DD240515A1

DD240515A1 - Schleifmittelkoernungen zur herstellung von schleifkoerpern

Info

Publication number: DD240515A1
Application number: DD28022885A
Authority: DD
Inventors: Goetz Kneschke; Jutta Sitte; Thomas Zschoge; Petra Del Antonio; Gundram Petermann; Eberhard Otto
Original assignee: Adw Ddr
Priority date: 1985-09-02
Filing date: 1985-09-02
Publication date: 1986-11-05
Also published as: DD240515B1

Abstract

Die Erfindung betrifft Schleifmittelkoernungen zur Herstellung von Schleifkoerpern fuer allgemeine Schleifaufgaben auf der Basis von keramisch gebundenem Korundschleifkoerperbruch oder Korundschleifkoerperresten (Abfallmaterial). Das Ziel der Erfindung ist es, den Anwendungsbereich von Sekundaerkorundkoernungen fuer die Herstellung von Schleifkoerpern auf Korundbasis mit niedrigem Kosten- und Energieaufwand zu erweitern. Erfindungsgemaess wird das Ziel dadurch erreicht, dass aus dem Abfallmaterial Koernungen gewonnen werden, die hauptsaechlich aus Koernern der urspruenglichen Schleifkoerperzusammensetzung mit einer begrenzten Schichtstaerke an oberflaechenanhaftender keramischer Bindungsmatrix sowie einem definierten Zerteilungsgrad bestehen und diese Sekundaerkorundkoernung eine Rezepturkomponente fuer Schleifkoerper fuer allgemeine Schleifaufgaben ist.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Schleifmittelkörnungen zur Herstellung von Schleifkörpern für allgemeine Schleifaufgaben auf der Basis von mechanisch aufbereitetem, keramisch gebundenem Korundschleifkörperbruch oder Korundschleifkörperresten (Abfallmaterial).

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, daß aus keramisch gebundenem Korundschleifkörperbruch oder Korundschleifkörperresten Sekundärkorundkörnungen durch eine mechanische Aufbereitung wiedergewonnen werden, die jedoch als Schleifmittel ausschließlich in loser Form trocken oder in einer Flüssigkeit bzw. Paste dispergiert oder auf einer Unterlage gebunden, verwendet werden. Die Sekundärkörnungen sind in starkem Maße mit unterschiedlichen Schichtdicken und Anteilen an keramischen Bindungsresten behaftet und bilden bei wechselndem Zerteilungsgrad Aggregationen. Damit ist die Wiederverwendung von Sekundärkorundkörnung für die Herstellung von festen Schleifkörpern für allgemeine Schleifaufgaben nicht möglich.

Als Abfallmaterial ist folgender Korundschleifkörperbruch bzw. Korundschleifkörperrest definiert:

Korundkörnung nachTGL8783: 16-100

Bindemittelgehalt: 8-20Ma.-%

Hauptkomponenten des keramischen Bindemittels:

SiO₂ 50-70 Ma.-%

AI₂O₃ 10-20Ma.-%

B₂O₃ 0-4Ma.-%

CaO ca.3Ma.-%

Na₂O+ K₂O 5-10Ma.-%

Als Zerteilungsgrad in % ist der Anteil an Sekundärkorundkörnung definiert, der der ursprünglichen Kornzusammensetzung des Schleifkörpers entspricht, d. h. frei von Aggregationen ist.

Für die Herstellung von Schleifkörpern aus diesem definierten Sekundärmaterial sind in bezug auf die zu gewinnende Sekundärkorundkörnung bestimmte Eigenschaften einzuhalten, um Schleifkörper ohne Qualitätsverluste herstellen zu können.

Beispielsweise stellen Aggregationen feste, kleine Einheiten des ursprünglichen Schleifkörpers von mit keramischer Bindung gebundenen Korundkörnern mit unverletztem Gefüge dar. Ihr Anteil reicht in Abhängigkeit von der ursprünglichen Korngröße des Sekundärmaterials bis über 70Ma.-% der Sekundärkorundkörnung. Der damit in Zusammenhang stehende hohe Anteil an bereits gebranntem keramischem Bindemittel nimmt an der Bindemittelreaktion in unkontrolliertem Umfang beim zweiten Brand für Schleifkörper aus Sekundärkorund teil. Es kommt zu Härteabweichungen, Gefügefehlern und darüber hinaus zu Aufkocherscheinungen, die bis zur Zerstörung des Schleifkörpergefüges führen können. Die Aggregationen können die Schleifeigenschaften verschlechtern.

Eine teure, aber in bezug auf die Abtrennung des keramischen Bindemittels vom Sekundärkorundkorn wirksame Lösung ist die chemische Aufbereitung, wie sie in den Patentschriften DD 122677 und DD 152863 vorgeschlagen wird. Beide chemische Verfahren wenden in unterschiedlicher Form Flußsäuren als Aufschlußmittel an: Die erste Schrift 2-10 Ma.-%ige Flußsäure bei 60°C und die zweite Schrift ein 15-30 Ma.-%iges Säuregemisch aus Flußsäure, Schwefelsäure und/oder Perchlorsäure und/oder Salpetersäure bei Raumtemperatur. Wenn auch eine quantitative Abtrennung des Bindemittels nicht nötig ist, so sind jedoch die Komponenten des Säuregemisches, ausreichende Reaktionszeiten, das mehrfache Waschen des Sekundärkorundes und die Neutralisation der Waschwässer unumgängliche und sehr aufwendige Ausgangsbedingungen bzw. Verfahrensschritte.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, Sekundärkorundkörnungen für die Herstellung von Schleifkörpern auf Korundbasis mit niedrigem Kosten- und Energieaufwand einzusetzen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Sekundärkorundkörnungen zur Herstellung von Schleifkörpern für allgemeine Schleifaufgaben auf der Basis von keramisch gebundenem Korundschleifkörperbruch und/oder Korundschleifkörperresten (Abfallmaterial) zu gewinnen. Als Schleifkörper für allgemeine Schleifaufgaben werden anwendbare Arbeitsgeschwindigkeiten bis 35m/s verstanden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sekundärkorundkörnung hauptsächlich aus Körnern der ursprünglichen Schleifkörperzusammensetzung mit oberflächenanhaftenden Anteilen einer keramischen Bindungsmatrix bestehen, deren Schichtstärke für die Körnung <0,5 mm im Mittel unter V6 bis Vio des Durchmessers des ursprünglichen Korundkornes und für die Körnung > 0,5 mm im Mittel unter Ve bis Vio des halben Durchmessers des ursprünglichen Korundkornes liegt und der Zerteilungsgrad dieser Sekundärkorundkörnung gegenüber der ursprünglichen Kornzusammensetzung des Schleifkörpersfürden Korngrößenbereich unterO,2mm > 90%,fürden Korngrößenbereich 0,2mm bis 0,4mm > 75% und für den Korngrößenbereich über 0,4mm > 50% beträgt und diese Sekundärkorundkörnung eine Rezepturkomponente für Schleifkörper darstellt.

Die mit den genannten Eigenschaften gekennzeichnete Sekundärkorundkörnung ist eine Rezepturkomponente für die Schleifkörperherstellung mit keramischer Bindungsmatrix für allgemeine Schleifaufgaben bis zu einer Arbeitsgeschwindigkeit von 35 m/s. Dabei beträgt der Sekundärkorundkorngehalt bis 50 Ma.-% vom gesamten Schleifmittelkorn der Schleifkörperrezeptur. Für Schleifkörper mit organischer und magnesitischer Bindungsmatrix kann der Sekundärkorundkorngehalt bis 100 Ma.-% erhöht werden, d.h. bis zum vollständigen Ersatz von Primärschleifkorn durch Sekundärschleifkorn.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert.

Ausführungsbeispiele Beispiel 1:

Schleifscheibenbruch, Normalkorund mit keramischer Bindung und einer Stückgröße von <250 x 150 x 150mm wird zweistufig in einem Backenbrecherund Kegelbrecher auf d₉₀ = 10 mm und einer mittleren Korngröße von 3 mm vorzerkleinert und in einer Mühle mit frei beweglichen Mahlkörpern, speziell einer Kugelmühle, gemahlen.

Mahiparameter:

Kugelgröße: 60 mm

Kugelfüllungsgrad: 25%

Drehzahl: 80%n_krit.

Folgende Ergebnisse wurden erhalten (Tabelle I).

Kornklasse Kornanteile mittlere Schichtstärke Zerteilungsgrad

mm Ma.-% /um %

0,5-1,0	16,9	24-56	55
0,2-0,5	37,5	21-30	81
0,1-0,2	22,8	10-28	94
0,071-0,1	5,8	<15	98
0,063-0,071	2,4	n.b.	98
0,04-0,063	6,6	n.b.	98
<0,04	8,0	n.b.	98

Aus dieser durch mechanische Aufbereitung gewonnenen und in ihren Eigenschaften erfindungsgemäß definierten ' ,

Sekundärkörnungen wurde die Körnung 32 mit einer Nennkorngröße in der Hauptfraktion zwischen 0,315-0,400mm mittels Siebklassierung nach TGL 8783 abgetrennt und ein typischer Schleifkörper für allgemeine Schleifaufgaben zum Außenrundschleifen hergestellt:

Normalkorund (NK), Körnung 32, Härte M

NK 32 Sekundärkorn: 43,5 Ma.-% = 50,3 %

NK32 Primärkorn: 43,0 Ma.-% = 49,7% des Schleifmittelkorns

keramisches Bindemittel: 13,5Ma.-%

Wasserglas: 4,7Ma.-%

Preßdruck: 7,5MPa

Brenntemperatur: PK135 (Kegelfallpunkt)

Eigenschaften des Schleifkörpers mit Sekundärkorundkörnung obiger Zusammensetzung gegenüber einem Schleifkörper, der vollständig aus Primärschleifkorn besteht (bei sonst unveränderter Rezeptur) nach Tabelle II:

-3-Tabelle II

Eigenschaften	mit Sekundärkorund	ohne Sekundärkorund
Härte¹¹ m/s	5320	5320
Bruchumfangsgeschwindig
keit (gefordert mind. 63m/s m/s	79	81
relativer Schleifkörper
verschleiß . %	100	101
relatives Zerspanungs
verhältnis %	100	103
relative Oberflächen
rauhigkeit %	100	100

^1Ϊ Die Härte wurde durch die Bestimmung der Schallaufzeit in m/s gemessen.

ν Beispiel 2:

Das Beispiel 2 bezieht sich auf die Sekundärkorundkörnung und die Rezeptur des Beispiels 1, wobei das keramische Bindemittel durch organisches und magnesitisches Bindemittel ersetzt wird und der Sekundärkorundanteil 100 Ma.-% der eingesetzten Schleifmittelkörnung ist (Tabelle III).

Tabelle III

geänderte Rezepturkomponenten mit organischer Bindung mit magnesitischer gegenüber Beispiel 1 Bindung

Körnung wie Beispiel 1 32/25

Härte N/O N/O

Bindemittelanteil Ma.-% 16,9 Magnesit 20

MgCI₂-Lauge23 Schleifkornanteil Ma.-% 83,1 57

Daraus resultieren folgende Schleifkörpereigenschaften (Tabelle IV):

Tabelle IV

Seku = Sekundärkorund

Eigenschaften organische Bindung magnesitische Bindung

mit Seku ohne Seku mit Seku ohne Seku

Härte m/s	3500	3 550	—	—
Bruchumfangsge
schwindigkeit m/s	88	90	-	-
relativer Schleif körper
verschleiß %	100	100	100	100
relatives Zerspanungs
verhältnis %	101	100	100	100
relative Oberflächen
rauhigkeit %	100	100	100	100

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Schleifmittelkörnungen zur Herstellung von Schleifkörpern für allgemeine Schleifaufgaben auf der Basis von mechanisch aufbereitetem, keramisch gebundenem Korundschleifkörperbruch und/oder Korundschleifkörperresten (Abfallmaterial), gekennzeichnet dadurch, daß die Sekundärkorundkörnung aus Körnern der ursprünglichen Schleifkörperzusammensetzung mit oberflächenanhaftenden Anteilen einer keramischen Bindungsmatrix bestehen, deren Schichtstärke für die Körnung <0,5mm im Mittel unter ¹/6 bis ¹Ao des Durchmessers des ursprünglichen Korundkornes und für die Körnung >0,5mm im Mittel unter Vb bis Viodes halben Durchmessers des ursprünglichen Korundkornes liegt und derZerteilungsgrad dieser Sekundärkorundkörnung gegenüber der ursprünglichen Kornzusammensetzung des Schleifkörpers für den Korngrößenbereich unter 0,2 mm > 90%, für den Korngrößenbereich 0,2 mm-0,4 mm > 75% und für den Korngrößenbereich über 0,4mm > 50% beträgt und diese Sekundärkorundkörnung eine Rezepturkomponente für Schleifkörper darstellt.
2. Verfahren nach Punkt !,gekennzeichnet dadurch, daß für die Schleifkörperherstellung mit keramischer Bindung für allgemeine Schleifaufgaben der Sekundärkorundkorngehalt vom gesamten Schleifmittelkorn bis 50 Ma.-% beträgt.
3. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß für die Schleifkörperherstellung mit organischer und magnesitischer Bindung der Sekundärkorundkorngehalt vom gesamten Schleifmittelkorn bis 100Ma.-% beträgt.