DE2941298A1 - Verfahren zur herstellung von schleifkornkonglomeraten sowie nach dem verfahren hergestellte schleifkornkonglomerate und deren verwendung - Google Patents

Verfahren zur herstellung von schleifkornkonglomeraten sowie nach dem verfahren hergestellte schleifkornkonglomerate und deren verwendung

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DE2941298A1 DE19792941298 DE2941298A DE2941298A1 DE 2941298 A1 DE2941298 A1 DE 2941298A1 DE 19792941298 DE19792941298 DE 19792941298 DE 2941298 A DE2941298 A DE 2941298A DE 2941298 A1 DE2941298 A1 DE 2941298A1
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Günter 7880 Bad Säckingen Höfling
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    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14Anti-slip materials; Abrasives
    • C09K3/1436Composite particles, e.g. coated particles

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Description

  • Verfahren zur Herstellung von Schleifkorn-
  • konglomeraten sowie nach dem Verfahren hergestellte Schleifkornironglomerate und deren Verwendung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schleifkornkongloneraten sowie nach dem Verfahren hergestellte Schleifkornkonglomerate und die Verwendung solcher Schleifkornkonglomerate zur Herstellung von Schleifmitteln auf Unterlagen oder Schleifkörpern.
  • Beim Bearbeiten von Werkstücken mit Schleifkörpern, insbesondere Schleifmittel auf Unterlagen, z.B. Schleifbändern oder -lamellen, sind die Standzeiten der Werkzeuge, insbesondere bei hoher Belastung, von besonderer Bedeutung. Das Schleifmittel ist nur solange in der Lage, die Oberfläche des Werkstücks abzutragen, solange die Schleifkörner aufgrund ihrer scharfen Kanten das Werkstück angreifen können. Bei einschichtigem Aufbau von Schleifmitteln auf Unterlagen konmt es zum schnellen Verschleiß des Schleifinittels dadurch, daß entweder die Schleifkanten unwirksam werden oder das Schleifkorn aus der Bindung der Unterlage herausgebrochen wird.
  • Es sind in der Vergangenheit vielerlei Anstrengungen gemacht worden, die Standzeiten von Schleifmitteln auf Unterlagen zu verbessern. Zur Lösung der aufgezeigten Probleme wurden zunächst mehrere Schichten von Schleifkörnern in mehreren Arbeitsgängen auf die Unterlage aufgetragen, was naturgemäß den großen Nachteil mit sich brachte, daß solche mehrschichtigcn Laminate die geforderte Flexibilität des auf eine Unterlage aufgebrachten Schleifmittels stark herabsetzen. Bs gelang jedoch, die Flexibilität der Schleifmittel auf Unterlagen dadurch zu erhalten, daß man die Unterlagen mit Aggregaten aus Schleifkörnern bestreute, die in einer porösen keramischen Matrix verteilt waren, wie z.B. in der DE-PS 939 377 beschrieben ist Auf eine im Prinzip ähnliche Weise werden in der DE-OS 24 14 0a7 Komposit-Schleifkörner beschrieben, die aus feimkristalli.len, hochwertigen Schleifmitteln, wie Diamantpulver,kubischem Bornitrid und anderen mikro-kristallinen Schleifmitteln als eine feste Dispersion in einer Matrix aus verschiedenen Metalloxiden (SiO2, TiO2, Al2O3 usw.) Verteilt sind. Die letztgenannten Schleifmittel sind auf grund der extremen Feinheit der Schleifkörner nur für sehr spezielle Anwendungen (Feinschleifen, Polieren) geeignet. Die meisten der dem erfindungsgemäßen Zweck nahestehenden Schleifmaterialien bestehen aus Schleifkornaggregaten meist kugeliger Art, wobei die Konglomerate durch Kunstharze und ganz allgemein durch organische Polymerverbindungen gebunden werden. Konglomerate der letztgenannten Art sind naturgemäß thermisch und mechanisch sehr instabil, so daß es bei stärkerer Belastung (hohem Schleifandruc.; und daraus folgender Ersarmung) sehr leicht zum Ausbrechen der Schleifstoffpartikeln kommt, und die Standzeiten nur unsesentlich verbessert werden können. Schleifmittel dieser Art sind z.B. beschrieben in den deutschen Offenlegungsschriften 14 27 591, 17 52 612, 23 48 338, 24 17 196, 25 16 008 und 26 08 273.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung mehr- bzw. vielschichtiger Schleifmittel auf Unterlagen so auszubilden, daß ein sehr breites Auslsahl-Spel;trzm sezüglich der Körnung der Schleifkörner ermöglicht und trotzdem eine hohe mechanische und thermische Stabilität der Komglomerate aus den Einzelkörnern gewährleistet wird.
  • Diese Aufgabe wird gemaß der Erfindung dadurch gelöste daß Schleifmittelkörner mit Zusätzen von Glasfritten und Klebemitteln intensiv gemischt, mit geringen Mengen Wasser zur erdfeuchten Konsistenz aufbereitet, zu Formkörpern gepreßt, getrocknet und gesintert werden, so daß nach dem Zerkleirern der Sinterkörper Schleifkornkon.glomerate entstehen, deren Größe das Vielfache der ursprünglich eingesetzten Schleifkörner beträgt.
  • Die an das Schleifmittel gestellten Forderungen werden erfindungsgemäß dadurch erfüllt, daß man Schleifkörner, z.B.
  • Korund oder Siliziumcarbid, mit einer gecigneten FIer¢,e Fritte, einer geringen Menge Bindemittel (Dextrin, Zelluloselerivate usw.) und wenig Wasse;- zu einer Masse mit extrudierbarer Konsistenz vermischt, zu Preßlingen oder Granulat verformt und dieses nach dem Trocknen bei Temperaturen unterhalb acs Erweichungspunktes der Fritte sintert und anschließend die Sinterkörper auf die gewünschte Schleifmittelkörnung zerkleinert. Solcherart hergestellte Konglomerate eignen sich vorteilhaft zur Herstellung von Schleifmitteln auf Unterlagen, an die besondere Forderungen hinsichtlich der Standzeiten und Abtragsleistung gestellt werden. Durch die Auswahl engbegrenzter Kornbereiche der Schleifkörner für die Herstellung der erfindungsgemäßen Konglomerate erreicht man mit den daraus hergestellten Schleifmitteln auf Unterlagen auf dem r beschleifenden Werkstoff während der gesamten Standzeit konstante Rauhtiefen, die darüberhinaus auch beim Auswechseln des abgenutzten Schleifmittels gegen ein neues, unverbrauchtes reproduzierbar bleiben.
  • Uberdies läßt sich die Porosität der Schleifkornkonglomerate in weiten Grenzen dadurch beliebig verändern, daß man der eingangs erwähnten Mischung außer den bereits en*/ähaten Zusätzen an Fritte und Hilfsmitteln noch Ausbrennstoffe hinzufügt, die z.B. Torfkoks oder Walnußgranulat oder ähnliches, die bei dc-m anschließenden Sinterprozeß durch Verglühen bei der Sintertemperatur und entsprechender Gasentwicklung wieder entlleichen, wobei dann Hohlräume entstehen, die beim Abkühlen der Konglomerate erhalten bleiben.
  • Die auf die beschriebene Weise hergestellten Konglomerate werden zu Schleifmitteln auf Unterlagen durch mechanisches Aufstreuen oder durch elektrostatisches Auftragen auf die vorgelegten Unterlagen (Papier, Leinen usw.) aufgebracht und mit einer deckenden Lackschicht versehen. Die einzelnen Konglomerate haben aufgrund ihrer zerklüfteten, unregelmäßigen Oberflächen wesentlich bessere Haftungseigenschaften als die üblichen Einzelkörner mit ihren glatten Bruchflächen. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Konglomerate zur Herstellung von kunstharzgebundenen (starren Schleifkörpern) ist im Hinblick auf das besondere Haftvermögen der Kunstharzbindung ebenfalls von besonderem Vorteil. Auf solche Weise hergestellte Schleifwerkzeuge weisen eine wesentlich höhere Standzeit auf bei zugleich größerer Abtragsleistung.
  • Es ist sinnvoll, bei der Verwendung geringerer Korngrößen des Schleifkorns die Bindemittelanteile (Fritte und Klebemittel) zu erhöhen. In der Praxis hat sich ein Bindemittelanteil (Fritte) von größer als 10eS und kleiner als 50'S bewährt, je nach Feinheit des Schleifkorns.
  • Typische Konglomeratzusammensetzungen (Ausgangsmischungen) sind z.B.
  • a) 71,4 Gew.-°S Halbedelkorund, Korngröße P 320 nach FEPA 18,7 Gew.-,S Fritte 5,8 Gew.-% Dextrin 5 Gew.-° Wasser b) 84 Gew.-eC Halbedelkorund, Korngröße P 80 nach FEPA 12 Gew.-% Fritte 2 Gew.-% Dextrin 2 Gew.-% Wasser Die Fritten bestehen aus handelsüblicher Glasurfritte, wie sie auch als Keramisches Hilfsmittel bei der Schleifscheibenherstellung eingesetzt wird.
  • Beispiel 1: Eine Mischung von 84 Gew.-% Halbedelkorund P 80 nach FEPA, 12 Gew.% Fritte (PbO-B2O3-Glaspulver), 2 Gew.% Dextrin und 2 Gew.% Wasser wird wie folgt hergestellt: Die Schleifkörner werden in einer Mischtrommel vorgelegt, im noch trockenen Zustand Dextrin und die Fritte unter intensivem Mischen kontinuierlich zudosiert. Die pulvrige liischtmg wird dann mit Wasser auf eine geeignete Konsistenz gebracht, so daß sie mit einem Extruder anschließend zu zylindrischen Preßlingen verformt werden kann. Die Preßlinge werden bei ca. 1100C getrocknet, wobei ihre Festigkeit soweit zunimmt, daß sie geschüttet werden können. Man sintert das Produkt bei ca. 1000°C etwa 4 Std. lang und kühlt die gebrannten Form körper langsam ab. Die anschließende Zerkleinerung der Formkörper auf die gewünschte Körnung der Konglomerate erfolgt mittels einer Scheibenmühle. Die gemahlenen Schleifkornkonglomerate werden dann auf eine geeignete Korngröße klassiert, zweckmäßigerweise auf 0,5 bis 1 mm Durchmesser. Beim Mahlen fallen ca. 10eJ Feinkorn an, das der Ausgangsmischung wieder zugeführt wird.
  • Die Herstellung eines Schleifmittels auf Unterlagen aus dem erfindungsgemäßen ilaterial erfolgt auf übliche Weise in der Art, daß das klassierte Konglomerat im elektro statischen Feld gleichmäßig auf eine vorgeleimte Schleifunterlage aufgetragen, mit einer Deckschicht aus Kunstharz überzogen und ausgehärtet wird.
  • Durch Verwendung der oben beschriebenen Konglomerate auf Schleifmitteln auf Unterlagen wurde bis zum 10-fachen der Abtragsleistung von einem Werkstück gegenüber herkömmlichen Schleifmitteln aui Unterlagen erreicht.
  • Beispiel 2: Herstellung einer kunstharzgebundenen Schleifscheibe zum Feinstschleifen.
  • Anstelle eines Halbedelkorundkorns, Körnung 320 (Einzelkorn), wurde ein Konglomerat auf Basis dieser Körnung gemäß Beispiel 1 hergestellt.
  • Als Ausgangsmischung wurden dafür 71,4S' Halbedelkorund, Körnung P 320 nach FEPA, 17,8 Gew.-SÓ Fritte, 5,8 Gew.-Có Dextrin und 5 Gew.-°Ó Wasser eingesetzt und analog Beispiel 1 zu Konglomerat verarbeitet.
  • Eine bestimmte Menge Konglomerat wurde mit einem Flüssigharz benetzt und zur Erzielung der gewünschten Scheibenhsrte ein Trockenharz zugegeben.
  • Die Mischung kann folgende Zusammensetzung haben: 85 °o Konglomerat 2 5'o Furfural 4 ,0 Phenolharz, flüssig 5 % Phenolharz, trocken 4 % Kyrolith Die einzelnen Komponenten werden in der Reihenfolge intensiv gemischt. Die entstandene rieselfahige Mischung wird im beschriebenen Fall mit einer Dichte von 1,60 g/cm3 zu einer Scheibe verpreßt.
  • Die Scheibe wird im elektrisch beheizten Umluftofen bei langsam ansteigender Temperatur bis ca. 1800C in e-tila 8 h ausgehärtet. Die so stabilisierte Scheibe wurde zum Feinstschliff von gehärtetem Stahl eingesetzt. Eine qualitative Vergleichsuntersuchung führte zu dem Ergebnis, daß die Schleifleistung gegenüber einer Schleifscheibe herkömmlicher Art zunimmt bei gleichzeitiger Erhöhung der Standzeit.

Claims (8)

  1. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung von Schleifkornkonglomeraten unter Verwendung von anorganischen Bindemitteln, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Schleifmittelkörner mit Zusätzen von Glasfritten und Klebemitteln intensiv gemischt, mit geringen Mengen Wasser zur erdfeuchten Konsistenz aufbereitet, zu FormRörpern gepreßt, getrocknet und gesintert wurden, so daß nach den Zerkleinern der Sinterkörper Schleifkornkonglomerate entstehen, deren Größe das Vielfache der ursprünglich eingesetzten Schleifkörner beträgt.
  2. 2. Verfahren zur Herstellung von Schleifkornkonglomeraten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das iiengenverhältnis von Schleifkörnern zu anorganischen Bindemitteln im Bereich von 3:1 bis 7:1 entsprechend der eingesetzten Körnung im Bereich von P 80 bis P 320 nach FEPA venvendet wird.
  3. 3. Verfahren zur Herstellung von Schleifkoronglomeraten nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Schleifkorn Korund, Siliziumcarbid oder Zirkonkorung eingesetz-t wird.
  4. 4. Verfahren zur Herstellung von SchleiSkornkonglomeraten nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Porosität der Schleifkornkongloir.;rate vor dem Mischen der Komponenten Ausbrennhilfsstoffe zugesetzt werden, die beim Sintern durch Verbrennung wieder entrseichen.
  5. 5. Schleifkornkonglomerate, bestehend aus Schleifkörnern und anorganischen Bindemitteln, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von Schreifkörnern zu anorganischen Bindemitteln 3:1 bis 7:1 entsprechenc. der eingesetzten Körnung im Bereich von P 80 bis P 320 nach FEPA beträgt.
  6. 6. Schleifkonglomerate nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die eingesetzten Schleifkörner aus Korund, Siliziumcarbid oder Zirkonkorund bestehen.
  7. 7. Verwendung von Schleifkornl;onglomeraten gemäß den Ansprechen 1 bis 6 zur Herstellung von Schleifmitteln auf Unterlagen.
  8. 8. Verwendung der Schleifkornkonglomerate gemäß Anspruch 1 bis 6 zur Herstellung starrer Schleifkörper in Form von Kunstharz- oder keramisch gebundenen Scheiben.
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