CH538334A - Bindemittel für Schneidteilchen von Schleifwerkzeugen - Google Patents

Description

  
 



   Die Erfahrung bezieht sich auf Bindemittel für Schneidteilchen eines Schleifwerkzeuges.



   Die vorliegende Erfindung kann am wirksamsten bei der Herstellung von Diamantpolierbändern Anwendung finden, die beispielsweise zur Behandlung von Kurbelwellenzapfen der Kraftwagen- und Schleppermotoren bestimmt sind.



   Allgemein bekannt sind Bindungen für Schneidteilchen des Schleifwerkzeuges, die eine hochmolekulare Komponente und Werkstoffe enthalten, welche zu Vulkanisierung, Aushärtung, Plastifizierung und Stabilisierung von Bestandteilen dieser hochmolekularen Komponente dienen.



   Bei bekannten Bindemitteln einer Reihe für Schneidteilchen des Schleifwerkzeuges sellt die hochmolekulare Komponente eine Vereinigung von Perbunan mit Phenolformaldehydharz dar und als Werkstoffe, die zur Vulkanisierung und Aushärtung   envähnter    Bestandteile der hochmolekularen Komponente dienen, werden Schwefel- Zinkoxid, Magnesiumoxid,   Dib enzthiazyldisulfid,    2-Merkaptobenzthiazol, Tetramethylthiuramdisulfid, Hexamethylentetramin angewendet.



   Bei diesen bekannten Bindungen wird eine haltbare Fixierung von schneidenden Schleifteilchen gewährleistet, die Bindungen selbst und Schleifmittelbeläge auf deren Basis weisen jedoch eine geringe Plastizität auf und sind daher bei der Herstellung nicht fertigungsgerecht; sie lassen sich schlecht walzen, kalandrieren und nicht genau genug beim Pressen formen. Die Einführung von Plastifizierungsmitteln in die hochmolekulare Komponente zwecks Beseitigung der genannten Nachteile bringt jedoch erhebliche technologische Komplikationen mit sich.



   Die erwähnten Umstände erschweren es, die Bindung entsprechend elastisch und biegsam zu machen. Ferner hat ein Schleifmittelbelag, der aus bekannten Bindemitteln genannten Typs hergestellt ist, eine unzureichend hohe Verschleissfestigkeit und verschleisst, bevor hohe Schneideigenschaften von Schleifmittel, z B. Diamant, vollständig ausgenutzt sind.



   Bei den anderen bekannten Bindungen für Schneidteilchen des Schleifwerkzeuges stellt die hochmolekulare Komponente eine Vereinigung von Perbunan mit Polyvinylchloridharz dar und als Werkstoffe, die zu Vulkanisierung, Plastifizierung und Stabilisierung erwähnter Bestandteile der hochmolekularen Komponente dienen, werden Schwefel, Zinkoxid Magnesiumoxid, Dibenzthiazyldisulfid, 2-Merkaptobenzthiazol, Tetramethylthiuramdisulfid, Dibutylphthalat, Kalziumstearat verwendet.



   Bei diesen bekannten Bindemitteln vermischt sich die hochmolekulare Komponente leicht mit Plastifizierungsmitteln, wodurch diese Bindungen gute technologische Eigenschaften besitzen. Diese Bindungen sind jedoch von kurzer Lebensdauer im Betrieb, weil sie wegen geringer Klebrigkeit die Schneidteilchen schlecht festhalten.



   Es ist der Zweck der vorliegenden Erfindung, die erwähnten Nachteile zu beseitigen.



   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bindung für Schneidteilchen eines Schleifwerkzeuges zu schaffen, die eine solche hochmolekulare Komponente enthält, welche eine haltbare Fixierung der Schneidteilchen ermöglicht, hohe Verschleissfestigkeit aufweist und fertigungsgerecht bei der Herstellung ist.



   Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Bindemittel für Schneidteilchen von Schleifwerkzeugen die folgenden Komponenten in den angegebenen Ge  wichtsteilen    enthält: synthetischen Kautschuk auf der
Basis Butadien-Acrylnitril 100,0
Phenolformaldehydharz 10,0 bis 30,0
Polyvinylchloridharz 5,0 bis 70,0
Schwefel 1,5 bis 40,0
Zinkoxid 3,0 bis 20,0
Hexamethylentetramin 0,5 bis 1,5
Dibutylphthalat 5,0 bis 40,0 Ferner kann das Bindemittel Calciumstearat in einer Menge von bis zu 3,0 Gew.-Teile enthalten.



   Durch die obenerwähnten Zusammensetzungen gewährleistet die vorgeschlagene Bindung für Schneidteilchen des Schleifwerkzeuges eine haltbare Fixierung der Schneidteil chen, besitzt hohe Verschleissfestigkeit und verfügt über umfangreiche technologische Möglichkeiten, wodurch sich auf deren Basis ein Schleifwerkzeug mit verschiedenartigen Ei genschaften - von weichem, elastischem und biegsamem bis hartem und steifem   Werkzeug - schaften    lässt.



   Nachstehend wird die Erfindung anhand von konkreten Ausführungsbeispielen sowie durch die beigefügte Tabelle der Bindungszusammensetzungen für Schneidteilchen des Schleifwerkzeuges näher erläutert.



   Bei den erfindungsgemässen Bindemittel für Schneidteilchen des Schleifwerkzeuges dient als hochmolekulare Komponente Perbunan in einer Menge von 100 Gewichtsteilen in Verbindung mit Phenolformaldehydharz in einer Menge von
10 bis 30 Gewichtsteilen und Polyvinylchloridharz in einer Menge von 5 bis 70 Gewichtsteilen.

   Als Werkstoffe, die zur Vulkanisierung, Aushärtung, Plastifizierung und Stabilisierung von Bestandteilen der hochmolekularen Komponente dienen, enthält sie in Gewichtsteilen:
Schwefel 1,5 bis 40,0
Zinkoxid 3,0 bis 20,0
Hexamethylentetramin 0,5 bis 1,5
Dibutylphthalat 5,0 bis 40,0
Calciumstearat 0,5 bis 3,0
Um den Vulkanisierungsvorgang zu beschleunigen, ist es zweckdienlich, Aktivatoren wie Zink- und Magnesiumoxid, und Vulkanisationsbeschleuniger wie 2-Merkaptobenzthiazol, Tetramethylthiuramdisulfid zuzugeben; um den Mischvorgang von sämtlichen Bestandteilen auf den Walzen zu erleichtern und die Dispergierung von Schneidteilchen beim Walzprozess zu verbessern, kann neben Dibutylphthalat Kumaronharz und Stearinsäure zugegeben werden.



   Beim Mischvorgang der Komponenten auf den Walzen und bei der Vulkanisierung der mit den Schneidteilchen vermengten Bindung wirkt Perbunan mit Phenolformaldehydharz zusammen. Dieser Vorgang wird von Polyvinylchloridharz stimuliert. Durch simultanen Einsatz in der Bindung von Perbunan, Phenolformaldehydharz und Polyvinylchloridharz in angegebenen Verhältnissen ist die Bildung von Bindungen von hoher Verschleissfestigkeit ermöglicht, welche die Schneidteilchen sicher festhalten und bei Bearbeitungsvorgängen bei Walzen, Kalandrieren, Formgeben im Vulkanisierungsprozess fertigungsgerecht sind.



   Durch Variieren der Menge von Phenolformaldehydharz, Polyvinylchloridharz und sonstigen Bestandteilen gegenüber der Perbunanmenge können Bindungen mit unterschiedlichen Eigenschaften gebildet werden: von weichen und elastischen bis harten und steifen. Gehaltszunahme an Phenolformaldehydharz, Schwefel und Zinkoxid in der Bindung führt eine Aussteifung der Bindung herbei, Gehaltszunahme an Polyvinylchloridharz zusammen mit dessen Plastifizierungsmittel bei geringem Gehalt an Schwefel und Zinkoxid bewirkt die Bildung von weichen, elastischen und verschleissfesten Bindungen.



   Als Weichmacher für Polyvinylchloridharz findet Dibutylphthalat und als Stabilisierungsmittel von diesem Harz   Kal-    ziumstearat Verwendung.



   Wegen eines weiten Eigenschaftsbereichs der Bindungen besitzt das Schleifwerkzeug, dessen Schneidteilchen in diesen Bindungen fixiert sind, umfangreiche technologische Möglichkeiten.  



   Das Schleifwerkzeug, mit einer weichen, elastischen Bindung, sichert während des Polierens bei geringer Abnutzung (etwa 2 bis 3 mm) einen feinen Oberflächengütegrad (Ra = 0,02 bis 0,006 mm). Das mit steifer Bindung hergestellte Werkzeug aber sichert bei erhöhter Werkstoffabnutzung (etwa 7 bis 10 mm) einen Oberflächengütegrad von etwa Ra = 0,63 bis 0,20 mm.



   Tabelle
Bindungszusammensetzungen für Schneidteilchen des   Schleifwerlczeuges   
Gewichtsteile Bestandteile Nr. 1 Nr. 2 Nr. 3   Nr. 4    Hochmolekulare Komponente
1. Perbunan 100,0 100,0 100,0 100,0
2. Phenolformaldehydharz 15,0 15,0 15,0 25,0
3. Polyvinylchloridharz 50,0 50,0 50,0 5,0
4. Schwefel 1,5 20,0 30,0 40,0
5. Tetramethylthiuramdisulfid 0,5 - - 0,6
6. 2-Merkaptobenzthiazol 1,5 - - 
7. Dibenzthiazyldisulfid - 2,0 2,0 2,0    8.    Zinkoxid 4,0 15,0 15,0 15,0
9. Magnesiumoxid - 10,0 10,0 10,0 10. Hexamethylentetramin 0,75 0,75 0,75 1,25 11. Dibutylphthalat 30,0 30,0 30,0 5,0   12.    Kumaronharz - - - 5,0 13. Stearinsäure - - - 1,0 14.

   Kalziumstearat 0,5 0,5 0,5  Insgesamt 203,75 243,25 253,25 209,85
Beispiel 1
Zur Herstellung von weichen hochelastischen Bindungen, die als Bindemittel für Schneidteilchen des zum Polieren von Werkstoffen bis zum feinsten Oberflächengütegrad Ra = 0,02 bis 0,006 mm) bestimmten Schleifwerkzeuges dienen, ist die in Tabelle angeführte Bindungszusammensetzung Nr. 1 empfehlenswert.



   Eine solche Bindung findet beispielsweise bei der Herstellung von elastischen Diamantpolierscheiben Verwendung, die zur Anfertigung von metallographischen und mineralographischen Schliffen bestimmt sind.



   Beispiel 2
Für elastische Bindungen von erhöhter Härte, die bei der Herstellung vom Schneidbelag des Schleifwerkzeuges verwendet werden, das beim Polieren von Werkstoffen bis zu einer Oberflächengüte von Ra = 0,08 bis 0,025 mm, jedoch einer etwas grösseren Werkstoffabnahme (3 bis 4 mm) eingesetzt wird, ist die Bindungszusammensetzung   Nr. 2,    welche in Tabelle angeführt wird, empfehlenswert.



   Die erwähnte Bindung wird z. B. bei der Herstellung von zum Polieren von Edelsteinen bestimmten Diamantschleifleinen verwendet.



   Beispiel 3
Für die Herstellung von halbsteifen Bindungen des Halbhartgummityps, die bei der Herstellung vom Schneidbelag des Schleifwerkzeuges Verwendung finden, das zum Polieren von Werkstoffen bis zu einer Oberflächengüte von Ra = 0,32 bis 0,10 mm, jedoch bei einer Werkstoffabnahme von etwa 5 bis 6 mm bestimmt ist, ist die in Tabelle angeführte Bindungszusammensetzung Nr. 3 empfehlenswert.



   Eine derartige Bindung wird z. B. bei der Herstellung von zum Polieren von Stahl- und Gusseisen-Kurbelwellenzapfen der Kraftfahrzeug- und Schleppermotoren bestimmten Diamantpolierbändern verwendet.



   Beispiel 4
Für Herstellung von steifen Bindungen des Hertgummityps, die bei der Herstellung vom Schneidbelag des Schleifwerkzeuges Verwendung finden, das zur Behandlung von Werkstoffen bis zu einer Oberflächengüte von Ra = 0,63 bis 0,20 mm, jedoch bei einer Werkstoffabnahme von 7 bis 10 mm bestimmt ist, ist die in Tabelle angeführte Bindungszusammensetzung Nr. 4 empfehlenswert.



   Eine solche Bindung wird beispielsweise bei der Herstellung von Diamantbändern verwendet, die zur Bearbeitung von verschiedenartigen Stahlteilen eingesetzt werden.



   Die erwähnten Bindungen können bei einem Schleifwerkzeug, das sowohl auf einer tragenden Unterlage, beispielsweise einem Gewebe wie Bänder, Schleifleinen, Scheiben als auch ohne diese wie Schleif- und Polierscheiben, Fertighonsteine u. a. hergestellt wird, Anwendung finden.



   Bei der Herstellung von Bändern, Schleifleinen, Scheiben wird der schleifmittelhaltige Belag, der eine Bindung mit den darin dispergierten Schneidteilchen darstellt, durch Warmpressen und Vulkanisierung in an sich bekannter Weise auf der tragenden Unterlage fixiert.



   Scheiben, Honsteine und ähnliche Werkzeuge werden   üblicherweise durch Warmpressformung und Vulkanisierung des schleifmittelhaltigen Belags in Pressformen hergestellt.



   Das Werkzeug mit dem schleifmittelhaltigen Belag auf erfindungsgemässen Bindungen sichert eine hohe Bearbeitungsgüte und zeichnet sich durch gute Betriebseigenschaften aus.



   So ermöglicht der Einsatz von elastischen Diamantscheiben, die mit der Zusammensetzung Nr. 1 (s. Tabelle oben) als Bindemittel für Diamanten hergestellt wurden, bei einer Reihe von Werkstoffen wie Palladium, Bimetalle, verschiedenartige Legierungen, solch eine hohe Oberflächengüte zu erhalten, die bei Verwendung anderer bekannter Werkzeuge nicht erreicht werden konnte. Diese Scheiben zeichnen sich durch ausserordentlich lange Standzeit und hohe Stabilität der Eigenschaften aus. Mit einem Satz, der aus drei Scheiben 200 mm grossen Durchmessers besteht, welche Diamanten unterschiedlicher Korngrösse aufweisen, können 3 bis 6 Tausend hochwertige metallographische Stahl- und Hartmetallschliffe verschiedener Sorten mit einer Fläche von je 1,5 bis 2,0 cm2 angefertigt werden.

   Die Standzeit der auf der erwähnten Bindung hergestellten Scheiben übersteigt die der ähnlichen, jedoch auf üblichen Bindungen hergestellten Scheiben um mindestens das Tausendfache.



   Versuche zeigten, dass unter Verwendung der erfindungsgemässen Bindungszusammensetzung Nr. 3 Diamantbänder hergestellt werden können, die sich durch lange Standzeit und hohe Stabilität auszeichnen und zur Bearbeitung von Stahlteilen bestimmt sind. So können z. B. mit einem Band von 55,0 x 43,5 x 0,8 mm diamanthaltiger   Belagsfläche    40 bis 80 Tausend Stahlkurbelwellenzapfen für Kraftfahrzeugmotoren gegenüber 500 Zapfen unter Verwendung von üblichen auf bisher bekannten Bindungen hergestellten Bändern mit gleichen Abmessungen, poliert werden.



   Hohe Standzeit des Werkzeuges und Stabilität dessen Eigenschaften ermöglichen es, Schleif- und Poliervorgänge bei seinem Einsatz zu mechanisieren und zu automatisieren.



  Weiterhin bietet sich die Möglichkeit, die Schleif- und Polierausrüstung zu modernisieren, wobei Baugruppen ausgeschlossen werden, die beispielsweise zum Auf- und Abwickeln des Bandes sowie zum selbsttätigen Bandvorschub nach der Bearbeitung von einem jeden Teil vorgesehen sind.



   Durch die Bindungen ist also ein schleifmittelhaltiger Belag geschaffen, der hohe Verschleissfestigkeit, grosses Fixiervermögen von Schleifmittel-Schneidteilchen, gute technologische Eigenschaften und durch all dies hohe Betriebseigenschaften aufweist. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Bindemittel für Schneidteilchen von Schleifwerkzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Komponenten in den angegebenen Gewichtsteilen enthält: synthetischen Kautschuk auf der Basis Butadien-Acrylnitril 100,0 Phenolformaldehydharz 10,0 bis 30,0 Polyvinylchloridharz 5,0 bis 70,0 Schwefel 1,5 bis 40,0 Zinkoxid 3,0 bis 20,0 Hexamethylentetramin 0,5 bis 1,5 Dibutylphthalat 5,0 bis 40,0 UNTERANSPRÜCHE 1. Bindemittel nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner bis zu 3,0 Gew.-Teile Calciumstearat enthält.

   2. Bindemittel nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, bei dem neben den erwähnten Bestandteilen, die in folgenden Gewichtsteilen enthalten sind: synthetischer Kautschuk auf Basis von Copolymeren aus Butadien und Acrylnitril 100,0 Phenolformaldehydharz 10,0 bis 20,0 Polyvinylchloridharz 40,0 bis 60,0 Schwefel 1,5 bis 2,0 Zinkoxid 3,0 bis 5,0 Hexamethylentetramin 0,5 bis 1,0 Dibutylphthalat 25,0 bis 35,0 noch Calciumstearat 0,5 bis 1,0 2-Mercaptobenzthiazol 1,5 bis 2,0 Tetramethylthiuramdisulfid 0,5 bis 0,8 enthalten sind.

   3. Bindemittel nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dass neben den erwähnten Bestandteilen, die in folgenden Gewichtsteilen enthalten sind: synthetischer Kautschuk auf Basis von Copolymeren aus Butadien und Acrylnitril 100,0 Phenolformaldehydharz 10,0 bis 20,0 Polyvinylchloridharz 40,0 bis 60,0 Schwefel 20,0 bis 30,0 Zinkoxid 10,0 bis 20,0 Hexamethylentetramin 0,5 bis 1,0 Dibutylphthalat 25,0 bis 30,0 noch Calciumstearat 0,5 bis 1,0 Magnesiumoxid 8,0 bis 13,0 Dibenzthiazyldisulfid 1,8 bis 2,3 enthalten sind.

   4. Bindemittel nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dass neben den erwähnten Bestandteilen, die in folgenden Gewichtsteilen enthalten sind: synthetischer Kautschuk auf Basis von Copolymeren aus Butadien und Acrylnitril 100,0 Phenolformaldehydharz 20,0 bis 25,0 Polyvinylchloridharz 5,0 bis 10,0 Schwefel 35,0 bis 40,0 Zinkoxid 10,0 bis 20,0 Hexamethylentetramin 1,0 bis 1,3 Dibutylphthalat 5,0 bis 10,0 noch Calciumstearat 0,5 bis 1,0 Magnesiumoxid 8,0 bis 13,0 Stearinsäure 1,0 bis 1,5 Kumaronharz 5,0 bis 10,0 Dibenzthiazyldisulfid 1,8 bis 2,3 Tetramethylthiuramdisulfid 0,5 bis 0,7 enthalten sind.