FI79830C - Foerfarande foer framstaellning av keramiskt polykristallint slipmaterial. - Google Patents

Description

79830

MENETELMÄ KERAAMISEN, MONIKITEISEN HIOMA-AINEEN VALMISTAMISEKSI

Keksintö koskee menetelmää keraamisen, monikiteisen korun-dihioma-aineen valmistamiseksi siten, että alumiinihydroksidia sisältävä ensimmäinen esituote ja vähintään toinen esi-tuote dispergoidaan veteen, vesi poistetaan ja suoritetaan kalsinointi ja sintraus.

Sulien korundihioma-aineiden lisäksi tunnetaan sintrattuja materiaaleja, joilla on tiettyjä valmistusteknisiä ja hioma-teknisiä etuja. Erityisesti voidaan niiden mikrokiteisen rakenteen vaikutus sitkeyteen ja kovuuteen sekä hankauskemial-liset ja hankausfysikaaliset ominaisuudet määrittää ennalta suhteellisen hyvin. Jotta saataisiin aikaan mahdollisimman suuri kovuus, asetetaan etusijalle mahdollisimman hienorakei-nen kiderakenne, joka saavutetaan lämpökäsittelyllä ja lisäaineilla, kuten magnesiumilla, jotka asettuvat pääasiassa raerajoihin. Tällöin on pääasiassa lyönyt itsensä läpi sellaiset hioma-aineet, jotka koostuvat alumiinioksidin ohella huomattavasta määrästä sirkonidioksidia niin, että sirkonidi-oksidikiteet on valettu alumiinioksidimatriisiin (EP-B 00 24 099). Hioma-aineet, jotka koostuvat tällä tavalla erilaisista kiteistä, osoittavat yleensä parempia ominaisuuksia kuin sellaiset, jotka koostuvat pelkästään toisesta tai toisesta aineesta, mikä saattaa olla yhteydessä siihen havaintoon, että kaksoisdisperssi rakenne vastustaa mikrosärön leviämistä enemmän kuin hyvin yhtenäinen rakenne. Kuitenkin on eri aineista koostuvien kiteiden muodostamilla hiomajau-heilla myös haittoja, jotka johtuvat eri kiteiden erilaisesta lämpölaajenemisesta ja sirkonidioksidin suhteellisen korkeasta hinnasta. Näin ollen on jo tähän mennessä valmistettu sintraamalla oleellisesti ottaen vain alumiinioksidista koostuvia hioma-aineita, joille on saavutettu tarvittavat rae-ominaisuudet siten, että sintrattavaan materiaaliin lisätään 2 79330 kideytimiksi hyvin hienoksi jauhettua alfa-alumiinioksidia. Alfa-alumiinioksidin hienojakoisuus ja tarvittava tasalaatuinen jakautuminen materiaaliin, aiheuttaa kuitenkin huomattavia ongelmia, joiden ratkaiseminen edellyttää esimerkiksi korundimyllyjen käyttöä (EP-A 0152 768).

Näin ollen esillä olevan keksinnön tarkoituksena on tarjota alussa mainitun kaltainen menetelmä, joka voidaan toteuttaa hinnaltaan edullisesti ja helposti tasalaatuisena ohjattavas-ti, ja joka antaa hyvät hiontaominaisuudet omaavan tuotteen.

Keksinnönmukainen ratkaisu on siinä, että toinen esituote sisältää sellaista alumiinihydroksidia, jolla on erilaiset ha-joamisominaisuudet kuin ensimmäisessä esituotteessa käytetyllä .

Tässä yhteydessä kattaa termi "alumiinihydroksidi" kaikki varsinaisten hydroksidien muodot, kaikki vesipitoiset raken-nemuodot (metahydroksidit) mukaanlukien. Tunnetusti voidaan alumiinihydroksidin dehydratoinnissa erottaa erilaisia hajoamistuotteita, joilla on erilainen reaktiivisuus. Se, mitä muotoja kulloisessakin hajoamisketjussa ilmenee, ja millä lämpötila-alueilla mitäkin tapahtuu, ei riipu ainoastaan lähtöaineista vaan myös paine- ja lämpötilaohjelmasta ja lisäaineista. Kun esimerkiksi diaspori menettäessään vettä riittävästi kuumennettaessa muuttuu välittömästi korundiksi (alfa-alumiinioksidi), syntyy amorfisista geeleistä, baijeriitista ja hydrargilliitista erilaisia alumiinihydroksideja, erityisesti böömiittiä, ja sen jälkeen ns. gammaryhmään kuuluvia hajoamistuotteita, joiden vesipitoisuus ei ole stoikiometri-nen, kunnes myös nämä muuttuvat korundiksi. Näin ollen on ilmeistä, että tietyssä paine- ja lämpötilaohjelmassa lopullisesti syntyvään kiderakenteeseen vaikuttaa se, kuinka kauan kiteen ja minikiteen kulloistakin esivaihetta kulloinkin pidetään tietyssä muuntotilassa. Kun eri kiteet ja monikiteet tai niiden esiasteet ovat dehydratoinnissa omaksuneet eri 3 79830 muunnoksia ja näin ollen joutuneet alttiiksi erilaisille kasvuolosuhteille, voi seurauksena olla lopputuote, jossa on erilaisia keskimääräisiä kide- tai monikidekokoja, erilaisia vierasioniosuuksia ja/tai erilaisia luonteeltaan kemiallisia tai fysikaalisia muutoksia raeraja-alueissa. Tätä ilmiötä käytetään esillä olevassa keksinnössä hyväksi siten, että lähdetään sooli-geelimenetelmässä liikkeelle erilaisista alumiinihydroksideista, jotka näin ollen osoittavat myös toisistaan poikkeavaa hajoamiskäyttäytymistä ja johtavat lopputuotteessa erilaisiin mikrorakenteisiin. Kiteiden ja moniketeiden erilaiset ominaisuudet estävät selvästi mikrorepeämien leviämistä johtuen suuremmasta hajoamisenergiasta ja siitä seuraa-vasta suuremmasta sitkeydestä, johon ei liity kovuuden heikkenemistä. Tällöin ei vaikuteta niihin hiontaominaisuuksiin, joihin lisäineiden vaikutus kohdistuu.

Tätä periaatetta voidaan soveltaa käytäntöön ensinnäkin siten, että dispersion valmistuksessa lähdetään erilaisista hydroksideista tai metahydroksideista, esimekiksi böömiitin ja diasporin seoksesta. Edullista on käyttää erilaisessa ha-joamisvaiheessa olevia materiaaleja esimerkiksi niin, että geelinmuodostukseen tarkoitettu dispersio sisältää toisaalta böömittiä ja toisaalta vähän vettä sisältävää gammamuotoa. Mielellään kuuluu viimeksimainittu sellaiseen hajoamisvaihee-seen, joka ei enää ilman muuta muutu täysin AI (Olijiksi dispersioon kohdistuvissa kemiallisissa, fysikaaalisissa ja termisissä olosuhteissa. Ei välttämättä vaadita, ettei tällainen muuttuminen enää saisi olla lainkaan mahdollinen, vaan pitää vain varmistaa se, että toinen esituote ennen geelinmuodos-tusta ja sen aikana sisältää oleellisen määrän toista kris-tallografista muotoa kuin ensimmäinen esituote, jotta syntyisi erilainen reaktiivisuus ja erilainen hajoamiskäyttäytymi-nen.

Tämä päämäärä voidaan keksinnönmukaisesti saavuttaa erittäin yksinkertaisesti siten, että jälkimmäisenä esituotteena käytetään kalsinoitua alumiinihydroksidia, jolloin tämä on 4 79830 voitu saada aikaan lähtemällä samasta perusmuodosta kuin ensimmäisessä esituotteessa on käytetty. Erityisesti voidaan käyttää metastabiiliksi gamma-alumiinioksidiksi lämpötila-alueella 450 - 900°C, mielellään lämpötila-alueella 550 -850°C kalsinoitua alumiinihydroksidia, joka mielellään on saatu böömiittityypistä. Jälkimmäinen esituote voi mielellään koostua pelkästään tästä materiaalista tai myös muista alumiinihydroksideista tai muista aineista.

Toinen esituote on edullista dispergoida ensimmäiseen esi-tuotteeseen ennen geelitilan saavuttamista.

Tämän sijasta on myös mahdollista sekoittaa ensimmäisen esi-tuotteen sooli tai geeli toisen esituotteen dispersioon. Jos jälkimmäisessä esituotteessa käytetään kalsinoitua alumiinihydroksidia, on tämä edullista jauhaa hienoksi kalsinoinnin jälkeen, koska kalsinaatin hiukkaskoko vaikuttaa lopputuotteen monikiteiden kokoon.

Ensimmäistä ja toista esituotetta on edullista sekoittaa keskenään sellaisessa suhteessa, että niiden vedettöminä mitatut alumiinioksidipitoisuudet ovat suhteessa 99 : 1-80 : 2, mielellään 97,5 : 2,5-90 : 10 toisiinsa.

Keksinnönmukaisen menetelmän oleellinen etu on siinä, että voidaan valmistaa oleellisesti ottaen puhtaita alumiinioksi-dihioma-aineita, joilla on pitkälti ennalta määritettävissä olevat ominaisuudet. Näin ollen on edullista, jos kaikkien esituotteiden metalliosa koostuu vähintään 90-prosenttisesti, mieluummin 99-prosenttisesti alumiinista.

Kuitenkin keksinnönmukainen menetelmä toimii myös silloin, kun lisätään muita aineita, erityisesti magnesiumia, jonka pitää olla magnesiumaluminaattispinelleiksi muuttuvassa muodossa .

Edullisen toteutustavan mukaisesti sisältää vain toinen kahdesta esituotteesta magnesiumia, nimittäin jälkimmäinen 5 79330 vaihe. Magnesium voi kuitenkin olla myös ensimmäisessä esi-tuotteessä.

Vielä erään tämän keksinnön toteutustavan mukaan voivat molemmat esituotteet sisältää magnesiumin.

Jälkimmäisen esituotteen sisältämä magnesium on kalsinoinnin jälkeen spinellimuodossa tai spinellien esimuodossa niin, että ainakin osittain tapahtuu molemminpuolista kidemuodon tunkeutumista toinen toiseensa johtuen magnesiumoksidin ja gamma-alumiinioksidin kristallografisesta samankaltaisuudesta ja tämä tunkeutuminen vaikuttaa myöhemmissä menetelmävaiheissa.

Kun ensimmäinen esituote sisältää magnesiumia, on tämä edullista lisätä ennen molempien esituotteiden keskenäänsekoitta-mista tai sen yhteydessä.

Joka tapauksessa se on edullista lisätä dispersioihin alumiinioksidin koagulointiin ja geelinmuodostukseen sopivassa muodossa, esimerkiksi nitraattina.

Kaikkien esituotteiden magnesiumpitoisuus on edullista valita siten, että sintratussa tuotteessa on moolisuhde MgO : AI2O3 vähintään 0,1. Jos magnesiumia on vain toisessa esituottees-sa, ei se jakaudu lopputuotteeseen tasaisesti, vaan se löytyy lopputuotteesta yksinomaan tai pääasiallisesti sellaista kiteistä tai monikiteistä, jotka ovat peräisin magnesium-pitoisesta esituotteesta.

On osoittautunut, että keksinnönmukainen menetelmä soveltuu paitsi suhteellisen pienten, ennestään tunnettujen spinelli-pitoisuuksien lisäksi myös oleellisesti suurempiin hioma-ai-neen pitoisuuksiin. Niinpä saadaan hiontakäyttäytymiseltään erittäin hyvä tuote, kun kaikkien esituotteiden yhteenlaskettu magnesiumpitoisuus vastaa magnesiumaluminaattispinelli-pitoisuutena laskettuna vähintään 50 paino-% sintratusta tuotteesta, mielellään jopa vähintään 70 paino-%. Jopa oleellisesti ottaen koko tuote voidaan tuottaa spinellimuotoon.

6 79330

Keksintö ei sulje pois sitä mahdollisuutta, että mainittujen kahden esituotteen lisäksi sooli-geelitekniseen käsittelyyn otetaan myös lisää esituotteita. Edellämainittu näkökohta tulee kysymykseen sellaisissa tilanteissa, joissa tarkastellaan kulloinkin kahta käytetyistä esituotteista, tai joissa kaksi esituotetta käsitetään kulloinkin yhdeksi esituotteeksi edellä esitettyjen näkökohtien kannalta katsottuna.

Kummastakin esituotteesta saatu geeli saatetaan kuivaamiseen soveltuvaan muotoon, esimerkiksi levyn muotoon. Erittäin tarkoituksenmukaista voi myös olla geelin ekstrudointi ja vielä mielellään niin, että saavutetaan hiomajauhehalkaisijaa vastaava puristeen halkaisija. Geeli kuivataan varovasti tavallisia menetelmiä käyttäen. Muita vedenpoistomenetelmiä voidaan käyttää ennen geelinmuodostusta; dispersio voidaan esimerkiksi sentrifugoida. Tämän ei tarvitse tapahtua vasta kummankin esituotteen yhdistämisen jälkeen, sillä ne voidaan dispergoida erikseen ja vesi poistaa osittain, ennenkuin ne sekoitetaan keskenään niiden ollessa vielä nestemäisessä tai : tahnamaisessa muodossa, jolloin sekoittaminen voi tapahtua esimerkiksi ekstruuderissa.

Ainakin ensimmäisen esituotteen osalta (dispergoituneen toisen vaiheen ollessa mukana) on syytä pyrkiä geelitilaan. Kuitenkaan ei ole välttämätöntä saavuttaa täydellistä geeli-tilaa .

Kuivageeli voidaan rikkoa ja kutistumavaran huomioonottaen seuloa koon mukaan kalsinointia ja sintrausta varten. Alas putoava jätegeeli voidaan sen jälkeen saattaa uudestaan gee-limuotoon ja tuoda prosessiin uudestaan. Esiseulottua, jauhemaista kuivageeliä kalsinoidaan lämpötila-alueella 450 -900°C, mielellään välillä 550 - 850°C noin tunnin ajan. Kal-sinoitu jauhe voidaan suoraan tai 20 - 50°C:een tapahtuneen väli jäähdytyksen jälkeen viedä yli 1250°C:een, mielellään 7 79830 välille 1350 - 1450°C esilämmitettyyn sintrausuuniin ja sint-rataan siellä 5-90 minuuttia, mielellään 20 - 60 minuuttia. Jos kalsinoitu tuote jäähdytetään välillä, voidaan rikkominen ja koon mukaan luokittelu suorittaa tässä vaiheessa (sen sijaan, että se suoritetaan geelin kuivaamisen jälkeen) . Sintrattu hiomajauhe on edullista jäähdyttää nopeasti ja huoneenlämpötilan saavuttamisen jälkeen luokitella muodon ja normikoon mukaan seulalla tai sedimentoimalla.

Edellä esitettyjä menetelmäparametrejä voidaan muunnella sen runsaan alan tietämyksen mukaisesti, joka jo ennestään on olemassa.

Dispersioiden valmistuksessa on edullista käyttää böömitti-tyyppistä kauppatavarana saatavissa olevaa, hyvin dispergoi-tuvaa ja erittäin puhdasta alumiinimetahydroksidia, joka sisältää korkeintaan 0,025 % SiC>2, 0,02 % Fe2Öj ja 0,005 %

Na20. Soolin / geelin muodostusta sekä tuotteen hienojakoisuutta edesauttaa, jos ominaispinta-ala on suuri, mielellään yli 100 m2/g, mieluummin yli 150 m2/g.

Dispergoitumista ja soolin geelin muodostusta voidaan edesauttaa tavallisilla aineilla, kuten käyttämällä typpihappoa pitoisuutena 0,05 - 0,25 mol/1.

Jos halutaan lisätä magnesiumia, on lisäys edullista suorittaa magnesiumsuolan muodossa (esimerkiksi magnesiumnitraatti) molempien esituotteiden seokseen eli siis jälkimmäisen esi-tuotteen alumiinihydroksidin kalsinoinnin jälkeen. Jos kuitenkin pitää rajoittaa jälkimmäisen esituotteen hiukkas-koon kasvua jo sen kalsinoinnin aikana, voidaan magnesium kokonaan tai osittain liittää mukaan jälkimmäiseen esituotteen alumiinihydroksidiin, josta valmistetaan dispersio ennen sen kalsinointia. Kummankin esituotteen dispersioon lisätty magnesium edesauttaa jälkimmäisen esituotteen kide-vedenpoiston vuoksi erittäin reaktiiviseksi tulleen gamma-alumiinioksidin pinnassa lopullisessa faasien yhteen- 8 79830 liittymisessä välitöntä spinellikiteiden muodostusta tilastollisesti tasaisesti jakautuneisiin matriisin kohtiin. Magnesiumsuolapitoisuus on edullista valita niin, että hioma-aineen toivotuista fysikaalisista ominaisuuksista riippuen moolisuhde magnesiumoksidi : alumiinioksidi on noin 12 - 50 %.

Keksinnönmukaisesta hioma-aineesta ei suljeta pois mikrohuo-kosten läsnäolon mahdollisuutta, jos ne osoittautuvat edullisiksi sitkeyden kannalta. Keksinnönmukaista hioma-ainetta voidaan käyttää hiomatyökaluissa tavalliseen tapaan yksin tai sekoitettuna muihin hioma-aineisiin, kuten elektrokorundihio-ma-aineisiin. Sitä voidaan kuitenkin käyttää myös sellaisenaan tai jauhamisen tai agglomeroinnin jälkeen puhallusainee-na tai nestemäisessä tai tahnamuodossa hioma- tai kiillotus-aineena .

Esimerkki 1: 1000 g alumiinioksidihydraattia, jonka laatu on selostettu jäljempänä, dispergoitiin astiassa homogeenisesti liuokseen, jossa oli 2000 ml vettä ja 21 ml typpihappoa (HN03:n väkevyys 16 mol/l), ja sen jälkeen sentrifugoitiin nopeudella n = 6000 1/min sentrifugissa, jonka halkaisija oli 280 mm. Saadun dispersion A kiinteäainepitoisuus oli 30,2 %, tiheys 1,235 g/ml ja dynaaminen viskositeetti 100 mPa.s.

Käytettiin Condea-Chemie-firman, BrunsbUttel, tavaramerkillä "Disperal ALUMINAS" markkinoimaa böömiittityyppistä-0<-alumiinioksidihydraattia, jolla on seuraavat ominaisuudet! kemiallinen koostumus: AI2O3 72 % vähintään C 0,5 % enintään

SiC>2 0,025 %

Fe203 0,020 %

Na20 0,005 % 9 79330 fysikaaliset ominaisuudet ominaispinta-ala 160 m2/g min tilavuuspaino 450 - 650 g/1 sullontatilavuuspaino 800 - 1000 g/i hiukkaajakaantuma: väh. 40 % alle 25 ^l/m väh. 60 % alle 45 y*/m väh. 85 % alle ΘΟ^Μιη väh. 95 % alle 200 ^m dispergoituvuus 10 % 0,35 % HCl:ssä vähintään 97 % 30 % 1,20 % HClissä vähintään 92 %

Esimerkki 2: 100 g esimerkin 1 mukaista alumiinioksidihydraattia kalsinoi-tiin 1 tunti 550°C:ssa ja sen jälkeen se dispergoitiin homogeenisesti liuokseen, jossa oli 500 ml vettä ja 5 ml typpihappoa (ΗΝ03ΐη väkevyys = 16 mol/1), ja sen jälkeen sentrifu-goitiin samoin kuin edellä. Näin saadun dispersion B kiinteä-ainepitoisuus oli 5 %, tiheys 1,050 g/ml ja viskositeetti ‘ 13,5 mpa.s.

Esimerkki 3: 1000 g dispersiota A (esimerkistä 1) ja 250 g dispersiota B (esimerkistä 2) sekoitettiin säiliössä keskenään dispersioksi C. Siitä tuotettiin sekoittimessa läpivirtauksella geeli, lisäämällä samalla 95 g magnesiumnitraattia ja 150 g vettä. Geeli levitettiin alumiiniselle syöttölevylle 10 mm paksuksi kerrokseksi ja sen jälkeen kuivattiin kiertoilmauunissa 90°C:ssa. Kuivausaika kiertoilmauunissa oli 36 tuntia, Kuiva-geelin massan suhde märkägeelin massaan oli 0,24.

Kuiva geeli rikottiin leukamurskaimella. Hienojakoinen ja karkeajakoinen osuus erotettiin seulottiin toisistaan ίο 79830 erilleen. Osuus, jonka hiukkaskoko oli korkeintaan 980 ^Mm, vietiin 550°C:een kuumennettuun muhveliuuniin kalsinointia varten. Veden poistuminen tapahtui siten, että vapautui vesihöyryä ja lohkesi ΝΟχ-kaasuja 1 tunnin viipymäajan kuluessa.

Kalsinoitu jauhe jäähdytettiin huoneenlämpötilaan ja sen jälkeen sintrattiin 1390°C:een kuumennetussa sintrausuunissa. Viipymäaika oli 5 minuuttia. Valmiiksisintrattu hiomajauhe seulottiin sen jälkeen DIN-normin 69 176 T.2 mukaiseen normi-kokoon P 40.

Näin saadussa hioma-aineessa oli esimerkin 2 mukaisesta toisesta esituotteesta peräisin olevan alumiinioksidin ja koko-naisalumiinioksidimäärän välinen moolisuhde 0,09. Moolisuhde MgO:AI2Ο3 oli 0,27.

Saadun hioma-aineen tiheys oli 3,38 g/cm3 ja kovuus (Knoophärte) ΗΚχοο = 16,240 ± 0,608 N/nun2.

Hiukkassitkeyden arvoksi saatiin lg z = 2,743 kuulamyllyssä Battelle-menetelmällä.

Esimerkki 4: Näin saadusta hiomajauheesta valmistettiin vulkaanikuituhio-malevyjä. Vulkaanikuitujen paksuus oli 0,86 mm. Levyt valmistettiin käyttämällä tavallisia menetelmiä ja keinohartseja niin, että perussidoksena oli fenoli-formaldehydihartsi ja peittosidos sisälsi 25 % liitua, ja perussidos kovetettiin jauheen levittämisen jälkeen 105°C:ssa ja peitesidos kovetettiin 120°C:ssa. Levyjen ulkohalkaisija oli 180 mm ja rei'an halkaisija 22,2 mm. Niitä klimatisoitiin vulkaanikuitukosteu-dessa 6,5 ± 0,5 %.

Näillä vulkaanikuituhiomalevyillä suoritettiin hiontakokeet standardihiontakoestuskoneella. Tällöin hiotaan etupuoli put kesta (ohutlevy USt 1203, DIN 1541), jonka sisähalkaisija n 79830 on 195 mm ja seinän paksuus 1 mm, ja joka pyörii horisontaalisesti akselinsa ympäri nopeudella nw - 16 1/min. Vulkaani-kuituhiomalevyt jännitettiin hiomalaitteen muovilautaselle, jonka ulkohalkaisija oli 172 mm, putken akselin korkeudelle putken sivulle 24 kulmaan putken etupuolta vasten. Hiomale-vyn ympäryksen kosketuskohta oli tällöin putken akselin korkeudella suunnilleen yhdensuuntaisena putken säteen kanssa. Vulkaanikuituhiomalevyn nimelliskierrosluku oli 6000 1/min ja puristuspaine oli p = 230 N/cm3.

Neljän hiontajakson jälkeen, joista kukin kesti 1 minuutin, saavutettiin kokonaishiokemääräksi 177,4 g ja standardipoik-keama oli ± 6,8 g.

Tavallisilla vulkaanikuituhiomalevyillä, joiden hiomajauhe on elektrokorundia, saadaan samoissa hiontaolosuhteissa kokonaishiokemääräksi 80 - 115 g neljännen hiontavaiheen loputtua. Keksinnönmukaisella hioma-aineella saavutetaan poishion-takyvyssä näin ollen 54 - 121 % kohoaminen tavallisiin hioma-aineisiin verrattuna.

Esimerkki 5: 1000 g esimerkin 1 mukaista dispersiota A ja 500 g esimerkin 2 mukaista dispersiota B sekoitettiin säiliössä keskenään dispersioksi C. Tästä valmistettiin sekoittimesta läpi viemällä geeli, kun samalla lisättiin liuos, jossa oli 96 g mag-nesiumnitraattia ja 150 g vettä.

Geeliä kuivattiin 24 tuntia 95°C:ssa. Rikkominen, jauheen seulonta sekä kalsinointi ja hiomajauheen luokittelu ja vulkaanikuituhiomalevyjen valmistus tapahtuivat samoin kuin edellä esimerkeissä 3 ja 4 on kuvattu. Näin saadussa hioma-aineessa oli jälkimmäisestä esituotteesta peräisin olevan (esimerkki 2) alumiinioksidin ja alumiinioksidin kokonaismäärän välinen moolisuhde 0,16 ja moolisuhde Mg0:Al203 = 0,25. Saadun hioma-aineen pitoisuus oli 3,75 g/cm3 ja kovuus 12 79830 (Knoophärte) HKioq= 19,520 ± 1,026 N/mm2. Tämän hioma-aineen hiukkasten sitkeys lg z oli 2,975 Batelle-menetelmällä mitattuna .

Näin valmistetulle vulkaanikuituhiomalevyille, joiden jauhe oli P 40, suoritettiin esimerkin 4 mukaiset kokeet standardi-hiontakoestuskoneella. Neljän hiontajakson kuluttua, joista kukin kesti 1 minuutin, saatiin keskimääräiseksi hiokemääräk-si 188,3 g standardipoikkeaman ollessa ± 7,3 g. Keksinnönmu-kaiselle hioma-aineella saavutetaan siis poishiontakyvyssä 63 - 135 % kohoaminen tavallisiin hioma-aineisiin verrattuna.

Tämän esimerkin mukaisesti valmistettu vulkaanikuitulevy, jonka jauhe oli P 36, koestettiin myös tankokokeella käyttämällä tankoa, jonka poikkipinta-ala oli 3 x 10 mm2 ja pituus 500 mm, ja joka oli asennettu kohtisuoraan vulkaanikuituhio-malevyä vasten niin, että syntyi rengasmainen hiontavyöhyke, jonka leveys oli 5 mm ja keskihalkaisija oli 156 mm. Hionta-levyn kierrosluku oli 4400 l/min.

: Jakso kesti 30 sekuntia. 24,4 jakson jälkeen, kun keskimää räinen jakson aikana syntynyt syvyys oli 0,341 mm, saatiin koko syvyydeksi 8,32 mm. Tämä vastaa hiomavyöhykkeen mukaan ! laskettuna hiokkeen tilavuutta 0,832 cm^/cm2. Tavallinen vul- kaanikuituhiontalevy, jossa oli elektrokorundijauhetta P 36, menetti tehonsa kuuden 30 sekuntia kestäneen hiontajakson jälkeen ja kokonaissyvyydeksi tuli 2,299 mm. Tässä voimistetussa hiontakykykokeessa oli siis hiontavyöhykkeen perusteella laskettu hiokkeen tilavuus noin 3,6 kertaa suurempi kuin tavallisella elektrokorundihioma-aineella saatu.

Esimerkki 6: 660 g esimerkin 1 mukaista dispersiota A ja 3970 g esimerkin 2 mukaista dispesiota B sekoitettiin säiliössä keskenään dispersioksi C. Tästä valmistettiin sqkoittimesta läpi viemällä geeli siten, että samalla lisättiin liuos, jossa oli 726 g magnesiumnitraattia ja 1135 g vettä. Tästä geelistä valmistettiin esimerkin 5 mukaisesti hioma-aine. Toisesta esi- 13 79830 tuotteesta peräisin olevan (esimerkki 2) alumiinioksidin ja kokonaisalumiinioksidimäärän välinen moolisuhde oli 0,70 ja moolisuhde Mg0:Al203 oli 1,02. Tarjolla oleva alumiinioksidi muuttui siis kokonaan magnesiumspinelliksi. Lisäksi jäi jäljelle pieni magnesiumoksidijäämä. Saadun hioma-aineen tiheys oli 3,40 g/cm3 ja kovuus (Knoophärte) ΗΚχοο ~ 24,7 ± 2,067 kN/mm2.

Esimerkki 7: Lähtökohtana oli 156 g esimerkin 1 dispersiota A ja 400 g esimerkin 2 dispersiota B. Dispersio B sentrifugoitiin kaksinkertaisella läpivirtuksella aikayksikössä verrattuna esimerkkiin 3 ja sen jälkeen haihdutettiin 90 - 95°C.ssa 30 % kiinteäainepitoisuuteen ja jäähdytettiin. Sen jälkeen dispersioon B sekoitettiin liuos, jossa oli 50 g magnesiumnitraat-tia ja 80 g tislattua vettä, jonka jälkeen laskettiin sekoit-timen läpi lisäten samalla dispersiota A, ja saatu geeli vietiin kuivaajaan. Hioma-aine valmistettiin sen jälkeen esimerkin 5 mukaisesti. Toisesta esituotteesta peräisin olevan alumiinioksidin ja kokonaisalumiinioksidimäärän välinen moolisuhde ja moolisuhde MgO:Al203 olivat 0,50. Hioma-aineen tiheys oli 3,27 g/cm3 ja kovuus HKiqo = 21,0 ± 1,620 kN/mm2·

Claims (13)

14 79830

1. Menetelmä keraamisen, monikiteisen alfa-alumiinioksidia ja spinelliä sisältävän hioma-aineen valmistamiseksi siten, että alumiinihydroksidia sisältävä ensimmäinen esituote ja vähintään yksi toinen esituote dispergoidaan veteen, vesi poistetaan ja suoritetaan kalsinointi ja sintraus, tunnettu siitä, että toinen esituote sisältää sellaista alumiinihydroksidia, jonka hajoamisominaisuudet poikkeavat ensimmäisen esituotteen alumiinihydroksidin hajoamisominaisuuksista.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kummankin esituotteen alumiinihydroksidilla on eri vesipitoisuus.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jälkimmäinen esituote sisältää kalsinoitua alumiinihydroksidia, joka ei ole täysin muuttunut alfa-alumiinioksidiksi.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jälkimmäinen esituote sisältää metastabiiliksi gamma-alumiinioksidiksi lämpötila-alueella 450 - 850°C kalsinoitua alumiinihydroksidia.

5. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 3-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään kalsinoitua böö-miittiä.

6. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 3-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toinen esituote jauhetaan ennen sekoittamista ensimmäisen tuotteen kanssa. 15 79830

7. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäinen esituote sekoitetaan toisen esituotteen kanssa sellaisessa suhteessa, että niiden vedettömät alumiinioksidipitoisuudet ovat toisiinsa suhteessa 99:1 - 80:20, mielellään 97,5 : 2,5 - 90:10.

8- Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaikkien esituotteiden metalliosuudesta on vähintään 99 % alumiinia.

9. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vain toinen kummastakin esituotteesta sisältää magnesiumia.

10. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sintratussa tuotteessa kaikkien esituotteiden magnesiumpitoisuus vastaa MgO:n ja Al203:n moolisuhdetta, joka on vähintään 0,1.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaikkien esituotteiden magnesiumpitoisuus vastaa sintratussa tuotteessa vähintään 50 paino-% magnesium-aluminaattispinellipitoisuutta.

12. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että molemmat esituotteet sisältävä geeli kalsinoidaan lämpötila-alueella 450 - 900°C.

13. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 4 tai 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kalsinoidaan C02-ilraa_ kehässä. 16 79830