CS223040B1

CS223040B1 - Composition for manufacturing grinding tools

Info

Publication number: CS223040B1
Application number: CS919081A
Authority: CS
Inventors: Miroslav Matusek; Jiri Kristek
Original assignee: Miroslav Matusek; Jiri Kristek
Priority date: 1981-12-11
Filing date: 1981-12-11
Publication date: 1983-08-26

Abstract

Vynález se týká oboru výroby brusných nástrojů. Řeší problém zvýšeni odolnosti brusných nástrojů se silikátovou vazbou vůči působení chladicí vody. Navržená směs je tvořena zrnitým brusivém a vodním sklem s přídavkemm esterů glycerolu, glykolu nebo epichlorhydrinu a organických kyselin. Po promísení tento systém tuhne a nástroje z něj zhotovené jsou po vysušení značně odolné vůči působení vody z hlediska mechanických vlastností jsou v celém svém objemu izotropní.The invention relates to the field of abrasive production tools. It solves the problem of increasing durability of abrasive tools with silicate bonding cooling water. The proposed blend is made of granular abrasive and water-addition esters glycerol, glycol or epichlorohydrin a organic acids. After mixing this the system solidifies and the tools made of it they are highly resistant to action after drying water in terms of mechanical properties they are isotropic in their entire volume.

Description

Vynález se týká oboru výroby brusných nástrojů. Řeší problém zvýšeni odolnosti brusných nástrojů se silikátovou vazbou vůči působení chladicí vody.The invention relates to the field of production of abrasive tools. It solves the problem of increasing the resistance of silicate bonded abrasive tools to the effect of cooling water.

Navržená směs je tvořena zrnitým brusivém a vodním sklem s přídavkemm esterů glycerolu, glykolu nebo epichlorhydrinu a organických kyselin. Po promísení tento systém tuhne a nástroje z něj zhotovené jsou po vysušení značně odolné vůči působení vody z hlediska mechanických vlastností jsou v celém svém objemu izotropní.The proposed mixture consists of grained abrasive and water glass with the addition of esters of glycerol, glycol or epichlorohydrin and organic acids. After mixing, the system solidifies and the tools made therefrom are highly water-resistant in terms of mechanical properties and are isotropic throughout their volume.

Vynález se týká směsi pro výrobu brusných nástrojů, v nichž je brusné zrno pojeno silikátovou vazbou.The invention relates to a composition for the manufacture of abrasive tools in which the abrasive grain is bonded by a silicate bond.

Dosud jsou známy v podstatě dva typy směsí užívaných při výrobě brusných nástrojů se silikátovou vazbou:So far, two types of mixtures used in the production of silicate bonded abrasive tools are known:

1. Směsi obsahující brusivo a pojivo na bázi vodného roztoku křemičitanu sodného, tzv. vodního skla, bud samotného, nebo ve směsi s přídavnými látkami. Po promísení všech komponent je ze směsi vytvarován brusný nástroj a jeho vytvrzení je dosaženo vysušením. Při vysušování se snižuje obsah vody ve vodním skle, až je dosaženo tzv. gelačního prahu, a dochází ke koagulaci vodního skla. Vyloučený gel kysličníku křemičitého tvoří pak kostru pojivového systému spojujícího jednotlivá brusná zrna.1. Mixtures containing an abrasive and a binder based on an aqueous solution of sodium silicate, the so-called water glass, either alone or in admixture with additives. After all the components have been mixed, the abrasive tool is formed from the mixture and cured by drying. During drying, the water content of the water glass is reduced until the so-called gelation threshold is reached and water glass coagulates. The precipitated silica gel then forms the backbone of the binder system connecting the individual abrasive grains.

2. Směsi obsahující brusivo a práškové hydrosilikátové sklo svlažované vhodným množstvím vody. Hydrosilikátové sklo, označované též jako „hydrosilikátový cement“, je produktem vodní nebo parní hydratace alkalických silikátů, tvořících skla různého druhu a různého chemického složení. Vytvrzení tohoto typu vazby je dosahováno též vysušováním. Při něm dochází ke vzniku pevných vazebných můstků mezi jednotlivými brusnými zrny, obdobně jako při tuhnutí cementu.2. Mixtures containing abrasive and powdered hydrosilicate glass, moistened with an appropriate amount of water. Hydrosilicate glass, also referred to as 'hydrosilicate cement', is the product of water or steam hydration of the alkali silicates, forming glasses of different types and of different chemical compositions. Curing of this type of bond is also achieved by drying. This leads to the formation of strong bonding bridges between the individual abrasive grains, similar to the setting of cement.

Nevýhodou obou uvedených typů směsí je to, že vzniklé silikátové vazby jsou poměrně málo odolné vůči působení vody, které je při broušení nejčastěji používáno jako chladicí médium, bud samotné, nebo jako jeho podstatné složky. Další nevýhodou obou typů směsí je to, že ke vzniku vazeb mezi jednotlivými zrny dochází v průběhu sušení, které vždy největší rychlostí probíhá na povrchu vytvrzovaného nástroje a pomaleji v jeho nitru. To má za následek určitou nehomogenitu výsledného výrobku, Z těchto důvodů je až dosud silikátová vazba poměrně málo rozšířeným typem vazby pro výrobu brusných nástrojů.A disadvantage of both types of mixtures is that the resulting silicate bonds are relatively poorly water-resistant, which is most commonly used as a cooling medium, either alone or as a substantial component thereof, during grinding. Another disadvantage of both types of mixtures is that the bonding between the individual grains occurs during drying, which always takes place at the highest speed on the surface of the cured tool and slower inside it. This results in a certain inhomogeneity of the resulting product. For these reasons, silicate weave has been a relatively low-wound type of bond for the manufacture of abrasive tools.

Uvedené nevýhody zčásti nebo zcela odstraňuje směs pro výrobu brusných nástrojů se silikátovou vazbou, která je předmětem tohoto vynálezu. Směs je tvořena zrnitým brusivém, například karbidem křemíku, korundem, křemičitým pískem, mullitem apod., a roztokem alkalického křemičitanu, například roztokem alkalického křemičitanu sodného o různém poměru obsahu S1O2 : NaaO o různé hustotě, tzv. vodního skla, k němuž je přidáno dostatečné množství mono- nebo polyfunkčních esterů glycerolu, glykolu nebo epichlorhydrinu s organickými kyselinami jako například kyselinou octovou.These disadvantages are eliminated in part or in whole by the silicate-bonded abrasive composition of the present invention. The mixture consists of granular abrasives, for example silicon carbide, corundum, silica sand, mullite and the like, and an alkali silicate solution, for example a solution of alkaline sodium silicate with different ratio of S1O2: NaaO of different density, the so-called water glass. a plurality of mono- or polyfunctional esters of glycerol, glycol or epichlorohydrin with organic acids such as acetic acid.

Uvedené estery lze použít buď samostatně, nebo navzájem smíšené v různých poměrech, čímž lze regulovat jejich reaktivitu. Po promísení této směsi dochází v celém jejím objemu rovnoměrně k pomalé hydrolýze daného esteru. Při této hydrolýze se z esteru uvolňuje příslušná kyselina, například kyselina octová, která reaguje s alkalickými složkami vodního skla, například s NaOH, čímž je v určitém okamžiku dosaženo tzv. gelačního prahu kysličníku křemičitého a celý systém tuhne. Poté je z již ztuhlého systému odstraněna přebytečná voda sušením při normální nebo zvýšené teplotě.Said esters can be used either alone or mixed with each other in different proportions to control their reactivity. After mixing the mixture, the ester is slowly hydrolyzed throughout its volume. This hydrolysis releases an appropriate acid, such as acetic acid, from the ester, which reacts with the alkaline components of the waterglass, such as NaOH, at which point the so-called gelation threshold of silica is reached and the whole system solidifies. The excess water is then removed from the solidified system by drying at normal or elevated temperature.

Takto vznikají mezi brusnými zrny pojivové můstky, tvořené gelem kysličníku křemičitého s menším nebo větším množstvím vázané vody. Tento gel má irreversibilní charakter, působením vody nepeptizuje a nedochází k žádným výrazným změnám jeho pevnosti. V důsledku toho jsou vzniklé brusné nástroje značně odolné vůči působení vody. Z hlediska svých mechanických vlastností, tj. pevnosti, tvrdosti a houževnatosti, jsou v celém svém objemu izotropní. Příklady použití:Thus, bonding bridges are formed between the abrasive grains, consisting of a silica gel with less or more bound water. This gel has irreversible character, does not peptize under water action and there are no significant changes in its strength. As a result, the abrasive tools formed are highly water-resistant. In terms of their mechanical properties, ie strength, hardness and toughness, they are isotropic throughout their volume. Examples of use:

1. 100 dílů hmotnostních křemičitého písku o zrnitosti 160 až 200 μΐη se smísí se 40 díly hmotnostními vodného roztoku křemičitanu sodného, tzv. vodního skla, měrné hmotností 1,37 g.cm“³ a s 3,2 dílu hmotnostního směsi di- a triacetylesteru glycerolu, v níž obě složky byly obsaženy v hmotnostním poměru 1: 4. Míšení se provede v diskontinuálním mísiči po dobu 5 minut. Poté se směs vnese do kruhové lisovací formy o průměru vnějšího prstence. 350 mm a slisuje tlakem 13,6 MPa v dělicí rovině formy. Po vyjmutí z formy se získaný kotouč suší po dobu 100 hodin při postupném zvyšování teploty až k hodnotě 300 °C. Vyrobený brusný nástroj je vhodný k broušení skla za použití vody jako chladicího média.1. Mix 100 parts by weight of quartz sand with a grain size of 160 to 200 μΐη with 40 parts by weight of an aqueous solution of sodium silicate, called water glass, with a specific gravity of 1,37 g.cm ³ and with 3,2 parts by weight of a mixture of di- and triacetyl ester glycerol in which both components were contained in a 1: 4 weight ratio. Mixing was performed in a discontinuous mixer for 5 minutes. The mixture is then introduced into a circular die having an outer ring diameter. 350 mm and presses at 13.6 MPa in the mold separation plane. After removal from the mold, the disc obtained is dried for 100 hours, gradually increasing the temperature up to 300 ° C. The grinding tool is suitable for grinding glass using water as a cooling medium.

2. 100 dílů hmotnostních elektrokorundu A99 o zrnitosti 160 až 200 ^m se smísí s 27 díly hmotnostními vodního skla o měrné hmotnosti 1,37 g.cm“³ a s 2,1 dílu hmotnostního směsi di- a triacetylesteru glycerolu, v níž obě složky jsou obsaženy v hmotnostním poměru 1 : 4. Po promísení směsi se z ní vyrobí kotouč stejným postupem jako v příkladu č. 1. Po předběžném vysušení při teplotě 80 až 100 °C, které trvá 20 hodin, se kotouč podrobí vypalování v peci při teplotě 1150 °C po dobu 48 hodin. Vyrobený brusný nástroj je vhodný k broušení skla za použití vody jako chladicího média. Díky vysoké vypalovací teplotě je jeho odolnost vůči působení vody velmi vysoká.2. 100 parts by weight of electro-corundum A99 with a particle size of 160 to 200 µm are mixed with 27 parts by weight of water glass of specific gravity 1,37 g.cm ³ and 2,1 parts by weight of a mixture of glycerol di- and triacetyl ester in which both components After mixing the mixture, the disc is made by the same procedure as in Example 1. After pre-drying at 80 to 100 ° C for 20 hours, the disc is fired in an oven at a temperature of 1150 ° C for 48 hours. The grinding tool is suitable for grinding glass using water as a cooling medium. Due to its high firing temperature, its water resistance is very high.

SWITH

Claims

come on

Mixture for the manufacture of abrasive tools in which the abrasive grain is bonded by a silicate bond, characterized in that it consists of 100 parts by weight of abrasive grain, 20 to 60 parts by weight of an aqueous alkali silicate solution having a weight ratio of

OF THE INVENTION

SiO 2: Na 2 O from 2.4 to 3.9 and a specific gravity of 1.3 to 1.6 g.cm ^-3 and from 2 to 6 parts by weight of partially or fully esterified esters of glycerol, ethylene glycol or epichlorohydrin with organic acids.