서, 결합된 연마제 바디는 향상된 성능을 촉진할 수 있는 특정의 중앙 포어 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 바디는 적어도 약20 미크론, 가령 적어도 30 미크론 또는 적어도 35 미크론 또는 적어도 40 미크론 또는 적어도 45 미크론 또는 적어도 적어도 50 미크론 또는 적어도 55 미크론 또는 적어도 60 미크론 또는 적어도 65 미크론 또는 적어도 70 미크론 또는 적어도 75 미크론 또는 적어도 80 미크론 또는 심지어 적어도 85 미크론의 중앙 포어 크기를 가질 수 있다. 역시, 또다른 비-제한적 구체예에서, 바디는 크기 최고 2000 미크론, 가령 최고 1500 미크론, 최고 1000 미크론, 최고 900 미크론, 최고 800 미크론 또는 심지어 최고 700 미크론, 최고 500 미크론 또는 심지어 최고 200 미크론의 중앙 포어를 가질 수 있다. 바디는 상기한 최소 및 최대 값 중 어느 것을 포함하는 범위 이내의 중앙 포어 크기를 가질 수 있음이 이해될 것이다. 또한, 중앙 포어 크기는 ASTM 표준 E112 표준 시험 방법을 결정하기 위한 평균 입도를 사용하여 측정될 수 있다.
특정의 다른 구체예에 대해, 결합된 연마제 바디는 바디 내 포어의 가장 큰 25% (즉, 바디 내 모든 포어 크기의 75% 내지 100%의 포어 크기)를 정의하는 가장 작은 포어 크기를 정의하는 상위 4분위 포어 크기 한계를 가질 수 있다. 대안적으로 말하면 상위 4분위 포어 크기 한계는 ASTM 표준 E112를 사용하여 측정된 바디의 적절한 통계적 샘플링에 의해 얻어진 바디의 포어 크기 분포에 대한 75번째 백분위수에 있는 포어의 포어 크기이다. 예를 들어, 바디는 적어도 약 85 미크론, 가령 적어도 적어도 90 미크론, 적어도 100 미크론, 적어도 110 미크론, 적어도 120 미크론, 적어도 130 미크론, 적어도 140 미크론, 적어도 150 미크론, 적어도 160 미크론, 적어도 170 미크론, 적어도 180 미크론, 적어도 190 미크론 또는 심지어 적어도 200 미크론의 상위 4분위 포어 크기 한계 포어 크기를 가질 수 있다. 역시, 또다른 비-제한적 구체예에서, 바디는 최고 2000 미크론, 가령 최고 1500 미크론, 최고 1000 미크론, 최고 900 미크론, 최고 800 미크론, 최고 700 미크론 또는 심지어 최고 500 미크론의 상위 4분위 포어 크기 한계를 가질 수 있다. 바디는 상기한 최소 및 최대 값 중 어느 것을 포함하는 범위 이내의 상위 4분위 포어 크기 한계를 가질 수 있음이 이해될 것이다.
하나의 구체예에서, 결합된 연마제 바디는 연마제 물품의 향상된 성능을 촉진할 수 있는 특정의 포어 크기 표준 편차를 또한 가질 수 있다. 포어 크기 표준 편차는 ASTM 표준 E112를 사용하여 측정된 바디의 적절한 통계적 샘플링에 의해 얻어진 바디의 포어 크기 분포의 측정 및 포어 크기 데이터로부터 표준 편차의 계산으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 바디는 적어도 약 85 미크론, 가령 적어도 적어도 90 미크론, 적어도 100 미크론, 적어도 110 미크론, 적어도 120 미크론, 적어도 130 미크론, 적어도 140 미크론, 적어도 150 미크론, 적어도 160 미크론, 적어도 170 미크론, 적어도 180 미크론, 적어도 190 미크론 또는 심지어 적어도 200 미크론의 포어 크기 표준 편차를 가질 수 있다. 역시, 또다른 비-제한적 구체예에서, 바디의 공극은 최고 2000 미크론, 가령 최고 1500 미크론, 최고 1000 미크론, 최고 900 미크론, 최고 800 미크론, 최고 700 미크론, 최고 500 미크론 또는 심지어 최고 400 미크론의 포어 크기 표준 편차를 가질 수 있다. 바디의 공극은 상기한 최소 및 최대 값 중 어느 것을 포함하는 범위 이내 포어 크기 표준 편차를 가질 수 있음이 이해될 것이다.
또다른 구체예에서, 결합된 연마제 바디는 연마제 물품의 향상된 성능을 촉진할 수 있는 특정의 포어 크기 분산을 또한 가질 수 있다. 포어 크기 분산은 ASTM 표준 E112를 사용하여 측정된 바디의 적절한 통계적 샘플링에 의해 얻어진 바디의 포어 크기 분포의 측정 및 포어 크기 데이터로부터 분산의 계산으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 바디는 적어도 약 10 미크론2, 가령 적어도 적어도 15 미크론2, 적어도 20 미크론2, 적어도 25 미크론2, 적어도 30 미크론2, 적어도 35 미크론2 또는 심지어 적어도 40 미크론2의 포어 크기 분산을 가질 수 있다. 역시, 또다른 비-제한적 구체예에서, 바디의 공극은 최고 1000 미크론2, 가령 최고 500 미크론2, 최고 200 미크론2, 최고 100 미크론2, 최고 90 미크론2, 최고 80 미크론2 또는 심지어 최고 70 미크론2의 포어 크기 분산을 가질 수 있다. 바디의 공극은 상기한 최소 및 최대 값 중 어느 것을 포함하는 범위 이내 포어 크기 분산을 가질 수 있음이 이해될 것이다.
구체예에 따르면, 결합된 연마제 바디는 연마제 물품의 향상된 성능을 촉진할 수 있는 특정의 최대 포어 크기를 또한 가질 수 있다. 최대 포어 크기는 ASTM 표준 E112를 사용하여 측정된 바디의 적절한 통계적 샘플링 및 최대 포어 크기 측정 결정에 의해 얻어질 수 있다. 예를 들어, 바디는 적어도 약 590 미크론, 가령 적어도 적어도 600 미크론, 적어도 700 미크론, 적어도 800 미크론, 적어도 900 미크론, 적어도 1000 미크론, 적어도 1200 미크론, 적어도 1500 미크론, 적어도 1700 미크론 또는 심지어 적어도 2000 미크론의 최대 포어 크기를 가질 수 있다. 역시, 또다른 비-제한적 구체예에서, 바디는 최고 6000 미크론, 가령 최고 5500 미크론, 최고 5000 미크론, 최고 4500 미크론, 최고 4000 미크론 또는 심지어 최고 3500 미크론의 최대 포어 크기를 가질 수 있다. 바디는 상기한 최소 및 최대 값 중 어느 것을 포함하는 범위 이내 최대 포어 크기를 가질 수 있음이 이해될 것이다.
역시 또다른 경우, 바디는 연마제 물품의 향상된 성능을 촉진할 수 있는 연마제 입자 (201), 및 특히, 비응집된 연마제 입자의 특정의 함량을 포함할 수 있다. 예를 들어, 바디는 바디의 총 부피에 대해 적어도 31 vol% 비응집된 연마제 입자, 가령 바디의 총 부피에 대해 적어도 32 vol% 또는 적어도 또는 적어도 33 vol% 또는 적어도 34 vol% 또는 적어도 35 vol% 또는 적어도 36 vol% 또는 적어도 37 vol% 또는 적어도 38 vol% 또는 적어도 39 vol% 또는 적어도 40 vol% 또는 적어도 41 vol% 또는 적어도 42 vol% 또는 적어도 43 vol% 또는 적어도 44 vol% 또는 적어도 45 vol% 또는 적어도 46 vol% 또는 적어도 47 vol% 또는 적어도 48 vol% 또는 적어도 49 vol% 또는 적어도 50 vol% 또는 적어도 51 vol% 또는 적어도 52 vol% 또는 적어도 53 vol% 또는 적어도 54 vol% 또는 적어도 55 vol% 또는 적어도 56 vol% 또는 적어도 57 vol% 또는 적어도 58 vol% 또는 적어도 59 vol%를 포함할 수 있다.바디의 총 부피에 대해. 역시, 하나의 비-제한적 구체예에서, 바디 내 비응집된 연마제 입자의 함량은 바디의 총 부피에 대해 최고 60 vol%, 가령 바디의 총 부피에 대해 최고 59 vol% 또는 최고 58 vol% 또는 최고 57 vol% 또는 최고 56 vol% 또는 최고 55 vol% 또는 최고 54 vol% 또는 최고 53 vol% 또는 최고 52 vol% 또는 최고 51 vol% 또는 최고 50 vol% 또는 최고 49 vol% 또는 최고 48 vol% 또는 최고 47 vol% 또는 최고 46 vol% 또는 최고 45 vol% 또는 최고 44 vol% 또는 최고 43 vol% 또는 최고 42 vol% 또는 최고 41 vol% 또는 최고 40 vol% 또는 최고 39 vol% 또는 최고 38 vol% 또는 최고 37 vol% 또는 최고 36 vol% 또는 최고 35 vol% 또는 최고 34 vol% 또는 최고 33 vol% 또는 최고 32 vol% 일 수 있다. 바디 내 비응집된 연마제 입자의 총 함량은 상기한 최소 및 최대 퍼센트 중 어느 것을 포함하는 범위 이내 일 수 있음이 이해될 것이다.
또다른 양상에서, 바디는 제한된 함량의 응집된 연마제 입자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 바디는 바디의 총 부피에 대해 최고 10 vol% 응집된 연마제 입자를 포함할 수 있다. 다른 경우, 응집된 연마제 입자의 함량은 바디의 총 부피에 대해 최고 8 vol%, 가령 최고 6 vol% 또는 최고 5 vol% 응집된 연마제 입자 또는 바디의 총 부피에 대해 최고 4 vol% 또는 최고 3 vol% 또는 최고 2 vol% 또는 최고 1 vol%일 수 있다. 하나의 특정의 구체예에서, 바디는 본질적으로 응집된 연마제 입자가 없을 수 있다. 역시 또다른 구체예에서, 바디 내 본질적으로 모든 연마제 입자는 비응집된 연마제 입자이다.
특정의 경우, 결합된 연마제 바디는 결합 재료내에 함유된 세라믹 포어 형성제의 함량을 포함할 수 있다. 예를 들어, 바디는 바디의 총 부피에 대해 최고 약 5 vol%의 양으로 존재하는 세라믹 포어 형성제를 포함할 수 있다. 다른 경우, 세라믹 포어 형성제의 함량은 바디의 총 부피에 대해 가령 최고 4.5 vol%, 가령 최고 4 vol%, 최고 3.5 vol%, 최고 3 vol%, 최고 2.5 vol%, 최고 2 vol%, 최고 1.5 vol%, 최고 1 vol%, 또는 심지어 최고 0.5 vol% 미만일 수 있다. 적어도 하나의 경우, 바디는 세라믹 포어 형성제, 또는 임의의 포어 형성 재료가 본질적으로 없을 수 있다. 역시, 또다른 비-제한적 구체예에서, 결합된 연마제 바디는 바디가 바디의 총 부피에 대해 적어도 0.2 vol%, 가령 적어도 0.5 vol%, 적어도 0.8 vol%, 또는 심지어 적어도 1 vol%의 포어 형성제, 가령 세라믹 포어 형성제를 포함할 수 있도록 최소 함량의 포어 형성제, 가령 세라믹 포어 형성제를 포함할 수 있다. 바디는 상기한 최소 및 최대 퍼센트 중 어느 것을 포함하는 범위 이내에서 포어 형성제의 함량을 포함할 수 있음이 이해될 것이다.
연마제 물품의 결합 재료는 연마제 물품의 향상된 제조 및 성능을 촉진할 수 있는 특정의 결합 화학를 가질 수 있다. 예를 들어, 결합 재료는 유리체 재료, 다결정성 재료, 또는 그의 조합일 수 있다. 하나의 구체예에서, 결합 재료는 유리체 재료로 본질적으로 이루어질 수 있다.
더욱 특정의 경우, 결합 재료는 결합 재료의 총 중량에 대해 연마제 물품의 적절한 형성 및/또는 성능을 촉진할 수 있는 특정의 함량의 알루미나 (Al2O3 또는 알루미늄 옥사이드)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 결합된 연마제 바디의 결합 재료는 결합 재료의 총 중량에 대해 적어도 8 wt%, 가령 적어도 9 wt%, 적어도 10 wt%, 적어도 11 wt%, 적어도 13 wt%, 적어도 15 wt%, 또는 심지어 적어도 16.5 wt%를 포함할 수 있다. 역시, 하나의 비-제한적 구체예에서, 결합된 연마제 바디의 결합 재료는 결합 재료의 총 중량에 대해 최고 25 wt% 알루미나, 가령 결합 재료의 총 중량에 대해 최고 24 wt% 또는 최고 23 wt% 또는 최고 22 wt% 또는 최고 21 wt% 또는 최고 20 wt% 또는 최고 19 wt% 또는 최고 18 wt% 또는 최고 17 wt% 또는 최고 16 wt% 알루미나를 포함할 수 있다. 결합 재료 내 알루미나의 함량은 상기한 최소 및 최대 퍼센트 중 어느 것 사이의 범위 이내일 수 있음이 이해될 것이다.
적어도 하나의 구체예에서, 결합 재료는 연마제 물품의 형성 및 향상된 성능을 촉진할 수 있는 특정의 함량의 알루미늄 및 알루미나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 결합 재료는 결합 재료의 총 중량에 대해 적어도 4 wt% 알루미나 및 알루미늄 금속 (Al2O3/Al)를 포함할 수 있다. 역시 다른 경우, 결합 재료는 결합 재료의 총 중량에 대해 적어도 5 wt%, 가령 적어도 6 wt% 또는 심지어 적어도 7 wt% 알루미나 및 알루미늄 금속 (Al2O3/Al)를 포함할 수 있다. 또다른 비-제한적 구체예에서, 결합 재료는 금속 결합 재료의 총 중량에 대해 최고 22 wt%, 가령 최고 21 wt%, 최고 20 wt%, 최고 19 wt%, 최고 18 wt%, 최고 17 wt%, 최고 16 wt%, 또는 심지어 최고 15 wt% 알루미나 및 알루미늄을 포함할 수 있다. 결합 재료는 상기한 최소 및 최대 값 중 어느 것을 포함하는 범위 이내 함량의 알루미나 및 알루미늄 금속을 포함할 수 있음이 이해될 것이다.
한 구체예에 따라서, 결합 재료는 연마제 물품의 형성 및 향상된 성능을 촉진할 수 있는 특정의 함량의 보론 옥사이드 (B2O3)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 결합 재료는 결합 재료의 총 중량에 대해 적어도 16 wt%, 가령 적어도 17 wt% 또는 적어도 18 wt% 또는 적어도 19 wt% 또는 적어도 20 wt% 또는 적어도 21 wt% 또는 적어도 22 wt% 또는 적어도 23 wt% 또는 적어도 24 wt% 또는 적어도 25 wt% 또는 적어도 26 wt% 또는 적어도 27 wt% 또는 적어도 28 wt% 또는 적어도 29 wt% 또는 적어도 30 wt% 또는 적어도 31 wt% 또는 적어도 32 wt% 또는 적어도 33 wt% 또는 적어도 34 wt% 또는 적어도 35 wt% 또는 적어도 36 wt% 또는 적어도 37 wt%를 포함할 수 있다.. 역시, 적어도 하나의 비-제한적 구체예에서, 결합 재료는 결합 재료의 총 중량에 대해 최고 50 wt% 보론 옥사이드 (B2O3), 가령 결합 재료의 총 중량에 대해 최고 49 wt% 또는 최고 48 wt% 또는 최고 47 wt% 또는 최고 46 wt% 또는 최고 45 wt% 또는 최고 44 wt% 또는 최고 43 wt% 또는 최고 42 wt% 또는 최고 41 wt% 또는 최고 40 wt% 또는 최고 39 wt% 또는 최고 38 wt% 또는 최고 37 wt% 또는 최고 36 wt% 또는 최고 35 wt% 또는 최고 34 wt% 또는 최고 33 wt% 또는 최고 32 wt% 또는 최고 31 wt% 또는 최고 30 wt% 또는 최고 29 wt% 또는 최고 28 wt% 또는 최고 27 wt% 또는 최고 26 wt% 또는 최고 25 wt% 또는 최고 24 wt% 또는 최고 23 wt% 또는 최고 22 wt% 또는 최고 21 wt% 또는 최고 20 wt% 또는 최고 19 wt% 또는 최고 18 wt%를 포함할 수 있다.. 결합 재료는 상기한 최소 및 최대 퍼센트 중 어느 것을 포함하는 범위 이내 함량의 보론 옥사이드를 포함할 수 있음이 이해될 것이다.
한 구체예에 따라서, 결합 재료는 연마제 물품의 형성 및 향상된 성능을 촉진할 수 있는 특정의 함량의 실리콘 디옥사이드 (SiO2)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 결합 재료는 결합 재료의 총 중량에 대해 적어도 20 wt%, 가령 적어도 22 wt% 또는 적어도 25 wt% 또는 적어도 27 wt% 또는 적어도 30 wt% 또는 적어도 32 wt% 또는 적어도 35 wt% 또는 적어도 37 wt% 또는 적어도 40 wt% 또는 적어도 42 wt% 또는 적어도 45 wt% 또는 적어도 47 wt% 또는 적어도 50 wt% 또는 적어도 52 wt%를 포함할 수 있다.. 역시, 적어도 하나의 비-제한적 구체예에서, 결합 재료는 결합 재료의 총 중량에 대해 최고 65 wt% 실리콘 디옥사이드 (SiO2), 가령 결합 재료의 총 중량에 대해 최고 63 wt% 또는 최고 60 wt% 또는 최고 58 wt% 또는 최고 56 wt% 또는 최고 55 wt% 또는 최고 54 wt% 또는 최고 53 wt% 또는 최고 52 wt% 또는 최고 50 wt% 또는 최고 48 wt% 또는 최고 46 wt% 또는 최고 44 wt% 또는 최고 40 wt% 또는 최고 38 wt% 또는 최고 36 wt% 또는 최고 34 wt% 또는 심지어 최고 32 wt% 또는 최고 30 wt%를 포함할 수 있다. 결합 재료는 상기한 최소 및 최대 퍼센트 중 어느 것을 포함하는 범위 이내 함량의 실리콘 디옥사이드를 포함할 수 있음이 이해될 것이다.
또다른 구체예에 따르면, 결합 재료는 결합 재료가 중량 퍼센트에 기초하여 비 (Al2O3/B2O3)를 포함하도록 보론 옥사이드의 함량에 대해 알루미나의 함량의 특정의 비를 포함할 수 있다. 그러한 비는 연마제 물품의 향상된 형성 및/또는 성능을 촉진할 수 있다. 하나의 구체예에서 비 (Al2O3/B2O3)는 최고 1.5, 가령 최고 1.2 또는 최고 1 또는 최고 0.9 또는 최고 0.8 또는 최고 0.7 또는 최고 0.6 또는 최고 0.5 또는 최고 0.4일 수 있다. 하나의 비-제한적 구체예에 따르면, 비 (Al2O3/B2O3)는 적어도 0.4, 가령 적어도 0.5 또는 적어도 0.6 또는 적어도 0.7 또는 적어도 0.8 또는 적어도 0.9 또는 적어도 1 또는 적어도 1.1일 수 있다. 비 (Al2O3/B2O3)는 상기한 최소 및 최대 값 중 어느 것을 포함하는 범위 이내일 수 있음이 이해될 것이다.
역시 또다른 구체예에서, 결합 재료는 결합 재료가 중량 퍼센트에 기초하여 특정 비 (Al2O3/SiO2)를 포함하도록, 실리콘 디옥사이드의 함량에 대해 알루미나의 함량의 특정의 비를 포함할 수 있다. 그러한 비는 연마제 물품의 향상된 형성 및/또는 성능을 촉진할 수 있다. 하나의 구체예에서 비 (Al2O3/SiO2)는 적어도 0.05, 가령 적어도 0.1 또는 적어도 0.2 또는 적어도 0.3 또는 적어도 0.4 또는 적어도 0.5 또는 적어도 0.6 또는 적어도 0.7 또는 적어도 0.8 또는 적어도 0.9일 수 있다. 하나의 비-제한적 구체예에 따르면, 비 (Al2O3/SiO2)는 최고 1, 가령 최고 0.9 또는 최고 0.8 또는 최고 0.7 또는 최고 0.6 또는 최고 0.5 또는 최고 0.4 또는 최고 0.3 또는 최고 0.2 또는 최고 0.1일 수 있다. 비 (Al2O3/SiO2)는 상기한 최소 및 최대 값 중 어느 것을 포함하는 범위 이내일 수 있음이 이해될 것이다.
또다른 구체예에 대해, 결합 재료는 결합 재료가 중량 퍼센트에 기초하여 특정 비 (B2O3/SiO2)를 포함하도록, 실리콘 디옥사이드의 함량에 대해 보론 옥사이드의 함량의 특정의 비를 포함할 수 있다. 그러한 비는 연마제 물품의 향상된 형성 및/또는 성능을 촉진할 수 있다. 하나의 구체예에서 비 (B2O3/SiO2)는 최고 1.8, 가령 최고 1.7 또는 최고 1.6 또는 최고 1.5 또는 최고 1.4 또는 최고 1.3 또는 최고 1.2 또는 최고 1.1 또는 최고 1 또는 최고 0.9 또는 최고 0.8 또는 최고 0.7일 수 있다. 역시, 하나의 비-제한적 구체예에서, 비 (B2O3/SiO2)는 적어도 0.5, 가령 적어도 0.6 또는 적어도 0.7 또는 적어도 0.8 또는 적어도 0.9 또는 적어도 1 또는 적어도 1.1 또는 적어도 1.2 또는 적어도 1.3 또는 적어도 1.4일 수 있다. 비 (B2O3/SiO2)는 상기한 최소 및 최대 값 중 어느 것을 포함하는 범위 이내일 수 있음이 이해될 것이다.
한 구체예에 따라서, 결합 재료는 연마제 물품의 형성 및 향상된 성능을 촉진할 수 있는 특정의 함량의 지르콘 (ZrSiO4)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 결합 재료는 결합 재료의 총 중량에 대해 적어도 1 wt% 지르콘을 포함할 수 있다. 다른 구체예에서, 결합 재료는 결합 재료의 총 중량에 대해 더 큰 함량의 지르콘, 가령 적어도 2 wt% 또는 적어도 3 wt% 또는 적어도 4 wt% 또는 적어도 5 wt% 또는 적어도 6 wt% 또는 적어도 7 wt% 또는 적어도 8 wt% 또는 적어도 9 wt% 또는 적어도 10 wt% 또는 적어도 11 wt% 또는 적어도 12 wt% 또는 적어도 13 wt% 또는 적어도 14 wt% 또는 적어도 15 wt% 또는 적어도 16 wt% 또는 적어도 17 wt% 또는 적어도 18 wt% 또는 적어도 19 wt% 또는 적어도 20 wt% 또는 적어도 21 wt% 또는 적어도 22 wt% 또는 적어도 23 wt% 또는 적어도 24 wt% 또는 적어도 25 wt% 또는 적어도 26 wt% 또는 적어도 27 wt% 또는 적어도 28 wt% 또는 적어도 29 wt%를 포함할 수 있다. 역시, 적어도 하나의 비-제한적 구체예에서, 결합 재료는 결합 재료의 총 중량에 대해 최고 30 wt% 지르콘, 가령 결합 재료의 총 중량에 대해 최고 29 wt% 또는 최고 28 wt% 또는 최고 27 wt% 또는 최고 26 wt% 또는 최고 25 wt% 또는 최고 24 wt% 또는 최고 23 wt% 또는 최고 22 wt% 또는 최고 21 wt% 또는 최고 20 wt% 또는 최고 19 wt% 또는 최고 18 wt% 또는 최고 17 wt% 또는 최고 16 wt% 또는 최고 15 wt% 또는 최고 14 wt% 또는 최고 13 wt% 또는 최고 12 wt% 또는 최고 11 wt% 또는 최고 10 wt% 또는 최고 9 wt% 또는 최고 8 wt% 또는 최고 7 wt% 또는 최고 6 wt% 또는 최고 5 wt% 또는 최고 4 wt% 또는 최고 3 wt% 또는 최고 2 wt% 또는 최고 1 wt%를 포함할 수 있다. 결합 재료는 상기한 최소 및 최대 퍼센트 중 어느 것을 포함하는 범위 이내 함량의 지르콘을 포함할 수 있음이 이해될 것이다. 하나의 특정의 구체예에 따르면, 결합 재료는 본질적으로 지르콘 (ZrSiO4)이 없을 수 있다.
또다른 구체예에 대해, 결합 재료는 결합 재료가 중량 퍼센트에 기초하여 비 (ZrSiO4/B2O3)를 포함하도록, 지르콘의 함량에 대해 보론 옥사이드의 함량의 특정의 비를 포함할 수 있다. 그러한 비는 연마제 물품의 향상된 형성 및/또는 성능을 촉진할 수 있다. 하나의 구체예에서 비 (ZrSiO4/B2O3)는 최고 5, 가령 최고 4 또는 최고 3 또는 최고 2 또는 최고 1.8 또는 최고 1.6 또는 최고 1.4 또는 최고 1.2 또는 최고 1 또는 최고 0.8 또는 최고 0.7 또는 최고 0.6 또는 최고 0.5 또는 최고 0.4 또는 최고 0.3 또는 최고 0.2 또는 최고 0.1일 수 있다. 역시, 하나의 비-제한적 구체예에서, 비 (ZrSiO4/B2O3)는 적어도 0.05, 가령 적어도 0.1 또는 적어도 0.2 또는 적어도 0.3 또는 적어도 0.4 또는 적어도 0.5 또는 적어도 0.6 또는 적어도 0.7 또는 적어도 0.8 또는 적어도 0.9 또는 적어도 1 또는 적어도 1.2 또는 적어도 1.4 또는 적어도 1.6 또는 적어도 1.8 또는 적어도 2 또는 적어도 2.2 또는 적어도 2.5 또는 적어도 3일 수 있다. 비 (ZrSiO4/B2O3)는 상기한 최소 및 최대 값 중 어느 것을 포함하는 범위 이내일 수 있음이 이해될 것이다.
또다른 구체예에서, 결합 재료는 연마제 물품의 적절한 형성 및/또는 성능을 촉진하는 특정의 함량의 특정의 성분을 포함할 수 있다. 그러한 성분는 망간 디옥사이드 (MnO2), 마그네슘 옥사이드 (MgO), 칼슘 옥사이드 (CaO), 포타슘 옥사이드 (K2O), 철 옥사이드 (Fe2O3), 티타늄 디옥사이드 (TiO2), 또는 임의의 그의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 경우, 결합 재료는 망간 디옥사이드 (MnO2), 마그네슘 옥사이드 (MgO), 칼슘 옥사이드 (CaO), 포타슘 옥사이드 (K2O), 철 옥사이드 (Fe2O3) 또는 티타늄 디옥사이드 (TiO2)중 어느 하나의 결합의 총 중량에 대해 최고 2 wt%를 포함할 수 있다. 또다른 구체예에서, 결합 재료는 최고 1 wt% 또는 심지어 최고 0.5 wt%의 망간 디옥사이드 (MnO2), 마그네슘 옥사이드 (MgO), 칼슘 옥사이드 (CaO), 포타슘 옥사이드 (K2O), 철 옥사이드 (Fe2O3) 또는 티타늄 디옥사이드 (TiO2)를 포함할 수 있다. 하나의 구체예에서, 결합 재료는 본질적으로 망간 디옥사이드 (MnO2), 마그네슘 옥사이드 (MgO), 칼슘 옥사이드 (CaO), 포타슘 옥사이드 (K2O), 철 옥사이드 (Fe2O3) 또는 티타늄 디옥사이드 (TiO2) 중 어느 하나 또는 조합이 없을 수 있다.
특정의 경우, 결합 재료는 특정의 총 (즉, 합) 함량의 망간 디옥사이드 (MnO2), 마그네슘 옥사이드 (MgO), 칼슘 옥사이드 (CaO), 포타슘 옥사이드 (K2O), 철 옥사이드 (Fe2O3), 및 티타늄 디옥사이드 (TiO2)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 경우, 결합 재료의 총 중량에 대해 망간 디옥사이드 (MnO2), 마그네슘 옥사이드 (MgO), 칼슘 옥사이드 (CaO), 포타슘 옥사이드 (K2O), 철 옥사이드 (Fe2O3) 및 티타늄 디옥사이드 (TiO2)의 함량의 합는 최고 2 wt%, 가령 최고 1 wt% 또는 최고 0.5 wt%일 수 있다. 특정의 구체예에서, 결합 재료는 본질적으로 망간 디옥사이드 (MnO2), 마그네슘 옥사이드 (MgO), 칼슘 옥사이드 (CaO), 포타슘 옥사이드 (K2O), 철 옥사이드 (Fe2O3) 및 티타늄 디옥사이드 (TiO2)가 없을 수 있다.
또다른 양상에 따르면, 결합 재료는 연마제 물품의 적절한 형성 및 성능을 촉진할 수 있는 특정의 함량의 소듐 옥사이드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 결합 재료는 결합 재료의 총 중량에 대해 적어도 0.5 wt% 소듐 옥사이드 (Na2O)를 포함할 수 있다. 또다른 구체예에서, 결합 재료는 결합 재료의 총 중량에 대해 적어도 1 wt% 소듐 옥사이드, 가령 적어도 2 wt% 또는 적어도 3 wt% 또는 적어도 4 wt% 또는 적어도 5 wt%를 포함할 수 있다. 또다른 비-제한적 구체예에서, 결합 재료는 결합 재료의 총 중량에 대해 최고 10 wt% 소듐 옥사이드 (Na2O) 결합 재료의 총 중량에 대해, 가령 최고 9 wt% 또는 최고 8 wt% 또는 최고 7 wt% 또는 최고 6 wt% 또는 최고 5 wt% 또는 최고 4 wt% 또는 최고 3 wt% 또는 최고 2 wt% 또는 최고 1 wt%를 포함할 수 있다. 결합 재료는 상기한 최소 및 최대 퍼센트 중 어느 것을 포함하는 범위 이내 함량의 소듐 옥사이드를 포함할 수 있음이 이해될 것이다.
많은 상이한 양상 및 구체예가 가능하다. 양상 및 구체예 중 일부를 여기서 기술한다. 이 명세서를 읽은 후, 숙련된 기술자는 그러한 양상 및 구체예가 단지 예시적이고 본발명의 범위를 제한하지 않음을 이해한다. 구체예는 아래에 나열된 구체예 중 임의의 하나 이상에 따를 수 있다.
구체예:
구체예 1. 다음을 포함하는 연마제 물품:
다음을 포함하는 바디:
바디 전체를 통해 연장하는 결합 재료, 여기서 결합 재료는 결합재료의 총 중량에 대해 적어도 8 wt% 알루미늄 옥사이드 (Al2O3)를 포함함; 및
결합 재료 내에 함유되고 바디의 총 부피에 대해 30 vol% 초과의 양으로 존재하는 실리콘 카바이드 (SiC)를 포함하는 비응집된 연마제 입자.
구체예 2. 다음을 포함하는 연마제 물품:
다음을 포함하는 바디:
바디 전체를 통해 연장하는 결합 재료, 여기서 결합 재료는 유리체 재료를 포함하고 바디는 바디의 총 부피에 대해 12 vol% 초과 결합 재료를 포함함; 및
결합 재료 내에 함유되고 바디의 총 부피에 대해 30 vol% 초과의 양으로 존재하는 실리콘 카바이드 (SiC)를 포함하는 비응집된 연마제 입자.
구체예 3. 다음을 포함하는 연마제 물품:
다음을 포함하는 바디:
바디 전체를 통해 연장하는 결합 재료, 여기서 결합 재료는 유리체 재료를 포함하고 바디는 바디의 총 부피에 대해 3 vol% 초과 및 최고 20 vol% 결합 재료를 포함하고, 여기서 결합 재료는 다음을 추가로 포함함:
결합 재료의 총 중량에 대해 적어도 8 wt% 알루미늄 옥사이드 (Al2O3);
결합 재료의 총 중량에 대해 16 wt% 초과 보론 옥사이드 (B2O3); 및
결합 재료의 총 중량에 대해 최고 32 wt% 지르콘 (ZrSiO4);
바디의 총 부피에 대해 적어도 15 vol% 및 최고 40 vol%의 양으로 존재하는 바디 내 공극; 및
결합 재료 내에 함유되고 바디의 총 부피에 대해 30 vol% 초과 및 최고 60 vol%의 양으로 존재하는 실리콘 카바이드 (SiC)를 포함하는 비응집된 연마제 입자.
구체예 4. 구체예 2에 있어서, 여기서 결합 재료는 결합 재료의 총 중량에 대해 적어도 8 wt% 알루미늄 옥사이드 (Al2O3)를 포함하는 연마제 물품.
구체예 5. 구체예 1, 3, 및 4 중 어느 하나에 있어서, 여기서 결합 재료는 결합 재료의 총 중량에 대해 적어도 9 wt% 알루미늄 옥사이드 (Al2O3) 또는 결합 재료의 총 중량에 대해 적어도 10 wt% 또는 적어도 11 wt% 또는 적어도 13 wt% 또는 적어도 15 wt% 또는 적어도 16.5 wt%를 포함하는 연마제 물품.
구체예 6. 구체예 1, 3, 및 4중 어느 하나에 있어서, 여기서 결합 재료는 결합 재료의 총 중량에 대해 최고 25 wt% 알루미늄 옥사이드 (Al2O3) 또는 최고 24 wt% 또는 최고 23 wt% 또는 최고 22 wt% 또는 최고 21 wt% 또는 최고 20 wt% 또는 최고 19 wt% 또는 최고 18 wt% 또는 최고 17 wt% 또는 최고 16 wt%를 포함하는 연마제 물품.
구체예 7. 구체예 1, 3, 및 4 중 어느 하나에 있어서, 여기서 결합 재료는 보론 옥사이드 (B2O3)를 추가로 포함하고 결합 재료는, 중량 퍼센트에 기초하여, 최고 1.5 또는 최고 1.2 또는 최고 1 또는 최고 0.9 또는 최고 0.8 또는 최고 0.7 또는 최고 0.6 또는 최고 0.5 또는 최고 0.4의 비 (Al2O3/B2O3)를 포함하는 연마제 물품.
구체예 8. 구체예 1, 3, 및 4 중 어느 하나에 있어서, 여기서 결합 재료는 보론 옥사이드 (B2O3)를 추가로 포함하고 결합 재료는, 중량 퍼센트에 기초하여, 적어도 0.4 또는 적어도 0.5 또는 적어도 0.6 또는 적어도 0.7 또는 적어도 0.8 또는 적어도 0.9 또는 적어도 1 또는 적어도 1.1의 비 (Al2의3/B2O3)를 포함하는 연마제 물품.
구체예 9. 구체예 1, 3, 및 4 중 어느 하나에 있어서, 여기서 결합 재료는 실리콘 디옥사이드 (SiO2)를 추가로 포함하고 결합 재료는, 중량 퍼센트에 기초하여, 적어도 0.05 또는 적어도 0.1 또는 적어도 0.2 또는 적어도 0.3 또는 적어도 0.4 또는 적어도 0.5 또는 적어도 0.6 또는 적어도 0.7 또는 적어도 0.8 또는 적어도 0.9의 비 (Al2O3/SiO2)를 포함하는 연마제 물품.
구체예 10. 구체예 1, 3, 및 4 중 어느 하나에 있어서, 여기서 결합 재료는 실리콘 디옥사이드 (SiO2)를 추가로 포함하고 결합 재료는, 중량 퍼센트에 기초하여, 최고 1 또는 최고 0.9 또는 최고 0.8 또는 최고 0.7 또는 최고 0.6 또는 최고 0.5 또는 최고 0.4 또는 최고 0.3 또는 최고 0.2 또는 최고 0.1의 비 (Al2O3/SiO2)를 포함하는 연마제 물품.
구체예 11. 구체예 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 여기서 결합 재료는 결합 재료의 총 중량에 대해16 wt% 초과 보론 옥사이드 (B2O3)를 포함하는 연마제 물품.
구체예 12. 구체예 3 및 11 중 어느 하나에 있어서, 여기서 결합 재료는 결합 재료의 총 중량에 대해 적어도 17 wt% 보론 옥사이드 (B2O3) 또는 결합 재료의 총 중량에 대해 적어도 18 wt% 또는 적어도 19 wt% 또는 적어도 20 wt% 또는 적어도 21 wt% 또는 적어도 22 wt% 또는 적어도 23 wt% 또는 적어도 24 wt% 또는 적어도 25 wt% 또는 적어도 26 wt% 또는 적어도 27 wt% 또는 적어도 28 wt% 또는 적어도 29 wt% 또는 적어도 30 wt% 또는 적어도 31 wt% 또는 적어도 32 wt% 또는 적어도 33 wt% 또는 적어도 34 wt% 또는 적어도 35 wt% 또는 적어도 36 wt% 또는 적어도 37 wt%를 포함하는 연마제 물품.
구체예 13. 구체예 3 및 11 중 어느 하나에 있어서, 여기서 결합 재료는 결합 재료의 총 중량에 대해 최고 50 wt% 보론 옥사이드 (B2O3) 또는 결합 재료의 총 중량에 대해 최고 49 wt% 또는 최고 48 wt% 또는 최고 47 wt% 또는 최고 46 wt% 또는 최고 45 wt% 또는 최고 44 wt% 또는 최고 43 wt% 또는 최고 42 wt% 또는 최고 41 wt% 또는 최고 40 wt% 또는 최고 39 wt% 또는 최고 38 wt% 또는 최고 37 wt% 또는 최고 36 wt% 또는 최고 35 wt% 또는 최고 34 wt% 또는 최고 33 wt% 또는 최고 32 wt% 또는 최고 31 wt% 또는 최고 30 wt% 또는 최고 29 wt% 또는 최고 28 wt% 또는 최고 27 wt% 또는 최고 26 wt% 또는 최고 25 wt% 또는 최고 24 wt% 또는 최고 23 wt% 또는 최고 22 wt% 또는 최고 21 wt% 또는 최고 20 wt% 또는 최고 19 wt% 또는 최고 18 wt%를 포함하는 연마제 물품.
구체예 14. 구체예 3 및 11 중 어느 하나에 있어서, 여기서 결합 재료는 실리콘 디옥사이드 (SiO2)를 추가로 포함하고 결합 재료는, 중량 퍼센트에 기초하여, 최고 1.8 또는 최고 1.7 또는 최고 1.6 또는 최고 1.5 또는 최고 1.4 또는 최고 1.3 또는 최고 1.2 또는 최고 1.1 또는 최고 1 또는 최고 0.9 또는 최고 0.8 또는 최고 0.7의 비 (B2O3/SiO2)를 포함하는 연마제 물품.
구체예 15. 구체예 3 및 11 중 어느 하나에 있어서, 여기서 결합 재료는 실리콘 디옥사이드 (SiO2)를 추가로 포함하고 결합 재료는, 중량 퍼센트에 기초하여, 적어도 0.5 또는 적어도 0.6 또는 적어도 0.7 또는 적어도 0.8 또는 적어도 0.9 또는 적어도 1 또는 적어도 1.1 또는 적어도 1.2 또는 적어도 1.3 또는 적어도 1.4의 비 (B2O3/SiO2)를 포함하는 연마제 물품.
구체예 16. 구체예 1, 2 및 3 중 어느 하나에 있어서, 여기서 결합 재료는 결합 재료의 총 중량에 대해 적어도 0.5 wt% 지르콘 (ZrSiO4) 또는 결합 재료의 총 중량에 대해 적어도 1 wt% 또는 적어도 2 wt% 또는 적어도 3 wt% 또는 적어도 4 wt% 또는 적어도 5 wt% 또는 적어도 6 wt% 또는 적어도 7 wt% 또는 적어도 8 wt% 또는 적어도 9 wt% 또는 적어도 10 wt% 또는 적어도 11 wt% 또는 적어도 12 wt% 또는 적어도 13 wt% 또는 적어도 14 wt% 또는 적어도 15 wt% 또는 적어도 16 wt% 또는 적어도 17 wt% 또는 적어도 18 wt% 또는 적어도 19 wt% 또는 적어도 20 wt% 또는 적어도 21 wt% 또는 적어도 22 wt% 또는 적어도 23 wt% 또는 적어도 24 wt% 또는 적어도 25 wt% 또는 적어도 26 wt% 또는 적어도 27 wt% 또는 적어도 28 wt% 또는 적어도 29 wt%를 포함하는 연마제 물품.
구체예 17. 구체예 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 여기서 결합 재료는 결합 재료의 총 중량에 대해 최고 30 wt% 지르콘 (ZrSiO4)를 포함하는 연마제 물품.
구체예 18. 구체예 3 및 17 중 어느 하나에 있어서, 여기서 결합 재료는 결합 재료의 총 중량에 대해 최고 29 wt% 지르콘 (ZrSiO4) 또는 결합 재료의 총 중량에 대해 최고 28 wt% 또는 최고 27 wt% 또는 최고 26 wt% 또는 최고 25 wt% 또는 최고 24 wt% 또는 최고 23 wt% 또는 최고 22 wt% 또는 최고 21 wt% 또는 최고 20 wt% 또는 최고 19 wt% 또는 최고 18 wt% 또는 최고 17 wt% 또는 최고 16 wt% 또는 최고 15 wt% 또는 최고 14 wt% 또는 최고 13 wt% 또는 최고 12 wt% 또는 최고 11 wt% 또는 최고 10 wt% 또는 최고 9 wt% 또는 최고 8 wt% 또는 최고 7 wt% 또는 최고 6 wt% 또는 최고 5 wt% 또는 최고 4 wt% 또는 최고 3 wt% 또는 최고 2 wt% 또는 최고 1 wt%를 포함하는 연마제 물품.
구체예 19. 구체예 1, 2 및 3 중 어느 하나에 있어서, 여기서 결합 재료는 본질적으로 지르콘 (ZrSiO4)이 없는 연마제 물품.
구체예 20. 구체예 1, 2 및 3 중 어느 하나에 있어서, 여기서 결합 재료는 지르콘 (ZrSiO4) 및 보론 옥사이드 (B2O3)를 추가로 포함하고 결합 재료는, 중량 퍼센트에 기초하여, 최고 5 또는 최고 4 또는 최고 3 또는 최고 2 또는 최고 1.8 또는 최고 1.6 또는 최고 1.4 또는 최고 1.2 또는 최고 1 또는 최고 0.8 또는 최고 0.7 또는 최고 0.6 또는 최고 0.5 또는 최고 0.4 또는 최고 0.3 또는 최고 0.2 또는 최고 0.1의 비 (ZrSiO4/B2O3)를 포함하는 연마제 물품.
구체예 21. 구체예 1, 2 및 3 중 어느 하나에 있어서, 여기서 결합 재료는 지르콘 (ZrSiO4) 및 보론 옥사이드 (B2O3)를 추가로 포함하고 결합 재료는, 중량 퍼센트에 기초하여, 적어도 0.05 또는 적어도 0.1 또는 적어도 0.2 또는 적어도 0.3 또는 적어도 0.4 또는 적어도 0.5 또는 적어도 0.6 또는 적어도 0.7 또는 적어도 0.8 또는 적어도 0.9 또는 적어도 1 또는 적어도 1.2 또는 적어도 1.4 또는 적어도 1.6 또는 적어도 1.8 또는 적어도 2 또는 적어도 2.2 또는 적어도 2.5 또는 적어도 3의 비 (ZrSiO4/B2O3)를 포함하는 연마제 물품.
구체예 22. 구체예 1, 2 및 3 중 어느 하나에 있어서, 여기서 결합 재료는 망간 디옥사이드 (MnO2), 마그네슘 옥사이드 (MgO), 칼슘 옥사이드 (CaO), 포타슘 옥사이드 (K2O), 철 옥사이드 (Fe2O3), 및 티타늄 디옥사이드 (TiO2)의 결합 로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료 성분 중 어느 하나의 총 중량에 대해 최고 2 wt%, 또는 최고 1 wt% 또는 최고 0.5 wt%를 포함하는 연마제 물품.
구체예 23. 구체예 1, 2 및 3 중 어느 하나에 있어서, 여기서 결합 재료는 망간 디옥사이드 (MnO2), 마그네슘 옥사이드 (MgO), 칼슘 옥사이드 (CaO), 포타슘 옥사이드 (K2O), 철 옥사이드 (Fe2O3), 및 티타늄 디옥사이드 (TiO2)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 성분이 본질적으로 없는 연마제 물품.
구체예 24. 구체예 1, 2 및 3 중 어느 하나에 있어서, 여기서 결합 재료는 망간 디옥사이드 (MnO2), 마그네슘 옥사이드 (MgO), 칼슘 옥사이드 (CaO), 포타슘 옥사이드 (K2O), 철 옥사이드 (Fe2O3), 및 티타늄 디옥사이드 (TiO2)이 본질적으로 없는 연마제 물품.
구체예 25. 구체예 1, 2 및 3 중 어느 하나에 있어서, 여기서 결합 재료는 결합 재료의 총 중량에 대해 최고 2 wt%의 망간 디옥사이드 (MnO2), 마그네슘 옥사이드 (MgO), 칼슘 옥사이드 (CaO), 포타슘 옥사이드 (K2O), 철 옥사이드 (Fe2O3), 및 티타늄 디옥사이드 (TiO2)의 성분의 합을 포함하는 연마제 물품.
구체예 26. 구체예 1, 2 및 3 중 어느 하나에 있어서, 여기서 결합 재료는 결합 재료의 총 중량에 대해 적어도 0.5 wt% 소듐 옥사이드 (Na2O) 또는 적어도 1 wt% 또는 적어도 2 wt% 또는 적어도 3 wt% 또는 적어도 4 wt% 또는 적어도 5 wt%를 포함하는 연마제 물품.
구체예 27. 구체예 1, 2 및 3 중 어느 하나에 있어서, 여기서 결합 재료는 결합 재료의 총 중량에 대해 최고 10 wt% 소듐 옥사이드 (Na2O) 또는 결합 재료의 총 중량에 대해 최고 9 wt% 또는 최고 8 wt% 또는 최고 7 wt% 또는 최고 6 wt% 또는 최고 5 wt% 또는 최고 4 wt% 또는 최고 3 wt% 또는 최고 2 wt% 또는 최고 1 wt%를 포함하는 연마제 물품.
구체예 28. 구체예 1, 2, 및 3 중 어느 하나에 있어서, 여기서 결합 재료는 유리체, 다결정성, 또는 임의의 그의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료를 포함하는 연마제 물품.
구체예 29. 구체예 1, 2, 및 3 중 어느 하나에 있어서, 여기서 결합 재료는 유리체 재료로 본질적으로 이루어지는 연마제 물품.
구체예 30. 구체예 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 여기서 바디는 바디의 총 부피에 대해3 vol% 초과 및 최고 20 vol% 결합 재료를 포함하는 연마제 물품.
구체예 31. 구체예 3 및 30 중 어느 하나에 있어서, 여기서 바디는 바디의 총 부피에 대해 적어도 4 vol% 결합 재료 또는 바디의 총 부피에 대해 적어도 5 vol% 또는 적어도 6 vol% 또는 적어도 7 vol% 또는 적어도 8 vol% 또는 적어도 9 vol% 또는 적어도 10 vol% 또는 적어도 11 vol% 또는 적어도 12 vol% 또는 적어도 13 vol% 또는 적어도 14 vol% 또는 적어도 15 vol% 또는 적어도 16 vol% 또는 적어도 17 vol% 또는 적어도 18 vol% 또는 적어도 19 vol%를 포함하는 연마제 물품.
구체예 32. 구체예 3 및 30 중 어느 하나에 있어서, 여기서 바디는 바디의 총 부피에 대해 최고 19 vol% 결합 재료 또는 바디의 총 부피에 대해 최고 18 vol% 또는 최고 17 vol% 또는 최고 16 vol% 또는 최고 15 vol% 또는 최고 14 vol% 또는 최고 13 vol% 또는 최고 12 vol% 또는 최고 11 vol% 또는 최고 10 vol% 또는 최고 9 vol% 또는 최고 8 vol% 또는 최고 7 vol% 또는 최고 6 vol% 또는 최고 5 vol% 또는 최고 4 vol%를 포함하는 연마제 물품.
구체예 33. 구체예 1 및 2 중 어느 하나에 있어서, 여기서 바디는 바디의 총 부피에 대해 적어도 15 vol% 및 최고 40 vol%의 양으로 존재하는 바디 내 공극을 포함하는 연마제 물품.
구체예 34. 구체예 3 및 33 중 어느 하나에 있어서, 여기서 바디는 바디의 총 부피에 대해 적어도 16 vol%의 공극 또는 바디의 총 부피에 대해 적어도 17 vol% 또는 적어도 또는 적어도 18 vol% 또는 적어도 19 vol% 또는 적어도 20 vol% 또는 적어도 21 vol% 또는 적어도 22 vol% 또는 적어도 23 vol% 또는 적어도 24 vol% 또는 적어도 25 vol% 또는 적어도 26 vol% 또는 적어도 27 vol% 또는 적어도 28 vol% 또는 적어도 29 vol% 또는 적어도 30 vol% 또는 적어도 31 vol% 또는 적어도 32 vol% 또는 적어도 33 vol% 또는 적어도 34 vol% 또는 적어도 35 vol% 또는 적어도 36 vol% 또는 적어도 37 vol% 또는 적어도 38 vol% 또는 적어도 39 vol%를 포함하는 연마제 물품.
구체예 35. 구체예 3 및 33 중 어느 하나에 있어서, 여기서 바디는 바디의 총 부피에 대해 최고 39 vol% 또는 바디의 총 부피에 대해 최고 38 vol% 또는 최고 37 vol% 또는 최고 36 vol% 또는 최고 35 vol% 또는 최고 34 vol% 또는 최고 33 vol% 또는 최고 32 vol% 또는 최고 31 vol% 또는 최고 30 vol% 또는 최고 29 vol% 또는 최고 28 vol% 또는 최고 27 vol% 또는 최고 26 vol% 또는 최고 25 vol% 또는 최고 24 vol% 또는 최고 23 vol% 또는 최고 22 vol% 또는 최고 21 vol% 또는 최고 20 vol% 또는 최고 19 vol% 또는 최고 18 vol% 또는 최고 17 vol% 또는 최고 16 vol%의 공극을 포함하는 연마제 물품.
구체예 36. 구체예 1, 2, 및 3 중 어느 하나에 있어서, 여기서 바디는 바디의 총 부피에 대해 적어도 31 vol% 비응집된 연마제 입자 또는 적어도 32 vol% 또는 바디의 총 부피에 대해 적어도 또는 적어도 33 vol% 또는 적어도 34 vol% 또는 적어도 35 vol% 또는 적어도 36 vol% 또는 적어도 37 vol% 또는 적어도 38 vol% 또는 적어도 39 vol% 또는 적어도 40 vol% 또는 적어도 41 vol% 또는 적어도 42 vol% 또는 적어도 43 vol% 또는 적어도 44 vol% 또는 적어도 45 vol% 또는 적어도 46 vol% 또는 적어도 47 vol% 또는 적어도 48 vol% 또는 적어도 49 vol% 또는 적어도 50 vol% 또는 적어도 51 vol% 또는 적어도 52 vol% 또는 적어도 53 vol% 또는 적어도 54 vol% 또는 적어도 55 vol% 또는 적어도 56 vol% 또는 적어도 57 vol% 또는 적어도 58 vol% 또는 적어도 59 vol%를 포함하는 연마제 물품.
구체예 37. 구체예 1, 2, 및 3 중 어느 하나에 있어서, 여기서 바디는 바디의 총 부피에 대해 최고 60 vol% 비응집된 연마제 입자 또는 바디의 총 부피에 대해 최고 59 vol% 또는 최고 58 vol% 또는 최고 57 vol% 또는 최고 56 vol% 또는 최고 55 vol% 또는 최고 54 vol% 또는 최고 53 vol% 또는 최고 52 vol% 또는 최고 51 vol% 또는 최고 50 vol% 또는 최고 49 vol% 또는 최고 48 vol% 또는 최고 47 vol% 또는 최고 46 vol% 또는 최고 45 vol% 또는 최고 44 vol% 또는 최고 43 vol% 또는 최고 42 vol% 또는 최고 41 vol% 또는 최고 40 vol% 또는 최고 39 vol% 또는 최고 38 vol% 또는 최고 37 vol% 또는 최고 36 vol% 또는 최고 35 vol% 또는 최고 34 vol% 또는 최고 33 vol% 또는 최고 32 vol%를 포함하는 연마제 물품.
구체예 38. 구체예 1, 2, 및 3 중 어느 하나에 있어서, 여기서 바디는 바디의 총 부피에 대해 최고 10 vol% 또는 최고 8 vol% 또는 최고 6 vol% 또는 최고 5 vol% 응집된 연마제 입자 또는 최고 4 vol% 또는 최고 3 vol% 또는 최고 2 vol% 또는 최고 1 vol%를 포함하는 연마제 물품.
구체예 39. 구체예 1, 2, 및 3 중 어느 하나에 있어서, 여기서 바디는 응집된 연마제 입자가 본질적으로 없는 연마제 물품.
구체예 40. 구체예 1, 2, 및 3 중 어느 하나에 있어서, 여기서 비응집된 연마제 입자는 적어도 1 미크론 또는 적어도 5 미크론 또는 적어도 10 미크론 또는 적어도 20 미크론 또는 적어도 30 미크론 또는 적어도 40 미크론 또는 적어도 50 미크론의 평균 입자 크기 (D50)를 가지는 연마제 물품.
구체예 41. 구체예 1, 2, 및 3 중 어느 하나에 있어서, 여기서 비응집된 연마제 입자는 최고 2600 미크론 또는 최고 2550 미크론 또는 최고 2500 미크론 또는 최고 2300 미크론 또는 최고 2000 미크론 또는 최고 1800 미크론 또는 최고 1500 미크론 또는 최고 1200 미크론 또는 최고 1000 미크론 또는 최고 800 미크론 또는 최고 600 미크론 또는 최고 300 미크론 또는 최고 200 미크론 또는 최고 150 미크론 또는 최고 100 미크론의 평균 입자 크기 (D50)를 가지는 연마제 물품.
구체예 42. 구체예 1, 2, 및 3 중 어느 하나에 있어서, 여기서 결합 재료는 적어도 800°C 및 최고 1100°C의 융점을 포함하는 연마제 물품.
구체예 43. 구체예 1, 2, 및 3 중 어느 하나에 있어서, 여기서 연마제 입자는 비응집된 SiC 연마제 입자로 본질적으로 이루어진 연마제 물품.
구체예 44. 구체예 1, 2, 및 3 중 어느 하나에 있어서, 여기서 연마제 입자는 옥사이드, 보리드, 니트리드, 및 임의의 그의 조합이 없는 연마제 물품.
구체예 45. 구체예 1, 2, 및 3 중 어느 하나에 있어서, 여기서 연마제 입자는 알루미늄 옥사이드 또는 다이아몬드가 없는 연마제 물품.
실시예 1
1. 성형- 2. 형성- 3. 플라스틱SIKA® ABR로서 상업적으로 입수가능한, Saint-Gobain Ceramics and Plastics로부터의대략 406 미크론의 중앙 입자 크기를 갖는 비응집된 실리콘 카바이드 입자를 포함하는 혼합물을 제조하여, 연마제 물품의 예시적 샘플을 샘플 S1으로서 형성하였다. 상기 혼합물 내 성분의 함량을 표 1에 제공한다. 결합 전구체 혼합물 (즉, 프릿)의 조성을 표 2에 제공한다. 상기 혼합물은 또한 J.T. Baker Corporation로부터 알루미늄 히드록사이드, 건조 겔, 분말로서 상업적으로 입수가능한 알루미늄 수화물, US Borax Inc.로부터 OptiBor 로서 상업적으로 입수가능한 붕산, 및 J.T. Baker로부터알루미늄 분말로서 상업적으로 입수가능한 알루미늄 분말을 포함한다. 상기 혼합물 내 모든 재료의 총 함량은 100%였다. 프릿 내 모든 재료의 총 함량은 100%였다. 비응집된 실리콘 카바이드 입자 외 프릿 및 고체 첨가제는 11.94 wt%의 점화에 의한 추정 손실을 가진다.
샘플 S1의 혼합물 함량 (상기 혼합물의 총 중량에 대한 wt%)
비응집 SiC 88-91
프릿 10-12
알루미늄 수화물/알루미나 분말 0.1-4
붕산 0.1-4
Al 금속/ 유리 탄소/ Si 금속/ Fe 금속 0.1-4
샘플 S1 프릿 조성물 함량 (프릿의 중량에 대한 wt%)
SiO2 39-42
Al2O3 9-12
FeO3 0-0.5
TiO2 0-0.5
CaO 0-0.5
MgO 0-0.5
Na2O 4-7
K2O 0-0.5
B2O3 37-40
Al 금속 3-5
MnO2 0-0.5
지르콘 0-0.5
상기 혼합물을 이후 7 인치 x 0.5 인치 x 1.25 인치의 크기를 갖는 몰드 내에서 몰딩하였다. 상기 혼합물을 몰드 내에 배치하고 대략 915℃에서8 시간 동안 대기 내에서 열처리하여 최종-형성된 연마제 물품을 얻었다
샘플 S1의 결합된 연마제 물품은 대략 48-50 vol% 비응집된 실리콘 카바이드의 연마제 입자, 대략 8-9 vol% 결합 재료 및 43-45 vol% 공극을 가졌다.
티타늄-계 금속의 분쇄를 위한39C60I8VK로서 상업적으로 입수가능한 제 2, 종래의 샘플, 샘플 CS2을 Saint-Gobain Abrasives로부터 얻었다. 샘플 CS2은 대략 406 미크론의 평균 입자 크기를 갖는, Saint-Gobain Abrasives로부터 39C Crystolon로서 입수가능한 대략 48 vol% 비응집된 실리콘 카바이드 입자를 가졌다. 연마제 물품은 대략 8 vol%의 결합 재료 함량 및 대략 44 vol%의 공극 함량을 가졌다. 샘플 CS2의 결합 재료 제조에 사용된 결합 전구체 재료를 표 3에 제공한다. 범위가 제공되지만, 성분합은 총 100%라고 이해된다.
샘플 CS2 프릿 조성물 함량 (wt%)
SiO2 65-67
Al2O3 19-21
FeO3 0.5-1
TiO2 0.2-0.8
CaO 0.2-0.5
MgO 0.1-0.5
Na2O 2-5
K2O 6-8
B2O3 0-0.5
Al 금속 0
MnO2 0-2
지르콘 0-0.5
연마제 물품의 성능을 비교하기 위해 샘플 각각을 분쇄 시험으로 처리하였다. 시험조건을 표 4에 제공한다.
시험 파라미터
기계 B&S 824
장비 # 51970
휠 속도 (rpm) 2728
휠 속도 (sfpm) 5000
대략적 휠 직경 (in.) 7
테이블 트래버스 (fpm) 50
테이블 속도 (ipm) 600
교차 (in.) 0.05
재료 듀라바 주철
파트 길이 (in.) 16
파트 폭 (in.) 2.75
FIS 전력 (hp/volt) 1.07
Fn (lbs/div) 62.91
Ft (lbs/div) 16.52
드레스 툴 SPD
드레서 교차 (in/min) 10
드레스 Comp. (직경) (in.) 0.001
냉각제 C115
도 3은 샘플 S1 및 CS2에 대한 전력 대 재료 제거 속도의 플롯을 포함한다. 도 4은 샘플 S1 및 CS2에 대한 휠 마모 대 재료 제거 속도의 플롯을 포함한다. 도 3 및 4의 비교에서 예시된 바와 같이, 샘플 S1는 본질적으로 제거된 재료의 주어진 양에 대해 사용된 동일한 전력을 나타내었지만, 샘플 CS2와 비교하여 제거된 주어진 재료에 대해 현저히 적은 휠 마모를 가진다.
실시예 2
샘플 S1에 대해 개시된 바와 같은 동일한 실리콘 카바이드 연마제 입자 및 결합 전구체 혼합물을 이용하여 또다른 예시적 연마제 물품 샘플, 샘플 S3을 형성하였다. 샘플 S3의 바디의 총 부피에 대해 대략 47 vol% 내지 49 vol%의 비응집된 실리콘 카바이드의 연마제 입자, 12 vol% 내지 14 vol% 결합 재료, 및 38 vol% 내지 40 vol% 공극을 포함하는 샘플 S3을 샘플 S1에 대해 기술된 것과 동일한 방식으로 형성하였다. 범위가 제공되지만, 성분합은 총 100%라고 이해된다. 샘플 S3의 결합 재료의 최종 조성은 아래의 표 5에 포함된다. 성분의 함량은 결합 재료의 총 중량에 대한 것이고, 성분합은 총 100%이다.
성분 함량 (wt%)
Al2O3 15-17
B2O3 22-25
BaO 0-2
CaO 0-2
CoO 0-2
Cr2O3 <1
CuO <1
Fe2O3 <1
K2O <1
La2O3 <1
Li2O 0-2
MgO 0-2
MnO2 <1
Na2O 3-6
NiO 0
SiO2 50-55
SrO <1
TiO2 <1
39CX60/2-G24-VTI로서 상업적으로 입수가능한 추가 종래의 샘플, 샘플 CS4을 Saint-Gobain Abrasives로부터 얻었다. 샘플 CS4은 샘플 CS4의 바디의 총 부피에 대해 28.5 vol%의 응집된 실리콘 카바이드 입자 및 9.5 vol% 비응집된 실리콘 카바이드 입자를 포함하는 대략 38 vol% 연마제 입자를 가졌다. 실리콘 카바이드 입자는 대략 406 미크론의 평균 입자 크기를 갖는, Saint-Gobain Abrasives로부터의 39C Crystolon로서 입수가능하다. 샘플 CS4은 샘플 CS4의 바디의 총 부피에 대해 대략 9 vol%의 결합 재료 함량 및 대략 53 vol%의 공극 함량을 가졌다. 샘플 CS4를 형성하기 위한 전구체 결합 재료는 아래의 표 6에 포함된다. 범위가 제공되지만, 성분합은 총 100%라고 이해된다.
성분 함량 (wt%)
SiO2 34.14
Al2O3 4.54
Fe2O3 0.17
TiO2 0.44
CaO 1.31
MgO 0.05
Li2O 0.00
Na2O 3.17
K2O 0.07
B2O3 15.62
P2O5 0.00
ZrSiO4 37.97
Al 금속 2.53
연마제 물품의 성능을 비교하기 위해 샘플 각각을 듀라바® 시제품에 대한 OD 분쇄 시험으로 처리하였다. 시험조건을 아래의 표 7에 제공한다.
시험 파라미터
기계 Heald CF
분쇄 모드 OD 플런지
휠 속도 (sfpm) 5890
대략적 휠 직경 (in.) 5
작업 속도 (R.P.M) 4500
작업 크기 4 x 0.25
재료 듀라바 주철
재료 제거 속도 0.3 인치3/min/인치
냉각제 TRIM VHP-812
드레서 타입 회전식
드레스 리드 (인치/rev) 0.01
도 5은 샘플 S3 및 CS4에 대한 전력 대 분쇄수의 플롯을 포함한다. 도 6은 샘플 S3 및 CS4에 대한 휠 마모 대 분쇄수의 플롯을 포함한다. 도 5 및 6의 비교에서 예시된 바와 같이, 샘플 S3는 샘플 CS4와 비교하여 주어진 분쇄수에 대해 더 많은 전력이 사용되었지만, 증가된 분쇄수를 가지면서 현저히 더 적은 휠 마모를 가짐을 나타내었다.
실시예 3
샘플 S1에 대해 개시된 바와 같은 동일한 실리콘 카바이드 연마제 입자 및 결합 전구체 혼합물을 이용하여 예시적 연마제 물품 샘플, 샘플 S5을 형성하였다. 연마자 입자의 바디의 총 부피에 대해 대략 47 vol% 내지 49 vol%의 비응집된 실리콘 카바이드의 연마제 입자, 12 vol% 내지 14 vol% 결합 재료, 및 38 vol% 내지 40 vol% 공극을 포함하는 샘플 S5을 샘플 S1에 대해 기술된 것과 동일한 방식으로 형성하였다. 샘플 S5의 결합 재료의 최종 조성은 아래의 표 8에 포함되고, 및 각각의 함량은 결합 재료의 총 중량에 대한 것이고, 성분합은 총 100%이다.
성분 함량 (wt%)
Al2O3 15-17
B2O3 22-25
BaO 0-2
CaO 0-2
CoO 0-2
Cr2O3 <1
CuO <1
Fe2O3 <1
K2O <1
La2O3 <1
Li2O 0-2
MgO 0-2
MnO2 <1
Na2O 3-6
NiO 0
SiO2 50-55
39C60J8X14로서 상업적으로 입수가능한 종래의 샘플, 샘플 CS6을 Saint-Gobain Abrasives로부터 얻었다. 샘플 CS6은 대략 406 미크론의 평균 입자 크기를 갖는 Saint-Gobain Abrasives로부터의 39C Crystolon로서 입수가능한 대략 48 vol% 비응집된 실리콘 카바이드 입자를 가졌다. 연마제 물품은 대략 8 vol%의 결합 재료 함량 및 대략 44 vol%의 공극 함량을 가졌다. CS6의 결합 재료의 최종 조성 샘플은 표 9에 포함된다. 성분의 총 함량은 100%를 구성한다고 이해되어야 한다.
샘플 CS6 조성물 함량 (wt%)
SiO2 65-68
Al2O3 17-21
Fe2O3 0.5-1
TiO2 0.2-0.8
CaO 0.2-0.5
MgO 0.1-0.5
Na2O 1-4
K2O 6-8
B2O3 0-0.5
Al 금속 0
MnO2 0-2
지르콘 0-0.5
부가적 종래의 샘플, 샘플 CS7을, 39C60J8MJ9로서 상업적으로 입수가능한 Saint-Gobain Abrasives로부터 얻었다. 대략 406 미크론의 평균 입자 크기를 갖는 샘플 CS7은 Saint-Gobain Abrasives로부터의 39C Crystolon로서 입수가능한 대략 48 vol% 비응집된 실리콘 카바이드 입자를 가졌다. 연마제 물품은 대략 8 vol%의 결합 재료 함량 및 대략 44 vol%의 공극 함량을 가졌다. 결합 재료의 최종 조성은 아래의 표 10에 포함된다. 성분의 함량은 결합 재료의 총 중량에 대한 것이고, 성분합은 총 100%이다.
성분 함량 (wt%)
Al2O3 13.0.6
B2O3 21.56
CaO 1.82
Fe2O3 0.4
K2O 0.4
Li2O 0.1
MgO 0.2
Na2O 4.96
SiO2 56.88
TiO2 0.62
연마제 물품의 성능을 비교하기 위해 샘플 각각을 듀라바® 시제품에 대한 표면 분쇄 시험으로 처리하였다. 시험조건을 표 11에 제공한다.
시험 파라미터
기계 B&S 824
장비 # 51970
휠 속도 (rpm) 2728
휠 속도 (sfpm) 5000
대략적 휠 직경 (in.) 7
테이블 트래버스 (fpm) 50
테이블 속도 (ipm) 600
교차 (in.) 0.05
재료 듀라바 주철
파트 길이 (in.) 16
파트 폭 (in.) 2.75
FIS 전력 (hp/volt) 1.07
Fn (lbs/div) 62.91
Ft (lbs/div) 16.52
드레스 툴 SPD
드레서 교차 (in/min) 10
드레스 Comp. (직경) (in.) 0.001
냉각제 C115
도 7은 샘플 S5, CS6, 및 CS7에 대한 전력 대 재료 제거 속도의 플롯을 포함한다. 도 8은 샘플 S5, CS6, 및 CS7에 대한 휠 마모 대 재료 제거 속도의 플롯을 포함한다. 도 7 및 8의 비교에서 예시된 바와 같이, 샘플 S5는 샘플 CS6 및 CS7와 비교하여 제거된 재료의 주어진 양에 대해 약간 더 높은 전력이 사용되었지만, 상당히 더 작은 휠 마모 및 더 높은 재료 제거 속도를 나타내었다. 도 9은 샘플 CS6 및 CS7와 비교하여 샘플 S5에 대해 시제품의 표면의 대 재료 제거 속도의 플롯을 포함한다. 도 9의 데이터에 의해 예시된 바와 같이, 샘플 S5는 특히 더 높은 재료 제거 속도에서 더 낮은 Ra 및 따라서 더 우수한 표면 마감의 능력을 나타내었고, 샘플 CS6 및 CS7와 비교하여 높은 재료 제거 속도 분쇄 작업에 대해 향상된 파트 품질을 나타내었다.
본원에 설명된 구현예의 설명 및 예시는, 다양한 구현예의 구조에 대한 일반적인 이해를 제공하고자 함이다. 설명 및 예시는 본원에 설명된 구조 또는 방법을 사용하는 장치 및 시스템의 모든 요소 및 특징부를 철저하고 포괄적으로 설명하기 위한 것이 아니다. 개별적 구현예가 단일 구현예로 조합되어 제공될 수도 있고, 반대로 간략화를 위해 단일 구현예의 맥락에서 설명된 다양한 특징이 개별적으로 또는 임의의 하위 조합으로 제공될 수도 있다. 또한, 범위로 명시된 값에 대한 참조는, 그 범위 내의 각각 모든 값을 포함한다. 많은 다른 구현예는 본 명세서를 읽은 후에 당업자에게 명백할 수 있다. 본 개시의 범주를 벗어나지 않으면서 구조적 치환, 논리적 치환, 또는 다른 변경이 이루어질 수 있도록, 본 개시로부터 다른 구현예가 유도되고 사용될 수 있다. 따라서, 본 개시는 제한적이라기보다는 예시적인 것으로 간주되어야 한다. 특정 구현예와 관련하여 혜택, 다른 장점 및 문제 해결책을 앞서 설명하였다. 그러나, 임의의 혜택, 장점, 또는 문제 해결책이 발생하거나 두드러지게 할 수 있는, 혜택, 장점, 문제 해결책, 및 임의의 특징(들)이 임의의 또는 모든 청구범위에 결정적이거나, 필수적이거나, 본질적인 특징으로 해석되어서는 안 된다.
본원에 개시된 교시의 이해를 돕기 위해 도면과 함께 설명된다. 다음의 논의는 교시의 특정 구현 및 구현예에 중점을 둘 것이다. 이 촛점은 교시의 설명을 돕기위해 제공되고 교시의 범위 또는 응용성에 대한 제한으로서 해석되어서는 안된다. 그러나, 본출원에서 다른 교시도 확실히 사용될 수 있다.
여기서 사용된, 용어 "포함한다" "포함하고," "를 포함한다", "포함하고," "가진다", "갖는" 또는 그의 임의의 다른 변형은 비-배타적 포함을 포함하는 의도이다. 예를 들어, 방법, 물품, 또는 특징의 리스트를 포함하는 장치는 반드시 그러한 특징에만 제한되지 않고 명시적으로 나열되지 않은 또는 그러한 방법, 물품, 또는 장치에 고유한 다른 특징을 포함할 수 있다. 또한, 반대로 언급되지 않는다면, "또는"은 표함적-또는을 지칭하고 배타적-또는이 아니다. 예를 들어, 조건 A 또는 B는 다음 중 임의의 하나를 만족시킨다: A는 참 (또는 존재) 및 B는 거짓 (또는 부재), A는 거짓 (또는 부재)이고 B는 참 (또는 존재), 및 A 및 B는 둘 다 참 (또는 존재)이다.
또한, "a" 또는 "an"의 사용은 여기서 기술된 원소 및 성분을 기술하기 위해 사용된다 이는 단지 편리를 위한 것이고 본발명의 범위의 일반적 의미를 제공하기 위한 것이다. 다르게 의도된 것이 명백하지 않는다면, 이 설명은 하나의 또는 적어도 하나를 포함한다고 이해되어야 하고 단수는 복수를 또한 포함하고, 그 반대도 마찬가지이다. 예를 들어, 단일 항목이 여기서 기술되면, 하나 초과의 항목도 단일 항목 대신 사용될 수 있다. 유사하게, 하나 초과의 항목이 여기서 기술되면, 단일 항목도 하나 초과의 항목 대신 치환될 수 있다.
다르게 정의되지 않는다면, 여기서 사용된 모든 기술적 과학적 용어는 본발명이 속하는 분야에서의 숙련가에게 흔히 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 재료, 방법, 및 예시는 단지 예시적이고 제한적인 의도가 아니다. 여기서 기술되어 있지 않는 범위까지, 특정의 재료 및 가공 작업에 대한 많은 상세설명은 통상적이고, 구조적 기술 및 상응하는 제조 기술분야 내 참고문헌이나 다른 소스에서 발견될 수 있다.
상기 개시 내용은 예시적이지, 제한적으로 간주되어서는 안되고, 첨부된 청구범위는 본발명의 진정한 범위 내에 속하는 모든 그러한 변형, 개소 및 기타 구체예를 포함한다고 의도된다. 따라서, 법이 허용가능 최대 정도로, 본발명의 범위는 다음 청구범위와 그의 동등물의 최대 허용가능한 해석에 의해 결정되어야 하고 이전의 상세한 설명에 의해 제한 또는 한정되어서는 안된다.
본개시물의 요약서는 특허법에 따라서 제공되고, 청구범위의 범위 또는 의미를 해석 또는 제한하기 위해 사용되어서는 안된다는 이해로 제출된다. 또한, 상기 도면의 상세한 설명에서, 다양한 특징은 함께 그룹화되거나 또는 본개시물의 요약을 목적으로 단일 구체예로 기술되어 있다. 본개시물은 청구된 구체예가 각각의 청구범위에서 명시적으로 언급된 것보다 더 많은 특징을 필요로 한다는 의도를 반영하는 것으로 해석되어서는 안된다. 오히려, 다음 청구범위가 반영하는 바와 같이, 본발명의 주제는 개시된 구체예의 모든 특징보다 적은 것에 관한 것일 수 있다. 따라서, 다음 청구범위는 도면의 상세한 설명에 포함되고, 각각의 청구범위는 청구된 주제를 별도로 정의하는 것으로서 각각 존재한다.

Claims (15)

  1. 다음을 포함하는 연마제 물품:
    다음을 포함하는 바디:
    바디 전체를 통해 연장하는 결합 재료, 여기서 결합 재료는 결합 재료의 총 중량에 대해 적어도 8 wt% 알루미늄 옥사이드 (Al2O3) 및 바디 재료의 총 중량에 대해 최고 56 wt% 실리콘 디옥사이드 (SiO2)를 포함함; 및
    결합 재료 내에 함유되고 바디의 총 부피에 대해 30 vol% 초과의 양으로 존재하는 실리콘 카바이드 (SiC)를 포함하는 비응집된 연마제 입자.
  2. 제 1항에 있어서, 여기서 결합 재료는 결합 재료의 총 중량에 대해 적어도 8 wt% 및 최고 25 wt% 알루미늄 옥사이드 (Al2O3)를 포함하는 연마제 물품.
  3. 제 1항에 있어서, 여기서 결합 재료는, 중량 퍼센트에 기초하여, 적어도 0.05 및 최고 1의 비 (Al2O3/SiO2)를 추가로 포함하는 연마제 물품.
  4. 제 1항에 있어서, 여기서 결합 재료는 결합 재료의 총 중량에 대해 적어도 20 wt% 및 최고 55 wt% 실리콘 디옥사이드 (SiO2)를 포함하는 연마제 물품.
  5. 제 1항에 있어서, 여기서 결합 재료는 결합 재료의 총 중량에 대해 최고 30 wt% 지르콘 (ZrSiO4)를 포함하는 연마제 물품.
  6. 제 1항에 있어서, 여기서 결합 재료는 지르콘 (ZrSiO4)이 본질적으로 없는 연마제 물품.
  7. 제 1항에 있어서, 여기서 바디는 결합 재료 바디의 총 부피에 대해 적어도 3 vol% 및 최고 20 vol%를 포함하는 연마제 물품.
  8. 제 1항에 있어서, 여기서 바디는 바디의 총 부피에 대해 적어도 15 vol% 및 최고 40 vol%의 양으로 존재하는 바디 내 공극을 포함하는 연마제 물품.
  9. 제 1항에 있어서, 여기서 바디는 바디의 총 부피에 대해 적어도 30 vol% 및 최고 60 vol% 비응집된 연마제 입자를 포함하는 연마제 물품.
  10. 제 1항에 있어서, 여기서 바디는 바디의 총 부피에 대해 최고 10 vol%의 응집된 연마제 입자를 포함하는 연마제 물품.
  11. 제 1항에 있어서, 여기서 바디는 응집된 연마제 입자가 본질적으로 없는 연마제 물품.
  12. 제 1항에 있어서, 여기서 결합 재료는 유리체, 다결정성, 및 임의의 그의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료를 포함하는 연마제 물품.
  13. 다음을 포함하는 바디를 포함하는 연마제 물품:
    바디 전체를 통해 연장하는 결합 재료, 여기서 결합 재료는 유리체 재료를 포함하고 바디는 바디의 총 부피에 대해 3 vol% 초과 및 최고 20 vol% 결합 재료를 포함하고, 여기서 결합 재료는 다음을 추가로 포함함:
    결합 재료의 총 중량에 대해 적어도 8 wt% 알루미늄 옥사이드 (Al2O3);
    결합 재료의 총 중량에 대해 16 wt% 초과 보론 옥사이드 (B2O3);
    바디 재료의 총 중량에 대해 최고 56 wt% 실리콘 디옥사이드 (SiO2); 및
    결합 재료의 총 중량에 대해 최고 32 wt% 지르콘 (ZrSiO4);
    바디의 총 부피에 대해 적어도 15 vol% 및 최고 40 vol%의 양으로 존재하는 바디 내 공극; 및
    결합 재료 내에 함유되고 바디의 총 부피에 대해 30 vol% 초과 및 최고 60 vol%의 양으로 존재하는 실리콘 카바이드 (SiC)를 포함하는 비응집된 연마제 입자.
  14. 제 13항에 있어서, 여기서 결합 재료는 결합 재료의 총 중량에 대해16 wt% 초과 보론 옥사이드 (B2O3) 및 최고 50 wt% 보론 옥사이드 (B2O3)를 포함하는 연마제 물품.
  15. 제 13항에 있어서, 여기서 결합 재료는 결합 재료의 총 중량에 대해 적어도 20 wt% 및 최고 53 wt% 실리콘 디옥사이드 (SiO2)를 포함하는 연마제 물품,
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