Склеенное абразивное изделие

Склеенное абразивное изделие

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Данное изобретение относится к склеенным абразивным изделиям, в особенности к тем, которые используются в высокопроизводительном шлифовании.

Абразивная обработка с использованием склеенных абразивных изделий (таких как шлифовальные круги) продолжает развивать свои способности. Это развитие создает все возрастающий спрос на высокопроизводительные шлифовальные круги: круги, которые могут зачищать материал быстрее при точных жестких допусках, но не наносить вреда заготовке, таким образом, способные обеспечить снижение по времени цикла шлифовки и снизить стоимость шлифовки за единицу.

Склеенные абразивные изделия состоят из абразивных частиц, соединенных вместе при помощи связующего вещества. Основными типами связующих систем, используемых при изготовлении склеенных абразивных изделий, являются бакелит, керамика и метал. Абразивы на бакелитовой связке используют органическую систему связки (напр., фенольная система связки), чтобы соединить частицы абразива вместе для придания определенной формы массе. Другой крупный тип - это склеенные абразивные изделия (например, керамические шлифовальные круги), в которых керамическая система связки используется, чтобы соединить частицы абразива вместе. Эти связки обычно спекаются при температуре от 700°C до 1500°C. Абразивные изделия на металлической связке обычно используют порошковые или покрытые металлы для соединения абразивных частиц. Абразивные изделия на керамической связке отличаются от абразивных изделий на бакелитовой связке тем, что при их изготовлении применяется фаза спекания для соединения абразивных частиц, и, таким образом, они изготавливаются при существенно более высоких температурах. Абразивные изделия на керамической связке могут выдерживать более высокие температуры при эксплуатации и в целом считаются более жесткими и ломкими, чем шлифовальные круги на бакелитовой связке.

Склеенные абразивы трехмерны по структуре и обычно представляют собой специальным образом оформленную массу абразивных частиц, соединенных вместе при помощи связки. Такая специальным образом оформленная масса может быть, например, в форме колеса, как в шлифовальных кругах. Идеально склеенные абразивные изделия имеют долгий срок эксплуатации и способны шлифовать заготовки с неизменным качеством в течение долгого времени. Тем не менее, когда абразивные частицы изношены или засалены, эти абразивные частицы выпадают из склеенного абразива, таким образом, обнажая новые заточенные режущие частицы. В идеальной ситуации, склеенные абразивные изделия самозатачиваются. Тем временем, в реальности, особенно когда приложенные усилия выше допустимых, склеенные абразивные изделия могут ломаться, при этом откалываются и выпадают абразивные частицы, и способность шлифования таким изделием резко сокращается по сравнению с начальным показателем, заявленным на этом шлифовальном инструменте, так как склеенное абразивное изделие быстро изнашивается и теряет нужную форму. Склеенные абразивные изделия, таким образом, обычно показывают цикличную кривую шлифования (зависимость потребляемой мощности шлифования от времени заточки). На конечном этапе цикла шлифования следует проводить правку склеенного абразивного изделия во избежание появления повреждений на заготовке при доводке, а также, чтобы обеспечить постоянную качественную шлифовку этим склеенным абразивным изделием. Правка обычно осуществляется правящим инструментом, таким как алмазный правящий инструмент. Частые циклы правки нежелательны, так как производственный процесс приходится так же часто прерывать, что может повысить себестоимость, кроме этого сократить срок эксплуатации круга. То, чего хочется этой индустрии, это склеенные абразивные изделия, требующие минимального количества циклов правки, и, как результат, увеличение общего срока эксплуатации круга. Такое изделие обычно потребляет минимум энергии при работе.

Шлифовальные круги на керамической связке, состоящие из абразивных частиц неправильной формы (например, размельченных), известны своим применением для доводки заготовок, таких как закаленные и незакаленные металлические детали. Тем не менее, циклы правки могут оказаться более частыми, чем хотелось бы, т.е. переточку придется проводить более часто, чтобы избежать засаливания круга. Иногда постоянную производительность шлифования при учете качества заготовки и/или долгих циклов правки невозможно обеспечить, особенно при тяжелых режимах шлифования, например, высокой скорости подачи. Особенно в случае с циклом шлифования, не имеющим фазы основной постоянной производительности шлифования (например, при учете интенсивности съема материала) за период времени, может оказаться достаточно трудным достичь хороших результатов шлифования при доводке заготовки.

Желанным в этой индустрии остается такое склеенное абразивное изделие, например, шлифовальный круг, которое имеет увеличенный срок службы и может обеспечить постоянные хорошие результаты шлифования (особенно это касается качества поверхности заготовки) в течение долгого периода времени, особенно при тяжелых режимах шлифования.

Как ни удивительно, было установлено, что оформленные абразивные частицы в сочетании с керамической связкой могут обеспечить абразивные изделия, которые способны решить вышеупомянутые проблемы. В частности, было установлено, что такие изделия особенно эффективны в высокопроизводительных шлифовальных устройствах.

Данное изобретение относится к склеенному абразивному изделию, состоящему из оформленных абразивных частиц и связующего вещества, состоящего из керамической связки. Вышеупомянутые оформленные абразивные частицы, каждая из которых состоит из передней стороны и задней стороны, разделенных толщиной t, где вышеупомянутая передняя сторона представляет собой переднюю грань, равную периметру передней геометрической формы. Толщина t предпочтительно равна или меньше длины самой короткой стороны по отношению к размеру частицы.

Типично, соотношение длины самой короткой стороны в соотношении с размером к толщине вышеупомянутой частицы составляет, по меньшей мере, 1:1.

Данное изобретение также относится к применению склеенных абразивных изделий в высокопроизводительных шлифовальных устройствах и к способу доводки заготовки.

Фиг. 1 иллюстрирует график зависимости потребляемой мощности шлифования от времени заточки для III типа кругов на примере 1 (Примеры ΙΑ-1, 1Α-2, 2Α-1 и 3А-1 и сравнительные примеры см. 1А-2, см. 2А-1, см. 3А-1, и см. 3А-2) при применении условий серии испытаний (I).

Фиг. 2 иллюстрирует график зависимости потребляемой мощности шлифования от времени заточки для VII типа кругов на примере 1 (Примеры 1В-1, 1В-2, 2В-1 и 3В-1) при применении условий серии испытаний (I).

Фиг. 3 иллюстрирует график зависимости потребляемой мощности шлифования от времени заточки для III типа кругов на примере 1 (Примеры 1А-1, 1А-2, 2А-1 и 3А-1 и сравнительные примеры см. 1А-2, см. 2А-1, см. 3А-1, и см. 3А-2)при применении условий серии испытаний (II).

Фиг. 4 иллюстрирует график зависимости потребляемой мощности шлифования от времени заточки для VII типа кругов на примере 1 (Примеры 1В-1, 1В-2, 2В-1 и 3В-1) при применении условий серии испытаний (II).

Фиг. 5 показывает график, иллюстрирующий шероховатость поверхности Ra, полученную для III типа кругов на примере 1 (Примеры 1А-1, 1А-2, 2А-1, 3А-1, и сравнительные примеры см. 1А-2, см. 2А-1, см. 3А-1 и см. 3А-2)

Фиг. 6А показывает схематичный вид сверху на образец имеющей специальную форму абразивной частицы 320,

Фиг. 6В показывает схематичный вид сбоку на образец имеющей специальную форму абразивной частицы 320,

Фиг. 6С показывает перекрестный вид сверху плоскости 3-3 на Фиг. 6В.

Фиг. 6D показывает расширенный вид боковой грани 327а на Фиг. 6С.

В то время как вышеуказанные рисунки поясняют несколько вариантов данного изобретения, другие варианты также существуют, как было замечено при исследовании. Эти фигуры невозможно нарисовать с соблюдением масштаба. Можно использовать коды для всех фигур в значении схожих деталей.

В данном контексте формы слов «состоять из», «иметь», и «включать в себя» полностью равнозначны и открыты. Таким образом, дополнительные неуказанные элементы, функции, этапы или ограничения могут присутствовать в дополнение к перечисленным элементам, функциям, этапам или ограничениям.

В данном контексте понятие «абразивная дисперсия» обозначает прообраз (в обычных случаях прообраз в виде альфа-частиц окиси алюминия), который может быть преобразован в абразивный материал (например, связанную окись алюминия), который может быть помещен в формообразующую полость. Это соединение относится к абразивной дисперсии до тех пор, пока достаточное количество летучей компонента не испарится с целью осуществления отвердения абразивной дисперсии.

В данном контексте, понятие «прообраз оформленной абразивной частицы» означает необожженную частицу, получаемую при помощи перемещения достаточного количества летучей компонента при абразивной дисперсии. Когда этот процесс происходит в формообразующей полости, с целью получения отвердевшей станины, которую можно извлечь из формообразующей полости и по большей мере сохранять полученную при этом форму в процессе последующего использования.

В данном контексте понятие «оформленная абразивная частица» означает абразивную частицу с как минимум частью этой абразивной частицы, имеющую установленную форму, которая получается при дублировании с помощью формообразующей полости, используемой для получения прообразов оформленных абразивных частиц. За исключением случая с абразивными осколками (напр., как было описано в публикации заявки на патент Соединенных Штатов за номерами 2009/0169816 и 2009/0165394), эти оформленные абразивные частицы будут иметь, как правило, установленную геометрическую форму. Эта форма в основном получается путем дублирования в формообразующей полости, которая используется для получения имеющих специальную форму абразивных частиц. Оформленные абразивные частицы в данном контексте исключают абразивные частицы, полученные в результате механического дробления.

В данном контексте понятие «номинальный» означает состоящий из, существующий или относящийся к обозначенному или теоретическому размеру и/или форме, которая может отличаться от фактической.

Принимая во внимание трехмерную форму абразивных частиц в соответствии с данным изобретением, длина означает самую длинную размерную величину частицы, ширина означает максимальную размерную величину частицы перпендикулярно длине. Толщина в данном контексте обычно перпендикулярна длине и ширине.

В данном контексте понятие «толщина», применяемое к частице, имеющей толщину, изменяющуюся в рамках своей планарной конфигурации, означает максимальную толщину. Если частица в целом однородна по толщине, то значение минимальной, максимальной и средней толщины в основном равны. Например, на примере треугольника, если толщина равна «а», длина самой короткой стороны треугольника предположительно не меньше «2а». На примере частицы, у которой две или более самых коротких величины измерения граней равной длины, вышеупомянутая взаимосвязь сохраняется. В большинстве случаев, оформленные абразивные частицы - это многоугольники, имеющие, по меньшей мере, три стороны, причем длина каждой из сторон больше, чем толщина этой частицы. В особых случаях круга, эллипса или многоугольника, имеющего очень короткие стороны, диаметр круга, минимальный диаметр эллипса, или диаметр круга, в который можно вписать многоугольник с очень короткими сторонами, принимается за самую короткую величину измерения грани этой частицы.

В качестве следующей иллюстрации рассмотрим пример четырехгранной абразивной частицы, длина которой чаще всего соответствует длине стороны одной из треугольных сторон, ширина равна величине измерения между наивысшей точкой одной из треугольных сторон и перпендикуляром к противоположной стороне, а толщина в целом соответствует «высоте четырехгранника», то есть величине измерения между вершиной и перпендикуляром к основанию (или передней грани).

Если абразивная частица изготавливается в формообразующей полости, имеющей форму пирамиды, конуса, усеченной пирамиды, усеченного конуса, усеченного шара или усеченного сфероида, то толщина определяется следующим образом: (1) в случае пирамиды или конуса, толщина равна длине линии перпендикулярной основанию частицы и проходящей через вершину пирамиды или конуса; (2) в случае усеченной пирамиды или усеченного конуса, толщина равна длине линии перпендикулярной середине большего основания и проходящей через меньшее основание усеченной пирамиды или усеченного конуса; (3) в случае усеченного шара или усеченного сфероида, толщина равна длине линии перпендикулярной середине основания и проходящей через криволинейную границу усеченного шара или усеченного сфероида.

Длина самой короткой стороны, необходимой для измерения частицы, равна длине самой короткой наружной величины измерения основания частицы (если у частицы есть только одно основание, как правило, это передняя грань) или длине самой короткой наружной величины измерения большего основания частицы (если частица имеет два основания, например в случае, когда задняя сторона включает в себя заднюю грань).

В данном контексте относительно оформленных абразивных частиц понятие «длина» соответствует максимальной измеряемой величине оформленных абразивных частиц. В некоторых случаях максимальная измеряемая величина может совпадать с продольной осью этой частицы, хотя это не является обязательным условием. «Ширина» соответствует максимальной измеряемой величине, которая перпендикулярна длине оформленной абразивной частицы. «Толщина» соответствует измеряемой величине, которая перпендикулярна длине и ширине оформленной абразивной частицы.

В данном контексте понятие «круговой сектор» соответствует части диска, заключенной между двумя радиусами и дугой, и включающей в себя меньшие секторы и большие секторы.

В данном контексте понятие «круговой сегмент» соответствует части круга, которая неформально определяется как часть, которая как бы «отрезана» от остального круга при помощи секущей или хорды. Круговой сегмент составляет часть между секущей и дугой и исключает центр круга. Это понятие широко известно как Область Меглио.

В данном контексте понятие «в форме капли» предполагает соответствие форме, имеющей периметр (контур, который окружает область в форме капли), который можно описать как состоящий из одной вершины и одной кривой линии, причем вершина образуется в точке, где сходятся концы кривой линии.

В данном контексте понятие «ромб» соответствует четырехугольнику, имеющему четыре стороны равной длины, при этом противоположные вершины образуют внутренние углы равные по значению, как видно на Фиг. 1 и 3 в WO 2011/068714.

В данном контексте понятие «ромбоид» соответствует параллелограмму, в котором две пересекающиеся грани на одной стороне продольной оси не равны по длине, и вершина между этими гранями имеет наклонный внутренний угол, как видно на Фиг. 4 в WO 2011/068714.

В данном контексте понятие «кайт», как видно на Фиг. 5 в WO 2011/068714, соответствует четырехугольнику, в котором две противоположные стороны над поперечной осью равны по длине и две противоположные стороны под поперечной осью равны по длине, однако, эта длина отличается по значению от длины сторон над поперечной осью. Если взять ромб и передвинуть одну из противоположных больших вершин ближе или дальше от поперечной оси, то получится кайт.

В данном контексте понятие «сверх эллипс» соответствует геометрической фигуре, которую можно определить в Декартовской системе координат как совокупность всех точек (x, y), определяемых по кривой Ламе, имеющей формулу

где n, а и b - положительные числа. Когда η находится в промежутке от 0 до 1, супер эллипс представляет собой четырехрукавную звезду с вогнутыми боковыми гранями (без неровностей), как показано на Фиг. 2 в WO 2011/068714. Когда n равна единице, а а=b получится ромб, а если а<>b, то получится кайт. Когда n находится в промежутке от 1 до 2, грани становятся выпуклыми.

В данном контексте понятие «вторичные абразивные частицы» соответствует в частности абразивным частицам, которые отличаются от оформленных абразивных частиц тем, что могут быть использованы в соответствии с данным изобретением.

Понятие «твердые материалы» в данном изобретении соответствует материалам, которые можно охарактеризовать как имеющие 3500 кг_f/мм² плотность по Кнупу или менее (как правило, от 1500 до 3000 кг_f/мм²).

Понятие «сверхтвердые материалы», как оно используется в данном изобретении, соответствует материалам, которые можно охарактеризовать как имеющие плотность по Кнупу более 3500 кг_f/мм² (как правило, от 4000 до 9000 кг_f/мм²).

Понятие «сверхабразивы» упоминается в данном изобретении, говоря об абразивных материалах, которые можно охарактеризовать как имеющие 4500 кг_f/мм² плотность по Кнупу и более (как правило, от 4700 до 9000 кг_f/мм²).

Большая часть оксидной керамики имеет плотность по Кнупу в пределах от 1000 до 1500 кг_f/мм² (10-15 ГПа), а многие карбиды имеют плотность свыше 2000 кг_f/мм² (20 ГПа). Способ определения плотности по Кнупу подробно описывается в АОИМ (Американском обществе по испытанию материалов) С849, С1326 и Е384.

Данное изобретение относится к склеенному абразивному изделию, состоящему из оформленных абразивных частиц (которые в частности характеризуются тонким телом) и клеящего вещества, составляющего керамическую связку. Данное изобретение предусматривает применение изделия в шлифовальных устройствах, в частности в высокопроизводительных шлифовальных устройствах, а также применение изделия для доводки заготовки материала, в особенности заготовки материала, отобранного из стали, цветных металлов и сплавов. Кроме того, данное изобретение относится к способу доводки заготовки, состоящему в трении части абразивного материала с поверхностью заготовки и вращении заготовки или абразивного материала (в момент соприкосновения) для зашлифовки части поверхности заготовки.

В соответствии с данным изобретением склеенное абразивное изделие состоит из оформленных абразивных частиц. Три основные технологии, применяемые для придания абразивному зерну специальной формы, - это (1) слияние, (2) спекание и (3) химическая керамика.

Любая из этих основных технологий, а также любое сочетание двух или всех этих технологий может быть использовано при производстве оформленных абразивных частиц для применения в данном изобретении.

Материалами, которые могут служить для производства оформленных абразивных частиц для применения в этом изобретении, являются любые подходящие твердые или сверхтвердые материалы, известные своим использованием для производства любых абразивных частиц.

Соответственно, в одном варианте оформленные абразивные частицы получены их твердого абразивного материала. В другом оформленные абразивные частицы получены из сверхтвердого абразивного материала. Кроме этого, существуют и другие варианты, в которых оформленные абразивные частицы получены из сочетания твердых и сверхтвердых материалов.

Конкретные примеры подходящих абразивных материалов включают известные керамические материалы, карбиды, нитриды и другие твердые и сверхтвердые материалы, такие как содержащие оксид алюминия (например, альфа-оксид алюминия) материалы (включая связанные, термически обработанные, керамические и металлокерамические материалы), карбид кремния, диборид титана, нитрид титана, карбид бора, карбид вольфрама, карбид титана, алмаз, кубический нитрид бора (КНБ), гранат, циркониевый оксид алюминия, золь-гелевые производные абразивных частиц, оксид церия, оксид циркония, оксид титана или его производные.

Наиболее часто применяемые из вышеперечисленных материалов, как правило, имеют в основе оксид алюминия, и в конкретных описаниях, которые сопровождают это изобретение, можно обнаружить точные ссылки на оксид алюминия. Тем не менее, следует понимать тот факт, что данное изобретение не ограничивается только оксидом алюминия, но также имеет место при применении его с множеством других твердых и сверхтвердых материалов.

Что касается трех основных технологий получения оформленных абразивных частиц (т.е. слияние, спекание и технология химической керамики), то в данном изобретении абразивные частицы могут быть получены из одного или нескольких материалов с применением любой из этих технологий, т.е. из одного или нескольких связанных, спеченных или керамических материалов, предпочтительно, из оксида алюминия (лучше всего, альфа-оксида алюминия). Иными словами, в соответствии с данным изобретением, предпочтительными являются абразивные частицы, полученные с использованием оксида алюминия, т.е. такие частицы либо полностью состоят из оксида алюминия, либо его содержание составляет большую часть, так, например, более 50%, например, от 55 до 100%, или от 60 до 80%, наиболее предпочтительным является соотношение от 85 до 100% массы от общей массы абразивной частицы. Оставшаяся часть может содержать любой другой материал, который не снизит качества абразивной частицы как абразива, включая, но не ограничиваясь твердыми и сверхтвердыми материалами, как описывалось ранее. В некоторых предпочтительных вариантах оформленные абразивные частицы состоят из оксида алюминия на 100%. Тем не менее, в других предпочтительных вариантах соотношение оксида алюминия составляет не менее 60% от общей массы, или не менее 70% от общей массы. Применяемые оформленные абразивные частицы могут, например, включать в себя но не ограничиваться частицами, в составе которых большую часть (например, 50% или более, а желательно 55% или более от массы) занимает связанный оксид алюминия, а меньшую часть (например, менее 50% и желательно менее 45% от массы) занимает абразивный материал, отличный от связанного оксида алюминия (например, оксид циркония).

В области применения данного изобретения также находятся абразивные частицы с поверхностью, покрытой частицами неорганической природы. Покрытие оформленных абразивных частиц может быть использовано для улучшения сцепления между абразивными частицами и связующим материалом в абразивных изделиях, а также может способствовать электростатическому осаждению оформленных абразивных частиц. В одном варианте, покрытие, как описывается в Патентах Соединенных Штатов под номерами 5, 352,254 (Целиккая (Celikkaya)), в величине от 0,1 до 2 процентов по отношению к массе абразивной частицы, имеющей специальную форму, допустимо. Такие покрытия описываются в Патентах Соединенных Штатов под номерами 5,213,591 (Целиккая и др. (Celikkaya et al.)); 5,011,508 (Волд и др. (Wald et al.)); 1,910,444 (Николсон (Nickolson)); 3,041,156 (Роузе и др. (Rowse et al.); 5,009,675 (Кунц и др. (Kunz et al.)); 5,085,671 (Мартин и др. (Martin et al.)); 4,997,461 (Маркхоф-Матени и др. (Markhoff-Matheny et al.)); и 5,042,991 (Кунц и др. (Kunz et al.)). Кроме этого, покрытие поверхности может защитить абразивную частицу имеющую специальную форму от закупоривания. Закупоривание - это понятие, которое объясняется как явление, при котором металлические частицы от заготовки в процессе шлифовки оказываются приваренными к верхушкам абразивных частиц. Покрытия поверхности, способные выполнять вышеперечисленные функции, известны только опытным людям.

В данном изобретении предпочтительно применять оформленные абразивные частицы и частицы, полученные с использованием технологии химической керамики, т.е. керамические абразивные частицы. Однако данное изобретение не ограничивается использованием только таких частиц.

В одном из вариантов, керамические абразивные частицы включают альфа-оксид алюминия, т.е. в состав керамических оформленных абразивных частиц входит альфа-оксид алюминия.

В одном из вариантов, керамические абразивные частицы состоят из золь-гелевых производных от абразивных частиц из оксида алюминия. Как затравленные, так и незатравленные золь-гелевые производные оксида алюминия в составе абразивных частиц могут быть использованы согласно данному изобретению. Тем не менее, в некоторых случаях предпочтительным может быть применение незатравленных золь-гелевых производных оксида алюминия в составе абразивных частиц.

Каждая из абразивных частиц в данном изобретении имеет в целом строго определенную трехмерную форму. Чаще всего эти абразивные частицы имеют заданную геометрическую форму, например, ту, которая дублируется в формообразующей полости при производстве оформленных абразивных частиц.

Обычно оформленные абразивные частицы характеризуются тонкими телами. В данном контексте понятие «тонкое тело» употребляется, чтобы отличать продолговатые нитевидные частицы (такие как палочки), в которых одна величина измерения частицы (длина, самая длинная величина) существенно больше любой из двух других величин (ширины и толщины), от частиц определенной формы, применяемых в данном изобретении, в которых три величины измерения частицы (длина, ширина и толщина, как уже упоминалось) либо одинакового размера, либо две величины измерения частицы (длина и ширина) существенно больше по размеру, чем оставшаяся величина (толщина). Обычные нитевидные абразивные частицы характеризуются аспектным соотношением, то есть отношением длины (самой длинной величины измерения частицы) к величине измерения до пересечения (самой длинной величине измерения, перпендикулярной длине до пересечения с другими сторонами), которое варьируется в пределах от 1:1 до 50:1, предпочтительнее от 2:1 до 50:1, а чаще всего в пределах от 5:1 до 25:1, Более того, обычно такие нитевидные абразивные частицы характеризуются формой поперечного сечения (то есть формой, при которой поперечное сечение располагается перпендикулярно длине или самой длинной величине измерения частицы), которая не отличается от длины.

В отличие от этого, абразивные частицы, применяемые в данном изобретении, можно охарактеризовать формой поперечного сечения, которая отличается от длины частицы. Вариации могут основываться на размере формы поперечного сечения или на контуре формы поперечного сечения.

Каждая абразивная частица обычно состоит из передней стороны и задней стороны, разделенной толщиной t. Передняя сторона обычно включает (и чаще всего именно так) переднюю поверхность (в большинстве случаев плоскую поверхность), имеющую периметр передней геометрической формы.

Предпочтительно, толщина t равна или менее величины длины самой короткой стороны частицы (самой короткой величине передней стороны и задней стороны частицы; величина длины самой короткой стороны частицы в данном контексте соответствует величине длины самой короткой наружной стороны частицы).

В обычных случаях, задняя сторона представляет собой вершину, отделенную от передней стороны толщиной t, или задняя сторона представляет собой линию хребта, отделенную от передней стороны толщиной t, или задняя сторона представляет собой заднюю поверхность, отделенную от передней стороны толщиной t Например, задняя сторона может представлять собой вершину и как минимум одну боковую стенку, соединяющую вершину с периметром передней поверхности (показательные примеры включают в себя частицы в форме пирамиды, например, тетраэдрические частицы). В другом варианте, задняя сторона может содержать линию хребтов и как минимум одну боковую стенку, соединяющую линию хребтов с периметром передней поверхности (показательными примерами могут послужить частицы в форме крыши). В другом варианте задняя сторона может представлять собой заднюю сторону и как минимум одну боковую сторону (которая может быть наклонной), соединяющую заднюю поверхность и переднюю поверхность (показательные примеры включают в себя треугольные призмы и усеченные пирамиды).

Смеси из абразивных частиц разной формы, можно использовать в склеенных абразивных изделиях согласно данному изобретению. Смесь оформленных абразивных частиц согласно данному изобретению может содержать одно множество оформленных абразивных частиц и другое множество оформленных абразивных частиц, при этом частицы одного множества могут отличаться от частиц другого множества. Разница может, например, состоять в форме, или в качестве, или в химическом составе абразивной частицы.

Толщина t может быть одинаковой (например, в вариантах, где передняя и задняя стороны составляют параллельные плоские поверхности) или отличаться от плоской формы частицы (например, в вариантах, где одна или обе передняя и задняя стороны представляют собой не плоские поверхности, или в вариантах, где задняя сторона представляет собой вершину или линию хребтов, как описывалось более подробно ранее).

В большинстве случаев, соотношение длины самой короткой стороны абразивной частицы к толщине этой абразивной частицы составляет как минимум 1:1, но может варьироваться от 1:1 до 10:1, более предпочтительным считается соотношение от 2:1 до 8:1, а самым подходящим считается соотношение от 3:1 до 6:1, Это соотношение в данном контексте также называется первичным аспектным соотношением.

Величина толщины частицы не всегда строго ограничена. Например, в обычных случаях толщина может составлять от 5 микрометров и более, или от 10 микрометров и более, или от 25 микрометров и более, или от 30 микрометров и более, или даже от 200 микрометров и более. Верхний предел толщины может располагаться на уровне около 4 мм и менее, или около 3 мм и менее для крупных частиц, и на уровне около 1600 микрометров и менее, или около 1200 микрометров и менее, или около 1000 микрометров и менее, или около 500 микрометров и менее, или 300 микрометров и менее, или даже около 200 микрометров и менее.

Оформленные абразивные частицы обычно отбираются по длине в пределах от 0,001 мм до 26 мм, чаще всего от 0,1 мм до 10 мм, а еще чаще от 0,5 мм до 5 мм, хотя частицы другой длины также могут быть использованы. В некоторых вариантах, длина может быть выражена как часть толщины склеенного абразивного изделия, в состав которого она входит. Например, абразивная частица может иметь длину больше, чем половина шлифовального круга со связкой. В некоторых вариантах, длина может быть больше чем толщина шлифовального круга со связкой.

Оформленные абразивные частицы обычно отбираются по ширине в пределах от 0,001 мм до 26 мм, чаще всего от 0,1 мм до 10 мм, еще чаще от 0,5 мм до 5 мм, хотя другие размеры также могут быть использованы.

Оформленные абразивные частицы могут иметь различные пространственные аспектные соотношения. Пространственное аспектное соотношение определяется как соотношение максимальной площади поперечного сечения, проходящей через центр объема, к минимальной площади поперечного сечения, проходящего через центр.

Для некоторых форм, максимальная и минимальная площадь поперечного сечения может быть плоской, углообразной или наклонной в зависимости от внешней геометрии формы. Например, шар будет иметь пространственное аспектное соотношение равное 1,000, в то время как куб будет иметь пространственное аспектное соотношение в размере 1,414. Абразивная частица в форме равностороннего треугольника, каждая сторона которого равна длине А и постоянная толщина равная А, будет иметь пространственное аспектное соотношение, равное 1,54, а если постоянную толщину уменьшить до 0,25 А, то пространственное аспектное соотношение возрастет до 2,64. Полагают, что абразивные частицы, имеющие специальную форму, и имеющие высокий показатель пространственного аспектного соотношения, обладают лучшими шлифовальными характеристиками.

В различных вариантах этого изобретения, пространственное аспектное соотношение может быть более чем 1,15, или более чем 1,50, или более чем 2,0, или варьироваться от 1,15 до 10,0, или варьироваться от 1,20 до 5,0, или варьироваться от 1,30 до 3,0,

Абразивные частицы считаются более предпочтительными в форме тонких трехмерных тел, имеющих различные трехмерные формы. Обычными примерами могут послужить частицы (как правило, тонкие тела) в форме плоских треугольников, плоских прямоугольников, плоских треугольников, у которых, по меньшей мере, одна поверхность, а предпочтительнее две поверхности имеют углубления вовнутрь (например, с вытачкой или вогнутые), как описывалось более подробно ранее.

Передняя сторона обычно включает (а чаще состоит из) переднюю поверхность, имеющую периметр передней геометрической формы.

Например, передняя геометрическая форма может быть отобрана из геометрических фигур, имеющих как минимум одну вершину, более обычным будет две и более, предпочтительным - три и более, самым предпочтительным вариантом будет наличие трех или четырех вершин.

Подходящими примерами геометрических фигур, имеющих как минимум одну вершину, могут послужить многоугольники (включая равносторонние, равноугольные, звездообразные, правильные и неправильные многоугольники), в форме линзы, в форме полумесяца, округлые формы, полукруглые формы, овальные формы, округлые сектора, округлые сегменты, в форме капли и гипоциклоиды (например, сверх эллиптические формы).

Конкретными примерами подходящих многоугольных геометрических фигур могут послужить треугольные формы и четырехугольные формы (например, квадрат, прямоугольник, ромб, ромбоид, трапеция, кайт, или сверхэллипс).

Вершины подходящих четырехугольных форм могут в дальнейшем классифицироваться как пара противоположных главных вершин, которые соединяются продольной осью, и пара противоположные второстепенных вершин, расположенных по разные стороны от продольной оси. Оформленные абразивные частицы, передняя сторона которых представляет собой этот тип четырехугольной формы, могут характеризоваться аспектным соотношением, которое выражается в соотношении максимальной длины по продольной оси к максимальной ширине по линии пересечения и составляет от 1,3 и более, предпочтительно, от 1,7 до 5. Это аспектное соотношение также называется вторичным аспектным соотношением.

В некоторых вариантах, считается особенно предпочтительным, чтобы передняя геометрическая форма была отобрана из треугольных фигур, таких как равнобедренный треугольник или, что более предпочтительно, равносторонний треугольник.

В других вариантах, передняя геометрическая форма отбирается из четырехугольных фигур, предпочтительнее из группы квадрата, прямоугольника, ромба, ромбоида, трапеции, кайта или сверхэллипса, самыми предпочтительными выступают прямоугольник, ромб, ромбоид, кайт и сверхэллипс.

Для осуществления данного изобретения геометрические формы также должны включать правильные, или неправильные многоугольники, или звезды, в которых один или более край (часть периметра поверхности) может быть дугообразным (изгиб может быть направлен либо вовнутрь, либо наружу, причем первый выбор считается более предпочтительным). Таким образом, для осуществления данного изобретения треугольные формы также включают в себя трехсторонние многоугольники, в которых один или более край (часть периметра поверхности) может быть дугообразным, т.е. понятие треугольников расширяется до сферических треугольников, а понятие четырехугольников расширяется до сверхэллипсов.

Задняя сторона может включать (а предпочтительнее состоять из) заднюю поверхность. Задняя поверхность может иметь периметр задней геометрической фигуры.

Задняя геометрическая форма может быть одинаковой, или отличаться от передней геометрической формы. Предпочтительно, чтобы задняя геометрическая фигура подбиралась в целом такой же формы, как и передняя геометрическая фигура, а также важно, чтобы она располагалась соответствующим образом относительно передней геометрической фигуры (хотя размер и площадь геометрических фигур могут быть разными, т.е. одна поверхность может быть больше другой).

Другими словами, в данном контексте понятия «в основном такой же формы» или «в основном одинаковой формы» рассматриваются как учитывающие случай, где площадь, охватывающая вышеуказанные формы, может отличаться по размеру.

В данном контексте в со