DD240515A1 - ABRASIVE AGENTS FOR THE PRODUCTION OF GRINDING BODIES - Google Patents
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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.The invention relates to Schleifmittelkoernungen for the production of abrasive bodies for general grinding tasks on the basis of ceramic bonded Korundschleifkoerperbruch or Korundschleifkoerperresten (waste material). The aim of the invention is to extend the scope of secondary corundum for the production of corundum-based abrasives with low cost and energy expenditure. According to the invention, the object is achieved by obtaining remnants of the waste material, which consist primarily of coagulating the original abrasive composition with a limited layer thickness of surface-adherent ceramic bond matrix and a defined degree of division and this secondary corundum is a formulation component for abrasive bodies for general grinding tasks.
Description
Die Erfindung betrifft Schleifmittelkörnungen zur Herstellung von Schleifkörpern für allgemeine Schleifaufgaben auf der Basis von mechanisch aufbereitetem, keramisch gebundenem Korundschleifkörperbruch oder Korundschleifkörperresten (Abfallmaterial).The invention relates to abrasive grains for the production of abrasive articles for general grinding tasks on the basis of mechanically treated, ceramic bound Korundschleifkörperbruch or Korundschleifkörperresten (waste material).
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.It is known that secondary corundum grains are recovered from ceramically bonded corundum abrasive body breakage or corundum abrasive body residues by a mechanical treatment, which, however, are used as abrasive exclusively in loose form or dispersed in a liquid or paste or bound to a substrate. The secondary grains are to a great extent afflicted with different layer thicknesses and proportions of ceramic binding residues and form aggregations with varying degrees of separation. Thus, the reuse of secondary corundum grain for the production of solid abrasive bodies for general grinding tasks is not possible.
Als Abfallmaterial ist folgender Korundschleifkörperbruch bzw. Korundschleifkörperrest definiert:The following corundum abrasive fracture or corundum abrasive residue is defined as waste material:
Korundkörnung nachTGL8783: 16-100Corundum Grain to TGL8783: 16-100
Bindemittelgehalt: 8-20Ma.-%Binder content: 8-20Ma .-%
Hauptkomponenten des keramischen Bindemittels:Main components of the ceramic binder:
SiO2 50-70 Ma.-%SiO 2 50-70% by weight
AI2O3 10-20Ma.-%AI 2 O 3 10-20Ma .-%
B2O3 0-4Ma.-%B 2 O 3 0-4Ma .-%
CaO ca.3Ma.-%CaO ca.3Ma .-%
Na2O+ K2O 5-10Ma.-%Na 2 O + K 2 O 5-10 Ma .-%
Als Zerteilungsgrad in % ist der Anteil an Sekundärkorundkörnung definiert, der der ursprünglichen Kornzusammensetzung des Schleifkörpers entspricht, d. h. frei von Aggregationen ist.The degree of division in% defines the fraction of secondary corundum which corresponds to the original grain composition of the abrasive article, i. H. is free of aggregations.
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.For the production of abrasive articles from this defined secondary material certain properties are to be maintained in relation to the secondary corundum grain to be obtained in order to produce grinding wheels without loss of quality.
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.For example, aggregations represent solid, small units of the original abrasive body of bonded ceramic corundum grains with intact texture. Their content ranges from more than 70% by weight of the secondary corundum grain, depending on the original grain size of the secondary material. The associated high proportion of already fired ceramic binder participates in the binder reaction in an uncontrolled extent in the second fire for abrasive particles from secondary corundum. It comes to hardness deviations, microstructural defects and moreover to re-boiling phenomena that can lead to the destruction of the abrasive structure. The aggregations can degrade the grinding properties.
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.An expensive, but effective with respect to the separation of the ceramic binder from the secondary corundum grain solution is the chemical treatment, as proposed in the patents DD 122677 and DD 152863. Both chemical processes use flux acids as solubilizers in various forms: the first type 2-10% by weight hydrofluoric acid at 60 ° C. and the second type a 15-30% strength by weight acid mixture of hydrofluoric acid, sulfuric acid and / or perchloric acid and / or nitric acid at room temperature. Although a quantitative separation of the binder is not necessary, so are the components of the acid mixture, sufficient reaction times, the multiple washing of the secondary corundum and the neutralization of the wash water unavoidable and very complicated starting conditions or process steps.
Es ist das Ziel der Erfindung, Sekundärkorundkörnungen für die Herstellung von Schleifkörpern auf Korundbasis mit niedrigem Kosten- und Energieaufwand einzusetzen.It is the object of the invention to use secondary corundum grains for the production of corundum-based abrasive articles with low cost and energy expenditure.
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.The invention has for its object to obtain secondary corundum grain for the production of abrasive articles for general grinding tasks on the basis of ceramic bound Korundschleifkörperbruch and / or Korundschleifkörperresten (waste material). As grinding wheels for general grinding tasks applicable working speeds are understood to 35m / s.
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.This object is achieved according to the invention in that the secondary corundum grains consist mainly of grains of the original abrasive composition with surface-adhering portions of a ceramic bonding matrix whose layer thickness for the grain size <0.5 mm averages below V6 to Vio of the diameter of the original corundum grain and for the grain size> 0.5 mm on average below Ve to Vio of half the diameter of the original corundum grain and the degree of division of this secondary corundum grain over the original grain composition of the abrasive body for the particle size range below O, 2mm> 90%, for the grain size range 0.2mm to 0.4mm> 75% and for the grain size range is over 0.4mm> 50% and this secondary corundum grain is a formulation component for grinding wheels.
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.The secondary corundum grain marked with the mentioned properties is a formulation component for ceramic bonded matrix abrasive production for general grinding tasks up to a working speed of 35 m / s. The secondary corundum grain content is up to 50% by mass of the total abrasive grain of the abrasive article formulation. For organic and magnesite bond matrix abrasive articles, the secondary corundum grain content can be increased up to 100 mass%, i. until complete replacement of primary abrasive grain by secondary abrasive grain.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert.The invention will be explained below with reference to exemplary embodiments.
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.Abrasive disc breakage, normal corundum with ceramic bond and a piece size of <250 x 150 x 150mm is pre-crushed in two stages in a jaw crusher and cone crusher to d 90 = 10 mm and a mean grain size of 3 mm and ground in a mill with free-moving grinding media, especially a ball mill ,
Mahiparameter:Mahiparameter:
Kugelgröße: 60 mmBall size: 60 mm
Kugelfüllungsgrad: 25%Ball fill level: 25%
Drehzahl: 80%nkrit.Speed: 80% n crit .
Folgende Ergebnisse wurden erhalten (Tabelle I).The following results were obtained (Table I).
Kornklasse Kornanteile mittlere Schichtstärke ZerteilungsgradGrain class Grain shares Average layer thickness Degree of division
mm Ma.-% /um %mm% by mass /%
Aus dieser durch mechanische Aufbereitung gewonnenen und in ihren Eigenschaften erfindungsgemäß definierten ' ,From this obtained by mechanical treatment and defined in terms of their properties ' ,
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:Secondary grits were graded to grain size 32 with a nominal grain size in the main fraction between 0.315-0.400mm by sieving classification according to TGL 8783, and a typical grinder was made for general grinding operations for external cylindrical grinding:
Normalkorund (NK), Körnung 32, Härte MNormal corundum (NK), grit 32, hardness M
NK 32 Sekundärkorn: 43,5 Ma.-% = 50,3 %NK 32 secondary grain: 43.5% by mass = 50.3%
NK32 Primärkorn: 43,0 Ma.-% = 49,7% des SchleifmittelkornsNK32 primary grain: 43.0 mass% = 49.7% of the abrasive grain
keramisches Bindemittel: 13,5Ma.-%ceramic binder: 13.5Ma .-%
Wasserglas: 4,7Ma.-%Water glass: 4,7Ma .-%
Preßdruck: 7,5MPaPressing pressure: 7.5 MPa
Brenntemperatur: PK135 (Kegelfallpunkt)Firing temperature: PK135 (cone drop point)
Eigenschaften des Schleifkörpers mit Sekundärkorundkörnung obiger Zusammensetzung gegenüber einem Schleifkörper, der vollständig aus Primärschleifkorn besteht (bei sonst unveränderter Rezeptur) nach Tabelle II:Properties of the abrasive body with secondary corundum grain of the above composition compared to an abrasive body consisting entirely of primary abrasive grain (with otherwise unchanged formulation) according to Table II:
-3-Tabelle II-3-Table II
1Ϊ Die Härte wurde durch die Bestimmung der Schallaufzeit in m/s gemessen. 1Ϊ The hardness was measured by the determination of the sound propagation time in m / s.
ν Beispiel 2:Example 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).Example 2 relates to the secondary corundum grain and the formulation of Example 1, wherein the ceramic binder is replaced by organic and magnesite binder and the secondary corundum content is 100 mass% of the abrasive grain used (Table III).
geänderte Rezepturkomponenten mit organischer Bindung mit magnesitischer gegenüber Beispiel 1 Bindungmodified formulation components with organic bond with magnesitic compared to Example 1 binding
Körnung wie Beispiel 1 32/25Grain as Example 1 32/25
Härte N/O N/OHardness N / O N / O
Bindemittelanteil Ma.-% 16,9 Magnesit 20Binder content Ma.% 16.9 Magnesite 20
MgCI2-Lauge23 Schleifkornanteil Ma.-% 83,1 57MgCl 2 lye23% of abrasive grain Ma .-% 83.1 57
Daraus resultieren folgende Schleifkörpereigenschaften (Tabelle IV):This results in the following abrasive properties (Table IV):
Seku = SekundärkorundSeku = secondary corundum
Eigenschaften organische Bindung magnesitische BindungFeatures organic bond magnesite bond
mit Seku ohne Seku mit Seku ohne Sekuwith Seku without Seku with Seku without Seku
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DD28022885A DD240515B1 (en) | 1985-09-02 | 1985-09-02 | ABRASIVE AGENTS FOR THE PRODUCTION OF GRINDING BODIES |
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DD28022885A DD240515B1 (en) | 1985-09-02 | 1985-09-02 | ABRASIVE AGENTS FOR THE PRODUCTION OF GRINDING BODIES |
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DD240515A1 true DD240515A1 (en) | 1986-11-05 |
DD240515B1 DD240515B1 (en) | 1990-08-08 |
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DD28022885A DD240515B1 (en) | 1985-09-02 | 1985-09-02 | ABRASIVE AGENTS FOR THE PRODUCTION OF GRINDING BODIES |
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DD (1) | DD240515B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997022443A1 (en) * | 1995-12-20 | 1997-06-26 | Saint-Gobain Industrial Ceramics, Inc. | Reclamation of abrasive grain |
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1985
- 1985-09-02 DD DD28022885A patent/DD240515B1/en not_active IP Right Cessation
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WO1997022443A1 (en) * | 1995-12-20 | 1997-06-26 | Saint-Gobain Industrial Ceramics, Inc. | Reclamation of abrasive grain |
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DD240515B1 (en) | 1990-08-08 |
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