Die Erfindung betrifft Schleifkörper, hergestellt unter Verwendung gestreckter Schleifkörner und weiterer Materialien, die eine gestreckte Struktur besitzen, um hohe Permeabilitätscharakteristika zu erzielen, die in Hochleistungsschleifanwendungen verwendbar sind. Die Schleifkörper weisen eine beispiellose Permeabilität, miteinander verbundene Porosität, Offenheit und Schleifleistung auf.

Poren, insbesondere solche, die in einem Schleifwerkzeug miteinander verbunden sind, spielen eine kritische Rolle in zwei Aspekten. Poren stellen den Zugang für Schleifflüssigkeiten, wie Kühlmittel, für den Transfer der während des Schleifens erzeugten Wärme, um die Schleifumgebung konstant kühl zu halten, und Schmiermittel zur Reduzierung der Reibung zwischen den sich bewegenden Schleifkörnern und der Oberfläche des Werkstücks bereit und erhöhen das Verhältnis von Schneiden zu Reibungseffekten. Die Flüssigkeiten und Schmiermittel minimieren den metallurgischen Schaden (z. B. Verbrennung) und maximieren die Haltbarkeit des Schleifwerkzeugs. Dies ist besonders wichtig bei tiefschneidenden und modernen Präzisionsmethoden (z. B. Kriechgangschleifen) für hocheffizientes Schleifen, wobei eine große Menge Material aus einem tiefen Schleifweg befördert wird, ohne die Genauigkeit der Dimension des Werkstücks zu opfern. Daher wird die strukturelle Offenheit (z. B. die Verbindung zwischen den Poren) der Scheibe sehr kritisch, die durch ihre Permeabilität für Flüssigkeiten (Luft, Kühlmittel, Schmiermittel, etc.) quantifiziert wird.

Poren sorgen ebenfalls für die Beseitigung des Materials (z. B. Metallspäne oder Schleifstaub), die von dem Objekt, das geschliffen wird, entfernt werden. Die Beseitigung des Abriebs ist notwendig, wenn das Werkstückmaterial, das geschliffen wird, bearbeitungserschwerend duktil oder gummiartig ist, wie Aluminium oder einige Legierungen, oder wo die Metallspäne lang sind und die Schleifscheibe in der Abwesenheit von Porenverbindungen leicht zu verstopfen ist.

Um ein Schleifwerkzeug herzustellen, das beiden Anforderungen an die Poren entspricht, sind im Laufe der Jahre eine Vielzahl von Verfahren erprobt worden.

U.S.-Patent-Nr. A-5221294 von Carman et al. offenbart eine Schleifscheibe mit einem Hohlraumvolumen von 5–65%, das durch Anwendung eines einstufigen Prozesses erzielt wurde, indem eine organische porenbildende Struktur mit einem Schleifschlamm imprägniert wurde und dann während des Erhitzens ausgebrannt, um eine netzartige Schleifstruktur zu erhalten.

Das japanische Patent Nr. A-91-161273 von Gotoh et al. offenbart einen Schleifkörper mit großvolumigen Poren, wobei jede Pore einen Durchmesser des 1–10-fachen des durchschnittlichen Durchmessers der Schleifkörner aufweist, die in dem Körper verwendet wurden. Die Poren wurden durch die Verwendung von Materialien erzeugt, welche während des Härtens ausbrennen.

Das japanische Patent Nr. A-91-281174 von Sathoh et al. offenbart Schleifkörper mit großvolumigen Poren, wobei jede Pore eine Durchmesser von mindestens des 10fachen des durchschnittlichen Durchmessers der Schleifkörner aufweist, die in dem Körper verwendet wurden. Eine Porosität von 50% des Volumens wird durch das Ausbrennen von organischen poreninduzierendem Material während des Aushärtens erreicht.

U.S.-Patent-Nr. A-5037452 von Gary et al. offenbart einen Index, der verwendet wird, um die strukturellen Stärke zu definieren, die zum Ausbilden von sehr porösen Scheiben benötigt wird.

U.S.-Patent-Nr.-A-5203886 von Sheldon et al. offenbart eine Kombination von organischen Poreninduzierern (z. B. Walnussschalen) und geschlossenen Zellenporeninduzierern (z. B. Schaumkorund („bubble alumina")), die in der Herstellung von hochporösen Schleifscheiben mit verglasten Bindungen verwendet werden. Eine „natürliche oder Restporosität" (die berechnet circa 28–53% beträgt) wird als ein Teil der gesamten Porosität der Schleifscheibe beschrieben.

U.S.-Patent-Nr. A-5244477 von Rue et al. offenbart faserförmige Schleifpartikel, die in Verbindung mit Poreninduzierern verwendet werden, um Schleifkörper herzustellen, die 0–73% des Volumens Poren enthalten.

U.S.-Patent-Nr. A-3273984 von Nelson lehrt, dass ein Schleifkörper, der eine organische oder harzartige Bindung und mindestens 30%, nach Volumen, Schleifkörner enthält, höchstens 68%, nach Volumen, Porosität enthalten kann.

U.S.-Patent-Nr. A-5429648 von Wu offenbart verglaste Schleifscheiben, die einen organischen Poreninduzierer enthalten, der ausgebrannt wird, um einen Schleifkörper auszubilden, der 35–65%, nach Volumen, Porosität aufweist.

Diese und weitere ähnliche Bemühungen, die Porosität zu erhöhen, sind fehlgeschlagen, um ein ausreichendes Maß an struktureller Permeabilität in den Scheiben zu erzeugen. Aus diesem Grund kann aus der Porosität der Scheibe keine verlässliche Vorhersage über die Scheibenleistung gemacht werden.

Das deutsche Patent Nr. A 4300417 offenbart eine Hauptteilstruktur, bestehend aus Stäben, an welche Schleifpartikel gebunden sind und die einen Volumenporositätsgehalt von über 80% aufweist.

U.S.-Patent-Nr. A-5 114 438 beschreibt eine Verstärkung, die aus einem mikroporösen Material besteht, das 35–80% Porosität aufweist. Eine Schicht Schleifkörner wird auf der Verstärkung abgeschieden, welche mit einem klebenden Material beschichtet wurde, um „Grünbeschichtung" („make coat") zu bilden. Wenn die Grünbeschichtung („make coat") gehärtet ist, sind die Schleifkörner fest an die Verstärkung gebunden.

Darüber hinaus werden bestimmte zusätzliche Probleme erzeugt, wo hochporöse Porenstrukturen durch organische poreninduzierende Medien (wie Walnussschalen oder Naphthalin) erzeugt werden. Diese Medien zersetzen sich thermisch beim Brennen des ungebrannten Körpers des Schleifwerkzeugs und hinterlassen dabei Hohlräume oder Poren in dem gehärteten Schleifwerkzeug. Probleme bei dieser Methode beinhalten: die Feuchtigkeitsabsorption während der Lagerung des Poreninduzierers; Mischungsuneinheitlichkeit und Mischungstrennung, teilweise aufgrund der Feuchtigkeit und teilweise aufgrund des Unterschieds zwischen der Dichte des Schleifkorns und des Poreninduzierers; Dickenwachstum während des Formens oder Rückfederns („springback") aufgrund von zeitabhängigem Spannungsabbau auf den Poreninduzierer während des Entladens der Form, die nicht kontrollierbare Dimensionen des Schleifwerkzeugs verursachen; unvollständiges Ausbrennen des Poreninduzierers oder „Kernbildung" oder „Schwärzen" des gebrannten Schleifkörpers, wenn entweder die Heizgeschwindigkeit nicht langsam genug ist oder der Erweichungspunkt des verglasten Bindungsmittels nicht hoch genug ist; exotherme Reaktionen, die Schwierigkeiten in der Kontrolle der Heizgeschwindigkeiten verursachen, Feuer und gesprungene Produkte; und aus der Luft erzeugte Emissionen und Gerüche, wenn der Poreninduzierer thermisch zersetzt wird, verursachen häufig negative Umwelteffekte.

Die Einführung von geschlossenen Zellblasen, wie Schaumkorund, innerhalb des Schleifwerkzeugs induziert Porosität ohne die Herstellungsprobleme von organischen Verbrennungsmethoden. Jedoch sind die Poren, die durch die Blasen erzeugt werden, inwendig und geschlossen, so dass die Porenstruktur für den Durchtritt von Kühlmitteln und Schmiermitteln nicht durchlässig ist.

Um diese Nachteile zu überwinden und die Permeabilität von Schleifkörpern zu maximieren, nutzt diese Erfindung den Vorteil von gestreckten Formen oder faserartigen Schleifkörnern mit einem Längenverhältnis von Länge zu Durchmesser (L/D) in Schleifwerkzeugen und ausgewählten Füllstoffen von mindestens 5 : 1, die, allein oder in Kombination mit dem faserförmigen Schleifkorn, eine faserartige Form besitzen. Alternativ kann die Durchlässigkeit innerhalb des Werkzeugs während der Herstellung dadurch erzeugt werden, dass der ungebrannte Schleifkörper erhitzt wird, um die gestreckten Materialien (z. B. organische Fasern oder Fiberglas) zu brennen oder vorübergehend zu schmelzen und ein gestrecktes, miteinander verbundenes Netzwerk von offenen Kanälen in dem fertigen Schleifkörper zu erhalten.

Die gestreckten Materialien und Formen in den Schleifkörperzusammensetzungen ergeben Schleifwerkzeuge mit hoher Porosität, Durchlässigkeit und Leistung.

Die Erfindung betrifft einen Schleifkörper, dessen miteinander verbundene Porosität circa 55 % bis circa 80% des Volumens entsprechen und der Schleifkörner und Bindung in einem für das Schleifen ausreichenden Maße umfasst und eine Luftdurchlässigkeit gemessen in cm³/Sekunde·kPa aufweist, die mindestens dem 1,77-fachen (in cm³ Luft/Sekunde/Zoll Wasser mindestens dem 0,44-fachen) der Querschnittsbreite der Schleifkörner in Mikrometern entspricht, wobei die miteinander verbundenen Poren eine offene Struktur von Kanälen bilden, die während des Schleifens das Durchlassen von Flüssigkeit oder Abrieb durch den Schleifkörper erlauben.

Die Erfindung schließt ebenfalls einen Schleifkörper ein, dessen miteinander verbundene Porosität circa 40% bis circa 54% des Volumens entsprechen und der Schleifkörner und Bindung in einem für das Schleifen ausreichenden Maße umfasst und eine Luftdurchlässigkeit gemessen in cm³/Sekunde·kPa aufweist, die mindestens dem 0,88-fachen (in cm³ Luft/Sekunde/Zoll Wasser mindestens dem 0,22-fachen) der Querschnittsbreite der Schleifkörner in Mikrometern entspricht, wobei die miteinander verbundenen Porosität eine offene Struktur von Kanälen bilden, die während des Schleifens das Durchlassen von Flüssigkeit oder Abrieb durch den Schleifkörper erlauben.

Der Schleifkörper enthält bevorzugt eine verglaste Bindung und faserförmige Partikel von Schleifkörnern, die ein L/D-Verhältnis von mindestens 5 : 1 aufweisen. Das Schleifkorn kann ein gesintertes geimpftes Sol Gel-Aluminiumoxid faserartiges Korn sein. Der Schleifkörper kann mit oder ohne zugegebenen Poreninduzierer hergestellt werden. Faserförmige Füllmaterialien können, allein oder in Kombination mit faserförmigen Schleifkörnern, verwendet werden, um miteinander verbundene Porosität in dem Schleifkörper zu erzeugen.

Der Schleifkörper umfasst für Schleifarbeiten benötigte Mengen von Schleifkorn und Bindung und gegebenenfalls Füllstoffe, Schmiermittel oder andere Komponenten. Die Schleifkörper enthalten vorzugsweise das maximale Volumen an durchlässiger Porosität, das erreicht werden kann, während genügend strukturelle Stärke erhalten werden kann, um den Schleifkräften Stand zu halten. Schleifkörper schließen Werkzeuge wie Schleifscheiben, Schleifsteine und Scheibensegmente wie auch andere Formen von gebundenen Schleifkörnern ein, die zum Schleifen von Werkstücken bestimmt sind. Die Schleifkörper können circa 40 bis 80%, bevorzugt 55 bis 80% und am meisten bevorzugt 60 bis 70% des Volumens miteinander verbundene Porosität enthalten. Miteinander verbundene Porosität ist die Porosität des Schleifkörpers, die aus den Lücken zwischen Partikeln von gebundenen Schleifkorn besteht, welche für den Durchfluss einer Flüssigkeit offen sind.

Das Gegengewicht des Volumens, 20% bis 60%, ist Schleifkorn und Bindung in einem Verhältnis von Korn zu Bindung von ungefähr 20 : 1 bis 1 : 1. Diese Mengen sind wirksam für das Schleifen, wobei größere Mengen von Bindung und Korn erforderlich sind für größerer Schleifscheiben und für Formulierungen, die eher organische Bindungen als verglaste Bindungen enthalten. Relativ zum konventionellen Schleifkorn, erfordern Superschleifkörner in verglasten Bindungen normalerweise einen höheren Bindungsgehalt. In einer bevorzugten Ausführungsform werden Schleifkörper mit einer verglasten Bindung gebildet, die 15% bis 43% Schleifkörner und 3% bis 15% Bindung enthalten.

Um die beobachteten signifikanten Verbesserungen bei der Haltbarkeit der Scheibe, Schleifleistung und Qualität der Werkstückoberfläche aufzuweisen, muss der erfindungsgemäße Schleifkörper ein Minimum an Durchlässigkeitskapazität haben, um den freien Durchfluss von Flüssigkeit durch den Schleifkörper zu ermöglichen. Die Durchlässigkeit eines Schleifwerkzeugs, wie hier verwendet, ist Q/P, wobei die Durchflussgeschwindigkeit, in cm³ des Luftflusses ausgedrückt wird und P der Differenzdruck ist. Q/P ist der Differenzdruck gemessen zwischen der Struktur des Schleifwerkzeugs und der Atmosphäre bei einer vorgegebenen Durchflussrate einer Flüssigkeit (z. B. Luft). Diese relative Durchlässigkeit Q/P ist proportional zu dem Produkt des Porenvolumens und dem Quadrat der Porengröße. Größere Porengrößen sind bevorzugt. Die Porengeometrie und Schleifkorngröße oder -körnung sind weitere Faktoren, die Q/P beeinflussen, wobei größere Körnung eine höhere relative Durchlässigkeit erzielt. Q/P wird mit dem Gerät und der Methode gemessen, die im nachstehenden Beispiel 6 beschrieben ist.

Demnach ist für ein Schleifwerkzeug, das eine Porosität in einer verglasten Bindung von ungefähr 55% bis 80% aufweist, unter Verwendung einer Schleifkorn Körnungsgröße von 80 bis 120 Körnung (132–194 Mikrometer) an Querschnittsbreite, eine Luftdurchlässigkeit von mindestens 160,6 cm³/Sekunde·kPa (40 cm³/Sekunde/Zoll Wasser) erforderlich, um die Vorteile der Erfindung zu erzielen. Für eine Schleifkörnungsgröße, die größer als 80 Körnung (194 Mikrometer) ist, ist eine Durchlässigkeit von mindestens 200,8 cm³/Sekunde·kPa (50 cm³/Sekunde/Zoll Wasser) erforderlich.

Das Verhältnis von Durchlässigkeit zu Körnungsgröße für 55% bis 80% Porosität kann durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden: (Minimum Permeabilität in cm³/Sekunde kPa = 1,77 × Querschnittsbreite (in cm³/Luft/Sekunde/Zoll Wasser = 0,44 × Querschnittsbreite) des Schleifkorns in Mikrometern. Eine Querschnittsbreite von mindestens 220 Körnung (70 Mikrometer) ist bevorzugt.

Für ein Schleifwerkzeug, das eine Porosität in einer verglasten Bindung von 40% bis weniger als cirka 55% aufweist, ist unter Verwendung einer Schleifkorngröße von 80 bis 120 Körnung (132–194 Mikrometer), eine Luftdurchlässigkeit von mindestens 116,5 cm³/Sekunde·kPa (29 cm³/Sekunde/Zoll Wasser) erforderlich, um die Vorteile der Erfindung zu erzielen. Für eine Schleifkorngröße, die größer als 80 Körnung (194 Mikrometer) ist, ist eine Durchlässigkeit von mindestens 168,7 cm³/Sekunde·kPa (42 cm³/Sekunde/Zoll Wasser) erforderlich.

Das Verhältnis von Durchlässigkeit zu Körnungsgröße für von cirka 40% bis weniger als 55% Porosität kann durch die folgende Formel ausgedrückt werden: minimale Durchlässigkeit in cm³/Sekunde·kPa = 0,88 × Querschnittsbreite (in cm³/Luft/Sekunde/Zoll Wasser = 0,22 × Querschnittsbreite) des Schleifkorns in Mikrometern.

Ähnliche relative Durchlässigkeitsgrenzen für weitere Körnungsgrößen, Bindungstypen und Porositätsgehalte können durch den Fachmann durch Anwendung dieser Beziehungen und D'Arcy's Gesetz für empirische Daten eines Schleifkörpertyps bestimmt werden.

Kleinere Querschnittsbreitenkörner erfordern die Anwendung von Filamentplatzhaltern (z. B. Schaumkornud („bubble alumina")), um die Durchlässigkeit während der Formungs- und Brennschritte zu erhalten. Größere Körnungsgrößen können verwendet werden. Die einzige Beschränkung in Bezug auf die zunehmende Körnungsgröße ist, dass die Größe für das Werkstück, die Schleifmaschine, die Scheibenzusammensetzung und Geometrie, die Oberflächengüte und weitere variable Elemente angemessen sein muss, welche durch den Fachmann in Übereinstimmung mit den Anforderungen für die besondere Schleifarbeit ausgewählt und angewendet werden.

Die verbesserte Durchlässigkeit und verbesserte Schleifleistung der Erfindung resultiert aus der Schaffung einmaliger, stabiler, miteinander verbundener Porosität, die durch eine Matrix von faserförmigen Partikeln definiert wird („die Fasern"). Die Fasern können aus Schleifkorn oder Füllstoffen oder einer Kombination dieser beiden bestehen und können eine Vielzahl von Gestalten und geometrischen Formen aufweisen. Die Fasern können mit den Bindungskomponenten und weiteren Schleifwerkzeugkomponenten gemischt und dann gepresst und gehärtet oder gebrannt werden, um das Werkzeug zu bilden. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird eine Matte aus Fasern und optional weitere Werkzeugkomponenten vorgeformt und optional mit weiteren Mischungskomponenten durchdrungen, dann gehärtet oder gebrannt, um das Werkzeug in einem oder mehreren Schritten herzustellen.

Wenn die Fasern durch Zugabe geschlossener Zellen oder organischer Poreninduzierer noch loser angeordnet werden, um die Partikel weiter zu trennen, können sogar höhere Durchlässigkeiten erreicht werden. Während des Brennens werden die Artikel, die organische Partikel enthalten, schrumpfen und zu einem Körper führen, der eine kleinere Dimension hat, weil die Fasern sich miteinander verbinden müssen, um die Integrität des Körpers zu erzielen. Die endgültige Dimension nach dem Brennen des Schleifwerkzeugs und die geschaffene resultierende Durchlässigkeit ist eine Funktion des Längenverhältnisses der Fasern. Je höher das L/D-Verhältnis ist, desto höher bleibt die Durchlässigkeit der komprimierten Anordnung.

Jede Schleifmischungsformulierung kann verwendet werden, um den hier gezeigten Schleifkörper herzustellen, vorausgesetzt, dass die Mischung nach der Ausbildung des Körpers und dessen Brennen, einen Artikel erzielt, der dieses Minimum Permeabilität und miteinander verbundene Porositätscharakteristica aufweist.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Schleifkörper einen faserartigen Schleifkornpartikel, der gesintertes Sol-Gel Alpha-Aluminiumoxid basierendes polykristallines Schleifmaterial umfasst, das vorzugsweise Kristallite aufweist, die nicht größer als 1–2 &mgr;m, mehr bevorzugt weniger als 0,4 &mgr;m groß sind. Geeignete faserartige Kornpartikel sind in US Patent Nr. A-5,244,477 von Rue et al., A-5,129,919 von Kalinowski et al., A-5,035,725 von Kalinowski et al. und A-5,009,676 von Rue et al. beschrieben, welche hiermit als Referenz eingefügt werden. Weitere Typen von polykristallinen Aluminiumoxidschleifkörnern, die größere Kristallite aufweisen, von denen faserartige Schleifkörner erhalten werden können und hierin verwendet werden, sind z. B. in US Patent Nummern A-4,314,707 von Leitheisen et al. und A-5,431,705 von Wood beschrieben, welche hiermit als Referenz eingefügt werden. Faserartige Körner, die aus diesen Quellen erhalten werden, haben bevorzugt ein L/D Längenverhältnis von mindestens 5 : 1. Zahlreiche faserartige Formen können verwendet werden, einschließlich z. B. geraden, gekrümmten, korkenzieherartigen und gebogenen Fasern. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Aluminiumoxidfasern hohle Formen.

In einer bevorzugten Ausführungsform haben die faserartigen Schleifkörnerpartikel eine Korngröße von größer als 220 Körnung (d. h., eine Partikelgröße von größer als 79 &mgr;m im Durchmesser). Als Alternative können faserartige Schleifkornpartikel mit einer Körnungsgröße von 400–220 Körnung (23–79 &mgr;m) in einer agglomerierten Form verwendet werden, die einen durchschnittlichen agglomerierten Teilchendurchmesser von größer als 79 &mgr;m aufweisen. In einer zweiten alternativen bevorzugten Ausführungsform können filamentartige Schleifkornpartikel, die eine Körnungsgröße von 440–220 Körnung mit einem Poreninduzierer (organisches Material oder geschlossene Zelle) in einem ausreichendem Maß verwendet werden, um während des Brennens genügend Abstand zwischen den Filamenten zu erzeugen und so eine minimale Durchlässigkeit von mindestens ungefähr 160,6 cm³/Sekunde·kPa 40 cm³/Sekunde/Zoll Wasser in der fertigen Scheibe zu erhalten.

Jegliches Schleifkorn kann in den erfindungsgemäßen Artikeln verwendet werden, ob in faserartiger Form oder nicht, vorausgesetzt, dass eine minimale Durchlässigkeit erhalten bleibt. Konventionelle Schleifmittel einschließlich, aber nicht begrenzt auf, Aluminiumoxid, Siliziumcarbid, Zirkonia-Aluminiumoxid, Granat und Schmirgel können in einer Körnungsgröße von ungefähr 0,5 bis 5000 &mgr;m, bevorzugt ungefähr 2–200 &mgr;m, verwendet werden. Superschleifmittel, einschließlich, aber nicht begrenzt auf, Diamant, kubisches Bornitrit und Borsuboxid (wie beschrieben in US Patent Nr. A-5,135,892) können in der selben Körnungsgröße wie konventionelle Schleifkörner verwendet werden.

Während jede Bindung, die normalerweise in Schleifkörpern verwendet wird, mit faserförmigen Partikeln zum Einsatz kommt, um einen gebundenen Schleifkörper auszubilden, ist eine verglaste Bindung aufgrund ihrer strukturellen Stärke bevorzugt. Weitere in der Technik bekannte Bindungen, wie organische oder harzartige Bindungen, können zusammen mit geeigneten Härtungsmitteln verwendet werden z. B. für Artikel, die ungefähr 40% bis 80% miteinander verbundene Porosität aufweisen.

Der Schleifköper kann weitere Additive beinhalten, einschließlich, aber nicht begrenzt auf, Füllstoffe, bevorzugt als faserartiger oder verfilzte („matted") oder agglomerierte faserartige Partikel, Poreninduzierer, Schmiermittel und Verfahrenszusätze, wie Antistatikmittel und kurzzeitige Bindungsmaterialen zum Formen und Pressen der Körper. „Füllstoffe", wie hier verwendet, schließen Poreninduzierer der Typen geschlossener Zellen und organischer Materialien aus. Die geeigneten Mengen dieser optionalen Schleifmixkomponenten können leicht durch den Fachmann bestimmt werden.

Geeignete Füllstoffe schließen sekundäre Schleifmittel, feste Schmiermittel, Metallpulver oder Partikel, keramische Pulver, wie Siliziumcarbid und weitere Füllstoffe, die in der Technik bekannt sind, ein.

Die Schleifmischung, die das faserartige Material, Bindung und weitere Komponenten umfasst, wird gemischt und unter Verwendung von herkömmlichen Techniken und Geräten gebildet. Der Schleifkörper kann durch kaltes, warmes oder heißes Pressen oder jedes andere Verfahren, das dem Fachmann bekannt ist, gebildet werden. Der Schleifkörper kann durch herkömmliche Brennverfahren gebrannt werden, die in der Technik bekannt sind und für die die Art und die Qualität der Bindung und weiterer Komponenten ausgewählt werden. Allgemein nimmt mit zunehmendem Porositätsgehalt die Brennzeit und Temperatur ab.

Zusätzlich zu den traditionellen Verfahren der Ausbildung von Schleifkörpern können die erfindungsgemäßen Artikel in einstufigen Verfahren hergestellt werden, wie in dem US Patent Nr. A-5,221,294 von Carman et al. offenbart, welches hiermit als Referenz eingefügt ist. Wenn man ein einstufiges Verfahren verwendet, wird zunächst eine poröse Struktur durch die Auswahl einer Matten- oder Schaumstruktur erhalten, die miteinander verbundene Porosität aufweist und aus einer organischen (z. B. Polyester) oder anorganischen (z. B. Glas) Faser oder keramischen Fasermatrix oder einer Keramik oder Glas oder organischen Wabenmatrix oder Kombinationen derer besteht und dann die Matrix mit Schleifkörnern und Bindung infiltriert, wenn notwendig, gefolgt von Brennen und Nachbearbeiten, um einen Schleifkörper auszubilden. In einer bevorzugten Ausführungsform werden Lagen von Polyesterfasermatten in der allgemeinen Form einer Schleifscheibe angeordnet und mit einem Aluminiumoxidschlamm infiltriert, um die Fasern zu beschichten. Dieser Aufbau wird für eine Stunde auf 1510°C erhitzt, um das Aluminiumoxid zu sintern und die Polyesterfasern thermisch zu zersetzen und dann weiter verarbeitet (z. B. mit weiteren Komponenten infiltriert) und gebrannt, um einen Schleifkörper zu bilden. Geeignete Fasermatrizen schließen ein Polyester Nylon Fasermattenprodukt, das von der Norton Company, Worcester, Massachusetts erhalten wird, ein.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden gewebte Matten eines harzbeschichteten Fiberglases zu einer Schleifscheibe geschichtet, zusammen mit einem Schleifmix geformt, der Schleifkörner, verglaste Bindungskomponenten und optionale Komponenten enthält. Diese strukturierte Mischung wird mit herkömmlichen Methoden verarbeitet, um einen Schleifkörper auszubilden, der regelmäßig beabstandete Poren in Form langer Kanäle, die quer über die Scheibe laufen, aufweist.

Schleifkörper, die nach einer dieser Methoden hergestellt werden, weisen verbesserte Schleifleistung auf. In feuchten Schleifvorgängen haben solche Schleifwerkzeuge eine längere Haltbarkeit der Scheibe, ein höheres G-Verhältnis (Verhältnis von Metallentfernungsgeschwindigkeit zu Abnutzungsgeschwindigkeit der Scheibe) und einen geringeren Energieverbrauch als vergleichbare Werkzeuge, die von der gleichen Schleifmischung hergestellt werden, aber weniger miteinander verbundene Porosität und Durchlässigkeit aufweisen und/oder die selbe Porosität, aber eine geringere miteinander verbundene Porosität und eine geringere Durchlässigkeit aufweisen. Die erfindungsgemäßen Schleifwerkzeuge erzielen ebenfalls eine bessere, glattere Werkstückoberfläche als herkömmliche Werkzeuge.

Dieses Beispiel verdeutlicht die Herstellung von Schleifscheiben unter Verwendung eines langen Längenverhältnisses, geimpftem Sol-Gel Aluminiumoxid (TARGA^TM) Körnern, erhalten von Norton Company (Worcester, Massachusetts) mit einem durchschnittlichen L/D Verhältnis ~7,5, ohne zusätzlichen Poreninduzierer. In der folgenden Tabelle 1 sind die Mischungsformulierungen aufgelistet:

Für jede der Schleifscheiben wurde die Mischung gemäß der oben aufgeführten Formulierung und Reihenfolge in einem Hobart^® Mischer hergestellt. Jeder Bestandteil wurde nacheinander zugegeben und mit den zuvor zugegebenen Bestandteilen für ungefähr 1–2 Minuten nach der Zugabe durchmischt. Nach dem Mischen wurde das gemischte Material in eine 7,6 cm (3 Zoll) oder 12,7 cm (5 Zoll) Durchmesser Stahlform gegeben und in einer hydraulischen Formpresse für 10–20 Sekunden kalt gepresst, resultierend in 1,59 cm (5/8 Zoll) dicken scheibenähnlichen Scheiben mit einem Loch von 2,22 cm (7/8 Zoll). Das Gesamtvolumen (Durchmesser, Loch und Dicke) als geformten Scheibe und das Gesamtgewicht der Bestandteile wurden durch die gewünschte und kalkulierte endgültige Dichte und Porosität einer solchen Schleifscheibe während des Brennens vorgegeben. Nachdem der Druck von der gepressten Scheibe genommen wurde, wurde die Scheibe von der Form zum Trocknen für 3–4 Stunden manuell auf eine Platte gelegt, bevor sie in einem Brennofen bei einer Heizgeschwindigkeit von 50°C/Stunde von 25°C bis zu einem Maximum von 900°C gebrannt wurde, bei dem die Scheibe für acht Stunden gehalten wurde, bevor sie normalerweise in dem Ofen bis auf Raumtemperatur abgekühlt wurde.

Die Dichte der Scheibe wurde nach dem Brennen untersucht, um jegliche Abweichungen von der berechneten Dichte festzustellen. Die Porosität wurde aus den Dichtemessungen bestimmt, da das Verhältnis von der Dichte der Schleifkörner und des verglasten Bindungsmittels vor dem Zusammengeben bekannt war. Die Porositäten der drei Schleifkörper waren jeweils 51%, 58% und 62%, nach Volumen.

Dieses Beispiel verdeutlicht die Herstellung von zwei Scheiben unter Verwendung von TARGA^TM Körnern mit einem L/D Verhältnis ~30, ohne jeglichen Poreninduzierer, für extrem hochporöse Schleifscheiben.

Die folgende Tabelle 2 führt die Mischungsformulierungen auf. Nach dem Formen und Brennen, wie in Beispiel 1, werden verglaste Schleifscheiben mit Porositäten (4) von 77% und (5) von 80%, nach Volumen, erhalten.

Dieses Beispiel veranschaulicht, dass dieses Verfahren kommerzielle Mengen Schleifwerkzeuge, d. h. 500 mm (20 Zoll) im Durchmesser produzieren kann. Drei große Scheiben (20 × 1 × 8 Zoll, oder 500 × 25 × 200 mm) wurden unter Verwendung von langen TARGA^TM Körnern für kommerzielle Mengen Kriechgang-Schleifscheiben ohne zusätzlichen Poreninduzierer hergestellt, die jeweils ein durchschnittliches L/D Verhältnis von ~6,14, 5,85 bzw. 7,6 aufweisen.

Die folgende Tabelle 3 führt die Mischungsformulierungen auf. Während der Formstufe war die maximale Rückfederung („springback") kleiner als 0,2% (oder 0,002 Zoll oder 50 &mgr;m, verglichen mit der Korndicke von 194 &mgr;m) der Dicke der Scheibe, weit unterhalb von Schleifscheiben der gleichen Spezifikationen, die Poreninduzierer enthalten. Die Pressdicke war von Ort zu Ort sehr einheitlich, als maximale Abweichung wurde 0,4% (oder 0,004 Zoll oder 100 &mgr;m) nicht überschritten. Nach dem Formen wurde jede Schleifscheibe durch einen Luftring an den Scheibenrändern auf eine Platte angehoben, um über Nacht in einem feuchtigkeitskontrolliertem Raum zu trocknen. Jede Scheibe wurde in einem Brennofen mit einer Heizgeschwindigkeit von etwas weniger als 50°C/Stunde gebrannt und für acht Stunden bei der Temperatur von 900°C gehalten, gefolgt vom programmierten Abkühlen auf Raumtemperatur in dem Brennofen.

Nach dem Brennen wurde die Porositäten dieser drei verglasten Schleifscheiben bestimmt: (6) 54%, (7) 54% und (8) 58% nach Volumen. In diesen Scheiben wurden keine Brüche gefunden und die Schrumpfung vom geformten Volumen zum gebrannten Volumen war gleich oder weniger als die, die in kommerziellen Schleifscheiben beobachtet wird, die aus Schaumkorund („bubble alumina") hergestellt wurden, um die Porosität der Struktur bereitzustellen. Das maximale Ungleichgewicht dieser drei Schleifscheiben war jeweils 13,6 g (0,48 Unzen), 7,38 g (0,26 Unzen) und 11,08 g (0,39 Unzen), d. h., nur 0,1%–0,2% des gesamten Gewichts der Scheibe. Die Ungleichgewichtsdaten waren weit unterhalb der oberen Grenze, bei welcher eine Gleichgewichtsanpassung notwendig ist. Diese Ergebnisse weisen auf deutliche Vorteile des vorliegenden Verfahrens bei der Qualitätsstetigkeit in der Herstellung von Hochporositätsscheiben relativ zu herkömmlichen Scheiben hin.

(I) Schleifscheiben, die einen äquivalente Volumenprozentsatz offener Porosität enthalten, wurden auf Geräten für kommerzielle Mengen aus den folgenden Mischungen hergestellt, um die Produktivität von automatischen Press- und Formgeräten unter Verwendung von Mischungen, die Poreninduzierer enthalten, mit den erfindungsgemäßen Mischungen ohne Poreninduzierer, zu vergleichen.

Eine fünffache Produktivitätssteigerung (Geschwindigkeit der Scheibenproduktion in dem Formungsverfahren pro Zeiteinheit) wurde für die erfindungsgemäße Mischung relativ zu einer herkömmlichen Mischung, die Poreninduzierer beinhaltet, beobachtet. Die Erfindungsmischung zeigt freie Strömungscharakteristika, die automatische Pressvorgänge erlauben. In der Abwesenheit von Poreninduzierern zeigt die erfindungsgemäße Mischung keine Rückfederung („springback") nach dem Pressen und keine Kernbildung während des Brennens. Die Permeabilität der erfindungsgemäßen Scheibe betrug 43 cm³/Sekunde/Zoll Wasser.

(II) Schleifscheiben, die äquivalente Volumenprozentsätze an offener Porosität enthalten, wurden von den folgenden Mischungen hergestellt, um die Brenneigenschaften der Mischungen, die Poreninduzierer enthalten, mit denen der Erfindungsmischungen zu vergleichen.

Die erfindungsgemäßen Scheiben zeigten keine Zeichen von Durchbiegung („slumpage"), Brüchen oder Kernbildung nach dem Brennen. Vor dem Brennen hatten die ungebrannten, gepressten erfindungsgemäßen Scheiben eine hohe Permeabilität von 22 cm³/Sekunde/Zoll Wasser verglichen mit den ungebrannten, gepressten Scheiben, die von einer herkömmlichen Mischung, die Poreninduzierer enthält, hergestellt wurde, welche 5 cm³/Sekunde/Zoll Wasser betrug. Es wird angenommen, dass die hohe ungebrannte Permeabilität eine hohe Massen-/Hitzetransferrate während des Brennens bedingt, die in einer höheren Heizgeschwindigkeitsfähigkeit für die erfindungsgemäßen Scheiben relativ zu den herkömmlichen Scheiben führt. Das Brennen der erfindungsgemäßen Scheiben war unter Verwendung von äquivalenten Heizzyklen in der halben Zeit abgeschlossen, die für herkömmliche Scheiben erforderlich ist. Die Permeabilität der gebrannten erfindungsgemäßen Scheiben war 45 cm³/Sekunden/Zoll Wasser.

Dieses Beispiel zeigt, dass Hochporositäts-Schleifscheiben unter Verwendung von voragglomerierten Körnern hergestellt werden können. Das voragglomerierte Korn wurde durch Extrusion von gestreckten Sol Gel Alpha-Aluminiumoxid Kornpartikeln durch eine kontrollierte Reduktion der Extrusionsrate hergestellt. Die Reduktion der Geschwindigkeit verursacht die Bildung von Agglomeraten bei dem Austritt des Materials aus der Extruderdüse vor dem Trocknen der extrudierten Körner.

Hochporösitätsscheiben wurden, wie in Beispiel 1 beschrieben, aus agglomerierten und gestreckten TARGA^TM Körnern ohne Verwendung eines Poreninduzierers (ein durchschnittliches Agglomerat hatte ~5–7 gestreckte Körner und die durchschnittliche Dimension von jeder war ~~194 × 194 × (194 × 5,96) &mgr;m. Das nominale Längenverhältnis war 5,96 und das LPD-Verhältnis betrug 0,99 g/cm³. Die folgende Tabelle 5 führt die Mischungsformulierungen auf. Nach dem Formen und Brennen wurden verglaste Schleifscheiben mit einer Porosität von 54%, nach Volumen, hergestellt. Scheibe 11 Mischungsformulierung Gewichtsprozent Schleifkorn* 100 Poreninduzierer 0 Dextrin 2.7 Aromer Leim 3.2 Ethylenglykol 2.2 Verglastes Bindungsmittel 20.5 (Agglomerate von 80 Körnung, ~194 × 194 × 1160 &mgr;m)

Dieses Beispiel beschreibt die Permeabilität Messungsversuche und zeigt, dass die Permeabilität von Schleifkörpern deutlich gesteigert werden kann, wenn Schleifkörner in Form von faserförmigen Partikeln verwendet werden.

Eine quantitative Messung der Offenheit poröser Medien durch Durchlässigkeitsversuche, basierend auf D'Arcy's Gesetz, das das Verhältnis von Fliessgeschwindigkeit und Druck auf poröse Medien beschreibt, wurde verwendet, um die Scheiben zu bewerten. Eine zerstörungsfreie Versuchsapparatur wurde gebaut. Das Gerät bestand aus einer Luftzufuhr, einem Durchflussmesser (um Q, die Einlassluftfliessgeschwindigkeit zu messen), einer Druckanzeige (um Druckänderungen an zahlreichen Stellen der Scheibe zu messen) und einer Düse, die an die Luftzufuhr angeschlossen war, um den Luftstrom gegen zahlreiche Oberflächenstellen auf der Scheibe zu leiten.

Im Versuch wurden ein Lufteinlassdruck Po von 1,76 kg/cm² (25 psi), eine Einlassluftflussgeschwindigkeit Qo von 14 m³/Stunde (500 Fuß³/Stunde) und eine Testdüsengröße von 2,2 cm verwendet. Datenpunkte (8–16 pro Schleifscheibe) (d. h. 4–8 pro Seite) wurden aufgenommen, um einen genauen Durchschnitt zu ermitteln.

Tabelle 4 zeigt den Vergleich der Durchlässigkeitswerte (Q/P, in cm³/Sekunde/Zoll Wasser) der zahlreichen Schleifscheiben.

Die Daten wurden durch Verwendung von Scheiben von mindestens einem halben Zoll (1,27 cm) Dicke, normalerweise ein Zoll (2,54 cm) Dicke, normiert. Es war nicht möglich Scheiben herzustellen, die als Kontrolle für Beispiel 2 dienen konnten, da die Mischung nicht in den Hochporositätsgehalt der erfindungsgemäßen Scheiben geformt werden konnte (erreicht durch die Verwendung von gestreckten Schleifkörnern in einer andererseits standardisierten Schleifmischung). Die Kontrollscheiben wurden unter Verwendung einer 50/50 Volumenprozent Mischung eines 4 : 1 Längenverhältnisses Sol Gel Aluminiumoxidschleifkorns mit einem 1 : 1 Längenverhältnis Sol Gel oder 38A Aluminiumoxid Schleifkorns hergestellt, alle erhalten von Norton Company, Worcester, Massachusetts.

Scheibe 11 umfasst agglomierte gestreckte Schleifkörner, daher bietet es sich weder an die Daten direkt mit nicht agglomerierten gestreckten Körnerpartikeln noch mit der Durchlässigkeitsbeschreibung zu vergleichen, die durch die Gleichung: Durchlässigkeit in cm³/Sekunde·KPa = 1,77 × Querschnittsbreite (in cm³/Luft/Sekunde/Zoll Wasser = 0,44 × Querschnittsbreite) Breite des Schleifkorn in Mikrometern gegeben wird. Die Durchlässigkeit der erfindungsgemäßen Scheiben wird sehr vorteilhaft mit den Kontrollen verglichen und war ungefähr gleich der vorhergesagten Durchlässigkeit für eine Scheibe, die eine ansonsten gleichwertige Art von nicht agglomerierten gestreckten Körnern enthält.

Die Daten zeigen, dass die Scheiben, die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt wurden, eine ungefähr 2–3fach höhere Durchlässigkeit als konventionelle Schleifscheiben haben, die die gleiche Porosität aufweisen.

Dieses Beispiel veranschaulicht wie das L/D Verhältnis des Schleifkorns die Schleifleistung in einem Kriechgang-Schleifmodus ändert. Ein Satz von Schleifscheiben mit 54% Porosität und gleichen Mengen an Schleif- und Bindungsmittel, hergestellt in einer Norton Company Fabrik, mit einem Durchmesser von 50,8 × 2,54 × 20,32 cm (20 × 1 × 8 Zoll), wurden für die Versuche, wie unten in Tabelle 5 gezeigt, ausgewählt.

Diese Scheiben wurden auf die Schleifleistung untersucht. Das Schleifen wurde an 20,32 × 10,66 × 5,33 cm (8 × 4 × 2 Zoll) Blöcken aus 4340 Stahl (Rc 48–52) bei einem Gleichlauf, nicht kontinuierlichen Kriechgang-Schleifvorgang auf einer Blohm Maschine entlang der längsten Dimension der Blöcke durchgeführt. Die Scheibengeschwindigkeit war 30,5 m/Sekunde (6000 S.F.P.M.), die Tiefe des Schnittes war 0,318 cm (0,125 Zoll) und die Geschwindigkeit des Tisches betrug von 19,05 cm/Minute (7,5 Zoll/Minute), bei einer Erhöhung von 6,35 cm/Minute (2,5 Zoll/Minute) bis zum Brennen des Werkstücks. Die Schleifleistung wurde außerordentlich verbessert, wenn gestreckte TARGA Körner verwendet werden, um Schleifscheiben herzustellen, die 54% Porosität und eine Luftdurchlässigkeit von mindestens ungefähr 50 cm³/Sekunde/Zoll Wasser aufweisen. Tabelle 6 fasst die Ergebnisse der zahlreichen Schleifaspekte zusammen. Zusätzlich zu den Vorteilen der miteinander verbundenen Porosität, sind beide, die Schleifproduktivität (charakterisiert durch die Metallentfernungsgeschwindigkeit) und der Schleifindex (G-Verhältnis geteilt durch die spezifische Energie) abhängig von dem Längenverhältnis des Schleifkorns: die Leistung steigt mit ansteigendem L/D-Verhätnis.

Die Geschwindigkeit in cm/Minute ist gleich der 2,54fachen Geschwindigkeit in Zoll/Minute. Kraft in kg/cm ist gleich der 5,59fachen Kraft in lbf/Zoll.

Ähnliche Schleifleistungsergebnisse wurden mit Scheiben erzielt, die 80–120 Körnung Schleifkorn enthalten. Für kleinere Körnungsgrößen wurden signifikante Schleifverbesserungen für Scheiben beobachtet, die eine Durchlässigkeit von mindestens ungefähr 40 cm³/Sekunde/Zoll Wasser aufweisen.

Dieses Beispiel veranschaulicht die Herstellung von durchlässigen Schleifkörpern, die faserförmige, thermisch zersetzbare Materialien in einer Mattenstruktur verwenden, um hohe miteinander verbundene Porosität in den gehärteten Schleifkörpern zu erzeugen.

Unter Verwendung der unten gezeigten Formulierungen wurden die Komponenten, wie in Beispiel 1 beschrieben, gemischt und die Mischung in eine Form (5,0 × 0,53 × 0,875 Zoll) geschichtet und gepresst, um ungebrannte Scheiben zu bilden. Die Scheiben 12 und 13 enthalten fünf Lagen von gleich beabstandeten Schleifmischungen, getrennt durch vier Lagen von Harz beschichteten Fiberglasmatten (30% Harz auf 70%, nach Gewicht, E Glas, erhalten von Industrial Polymer and Chemicals als Produkt #3321 und #57). Eine feinmaschige Matte mit 1 mm quadratischen Öffnungen (#3321) wurde für Scheibe 12 verwendet und eine grobmaschige Matte mit 5 mm quadratischen Öffnungen (#57) wurde für Scheibe 13 verwendet. Scheibe 14, die Kontrolle, enthielt keine Fiberglasmaschen.

Die ungebrannten Scheiben wurden wie in Beispiel 1 von der Presse entfernt, getrocknet und gebrannt. Nach dem Brennen wurde der äußere Durchmesser der Scheibe geschliffen, um die Porenkanäle, die durch die Zersetzung der Fiberglasmatte entstanden sind, aufzudecken. Die Scheiben waren einheitliche Strukturen, die für Schleifarbeiten geeignet sind. Röntgenradiographische Bilder wurden aufgenommen und bestätigten das Vorliegen eines internen Netzwerks von großen flüssigkeitsdurchlässigen Kanälen, deren Ort und Größe in etwa der der Fiberglasmaschen in den Scheiben 12 und 13 und keinen Kanälen in Scheibe 14 entsprachen. Demzufolge eigneten sich die Scheiben 12 und 13 für den erfindungsgemäßen Einsatz.

Dieses Beispiel veranschaulicht die Herstellung von durchlässigen Schleifkörpern unter Verwendung von Laminaten aus Vliesmatten eines organischen Substrates, welches mit einem Aluminiumoxidschwemmung beschichtet wurde. Das Laminat wurde hitzebehandelt, um das Aluminium zu sintern und dann als Matrix verwendet, um einen durchlässigen Schleifkörper zu bilden.

Die Aluminiumoxidschwemmungs-Komponenten wurden in einem Hochintensitätsmischer (Modell Premier Mill Corporation Laboratory Disperator) durch Mischung von 100 g Böhmit Sol (Condea, Desperal Sol 10/2 flüssig, erhalten von Condea Chemie GmbH), 0,15 ml Nalco Entschwämmer und 300 g Alpha-Aluminiumoxid Pulver (Ceralox-APA-0,5 &mgr;m, mit MgO, erhalten von Ceralox Corporation) bei 500 rpms gemischt, wobei die Durchmischungsgeschwindigkeit auf 2500–3000 rpms angehoben wird, wenn die Viskosität angestiegen ist. Die Mischung wurde mit 99,97% reinem Aluminiumoxid 0,5 Zoll zylindrischem Mahlmedium in einem 1000 ml Nalgene Kontainer, der auf einem Red Devil Farbenschüttler befestigt, für 15 Minuten gemahlen, dann durch ein 10 U.S Machenweite Tyler Sieb gesiebt, um die Aluminiumoxidschwemmung zu erhalten.

Der Aluminiumoxidschlamm wurde verwendet, um sechs (3,75 × 0,25 Zoll) Polyester/Nylon faserförmige Vliesmattenscheiben (erhalten von Norton Company) zu beschichten. Die beschichteten Scheiben wurden auf einer Aluminiumoxidplatte gestapelt, die mit einer Papierscheibe bedeckt war, eine weitere Papierscheibe und eine Aluminiumoxidplatte wurden auf dem Stapel platziert und zwei 1 Zoll hohe Blöcke auf jeder Seite des Stapels platziert. Druck wurde auf die obere Platte ausgeübt, um den Stapel auf die selbe Höhe wie die Blöcke zu komprimieren. Die gestapelten Scheiben wurden bei Raumtemperatur für 4 Stunden und in einem 80°C Ofen für 4 Stunden getrocknet. Die beschichteten Scheiben wurden unter Verwendung eines Temperaturlaufzyklusses bis zu einer maximalen Temperatur von 1510°C gebrannt, um eine Aluminiumoxidmatrix zu bilden.

Nach dem Brennen wurde die Aluminiumoxidmatrix mit einer Dispersion aus verglastem Bindungsmaterial durchsetzt. Die Dispersion wurde in dem gleichen Hochintensitätsmischer hergestellt, der für den Aluminiumoxidschwemmung genutzt wurde, wobei der Mischer auf 500–700 rmps gesetzt wurde und 70 g entionisiertes Wasser bei 50°C, 0,3 ml Darvan 821/A Dispersionsmittel (erhalten von R. T. Vanderbilt Co., Inc.), 0,15 ml Nalco Entschäumer, 30 g eines gesinterten („frit") Bindungspulvers (eine rohe Bindungsmischung wurde in ein Glas geschmolzen, gekühlt, gemahlen und gefiltert, um eine Fritte zu erzielen, die eine durchschnittliche Partikelgröße von 10 – 20 &mgr;m aufweist) und 1 g Gelloid C 101 Polymer (FMC Corporation) gemischt werden. Die Dispersionstemperatur wurde unter ständigem Rühren auf 40–45°C eingestellt, um die Viskosität für das Durchdringen der Aluminiumoxidmatrix zu minimieren. Die Aluminiumoxidmatrix (enthaltend 115 g Aluminiumoxid) wurde in einer Petrischale platziert und mit der Bindungsdispersion vermischt, in eine Vakuumkammer gestellt und ein Vakuum angelegt, um sicher zu stellen, dass die Glasfrittenbindungsdispersion vollständig in die Matrix eindringt. Während des Kühlens bildet die Bindungsdispersion ein Gel und der Überschuss an Gel wird von der Außenseite der Aluminiumoxidmatrix gekratzt. Die durchdrungene Aluminiumoxidmatrix (enthalten 42,8 g Bindung) wurde in einem Temperaturlaufhrennzyklus bei einer maximal Temperatur von 900°C gebrannt, um einen Schleifkörper zu erhalten, der die Bindungszusammensetzung besitzt, die in Beispiel 1 des US Patent Nr. 5,035,723 beschrieben ist, welches hiermit als Referenz eingefügt ist. Der Schleifkörper war hochdurchlässig, von einheitlicher Struktur, hatte 70–80%, nach Volumen, Porosität, mit einer geeigneter Stärke für Schleifarbeiten.

Dieses Beispiel veranschaulicht die Herstellung eines durchlässigen Schleifkörpers unter Verwendung von faserförmigen Material, dass die Schleifkörner und Bindung in einem geeigneten Verhältnis für den gehärteten Schleifkörper enthält. Das faserförmige Material wurde aus einer schlammartigen Mischung von 5,75 bis 1,0 Volumen Verhältnisse des Sol Gel Alpha-Aluminiumoxid Korns zu verglasten Bindungskomponenten durch Spritzgießen und Sintern hergestellt. Die Scheibe (3 Zoll Durchmesser) wurde, wie in Beispiel 1 beschrieben, aber unter Verwendung der nachfolgend gezeigten Mischungsformulierung hergestellt.

Die Scheiben hatten 80%, nach Volumen, Porosität, eine Luftdurchlässigkeit von 350 cm³/Sekunde/Zoll Wasser und waren einheitliche Strukturen, die für weiche Schleifarbeiten geeignet waren.