Schleifkörper
Die Erfindung bezieht sich auf einen Schleifkörper, wie beschichtetes Schleifblattmaterial, Schleifschei- ben bzw. -ringe und dergleichen.
Bei einem Schmirgel-, Polier- oder Schleifvorgang besteht ein ständiges Problem in der Erzeugung von Wärme. Dieses Problem ist besonders akut, wenn das Werkstück, das bearbeitet werden soll, Metall ist, das sich verbiegen kann oder ein einheitliches Aussehen haben soll. Die Erzeugung von übermässiger Wärme verursacht ein Verbeulen, Verfärben und in manchen Fällen eine Herabsetzung der Härte des Werkstückes.
Seit vielen Jahren ist es üblich, ein Schleifmittel, z. B.
ein Schmieröl, der Oberfläche des Schleifkörpers zuzuführen, wodurch die Reibungswärme vermindert und die Schleiffähigkeit erhöht werden soll. Obwohl diese Arbeitsweise in einigen Fällen befriedigend ist, ist sie unbequem, verursacht Schmutz, erfordert eine zusätzliche Einrichtung und kann eine Feuergefahr darstellen.
Aus der Fachliteratur sind viele Versuche bekannt, Schleifhilfsmittel in ein Schleifmaterial einzuarbeiten.
Zum Beispiel wird in der USA-Patentschrift Nummer 2327 846 eine Schleifscheibe vorgeschlagen, die Füllmittel aus chloriertem Kohlenwasserstoff enthält. Das Füllmittel soll sich dabei während des Schleifvorgan- ges unter Bildung saurer, mit Metall reaktionsfähiger Substanzen zersetzen. Ausserdem war es schon fast vor einem halben Jahrhundert bekannt (vgl. USA-Patentschrift Nr. 1 325 503), eine poröse Schleifscheibe mit geschmolzenem Paraffin, Talg, Öl, Wachs oder Fett zu imprägnieren. Chlorierte Naphthaline sind gleichfalls angewandt worden (vgl. USA-Patentschrift Nr. 1900430). Obwohl jede dieser Techniken in einigen Fällen brauchbar ist, können stark saure oder ätzende Schleifhilfsmittel auch die Vorrichtung, auf der sie verwandt werden, angreifen.
Bei Schleifvorgängen wird eine Schleifscheibe häufig zu heiss, so dass ein grosser Teil des Paraffins, Wachses oder eines ähnlichen Füllmittels schmilzt und fortgeschleudert wird, bevor die Scheibe verbraucht ist. In der USA-Patentschrift Nr. 2734812 wird vorgeschlagen, Teilchen aus geblähtem Perlit mit Schmieröl zu tränken und in ein Phenolharzbindemittel einzubringen. Das Schmierneigt nicht nur dazu, die Haftfähigkeit des Harzes für die Schleifkörner zu vermindern, sondern kann ausserdem während der Lagerung vorzeitig aus der Scheibe heraussickern.
Der erfindungsgemässe Schleifkörper, welcher Schleifkörner und ein gehärtetes Bindemittel für die Schleifkörner sowie gegebenenfalls feinteiligen Graphit enthält, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel eine Vielzahl von Hohlkapseln aufweist, die mit einem Schleifschmermittel gefüllt sind und die Eigenschaften haben, beim Schleifen zu zerbrechen und das Schleifschmiermittel freizugeben.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine einfache und bequeme Herstellung von Schleifkörpern, die Schmiermittel enthten und die bei Schleifvorgängen besonders brauchbar sind, bei denen die Wärmeerzeugung ein Problem darstellt. Schleifschmiermittel, die für das die Schleifkörner bindende Bindemittel nicht aufnahmefähig sind, können benutzt werden, und es kann weit mehr Schleifschmiermittel vorhanden sein, als es früher jemals möglich war. Produkte werden gewonnen, deren Leistungskennwerte innerhalb eines grossen Spielraumes liegen können. Die mittels der Erfindung erzielten Ergebnisse sind genau reproduzierbar.
Mit Harz gebundene Scheiben, die der vorliegenden Erfindung entsprechen, können so ausgebildet sein, dass sie während der gesamten Schleifnutzdauer kalt laufen, dabei jedoch die Fähigkeit behalten, bei hohen Geschwindig- keiten mit überragender Schleifleistung zu arbeiten, was diese Scheiben von Scheiben mit Glasbindung unterscheidet. Die Produkte nässen nicht während der Lagerung, und zwar auch nicht bei erhöhten Temperaturen.
In den erfindungsgemässen Schleifkörpern sind die Schleifschmiermittel in sehr kleinen Hülle von der Art der Hohlkügelchen verkapselt, die unter normalen Handhabungsbedingungen unversehrt bleiben, beim Schleifen aber zerbrechen. Es ist gefunden worden, dass unter einigen Bedingungen sogar nur 1 Vol.% des Schleifkörpers (einschliesslich der Schllteifkörner) die Schleifleistung in einem bemerkenswerten Masse verbessern, dass unter bestimmten anderen Handhabungsbedingungen aber bis zu 25 , vorteilhaft sind; allgemein ausgedrückt, erfordert das Schleifen von regelmässigen Werkstücken mehr Schmiermittel als das Schleifen von spitzen oder zackigen Werkstücken.
Die verwandten, Schmiermittel enthaltenden Kapsein können vollständig in dem Bindemittel einer Schleifscheibe oder wenigstens in der Schmirgellbeschichtung eines üblichen beschichteten Schleifmaterials verteilt sein. Ein Produkt, bei dem die Erfindung wirksam ausgeführt werden kann, ist der von Nestor in der USA Patentschrift Nr. 2 862 806 beschriebene Schleifring.
Die Vorrichtung nach Nestor ist ein kreisumfangsmä ssig einheitlicher und genau ausgeglichener geformter Schleifkörper, der einen permanent gehärteten harzartigen Ring aufweist. Der auf den Mittelpunkt bezogene äussere Teil des Ringes ist bis zu einer relativ beträchtlichen Tiefe mit Schleifkörnern gefüllt, während der auf den Mittelpunkt bezogene innere Teil des Ringes ohne Körner sein kann. Es ist vorteilhaft, die verkapselten Schleifhilfsmittel nur in dem Teil des Ringes zu verteilen, der tatsächlich die Schleifkörner enthält.
Die mit Schmiermittel gefüllten Kügelchen selbst können, wie noch ausgeführt wird, entweder aus organischen oder anorganischen Substanzen bestehen.
Äthylcellulose, Carboxymethylcelklulose, Methylmethacryiat, Styrol,
Divinylbenzol, Äthylacrylat,
Methylacrylat, Vinylacetat,
Gelatine-Gummiarabicum,
Stärke, Zucker, Kasein, Alginate, Pektin,
Irischer Knorpeltang,
Styrol-Divinylbenzol-Copolymerisate,
Glas. Keramiken und Metalle können unter geeigneten Bedingungen verwandt werden. Der Ausdruck Schmiermittel ist so zu verstehen, dass er irgendeine nichtschleifende Substanz erfasst, die entweder die zum Metallschleifen bzw. -schneiden erforderliche Kraft vermindert oder die Neigung von frisch freigelegten Metallflächen herabsetzt. sich an die Schleifkörper anzuschweissen, oder beides. Zu den Substanzen, die geeignete Schmiermittel beim Schleifen von Stahl sind, gehören Petroleum, chlorierte Kohlenwasserstoffe, Eisenpyrite, Paraffin und zweiwertige Schwefelverbindungen.
Zum Schleifen oder Schmirgeln anderer Metalle, wie Zink oder Aluminium, können stark saure oder basische Stoffe (z. B. NaHSO4 oder NaOH) als Schmiermittel venvandt werden, eine Möglichkeit, die früher nicht bestanden hatte. Die Scheiben, die mit ätzend wirkenden Schleifhiifsmitteln dieser Art hergestellt worden sind, lassen sich vollständig sicher handhaben, geben aber eingestellte Mengen des Schleifhilfsmittels an der Stelle der Werkstoffentfernung frei.
Die Schmiermittel können in die Hohlkügelchen mit Hilfe der verschiedenen bekannten Massnahmen eingeschlossen werden, wobei eine einfache Koazervation, wie sie in der USA-Patentschrift Nr. 2 800 458 beschrieben ist, geeignet ist. Bei diesem Verfahren wird ein hydrophiles Kolloid, wie Gelatine, in Wasser di spergiert, Schmieröl wird hinzugefügt, und die Mischung wird geschüttelt, so dass sich eine Öl-in-Was- ser-Emulsion bildet. Ein Salz, das die Koazervation fördert, wird dann hinzugefügt, um die Löslichkeit des Kolloid zu vermindern und um zu bewirken, dass sich eine Flüssigkeitshülle um die Öltröpfchen bildet. Die Temperatur wird dann gesenkt, damit sich das Kolloid verfestigt, und die entstandenen Kapseln werden gewaschen und abgefiltert.
Durch Verändern der relativen Mengen des Kolloids und des Öls und der Grösse der Öltröpfchen kann man Kapseln mit einer vorbestimmten Wandstärke erzeugen. Im allgemeinen gilt, dass je dünner die Wand ist undloder je grösser die Kapseln sind, desto leichter die Kapseln unter den Schleifbedingungen zerbrochen werden. Kapseln mit einem Durchmesser, der viel kleiner als 5 Mikron ist, können sich nur schwer zerbrechen lassen und unzureichende Mengen Schmiermittel enthalten, so dass sie wirtschaftlich nicht vorteilhaft sind. Anderseits können Kapseln mit einem Durchmesser über 500 Mikron nur schwer gehandhabt werden, weil sie häufig vorzeitig zerbrechen.
Auch durch andere Verfahrensweisen können die Schmiermittel in die Kapseln eingeschlossen werden.
Zum Beispiel kann ein Monomeres mit niedrigem Molekulargewicht in Öl gelöst werden, das dann in Wasser dispergiert wird, wie es in dem vorstehenden Absatz beschrieben ist. Ein Katalysator wird dann zu dem Wasser hinzugefügt, und die Hüllen werden durch Grenzflächenpolymerisation des Monomeren um das Öl herum gebildet.
Feste Schmiermittel können ebenfalls mechanisch verkapselt werden. Zum Beispiel können kalte Schmiermittelteilchen erwärmten Dämpfen des Verkapselungsmaterials in einem evakuierten System ausgesetzt werden, wobei der Dampf sich um die Teilchen herum kondensiert. Die Teilchen können auch in einem filmbildenden Material durch gleichzeitiges Durchführen dieses Materials und der Teilchen durch Düsen in ein filmhärtendes Bad verkapselt werden.
Die Erfindung wird in den dazugehörigen Zeichnungen ausführlicher erläutert, in denen
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer die Erfingung erläuternden Schleifscheibe ist,
Fig. 2 eine stark vergrösserte Querschnittsansicht der Scheibe nach Fig. 1 entlang der Schnittlinie 2 bis 2 ist,
Fig. 3 eine Querschnittsansicht eines beschichteten Folienmaterials ist, das die Erfindung erläutert, und
Fig. 4 eine Querschnittsansicht eines Kügelchens des Typs ist, der erfindungsgemäss angewandt wird.
Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, bindet verfestigtes Harzmaterial 11 die Schleifkörner 12 fest in einer Stellhng in dem auf den Mittelpunkt bezogenen äusseren Teil der Scheibe bzw. des Ringes. In dem Harzmaterial 11 sind Kügelchen 14 in grosser Anzahl, und wahlweise Fülistoffteötichen 13, die zum Beispiel aus Graphit, Calciumcarbonat oder einem ähnlichen Material bestehen können, enthalten.
In Fig. 3 ist elin nachgiebiges Grundmaterial 31 mit einem Gefügebindemittel 32 ausgestattet, in dem die Schleifkörner 33 eingebettet sind. Über dem Ge fügehindemittel 32 und den Schleilkörnern 33 befindet sich das Appreturbindemittel 34, in dem die Schmiermittel enthaltenden Kügelchen 14 verteilt sind. Obwohl es möglich ist, diese Kügelchen vollständig in dem Gefügehindemittel und dem Apnreturbindemfttel zu verteilen, ist gefunden worden, dass dieses nicht erforderlich ist, und ferner, dass eine solche Ausbildungsform die Gefügeschicht unnötigerweise schwächen kann.
In Fig. 4 weisen die Kügelchen 14 eine zerbrechliche Hülle 15 und einen Kern 16 auf, wobei der letztere aus dem Schleifhilfsmittel besteht.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele, die keine Begrenzung der Erfindung darstellen, noch weiter erläutert. In den Beispielen sind alle Teile Gewichtsteile, falls es nicht anders angegeben ist.
Beispiel 1 Herstellung der mit Schmieröl gefüllten Kügelchen
Ein Vorkondensat wird durch Vermischen von 6 Molen eines 37 % igen Formaldehyds in Wasser und 4 Molen Harnstoff, Zugabe von Triäthanolamin, um das System alkalisch zu machen, und einstündiges Erwärmen bei 70 bis 800 C hergestellt. Dieses System wird dann mit Wasser verdünnt, und es wird Säure hinzugefügt, um das pH auf etwa 2 bis 4 zu senken.
Das System wird fortl,aufend geschüttelt, und aufgefrischtes Motoröl (SAE Nr. 10) wird langsam hinzugegeben; das Schütteln wird etwa 4 Stunden lang bei 40 bis 450 C fortgeführt. In diesem sauren Bereich kondensiert das Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensat zu mikroskopischen Kapselhüllenwänden, wobei diese die Tröpfchen des mit Wasser nicht mischbaren Öls einschliessen. Die Grösse der Kügelchen liegt in dem Bereich von 50 bis 100 Mikron, kann aber entweder durch Vermindern der Schüttelgeschwindigkeit verkleinert oder durch Erhöhen der Schüttelgeschwindigkeit vergrössert werden.
Herstellung der Schleifscheibe bzw. des Schleifringes
Die folgenden Stoffe werden direkt in eine zylindrische Form mit einem Durchmesser von etwa 20 cm und einer Breite von etwa 1,3 cm eingebracht: Aluminiumoxyd mit einer Korngrösse von etwa 250 Mikron (Feinheitsgrad 61)) 278,4 Teile Graphit, durchschnittliche Teilchengrösse 20,8 Teile Harnstoff-Formaldehyd-Kügelchen von 50 bis 100 Mikron, enthaltend aufgefrischtes Ö1 SAE Nr. 10, die nach obiger Beschreibung hergestellt wurden 10,8 Teile
Die Form wurde zur Verteilung der festen Stoffe mit 500 Umdrehungen je Minute um ihre Achse gedreht, wonach die folgenden Bestandteile zu der sich drehenden Form gegeben wurden:
: DEN 438 -Harz 86 Teile Methylendianilin 24 Teile
Die Umdrehungsgeschwindigkeit wurde dann auf 3000 Umdrehungen je Minute erhöht, und ein Ofen mit einer Temperatur von etwa 150 C wurde über der sich drehenden Form 45 Minuten lang angeordnet.
Die Scheibe wurde dann aus der Form entfernt und 4 Stunden lang bei etwa 2000 C nachgehärtet. Die Randdicke der fertiggestellten Scheibe betrug etwa 3,2 cm.
Die in diesem Beispiel verwandten Kügelchen be standen aus 70 Gew.% Öl und 30 Gew.% Hülle, wobei die gesamte Hüllendicke in der Grössenordnung von 1 Mikron lag. DEN 438 ist ein polyfunktionelles Epoxy-Novolakharz, das von der Dow Chemical Company erhältlich ist und ein Molekulargewicht von 600 und ein Epoxydäquivalentgewicht von 176 aufweist und die folgende schematische Formel besitzt:
EMI3.1
Die Scheibe dieses Beispiels wurde benutzt, um eine ebene Werkzeugstahlplatte mit einer Rockwell C Härte von 55 bis 60 zu schleifen, indem die Platte in Quervorschubabschnitten von 6,35 mm mit einem Vertikalvorschub von 0,025 mm durchquert wurde.
Nach 30 Durchgängen hatte die Scheibe 198 g Stahl abgeschliffen, während eine handelsübliche mit Glas versehene Scheibe nur 186 g Stahl in der gleichen Zeitdauer abgeschliffen hatte. Bei Benutzung einer der beiden Platten war kein Brennen oder Verfärben der Stahlplatte festzustellen. Übliche mit Harz gebundene Schlleifscheiben waren im allgemeinen für diesen Arbeitsvorgang wegen der örtlichen Überhitzung des Werkstückes ungeeignet. Bezogen auf das Gesamtvolumein, enthielt die Scheibe dieses Beispiels etwa 11,7% verkapseltes Schleifhilfsmittel, d. h. etwa 9 % Öl.
Beispiel 2
Eine zylindrische Form von etwa 36 x 2,5 cm wurde mit 850 g des Epoxyharzes Epon 828 , das mit 18 % N-Aminoäthylpiperazin (NAEP) katalysiert worden war, beschickt. Die Umdrehungsgeschwindigkeit wurde auf 1000 Umdrehungen je Minute erhöht, und die folgenden Substanzen wurden hinzugefügt: Aluminiumoxydteilchen (Feinheitsgrad 6003 731 Teile Graphit, durchschnittliche Teilchengrösse 222 Teile Harnstoff-Formaldehyd-Kügelchen von 50 bis 100 Mikron des in Beispiel 1 beschriebenen Typs 222 Teile
Die Umdrehungsgeschwindigkeit wurde auf 1500 Umdrehungen je Minute erhöht, ein Ofen wurde über der Form angeordnet, und das Harz wurde 45 Minuten lang bei etwa 900 C vorgehärtet. Die Scheibe wurde dann aus der Form entfernt und 2 Stunden lang bei etwa 1200 C gehärtet; die Randdicke betrug etwa
5,1 cm.
Epon 828 , das von Shell Chemical Company erhältlich ist, besteht im wesentlichen aus dem Diglycidyläther vom Bisphenol A und weist eine Viskosi tät von 100 bis 160 cP bei Raumtemperatur und ein Molekulargewicht von 185 bis 192 je Epoxyäquivalent auf.
Bezogen auf das Gesamtvolumen, enthielt die Scheibe dieses Beispiels 14,0S Aluminiumoxydkörner, 7,7 % Graphit, 18,8,0 verkapseltes Öl und 59,5 % Harzbindemittel. Diese Scheibe war zum Polieren geeignet, wobei sie einheitlich und weich mit einer geringeren Neigung zum Brennen als eine gleiche Scheibe, die jedoch kein verkapseltes Ö1 enthielt, schliff.
Beispiel 3
Eine Druckform von etwa 20,3 x 2,5 cm mit einem inneren Zylinderdurchmesser von etwa 3,8 cm wurde mit den folgenden Bestandteilen beschickt: Aluminiumoxyd mit einer Korngrösse von etwa 250 Mikron (Feinheitsgrad 60) 523 verkapseltes Öl wie in Beispiel 1 39,7 Graphit, durchschnittliche Teilchengrösse 20,7 Varcum 1364 -Phenolharz 118,0
Die Form wurde einem Druck von etwa 840 kg/ cmC bei einer Temperatur von etwa 1500 C 30 Minuten lang unterworfen, und anschliessend wurde der geformte Ring entfernt und weitere 2 Stunden lang bei etwa 1750 C gehärtet.
Varcum 1364 ist ein gepulvertes Zweistufen Phenolharz mit einem Hexamethylentetramingehalt von 8,8 bis 9,3 %, einem Erweichungspunkt von 80 bis 900 C und einer Piattenhärtung bei 1500 C von 80 bis
100 Sekunden.
Die Scheibe dieses Beispiels, die 11,0 Vol.% verkapseltes Schleifmittel enthielt, war besonders für ein Glanzschleifen (light grindmg), bei dem ein Brand gewöhnlich ein ernsters Problem darstellt, geeignet.
Beispiel 4
Die folgenden Bestandteile wurden miteinander gemischt und mittels einer Zentrifuge zu einer Scheibe, entsprechend Beispiel 1, verformt: DEN 438 und Methylendianilin im Verhältnis 78 22 21,4 ölhaltige Kapseln wie in Beispiel 1 2,9 Aluminiumoxydteilchen mit einer Korngrösse von etwa 740 Mikron (Feinheitsgrad 24) 75,7
Die fertiggestellte Scheibe mit einer Randdicke von etwa 3,18 cm wurde durch Ausputzen von Weichstahl geprüft. Sowohl die Schleifgeschwindigkeit als auch das Vermögen, einem Brennen zu widerstehen, waren bedeutend besser als bei einer Kontrollscheibe, die kein verkapseltes Öl enthielt. Die Scheibe dieses Beispiels enthielt 45,5 Vol Harz, 7,7 Vol.% verkapseltes Öl und 46,8 Vol.% Schleifkörner.
Beispiel 5
Zwei Scheiben, A und B, wurden entsprechend der Zusammensetzung und dem Verfahren des Beispiels 1 hergestellt, wobei der einzige Unterschied darin bestand, dass die Kapseln in der Scheibe A mit 11,7 Vol.% Harnstoff-Formaldehyd-Kügelchen von 20 bis 60 Mikron, enthaltend Excelene NF , und die Kapseln in der Scheibe B mit 12,8 Vol.% Harnstoff-Formaldehyd Kapseln von 30 bis 80 Mikron, ebenfalls enthaltend Excelene NF , ersetzt wurden.
( Excelene NF ist ein chloriertes Mineralöl, das besonders als Hochdruckschmiermittel empfohlen wird.) Die Scheibe A hatte, wenn sie dem im Beispiel 1 beschriebenen Test unterworfen wurde, eine Schleifgeschwindigkeit von 10510 im Vergleich zu einer üblichen gläsernen Scheibe, während Scheibe B eine Schleifgeschwindigkeit von 11710 aufwies. Es ist anzunehmen, dass die überlegene Leistungsfähigkeit von Scheibe B auf die relativ grössere Menge und Verfügbarkeit des ÖIs, das in jeder Kapsel enthalten ist, zurückzuführen ist.
Beispiel 6
Es wurde eine Scheibe gleich der des Beispiels 1 hergestellt, mit dem einzigen Unterschied jedoch, dass die Harnstoff-Formaldehyd-Kapseln einen mittleren Durchmesser von 75 bis 200 Mikron aufwiesen. Die Schleifgeschwindigkeit dieser Scheibe betrug, wenn sie dem im Beispiel 1 beschriebenen Test unterworfen wurde, etwa 103S; es ist anzunehmen, dass die Geschwindigkeit durch die vergleichsweise Zerbrechlichkeit der grösseren Kapseln und deren Neigung, vorzeitig während der Ausbildung der Scheibe zu zerbrechen, vermindert wurde. Solche Vorkommnisse können durch Erhöhen entweder der Dicke oder der Zähigkeit der Kapselhülle auf ein Kleinstmass zurückgeführt werden.
Beispiel 7
Eine übliche Schleifscheibe mit Glasbindung (Krongrösse etwa 340 Mikron - Feinheitsgrad 46) wurde gewogen und in einem Büchner-Trichter angeordnet.
Dann wurde ein Vakuum von etwa 20 mm Hg angelegt. Eine Aufschlämmung von 205S verkapseltem Öl (wie in Beispiel 1 beschrieben) und 80 % Wasser wurde in drei gesonderten Anwendungen über die Scheibe ge gossen. Die Scheibe wurde dann aus dem Trichter entfernt, 12 Stunden lang bei etwa 650 C getrocknet und erneut gewogen, wobei eine Zunahme von 1 S festgestellt wurde. Beim Brechen der Scheibe und Betrachten unter dem Mikroskop wurde festgestellt, dass die ölhaltigen Kügelchen vollständig gleichmässig verteilt waren. Mit kleineren Kapseln und/oder grösserem Vakuum kann die Ölkonzentration in der Scheibe erhöht werden.
Beispiel 8
Ein geschichteter Schleifkörper mit einem Grundgewebe aus geköpertem Baumwollstoff, der mit Stärke und Leim als Füllmittel versehen war, wurde mit einem Leim-Gefügebindemittel in üblicher Weise überzogen, und eine Standardmenge von Aluminiumoxydteilchen mit einer Korngrösse von etwa 100 Mikron (Feinheitsgrad 150) wurde aufgebracht. Das Produkt wurde dann mit Griess aus einem basenkatalysierten Phenol-Form aldehydharz beschichtet. Dabei bestand die einzige Abweichung von der üblichen Praxis in dem Einschluss von 16 Gew.% (21 Vol.%) Harnstoff-Formaldehyd-Kügelchen von 50-100 Mikron, die ein geschütztes Schmier mittel (Myer's Miracle Oil) enthielten, und das resultierende aufgezogene Schleifmaterial wurde gehärtet.
Aus diesem Material wurde ein Band von etwa 10 x 214 cm geformt und in einem Aluminiumschleiftest geprüft. Nach 30 Minuten hatte das Band 261 g abgeschliffen, während ein übliches Band (d. h. ein gleiches Band, bei dem jedoch das verkapselte Öl fehlte) nur 205 g unter den gleichen Testbedingungen abschliff.
Die Neigung des Aluminiums, die Oberfläche des nach diesem Beispiel hergestellten Bandes zu beladen, war wesentlich geringer als bei der Kontrolle.
Beispiel 9
Eine Schleuderform von etwa 61 x 5,1 cm wurde mit den folgenden Substanzen beschickt: Aluminiumoxyd mit einer Korngrösse von etwa 1200 Mikron (Feinheitsgrad 16) 78 Teile DEN 438 und Methylendianilin im Verhältnis 78 : 22 19,8 Teile Harnstoff-Formaldehyd-Kapseln von 50 bis 100 Mikron, enthaltend SAE 20: > -Ö1 2,2 Teile
Die Scheibe wurde bei etwa 1500 C 45 Minuten lang vorgehärtet, während sich die Form mit 600 Umdrehungen je Minute drehte.
Dann wurde die Scheibe von der Form entfernt und weitere 5 Stunden bei etwa 1500 C gehärtet. Die fertiggestellte Scheibe mit einer Randdicke von etwa 15,2 cm enthielt 50,2 Vol.% Schleifkörner, 43,3 Vol.% Harz und 6,5 Vol.% verkapseltes Ö1.
Die Scheibe dieses Beispiels ergab bei einer Prüfung auf einem Stumpfschleifer (snag grinder), der mit etwa 2900 m je Minute angetrieben wurde, ein Verhältnis von entferntem Schmiedeeisen in g zu cm3. Der Scheibenverlust betrug etwa 35 g/cm3. Eine übliche Kunstharzscheibe (des empfohlenen und gewöhnlich bei diesem Arbeitsvorgang benutzten Typs) wies hingegen ein Verhältnis von weniger als etwa 28 g/cm3 auf.
Beispiel 10
Eine Form von etwa 30,4 x 2,5 cm wurde mit den folgenden Substanzen beschickt:
Gew.-% Vol.-% Siliciumcarbid mit einer Korngrösse von etwa 730 (Feinheitsgrad 24) 74,1 49,6 Epon 828 und NAEP im Verhältnis 82:18 21,1 41,3 KePO4 1,6 1,5 verkapseltes Aroclor 1248 3,2 7,6
Die Scheibe wurde durch 30minutiges Erwärmen auf etwa 1500 C, während sie mit 2200 Umdrehungen je Minute gedreht wurde, vorgehärtet, anschliessend von der Form entfernt und eine Stunde lang bei etwa 1500 C nachgehärtet. Die Randdicke betrug etwa 6,4 cm.
Aroclor 1248 ist ein polychloriertes Polyphenyl, eine gelbgefärbte, ölige wasserunlösliche Flüssigkeit mit einem spezifischen Gewicht von etwa 1,45 und einem Destillationsbereich von 330-3700C und wird häufig als Schneidöl benutzt. Das Öl ist von Monsanto Chemical Company erhältlich.
Beim Stumpfschleifen von Titan schliff die Scheibe dieses Beispiels 10,0 g Titan in einer Minute mit einem Scheibenverlust von 32 g ab. Keine übermässige Wärme wurde erzeugt. Im Gegensatz dazu schliff eine Scheibe, die mit handelsüblichem Harz gebunden war und die gewöhnlich für solche Arbeitsgänge empfohlen wird, nur 1 g Titan mit 1 g Scheibenverlust unter gleichen Bedingungen ab. Bei Benutzung dieser handelsüblichen Scheibe wurde das Werkstück rotglühend und wies Verbrennungen auf.
Beispiel 11 Herstellung von Paraffinperlen
Etwa 4 1 Leitungswasser wurden auf 650 C in einem 10-1-Becher aus korrosionsfestem Stahl erwärmt, und 2 g eines flüssigen Reinigungs- bzw. Netzmittels (Lever Brother DW-300) wurden hinzugefügt. Die Lösung wurde mit einem Propellermischer schnell gerührt, und 120 g des geschmolzenen Paraffins wurden langsam hinzugefügt. Die entstandene Dispersion wurde dann durch Zugabe von etwa 4 1 Eiswasser abgeschreckt, mehrere weitere Minuten gerührt, und das Wasser wurde durch Saugfilterungrentfernt.
Verkapselung von Paraffinperlen
Ein Becher aus korrosionsfestem Stahl wurde mit 440 g einer 37 % igen wässrigen Formaldehydlösung, 164 g Harnstoff und 3,2 ml einer 25 vol. % igen Lösung von Triäthanolamin in Wasser beschickt. Die Reaktionsmischung wurde 1 Stunde lang bei etwa 210 C schnell gerührt und dann mit 800 ml kaltem Lelitungs- wasser versetzt, wobei eine Stamm lösung von einem Harnstoff-Formaldehydpolymeren erhalten wurde.
Zu 350 g der Stammlösung des Harnstoff-Form aldehyd-Polymeren in einem Becher aus korrosionsfestem Stahl wurden 2 ml einer 25 : 75 Vol.-Mischung von konzentrierter HC1: H.,O unter schnellem Rühren zugefügt. Das Rühren wurde fortgesetzt, und 120 g Paraffinwachskügeichen wurden zugegeben, wonach weitere 2 ml HCl: H2O-Lösung zugefügt wurden. Die Temperatur wurde dabei ständig unter 300 C gehalten.
Nach 20minutigem Rühren wurden 100 ml Wasser hinzugefügt, und die Temperatur wurde 1 Stunde lang auf 300 C, 2 Stunden lang auf 350 C und 2 Stunden lang auf 400 C eingestellt. Die Mischung wurde dann durch Zugabe einer verdünnten Lösung von Natriumbicarbonat bis zum pH 7 neutralisiert, der Saugfilterung unterworfen, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Der mittlere Kapseldurchmesser betrug etwa 50 bis 100 Mikron.
Herstellung der Schleifscheibe
Es wurde eine Mischung aus 73,8 Gew.-Teiien Epon 828 > , 16,2 Gew.-Teilen NAEP und 10,01 Gew. Teilen verkapseltem Paraffin hergestellt, und 230 g der Mischung wurden in eine Form von etwa 20,3 x 2,5 cm gegeben, die mit 475 Umdrehungen je Minute geschleudert wurde. Zu der Form wurden dann 640 g Alu mmiumoxyd mit einer Korngrösse von etwa 340 Mikron (Feinheitsgrad 46) hinzugegeben, und die Umdrehungsgeschwindigkeit wurde auf 2000 Umdrehungen je Minute gesteigert. Nach 1 Stunde wurde die gehärtete Scheibe (die 50,8 Vol.% gehärtetes Harz, 6,7 Vol.% verkapseltes Paraffin und 42,5 Vol.% Schleifkörner enthielt) von der Form entfernt und 16 Stunden bei etwa 550 C nachgehärtet.
Diese Scheibe wurde durch Schleifen von Werkzeugstahl mit einer Rockwell C-Härte von 60 geprüft. Die Scheibe verursachte ein merklich geringeres Verbrennen des Werkstückes als eine identische Scheibe, die jedoch kein verkapseites Paraffin enthielt.
Obwohl die vorstehenden Beispiele nicht erschöpfend sind, sollen sie zur Erläuterung der Erfindung ausreichen. Es wurde kein Versuch unternommen, spezielle Beispiele für alle die Variationen zu geben, die sich als wirksam erwiesen haben. Zum Beispiel ist festgestellt worden, dass das einzelne Bindeharz nicht entscheidend ist, sofern es genügend Festigkeit aufweist und dementsprechend hinreichend leistungsfähig ist.
Wie gefunden wurde, sind als Bindemittel Substanzen, wie z.B. Polyurethane, mit Styrol vernetzte Polyester, Mischungen von Mono- und Difurylaceton und ähnliche Bindemittel geeignet. Gleichfalls ist kein erschöpfender Versuch unternommen worden, in dieser Beschreibung spezielle Beispiele anzugeben, die auf alle geeigneten Schleifhilfsmittel gerichtet wären. Viele Schleifhilfsmittel sind für sich gut bekannt, z. B. chloriertes Naphthalin, Mineralöl, Kerosen und schwefelhaltige Öle. Es ist ausserdem selbstverständlich, dass die angewandte Zusammensetzung der Art des Werkstückes, der Stärke der Schleifoperation und der gewünschten Schleifgeschwindigkeit usw. angepasst werden sollte.