PL205520B1

PL205520B1 - Sposób wytwarzania artykułu ściernego ze spoiwem organicznym

Info

Publication number: PL205520B1
Application number: PL369733A
Authority: PL
Inventors: Mark W. Simon
Original assignee: Saint Gobain Abrasives Inc
Priority date: 2002-01-30
Filing date: 2002-12-18
Publication date: 2010-04-30
Also published as: BR0215570A; FI20041029L; AT500899B1; SE533129C2; GB2400373A; FR2835256B1; SE0401975D0; CH696192A5; NL1022519A1; CA2472065A1; JP2005515908A; TW200302266A; CN1617787A; NO326382B1; MXPA04007338A; TWI242597B; DE10297646B4; NO20043597L; FI20041029A7; US20030192258A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania artykułu ściernego ze spoiwem organicznym.

Artykuły ścierne ze spoiwem generalnie charakteryzują się trójwymiarową strukturą, w której ziarno ścierne utrzymywane jest w matrycy lub spoiwie. W pewnych przypadkach spoiwo jest spoiwem organicznym, określanym również spoiwem żywicznym lub polimerowym. Jednakże narzędzia ze spoiwem organicznym źle funkcjonują w warunkach szlifowania w stanie mokrym. Utrzymanie wytrzymałości w szlifowaniu w stanie mokrym jest szczególnie słabe w przypadku pewnych narzędzi formowanych z ziarna na bazie tlenku glinu utrzymanego w spoiwach z żywicy fenolowej. Ściernice, które zawierają ziarno ścierne ze spoiwem z żywicy fenolowej oznaczone jako ziarno „38A”, na przykład, znane są z szybkiego ścierania się w szlifowaniu w stanie mokrym, co jest spowodowane, jak się uważa, przez chemię powierzchni wrażliwą na dużą ilość wody, i.e. dużą zawartość NO2, w tego typu ziarnie ściernym. W obecności cieczy chłodząco-smarującej w szlifowaniu na bazie wody niewykorzystane ziarno ścierne jest stale uwalniane z wiązania.

Próbując poprawić skuteczność w stanie mokrym narzędzi ściernych stosujących spoiwa z żywicy fenolowej ziarna ścierne poddaje się obróbce za pomocą silanów, czyniąc tym sposobem ziarna hydrofobowymi. Jak podaje jednakże Patent Stan. Zjedn. nr 5,042,991 Kunza et al. metodzie tej towarzyszą trudności produkcyjne, a lepsza skuteczność ziarna zmniejsza się po kilku miesiącach składowania.

W innym podejściu ujawnionym w Patencie Stan. Zjedn. nr 3,323,885 okres użytkowania ś ciernicy poprawia się przez zapobieganie przedwczesnej utracie ze spoiwa użytecznego ziarna; wilgoć dostarcza się do całej masy początkowej ściernicy na początkowym etapie procesu utwardzania, i.e. wilgotność względną co najmniej 20% utrzymuje się w ciągu co najmniej 5 minut w około 100°C. Aby zapewnić tę wilgotność względną początkową ściernicę przed utwardzaniem pokrywa się filmem nieprzepuszczającym wilgoci. Chociaż otrzymana ściernica ma dłuższy okres użytkowania etapy pokrywania i odkrywania każdej ściernicy zwiększają koszty produkcyjne narzędzi ściernych ze spoiwem. Ponadto film uniemożliwia ulatnianie się niepożądanych produktów reakcji takich, jak amoniak, które pozostają zatrzymane w masie końcowego artykułu. W przypadku braku pokrywania para wodna jest odpędzana i odparowuje, gdy początkową masę ogrzewa się ponad 100°C.

Dlatego też potrzebne są artykuły ścierne ze spoiwem organicznym i sposoby ich wytwarzania zmniejszające lub minimalizujące wyżej wspomniane problemy.

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania artykułu ściernego ze spoiwem organicznym, polegający tym, że obejmuje etapy, w których:

a) łączy się składnik w postaci ziarna ściernego ze składnikiem w postaci żywicy fenolowej;

b) formuje się połączone składniki;

c) utwardza się termicznie składnik w postaci żywicy fenolowej w atmosferze zawierającej wilgoć, przy czym atmosfera styka się z uformowanymi składnikami, wytwarzając artykuł ścierny ze spoiwem organicznym.

Korzystnie składnikiem w postaci ziarna ściernego jest ziarno tlenku glinu.

Korzystnie składnik w postaci żywicy fenolowej zawiera żywicę fenolową w postaci ciekłej.

Korzystnie składnik w postaci żywicy fenolowej zawiera rezol.

Korzystniej rezol rozpuszcza się w wodzie.

Korzystnie składnik w postaci żywicy fenolowej zawiera żywicę nowolakową.

Korzystnie sposób obejmuje ponadto etap, w którym łączy się składnik krzemoorganiczny z co najmniej jednym spośród składnika w postaci ziarna ściernego i składnika w postaci ż ywicy fenolowej z etapu a.

Korzystniej składnik w postaci ziarna ściernego łączy się ze składnikiem krzemoorganicznym wytwarzając ziarno ścierne poddane obróbce krzemoorganicznej, a następnie łączy się ze składnikiem w postaci żywicy fenolowej.

Korzystniej ziarno ścierne poddane obróbce krzemoorganicznej najpierw łączy się z żywicą fenolową w postaci ciekłej, a następnie z żywicą fenolową w postaci proszku.

Korzystniej składnik krzemoorganiczny łączy się ze składnikiem w postaci żywicy fenolowej, a następnie z ziarnem ściernym.

Korzystnie utwardzanie termiczne przeprowadza się w końcowej temperaturze utwardzania co najmniej około 150°C.

Korzystnie atmosfera dodatkowo zawiera powietrze.

Korzystnie atmosfera dodatkowo zawiera amoniak.

PL 205 520 B1

Korzystnie utwardzanie termiczne prowadzi się w obecności pary wodnej.

Korzystniej utwardzanie termiczne prowadzi się w obecności świeżej pary wodnej.

Korzystniej utwardzanie termiczne prowadzi się w komorze i para wodna recyrkuluje w komorze.

Korzystnie atmosferę utrzymuje się w kontakcie z uformowanymi składnikami w ciągu co najmniej 5 godzin.

Korzystnie przy czym atmosfera styka się z połączonymi składnikami przed utwardzaniem termicznym składnika w postaci żywicy fenolowej.

Korzystnie utwardzanie termiczne przeprowadza się w komorze utrzymywanej pod ciśnieniem przekraczającym ciśnienie atmosferyczne.

Niniejszy wynalazek zapewnia sposób wytwarzania artykułów ściernych ze spoiwem organicznym w szczególności takich, jak tarcze szlifujące, segmenty tarcz.

W pewnym przykładzie wykonania wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania artykułu ściernego ze spoiwem organicznym, który obejmuje łączenie składnika w postaci ziarna ściernego i składnika w postaci żywicy na bazie fenolu. Połączone składniki formuje się. Składnik w postaci żywicy na bazie fenolu utwardza się termicznie w atmosferze zawierającej wilgoć, tworząc w ten sposób artykuł ścierny ze spoiwem organicznym. W atmosferze zawierającej wilgoć stykają się formowane składniki.

Niniejszy opis ujawnia również artykuł ścierny wytworzony za pomocą sposobu obejmującego łączenie składnika w postaci ziarna ściernego i składnika w postaci żywicy na bazie fenolu oraz formowanie połączonych składników. Składnik w postaci żywicy na bazie fenolu utwardza się termicznie w atmosferze zawierającej wilgoć, w której stykają się formowane składniki.

W pewnym przykładzie atmosferę zawierającą wilgoć uzyskuje się przez skierowanie pary wodnej do komory stosowanej do przeprowadzania utwardzania termicznego. W korzystnym przykładzie wykonania ziarno ścierne łączy się najpierw ze składnikiem krzemoorganicznym w celu utworzenia ziarna ściernego poddanego obróbce krzemoorganicznej, po czym ma miejsce łączenie składnika w postaci ż ywicy na bazie fenolu i ziarna ś ciernego poddanego obróbce krzemoorganicznej.

Inny przykład dotyczy ściernicy wytworzonej za pomocą sposobu według wynalazku, mającej utrzymanie wytrzymałości większej niż 57%. W innym przykładzie wykonania ujawniono artykułu ścierny wytworzony za pomocą sposobu według wynalazku, który zawiera ilość amoniaku obecną w ścierniwie mniejszą niż około 50 części na milion (ppm).

Wynalazek ma wiele zalet. Przykładowo przy produkcji tarcz szlifujących wynalazek eliminuje potrzebę etapów pakowania i odpakowywania. Ponadto zmniejsza się ilość amoniaku i innych niepożądanych produktów reakcji zatrzymywanych w masie ściernic podczas produkcji. Narzędzia ścierne otrzymane przez wykonanie wynalazku generalnie mają dobre utrzymanie wytrzymałości w stanie mokrym, i.e. ziarna ścierne są zatrzymywane przez spoiwo organiczne w czasie okresu ich użytkowania w warunkach szlifowania w stanie mokrym. Wynalazek jest szczególnie korzystny w zapewnianiu utrzymania wytrzymałości w stanie mokrym w miękkich ściernicach. Miękkie ściernice określone w niniejszym oznaczają tarcze mają ce klasę bardziej mię kką niż klasa Q w skali klas Norton Company. Narzędzia ścierne wytwarzane za pomocą sposobów według wynalazku również dobrze utrzymują wytrzymałość w stanie suchym i nieznacznie pogarszają parametry ścierne.

Powyższe i inne przedmioty, własności i korzyści wynalazku staną się widoczne po zapoznaniu się z poniższym bardziej szczegółowym opisem korzystnych przykładów wykonania wynalazku. Opis korzystnych przykładów wykonania wynalazku podany jest poniżej.

Niniejszy wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania artykułów ściernych ze spoiwem organicznym.

Sposób według wynalazku obejmuje łączenie składnika w postaci ziarna ściernego i składnika w postaci żywicy na bazie fenolu. Połączone składniki można formować, np. w początkową masę o kształcie odpowiednim dla formowania artykułu ściernego. Składnik w postaci żywicy na bazie fenolu utwardza się termicznie w atmosferze zawierającej wilgoć, w której stykają się formowane składniki.

W przykładzie wykonania składnik w postaci ziarna ściernego stosowany w sposobie według wynalazku zawiera ziarna ścierne na bazie tlenku glinu. Termin tlenek glinu i AI2O3 stosowane w niniejszym tekś cie stosuje się wymiennie. Wiele ziaren ś ciernych na bazie tlenku glinu jest dostę pnych w handlu, a szczególne ziarna można wykonać na specjalne zamówienie. Określone przykłady odpowiednich ziaren ściernych na bazie tlenku glinu, które można zastosować w niniejszym wynalazku, obejmują ziarno alundum białego oznaczone ziarno 38A z Saint Gobain Ceramics & Plastics, Inc. lub alundum różowy oznaczony ziarno 86A z Treibacher Schleifmittel, AG. Można również stosować inne ziarna ścierne takie jak, na przykład, zaszczepiony lub niezaszczepiony spiekany tlenek glinu otrzymany metodą zol żel, z chemiczną modyfikacją lub bez niej, taką, jak tlenki pierwiastków ziem

PL 205 520 B1 rzadkich, MgO i tym podobne, tlenek glinu - ditlenek cyrkonu, bor - tlenek glinu, węglik krzemu, diament, regularny azotek boru, glin - oksyazotek i kombinacje różnych ziaren ściernych.

Wielkość ziaren ściernych wyraża się często jako wielkość ziarna ścierniwa, a wykresy przedstawiające związek między wielkością ziarna ścierniwa i jego odpowiednią średnią wielkością cząstek wyrażoną w mikronach lub calach są znane w technice, ponieważ odpowiadają wielkości numeru sita Sit Znormalizowanych Stanów Zjednoczonych (USS). Wybór wielkości ziarna zależy od zastosowania lub procesu szlifowania, dla których narzędzie ścierne jest przeznaczone. Odpowiednie wielkości ziarna ścierniwa, które można zastosować w niniejszym wynalazku mieszczą się w zakresie od około 16 (co odpowiada średniej wielkości około 1660 μm) do około 320 (co odpowiada średniej wielkości około 32 μm).

Przed wytworzeniem artykułu ściernego ziarno AI2O3 korzystnie pokrywa się związkiem krzemoorganicznym. Odpowiednie związki krzemoorganiczne obejmują organofunkcyjne silany takie, jak te stosowane zwykle jako promotory adhezji. Szczególnie korzystne są silany zawierające grupy aminowe, na przykład, gamma-aminopropylotrietoksysilan. Inne przykłady związków krzemoorganicznych, które można stosować obejmują, co nie stanowi ograniczenia, winylotrietoksysilan, gamma-aminopropylotrimetoksysilan, diaminopropylotrietoksysilan.

Składnik w postaci żywicy na bazie fenolu zawiera co najmniej jedną żywicę fenolową. Generalnie żywice fenolowe otrzymuje się przez polimeryzację fenoli aldehydami, w szczególności, formaldehydem, paraformaldehydem lub furfuralem. Poza fenolami można stosować krezole, ksylenole i podstawione fenole. Rezole generalnie otrzymuje się w jednostopniowej reakcji między formaldehydem w roztworze wodnym i fenolem w obecności katalizatora alkalicznego. Żywice nowolakowe, znane również jako dwustopniowe żywice fenolowe, wytwarza się generalnie w warunkach kwasowych, w obecności czynnika sieciującego takiego, jak heksametylenotetraamina (w niniejszym tekście określana również jak hexa).

Można stosować albo żywicę rezolową lub nowolakową. Można stosować więcej niż jedną żywicę na bazie fenolu. W przykładzie wykonania składnik w postaci żywicy na bazie fenolu zawiera co najmniej jeden rezol i co najmniej żywicę fenolową typu nowolaku. Korzystnie co najmniej jedna żywica na bazie fenolu ma postać ciekłą. Odpowiednie kombinacje żywic fenolowych przedstawione są, na przykład, w Patencie Stan. Zjedn. nr 4,918,116 Gardziella'a et al., cała treść którego włączona jest w niniejsze przez odniesienie.

W korzystnym przykładzie wykonania składnik w postaci ziarna ściernego łączy się najpierw ze składnikiem krzemoorganicznym. Sposoby obróbki ziaren ściernych za pomocą związku krzemoorganicznego znane są w stanie techniki. Przykładowo, ziarna ścierne można nawilżać, rozpylać lub rozpraszać w roztworze zawierającym odpowiedni związek krzemoorganiczny do powlekania ziarna. Zwykle przed zastosowaniem pokryte ziarno suszy się.

Następnie ziarno ścierne poddane obróbce związkiem krzemoorganicznym łączy się ze składnikiem w postaci żywicy na bazie fenolu. W pewnym przykładzie ziarno ścierne poddane obróbce związkiem krzemoorganicznym łączy się najpierw z jedną lub kilkoma żywicami na bazie fenolu w postaci ciekłej, a następnie z jedną lub kilkoma żywicami na bazie fenolu w postaci proszku. W innym przykładzie do ziarna ściernego poddanego obróbce związkiem krzemoorganicznym dodaje się równocześnie, zarówno żywice na bazie fenolu w postaci ciekłej, jak i w postaci proszku.

Ziarno ścierne poddane obróbce związkiem krzemoorganicznym i składnik w postaci żywicy na bazie fenolu łączy się stosując odpowiedni sposób taki, jak mieszanie w odpowiedniej mieszarce. Przykładem odpowiedniej mieszarki jest mieszarka Eirich, np. Model RV02, Littleford lub mieszarka czaszowa.

W innych przykładach wykonania związek krzemoorganiczny łączy się najpierw ze składnikiem w postaci żywicy na bazie fenolu, a następnie ze składnikiem w postaci ziarna ściernego. Przykładowo składnik krzemoorganiczny można połączyć z jedną lub kilkoma żywicami na bazie fenolu. W jeszcze innych przykładach wykonania wszystkie składniki łączy się w jednym etapie. Sposoby łączenia składników znane są w stanie techniki.

Można również włączyć dodatkowe składniki takie jak, na przykład, wypełniacze, środki utwardzające i inne związki stosowane zwykle w wytwarzaniu artykułów ściernych ze spoiwem organicznym. Wypełniacze mogą mieć postać proszku drobno rozdrobnionego takiego, jak granulka, kulka, włókno i inny kształtowany element. Przykłady odpowiednich wypełniaczy obejmują piasek, węglik krzemu, pęcherzykowy tlenek glinu, boksyt, chromity, magnezyt, dolomity, mulit pęcherzykowy, borki, zmatowiona koloidalna krzemionka, ditlenek tytanu, produkty węglowe (np. sadza, koks lub grafit),

PL 205 520 B1 mączka drzewna, glina, talk, sześcienny azotek boru, disiarczek molibdenu, skaleń, nefelin, sjenit i inne postacie szkła takie, jak włókna szklane i wydrążone kulki szklane.

Generalnie ilość wypełniacza mieści się w zakresie od około 0,1 do około 30 części wagowych w stosunku do masy cał kowitej kompozycji.

Czynniki sieciujące stosowane w utwardzających żywicach fenolowo-nowolakowych obejmują hexa i inne środki utwardzające znane w stanie techniki. Można również stosować prekursory takich materiałów takie, jak na przykład, wodorotlenek amonu. Stosuje się odpowiednie ilości środka utwardzającego takie, jak między około 5 i około 20 części wagowych czynnika utwardzającego na sto części całkowitej żywicy fenolowo-nowolakowej. Inne materiały, które można dodawać obejmują środki ułatwiające przetwórstwo takie, jak: środki antystatyczne; tlenki metali takie, jak tlenek wapnia, tlenek cynku, tlenek magnezu; środki smarne takie, jak kwas stearynowy i monostearynian glicerolu i ich mieszaniny. Specjaliści w tej dziedzinie mogą również określić odpowiednią ilość każdego z tych materiałów.

W pewnym przykładzie wykonania początkową masę formuje się przez umieszczenie połączonych składników w odpowiedniej formie do tłoczenia. Termin początkowy użyty w niniejszym tekście oznacza masę, która zachowuje swój kształt w czasie następnego etapu procesu, lecz generalnie nie jest dość wytrzymała, aby trwale utrzymać swój kształt; wiązanie żywiczne obecne w początkowej masie jest w stanie nieutwardzonym lub niespolimeryzowanym. Połączone składniki można formować nadając kształt pożądanego artykułu. Przykładowo połączone składniki można formować w kształty kół, tarcz, segmentów kół, kamieni lub osełek. W korzystnym przykładzie wykonania połączone składniki formuje się i tłoczy w kształcie odpowiednim dla tarczy szlifującej. Jak jest to znane w technice, można stosować ukształtowane tłoczniki w celu dokończenia mieszaniny.

W celu wytworzenia artykułów ściernych według wynalazku składnik w postaci ż ywicy na bazie fenolu początkowej masy utwardza się termicznie, i.e. polimeryzuje, w atmosferze zawierającej wilgoć. Gdy początkową masę ogrzewa się, zachodzą procesy fizyczne i chemiczne, np. termoutwardzalne żywice fenolowe sieciują się, tym sposobem tworząc artykuł ścierny.

Generalnie początkową masę ogrzewa się w sposób kontrolowany stopniowo do końcowej temperatury utwardzania. Cały proces określa się cyklem utwardzania lub wypiekania. Generalnie duże początkowe masy ogrzewa się powoli w celu równomiernego utwardzenia produktu, umożliwiając proces przenikania ciepła. Etapy wygrzewania można stosować w danych temperaturach, aby umożliwić masie tarczy osiągnięcie równowagi temperaturowej w okresie wzrostu ogrzewania w celu uzyskania temperatury, w której żywica na bazie fenolu ulega polimeryzacji. Etap wygrzewania dotyczy utrzymywania formowanych składników, np. początkowej masy, w danej temperaturze przez pewien czas. Początkową masę również wolno ogrzewa się, np. od temperatury pokojowej (otoczenia) do temperatury wygrzewania, w celu umożliwienia wolnego (kontrolowanego) uwalniania substancji lotnych z tarczy szlifującej wytwarzanych z produktów ubocznych utwardzania.

Przykładowo początkową masę można ogrzać wstępnie do początkowej temperatury, np. około 100°C, gdy wygrzewa się ją, na przykład, w ciągu pewnego okresu czasu, od około 0,5 godziny do kilku godzin. Następnie początkową masę ogrzewa się w ciągu pewnego okresu czasu, np. kilku godzin, do końcowej temperatury utwardzania. Termin końcowa temperatura utwardzania użyty w niniejszym tekś cie oznacza temperaturę , w której formowany artyku ł wygrzewa się w celu przeprowadzenia polimeryzacji, np. sieciowania składnika w postaci żywicy na bazie fenolu, tworząc w ten sposób artykuł ścierny. Termin usieciowanie użyty w niniejszym tekście oznacza reakcję chemiczną (reakcje chemiczne), która ma miejsce w obecności ciepła i generalnie w obecności czynnika sieciującego, np. hexa, która umożliwia twardnienie składnika w postaci żywicy na bazie fenolu. Generalnie formowany artykuł wygrzewa się w końcowej temperaturze utwardzania cyklu utwardzania w ciągu pewnego okresu czasu, np. między 10 i 36 godzin, lub do momentu, gdy centrum masy formowanego artykułu osiągnie temperaturę sieciowania i stwardnieje.

Stosowana końcowa temperatura utwardzania zależy od składu żywicy. Polimeryzacja żywic na bazie fenolu zwykle ma miejsce w temperaturze w zakresie między około 110°C i około 225°C. Żywice rezolowe zwykle polimeryzują w temperaturze w zakresie między około 140°C i około 225°C, a żywice nowolakowe zwykle polimeryzują w temperaturze w zakresie między około 110°C i około 195°C. Końcowa temperatura utwardzania może również zależeć od różnych czynników takich, jak, na przykład, wielkość i/lub kształt artykułu, czasu trwania utwardzania, stosowany właściwy układ katalizatorów, twardość tarczy, masa molekularna i chemia żywicy, atmosfera utwardzania i inne. Dla kilku odpowiednich

PL 205 520 B1 składników na bazie fenolu przedstawionych w niniejszym tekście końcowa temperatura utwardzania wynosi co najmniej około 150°C.

Utwardzanie termiczne, i.e. polimeryzację, składnika w postaci żywicy na bazie fenolu, prowadzi się w atmosferze zawierającej wilgoć, i.e. w atmosferze, która ma wilgotność względną R.H. przekraczającą normalną R.H. w danej temperaturze. Termin procent wilgotności względnej % R.H. użyty w niniejszym tekście oznacza stosunek rzeczywistego stężenia pary wodnej w gazie, np. powietrzu, azocie, w danej temperaturze do stężenia wody w nasyceniu w tym samym gazie i w tej samej temperaturze. Atmosfera zwierająca wilgoć styka się z początkową masą, i.e. powierzchnia początkowej masy nie jest pokryta materiałem barierowym takim, jak film nieprzepuszczający wody, lecz poddana jest działaniu atmosfery zawierającej wilgoć lub parę wodną. Poza parą wodną atmosfera zawierająca wilgoć może ponadto zawierać powietrze lub inny odpowiedni gaz taki, jak, na przykład, azot. Atmosfera zawierająca wilgoć może również zawierać kropelki wody, gazowy amoniak, gazowy dwutlenek węgla i inne skł adniki.

Korzystnie utwardzanie termiczne prowadzi się przy maksymalnym procencie wilgotności względnej (% R.H.) osiągalnym w końcowej temperaturze utwardzania. W praktyce rzeczywisty % R.H. otrzymany dla danej temperatury jest często nieco mniejszy niż teoretyczny % R.H.. Przykładowo w temperaturze 150°C teoretyczny maksymalny % R.H. przy ciśnieniu 1 atmosfery wynosi 21,30%. Wyjściowy % R.H. w piecu o odpowiedniej wilgotnoś ci wynosi między 18% do około 20% dając w rezultacie różnicę około 5-15% w odniesieniu do teoretycznego maksymalnego % R.H.. Korzystnie utwardzanie termiczne prowadzi się przy maksymalnym procencie wilgotności względnej (% R.H.) osiągalnym w końcowej temperaturze utwardzania. W powietrzu korzystne jest zwykle co najmniej 85-90% maksymalnego teoretycznego % R.H.

Utwardzanie termiczne można również prowadzić w atmosferze zawierającej wilgoć stosując % RH mniejszy niż maksymalny osiągalny % R.H. w danej temperaturze. Przykładowo stwierdzono, że % R.H. 40-50% mniejszy od maksymalnego osiągalnego % R.H. w temperaturze utwardzania termicznego w powietrzu poprawia pracę w mokrych warunkach narzędzi wytworzonych za pomocą sposobu według wynalazku.

Atmosfera zwierająca wilgoć może być obecna w ciągu całego okresu, podczas którego składnik w postaci żywicy na bazie fenolu polimeryzuje, tworząc w ten sposób artykuł ścierny. Jest ona również obecna w krótszym czasie. Przykładowo co się tyczy cyklów utwardzania z zastosowaniem 23 do około 36 godzin dla przeprowadzenia polimeryzacji składnika w postaci żywicy na bazie fenolu i utworzenia artykułu ściernego, atmosferę zawierającą wilgoć można utrzymywać w ciągu odpowiednio około 5 do około 16 godzin. Można ją utrzymywać w ciągu okresu tak krótkiego jak 35% okresu stosowanego do utwardzania składnika żywicznego w maksymalnej temperaturze utwardzania.

Atmosfera zawierająca wilgoć może również być obecna przed termicznym utwardzaniem początkowej masy, np. w ciągu ogrzewania wstępnego i/lub w ciągu ogrzewania od początkowej temperatury utwardzania do temperatury, w której składnik w postaci żywicy na bazie fenolu utwardza się termicznie.

Korzystne są procesy, w których atmosfera zawierająca wilgoć jest obecna w ciągu całego cyklu utwardzania, i.e. od początkowej temperatury do końcowej temperatury utwardzania i w ciągu czasu trwania końcowej temperatury utwardzania. Ponadto atmosfera zawierająca wilgoć jest również obecna w ciągu chłodzenia artykułu ściernego, np. w ciągu czasu, w którym temperatura pieca zmniejsza się do około 100°C. W różnych stadiach cyklu utwardzania można stosować różne poziomy % R.H..

Utwardzanie termiczne składnika w postaci żywicy na bazie fenolu w atmosferze zawierającej wilgoć można prowadzić w zamkniętej komorze w obecności znanej ilości wody wprowadzonej do komory przed utwardzaniem. Znana ilość wody może ponadto zawierać rozpuszczone gazy takie, jak, na przykład, amoniak lub ditlenek węgla i/lub rozpuszczone sole metali, np. halogenki metali, węglany, octany, wodorotlenki metali, kompleksy metali i inne związki. Może ona również zwierać wodne rezole fenolowe, związki akrylowe i inne. Inne metody wytwarzania atmosfery zawierającej wilgoć w zamkniętej komorze obejmują, na przykład, stosowanie adsorbentów zdolnych do uwalniania wody w podwyższonej temperaturze, np. uwodnionych zeolitów, materiałów w postaci sita molekularnego adsorbującego wodę, uwodnionej krzemionki, uwodnionego tlenku glinu i innych. Do zamkniętej komory można również włączyć sole metali i kompleksy metali zawierające związaną wodę w celu wytworzenia atmosfery zawierającej wilgoć w ciągu utwardzania termicznego.

Utwardzanie termiczne składnika w postaci żywicy na bazie fenolu w atmosferze zawierającej wilgoć można również prowadzić przez skierowanie pary wodnej do niezależnej komory. Przykładowo

PL 205 520 B1 piec do utwardzania lub autoklaw można zaopatrzyć w przewody do wtryskiwania świeżej pary wodnej. Termin świeża para wodna użyty w niniejszym tekście oznacza parę ze źródła pary na zewnątrz komory do utwardzania, na przykład, z wytwornicy pary wodnej. W pewnym przykładzie wykonania komorę zamyka się i utwardzanie przeprowadza się przy małym ciśnieniu wewnętrznym, np. w zakresie od atmosferycznego do około mniejszego niż 2 funtów na cal kwadratowy (psig). W celu ułatwienia równomiernego rozkładu w całej komorze komorę można również zaopatrzyć w środki do recyrkulacji pary wodnej. Odpowiednie środki do recyrkulacji pary wodnej obejmują pompy, wentylatory, kondensatory, deflektory/przewody rurowe i inne znane w stanie techniki. Komora może być, na przykład, komorą w piecu elektrycznym, co umożliwia utwardzanie w środowisku o wysokiej wilgotności bez wpływania na funkcjonowanie pieca elektrycznego i chroni przed uszkodzeniem zespołu obwodów elektrycznych. Przykładowo komorę można wyposażyć w perforowaną płytę równomiernie rozpraszającą parę wodną. Można wyposażyć ją w nastawny nawilżacz na przewodzie wylotowym w celu regulowania ruchu powietrza wewnątrz komory, szczeliny wlotowe do dopływu powietrza i wprowadzenie termopar i czujników wilgotności oraz regulowanych zaworów wlotowych pary wodnej. Można stosować komory pary wodnej dostatecznie duże dla utwardzania pełnowymiarowych tarczy organicznych, np. o średnicy do 860 milimetrów (mm).

W pewnym przykładzie wykonania wynalazku można stosować świeżą parę wodną pojedynczo lub w połączeniu z innymi metodami znanymi w stanie techniki w celu ogrzewania początkowej masy, na przykład, do końcowej temperatury utwardzania lub temperatury poniżej końcowej temperatury utwardzania. Świeżą parę wodną można stosować na początkową masę, po tym, jak temperatura powietrza środowiska otaczającego tarczę osiągnie co najmniej 80°C, w ten sposób minimalizują kondensację par pary wodnej na ścianach komory w ciągu początkowego wzrostu temperatury. Para wodna opuszczająca przewód odpływowy na temperaturę w przybliżeniu 110°C, a ciepło zewnętrzne stosuje się w celu zwiększenia temperatury środowiska utwardzania do końcowej temperatury wygrzewania.

Utwardzanie termiczne składnika w postaci żywicy na bazie fenolu w atmosferze zawierającej wilgoć można prowadzić w piecu o kontrolowanej wilgoci. Odpowiednie przykłady pieców o kontrolowanej wilgotności są przedstawione na przykład przez M. Grande'a „Ogrzewanie procesowe”, str. 22-24 (kwiecień 2000). Można stosować wtryskiwanie zarówno mgły, jak i wody w postaci pary. Korzystnie są piece o kontrolowanej wilgotności z wtryskiwaną parą wodną. Odpowiedni przemysłowy piec o kontrolowanej wilgotnoś ci dostę pny jest w handlu z Despatch Industries, Minneapolis, MN. Przemysłowe piece wilgotnościowe są zwykle zaopatrzone w profile dla maksymalnego % R.H. osiągalnego w temperaturach pracy pieca.

Ponieważ początkowa masa styka się z atmosferą lub jest poddana działaniu atmosfery, i.e. jej powierzchnia nie jest pokryta filmem nieprzepuszczającym wody, woda w atmosferze utwardzania może cyrkulować w początkowej masie i poza nią, a produkty reakcji zachodzącej w ciągu ogrzewania i wygrzewania mogą uchodzić; ilości produktów reakcji takich, jak na przyk ład amoniak zatrzymany wewnątrz końcowego artykułu, są zmniejszone w porównaniu z ilościami znajdującymi się w artykułach wytwarzanych przez pokrywanie. Sposób pomiaru ilości amoniaku w artykule ściernym polega na oznaczeniu azotu ogólnego metodą Kjeldahla (TKN) przedstawionego w EPA Method 351.3.

W przykładzie wykonania wynalazku artykuł ś cierny, np. tarcza szlifują ca wyprodukowana za pomocą sposobu według wynalazku, ma utrzymanie wytrzymałości większe niż 57%. W innym przykładzie wykonania wynalazku amoniak jest obecny w artykule wytworzonym za pomocą sposobu według wynalazku w ilości mniejszej niż 50 ppm.

W korzystnym przykł adzie wykonania sposób według wynalazku stosuje się w celu wytwarzania ściernic, które mają strukturę otwartych porów. Generalnie takie ściernice będą miały otwartą porowatość korzystnie mieszczącą się od około 20 do około 40 procent objętościowych i ewentualnie od 2 do około 60 procent objętościowych.

Nie trzymając się żadnej konkretnej interpretacji mechanizmu chemicznego wynalazku, uważa się, że cząsteczki wody rozrywają związanie z powierzchnią ziarna niektórych grup funkcyjnych związku krzemoorganicznego, zostawiając część związku krzemoorganicznego połączoną z powierzchnią ziarna ściernego. W przypadku aminofunkcyjnych silanów, na przykład, obecność wody uwalnia aminową grupę końcową silanu. W trakcie utwardzania grupy aminowe (-NH2) reagują z grupą hydroksylową (-OH) żywicy na bazie fenolu, tym sposobem zapewniając silną powierzchnię międzyfazową między ziarnem ściernym i wiązaniem organicznym.

PL 205 520 B1

Ponadto dodanie wody w trakcie utwardzania może również wpływać na reakcję równowagi sieciowania rezolu. Uważa się, że obecność wody może hamować reakcję sieciującą do pewnego stopnia, tym sposobem zapewniając dodatkowe wolne grupy alkilohydroksylowe (np. -CH2OH) dostępne dla reakcji z aminosilanem, np. aminopropylosilanem. W przypadku żywic nowolakowych uważa się, że woda katalizuje hydrolizę hexa. Jest to niezbędny proces dla reakcji sieciowania między hexa i żywicami nowolakowymi, który daje w rezultacie zwiększoną gęstość sieciowania. Uważa się, że żywice nowolakowe mające zwiększoną gęstość sieciowania mogą być mniej podatne na działanie wody.

Ponadto uważa się, że poziomy amoniaku w ściernicach produkowanych za pomocą sposobów według wynalazku są znacznie zmniejszone i, że z kolei daje to w rezultacie zwiększony okres użytkowania tarczy, jak również bardziej trwały roztwór chłodzący. Amoniak jest produktem ubocznym reakcji utwardzania nowolaku i jest wytwarzany w czasie procesu utwardzania żywicy. Amoniak jest szkodliwy dla szlifowania w stanie mokrym, ponieważ zwiększa on pH roztworów chłodzących, co następnie przyczynia się do degradacji tarczy szlifującej przez przyspieszenie hydrolitycznego rozkładu powierzchni międzyfazowej żywica/ścierniwo, co skutkuje skróconym okresem użytkowania tarczy. Standardowe sposoby utwardzania ściernic w zamkniętych środowiskach, np. pokrytych filmem, powodują zamknięcia amoniaku w ściernicy, gdy ma miejsce utwardzanie. W sposobie przedstawionym w niniejszym utwardzanie odbywa się w otwartym środowisku, i.e. początkowa masa poddana jest działaniu atmosfery utwardzającej, umożliwiając w ten sposób podczas twardnienia odparowanie ze ściernicy gazowego amoniaku.

Wynalazek przedstawiają dodatkowo, nie ograniczając go, poniższe przykłady.

P r z y k ł a d 1

Wytworzono jedenaście próbek kontrolnych stosując ziarno ścierne oznaczone 38A, otrzymane z Saint-Gobain Ceramics and Plastics, Inc. Worcester, MA. To ziarno ścierne jest białym, miałkim alundun znanym z tego, że ma słabe utrzymanie wytrzymałości, gdy stosuje się go w procesach szlifowania w stanie mokrym. Aminopropylotrietoksysilan otrzymano z Witco Corp., Greenwich CT. Ciekłą żywicę fenolową (LPR) otrzymano z Oxychem-Durez, Buffalo, NY. Zastosowano dwa suche spoiwa z żywic fenolowych A i B otrzymane z Oxychem-Durez, Buffalo, NY, zawierające 9% hexa. Obie żywice zwilżano alkoholem decylowym (TDA) (20 cm³/funt) suchej żywicy w celu opanowania kurzu. Zarówno spoiwo A, jak i spoiwo B, miały średnią sypkość i średnią masę cząsteczkową.

Specyfikacje nr 1A i nr 1B stosujące odpowiednio spoiwo A i spoiwo B miały następujące składy i wł asnoś ci:

Spoiwo A Specyfikacja nr 1A

Składnik	Masa (g) lub objętość (cm³)
Ścierniwo, tlenek glinu wielkość ziarna 60 (406 mikronów)	455,8 g
Aminopropylotrietoksysilan 2% (v/v) w wodzie	8 cm³
LPR	8,6 g
Spoiwo A (żywica fenolowa modyfikowana kauczukiem)*	34,5 g
Alkohol decylowy (TDA)	20 cm³/funt żywicy

Własności	Wartości
Gęstość próbki	2,249 g/cm³
Klasa i struktura próbki	1-6

* Oxychem-Durez 29-717, żywica fenolowa modyfikowana kauczukiem (18% kauczuk nitrylowy) zawierająca 7,5% heksametylenotetraaminę (hexa).

Spoiwo B Specyfikacja nr 1B

Składnik	Masa (g) lub objętość (cm³)
Ścierniwo, tlenek glinu wielkość ziarna 60 (406 mikronów)	455,8 g
Aminopropylotrietoksysilan 2% (v/v) w wodzie	8 cm³
LPR	8,6 g

PL 205 520 B1

Spoiwo B (żywica fenolowa niemodyfikowana)*	34,5 g
TDA	20 cm³/funt żywicy

Własności	Wartości
Gęstość próbki	2,249 g/cm³
Klasa i struktura próbki	1-6

* Oxychem-Durez 29-346, żywica fenolowa zawierająca 9% heksametylenotetraaminę (hexa).

Mieszaniny formowano albo w pręty albo w tarcze do badań. Wymiary prętów do badań były następujące 4,0 (101,60 mm) na 1,0 (25,40 mm) na 0,5 (12,70 mm). Tarcze do badań następujące wymiary 5,125 (130,175 mm) na 1,0 (25,40 mm) na 0,4 (10,16 mm). W celu wytworzenia formowanych sztabek do badań zastosowano masę mieszaniny 74,8 g.

W celu symulacji pokrywania przedstawionego w Patencie Stan. Zjedn. nr 3,323,885 Rowse'a et al. artykuły będące próbkami umieszczono w pojemniku, a pojemnik zamknięto taśmą papierową po formowaniu przed ogrzewaniem. Do zbiornika przed utwardzaniem termicznym składnika w postaci żywicy na bazie fenolu nie dodano wody.

Początkowe próbki kontrolne utwardzano w piecu przez kontrolowany wzrost temperatury od temperatury pokojowej do 160°C i utrzymywanie w 160°C w ciągu 10 godzin.

Pomiary wytrzymałości na zginanie (ASTM D790-91) przeprowadzono stosując trzystopniową próbę zginania i rozpiętość 2 i prędkość obciążania próbki 0,1/min. Łącząc całość 6 do 8 punktów danych dla każdej próbki określono wytrzymałość zarówno w stanie suchym, jak i w stanie mokrym. Dane podane w Tabeli 1 są średnimi wytrzymałościami na zginanie (σ) i odpowiadającymi odchyleniami standardowymi s.d. Wyniki dla każdej z jedenastu próbek i średnie wyniki dla jedenastu próbek podane są w Tabeli 1.

T a b e l a 1

Wytrzymałość próbek kontrolnych na zginanie w stanie mokrym i w stanie suchym.

Nr	Śred. wytrzm. such. σ (Mpa)	s.d.	Śred. wytrzm. mokr. σ(Mpa)	s.d.	Utrz. wytrz. mokr. %	s.d.
1	35,1	1,1	13,3	0,6	37,9	5,5
2	41	1,6	21,1	0,5	51,5	4,6
3	30,3	2	15	0,5	49,5	7,4
4	32	1,3	17	0,8	53,1	6,2
5	35,9	2,4	13	0,5	36,2	7,7
6	32,2	1,3	17	0,8	52,8	6,2
7	35,1	2,3	12,5	0,8	35,6	9,2
8	35,4	2,5	15	0,4	42,4	7,5
9	38,7	2,4	12,9	0,3	33,3	6,6
10	34,8	1,6	13	1	37,4	9
11	35,9	2,4	13	0,5	36,2	7,7
Śr.	35,1	1,9	14,8	0,6	42,4	7,1

P r z y k ł ad 2

Początkowe pręty do badań wytworzone w Przykładzie 1 umieszcza się w zamkniętym pojemniku w obecności 10,25 i 75 centymetrów sześciennych (cm³ lub cc) wody. Wodę w małej metalowej misce umieszczono na dnie pojemnika. Pręty do badań umieszczono na stałym ceramicznym materiale powyżej miski z wodą. W trakcie utwardzania można było łatwo osiągnąć odparowanie pary wodnej w całym zbiorniku. Wpływ ilości wody w trakcie utwardzania (częściowe ciśnienie pary wodnej) na wytrzymałość w stanie mokrym oceniono zmieniając objętość wody w zbiorniku w trakcie utwardzania. W oparciu o wyniki otrzymane stosując pręty do badań zastosowano dostateczną ilość wody w celu

PL 205 520 B1 maksymalnego zwiększenia wytrzymałości w stanie mokrym. Warunki utwardzania były takie same jak te przedstawione w Przykładzie 1, z wyjątkiem tego, że wilgoć była obecna w trakcie całego utwardzania.

Wytrzymałość na zginanie w stanie suchym i w stanie mokrym, jak również utrzymywanie wytrzymałości w procentach próbek wytworzonych zgodnie z wynalazkiem przy różnych poziomach ilości wody są przedstawione w poniższej Tabeli 2. Danych porównawczych dostarczają Próbki nr 2, 3, 6 i 11 podane w Tabeli 1, które utwardzano bez dodawania wody.

T a b e l a 2

Wpływ ilości wody (częściowe ciśnienie pary wodnej) na wytrzymałość na zginanie w stanie mokrym

Zmiana Próbki	Wytrzm. w st. such. σ (Mpa)	s.d.	Wytrzm. w st. mokr. σ (Mpa)	s.d.	Utrz. wytrz. w st. mokr. %	s.d.
Próbka nr 2	41	1,6	21,1	0,5	51,5	4,6
10 cc H2O	37,8	1,5	25,3	1,3	66,9	6,5
Próbka nr 3	30	2	15	0,5	50	7,5
25 cc H2O	33,1	2,3	30,9	1	93,4	7,7
Próbka nr 6	32	1,3	17	0,8	53,1	6,2
25 cc H2O	33,7	1,3	30,3	0,9	89,9	4,9
Próbka nr 11	35,9	2,4	13	0,5	36,2	7,7
75 cc H2O	35,9	1,5	33,9	1,2	94,4	5,5

P r z y k ł a d 3

Badano również wpływ wilgotności wprowadzając do pieca w trakcie utwardzania parę wodną przy ciśnieniu jednej atmosfery.

Sposób wytworzenia tych próbek podaje się w Przykładzie 1, w którym Specyfikacja nr 1A stosowała żywicę fenolową modyfikowaną kauczukiem i Specyfikacja nr 1B stosowała żywicę fenolową niemodyfikowaną.

Początkowe pręty do badań mające skład przedstawiony w Przykładzie 1 ulokowano na sicie drucianym i zawieszono nad wodą umieszczoną na dnie bezciśnieniowego reaktora kotłowego. Przykryte wentylowane naczynie zawierające pręty do badań i około 1,5 galona wody umieszczono w piecu w celu utwardzania. W ciągu całego cyklu była obecna wilgoć. Temperatury i czasy trwania były takie, jak przedstawiono w Przykładzie 1, z wyjątkiem tego, że po utwardzeniu resztkowa woda pozostała w misce wskazując na to, że osiągnięto atmosferę nasyconą wodą w trakcie całego utwardzania, włączając wygrzewanie w końcowej temperaturze utwardzania (w czasie całego okresu trwania cyklu utwardzania nie ma miejsca ubytek wody). W Tabeli 3 podane są wyniki, jak również porównanie ze średnią Próbek 1 do 11 przedstawionych w Tabeli 1.

T a b e l a 3

Wpływ wilgoci atmosferycznej (para wodna) na wytrzymałość na zginanie w stanie mokrym: 1 atm (bezciś nieniowy reaktor kotł owy).

Wpływ utwardzania Indukowanego wilgocią vs. Typowa żywica	Wytrze. w st. such. σ (Mpa)	s.d.	Wytrze. w st. mokr. σ (Mpa)	s.d.	Utrz. Wytrzm. w st. mokr. %	s.d.
Nr kontrolny Wilgoć dodana (otrzymane z Tabeli 1)	35,1	1,9	14,8	0,6	42,4	7,1
Spoiwo A Utwardzanie Wilgocią Próbka nr 1A	29,4	1,1	28,8	2	98	7,9
Spoiwo B Utwardzanie Wilgocią Próbka nr 1A	29,5	1,7	26,7	1,7	90,5	8,6

PL 205 520 B1

P r z y k ł a d 4

Poddano badaniu % RH, jak również czas trwania regulacji wilgotności w czasie utwardzania stosując elementy do badań 6-3/16 X 3-3/8. Początkowe elementy wytworzono tak jak przedstawiono w Przykładzie 1, stosując suchą żywicę modyfikowaną kauczukiem (Spoiwo A) przedstawioną w Przykł adzie 1.

Kontrolną próbkę A wytworzono tak jak przedstawiono w Przykładzie 1. Siedemnaście początkowych próbek utwardzono w obecności wilgoci przy ciśnieniu 1 atmosfery w komorze doświadczalnej Despatch Model 519 wyprodukowanej przez Despatch Industries, Minneapolis, MN.

Stwierdza się, że w podwyższonych temperaturach wartości RH spadają wykładniczo jako funkcja temperatury powyżej 100°C. Dlatego też nie osiąga się wartości % RH stosowanych jako wartość zadana, gdy temperatura rośnie powyżej 100°C w ciągu całego cyklu utwardzania. Przykładowo, procent wilgotności względnej spadł z 90% do 15% w 160°C, nawet chociaż zastosowano wartość zadaną 90%. Maksymalne osiągalne wartości RH w funkcji temperatury podaje się w Tabeli 4A dla temperatur wyższych niż temperatura wrzenia czystej wody (100°C). Wartości te są teoretyczne i obliczono je na bazie ciśnienia pary wody w całym zakresie temperatur.

Tabelę pary wodnej można znaleźć w Podręczniku CRC Chemii i Fizyki, Tom 76, str. 6-15, CRC Press, Boca Raton, Fl. Przedstawiają ją pierwsze 3 kolumny poniższej Tabeli 4A. 4-tą kolumnę Tabeli 4A (% R.H.) obliczono biorąc za podstawę następującą zależność:

RH = (p/po) x 100% lub RH = 1/po x 100% w której p jest ciś nieniem ukł adu (zakł ada się 1 atm) i po jest ciś nieniem pary wody w danej temperaturze (ta wartość podana jest w Kolumnie 3 tabeli).

Profil wilgotności pieca zmienia się z temperaturą. Maksymalną RH osiągalną w danej temperaturze w piecach można znaleźć w Tabeli profili wilgotność/temperatury pieca.

T a b e l a 4A

Teoretyczna maksymalna wilgotność względna jako funkcja temperatury (obliczona na bazie ciśnienia pary wody w temperaturze T).

Temp. (°C)	Po (kPa)	Po (atm)	RH (%)
100,00	101,32	1,00	100,00
105,00	120,79	1,19	83,89
110,00	143,24	1,41	70,74
115,00	169,02	1,67	59,95
120,00	198,48	1,96	51,05
125,00	232,01	2,29	43,67
130,00	270,02	2,66	37,53
135,00	312,93	3,09	32,38
140,00	361,19	3,56	28,05
145,00	415,29	4,10	24,40
150,00	475,72	4,69	21,30
155,00	542,99	5,36	18,66
160,00	617,66	6,10	16,40
165,00	700,29	6,91	14,47
170,00	791,47	7,81	12,80
175,00	891,80	8,80	11,36
180,00	1001,90	9,89	10,11

Doświadczenia przeprowadzono albo zmieniając wilgotność względną i utrzymując wilgotność dla całkowitego cyklu utwardzania albo zmieniając długość czasu, w którym próbki poddano działaniu maksymalnych wilgoci w czasie utwardzania. Długość czasu, w którym próbki poddano działaniu wilgoci, mieści się w zakresie od 5 godzin do 15 godzin dla całego cyklu utwardzania. Doświadczenia

PL 205 520 B1 w których osiągnięto wartość zadaną maksymalnej wilgotnoś ci 90% R.H. w układzie dla określonego czasu trwania. Dane podaje się w Tabelach 4B i 4C.

T a b e l a 4B

Wpływ czasu trwania badania kontrolnego wilgotności w czasie cyklu wypalania na wytrzymałość na zginanie w stanie mokrym przy stałej wilgotności względnej (maksymalna osiągalna w danej temperaturze*)

Klasa Nr Próbka	Warunki Czas (godz.)	Warunki Temp. °C	% Cykl	W Stanie suchym Wytrz. (Mpa)	W Stanie mokrym Wytrz. (Mpa)	% Wytrz. Utrzym.
1	5	135	33	33,2	11,3	34
2	5,6	140	100	28,6	17,5	61
3	6	120	35	27,6	13,8	50
4	7,5	135	40	29,5	17	58
5	7,5	160	50	32,2	18,6	58
6	11	160	75	31,9	19,8	62
7	14	160	93	13,3	9,2	69
8	15	160	100	29,7	22,3	75
9	23	160	100	29,3	21,2	72
Próbka Kontr.		160		32,9	11,6	35

* Profil wilgotności zmieniał się z temperaturą. Maksymalną RH osią galną w danej temperaturze w tych piecach można znaleźć w Tabeli profilu wilgotności/temperatury pieca.

T a b e l a 4C

Wpływ procentowej wilgotności względnej na wytrzymałość na zginanie w stanie mokrym (maksymalna osiągalna w danej temperaturze*) przy zastosowaniu badania kontrolnego wilgotności w czasie całego cyklu wypalania.

Klasa Nr Próbka	Warunki Czas (godz.)	Warunki Temp. °C	% Cykl	Wartość zadana* Wilgotność	W Stanie suchym Wytrz. (Mpa)	W Stanie mokrym Wytrz. (Mpa)	% Wytrz. Utrzym.
1	15 h	160	100	30	28,3	7,5	27
2	15 h	160	100	40	32,1	11,5	36
3	15 h	160	100	50	29	12,6	43
4	15 h	160	100	60	31,5	18,6	59
5	15 h	160	100	75	28,6	20,2	71
6	15 h	160	100	90	29,7	22,3	75
7	15 h	170	100	90	20,9	14,2	68
		160			32,9	11,6	35

* Profil wilgotności zmieniał się z temperaturą. Maksymalną RH osią galną w danej temperaturze w tych piecach można znaleźć w Tabeli profilu wilgotności/temperatury pieca

Wyniki ukazują, że wzrost wilgotności względnej i czasu trwania poddania wilgoci daje w rezultacie lepsze własności. Optymalne warunki były przy najwyższej osiągalnej wilgotności w piecu dla danej temperatury w czasie trwania cyklu utwardzania. Wyniki pomiarów wytrzymałości na zginanie w stanie mokrym dla próbek utwardzanych w zoptymalizowanych warunkach był y dwa razy wię ksze niż wytrzymałość kontrolnej próbki w stanie mokrym.

P r z y k ł a d 5

Standardowe tarcze formowano do 5,125 (130,175 mm) x 0,40 (10,16 mm) x 1,0 (25,4 mm) dla końcowej wielkości 5,0 (127,00 mm) x 0,200 (5,08 mm) x 1,25 (31,75 mm). Tarcze wyprodukowano stosując ziarno, silan, rezol i suche spoiwo A przedstawione w przykładzie 1.

Dwie badane próbki, nr 3A i nr 4A, miały składy i własności podane poniżej:

PL 205 520 B1

Spoiwo A, Próbka nr 3A

Składnik	Masa (g) lub objętość (cm³)
Ścierniwo, tlenek glinu wielkość ziarna 60 (406 mikronów)	455,8 g
Aminopropylotrietoksysilan 2% (v/v) w wodzie	8 cm³
LPR	8,6 g
Spoiwo A (żywica fenolowa modyfikowana kauczukiem)*	34,5 g
TDA	20 cm³/funt żywicy

Własności	Wartości
Gęstość tarczy	2,249 g/cm³
Klasa i struktura tarczy	I-6

Skład	Objętość %
Ścierniwo	52
Spoiwo	30
Porowatość	18

Spoiwo A, Próbka nr 4A

Składnik	Masa (g) lub objętość (cm³)
Ścierniwo, tlenek glinu wielkość ziarna 60 (406 mikronów)	449,4 g
Aminopropylotrietoksysilan 2% (v/v) w wodzie	9 cm³
LPR	9,9 g
Spoiwo A (żywica fenolowa modyfikowana kauczukiem)	39,7 g
TDA	20 cm³/funt żywicy

Własności	Wartości
Gęstość tarczy	2,281 g/cm³
Klasa i struktura tarczy	K-6

Skład	Objętość %
Tarcza	52
Spoiwo	36
Porowatość	12

Tarcze utwardzano przez kontrolowany wzrost temperatury od temperatury pokojowej do 160°C w cią gu 10 godzin.

Standardowe tarcze umieszczono na odrębnym ceramicznym materiale i zamknięto w naczyniu (puszce) bez dodawania wody i utwardzono w suchych warunkach. Te tarcze były tarczami kontrolnymi.

W celu oceny dział ania tarcz utwardzanych termicznie przy wysokiej wilgotnoś ci wzglę dnej początkowe ściernice utwardzane wilgocią (poddane działaniu pary wodnej) umieszczono po formowaniu na odrębnym materiale w zamkniętym naczyniu zawierającym 0,25 l wody.

Najpierw przed utwardzaniem ściernice nasycone wodą nasycano przez nasączanie w wodzie (w przybliżeniu 10% wag. wody/masa ściernicy) i umieszczono na odrębnym materiale w piecu w celu

PL 205 520 B1 oceny wpływu dużej wilgotności jedynie w czasie początkowych etapów cyklu utwardzania. Nie dodawano dodatkowej wody, a utwardzanie termiczne miało miejsce przy braku wilgoci.

Badania szlifowania powierzchni przeprowadzono w warunkach pracy urządzenia podanych poniżej, gdzie F.P.M. oznacza stóp na minutę.

Urządzenie	Szlifierka do płaszczyzn Brown&Sharpe
Szybkość tarczy	5730 R.P.M. (7500 S.F.P.M.)
Przesuw stołu	50 F.P.M. (15240 mm/min)
Jednostkowy posuw poprzeczny	0,180 IN
Jednostkowy/Całkowity posuw wzdłużny	1,0 mm/50 mm usuniętej stali 54340
	2,0 mm/50 mm usuniętej stali 4340
Szlifowanie wstępne	1,0 mm/30 mm usuniętej stali 4340
	2,0 mm/30 mm usuniętej stali 4340
Typ materiału	Stal 4340
Twardość według Rockwella	48 Rc

Obciągacz diamentowy	głębokość skrawania 0,025 mm
Chłodziwo	Półsyntetyczne Master Chemical Trim SC210, 5% w wodzie

Badano tarcze wyprodukowane, poddane w ciągu 2 dni nasączaniu w chłodziwie w celu symulacji długotrwałego poddania działaniu chłodziwa w czasie szlifowania i w celu oceny własności wodoodpornych tarcz do badań. Wyniki dla standardowych tarcz utwardzanych wilgocią i tarcz początkowo nasyconych wodą podane są w Tabeli 5A. (MMR oznacza szybkość usuwania materiału.) Dane mocy Hioki dla tarcz standardowych i utwardzanych wilgocią, podane są w Tabeli 5A. Dane szlifowania powierzchni wykazują, że tarcze do badań wyprodukowane za pomocą sposobu według niniejszego wynalazku poprawiły utrzymanie Wskaźnika G do 90%. Ponadto tarcze te osiągnęły stałe warunki szlifowania na początku procesu szlifowania.

T a b e l a 5A

Procent utrzymania we Wskaźniku G przed i po poddaniu działania chłodziwem na bazie wody (dwa dni namaczania w chłodziwie stosując ścierniwo białe stopione alundum).

	Mała MMR (szybkość posuwu wgłębnego 0,025 mm (0,001)	Duża MMR (szybkość posuwu wgłębnego 0,051 mm (0,002)
Utwardzanie Zmiana 4 Φ Próbka nr	Nr 3A (Klasa I)	nr 4A (Klasa K)	nr 3A (Klasa I)	nr 4A (Klasa K)
Standardowe	67,8	54,3	53,7	41,9
Utwardzanie wilgocią	89,1	87,3	92,6	86,3
Początkowo nasycony wodą	57,1	55,2	44,8	42,2

T a b e l a 5B

Moc Hioki (kWh) tarcz ze spoiwem typu A w badaniu szlifowania powierzchni.

	Mała MMR (posuw wgłębny 0,025 mm)	Duża MMR (posuw wgłębny 0,051 mm)
1	2	3	4	5
Utwardzanie Zmiana Φ Próbka nr	Nr 3A (Klasa I)	nr 4A (Klasa K)	nr 3A (Klasa I)	nr 4A (Klasa K)

PL 205 520 B1 cd. tabeli 5B

1	2	3	4	5
Standardowe	0,0615	0,0729	0,0288	0,0382
Utwardzanie wilgocią	0,0549	0,0646	0,0314	0,0327
Początkowo nasycony wodą	0,540	0,0689	0,0299	0,0346

P r z y k ł a d 6

Zastosowanie ścierniwa premium z tlenku glinu (SG) zaszczepiony żel w produktach ściernych ze spoiwem organicznym badano w szlifowaniu powierzchniowym szczelin. Mieszaninę 30/70 wagowo ziarna premium z alfa tlenku glinu zaszczepionego (spiekanego) otrzymanego metodą zol żel z ziarnem z alundum 38A, jeden i drugi otrzymane z Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc., zastosowano w celu utworzenia standardowych tarcz. Tarcze utwardzane z zastosowaniem standardowej techniki oceniano porównując z tarczami utwardzanymi z zastosowaniem cyklu wypalania z kontrolowaniem wilgotności przedstawionego w Przykładzie 2.

Próbki wytworzono jak następuje:

Spoiwo A, Próbka nr 5A

Składnik	Masa (g) lub Objętość (cm³)
Ścierniwo, zaszczepiony żel, wielkość ziarna 60 (406 mikronów)	487,1 g
Aminopropylotrietoksysilan 6% (v/v) w wodzie	9 cm³
Ścierniwo, tlenek glinu 38A wielkość ziarna 60 (406 mikronów)	1151,2 g
Aminopropylotrietoksysilan 2% (v/v) w wodzie	20 cm³
LPR	21,1 g
Spoiwo A (żywica fenolowa modyfikowana kauczukiem)	84,5 g
TDA	20 cm³/funt żywicy

Własności	Wartości
Gęstość tarczy	2,178 g/cm³
Klasa i struktura tarczy	D-6

Skład	Objętość %
Ścierniwo	52
Spoiwo	10,3
Porowatość	37,7

Spoiwo A, Próbka nr 6A

Składnik	Masa (g) lub Objętość (cm³)
Ścierniwo, zaszczepiony żel, wielkość ziarna 60 (406 mikronów)	487,1 g
Aminopropylotrietoksysilan 6% (v/v) w wodzie	9 cm³
Ścierniwo, alundum, wielkość ziarna 60 (406 mikronów)	1151,2 g
Aminopropylotrietoksysilan 2% (v/v) w wodzie	20 cm³
LPR	26,7 g
TDA	20 cm³/funt żywicy

PL 205 520 B1

Spoiwo A (żywica fenolowa modyfikowana kauczukiem)	106,6 g

Własności	Wartości
Gęstość tarczy	2,213 g/cm³
Klasa i struktura tarczy	G-6

Skład	Objętość %
Ścierniwo	52
Spoiwo	13
Porowatość	35

Wymiary formowanej tarczy wynosiły 5,125 (130,175 mm) x 0,373 (9,47 mm) x 1 (25,40 mm). Tarcze wykończono do wielkości 5(127,00 mm) x 0,25 (6,35 mm) x 1,25 (31,75 mm) w celu przeprowadzenia testu.

Badano tarcze wyprodukowane, poddane w ciągu 2 dni nasączaniu w chłodziwie w celu symulacji długotrwałego działania degradującego chłodziwa (półsyntetyczne chłodziwo Master Chemical Trim SC210 stosowane w 5% w wodzie) na produkt ścierny ze spoiwem. Badania tarcz przeprowadzono w warunkach pracy urządzenia podanych poniżej.

Wyniki tego badania podane są w Tabelach 6A i 6B. Wyniki te ukazują, że tarcze poddane obróbce w warunkach utwardzania termicznego wywołanego wilgocią przewyższają w działaniu standardowy produkt o ponad 50% w szlifowaniu powierzchni. Utrzymanie Wskaźnika G następujące po poddaniu działaniu chłodziwa było bliskie lub większe niż 90% w różnych warunkach szlifowania w miękkich i twardych klasach. Dane mocy przedstawiające zarówno standardowe tarcze, jak i tarcze utwardzane termicznie w atmosferze zawierającej wilgoć działały przy tych samych reżimach mocy.

PL 205 520 B1

T a b e l a 6A

Procent utrzymania Wskaźnika-G przed i po poddaniu działaniu chłodziwa na bazie wody (2 dni nasączania w chłodziwie) z zastosowaniem ziarna ściernego z tlenku glinu otrzymanego metodą zol żel (SG) zaszczepionego.

Utwardzanie Zmiana i Próbka nr	Mała MMR (posuw wgłębny 0,025 mm)	Duża MMR (posuw wgłębny 0,051 mm)
Nr 5A Klasa D)	nr 6A (Klasa G)	Nr 5A (Klasa D)	nr 6A (Klasa G)
Standardowe	59	62,4	64,5	66,5
Utwardzanie wilgocią	93,7	90,6	89,5	92,7

T a b e l a 6B

Moc Hioki (kWh) tarcz ze spoiwem typu A w badaniu szlifowania powierzchni

Utwardzanie Zmiana i Próbka nr	Mała MMR (posuw wgłębny 0,025 mm)	Duża MMR (posuw wgłębny 0,051 mm)
Nr 5A (Klasa D)	nr 6A (Klasa G)	Nr 5A (Klasa D)	nr 6A (Klasa G)
Standardowe	0,0251	0,0431	0,0127	0,0214
Utwardzanie wilgocią	0,0194	0,029	0,0096	0,0174

P r z y k ł ad 7

Grupę tarcz garnkowych 5 (127,00 mm) x 2 (50,8 mm) x 1,5 (38,10 mm) wytworzono w celu szlifowania powierzchni o dużym obszarze powierzchni stykowej na pionowej szlifierce wrzecionowej.

Układ spoiwa zastosowany w niniejszym teście podaje się poniżej.

Spoiwo C

Składnik	Masa %
Żywica modyfikowana kauczukiem stosowana w spoiwie A	42,73
Fluoryt (fluorek wapnia)	33,17
Mulit pęcherzykowy	24,10

Stworzono trzy różne specyfikacje tarcz w różnych klasach (H, J, L), wszystkie zawierające suche spoiwo. Przedstawia się je poniżej.

Spoiwo C, Próbka nr 1C

Składnik	Masa funt (kg)
Ścierniwo, alundum 38A poddane wstępnej obróbce silanem, wielkość ziarna 60 (406 mikronów)	30,52 (13,8)
LPR	0,48 (0,22)
Spoiwo C	4,00 (1,81)

Własności	Wartości
Gęstość tarczy	2,0836 g/cm³
Klasa i struktura tarczy	H-9

Skład	Objętość %
Ścierniwo	46
Spoiwo	20,1
Porowatość	33,9

PL 205 520 B1

Spoiwo C, Próbka nr 2C

Składnik	Masa funt (kg)
Ścierniwo, alundum 38A poddane wstępnej obróbce silanem, wielkość ziarna 60 (406 mikronów)	30,08 (13,60)
LPR	0,52 (0,24)
Spoiwo C	4,40 (2,00)

Własności	Wartości
Gęstość tarczy	2,1141 g/cm³
Klasa i struktura tarczy	J-9

Skład	Objętość %
Ścierniwo	46
Spoiwo	22,4
Porowatość	31,6

P r z y k ł a d 5C Spoiwo C, Próbka nr 3C

Składnik	Masa funt (kg)
Ścierniwo, alundum 38A poddane wstępnej obróbce silanem, wielkość ziarna 60 (406 mikronów)	29,60 (13,42)
LPR	0,57 (0,26)
Spoiwo C	4,83 (2,19)

Własności	Wartości
Gęstość tarczy	2,1486 g/cm³
Klasa i struktura tarczy	L-9

Skład	Objętość %
Ścierniwo	46
Spoiwo	25,0
Porowatość	29

Tarcze utwardzano stosując albo standardowy (typowy) cykl utwardzania przedstawiony w Przykł adzie 1 albo cykl utwardzania z kontrolowaniem wilgotnoś ci przedstawiony w Przykł adzie 2.

Badano tarcze wyprodukowane, po 5 dniach nasączania w chłodziwie w celu symulacji długotrwałego działania degradującego chłodziwa na produkt ścierny ze spoiwem z zastosowaniem warunków pracy urządzenia dla szlifowania dużego obszaru stykowego podane poniżej, gdzie R.P.M. oznacza obroty na minutę, S.F.P.M. oznacza stopę kwadratową na minutę.

PL 205 520 B1

Urządzenie	Szlifierka wrzecionowa pionowa
Szybkość tarczy	4202 R.P.M. (5500 S.F.P.M.)
Szybkość robocza	8 R.P.M. (0,5 M.P.H.)
Szybkość posuwu	0,0015 I.P.R.
	0,0027 I.P.R.
Wyiskrzenie	3 sec
Szlifowanie wstępne	1-5 min
Typ materiału	AISI 1070
Twardość według Rockwella	< 24-26 Rc

Chłodziwo	T rim Clear 2% w wodzie

Wyniki podane są w poniższych Tabelach 7A i 7B.

T a b e l a 7A

Procent utrzymania Wskaźnika-G przed i po poddaniu działaniu chłodziwa na bazie wody (5 dni nasączania w chłodziwie) w szlifowaniu dużego obszaru stykowego.

Utwardzanie Zmiana 1 Próbka nr	Mała MMR (szybkość posuwu wgłębnego 0,038 mm (0,0015)	Duża MMR (szybkość posuwu wgłębnego 0,069 mm (0,0027)
nr 1C Klasa H	nr 2C Klasa J	Nr 3C Klasa L	nr 1C Klasa H	nr 2C Klasa J	Nr 3C Klasa L
Standardowe	63,6	59,7	65,7	64,0	61,8	66,7
Utwardzanie wilgocią	100,0	100,0	97,5	100,0	100,0	98,0

T a b e l a 7B

Średnia moc (kW) tarcz do badań ze spoiwem typu C w obszarze stykowym badania szlifowania czołowej powierzchni kontaktowej

Utwardzanie Zmiana 1 Próbka nr	Mała MMR (szybkość posuwu wgłębnego 0,038 mm (0,0015'')	Duża MMR (szybkość posuwu wgłębnego 0,069 mm (0,0027'')
nr 1C Klasa H	nr 2C Klasa J	Nr 3C Klasa L	nr 1C Klasa H	nr 2C Klasa J	Nr 3C Klasa L
Standardowe	6,11	7,08	7,90	6,86	8,20	8,72
Utwardzanie wilgocią	5,59	7,23	10,6	6,04	7,83	9,02

Wyniki w Tabelach 7A i 7B wyraźnie ukazują, że produkty ścierne ze spoiwem utwardzane w warunkach wysokiej wilgotnoś ci (90% w 95°C do 15% w 160°C) wykazują silną odporność na degradację powodowaną chłodziwem w zastosowaniach szlifowania tarczą. Dane podane powyżej ukazują, że 100% utrzymanie Wskaźnika G można osiągnąć stosując produkty ścierne ze spoiwem fenolowym poddane obróbce zgodnie z wynalazkiem. Spodziewany jest 40% wzrost okresu użytkowania tarcz z tych produktów bazując na wartościach utrzymania Wskaźnika G.

P r z y k ł a d 8

Tarcze wytworzone zgodnie ze sposobem według wynalazku poddano badaniu na rozerwanie. Stosowane specyfikacje podane są poniżej.

PL 205 520 B1

Spoiwo A, Próbka nr 7A

Składnik	Masa funt (kg)
Ścierniwo, alundum 38A poddane wstępnej obróbce silanem, wielkość ziarna 24 (1035 mikronów)	78,61 (35,65)
LPR	1,01 (0,46)
Spoiwo A	4,04 (1,83)

Własności	Wartości
Gęstość tarczy	2,186 g/cm³
Klasa i struktura tarczy	D-6

Skład	Objętość %
Ścierniwo	52
Spoiwo	10,3
Porowatość	37,7

Spoiwo C, Próbka nr 4C

Składnik	Masa funt (kg)
Ścierniwo, alundum 38A poddane wstępnej obróbce silanem, wielkość ziarna 24 (1035 mikronów)	37,51 (17,01)
LPR	0,31 (0,14)
Spoiwo C	2,18 (0,99)

Własności	Wartości
Gęstość tarczy	2,191 g/cm³
Klasa i struktura tarczy	D-6

Skład	Objętość %
Ścierniwo	50
Spoiwo	12,5
Porowatość	37,5

Procedura kwalifikacji tarcz z zastosowaniem kryterium wytrzymałości na rozerwanie w stanie mokrym.

Tarcze do badania na rozerwanie 12 (304,79 mm) x 1 (25,4 mm) x 4 (101,60 mm) wytworzono w spoiwie C i spoiwie A przedstawionych odpowiednio w Przykładach 7 i 1. Do badania wytrzymałości na rozerwanie w stanie mokrym zastosowano materiał ścierny miękki i gruboziarnisty. Badanie przeprowadzono stosując ścierniwo 38A znane z małej wytrzymałości w stanie mokrym, zarówno w spoiwie C, jak i w spoiwie A. Specyfikacją do badań zastosowań szlifowania powierzchni był o spoiwo A, Próbka nr 7A, a dla szlifowania ściernicą tarczową spoiwo C, Próbka nr 4C. Standardowe produkty wytworzono stosując typowe pokrywanie przedstawione powyżej. Minimalne szybkości kwalifikacyjne i dane dotyczące rozerwania w stanie mokrym podane są w Tabeli 8.

Co się tyczy specyfikacji szlifowania płaszczyzn, stwierdzono 35% wzrost szybkości rozrywania w stanie mokrym w przypadku produktu doś wiadczalnego w stosunku do standardowego produktu. Co się tyczy szlifowania ściernicą tarczową, stwierdzono 9% wzrost szybkości rozrywania w stanie

PL 205 520 B1 mokrym w przypadku tarczy utwardzanej termicznie w atmosferze zawierającej wilgoć w stosunku do standardowej tarczy.

T a b e l a 8

Dane dotyczące rozerwania w stanie mokrym i minimalne szybkości kwalifikacyjne dla specyfikacji szlifowania powierzchni i szlifowania ściernicą tarczową

			Standardowy produkt	Utwardzany wilgocią
Spoiwo/ Próbka nr	Szybkość operac. (SFPM)	Minim. Szybkość kwalifik.¹	Standar. szybkość rozerw.(rpm)	Standar. Szybkość rozerw. (SFPM)	Szybkość rozerw. (rpm)	Szybkość rozerw. (SFPM)
Spoiwo A, Próbka nr 7A	9500	16765	4000	12575	5375	16900
Spoiwo C, Próbka nr 4C	6000	10588	3425	10770	3735	11740

¹ Badana jedynie w stanie suchym. Szybkość kwalifikacyjna = (Szybkość operacyjna x 1,5)/0,85

P r z y k ł a d 9

Zarówno próbki standardowe, jak próbki utwardzane termicznie w atmosferze zawierającej wilgoć, wytworzono zgodnie z procedurą przedstawioną w Przykładzie 5. (Spoiwo A, Próbki nr 3A i 4A). Powstałe próbki umieszczono w ekstrakcyjnym naczyniu ciśnieniowym (autoklaw) z wodą w celu ekstrakcji amoniaku z próbek. Autoklaw usunięto z pieca i szybko ochłodzono przed otwarciem reaktora. Zawartości amoniaku w powstałym wodnym ekstrakcie analizowano stosując metodę EPA 351.3 do oznaczenia azotu ogólnego metodą Kjeldahla (TKN). Wyniki podane są w Tabeli 9.

T a b e l a 9

Wyniki analizy amoniaku w próbkach utwardzanych za pomocą standardowego procesu w porównaniu z utwardzaniem wilgocią

	Stężenie amoniaku
Próbka nr 3A, Standardowe utwardzanie	103
Próbka nr 3A, Utwardzanie wilgocią	20
Próbka nr 4A, Standardowe utwardzanie	112
Próbka nr 4A, Utwardzanie wilgocią	21

Stężenie amoniaku podaje się w mg/L (ppm). Stanowi ono ilość amoniaku wyekstrahowanego ze 1000 g segmentu tarczy w kontrolowanej objętości wody (1000 cm³).

Chociaż wynalazek przedstawiono szczegółowo w powiązaniu z korzystnymi przykładami jego wykonania, rozumie się, że specjalista w tej dziedzinie będzie mógł wprowadzić różne modyfikacje formy i szczegółów wynalazku bez naruszania zakresu wynalazku objętego załączonymi zastrzeżeniami.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania artykułu ściernego ze spoiwem organicznym, znamienny tym, że obejmuje etapy, w których:

a) łączy się składnik w postaci ziarna ściernego ze składnikiem w postaci żywicy fenolowej;

b) formuje się połączone składniki;

c) utwardza się termicznie składnik w postaci żywicy fenolowej w atmosferze zawierającej wilgoć, przy czym atmosfera styka się z uformowanymi składnikami, wytwarzając artykuł ścierny ze spoiwem organicznym.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że składnikiem w postaci ziarna ściernego jest ziarno tlenku glinu.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że składnik w postaci żywicy fenolowej zawiera żywicę fenolową w postaci ciekłej.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że składnik w postaci żywicy fenolowej zawiera rezol.
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że rezol rozpuszcza się w wodzie.

PL 205 520 B1
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że składnik w postaci żywicy fenolowej zawiera żywicę nowolakową.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że sposób obejmuje ponadto etap, w którym łączy się składnik krzemoorganiczny z co najmniej jednym spośród składnika w postaci ziarna ściernego i składnika w postaci żywicy fenolowej z etapu a.
8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że składnik w postaci ziarna ściernego łączy się ze składnikiem krzemoorganicznym wytwarzając ziarno ścierne poddane obróbce krzemoorganicznej, a następnie łączy się ze składnikiem w postaci żywicy fenolowej.
9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że ziarno ścierne poddane obróbce krzemoorganicznej najpierw łączy się z żywicą fenolową w postaci ciekłej, a następnie z żywicą fenolową w postaci proszku.
10. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że składnik krzemoorganiczny łączy się ze składnikiem w postaci żywicy fenolowej, a następnie z ziarnem ściernym.
11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że utwardzanie termiczne przeprowadza się w końcowej temperaturze utwardzania co najmniej około 150°C.
12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że atmosfera dodatkowo zawiera powietrze.
13. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że atmosfera dodatkowo zawiera amoniak.
14. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że utwardzanie termiczne prowadzi się w obecności pary wodnej.
15. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że utwardzanie termiczne prowadzi się w obecności świeżej pary wodnej.
16. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że utwardzanie termiczne prowadzi się w komorze i para wodna recyrkuluje w komorze.
17. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że atmosferę utrzymuje się w kontakcie z uformowanymi składnikami w ciągu co najmniej 5 godzin.
18. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przy czym atmosfera styka się z połączonymi składnikami przed utwardzaniem termicznym składnika w postaci żywicy fenolowej.
19. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że utwardzanie termiczne przeprowadza się w komorze utrzymywanej pod ciśnieniem przekraczającym ciśnienie atmosferyczne.