<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schleifkörpern, bei welchem auf die Oberfläche eines Trägerkörpers auf chemischem Weg eine Schicht aus unbeschichteten Schleifpartikeln mit einer Korngrösse von 20 bis 120 pm aus z. B. Diamant, kubischem Bornitrid, Borkarbid oder einem Gemenge hievon aufgetragen und anschliessend der beschichtete Trägerkörper in einem Bad auf chemischem Wege mit einem Nickelüberzug versehen wird.
Es sind Verfahren zur Herstellung von Schleifkörpern bekannt, bei denen auf die Oberfläche eines Trägerkörpers auf galvanischem Wege ein Schleifpartikel enthaltender Metallüberzug aufgetragen wird. Das Metall des galvanischen Überzugs ist vorwiegend Nickel und die Schleifpartikel Industriediamant (Bort) oder kubisches Bornitrid (CH-PS Nr. 553256, DE-PS Nr. 2109787).
Diese Verfahren weisen den Nachteil auf, dass die Verteilung des Metalls auf der Oberfläche des Trägerkörpers, dem Charakter des galvanischen technologischen Prozesses zufolge, nicht gleichmässig ist, was zu einer Ungleichmässigkeit in der Verteilung der Schleifpartikel auf der Oberfläche des Trägerkörpers führt. Ausserdem ist das Metall des galvanischen Überzugs nicht genügend hart, fest und verschleissfest, und dazu kommt noch, dass die. Einrichtungen zur Durchführung dieser Verfahren sehr kompliziert sind und die Herstellung des Schleifkörpers sehr zeitraubend ist.
Es sind auch Verfahren zur Herstellung von Dispersionsüberzügen mittels stromloser chemischer Prozesse bekannt, bei welchen in dem Metallüberzug kleine Partikel unter 5 um eingeschlossen werden. Diese Verfahren werden zur Herstellung von Metallüberzügen benutzt, welche Siliziumdioxyd-, Titandioxyd-, Aluminiumoxyd- (Korund) und andere Partikel enthalten, wodurch zwar eine erhöhte Verschleissfestigkeit und Härte erreicht werden, aber nicht die für Schleifkörper erforderlichen Schneideigenschaften.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von Schleifkörpern zu schaffen, das eine Genauigkeit, Gleichmässigkeit und Verschleissfestigkeit des Schleifüberzugs sichert, wobei dieses Verfahren mittels einer einfachen Einrichtung durchführbar sein soll.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass erfindungsgemäss vor dem Aufbringen des Nickelüberzugs die unbeschichteten Schleifpartikel in ein Bad eingebracht und in diesem mit Hilfe eines sich mit 200 bis 300 Umdr/min drehenden Rührwerks, das jeweils für 0, 5 bis 4 min angetrieben und sodann für 3 bis 15 min stillgesetzt wird, periodisch mit dem Trägerkörper in Berührung gebracht werden und gleichzeitig eine Vernickelung durchgeführt wird.
Die Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens bestehen im folgenden : Der nach diesem Verfahren hergestelte Überzug weist eine gleichmässige Dicke und eine Gleichmässigkeit an Schleifpartikelgehalt auf, wobei derselbe auch eine grosse Härte und Verschleissfestigkeit besitzt ; die erforderliche Zeitdauer für die Herstellung des Schleifüberzugs ist vermindert. Die zur Durchführung dieses Verfahrens erforderliche Einrichtung weist eine einfache Konstruktion auf. Dieses Verfahren erlaubt eine wesentliche Verminderung des Abfalls von Schleifmaterial. An Hand der nachstehend angeführten Beispiele wird die Erfindung näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigen Fig. l eine beispielsweise Ausführungsform der Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung von Schleifkör- pern, Fig. 2 einen Trägerkörper in Form einer flachen Scheibe im Schnitt, Fig. 3 eine Draufsicht auf diesen Trägerkörper, Fig. 4 ein Werkzeug zum Innenschleifen mit mehreren stiftförmigen Schleifkörpern, Fig. 5 eine Stirnansicht des Werkzeugs und Fig. 6 einen stiftförmigen Schleifkörper.
Gemäss Fig. l besteht die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens aus einem Arbeitsbad --4-- mit doppelten Wänden, elektrischen Heizkörpern --5--, die einen im Mantel des Bades - befindlichen Wärmeträger-6-- erwärmen, welcher seinerseits eine Lösung --7-- zur chemischen Vernickelung erwärmt. Mittels eines Thermometers --8-- und eines Wärmereglers --9--, wird die notwendige Betriebstemperatur der Lösung --7-- aufrechterhalten, welche mit einem über eine Schalt- uhr -11-- gesteuerten Rührwerk --10- periodisch verrührt wird.
Beispiel 1 : Für die Herstellung eines Schleifkörpers in Form einer flachen Scheibe-l- (Fig. 2, 3), die in Maschinen zur Bearbeitung von Tabak und Zigaretten Anwendung findet, wird als Material für den Trägerkörper kohlenstoffarmer Konstruktionsstahl benutzt. Nach mechanischer Bearbeitung wird der Trägerkörper einer photochemischen Behandlung unterzogen, um auf der Oberfläche gleichmässig verteilte und mit Negativlack bedeckte Stellen zu erhalten. Auf diesen Stellen werden später die Schleifpartikel aufgetragen.
<Desc/Clms Page number 2>
Es wird eine saure Hypophosphit-Lösung für chemische Vernickelung mit nachstehend angeführter Zusammensetzung verwendet.
Nickelsulfat (Septahydrat) 18,7 gel
Ammoniumfluorid 1, 1 g/l
EMI2.1
Äpfelsäure (99%) 8, 0 g/l Bleidichlorid 1,5 mg/1 Natrium-Dodecylbenzol-Sulfonat 5 mg/l
EMI2.2
Eintauchen in 20%iger Salzsäure-Lösung bei 5minütiger Verweilzeit aktiviert. Die auf diese Weise bearbeiteten Trägerkörper werden auf den Boden des mit der Lösung --7-- gefüllten Arbeitsbades --4-- gesetzt und während 5 min vernickelt. Während der Rotation des sich mit 300 Umdr/min drehenden Rührwerks --10-- wird der Lösung --7-- für die chemische Vernickelung synthetisches Diamantpulver zugegeben, wobei die Arbeitsweise des Rührwerks --10-- 2 min Rühren und 4 min Verweilzeit ist.
Nach einer 80minütigen Bearbeitung werden die Trägerkörper aus der Einrichtung herausgenommen und mit fliessendem Wasser gespült. Danach wird der Schutznegativlack entfernt und die Trägerkörper werden in ein chemisches Vernickelungsbad mit der oben angeführten Zusammensetzung gebracht, in dem dieselben einer zusätzlichen Vernickelung während 90 min und bei 90 C unterworfen werden, bis der endgültige Schleifkörper hergestellt ist.
Als Schleifmittel kann ebenso kubisches Bornitrid oder eine Mischung aus synthetischem Diamant und Borkarbid benutzt werden.
Beispiel 2 : Es wird wie im Beispiel 1 verfahren, wobei Naturdiamantpulver und die nachstehend angeführte Zusammensetzung der Lösung zur chemischen Vernickelung verwendet wird.
Nickelacetat 46 g/l
Natriumzitrat 24 g/l Milchsäure 20 g/l
Dimethylaminboran 2,6 g/l
Dithioglykolsäure 0, 11 g/l
PH-Wert der Lösung 5, 2 und Arbeitstemperatur von 65 C, wobei die Arbeitsweise des Rührwerks --10-- 2 min rühren mit 200 Umdr/min und 6 min Verweilzeit ist.
Beispiel 3 : Zur Herstellung von stiftförmigen Schleifkörpern --2-- zum Innenschleifen von Maschinenbestandteilen wird die im Beispiel 1 angegebene Lösung für chemische Vernickelung benutzt. Nach dem Reinigen, Entfetten und Aktivieren der Oberfläche der Trägerkörper gemäss Beispiel 1, werden sie in eine Halterung --3-- eingesetzt. Die Halterung --3-- wird auf dem Boden des mit der Lösung --7-- für chemische Vernickelung gefüllten Bades --4- so wie im Beispiel 1 bei einer Temperatur von 92 C angeordnet. 3 min danach wird der Lösung --7-- synthetisches Diamantpulver in einem dreimal grösseren Massenverhältnis gegenüber dem Nickelgehalt in der Lösung zugegeben.
Die Arbeitsweise des Rührwerks --10-- ist 3 min Rühren mit 200 Umdr/min und 4 min Verweilzeit. Nach jedem Intervall von 21 min wird die Halterung --3-- um einen Winkel von 720 gedreht. Nach 105 min wird die Halterung --3-- aus der Lösung --7-- herausgenommen, mit fliessendem Wasser gespült und in ein anderes Bad mit einer Lösung zur chemischen Vernickelung gebracht, welche die in Beispiel 1 angegebene Zusammensetzung aufweist, jedoch mit dem Unterschied, dass dieselbe bis auf 90 C erhitzt wird und kein Schleifpulver enthält. Hier werden
<Desc/Clms Page number 3>
die Trägerkörper noch weitere 100 min vernickelt, bis der Schleifkörper seine endgültige Form erhalten hat.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Schleifkörpern, bei welchem auf die Oberfläche eines Trägerkörpers auf chemischem Weg eine Schicht aus unbeschichteten Schleifpartikeln mit einer Korngrösse von 20 bis 120 um aus z. B. Diamant, kubischem Bornitrid, Borkarbid oder einem Gemenge hievon aufgetragen und anschliessend der beschichtete Trägerkörper in einem Bad auf chemischem Wege mit einem Nickelüberzug versehen wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufbringen des Nickelüberzugs die unbeschichteten Schleifpartikel in ein Bad eingebracht und in diesem mit Hilfe eines sich mit 200 bis 300 Umdr/min drehenden Rührwerks, das jeweils für 0, 5 bis 4 min angetrieben und sodann für 3 bis 15 min stillgesetzt wird, periodisch mit dem Trägerkörper in Berührung gebracht werden und gleichzeitig eine Vernickelung durchgeführt wird.
<Desc / Clms Page number 1>
The invention relates to a method for producing abrasive bodies, in which a layer of uncoated abrasive particles with a grain size of 20 to 120 pm from z. B. diamond, cubic boron nitride, boron carbide or a mixture thereof and then the coated carrier body is chemically provided with a nickel coating in a bath.
Methods for producing abrasive bodies are known in which a metal coating containing abrasive particles is applied to the surface of a carrier body in a galvanic manner. The metal of the galvanic coating is predominantly nickel and the abrasive particles are industrial diamond (Bort) or cubic boron nitride (CH-PS No. 553256, DE-PS No. 2109787).
These methods have the disadvantage that the distribution of the metal on the surface of the carrier body, according to the nature of the galvanic technological process, is not uniform, which leads to an uneven distribution of the abrasive particles on the surface of the carrier body. In addition, the metal of the galvanic coating is not sufficiently hard, strong and wear-resistant, and on top of that the. Means for performing these methods are very complicated and the manufacture of the grinding wheel is very time consuming.
Methods are also known for producing dispersion coatings by means of electroless chemical processes, in which small particles below 5 μm are enclosed in the metal coating. These processes are used for the production of metal coatings which contain silicon dioxide, titanium dioxide, aluminum oxide (corundum) and other particles, whereby an increased wear resistance and hardness are achieved, but not the cutting properties required for grinding wheels.
The object of the invention is to provide a method for producing grinding wheels which ensures accuracy, uniformity and wear resistance of the abrasive coating, this method should be able to be carried out by means of a simple device.
This object is achieved with a method of the type mentioned at the outset in that, according to the invention, the uncoated abrasive particles are introduced into a bath prior to the application of the nickel coating and in this bath with the aid of a stirrer rotating at 200 to 300 revolutions per minute, each for 0.5 is driven for up to 4 minutes and then stopped for 3 to 15 minutes, periodically brought into contact with the carrier body and nickel plating is carried out at the same time.
The advantages of the method according to the invention are as follows: the coating produced by this method has a uniform thickness and a uniform abrasive particle content, the same also having great hardness and wear resistance; the time required to produce the abrasive coating is reduced. The device required to carry out this method has a simple construction. This process significantly reduces the amount of abrasive waste. The invention is explained in more detail with reference to the examples given below.
In the drawings, FIG. 1 shows an example of an embodiment of the device for carrying out the method for producing grinding wheels, FIG. 2 shows a carrier body in the form of a flat disk in section, FIG. 3 shows a plan view of this carrier body, and FIG. 4 shows a tool for internal grinding with several pin-shaped grinding elements, FIG. 5 shows an end view of the tool and FIG. 6 shows a pin-shaped grinding element.
According to Fig. 1, the device for carrying out the method consists of a working bath --4-- with double walls, electric radiators --5--, which heat a heat carrier-6-- located in the jacket of the bath, which in turn is a solution --7-- heated for chemical nickel plating. Using a thermometer --8-- and a heat controller --9--, the necessary operating temperature of the solution --7-- is maintained, which is periodically stirred with a stirrer -10- controlled by a timer -11-- becomes.
Example 1: For the production of a grinding wheel in the form of a flat disc-1- (Fig. 2, 3), which is used in machines for processing tobacco and cigarettes, low-carbon structural steel is used as the material for the carrier body. After mechanical processing, the carrier body is subjected to a photochemical treatment in order to obtain spots which are evenly distributed on the surface and covered with negative paint. The abrasive particles are later applied to these areas.
<Desc / Clms Page number 2>
An acidic hypophosphite solution for chemical nickel plating is used, with the composition shown below.
Nickel sulfate (septa hydrate) 18.7 gel
Ammonium fluoride 1.1 g / l
EMI2.1
Malic acid (99%) 8.0 g / l lead dichloride 1.5 mg / 1 sodium dodecylbenzene sulfonate 5 mg / l
EMI2.2
Immersion in 20% hydrochloric acid solution activated with a 5-minute residence time. The carrier bodies processed in this way are placed on the bottom of the working bath --4-- filled with solution --7-- and nickel-plated for 5 minutes. While the agitator --10-- is rotating at 300 rpm, synthetic diamond powder is added to the solution --7-- for chemical nickel plating, the mode of operation of the agitator --10-- 2 minutes stirring and 4 minutes dwell time is.
After 80 minutes of processing, the carrier bodies are removed from the device and rinsed with running water. The protective negative varnish is then removed and the support bodies are placed in a chemical nickel plating bath having the composition mentioned above, in which they are subjected to additional nickel plating for 90 minutes and at 90 ° C. until the final abrasive body is produced.
Cubic boron nitride or a mixture of synthetic diamond and boron carbide can also be used as an abrasive.
Example 2: The procedure is as in Example 1, using natural diamond powder and the composition of the solution given below for chemical nickel plating.
Nickel acetate 46 g / l
Sodium citrate 24 g / l lactic acid 20 g / l
Dimethylamine borane 2.6 g / l
Dithioglycolic acid 0.11 g / l
PH value of solution 5, 2 and working temperature of 65 C, the mode of operation of the agitator is --10-- 2 min stirring with 200 rev / min and 6 min dwell time.
Example 3: The solution given in Example 1 for chemical nickel plating is used to manufacture pin-shaped grinding wheels --2-- for internal grinding of machine components. After cleaning, degreasing and activating the surface of the carrier body according to Example 1, they are placed in a holder --3--. The holder --3-- is placed on the bottom of the bath --4- filled with the solution --7-- for chemical nickel plating - as in example 1 at a temperature of 92 ° C. 3 minutes later --7-- synthetic diamond powder is added to the solution in a mass ratio three times greater than the nickel content in the solution.
The operating mode of the agitator --10-- is 3 min stirring with 200 rev / min and 4 min dwell time. After each interval of 21 min, the holder --3-- is rotated through an angle of 720. After 105 min, the holder --3-- is removed from solution --7--, rinsed with running water and transferred to another bath with a solution for chemical nickel plating, which has the composition given in Example 1, but with the The difference is that it is heated up to 90 C and contains no abrasive powder. Be here
<Desc / Clms Page number 3>
the carrier bodies are nickel-plated for a further 100 minutes until the grinding body has received its final shape.
PATENT CLAIMS:
1. A process for the production of abrasive bodies, in which a layer of uncoated abrasive particles with a grain size of 20 to 120 .mu.m from e.g. B. diamond, cubic boron nitride, boron carbide or a mixture thereof and then the coated carrier body in a bath is chemically provided with a nickel coating, characterized in that the uncoated abrasive particles are introduced into a bath and in this with the nickel coating With the help of a stirrer rotating at 200 to 300 rpm, which is driven for 0.5 to 4 minutes and then stopped for 3 to 15 minutes, periodically brought into contact with the carrier body and nickel plating is carried out at the same time.