Alambre de precisión que incluye partículas abrasivas superficialmente modificadas.

Un alambre (14, 24) que comprende una superficie (16, 26), caracterizado por que la superficie (16,

26) tiene partículas de diamante superficialmente modificadas (12, 28) y partículas de diamante convencionales (18) incorporadas, al menos parcialmente, a la superficie (16, 26) de dicho alambre (14, 24) por una matriz (20, 30) de enlace, en donde cada partícula de diamante superficialmente modificada (12, 28) tiene una rugosidad superficial de aproximadamente 0,60 a aproximadamente 0,80 y una esfericidad de aproximadamente 0,25 a aproximadamente 0,50, en donde la expresión "rugosidad superficial", como se emplea en estas reivindicaciones, se refiere a la medición de una imagen bidimensional que permite cuantificar la extensión o el grado de depresiones y picos de los bordes o límites de un objeto, como se expresa en la guía de usuario de Clemex Vision PE 3.5 ©2001 del analizador de imágenes CLEMEX, y la rugosidad superficial viene determinada por la relación del perímetro convexo dividido por el perímetro, y el término "esfericidad", como se emplea en estas reivindicaciones, se refiere a la estimación del área encerrada de una imagen u objeto bidimensional (4πA) dividida por el cuadrado del perímetro (p2).

Alambre de precisión que incluye partículas abrasivas superficialmente modificadas La presente invención se refiere a un alambre de acuerdo con el preámbulo de la Reivindicación 1 y a un método para fabricar dicho alambre. Dicho alambre es generalmente conocido por el Documento US2009/0064983A1.

Breve descripción de los dibujos La Figura 1 (a) es una imagen de un alambre revestido con diamante convencional, obtenida con un microscopio electrónico de barrido (SEM; del inglés, scanning electron microscope) .

La Figura 1 (b) es una imagen de un alambre revestido con diamante convencional después de su uso, obtenida con un microscopio electrónico de barrido (SEM) .

La Figura 2 (a) es una imagen de partículas de diamante convencionales usadas en alambres revestidos con diamante convencionales, obtenida con un microscopio electrónico de barrido (SEM) .

En la Figura 2 (b) se ilustran partículas de diamante convencionales en un alambre revestido con diamante convencional.

La Figura 3 (a) es una imagen de partículas de diamante superficialmente modificadas, obtenida con un microscopio electrónico de barrido (SEM) .

En la Figura 3 (b) se ilustran partículas de diamante superficialmente modificadas en una aplicación de alambre revestido.

La Figura 4 (a) es una imagen de una partícula de diamante convencional, obtenida con un microscopio electrónico de barrido (SEM) .

La Figura 4 (b) es una imagen de una partícula de diamante superficialmente modificada, obtenida con un microscopio electrónico de barrido (SEM) .

La Figura 5 (a) es una imagen de un alambre que contiene partículas de diamante convencionales preparado de acuerdo con el Ejemplo 1, obtenida con un microscopio electrónico de barrido (SEM) .

La Figura 5 (b) es una imagen de un alambre que contiene partículas de diamante superficialmente modificadas preparado de acuerdo con el Ejemplo 1, obtenida con un microscopio electrónico de barrido (SEM) .

La Figura 5 (c) es una imagen de un alambre que contiene partículas de diamante convencionales preparado de acuerdo con el Ejemplo 1 después de su uso, obtenida con un microscopio electrónico de barrido (SEM) .

La Figura 5 (d) es una imagen de un alambre que contiene partículas de diamante superficialmente modificadas preparado de acuerdo con el Ejemplo 1 después de su uso, obtenida con un microscopio electrónico de barrido (SEM) .

Descripción detallada Definiciones Al describir y reivindicar la presente invención se utilizará la terminología siguiente de acuerdo con las definiciones expuestas a continuación. El término "abrasivo", como se emplea en esta memoria, se refiere a cualquier material usado para desgastar un material más blando. El término "alambre", como se emplea en esta memoria, se refiere a un cordón cilíndrico y alargado de material. El material puede ser un metal, materiales compuestos o una combinación de metales y/o materiales compuestos. Los materiales compuestos pueden incluir materiales de KEVLAR, materiales de carbono y combinaciones de los mismos. El alambre puede ser un solo hilo o incluir múltiples hilos. El término "exposición", como se emplea en esta memoria, se refiere a:

Exposición relativa = 100 (tc0 -tb0) /tc0 Espacio entre el punto de corte y la superficie de enlace = tc0 -tb0 donde tc0 es la altura inicial de la partícula abrasiva desde la superficie del alambre hasta la punta más lejana de la 2

partícula que entraría en contacto con la pieza a trabajar y tb0 es el grosor medio inicial de la capa enlazante.

La expresión "enlace químico", como se emplea en esta memoria, se refiere a una superficie a la que se han adsorbido químicamente grupos moleculares metálicos u orgánicos.

La expresión "enlace" o "matriz de enlace", como se emplea en esta memoria, se refiere al material que se utiliza para fijar las partículas abrasivas al alambre. La fijación puede ser mecánica, química o una combinación de ambas.

El término "revestimiento", como se emplea en esta memoria, se refiere a un material que envuelve parcial o totalmente las partículas abrasivas. El revestimiento puede ser metálico, polimérico, vítreo o combinaciones de estos por capa o por mezcla.

La expresión "diamante convencional", como se emplea en esta memoria, se refiere a cualquier diamante no sometido al proceso enseñado en la Solicitud Provisional de EE.UU. nº de serie 61/097.422 y/o la Solicitud Provisional de EE.UU. nº de serie 61/187.789.

La expresión "rugosidad superficial", como se emplea en esta memoria, se refiere a la medición de una imagen bidimensional que permite cuantificar la extensión o el grado de picos y depresiones de los bordes o límites de un objeto, como se expresa en la guía de usuario de Clemex Vision PE 3.5 ©2001 del analizador de imágenes CLEMEX. La rugosidad superficial viene determinada por la relación del perímetro convexo dividido por el perímetro:

Perímetro convexo Rugosidad superficial = ----------------

Perímetro Adviértase que conforme aumenta el grado de picos y depresiones disminuye el factor de rugosidad superficial.

El término "esfericidad", como se emplea en esta memoria, se refiere a la estimación del área encerrada de una imagen u objeto bidimensional (4A) dividida por el cuadrado del perímetro (p2) .

4A

Esfericidad = ----

2

p

La expresión "área superficial", como se emplea en esta memoria, se refiere a la superficie externa de una partícula. Cuando se utiliza con una pluralidad de partículas, es decir, con polvo, se emplea la expresión "área superficial específica" y se presenta como área superficial por gramo de polvo.

Es importante advertir que, aunque los términos y expresiones anteriormente definidos se refieren a la medición de perfiles bidimensionales de partículas usando técnicas de medición microscópicas, se entiende que las características se extienden a la forma tridimensional. El análisis automatizado del tamaño y la forma de las partículas mediante imágenes es reconocido por un experto en la técnica como un método fiable y reproducible para medir características de partículas. Aunque se utilizó el analizador de imágenes CLEMEX, se dispone de dispositivos similares que reproducirán los datos.

Existe la necesidad de una partícula de diamante que sea resistente al desprendimiento de la matriz de enlace sobre un alambre revestido con diamante. Además, existe la necesidad de partículas de diamante que permanezcan en la matriz de enlace durante un periodo prolongado de tiempo en comparación con las partículas de diamante convencionales. Además, existe la necesidad de cortar más eficazmente materiales, tales como lingotes de silicio, a velocidades aumentadas. En la Figura 1 (a) comparativa se muestra un alambre 2 que contiene partículas de diamante convencionales 4 que sobresalen de la matriz 6 de enlace electrodepositada. En la Figura 1 (b) comparativa se muestra el alambre 2 después de haber sido utilizado para cortar silicio. Adviértase la ausencia de partículas de diamante convencionales en el alambre usado y las picaduras 8 donde se desprendieron las partículas de diamante convencionales.

Cuando se observan los alambres revestidos con diamante convencionales, es bastante evidente que las partículas de diamante convencionales están mecánicamente retenidas. En el caso de una matriz de enlace electrodepositada como la mostrada en las Figuras 1 (a) y 1 (b) comparativas, la matriz de enlace de níquel electrodepositado no se enlaza químicamente con las superficies de las partículas de diamante convencionales y, similarmente, la resina no se enlaza químicamente con el carbono del diamante.

En relación con la Figura 2 (a) comparativa, las superficies de las partículas de diamante convencionales se muestran en 10. Como se muestra en la Figura 2 (a) , las partículas son relativamente lisas como resultado de una fractura a lo largo de los planos cristalinos a causa del proceso de molienda y micronización usado en la fabricación de partículas de diamante de tamaño micrométrico. En la Figura 2 (b) comparativa se ilustra un alambre 14 que tiene una superficie 16 que incluye partículas de diamante convencionales 18 enlazadas con la superficie mediante una matriz 20 de enlace. Como se representa en la Figura 2 (b) , a causa de las superficies 22 relativamente lisas de las partículas de diamante convencionales 18, es necesario un significativo grosor de la matriz de enlace, al menos un

grosor como la mitad del diámetro de una partícula, para anclar suficientemente las partículas de diamante convencionales 18 a la matriz 20 de enlace. En este caso, la exposición de las partículas... [Seguir leyendo]

1. Un alambre (14, 24) que comprende una superficie (16, 26) , caracterizado por que la superficie (16, 26) tiene partículas de diamante superficialmente modificadas (12, 28) y partículas de diamante convencionales (18) incorporadas, al menos parcialmente, a la superficie (16, 26) de dicho alambre (14, 24) por una matriz (20, 30) de enlace, en donde cada partícula de diamante superficialmente modificada (12, 28) tiene una rugosidad superficial de aproximadamente 0, 60 a aproximadamente 0, 80 y una esfericidad de aproximadamente 0, 25 a aproximadamente 0, 50, en donde la expresión "rugosidad superficial", como se emplea en estas reivindicaciones, se refiere a la medición de una imagen bidimensional que permite cuantificar la extensión o el grado de depresiones y picos de los bordes o límites de un objeto, como se expresa en la guía de usuario de Clemex Vision PE 3.5 ©2001 del analizador de imágenes CLEMEX, y la rugosidad superficial viene determinada por la relación del perímetro convexo dividido por el perímetro, y el término "esfericidad", como se emplea en estas reivindicaciones, se refiere a la estimación del área encerrada de una imagen u objeto bidimensional (4A) dividida por el cuadrado del perímetro (p2) .

2. El alambre según la reivindicación 1, en donde la matriz (20, 30) de enlace incluye además aditivos seleccionados del grupo de abrasivos que tienen una dureza Mohs superior a 7 y superabrasivos que tienen una dureza superior a 3000 kg/mm2 en la escala de Knoop.

3. El alambre según la reivindicación 1 o la Reivindicación 2, en donde la matriz (20, 30) de enlace incluye además fibras poliméricas, fibras inorgánicas, lubricantes, agente de curado, cargas, agentes inductores de porosidad, metales y combinaciones de los mismos.

4. El alambre de las reivindicaciones 1 a 3, en donde dicho alambre (14, 24) comprende un material seleccionado del grupo de metales, polímeros (sintéticos o naturales) , carbono, aleaciones de metales, productos textiles, fibras orgánicas o inorgánicas, seda y combinaciones de los mismos.

5. El alambre de la reivindicación 4, en donde dicho metal es seleccionado del grupo de hierro, acero, acero inoxidable, níquel y/o aleaciones y combinaciones de los mismos.

6. El alambre de las reivindicaciones 1 a 5, en donde dicha matriz (20, 30) de enlace es seleccionada del grupo de materiales metálicos, resinas poliméricas, sistemas híbridos (vítreos + poliméricos) y combinaciones de los mismos.

7. El alambre de las reivindicaciones 1 a 6, en donde dichas partículas de diamante superficialmente modificadas (12, 28) comprenden además un revestimiento.

8. El alambre de la reivindicación 7, en donde dicho revestimiento es metal o resina.

9. Un método para fabricar un alambre (14, 24) según cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 8, que comprende las operaciones siguientes:

- proporcionar un alambre (14, 24) ;

- limpiar dicho alambre (14, 24) ; y

- revestir dicho alambre con partículas de diamante superficialmente modificadas (12, 28) y partículas de diamante convencionales (18) ,

en donde dichas partículas de diamante superficialmente modificadas (12, 28) y dichas partículas de diamante convencionales (18) están enlazadas con la superficie (16, 26) del alambre mediante una matriz (20, 30) de enlace, en donde cada partícula de diamante superficialmente modificada tiene una rugosidad superficial de aproximadamente 0, 60 a aproximadamente 0, 80 y una esfericidad de aproximadamente 0, 25 a aproximadamente 0, 50, en donde la expresión "rugosidad superficial", como se emplea en estas reivindicaciones, se refiere a la medición de una imagen bidimensional que permite cuantificar la extensión o el grado de depresiones y picos de los bordes o límites de un objeto, como se expresa en la guía de usuario de Clemex Vision PE 3.5 ©2001 del analizador de imágenes CLEMEX, y la rugosidad superficial viene determinada por la relación del perímetro convexo dividido por el perímetro, y el término "esfericidad", como se emplea en estas reivindicaciones, se refiere a la estimación del área encerrada de una imagen u objeto bidimensional (4A) dividida por el cuadrado del perímetro (p2) .