CZ520688A3

CZ520688A3 - Abrasive grain based on aluminium oxide

Info

Publication number: CZ520688A3
Application number: CS885206A
Authority: CZ
Inventors: Reiner Dr Kunz; Albert Ing Babl; Ales Dr Ing Zahradnicek; Rainer Dr Dietrich
Original assignee: Lonza Ag
Priority date: 1987-07-24
Filing date: 1988-07-20
Publication date: 1993-08-11
Also published as: JPS6448882A; ES2045026T3; EP0304616B1; YU142588A; KR890001696A; US5026404A; FI882662A0; DK410688A; ATE81863T1; AU1902588A; HU201107B; DK410688D0; MX170006B; JP2753270B2; AR245483A1; HUT48918A; DE3875557D1; CN1015064B; EP0304616A1; FI882662L

Description

Vynález se týká povrchově upraveného brusného zrna aa. bázi, oxidu, hlinitého jakož i z něho vyrobeného a zejména na. podložce naneseného brusného prostředku.

Jsou známy brusné prostředky ve formě brusného papíru,které mají mezi jednotlivými brusnými zrny velké prázdné prostory a řezné hroty všech brusných, zrn leží v téže rovině,která probíhá rovnoběžně s rovinou pod lo žky. Aby se tohoto do sáhlo, nanáší se na, podložka vrstva syntetické pryskyřice nebo vrstva lepidla a potom se určitý počet brusných zrn rozptýlí elektrostaticky proti tíhové síle a takto uspořádán se usadí, v první vrstvě lepidla. /EE-OS 21 25 942/.

Ukázalo se,že je nevýhodné to,že samotná brusná zrna vykazují při takovéto způsobu výroby v elektrickém poli vykazují malou pružnost a schopnost se uspořádat.Například v uvedeném EE-QS 21 25 942 se navrhuje odstranit odpadávání zrn od podložky v důsledku malé síly elektrostatického náboje, tím,že se nanese ~títenký film vysoce visko zní látky,, který tak dlouho pou tá zrna až se tato uloží do vrstvy lepidla.

Mezi jiné nedostatky,které, se objevují při elektrostatickém způsobu povlékání ,patřilo to,že se napětí v elektrickém poli musí značně zvýšit ,čímž dochází ke vzniku nežádoucích elektrických výbojů nebo je nezbytnázvýšená relativní vlhkost vzduchu v oblasti úpravy*

Všechna, tato opatření nemohou, ale zabránit tomu, aby povlak podložky s brusnými zrny nebyl většinou nerovnoměrný a nedocházelo k vysoké zmetkovitosti, nebo i i co se týká. výrobních šarži brusného prostředku byly zjištěny podstatné rozdíly v uvolňování zrn a tím se tedy velmi silně zmenší produktivita.

Dalším nedostatkem bylo,že pevnost adheze brusných, zm k podložoe byla nedostatečná,oož vedlo k tomu, že se muselo počítat se snížením brusného výkonu takovýchto brusných prostředků.

Úlohou předloženého vynálezu bylo dát k dispozici brusné zrno,které tyto nedostatky nevykazuje.

Eodle vynálezu se tohoto dosáhlo tím,že se brusné zrno zpracovalo povrchově s hygroskopickou a/nebo hy · drofilní látkou,přičemž množství látky činí 0,001 až 5,0 hmot. vztaženo na množství brusného zrna. S výhodou činí množství l£tky 0,1 až 0,5 # hmot., vztaženo na množství brusného zrna.

-3Aby se zjistilo zda brusné zrno má požadované vlastnosti, ukázalo se , že je výhodné zjistit vodivost brusného zrna jako měrný odpor, v násypech zrna. S výhodou se tento měrný odpor pohybuje u hodnot menších než

Podle předloženého vynálezu je vhodné brusné zrno na bázi oxidu hlinitého v mikro a zejména v makro oblasti podle standardu PEPA· Pod po jmem brusné zrno: se rozumí brusná zrna na bázi oxidu hlinitého , především korun

ho korundu,modrého korundu upreveného vysoko tepelně, zirkonového korundu, slinutého korundu nebo odpovídajících jedno fázových a vícefázových složenin. Mohou se použít i směsi různých korundů jako například vzácného korundu , modrého korundu, zirkonového korundu, slinutého korundu·

Uvedená brusná zrna se musí pro dosažení účelu podle vynálezu,povléknout hygroskopickou a/nebo hydrofil— ní látkou·.

Jako hygroskopická látka se může použít uhličitan, hygrogenuhličitan,síran, dusičnan, fosforečnan,fluorid nebo chlorid první, druhé nebo třetí hlavní skupiny nebo první nebo druhé řady přechodových kovů periodického systému, s výhodou se ale používá uhličitan sodný,hydro genuhličitan sodný, chlorid hořečnatý, dusičnan vápe-4natý, chlorid, železnátý , a to bud samotné nebo ve smě· si»

Jako hydrofilní látky se používají nej jemněji rozptýlené oxidy kovů, jako dioxid křemičitý, oxid hlinitý, nebo oxid titaničitý a to bud, samotné nebo ve směsi»

Hejjemněji rozptýlené oxidy kovů mají velikost částic primárních, částic při. hodnotě s výhodou 1 až 500 nm, s výhodou 10 až 50 nm a měrný ' povrch mezi 5 až 500 m2/g , s výhodou 50 až 380 m2/g»

Je rovněž možné použít směsi hygroskopickýeh. a hydro filní ch látek v libovolném poměru, pokud, se dodrží uvedené oblasti množství»

T závislosti na povlaku se mohou brusná zrna, používat pro různé účely.

Brusná zrna na bázi oxidu hlinitého,která jsou povlečena hygroskopickou a/nebo hydrofilnx látkuu,se hodí především pro rovnoměrné povlékání podložky s pro— : středkem pro zlepšení přilnavosti v elektrickém poli , tedy pro zlepšení rozptylu.

Bro tento způsob se mohou vedle oxidu hlinitého používat libovolné směsi s dalšími korundy,které se původně vzhledem k rozdílnému odskakování jednotlivých složek v elektrickém poli nemohly používat,které ale při úpravě podle vynálezu vykazují jednotné odskakování

-5~ a jsou tedy použitelné..

Podle vynálezu nutná intenzita, elektrického pole se pohybuje mezi 20.000 až 100.000 ► Povlékání se pro vádí při relativní vlhkosti okolí 30 až 905».

Pomocí brusných prostředků, na bázi brusného zrna, která je upraveno s co nej jemnější hydrofilní látkou, se dosáhne vynikajícího spojení nebo přilnavosti k pruž né podložce nebo s brusivý s vazbou syntetické pryskyřice.. Taková brusivá se hodí proto zejména pro brusné pásy a brusné kotouče,které se musí provozovat: při vysokých brusných výkonech.

Jako podložky se 3 výhodou používají známé materiá ly jako papír,, polyméry, plátno nebo druhy tkaniny se zesílenými, vlákny .Prostředek pro zlepšení, přilnavosti se zpravidla nanáší na tuto podložku..

Jako prostředek pro zlepšení přilnavosti, se nabízí obvyklá lepidla nebo lepidla na bázi lepidla na dřevo, bakelit,fenolové pryskyřice, aledehydové pryskyřice,moóovinové pryskyřice, formaldehydové pryskyřice, epoxydové pryskyřice,polyesterové pryskyřice nebo polyuretha· nové pryskyřice.

Před nanášením na podložku se brusné zrno upraví podle vynálezu hygroskopickou a/nebo hydrofilní látkou. Za tímto účelem se hygroskopické látky rozpustí,hydrofilní látky, pokud nejsou rozpustné se suspendují v no-6siči a do tohoto roztoku nebo suspense se vnesou brusná zrna nebo uvedená směsi s. sušením,například vysýcháním,, odpařením nebo sušením rozprašováním se nechá odstranit rozpouštědlo nebo nosic.Jednotlivé součásti se musí tak vyvážit,aby vzniklo povlečené brusné zrno s podíly brusného zrna a látky podle vynálezu.

Další možnost zpracování vysoce disperzních, hydro— filních. látek spočívá v tom_r že se brusné zrno dá do mísiče / výkyvný mísič, rotační mísič,mísič na bázi volného pádu / a míchá se za sucha například s látkou, vy branou z řady uvedených materiálu, nebo se směsí materiálů z této řady..

Odpovídající volbou množství brusného zrna v poměru k látce, se nastaví hmotnostní poměr· podle vynálezu.

Upravené brusné zrno se může potom přivádět do o sobě známých povlékacích zařízení a v těchto zpracovat známým způsobem»

Pomocí srovnávacího pokusu se ukazuje, že se může výrazně zlepšit jednak schopnost rozptýlení a jednak i brusný výkon vhodně vyrobených brusiv.

Příklady

Příklad 1

Byl použit· vysooeteplotně uplavený normální korund /Dural HT/ změní 36 a 60 podle normy PEPA z rozdílných výrobních šarží. právě použitá množství vzorku se rozdělí na dvě poloviny a. jedna polovina, se upraví podle vynálezu s 0,2 hmot., vysocedisprzního oxidu hlinitého ÁlgOj /ď^Q. » 20 nm, BET = 100 + 15 / suspen dováním ve vodě a, usušením při 200 ⁰C~ Schopnost rozptylu byla testována, laboratorním testem při konstatně udržovaných pni m-ínkánK přičemž jako míra schopnosti roz ptylu byl vzat Hmot. podíl zm ,, která, přilnula k lepícímu pásu,která pro toto z jištění musela z podložky přeskočit v elektrickém poli proti tíhové síle na lepící pás. Vodivosti povrchu - vyjádřené jako hodnoty měrných. odporů - byly měřeny při konstatně udržovaných podmínkách ve válcových násypech zrn / průměr 30 zim ,množství zrna 2 g /.

Měřící přístroj klikový induktor 5.000 V, měřici rozsah 1 . 10 až 4· . 10^ ohmů.

Výsledky ukazuje tabulka Γ.

-a

I a b u' 1 k a I

LuraX HI zrno: 36	neupraveno	upraveno a 0 f2 $ AlgO^
A. aera/ odpor ohm - cm	>12 . 10¹⁰	0,4 . 10¹⁰
schopnost rozptylu.	8	92
B měrný odpor ohm » cm	γΐ2 . IQ¹⁰	0,2 > 10¹⁰
schopnost rozptylu.	12	⁹⁶
C směsný odpor ohm ·. cm	>12 . ίο¹⁰	1,0 . 10¹⁰
schopnost rozptylu.	0	96
Dural HI
zrno; 60	-
D měrný odpor ohm ► cm	>12 „ 10¹⁰	0,9- * 10¹⁰
schopnost rozptylu	4	96
B měrný odpor ohm . cm	>12 . 10¹⁰	0,6 ♦ 10¹⁰
schopnost rozptylu	54	96
P němý odpor ohm ► cm	^12 . 10¹⁰	0,9 . 10¹⁰
schopnost rozptylu	12	94

-9Příklad 2

Postupovalo se stejně jako v příkladu 1, pauze byl jako brusné zrno použit polovzácný korund a bylo upracováno Q,.2 # hmot- oxidu hlinitého.. AlgOj způsobem míšeni za suchaTabu 1 k a II

Polovzácný korund zrno 36 /Abramant ™ / neupraveno upraveno s 0,2 % AlgO^

A měrný odpor ohm - cm	ý12- 10¹⁰	0,4	. 10¹⁰
schopnost rozptylu	26	96
33' měrný odpor* ohm - cm schopnost rozptylu	>12 .10^{10 f} 32	1,5 96	.IQ¹⁰
C měrný odpor ohm · cm	10 -ÍO¹⁰	0,6	. 10¹⁰
schopnost rozptylu	50	97

Příklad 3

Byly vyrobeny vzorky duralu HT se zrnem 60 s hygroskopickými látkami / 0,5 % hmot- / rozpuštěním látek ve vodě , přídavkem brusivá a odpařením při 200 °C . Schopnost rozptylu zde již nebyla explicitně měřena nebot povrchová vodivost respektive měrný odpor byl jako míra postačující.

-10Výsledky ukazuje tabulka III.

I a b u 1 k a. III

Dural HI*

zrno 60	neupraveno		upraveno
látka EeClj,	12.10¹⁰	ohm.	srn	Z.0,02 . 10¹⁰ ohm. cm
HaHC0₃	12.10¹⁰	ohm .	cm	4.0,02 . 10ohm. cm
MgCl₂	12.10¹⁰	ohm .	cm	4.0,02. . 10¹⁰ ohm. cm
Ca/U0₃/₂	12.10¹⁰	ohm .	cm	4.0,02 . 10¹⁰ ohm . cm

Z měrných., odporů, je žfejmé ,že adsorpee hygrokopických. látek může bý-fe podstatně menši než 0,5 % kmit.,což je posta» Sující k torna,aby se dosáhlo měrného odporu podle vynálezu* Vzhledem k tomu se vyrobí vzorek Duralu HI se zrnem 36 a 0,01 % hmot. hydrogenuhličitanu sodného.

Dural HI

zrno 36	neupraveno	upraveno
HaHC0₃	^12 . 10¹⁰ ohm . cm	0,1 10 ohm . cm

Iříklad 4

Výrobní šarže vysokoteplotně upraveného modrého korun» du se zrnem 36 / Dural HI / byla rozdělena na dvě poloviny a jedít

-lípo lovina byla upravena podle vynálezu 0,2 fy hmot.. oxidu hlinitého AlgOj / primární Částice d^_Q a. 20 nm ,

BET. « 100 +· 15 ®2/g / míšením v gravitačním mísici . Pomocí těchto vzorků byly vyrobeny pružné brusné pásy za konstantních, podmínek a tyto byly testovány průmyslovou pásovou bruskou / materiál t DIN 17222 č. 10605 /» šíře 3 mm . Jako míra pro brusný výkon byla použita celková délka hrany, jakož i s touto spojené množství obrobeného materiálu pásů. Výsledky ukazuje tabulka IV.

I a, bulka IV

Dural HI

zrno 36	neupraveno	upraveno
množství obrobeného
materiálu, v g	930	1170
obrobená délka hrahy
v m	6,2	3,8

Příklad 5

Vyrobené šarže vysocetepelně upraveného modrého korundu zrno P 24 / dural El / byla rozdělena na dvě části ,jedna z polovin byla upravena podle vynálezu 0,2 fy

-12hmot. oxidu hlinitého' AlgOj / primární částice ss/ nm,BBI = 100 > 15 m2/g / míšením za sucha v gravitačním mísiči.

Pomocí těchto vzorků byly za konstantních podmínek vyrobeny následovně rozbrušovací kotouče.

Složeni kotoučů bylo :

% hmot. fenolické pryskyřice / práškovité a kapalné/ % hmot. brusného zrna % hmot. plniva.

Zrnité výchozí materiály byly zpracovány za přídavku kapalné fenolické pryskyřice na zkrápněni schopnou homogenní hmotu a slisovány v lisovací formě za přídávku 2 vnějších tkanin v lisu tlakem 200 kg/ca .Vytvrzeni kotoučů se provádělo jako obvykla v peci při 150 °C<

Brusný výkon byl z jisto ván pomocí obvykle prodávané řezací brusky na 18/8 ploché oceli z ohroa-niklu s rozměry průřezu 50 x 20 mm. Za tímto účelem bylo na kotouči provedeno 10 dělících řezů a jako míra pro výkon kotouče byl zjištován s tím spojený otěr kotouče. Tento byl udáván v * nm úbytku průměru kotouče Výsledky ukazuje tabulka $·

-13Tabulka Τ

Rozměr kotoučů v mm 230 . 2,5 * 22, plochá ocel z 18/8 chromniklové oceli : 50 » 20 mm 10 dělících řezů

Dural HI

zrno E 24	neupraveno	upraveno
úbytek, průměru v mm	4	4
	6	4
	5	4
průměr	5 mm	4 mm
relativní dělník	100 %	120 %

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Brusné zrno na bázi oxidu hlinitého, vyznaču jící se tím, že se povrchově upraví hygroskopickou a/nebo hydrofilní látkou, přičemž množství látky činí 0,001 až 5»0 $ hmot· ,vztaženo na množství brusného zma.

-.,.
2. Brusné zrno podle bodu 1, vyznačující se tím , že množství látky činí 0,1 až 0,5 Ί» hmot., vztaženo na množství brusivá·
3. Brusné zmo podle bodu 1 a 2 , vyznačující se tím,že povrchová vodivost upraveného brusného zma,měřená jako specifický odpor v násypu zrna je menší než

3,5 · 10¹⁰ ohm . cm, s výhodou se pohybuje mezi 0,05 · . 10¹⁰ ohm · cm až 2,5 . 10^θ ohm . cm.
4. Brusné zrno podle bodů 1 až 3 » vyznačující se tím,že se jako hygroskopické látka použije uhličitan, hydro genuhličitan, síran, dusičnan,fosforečnan., fluorid nebo chlorid kovů první, druhé nebo třetí hlavní skupiny nebo první nebo druhé řady přechodových ko-15vů periodického systému.
5. Brusné zrno podle bodů 1 až 4 , vyznačující se tím,.že se jako hygroskopická látka použije uhličitan sodný, hydrogenuhličitan. sodný, chlorid hořečnatý, du * sičnan vápenatý nebo chlorid. železnatý.

»
6. Brusné zrno podle bodů X až 3 , vyznačující se tím,že se jako hydrofilní látka použije co nejjemněji ro zp týlený oxid kovu s veliko stí částic uváděnou hodnotou d^Q X až 500 nm a a měrným povrchem podle BEZ 5 až 500
7. Brusné zrno podXe bodu 6 , vyznačující se tím, že se jako hydrofilní látka použije co nej jemněji rozptýlený oxid kovu s velikostí částic primárních částic uváděnou hodnotou d^_Q 10 až 50 nm a s měrným povrchem podle BEZ 50 až 380 m²/g.
8. Brusné zrno podle bodů 1,2,3»6 a 7 , vyznačující se tím, že se jako hydrofilní látka použije oo nej— jemněji rozptýlený oxid křemičitý, oxid hlinitý nebo oxid titáničitý.
9. Brusivo vyrobené povlečením podložky opatřené prostředkem pro zlepšení přilnavosti,brusným zrnem podle bodu 1, které je povlečenohygroskopiokou nebo hydrofilní látkou, v elektrickém poli 20.000 až 100.000

-16při relativní vlhkosti vzduchu v oblasti zpracování 30 až 90%.

UT ř:) N — LLi-iv technického rozvoje a informací, Ρ Α> Λ U Sovovýeh mlvni 9 ms* pr/ Ha ’ v