DD296024A5 - SCHLEIFFBLATTMATERIAL - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Schleifblattmaterial. Durch die erfindungsgemaesze Loesung soll ein Schleifblattmaterial geschaffen werden, welches eine verbesserte Schleifleistung ermoeglicht. Erfindungsgemaesz geschieht dieses dadurch, dasz das Schleifblattmaterial aus einer Traegerschicht und einer Schleifmittelschicht besteht, wobei die Schleifmittelschicht eine Kontaktschicht sowie eine Schicht aus einer Vielzahl von vorgeformten, faserfoermigen Schleifpartikeln mit einem im wesentlichen einheitlichen Querschnitt aufweist, die an der Traegerunterlage durch die Kontaktschicht haften, und dasz die Schleifpartikel untereinander einen im wesentlichen einheitlichen Querschnitt aufweisen sowie ein Laengenverhaeltnis zu diesem von mindestens 1:1 besitzen und aus gesintertem a-Aluminiumoxidkristallen bestehen, deren Groesze vorzugsweise 2 mm und hoechstens 10 mm betraegt. Fig. 1{Schleifblattmaterial; Traegerschicht; Kontaktschicht; Schleifmittelschicht; faserfoermiger Schleifpartikel; einheitlicher Querschnitt; Laengenverhaeltnis; a-Aluminiumoxidkristall}The invention relates to an abrasive sheet material. The inventive solution is to provide an abrasive sheet material which allows improved grinding performance. According to the invention, this is achieved by the abrasive sheet material consisting of a carrier layer and an abrasive layer, the abrasive layer having a contact layer and a layer of a plurality of preformed fibrous abrasive particles having a substantially uniform cross-section adhered to the backing pad by the contact layer, and that the abrasive particles have a substantially uniform cross-section with each other and a length ratio of at least 1: 1 and consist of sintered a-alumina crystals whose size is preferably 2 mm and at most 10 mm. Fig. 1 {abrasive sheet material; Traegerschicht; Contact layer; Abrasive layer; fibrous abrasive particles; uniform cross-section; Laengenverhaeltnis; a-alumina crystal}
Description
Hierzu 9 Seiten ZeichnungenFor this 9 pages drawings
Schleif blattmaterialSanding sheet material
Diese Erfindung betrifft ein Schleifblattmaterial. Seit ihrer Einführung vor einigen Jahren haben Sol-Gel-Korundschleifmittel beträchtliche Vorteile gegenüber anderen Premiumschleifmitteln in weiten Bereichen der Anwendung bei Schleifblattmaterialien nachgewiesen. Es ist bekannt, derartige Schleifmittel durch Trocknen und Sintern eines Aluminiumhydroxid-Gels herzustellen, das auch unterschiedliche Mengen von Zusatzstoffen wie MgO oder ZrÜ2 enthalten kann. Das getrocknete Material wird entweder vor oder nach dem Sintern gebrochen, um unregelmäßige, brockenartig geformte polykristalline Schleifkörner eines gewünschten Größenbereichs zu erhalten. Anschließend können die Schleifkörper in Schleifblattmaterialien wie runde Schleifblätter oder Schleifbänder eingearbeitet werden. Durch die US-P 4314827 ist es bekannt, Schleifkörner herzustellen, bei dem die gesinterten Schleifkörner unregelmäßige, „schneeflockenartig" geformte AI2O3-Kristalle enthalten, deren Durchmesser bei 5 bis Юцт liegt. Der Raum zwischen den Armen einer „Schneeflocke" und zwischen benachbarten „Schneeflocken" wird von anderen Phasen wie z. B. einem feinkristallinen Aluminiumoxid-Magnesia-Spinell besetzt.This invention relates to an abrasive sheet material. Since their introduction several years ago, sol-gel corundum abrasives have demonstrated significant advantages over other premium abrasives in wide ranges of application to abrasive sheet materials. It is known to produce such abrasives by drying and sintering an aluminum hydroxide gel, which may also contain varying amounts of additives such as MgO or ZrO2. The dried material is crushed either before or after sintering to obtain irregular, boulder-shaped polycrystalline abrasive grains of a desired size range. Subsequently, the abrasive particles can be incorporated into abrasive sheet materials such as round abrasive sheets or abrasive belts. It is known from US-P 4,314,827 to produce abrasive grains in which the sintered abrasive grains contain irregular "snowflake-like" shaped Al 2 O 3 crystals whose diameter is from 5 to ЮЮt. The space between the arms of a "snowflake" and between adjacent "snowflakes" is occupied by other phases, such as a fine crystalline alumina magnesia spinel.
Durch die US-P 4623364, veröffentlicht am 18.Novemberr 1986 und übertragen auf die Norton Company, ist ein Sol-Gel-Verfahren zur Herstellung von Aluminiumoxidschleifkörnern und von Schleifkörnern abweichenden Erzeugnissen wie Beschichtungen, Dünnfilmen, Fasern, Stäben oder kleinförmigen Teilen mit verbesserten Eigenschaften bekannt. Entsprechend diesem Patent wird die Umwandlung des Aluminiumhydroxids zu a-Aluminiumoxid durch Einbringen von Impfmaterial in das Gel oder den Gel-Vorläufern vor dem Trocknen erleichtert. Dieses kann mit einer Naßvibrationsmahlung des Gels oder Gel-Vorläufers mit ct-Aluminiumoxidbindemitteln oder mit einer direkten Zugabe von hochfeinen Keimteilchen in Pulver- oder anderer Form verbunden sein. Dieses auf diese Art gewonnene a-Aluminiumoxid (im weiteren häufig als SG-Korn bezeichnet) hat eine sehr feine, einheitliche Kristallitstruktur, bei der die Größe aller Kristallite im wesentlichen unter etwa 1 μιτι liegt. Etwas größere Kristallite lassen sich durch längeres Brennen erzielen, was jedoch im allgemeinen nicht erwünscht ist. Für die Herstellung von Schleifkörnern wird das geimpfte Gel getrocknet, gebrochen und gebrannt. Die so hergestellten Schleifkörner können für die Herstellung von Schleifprodukten wie runder Schleifblätter und Schleifscheiben verwendet werden. Für die Herstellung von Formteilen oder Stäben kann das Material auch durch Extrudieren vor dem Brennen profiliert oder geformt werden. Beim Extrudieren von Stäben werden die Stäbe später in die geeigneten Längen geschnitten oder gebrochen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schleif blattmaterial zu schaffen, mit welchem eine verbesserte Schleifleistung erreicht wird.U.S. Patent No. 4,623,364, issued November 18, 1986 and assigned to Norton Company, teaches a sol-gel process for the production of alumina abrasive grits and non-abrasive grit products such as coatings, thin films, fibers, rods, or small-sized parts having improved properties known. According to this patent, the conversion of the aluminum hydroxide to a-alumina is facilitated by introducing seed into the gel or gel precursors before drying. This may be combined with wet vibration milling of the gel or gel precursor with ct alumina binders or with direct addition of high purity seed particles in powder or other form. This a-alumina obtained in this way (hereinafter often referred to as SG grain) has a very fine, uniform crystallite structure, in which the size of all crystallites is substantially less than about 1 μιτι. Somewhat larger crystallites can be achieved by prolonged firing, but this is generally undesirable. For the production of abrasive grains, the seeded gel is dried, crushed and fired. The abrasive grains thus produced can be used for the production of abrasive products such as round abrasive sheets and abrasive wheels. For the production of moldings or rods, the material may also be profiled or formed by extrusion prior to firing. When bars are extruded, the bars are later cut or broken into the appropriate lengths. The invention has for its object to provide an abrasive sheet material with which an improved grinding performance is achieved.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Schleifblattmaterial aus einer Trägerunterlage und einer Schleifmittelschicht besteht, wobei die Schleifmittelschicht eine Kontaktschicht sowie eine Schicht aus einer Vielzahl von vorgeformten, faserförmigen Schleifpartikeln mit einem im wesentlichen einheitlichen Querschnitt aufweist, die an der Trägerunterlage durch die Kontaktschicht haften, und daß die Schleifpartikel untereinander einen im wesentlichen einheitlichen Querschnitt sowie ein Längenverhältnis zu diesem von mindestens 1:1 besitzen und aus gesinterten a-Aluminiumoxidkristallen bestehen, deren Größe vorzugsweise 2pm und höchstens 10pm beträgt.According to the invention, the object is achieved in that the abrasive sheet material consists of a backing and an abrasive layer, wherein the abrasive layer has a contact layer and a layer of a plurality of preformed, fibrous abrasive particles having a substantially uniform cross-section which adhere to the backing by the contact layer and in that the abrasive particles have a substantially uniform cross-section and an aspect ratio of at least 1: 1 relative to one another and consist of sintered α-aluminum oxide crystals whose size is preferably 2 μm and at most 10 μm.
Die Schleifpartikel haben eine Mindesthärte von 14, besser 16 und in der am meisten bevorzugten Ausführungsform 18GPa und/oder ein mittleres Längenverhältnis von mindestens etwa 1:1, vorzugsweise 2:1 und/oder einen Vorzugsdurchmesser von etwa 0,33mm. Das Längenverhältnis ist das Verhältnis zwischen Länge und Querschnitt derfaserförmigen Schleifpartikel. Vorzugsweise mindestens 80%, besser 95% der genannten faserförmigen Aluminiumoxidschleifpartikel erscheinen als allgemein gleichachsige Kristalle mit einer Größe von höchstens 0,5цт, vorzugsweise 0,4цт. Weitere Merkmale der erfindungsgemäßen Lösung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.The abrasive particles have a minimum hardness of 14, better 16 and in the most preferred embodiment 18GPa and / or an average aspect ratio of at least about 1: 1, preferably 2: 1 and / or a preferred diameter of about 0.33mm. The aspect ratio is the ratio between length and cross section of the fibrous abrasive particles. Preferably, at least 80%, better still 95% of said alumina abrasive fibrous particles appear as generally equiaxed crystals having a size of at most 0.5%, preferably 0.4%. Further features of the solution according to the invention can be found in the dependent claims.
Die erfindungsgemäße Lösung umfaßt eine Schleifmittelschicht. Das erfindungsgemäße Schleifblattmaterial enthält polykristalline Schleiffasern. Es gewährleistet eine lange Standzeit und erfordert durch die Verwendung einer besonderen Form von Sol-Gel-Aluminiumoxidschleifkorn einen geringeren Kraftaufwand bei einem gegebenen Spanabtrag.The solution according to the invention comprises an abrasive layer. The abrasive sheet material of the invention contains polycrystalline abrasive fibers. It ensures a long service life and requires less force for a given chip removal through the use of a special form of sol-gel alumina abrasive grain.
Das erfindungsgemäße Schleifblattmaterial hat außerdem bessere Freischneideeigenschaften und entwickelt weniger Wärme während des Schleifens.The abrasive sheet material of the invention also has better free-cutting properties and develops less heat during grinding.
Mit dem erfindungsgemäßen Schleifblattmaterial wird eine gleichmäßigere Abtragung erreicht und dabei dem zu bearbeitenden Werkstück eine gleichbleibendere Oberflächengüte über eine ungewöhnlich lange Standzeit verliehen.With the abrasive sheet material according to the invention, a more uniform ablation is achieved, while giving the workpiece to be machined a more consistent surface quality over an unusually long life.
Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Schleifblattmaterial geschaffen, bei dem die Schleifkörnung aus gesinterten Sol-Gel-a-Aluminiumoxidfasem besteht, deren Querschnitt über die Länge im wesentlichen gleichbleibend ist. Durchschnittlich haben die Schleiffasern ein Längenverhältnis von mindestens etwa 1:1, vorzugsweise von mindestens 2:1 bis 9:1, wobei auch ein Längenverhältnis bis 12:1 und darüber möglich ist. Diea-Aluminiumoxidfasern können Zusatzstoffe wie MgO oder andere Spinell-Aluminiumoxidbildner, ZrO2 bzw. andere verträgliche Stoffe enthalten. Sie werden mit einem Sol-Gel-Verfahren und vorzugsweise aus einem geimpften SoI-GeI hergestellt. Die Schleiffasern bestehen zu vorzugsweise mindestens 95%, besser mindestens 98% aus a-Aluminiumoxidkristalliten und sind im wesentlichen frei von Verunreinigungen, die beim Brennen amorphe oder „glasartige" Stoffe bilden. Die Kristallite sind etwa bis zu 2μιτι groß, wobei jedoch die Vorzugsfasern Kristallite enthalten, die kleiner als 1 μιη und in der am meisten bevorzugten Ausführung kleiner als 0,5 \im sind.The present invention provides an abrasive sheet material in which the abrasive grain consists of sintered sol-gel-α-alumina fibers whose cross-section is substantially consistent over its length. On average, the abrasive fibers have an aspect ratio of at least about 1: 1, preferably at least 2: 1 to 9: 1, wherein a length ratio to 12: 1 and above is possible. Diea alumina fibers may contain additives such as MgO or other spinel alumina, ZrO 2 or other compatible materials. They are prepared by a sol-gel method, preferably from a seeded SoI gel. The abrasive fibers are preferably at least 95%, more preferably at least 98%, of a-alumina crystallites and are substantially free of impurities which form amorphous or "glassy" substances upon firing.The crystallites are about 2μιτι in size, but the preferred fibers are crystallites contain μιη less than 1 and in the most preferred embodiment less than 0.5 \ in the are.
Mit einem Faserende sind die Schleiffasern an einer flexiblen Trägerunterlage mittels einer klebenden Kontaktschicht befestigt.With a fiber end, the abrasive fibers are attached to a flexible backing by means of an adhesive contact layer.
Im allgemeinen verlaufen die Schleiffasern in gegengesetzter Richtung zur Unterlage und sind vorteilhafter Weise mit einer Bindemittelschicht überzogen, die ihre Verankerung in der Trägerunterlage verstärkt. Als Trägerunterlage eignet sich jede bekannte Unterlage für Schleifblattmaterialien wie beispielsweise Web- oder Malimoware, Folie oder Papier. Für die Gewebeappretur und Papierveredlung der Trägerunterlage sind in Abhängigkeit von der Anwendung alle üblichen Verfahren und Materialien für Schleifblätter einsetzbar. Ebenso können alle bekannten, bei der Herstellung von beschichteten Schleif blättern eingesetzten üblichen Kontaktschichten verwendet werden.In general, the abrasive fibers extend in a direction opposite to the backing and are advantageously coated with a make coat which reinforces their anchorage in the backing. As a backing, any known pad for abrasive sheet materials such as woven or malware, foil or paper is suitable. Depending on the application, all conventional methods and materials for sanding sheets can be used for the fabric finishing and paper finishing of the backing. Likewise, all known customary contact layers used in the production of coated abrasive sheets can be used.
Ist das Längenverhältnis der erfindungsgemäßen Schleiffasern relativ klein, z.B. im Mittel mindestens etwa 1:1, vorzugsweise etwa 2:1 bis etwa 5:1, kann die Bindemittelschicht mit den an sich bekannten Walzbeschichtungsverfahren aufgetragen werden.If the aspect ratio of the abrasive fibers of the invention is relatively small, e.g. on average at least about 1: 1, preferably about 2: 1 to about 5: 1, the binder layer can be applied by the roll coating method known per se.
Wenn die Schleiffasern ein größeres Längenverhältnis aufweisen, wird anderen Beschichtungsverfahren, wie der Spritzbeschichtung, bei denen die Fasern nicht übermäßig heruntergedrückt werden, der Vorzug gegeben. Auch die für die Bindemittelschicht verwendeten Materialien können alle bekannten, in der Schleifmittelindustrie für Schleifblattmaterialien verwendeten Arten sein. Es wurde festgestellt, daß die Schleifprodukte mit den faserförmigen Schleifpartikeln eine wesentliche längere Standzeit als jene aufweisen, die ein gebrochenes Schleifkorn der bekannten Art enthalten.If the abrasive fibers have a greater aspect ratio, preference is given to other coating methods, such as spray coating, in which the fibers are not excessively pressed down. Also, the materials used for the make coat may be any of the known types used in the abrasive industry for abrasive sheet materials. It has been found that the abrasive products having the fibrous abrasive particles have a substantially longer life than those containing a crushed abrasive grain of the known type.
Im Vergleich zu den an sich bekannten Schleifblattmaterialien wird auch eine Tendenz zu einem weniger unbeständigen Abtrag und zu einer weniger unbeständigen Oberflächengüte des bearbeiteten Werkstücks über zumindest einen Teil ihrer Standzeit deutlich.Compared to the abrasive sheet materials known per se, there is also a tendency for less unstable material removal and a less unstable surface finish of the machined workpiece over at least part of its tool life.
Überraschend wurde ebenfalls festgestellt, daß die Anwendung der erfindungsgemäßen Schleifblattmaterialien besonders wirksame Ergebnisse beim Schleifen mit geringem Druck hervorbringen. Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin begründet, daß nicht nur Schleif produkte in Form von Schleifblattmaterialien mit faserförmigen Schleifpartikeln von unterschiedlicher gewünschter Länge geschaffen werden können, sondern auch die Korngrößenverteilung für ein spezielles Anwendungsgebiet so genau oder so variabel wie erforderlich sein kann-eine Möglichkeit, die bisher mit walzengebrochenem Schleifkorn nicht gegeben war. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß Schleiffasern einsetzbar sind, die in verschiedene Längen oder Längenverhältnisse geschnitten sind, um eine Normalfasermischung gemäß CAMI-Klassierung nachzubilden. Ebenso können die Schleifblattmaterialien mit einer festgelegten Mischung von Schleiffasern mit Über-, Vergleichs- und Feinkorndurchmesser enthalten.Surprisingly, it has also been found that the use of the abrasive sheet materials according to the invention produce particularly effective results when sanding at low pressure. A particular advantage of the invention is that not only abrasive products can be created in the form of abrasive sheet materials with fibrous abrasive particles of different desired length, but also the particle size distribution for a specific application as precise or as variable as may be required-one way which was previously not given with broken abrasive grain. Another advantage is that abrasive fibers can be used, which are cut into different lengths or lengths ratios to simulate a normal fiber mixture according to CAMI classification. Likewise, the abrasive sheet materials may contain a specified mixture of abrasive fibers having oversize, comparative, and fine grain diameters.
Bei dem Einsatz von Schleifpartikeln mit vorherbestimmter Konfiguration zur Herstellung der Schleifblattmaterialien besteht ein weiterer Vorteil darin, daß eine höhere Wirtschaftlichkeit und Effektivität gegeben ist.Another advantage of using abrasive particles of predetermined configuration to make abrasive sheet materials is that they are more economical and effective.
Es ist ebenfalls vorteilhaft, daß die Schleifprodukte mit einer geringeren Korndichte auf der Oberfläche häufig bessere Leistungen aufweisen als solche mit einer höheren Anzahl von Körnern je Oberflächeneinheit.It is also advantageous that the abrasive products having a lower grain density on the surface often perform better than those having a higher number of grains per surface unit.
Die erfindungsgemäßen Schleifblattmaterialien können in unterschiedlichen Formen hergestellt werden, wie Bänder, runde oder mehreckige Schleifblätter sowie Spezialausführungen.The abrasive sheet materials of the present invention can be made in a variety of shapes, such as tapes, round or polygonal abrasive sheets, and specialty finishes.
Bei den Tests wurden speziell runde Schleifblätter eingesetzt und es zeigte sich, daß diese bei vielen Schleifaufgaben eine bessere Leistung haben.The tests used special circular sanding sheets and showed that they perform better in many sanding jobs.
Es wurde ebenfalls festgestellt, daß sich die erfindungsgemäßen Schleifblattmaterialien besonders gut für einen wirksamen Einsatz von Schleifhilfsstoffen eignen. In der Regel werden diese auf die Oberfläche des Schleifmittels in Form einer Beschichtung aufgetragen. Dabei begrenzt das geringe Profil das herkömmlichen Schleifkornes die aufbringbare Schleifhilfsstoffmenge, da die einzeln Schleifkörner nicht bedeckt sein sollten. Aufgrund des hohen Profils der in der vorliegenden Erfindung verwendeten faserförmigen Schleifpartikel ist es jedoch möglich, weitaus mehr Schleifhilfsstoff aufzutragen, was äußerst vorteilhafte Ergebnisse zeitigt. Dabei ergibt sich auch die Möglichkeit, den Schleifhilfsstoff in einer reaktionsfähigeren Form etwa als Schaum anstelle einer Mischung in einer Harzschicht aufzutragen.It has also been found that the abrasive sheet materials according to the invention are particularly well suited for the effective use of grinding aids. Typically, these are applied to the surface of the abrasive in the form of a coating. In this case, the low profile limits the conventional abrasive grain, the applicable grinding aid amount, since the individual abrasive grains should not be covered. However, due to the high profile of the fibrous abrasive particles used in the present invention, it is possible to apply far more grinding aid, which gives extremely advantageous results. This also gives rise to the possibility of applying the grinding aid in a more reactive form, for example as a foam instead of a mixture in a resin layer.
Zu den Schleifhilfsstoffen können alle diejenigen gehören, deren Wirksamkeit bekannt ist, wie z. B. KBF4, K2TiF, NaCI, Schwefel und ähnliche Stoffe.The grinding aids may include all those whose effectiveness is known, such as. As KBF 4 , K 2 TiF, NaCl, sulfur and similar substances.
Die Erfindung wird an Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigenThe invention will be explained in more detail by exemplary embodiments. In the accompanying drawing show
Fig. 1: die Fotografie einer Draufsichtauf einen Teilbereich eines erfindungsgemäßen Schleifblattmaterials mit einerFig. 1: the photograph of a plan view of a portion of an abrasive sheet material according to the invention with a
Schleifmittelschicht aus faserförmigen Schleifpartikeln; Fig. 2: die Fotografie eines Querschnittes durch ein Schleifblattmaterial nach Fig. 1;Abrasive layer of fibrous abrasive particles; Fig. 2 is a photograph of a cross-section through an abrasive sheet material of Fig. 1;
Fig. 3: die Fotografie eines Querschnittes durch ein weiteres erfindungsgemäßes Schleifblattmaterial, bei dem dieFig. 3: the photograph of a cross section through another inventive abrasive sheet material, in which the
faserförmigen Schleifpartikel ein größeres mittleres Längenverhältnis als die Schleifpartikel in Fig. 2 aufweisen; Fig. 4: die Fotografie eines Querschnittes durch ein Schleifblattmaterial, bei dem die faserförmigen Schleifpartikel ein etwasfibrous abrasive particles have a greater average aspect ratio than the abrasive particles in Fig. 2; Fig. 4: the photograph of a cross-section through an abrasive sheet material in which the fibrous abrasive particles are a bit
geringeres mittleres Längenverhältnis als die Schleifpartikel in Fig. 2 aufweisen; Fig. 5: die Fotografie eines Querschnittes durch ein Schleifblattmaterial in an sich bekannter Weise durch Walzenbrechenlower mean aspect ratio than the abrasive particles in Fig. 2; Fig. 5: the photograph of a cross section through an abrasive sheet material in a conventional manner by roll breaking
hergestellte Schleifkörner; Fig. 6 (a), (b), (c), (d), (e) und (f): die Fotografien von walzengebrochenen Sol-Gel-Aluminiumoxidschleifkörnern der Körnung 50 (a), an sich bekannten walzengebrochenen Elektrokorundschleifkörnern der Körnung 50 (b) sowie faserförmigen SoI-Gel-Schleifpartikeln der Körnung 50 mit ungeordnetem (c) und ansteigendem (d, e, f) mittleren Längenverhältnis, dieprepared abrasive grains; Figures 6 (a), (b), (c), (d), (e) and (f) are the photographs of roll-broken 50 grit sol-gel alumina abrasive grains (a), grit-type, broken-grain, electrocorundum grains 50 (b) and 50 grit spherical SoI gel abrasive particles having disordered (c) and increasing (d, e, f) mean aspect ratio
bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Schleifblattmaterials angewendet werden; Fig. 7: eine grafische Darstellung der Auswirkung eines steigenden Längen Verhältnisses der faserförmigen Schleif partikelbe used in the preparation of the abrasive sheet material according to the invention; Fig. 7: a graphical representation of the effect of increasing the length ratio of the fibrous abrasive particles
auf den Gesamtabtrag mit runden Schleifblättern; Fig. 8: eine weitere grafische Darstel lung der Auswirkung des Längenverhältnisses der faserförm igen Schleif partikel auf dieon the total removal with round sanding sheets; Fig. 8: a further graphic presen- tation of the effect of the aspect ratio of the fibrous abrasive particles on the
Abtragungsdaten von runden Schleifblättern; Fig. 9: eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme (lOOfache Vergrößerung) der Oberfläche eines erfindungsgemäßenAblation data of round abrasive sheets; 9 shows a scanning electron micrograph (100 × magnification) of the surface of an inventive device
Schleifblattmaterials mit Darstellung der Einbettung der Schleifpartikel in eine Bindemittelschicht; Fig. 10: eine 100fach vergrößerte rasterelektronenmikroskopische Aufnahme der Oberfläche eines Erzeugnisses mit an sichAbrasive sheet material showing the embedding of the abrasive particles in a binder layer; Fig. 10: a 100-fold enlarged scanning electron micrograph of the surface of a product with itself
bekanntem gebrochenen, geimpften Sol-Gel-Schleifkorn in einer Bindemittelschicht; Fig. 11: eine 50fach vergrößerte rasterelektronenmikroskopische Aufnahme des Spanes aus der Anwendung einesknown broken, seeded sol-gel abrasive grain in a make coat; 11: a 50-fold enlarged scanning electron micrograph of the chip from the application of a
erfindungsgemäßen Schleifblattmaterials nach Fig.9; Fig. 12: eine 50fach vergrößerte rasterelektronenmikroskopische Aufnahme des Spanes aus der Anwendung eines an sich bekannten Schleiferzeugnisses nach Fig. 10.abrasive sheet material according to the invention shown in FIG. FIG. 12: a 50-times enlarged scanning electron micrograph of the chip from the application of a per se known grinding product according to FIG. 10.
In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Schleifblattmaterial 10 dargestellt, welches eine Trägerunterlage 12 sowie eine Schleifmittelschicht 14 auf dieser aufweist. Der Aufbau des Schleifblattmaterials 10 ist dabei der Fig. 2 deutlicher entnehmbar.In Fig. 1, an inventive abrasive sheet material 10 is shown, which has a support pad 12 and an abrasive layer 14 thereon. The structure of the abrasive sheet material 10 is shown in FIG. 2 clearly removed.
Die Schleifmittelschicht 14 ist durch eine Kontaktschicht 16 und an ihr haftende faserförmige Schleifpartikel 18 bzw. Schleiffasern 18 gebildet, wobei eine die Schleiffasern 18 einbettende Bindemittelschicht 20 vorgesehen sein kann.The abrasive layer 14 is formed by a contact layer 16 and adhering thereto fibrous abrasive particles 18 and abrasive fibers 18, wherein a binder layer 20 embedding the abrasive fibers 18 may be provided.
Im Sinne der Erfindung wird der Begriff faserförmige Schleifpartikel 18 oder Schleiffasern 18 für längliche keramische Schleifmittelkörper verwendet, die jeweils einen im allgemeinen gleichbleibenden Querschnitt über ihre Länge aufweisen und deren durchschnittliche Länge vorzugsweise etwa das Doppelte der Höchstabmessung des Querschnitts beträgt. Dieses Längenverhältnis kann wie nachstehend beschrieben, entsprechend den Einsatzbedingungen jedoch sehr unterschiedlich sein.For the purposes of the invention, the term fibrous abrasive particles 18 or abrasive fibers 18 is used for elongated ceramic abrasive bodies, each having a generally uniform cross-section along its length and whose average length is preferably about twice the maximum dimension of the cross-section. However, this aspect ratio may be very different as described below depending on the conditions of use.
Die Schleiffasern 18 können so gebogen oder gedreht sein, daß die Länge entlang des Körper statt unbedingt geradlinig gemessen wird.The abrasive fibers 18 may be bent or twisted so that the length is measured along the body rather than necessarily being straight.
Im allgemeinen werden die Schleiffasern 18 vorzugsweise durch Extruderen oder Spinnen eines vorzugsweise geimpften Gels aus Aluminiumhydroxid zu Endlosfasern, Trocknen der so hergestellten Endlosfasern, Schneiden oder Brechen derselben in die gewünschten Längen und nachfolgendes Brennen der Fasern bei einer Temperatur bis zu 1 5000C hergestellt. Unterschiedliche Sol-Gel-Verfahren zur Herstellung von Gelen aus Aluminiumhydroxid sind zum Beispiel in den US-P 4314827 und 4623364 beschrieben. Wie in den genannten Patenten offenbart, kann das Sol neben dem Aluminiumhydroxid bis zu 10 bis 15 Gewichtsanteile in % Spinell, MuIMt, Mangandioxid, Titandioxid, Magnesiumoxid, Zerdioxid, Zirkondioxid in Pulverform enthalten, oder es können auch deren Vorläufer in größeren Mengen, z. B. 40% oder mehr sowie andere geeignete Zusatzstoffe oder deren Vorläufer zugefügt werden. Dabei wird jedoch bevorzugt, daß das Gel im wesentlichen frei von Stoffen ist, die beim Brennen ein amorphes glasartiges Material bilden. Das für das erfindungsgemäße Schleifblattmaterial verwendete gebrannte Sol-Gel-Korn sollte daher vorzugsweise zu mindestens 95 Gewichtsanteile in % und besser noch zu mindestens 98 Gewichtsanteile in % a-Aluminiumoxid bestehen. Bei der am meisten bevorzugten Anwendungsform enthält das Sol oder Gel ein dispergiertes submikroskopisches kristallines Impfmaterial oder dessen Vorläufer in einer wirksamen Menge, um die Umwandlung der Aluminiumhydroxidpartikel zu a-Aluminiumoxid beim Sintern zu erleichtern. Dieses Verfahren wird als geimpftes Sol-Gel-Verfahren bezeichnet. Die Menge des Impfmaterials sollte etwa 10 Gewichtsanteile in % des Aluminiumhydroxids nicht überschreiten, und normalerweise ergeben Mengen über etwa 5% keinerlei Vorteile. Ist das Impfmaterial ausreichend fein, können Mengen von etwa 0,5% bis 10% eingesetzt werden, wobei 1 bis 5% den Vorzugsbereich darstellen.In general, the abrasive fibers 18 are preferably made by extruding or spinning a preferably seeded aluminum hydroxide gel into continuous filaments, drying the filaments thus prepared, cutting or breaking them into the desired lengths and then firing the fibers at a temperature up to 1500 ° C. Different sol-gel methods for making gels of aluminum hydroxide are described, for example, in US Pat. Nos. 4,314,827 and 4,623,364. As disclosed in said patents, in addition to the aluminum hydroxide, the sol may contain up to 10 to 15 parts by weight of spinel, muMt, manganese dioxide, titanium dioxide, magnesia, ceria, zirconia in powder form, or their precursors may also be present in larger quantities, e.g. B. 40% or more and other suitable additives or their precursors are added. It is preferred, however, that the gel be substantially free of substances that form an amorphous vitreous material upon firing. The fired sol-gel grain used for the abrasive sheet material according to the invention should therefore preferably consist of at least 95 parts by weight in% and better still at least 98 parts by weight in% a-alumina. In the most preferred embodiment, the sol or gel contains a dispersed submicroscopic crystalline seed or its precursor in an amount effective to facilitate conversion of the aluminum hydroxide particles to a-alumina upon sintering. This method is called an inoculated sol-gel method. The amount of inoculum should not exceed about 10 parts by weight in% of the aluminum hydroxide, and normally amounts above about 5% will not give any benefit. If the seed material is sufficiently fine, amounts of about 0.5% to 10% can be used, with 1 to 5% being the preferred range.
Im allgemeinen kann bei einer Zugabe von größeren Mengen Impfmaterial, zum Beispiel mehr a-Aluminiumoxid, die Stabilität des Gels beeinträchtigt und die Extrusion sehr erschwert werden. Dazu kommt, daß große Mengen von bereits im Extrudat enthaltenden a-Aluminiumoxid höhere Temperaturen für das Sintern erfordern. Wie oben jedoch gezeigt, führen höhere Temperaturen zum Kristallwachstum, und solche Schleifkörper sind im allgemeinen minderwertig.In general, with the addition of larger amounts of inoculum, for example, more alpha-alumina, the stability of the gel may be compromised and extrusion made very difficult. In addition, large amounts of a-alumina already contained in the extrudate require higher temperatures for sintering. However, as shown above, higher temperatures result in crystal growth, and such abrasive articles are generally inferior.
Beispiele für feste, mikrokristalline Impfmaterialien sind ß-Aluminiumoxid, a-Eisen(lll)-oxid, a-Aluminiumoxid, γ-Aluminiumoxid, Chromoxid und anderer Feinbruch, welcher zur Keimungsstelle für die Bildung des a-Aluminiumoxidkristalls wird, wobei a-Aluminiumoxid bevorzugt wird. Die Zugabe der Keime kann auch in Form eines Vorläufers wie z. B. einer Eisen(lll)-nitratlösung erfolgen. Im allgemeinen sollte das Impfmaterial die gleiche Struktur wie a-Aluminiumoxid und ähnliche Abmessungen des Kristallgitters (etwa innerhalb von 15%) aufweisen und im getrockneten Gel bei Temperaturen vorhanden sein, bei denen die Umwandlung zu a-Aluminiumoxid stattfindet (etwa 1000 bis 1100°C).Examples of solid, microcrystalline seed materials are β-alumina, α-iron (III) oxide, α-alumina, γ-alumina, chromium oxide and other particulate which becomes the nucleation site for formation of the α-alumina crystal, with α-alumina being preferred becomes. The addition of the germs may also be in the form of a precursor such. As an iron (III) nitrate solution. In general, the seed material should have the same structure as α-alumina and similar dimensions of the crystal lattice (approximately within 15%) and be present in the dried gel at temperatures that convert to α-alumina (about 1000 to 1100 ° C ).
Die grünen Schleiffasern können mit vielfältigen Verfahren wie Extrudieren oder Spinnen aus dem Gel geformt werden. Dabei eignet sich das Extrudieren am besten für Fasern von etwa 0,25 bis 1,5mm Durchmesser, die nach dem Trocknen und Brennen vom Durchmesser her in etwa den Siebgrößen für eine Trennung von Schleifkörnern der Körnung 100 bis zu 24 entsprechen. Das Spinnen eignet sich am besten für gebrannte Fasern mit einem ungefähren Durchmesser von unter 100 pm.The green abrasive fibers can be formed by a variety of techniques such as extrusion or spinning from the gel. The extrusion is best suited for fibers of about 0.25 to 1.5 mm in diameter, which after drying and firing from the diameter in about the screen sizes for a separation of abrasive grains of grain size 100 to 24 correspond. Spinning is best suited for burned fibers with an approximate diameter of less than 100 μm.
Mittels Spinnen wurden bereits gebrannte Schleiffasern mit einem Durchmesser bis zu 0,1 μιτ» (0,001 mm) entsprechend der Erfindung hergestellt. Beim Brennen schwinden die grünen Fasern bis auf etwa 50% ihres extrudierten Durchmessers.Spinning already prepared abrasive fibers with a diameter up to 0.1 μιτ »(0.001 mm) were prepared according to the invention by means of spiders. On firing, the green fibers fade to about 50% of their extruded diameter.
Die Gele, welche am besten für die Extrusion geeignet sind, weisen einen Feststoffanteil von etwa 30 bis 65% und vorzugsweise von etwa 45 bis 64% auf. Der optimale Feststoffanteil ändert sich im direkten Verhältnis zum Durchmesser der extrudierten Faser,The gels most suitable for extrusion have a solids content of about 30 to 65% and preferably about 45 to 64%. The optimum solids content changes in direct proportion to the diameter of the extruded fiber,
wobei etwa 60% Feststoffanteil für Fasern bevorzugt wird, deren gebrannter Durchmesser etwa der Siebgröße für gebrochene Schleifkörner der Körnung 50 entspricht (etwa 0,28 mm).with about 60% solids being preferred for fibers whose burnt diameter is about the grain size of 50 grit broken abrasive grains (about 0.28 mm).
Zum Spinnen in Übereinstimmung mit der Erfindung kann eine Gel-Menge auf einer Scheibe angeordnet werden, die dann in schnelle Drehung versetzt wird und grüne Schleiffasern auswirft, die fast unmittelbar lufttrocknen. Ebenso läßt sich das Gel in eine Vollmantelzentrifuge mit Bohrlöchern oder Schlitzen in der Wandung einbringen, wobei dann die Formgebung der Fasern durch Rotation des Vollmantels mit beispielsweise 5000U/min erfolgt. Für die Formgebung der grünen Fasern können auch andere bekannte Verfahren zum Spinnen angewendet werden. Beim Spinnen liegt der günstigste FeststoffenteiI bei etwa 20 bis 45%, wobei etwa 35 bis 40% den Vorzugsbereich darstellt.For spinning in accordance with the invention, a quantity of gel may be placed on a disk, which is then set in rapid rotation and ejects green abrasive fibers which air-dry almost immediately. Similarly, the gel can be in a solid bowl centrifuge with holes or slots in the wall bring, in which case the shaping of the fibers by rotation of the solid shell with, for example 5000U / min. For the shaping of the green fibers, other known methods for spinning can also be used. In spinning, the most favorable solids content is about 20 to 45%, with about 35 to 40% being the preferred range.
Werden die Fasern durch Spinnen geformt, ist es ratsam, dem Sol, aus dem das Gel gebildet wird, etwa 1 bis 5% Spinnhilfsmittel wie Polyethylenoxid zuzufügen, um dem Gel die erforderlichen viskos-elastischen Eigenschaften für die Formung der Schleiffasern, zu verleihen. Die optimale Menge des Spinnhilfsmittels steht im umgekehrten Verhältnis zum Feststoffanteil des Gels. Während des Kalzinierens oder Brennens wird das Spinnhilfsmittel aus den Fasern ausgebrannt. Da nur sehr geringe Mengen desselben zugefügt werden müssen, beim Extrudieren in der Regel gar nichts, werden die Eigenschaften der gebrannten Fasern nicht wesentlich beeinflußt.If the fibers are formed by spinning, it is advisable to add to the sol from which the gel is formed about 1 to 5% spin agent such as polyethylene oxide to give the gel the necessary viscoelastic properties for the formation of the abrasive fibers. The optimum amount of the spinning aid is in inverse proportion to the solids content of the gel. During calcining or firing, the spinning aid is burned out of the fibers. Since only very small amounts of the same must be added to the extruding usually nothing, the properties of the fired fibers are not significantly affected.
Den extrudierten Gel-Fasern können unterschiedliche vorbestimmte Formen verliehen werden, in dem beim Extrudieren Mundstücke eingesetzt werden, deren Querschnitt dem gewünschten Faserquerschnitt entspricht, beispielsweise quadratisch, sternförmig, oval, dreieckig oder sogar hohlröhrenförmig. Haben die Gel-Fasern einen relativ großen Querschnitt oder wurden sie aus einem Gel mit hohem Wasseranteil hergestellt, kann es notwendig oder ratsam sein, sie bei einer Temperatur unter 1000C für 24 bis 72 Stunden zu trocknen, ehe sie einer Erwärmung über 1000C ausgesetzt werden. Wenn die Gel-Fasern einen relativ kleinen Querschnitt oder Kern aufweisen und aus Gelen mit sehr hohem Feststoffanteil hergestellt werden, kann sich die Trocknung erübrigen.The extruded gel fibers can be given various predetermined shapes, in which are used in the extrusion mouthpieces whose cross section corresponds to the desired fiber cross-section, for example, square, star-shaped, oval, triangular or even hollow tubular. Have the gel fibers have a relatively large cross section or have been made of a gel prepared with a high water content, it may be necessary or advisable to dry them at a temperature below 100 0 C for 24 to 72 hours before being heated above 100 0 C be suspended. If the gel fibers have a relatively small cross-section or core and are made from very high solids gels, drying may be unnecessary.
Die geformten Endlosfasern werden anschließend in Längen gebrochen oder geschnitten, die für die vorgesehene Schleifaufgabe erwünscht sind. Im allgemeinen lassen sich die notwendigen Formgebungs- und Trennarbeiten zur Herstellung von einzelnen Fasern aus den Endlosfasern oder zur Änderung ihrer Form am vorteilhaftesten im Gel- oder im getrockneten Zustand durchführen, da hierfür wesentlich geringere Aufwendungen und Kosten notwendig sind als bei der Bearbeitung der viel härteren und festeren Fasern nach dem endgültigen Brennen. Die beim Extrudieren aus dem Mundstück des Extruders austretenden Endlosfasern können in an sich bekannter Weise in Fasern gewünschter Länge unterteilt werden. Dieses kann beispielsweise mit einem rotierenden Drahtschneider erfolgen, der an der Stirnseite des Mundstückes angeordnet ist. Die getrockneten Fasern lassen sich ebenfalls leicht brechen oder zermahlen und danach in die gewünschten Längenbereiche klassieren.The shaped continuous fibers are then broken or cut into lengths desired for the intended grinding task. In general, the necessary shaping and separating work for the production of individual fibers from the continuous fibers or to change their shape most advantageous in the gel or in the dried state, since this much lower expenses and costs are necessary than in the processing of much harder and firmer fibers after final firing. The continuous fibers emerging from the mouthpiece of the extruder during extrusion can be subdivided into fibers of desired length in a manner known per se. This can be done for example with a rotating wire cutter, which is arranged on the front side of the mouthpiece. The dried fibers can also be easily broken or ground and then classified into the desired length ranges.
Nachdem die Gel-Fasern die gewünschte Querschnittsform erhalten haben, geschnitten oder nach dem Trocknen gebrochen sind, wird ihnen in einem geregelten Brennvorgang ihre endgültige Faserform verliehen. Durch das Brennen soll im wesentlichen das gesamte Aluminiumoxid in den Gel-Fasern in kristallines a-Aluminiumoxid umgewandelt werden, wobei jedoch übermäßige Brenntemperaturen oder -zeiten zu vermeiden sind, da ein zu starkes Brennen ein unerwünschtes Korn- oder Kristallwachstum fördern kann. Im allgemeinen wird das Brennen bei einer Temperatur von 12000C bis 135O0C über eine Zeitspanne von 5 Minuten bis zu einer Stunde durchgeführt. Bei gröberen Fasern geht dem Brennen vorzugsweise eine Trocknung bei etwa 400 bis 6000C über eine Zeit von etwa 10 Minuten bis zu mehreren Stunden voraus, um die restlichen flüchtigen Bestandteile und gebundenes Wasser zu entfernen, die beim Brennen zur Rißbildung in den Fasern führen könnten. Besonders bei Fasern, die aus geimpften Gelen geformt werden, führt ein zu starken Brennen schnell dazu, daß größere Körner die meisten oder sogar alle sie umgebenden kleineren Körner absorbieren und damit die Gleichmäßigkeit des Feingefüges im Schleifkörper verringern. Die erfindungsgemäßen Schleiffasern weisen ein Längenverhältnis von mindestens 1:1 und vorzugsweise von mindestens 2:1 auf. Das Längenverhältnis wird bestimmt durch das Maß der tatsächlichen Länge der Schleiffaser im Verhältnis zu dem Maß ihres Durchmessers bzw. Querschnittes senkrecht zur Längsrichtung. Bei einem nicht runden Querschnitt, beispielsweise polygonal, wird der Bestimmung des Längenverhältnisses das größte Maß senkrecht zur Längsrichtung zugrunde gelegt. Dabei kann das tatsächlich erreichbare Längenverhältnis in einem bestimmten Los von Schleiffasern bis zu einem gewissen Grad von der speziellen Art der Fasertrennung abhängig sein. So kann ein bestimmtes Los einige Schleiffasern mit Längenverhältnissen unter 2:1 und einige mit Verhältnissen über2:1 enthalten. Für das erfindungsgemäße Schleifblattmaterial sollten die eingesetzten Schleiffasern im Durchschnitt ein Längenverhältnis von vorzugsweise mindestens 2:1 aufweisen.After the gel fibers have the desired cross-sectional shape, cut or broken after drying, they are given their final fiber shape in a controlled firing process. By firing, substantially all of the alumina in the gel fibers is to be converted to crystalline alpha alumina, but excessive bake temperatures or times are to be avoided, as overburning can promote undesirable grain or crystal growth. In general, the firing is carried out at a temperature of 1200 0 C to 135O 0 C over a period of 5 minutes to one hour. For coarser fibers, the firing is preferably preceded by drying at about 400 to 600 ° C. for about 10 minutes to several hours to remove the residual volatiles and bound water which could cause cracking in the fibers upon firing , Especially with fibers formed from seeded gels, overburning rapidly results in larger grains absorbing most or even all of the smaller grains surrounding them, thereby reducing the uniformity of the microstructure in the abrasive article. The abrasive fibers according to the invention have an aspect ratio of at least 1: 1 and preferably of at least 2: 1. The aspect ratio is determined by the measure of the actual length of the abrasive fiber in relation to the dimension of its diameter or cross section perpendicular to the longitudinal direction. For a non-round cross-section, for example polygonal, the determination of the aspect ratio is based on the greatest dimension perpendicular to the longitudinal direction. The actual achievable aspect ratio in a particular batch of abrasive fibers may be dependent, to some extent, on the particular type of fiber separation. Thus, a particular lot may contain some abrasive fibers with aspect ratios less than 2: 1 and some with ratios greater than 2: 1. For the abrasive sheet material according to the invention, the abrasive fibers used should have on average an aspect ratio of preferably at least 2: 1.
Ein bevorzugter Bereich des Längenverhältnisses liegt zwischen 2:1 und 8:1. Dabei können auch längere Schleiffasern in vielen Anwendungsbereichen von Nutzen sein. Im allgemeinen sind ein Schleifblattmaterial mit Schleiffasern, deren Längenverhältnis gering ist, für Schleifarbeiten unter hohem Druck gut geeignet, während Schleiffasern mit einem höherem Längenverhältnis für Schleifarbeiten unter niedrigem Druck besser geeignet sind. Die für die erfindungsgemäße Verwendung am besten geeigneten Schleiffasern haben eine Härte von mindestens 16GPa und vorzugsweise mindestens 18GPa (Vickers-Härte 500g Last) und eine theoretische Dichte von vorzugsweise mindestens 90 %, in der Regel am besten von mindestens 95 %. Im Vergleich hierzu hat ein reines, dichtes a-Aluminiumoxid eine Härte von etwa 20 bis 21 GPa. Es ist dabei auch möglich, daß die verwendeten Schleiffasern in Längsrichtung gedreht oder etwas gekrümmt oder gebogen sein können.A preferred range of aspect ratio is between 2: 1 and 8: 1. In this case, longer abrasive fibers can be useful in many applications. In general, abrasive sheet material with abrasive fibers whose aspect ratio is low is well suited for high pressure grinding, while higher aspect ratio abrasive fibers are more suitable for low pressure grinding. The most suitable abrasive fibers for use in the present invention have a hardness of at least 16GPa and preferably at least 18GPa (Vickers hardness 500g load) and a theoretical density of preferably at least 90%, most preferably at least 95%. In comparison, a pure, dense a-alumina has a hardness of about 20 to 21 GPa. It is also possible that the abrasive fibers used can be rotated in the longitudinal direction or slightly curved or bent.
Es wurde ermittelt, daß das erfindungsgemäße Schleifblattmaterial, mit Schleiffasern dem Schleifblattmaterial mit in an sich bekanntem gebrochenem Schleifkorn weit überlegen ist, auch wenn Material und Feingefüge sowie Durchmesser gleich sind. Die Herstellung des erfindungsgemäßen Schleifblattmaterials 10 kann in unterschiedlicher Weise mit traditionellen, aber auch mit technisch hochentwickelten Verfahren erfolgen. Die Trägerunterlage 12 kann aus jedem Material bestehen, das gegenwärtig in der Produktion von Schleifblättern üblicherweise verwendet wird. Dazu gehören Papier, Folie, Web- und Nähwirkwaren, solche aus Chemieseide, Baumwolldrell, Nylon und Polyester, Vulkanfiber, formstabile Polyesterfolie und dergleichen. Diese Trägerunterlage kann mit einer Appretur oder Grundierbeschichtung aus unterschiedlichen Materialien, im wesentlichen abhängig vom vorgesehenen Verwendungszweck sein. Diese Grundierbeschichtung kann Binde- als auch Füllstoffe enthalten. Dabei kann Stärke, Leim oder ein Harz wie Phenolaldehyd verwendet werden. Auf dieser Trägerunterlage ist eine Schleifmittelschicht 14 angeordnet. Diese besteht aus einer Kontaktschicht 16 sowie einer Vielzahl vorgeformter faserförmiger Schleifteilchen 18.It has been found that the abrasive sheet material according to the invention, with abrasive fibers, is far superior to the abrasive sheet material having broken abrasive grain known per se, even though material and microstructures as well as diameters are the same. The production of the abrasive sheet material 10 according to the invention can be carried out in different ways with traditional but also with technically advanced processes. The backing 12 may be made of any material currently used in the production of abrasive sheets. These include paper, foil, woven and stitched goods, those made of chemo silk, cotton, nylon and polyester, vulcanized fiber, dimensionally stable polyester film and the like. This backing may be finished with a finish or primer coating of different materials, essentially depending on the intended use. This primer coating may contain binders as well as fillers. In this case, starch, glue or a resin such as phenolaldehyde can be used. On this backing pad an abrasive layer 14 is arranged. This consists of a contact layer 16 and a plurality of preformed fibrous abrasive particles 18th
Die Bindelage oder Kontaktschicht 16 kann aus einem Harz wiez. B. Phenoladelhyd, Epoxidharz und ähnlichen Stoffen bestehen. Bei Bedarf kann diese Kontaktschicht 16 von einer weiteren Bindemittelschicht 20 bedeckt sein. Besteht die Bindemittelschicht 20 aus einem wärmegehärteten Harz, kann die Kontaktschicht 16 je nach Bedarf aus einem Klebstoff oder einem Harz sein. In diese Schichten sind die Schleiffasern 18 eingelagert, wobei sie sich gegenseitig durchdringen. Beispielsweise besteht ein konventioneller Kontaktkleber aus einer Lösung mit 48% Phenolformaldehydharz als Feststoffanteil und 52%Calciumkarbonat-Füllstoff. Nach dem Auftragen der Kontaktschicht 16 auf der Trägerunterlage 12 kann das Harz der Kontaktschicht 16 in Abhängigkeit vom Mischungsansatz in der üblichen Weise zum Beispiel 30 Minuten bei 1070C vorgehärtet werden. Danach werden die Schleiffasern 18 in einem üblichen elektrostatischen Verfahren aufgebracht, wobei das aufwärts gerichtete Aufschleudern oder Aufwerfen bevorzugt wird. Dem kann sich dann das Auftragen der Bindemittelschicht 20 anschließen, wofür eine herkömmliche Lösung mit 48% Phenolformaldehydharz und 52% Calciumcarbonat-Füllstoff ein Beispiel ist. Anschließend wird das Schleifblattmaterial einer Endhärtung in der Regel bei 1070C für einen Zeitraum von 10 Stunden unterzogen, damit das Harz in der Kontaktschicht 16 und der Bindemittelschicht 20 in gewünschter Weise aushärtet. Normale, durch Bestrahlung aushärtbare (Ε-Strahlung oder UV) und bei der Herstellung von Schleifblattmaterialien eingesetzte Harze können bei Bedarf ebenfalls für einige oder alle gewebeappretierenden oder Klebschichten verwendet werden. Im allgemeinen erfolgt das Auftragen der Klebschichten auf die Unterlage mit an sich bekannten Beschichtungsverfahren, z. B. Walzbeschichten. Werden jedoch relativ lange Schleiffasern 18 verwendet, kann es günstiger sein, die Bindemittelschicht 20 in einer Spritzbeschichtung oder anderen, von der Walzbeschichtung abweichenden Techniken aufzubringen, um so ein unerwünschtes Brechen oder Herunterdrücken der Schleiffasern 18 zu vermeiden.The bonding layer or contact layer 16 may be made of a resin wiez. As Phenoladelhyd, epoxy resin and similar substances. If necessary, this contact layer 16 may be covered by a further binder layer 20. When the binder layer 20 is made of a thermoset resin, the contact layer 16 may be made of an adhesive or a resin as needed. In these layers, the abrasive fibers 18 are embedded, whereby they penetrate each other. For example, a conventional contact adhesive consists of a solution containing 48% phenol-formaldehyde resin as a solid and 52% calcium carbonate filler. After applying the contact layer 16 on the support base 12, the resin of the contact layer 16, depending on the mixing approach in the usual manner, for example, 30 minutes at 107 0 C are pre-cured. Thereafter, the abrasive fibers 18 are applied in a conventional electrostatic process, with upward spin or tumble being preferred. This can then be followed by the application of the binder layer 20, for which a conventional solution with 48% phenol-formaldehyde resin and 52% calcium carbonate filler is an example. Subsequently, the abrasive sheet material is subjected to a final curing usually at 107 0 C for a period of 10 hours, so that the resin in the contact layer 16 and the binder layer 20 is cured in the desired manner. Normal radiation curable (Ε-radiation or UV) and resins used in the production of abrasive sheet materials may also be used as needed for some or all of the fabric-finishing or adhesive layers. In general, the application of the adhesive layers to the substrate by means of known coating methods, for. B. roll coating. However, if relatively long abrasive fibers 18 are used, it may be more convenient to apply the make coat 20 in a sprayed coating or other techniques other than roll coating so as to avoid undesirable breakage or depression of the abrasive fibers 18.
In Fig. 5 ist vergleichsweise ein an sich bekanntes Schleifblattmaterial 22 dargestellt, welches Schleifkörner 24 enthält, die in diesem an sich bekannten Walzenbrechverfahren hergestellt wurden. Daraus wird leicht der unterschiedliche Aufbau im Vergleich zum Schleifblattmaterial gemäß den Darstellungen in Fig. 1 bis 4 deutlich. Die unterschiedliche Konfiguration der in der Herstellung des erfindungsgemäßen Schleifblattmaterials verwendeten Schleiffasern 18 wird noch deutlicher aus den Figuren 6a bis 6f ersichtlich. In Fig. 6a ist unregelmäßig dreidimensional geformtes, durch herkömmliches Walzenbrechen von Sol-Gel-Aluminiumoxid-Schleifmittel gewonnenes Schleifkorn 26 dargestellt. Im Hinblick auf ihre Form ähneln die unregelmäßig geformten einzelnen Schleifkörner 26 Elektrokorundkörnern 28 entsprechend Fig.6b, die mittels herkömmlicher Walzenbrechverfahren hergestellt werden. In den Fig. 6c; d; e; f sind verschiedene Lose von Schleiffasern 18 dargestellt, die bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Schleifblattmaterials verwendet werden. Fig. 6c zeigt ein Los Schleiffasern 18 mit ungeordneten Längenverhältnissen, bei dem keinerlei Klassierung der Schleiffasern 18 nach ihrer Länge erfolgte. Diese Schleiffasern 18 haben ein mittleres Längenverhältnis von 4,1:1. In Fig.6d; 6e; 6f weisen die Schleiffasern 18 mittlere Längenverhältnisse von 3,6:1,5,1:1 bzw. 8,5:1 auf. Aus den Fig. 6c bis 6f ist ersichtlich, daß die Sol-Gel-Schleiffasern 18 einen im wesentlichen gleichbleibenden runden Querschnitt über ihre Länge besitzen. Dagegen weisen die walzengebrochenen SoI-GeI-Schleifkörner 26 wie auch die walzengebrochenen, Elektrokorundkörner 28 stark unregelmäßige Formen auf. Manche sind relativ lang und andere haben brockenartige Formen. Von einer gleichbleibenden Querschnittsform kann in keinem Fall die Rede sein.In Fig. 5 is comparatively a per se known abrasive sheet material 22 is shown, which contains abrasive grains 24, which were prepared in this known roll crushing method. It is easy to see the difference in structure compared to the abrasive sheet material according to the illustrations in Fig. 1 to 4 clearly. The different configuration of the abrasive fibers 18 used in the production of the abrasive sheet material according to the invention can be seen more clearly from FIGS. 6a to 6f. FIG. 6a shows irregularly three-dimensionally shaped abrasive grain 26 obtained by conventional roll breaking of sol-gel alumina abrasive. In terms of their shape, the irregularly shaped individual abrasive grains 26 are similar to corundum corundum 28 as shown in Fig. 6b made by conventional roll breaking techniques. In Figs. 6c; d; e; f, various lots of abrasive fibers 18 are illustrated which are used in the manufacture of the abrasive sheet material of the present invention. Fig. 6c shows a lot of abrasive fibers 18 with disordered length ratios, in which no classification of the abrasive fibers 18 was carried out according to their length. These abrasive fibers 18 have a mean aspect ratio of 4.1: 1. In Fig. 6d; 6e; 6f, the abrasive fibers 18 have average aspect ratios of 3.6: 1.5.1: 1 and 8.5: 1, respectively. It can be seen from Figs. 6c to 6f that the sol-gel abrasive fibers 18 have a substantially uniform circular cross-section along their length. In contrast, the roll-broken SoI-GeI abrasive grains 26 as well as the roll-broken, electrocorundum grains 28 have strongly irregular shapes. Some are relatively long and others have chunky shapes. From a consistent cross-sectional shape can be in any case the question.
In den Fig.9 und 10 sind deutlich die Unterschiede in der äußeren Erscheinung der Oberfläche des erfindungsgemäßen Schleifblattmaterials und der an sich bekannten Ausführung sichtbar.FIGS. 9 and 10 clearly show the differences in the external appearance of the surface of the abrasive sheet material according to the invention and the embodiment known per se.
In den Fig. 11 und 12 ist der Schleifabfall dargestellt, der von den in den Fig. 9 und 10 dargestellten Gefügen erzeugt wird. Dabei wird sichtbar, daß das erfindungsgemäße Schleifblattmaterial einen glatten stetigen Abfall erzeugt, der einen ausgezeichneten Abtrag widerspiegelt. Dagegen zeigt Fig. 12 einen splittrigen Schleifabfall, gemischt mit kleinen Kügelchen aus geschmolzenem Metall, was ein Hinweis auf eine relativ schlechte Schleifleistung ist. Es ist deutlich geworden, daß erfindungsgemäße Schleifblattmaterialien eindeutige Vorteile gegenüber der bekannten Ausführung haben, bei der die Formen weniger regelmäßig sind und die das Werkstück mit vielfältigen Konfigurationen bearbeiten. Dabei ergeben sich viele Vorteile unmittelbar aus der Form des Schleifkornes. In Schleifprüfungen mit einer Vielzahl von Drücken und Schleifblättern in Band- und Rundblattform, wurde eine enge Wechselbeziehung zwischen der Leistungsverbesserung und den Werten für das Längenverhältnis der Schleiffasern 18 festgestellt. Doch nur bis zu einem bestimmten Wert, der von der Art des Schleifblattmaterials, dem Druck und anderen Prüfbedingungen abhängig war, erhöhte sich der Gesamtabtrag bei ansteigendem Längenverhältnis. So führte beispielsweise eine Erhöhung des Längenverhältnisses auf einen Wert über 3:1 bei den Schleiffasern 18 in einer Bandprofilschleifprüfung mit 80 psi (11 603 MPa) zu keiner Leistungssteigerung. Bei steigenden Werten für das Längenverhältnis setzte sich der Leistungsanstieg nicht unbegrenzt fort, da die größere Länge der Schleiffaser 18 zu einem größeren Momentarm am Kornfuß führte und die sich daraus ergebende innere Beanspruchung sehr schnell den Bruch des Schleifkorns nach sich zog. Bei Rundblättern mit Vulkanfiberunterlage und einem geringeren Druck von etwa 5 psi (725,2MPa) ergab sich erst bei einem wesentlich höheren Längenverhältnis ein Leistungsabfall.FIGS. 11 and 12 show the grinding waste produced by the structures shown in FIGS. 9 and 10. It can be seen that the abrasive sheet material according to the invention produces a smooth continuous waste, which reflects an excellent removal. In contrast, Fig. 12 shows a splintery grinding waste mixed with small molten metal balls, which is an indication of a relatively poor grinding performance. It has become clear that abrasive sheet materials according to the invention have clear advantages over the known design, in which the shapes are less regular and process the workpiece with a variety of configurations. Many advantages result directly from the shape of the abrasive grain. In grinding tests with a variety of pressures and sanding sheets in belt and bladder form, a close correlation between the performance improvement and the values for the length ratio of the abrasive fibers 18 was found. However, only up to a certain value, which was dependent on the type of abrasive sheet material, the pressure and other test conditions, did the overall cut increase with increasing aspect ratio. For example, increasing the aspect ratio to a value greater than 3: 1 did not increase the performance of the abrasive fibers 18 in a 80 psi (11,603 MPa) tape profile grinding test. With increasing aspect ratio values, the increase in performance did not continue indefinitely, as the longer length of the abrasive fiber 18 resulted in a larger moment arm on the grain base and the resulting internal stress very quickly resulted in breakage of the abrasive grain. For round leaves with Vulkanfiberunterlage and a lower pressure of about 5 psi (725.2MPa) resulted in a power loss only at a much higher aspect ratio.
Es wurde festgestellt, daß ein höheres Längenverhältnis die Mechanismen der Schleifleistung auf vier Arten beeinflußt, indem es:It has been found that a higher aspect ratio affects the mechanisms of grinding performance in four ways by:
• zu einer breiteren Verteilung der Schneidkanten;• to a wider distribution of the cutting edges;
• zu weniger Berührungsstellen je Flächeneinheit;• less contact points per unit area;
• zu höheren Schleifspanabständen;• to higher grinding chip distances;
• zu gegenseitiger Stützung oder Ballung der Schleiffasern führt.• leads to mutual support or agglomeration of the abrasive fibers.
Bei höheren Längenverhältnissen verteilen sich die Schneidkanten über eine größere Höhe oder Dicke über der Trägerunterlage, wodurch das Schleifblattmaterial eine Schleifschicht mit mehreren Gruppen von Schneidkanten in verschiedenen Höhen erhält und entsprechend schleift. Dabei wird schließlich die erste Gruppe von Schleiffasern mit den größten Längenverhältnissen aufgrund der inneren Faserbeanspruchung versagen, und eine neue Gruppe von kürzeren, nicht verschlissenen Schleiffasern wird freigelegt und beginnt zu schneiden. Wenn die Kantenbeanspruchungen örtlich die Beanspruchung der Schleiffasern übersteigt, so splittern die Kanten, was zu neuen Kanten und einem Nachschärfungs-Effekt führt. Zunächst sind die Schleiffasern mit einem hohen Längenverhältnis in erster Linie durch Freilegen von neuem Schleifkorn wirksam; später wird bei Verringerung des Momentarms eine Nachschärfungsfunktion für die Kanten vorherrschender.At higher aspect ratios, the cutting edges spread over a greater height or thickness above the backing, thereby providing the abrasive sheet with an abrasive layer having multiple groups of cutting edges at different heights and correspondingly grinding. Eventually, the first group of abrasive fibers with the largest aspect ratios will fail due to internal fiber stress, and a new set of shorter, uncut, abrasive fibers will be exposed and begin to cut. If the edge stresses locally exceed the stress on the abrasive fibers, the edges will splinter, resulting in new edges and a re-sharpening effect. First, the high aspect ratio abrasive fibers are effective primarily by exposing new abrasive grain; later, when the moment arm is reduced, a resharpening function becomes more prevalent for the edges.
Diese Interpretation des Mechanismus wird durch mehrere Experimente und Prüfungen unterstützt. Während der Prüfungen erhöhte sich der Masseverlust je Zyklus bei einem Anstieg des Längenverhältnisses von 2:1 auf 3:1. Bei Prüfungen von runden Schleifblättern mit geringem Druck und von Schleifbändern mit hohem Druck in zeitlich abgesetzten Zyklen zur Beobachtung von Kornverschleiß und -versagen traten die oben beschriebenen Bruchvorgänge während des Schleifens auf. Die Sichtprüfungen sowie die Profilmessungen der Oberfläche zeigten außerdem, daß die Kornspitzen in den erfindungsgemäßen Schleifblattmaterialien über einen größeren Höhenbereich als bei solchen mit an sich bekannten gebrochenen SG-Korn verteilt sind und daß sich der Bereich bei ansteigendem Längenverhältnis vergrößert. Dazu kommt, daß sich auch die Oberflächengüte (Ra bzw. arithmetischer Mittenrauhwert) und Arbeitsbereich bei ansteigendem Längenverhältnis erhöhten. Der Arbeitsbereich wird bestimmt, indem der Mittelwert aus den höchsten und niedrigsten Spitzen aus zehn verschiedenen Zyklen festgestellt und daraus die Differenz gebildet wird. Mit dem Arbeitsbereich läßt sich besser ausdrücken, wieviel Material über der Bindemittelschicht für die Schleifarbeit zur Verfügung steht.This interpretation of the mechanism is supported by several experiments and examinations. During the tests, the mass loss per cycle increased with an increase in the aspect ratio from 2: 1 to 3: 1. In tests of low pressure circular abrasive sheets and high pressure abrasive belts in timed cycles to monitor grain wear and failure, the fracture operations described above occurred during grinding. The visual inspections as well as the profile measurements of the surface also showed that the grain tips in the abrasive sheet materials according to the invention are distributed over a greater height range than those with broken SG grain known per se and that the range increases with increasing aspect ratio. In addition, the surface quality (Ra or arithmetic mean roughness value) and working range increased with increasing aspect ratio. The work area is determined by finding the average of the highest and lowest peaks from ten different cycles and making the difference. With the work area can be better expressed how much material over the binder layer for the grinding work available.
Bei identischen Kornmassen besitzt ein erfindungsgemäßes Schleifblattmaterial eine „offenere" Beschichtung, d.h. weniger Schleifkörner je Flächeneinheit auf der Unterlage, da die Spitzen über eine größere Höhe verteilt sind und jedes Schleifkorn schwerer ist. Die geringere Anzahl potentieller Berührungsstellen je Flächeneinheit führt zu einer höheren Kraft je Schleifkorn. Wenn das Schleifkorn der erhöhten Belastung standhält, so erfolgt ein tieferer und damit kühlerer und wirksamerer Schnitt. Während jede Kornkante mehr Material entfernt als eine gebrochene, pyramidenförmige Kornspitze, schneidet der ein gebrochenes Schleifkorn enthaltende Schleifkörper mit einer größeren Anzahl von Kornspitzen, wodurch der anfängliche Abtrag etwa gleichhoch ist oder das gebrochene Schleifkorn anfänglich sogar einen etwas höheren Abtrag aufweist. Dagegen wird mit den Schleifkörnem in Form von Schleiffasern die bei dem erfindungsgemäßen Schleifblattmaterial verwendet werden, ein höherer Abtrag beibehalten und die Standzeit der Schleifkörner ist länger. Durch die Feststellung, daß im Schleifabfall stärkere, breitere Teilchen enthalten sind, wird dieser Mechanismus bestätigt (siehe zum Beispiel Fig. 11 und 12). Mit Profilmessungen wurde auch nachgewiesen, daß die Spitzendichte (Anzahl der Spitzen/cm) bei steigendem Längenverhältnis abnimmt. Weiterhin wird der dritte Mechanismus wirksam, der zu größeren Schleifspanabständen infolge der rauheren und offeneren Beschichtung des Schleifblattmaterials führt. Bei Tests von Rundschleifblättern mit einer Trägerunterlage aus Vulkanfiber und einer großen Berührungsfläche erhöht sich die Länge der von dem erfindungsgemäßen Schleifblattmaterial erzeugten Späne bei ansteigendem Längenverhältnis der Schleiffasern infolge der größeren Schleifspanabstände. Während des Tests wiesen die Rundschleifblätter mit Vulkanfiber keine Anzeichen von Verschmieren bis zum Abschluß des Tests auf. Ein Verschmieren bedeutet eine Anreicherung von Metall auf der Schleifmittelschicht. Sie behindert den Schneidvorgang und schränkt die Standzeit ein.For identical granules, an abrasive sheet material according to the present invention has a more "open" coating, ie fewer abrasive grains per unit area on the backing, since the peaks are distributed over a greater height and each abrasive grain is heavier.The lower number of potential points of contact per unit area results in a higher force per each When the abrasive grain is able to withstand the increased load, a deeper and thus cooler and more efficient cut occurs, with each grain edge removing more material than a broken pyramidal grain tip, the abrasive grain containing a broken abrasive grain cuts with a greater number of grain tips, resulting in greater grain size initial abrading is about the same or the broken abrasive grain initially even has a somewhat higher erosion, whereas the abrasive grains in the form of abrasive fibers are used in the abrasive sheet material according to the invention, a higher erosion and the life of the abrasive grains is longer. By noting that larger, broader particles are contained in the grinding waste, this mechanism is confirmed (see, for example, Figures 11 and 12). Profile measurements also demonstrated that the peak density (number of peaks / cm) decreases with increasing aspect ratio. Furthermore, the third mechanism is effective which results in larger abrasive chip spacings due to the rougher and more open coating of the abrasive sheet material. In tests of cylindrical abrasive wheels having a backing made of vulcanized fiber and a large contact area, the length of the chips produced by the abrasive sheet material of the invention increases with increasing aspect ratio of the abrasive fibers due to the larger abrasive chip spacings. During the test, the vulcanized fiber circular discs did not show signs of smearing until the test was completed. Smearing means accumulation of metal on the abrasive layer. It hinders the cutting process and limits the service life.
Bei ansteigendem Längenverhältnis legen sich die Schleiffasern aneinander und stützen sich gegenseitig, wobei dieser Vorgang einer Ballung gleichkommt. Während des Schneidens unterstützen sich dadurch die Korngruppen; sie haben zwar eine große Masse, aber die erzielte Oberflächengüte des Werkstücks wird von der Größe der Schneidkanten an den einzelnen Schleif körnern bestimmt.As the aspect ratio increases, the abrasive fibers attach to each other and support each other, this process being equivalent to an agglomeration. During cutting, this helps the grain groups; Although they have a large mass, but the achieved surface quality of the workpiece is determined by the size of the cutting edges of the individual grinding grains.
Mit dem höheren Längenverhältnis allein läßt sich die überlegene Leistung des faserförmigen Schleifkorns oder der faserförmigen Schleif partikel nicht vollständig erklären. Selbst bei einem geringen mittleren Längenverhältnis von 1,9:1 wiesen die faserförmigen Schleif körner immer noch eine höhere Leistung auf als an sich bekannte gebrochene Sol-Gel-Schleifkörner mit einem nur etwas geringeren mittleren Längenverhältnis von 1,5:1. Daraus ergibt sich offfenbar, daß auch die regelmäßige, zylindrische Kornform für die Schleifleistung Bedeutung hat. Die zylindrische Form beeinflußt die Schleifieistung in vierfacher Hinsicht:With the higher aspect ratio alone, the superior performance of the fibrous abrasive grain or fibrous abrasive particle can not be fully explained. Even with a low average aspect ratio of 1.9: 1, the fibrous abrasive grains still had higher performance than conventional sol-gel abrasive grains known per se with only a slightly lower average aspect ratio of 1.5: 1. As a result, it is obvious that the regular cylindrical grain shape is also important for the grinding performance. The cylindrical shape affects the grinding performance in four ways:
• Mehr Schleifkörner mit einem Spanwinkel von null oder nahe null• More abrasive grains with a rake angle of zero or near zero
• Einheitlichere Verteilung der Beanspruchung im Schleifkorn• More uniform distribution of the stress in the abrasive grain
• Längere, stetige Schneidkanten• Longer, more consistent cutting edges
• Spanabführung kontrolliert aus der Schneidzone abgeführt.• Chip removal controlled controlled from the cutting zone.
Bei richtiger Ausrichtung wird mit den faserförmigen Schleifkörnern ein Spanwinkel in bezug auf das zu bearbeitende Werkstück und der Kornschneidfläche von null oder annähernd null erreicht. Der Spanwinkel wird auch unabhängig von der Drehorientierung um die Kornachse null bleiben, sofern das faserförmige Schleifkorn eine radialsymmetrische Form hat. Mit einem Spanwinkel von null kann das Korn einen streifenartigen Span schneiden, womit sich Wärme, Reibung und Verschleiß verringern. Dabei wirkt das Schleifkorn eher wie ein Miniatur-Schneidwerkzeug als wie ein an sich bekanntes gebrochenes Schleifkorn. Der negative Spanwinkel des typischen pyramidenförmigen gebrochenen Korns bedeutet, daß sich die Kornspitze pflugartig durch das Metall bricht, was zum Schmelzen, Reißen und Verschmieren und weniger zum Schneiden führt. Entsprechend vielen Berichten in der Fachliteratur und Beobachtungen der metallurgischen Veränderungen im Material des Werkstücks sind die sich während des Schleifvorgangs entwickelnden Temperaturen und Drücke extrem hoch. Jeder Mechanismus, mit dem der Schleifabfall aus der Schneidzone entfernt wird, bedeutet einen geringeren Verschleiß der Schneidkanten sowie eine höhere Haltbarkeit und Standzeit. In den rasterelektronenmikroskopischen Aufnahmen der Fig. 11 und 12 sind die Unterschiede zwischen dem Schneid-und dem pflugartigen Vorgang dargestellt. Damit bestätigt sich, daß die faserförmigen Schleifkörner in den erfindungsgemäßen Schleifblattmaterial das Werkstückmaterial in einem Schneidvorgang und nicht auf pflugartige Weise entfernen.When properly aligned, the fibrous abrasive grains achieve a rake angle with respect to the workpiece to be machined and the grain cutting area of zero or near zero. The rake angle will also remain zero irrespective of the rotational orientation about the grain axis, as long as the fibrous abrasive grain has a radially symmetric shape. With a rake angle of zero, the grain can cut a strip-like chip, reducing heat, friction, and wear. The abrasive grain acts more like a miniature cutting tool than a known broken abrasive grain. The negative rake angle of the typical pyramidal crushed grain means that the grain tip breaks like a plow through the metal, resulting in melting, cracking and smearing and less cutting. According to many reports in the technical literature and observations of the metallurgical changes in the material of the workpiece, the temperatures and pressures developing during the grinding process are extremely high. Any mechanism that removes the grinding waste from the cutting zone means less cutting edge wear, longer life and longer tool life. In the scanning electron micrographs of Figs. 11 and 12, the differences between the cutting and the plow-like process are shown. Thus, it is confirmed that the fibrous abrasive grains in the abrasive sheet material of the present invention remove the workpiece material in a cutting process and not in a plow-like manner.
Bei richtiger Orientierung trägt die zylindrische Kornform dazu bei, die Späne von der Schneidzone weg zu lenken. Fig. 11 zeigt, daß die Späne eine konkave Rille an der Schnittfläche aufweisen. Die konvexe zylindrische Kornoberfläche keilt den Span und begrenzt damit die Bewegung des Spanes in bezug auf die Schneidkante und das Werkstück. Durch die regelmäßige zylindrische Form kommt es auch zu einer einheitlicheren Beanspruchungsverteilung im Vergleich zu dem sehr scharfen, unregelmäßig gebrochenen SG-Schleifkorn. Da eine konvexe zylindrische Oberfläche in das Werkstück eindringt, entwickeln sich Druckbeanspruchungen in einigen Bereichen der Kornfläche. Häufig weist das an sich bekannte, gebrochene Sol-Gel-Schleifkorn infolge seiner Tendenz zum muscheligen Bruch konkave Oberflächen und konkave Schuppenformen auf. Wenn die konkaven Formen in das Werkstück eindringen, kommt es oft zu Zugbeanspruchungen in einigen Regionen des gebrochenen Schleifkornes. Keramiken können unter Druck weitaus höhere Belastungen als unter Zug aufnehmen. Folglich weist das Schleifkorn bei Druckbeanspruchungen eine höhere Standfestigkeit auf. Damit besitzen die faserförmigen Schleifkörner eine gute Standzeit bei einer möglichen relativ tiefen Spanabnahme. Dagegen weisen gebrochene Schleifkörner auf ihrer OberflächeProperly oriented, the cylindrical grain shape helps steer the chips away from the cutting zone. Fig. 11 shows that the chips have a concave groove on the cut surface. The convex cylindrical grain surface wedges the chip, thereby limiting the movement of the chip with respect to the cutting edge and the workpiece. The regular cylindrical shape also results in a more uniform stress distribution compared to the very sharp, irregularly broken SG abrasive grain. As a convex cylindrical surface penetrates the workpiece, compressive stresses develop in some areas of the grain surface. Often, the per se known, broken sol-gel abrasive grain has concave surfaces and concave flake shapes due to its tendency to mussel fracture. When the concave shapes penetrate into the workpiece, tensile stresses often occur in some regions of the crushed abrasive grain. Ceramics can absorb much higher pressures under pressure than under tension. Consequently, the abrasive grain has a higher stability under compressive stress. Thus, the fibrous abrasive grains have a good life with a possible relatively low chip removal. In contrast, broken abrasive grains have on their surface
viele Risse und Kerben oder andere Unregelmäßigkeiten auf, die Beanspruchungen vergrößern oder konzentrieren Mit den an sich bekannten Verfahren zum Brechen ist es nicht möglich, Hohlflachen und Beanspruchungen konzentrierende Einkerbungen auszuschließen Zwar fuhren bei Tests mit Schleifbandern die schärferen Kanten gebrochener Korner zu einem anfänglich höheren Abtrag, jedoch zerfallen die gebrochenen Schleifkorner infolge höherer ortlicher Beanspruchungen leichter unter der Einwirkung der Schleifkraftemany cracks and notches or other imperfections that increase or concentrate stresses With the methods of fracturing known per se, it is not possible to exclude hollow surfaces and stress concentrating indentations Although in tests with abrasive belts the sharper edges of broken grains lead to an initially higher erosion, however, the broken abrasive grains are more likely to disintegrate under the action of the abrasive forces due to higher local stresses
Die bei dem erfindungsgemaßen Schleifblattmatenal verwendeten zylindrischen Schleifkorner haben lange, durchgehende Schneidkanten, die im Vergleich zu den kürzeren, zackigen Kanten an sich bekannter gebrochener Korner breitere Spane erzeugen und den Verschleiß auf eine längere Arbeitskante verteilen Die längeren Schneidkanten stumpfen relativ langsam ab und sind daher sehr standfest Aus Beobachtungen im Verlauf von zeitlich abgesetzten Schleiftests geht hervor, daß die Verschleißplateaus an der Oberseite der faserformigen Schleifkorner bzw Schleifpartikel langsamer als beim gebrochenen SG-KornThe cylindrical abrasive grains used in the abrasive sheet material of the present invention have long, continuous cutting edges that create wider chips compared to the shorter, ragged edges of conventional cracked grains and spread wear over a longer working edge. The longer cutting edges dull relatively slowly and are therefore very strong stable Observations in the course of time-delayed grinding tests show that the wear plateaus at the top of the fibrous abrasive grains or abrasive particles are slower than the broken SG grain
Die folgenden Beispiele veranschaulichen bestimmte spezifische Anwendungsformen der Erfindung Sie dienen jedoch nur zur Verdeutlichung derselben und sind nicht als deren Beschrankung zu verstehenThe following examples illustrate certain specific embodiments of the invention, but they are given by way of illustration only and are not to be construed as limiting thereof
Bewertung der Leistung von Schleiffasern im Vergleich mit walzengebrochenen Sol-Gel-Aluminiumoxidkornern In diesem Beispiel wurden runde Schleifblatter mit Aluminiumoxid-Schleiffasern, hergestellt aus geimpftem Gel („SG") mit einem mittleren Durchmesser von 0,33 mm (0,013"), was annähernd einer CAMI-Klassierung der Korngroße 50 entspricht (0,35mm 0,01369"), im Vergleich mit Alumimumoxid-Schleifkornern aus geimpftem Gel bewertet, die in an sich bekannter Weise durch Walzenbrechen des getrockneten Gels gewonnen wurden In jedem Fall lag die Kristallitgroße unter 1 μηη (die Messung aller hierin erwähnter Knstallitgroßen erfolgt mit dem , intercept Verfahren") Die Schleiffasern wurden in unterschiedlichen Langen und Langenverhaltnissevon etwa 2 1 bis 12 1 auf eine solche Weise bereitgestellt, die annähernd der unterschiedlichen Langenverteilung von Schleifkornern entspricht, die durch Walzenbrechen und Klassieren gewonnen werden Dennoch sollte beachtet werden, daß sich die Schleiffasern eigentlich fur eine solche Klassierung nicht eignen Bei Schleiffasern sind im Gegensatz zu herkömmlichen walzengebrochenen Kornern zwei der Abmessungen aller Fasern gleich Das walzengebrochene Gel-Material hatte eine Korngrößenverteilung von +8,2 +3,1 Es wurden runde Schleifblätter mit einem Durchmesser von 177,8 mm (7") und einer Bohrung mit einem Durchmesser von 0 22,2 mm Ch) hergestellt Hierbei wurden an sich bekannte Verfahren angewendet Die Tragerunterlage ist eine 0,76 mm (0,03") dicke VulkanfiberunterlageEvaluating the performance of abrasive fibers as compared to roll-broken sol-gel alumina beads In this example, round abrasive sheets were coated with alumina abrasive fibers made of seeded gel ("SG") having a mean diameter of 0.33 mm (0.013 ") a 50 grain size CAMI classification (0.35 mm 0.01369 "), as compared to alumina seed grits of seeded gel obtained by roll breaking the dried gel in a manner known per se. In each case, the crystallite size was less than one μηη (the measurement of all sizes of clumps mentioned herein is done with the intercept method.) The abrasive fibers were provided in different lengths and longitudes of about 2 1 to 12 1 in a manner approximating the different long distribution of abrasive grains obtained by roll breaking and classifying Nevertheless, it should be noted that the Schle iffasern are not really suitable for such a classification In the case of abrasive fibers, in contrast to conventional roll-broken grains, two of the dimensions of all the fibers are equal. The roll-broken gel material had a particle size distribution of +8.2 +3.1. Round abrasive sheets with a diameter of 177. 8 mm (7 ") and a hole with a diameter of 0 22.2 mm Ch) . Known methods were used. The support pad is a 0.76 mm (0.03") thick Vulkanfiberunterlage
Die Kontaktschicht besteht aus einer mit Calciumcarbonat-Fullstoff versehenen Resol-Grundschicht (48% Harz, 52% Füllstoff) und Resol-Bmdemittelschicht (48% Harz, 52% Füllstoff) eingesetzt wurden Bei dem in der Bindemittelschicht verwendeten Füllstoff handelte es sich jedoch um Kryolith anstelle von Calciumcarbonat Nach dem Aufbringen der Schleiffasern wurde das Harz der Kontaktschicht 5 Stunden bei 107,220C (225°F) vorgehartet, woran sich nach Aufbringen der Leimschicht eine lOstundige Endhartung bei ebenfalls 107,22°C (225°F) anschloß Der Auftrag erfolgte unter Verwendung an sich bekannter Walzbeschichtungsverfahren in einem Durchgang, wobei die Härtung in einem Umluftofen erfolgte Die Masse der Harzbeschichtung (auf Naßbasis) betrug fur die Kontaktschicht 6,8kg/Ries (15 lbs /Ries) und fur die Bindemittelschicht 10,4kg/ Ries (23 lbs /Ries) Ein Ries entspricht 30,7 m2 (330 Quadratfuß) Beschichtungsflache Die Beschichtung der walzengebrochenen Schleifkorner und der faserformigen Schleifpartikel erfolgte mit an sich bekannten Verfahren unter Anwendung eines elektrostatischen Aufwerfverfahrens In Tabelle 1 sind die Mengen fur die Schleifmittelschicht fur die verschiedenen geprüften runden Schleifblatter angegebenThe contact layer is comprised of a calcium carbonate filled resole base layer (48% resin, 52% filler) and resole binder layer (48% resin, 52% filler). The filler used in the binder layer, however, was cryolite After application of the abrasive fibers, the resin of the contact layer was pre-bake for 5 hours at 107,22 0 C (225 ° F), followed by the application of the glue layer followed by a lugh-hour final curing also at 225 ° F (107,22 ° C) The coating was carried out using per se known rolling coating processes, the curing being carried out in a convection oven. The mass of the resin coating (wet basis) was 6.8 kg / ream (15 lbs / ream) for the contact layer and 10.4 kg for the binder layer / Ream (23 lbs / ream) A ream equivalent to 30.7 m 2 (330 square feet) Coating surface The coating of the roll-broken abrasive grains and the fiber for The abrasive particles were applied by methods known per se using an electrostatic deposition process. Table 1 shows the amounts of abrasive layer for the various round abrasive papers tested
Merkmale der runden Schleifblätter mit einer Vulkanfiberunterlage fur die Prüfung zur Bewertung von faserformigen Schleifmitteln im Vergleich mit walzengebrochenen KornernCharacteristics of the round abrasive sheets with a Vulkanfiberunterlage for the evaluation of fibrous abrasives compared with roll-broken grains
1 Die normale Zykluszeit fur die elektrostatische Kornbeschichtung.d h bei walzengebrochenen Kornern, betragt 5 Sekunden Nach dieser Beschichtungszeit wurde jedoch festgestellt (Blatt Nr 2), daß die Schicht sehr offen war so daß eine zweite Probe (Blatt Nr 3) mit einer Beschichtungszeit von 20 Sekunden hergestellt und ebenfalls geprüft wurde1 The normal cycle time for the electrostatic Kornbeschichtung.dh in the case of broken grains, amounts to 5 seconds After this coating time, however, it was found (sheet No. 2), that the layer was very open so that a second sample (sheet No. 3) with a coating time of 20 Seconds and was also tested
Die walzengebrochenen Schleifkorner (Vergleichsschleifkorner, Blatt Nr 1) hatten folgende NormalzusammensetzungThe roll-broken abrasive grains (comparative abrasive grains, sheet No. 1) had the following normal composition
Bestandteil Gewichtsanteilein%Ingredient% by weight
100,00100.00
Sonstige Eigenschaften: Dichte 3,89 (Wasserpyknometer); 3,88 (Heliumpyknometer); Härte 20,7 (GPa); und mittlereOther properties: Density 3.89 (water pycnometer); 3.88 (helium pycnometer); Hardness 20.7 (GPa); and medium
Die Schleiffasern hatten die gleiche Normalzusammensetzung bei einem Längenverhältnis von etwa 2:1 bis 12:1 (mittleres Längenverhältnis 6:1 bis 7:1). Wie aus den oben genannten Daten hervorgeht, führte die längere Aufwerfzeit zu einer beträchtlichen Erhöhung der Masse der aufgetragenen Beschichtung.The abrasive fibers had the same normal composition at an aspect ratio of about 2: 1 to 12: 1 (average aspect ratio 6: 1 to 7: 1). As seen from the above data, the longer layover time resulted in a significant increase in the mass of the applied coating.
Nach dem Zuschneiden wurden die gehärteten Rundblätter zunächst mit einer Gummirollen-Abknickvorrichtung normal um 90°C abgeknickt, um die harte Harzbindung (Kontakt-und Bindemittelschicht) auf kontrollierte Weise zu spalten, danach erfolgte eine Korrektur der Welligkeit mit an sich bekannten Verfahren; danach wurden sie den üblichen Abstumpfungsprüfungen für die Bewertung von runden Schleifblättern auf einer Vulkanfiberunterlage unter niedrigem (112 DsIII) und hohem Schleifdruck (112 Dsh, 112 Dss) unterzogen. Im allgemeinen beinhalten solche Tests die Montage des runden Schleifblattes auf einer mittelharten Gummiunterlage, die ihrerseits an einem waagerecht angeordneten Motorspindelvorrichtung angeordnet ist, die auf einem Wagen montiert wird, der sich frei in horizontaler Richtung auf reibungsfreien Lagern nach innen zu einem hydraulischen Probenhalter und von diesem weg bewegen kann. Der Probenhalter ist so gestaltet, daß er entweder einen Winkel in den Abmessungen 25,4mm x 25,4mm x 247,7mm x 3,2mm (1" χ 1" χ 93A" χ Ve") oder ein Blech in den Abmessungen 76,2mm χ 4,8mm x 381 mm (3" χ 3/іб" x 15") aufnehmen kann, er bewegt sich waagerecht in 90°-Richtung zur Spindel, wobei er eine Hin- und Herbewegung mit einer festgelegten Geschwindigkeit über eine festgelegte Strecke ausführt. Das Prüfgerät ist auf einem festen Stahltisch montiert, der während des Betriebs die Stabilität gewährleistet. Zum Aufbringen der Schleifkraft wird eine Totlast an ein Rollensystem angehängt, das am beweglichen Wagen befestigt ist, an dem die Motorspindelvorrichtung mit dem Schleifblatt angeordnet wurde. Das runde Schleifblatt wird in einem um 10° von der Parallele zum Probenhalter abweichenden Winkel ausgerichtet. Die Prüfung 112Dsh ist eine Abstumpfungsprüfung mit hohem Druck 2,25N lOlbsforce-Körnung 50; 2,7 Nf 12 lbs force-Körnung 36), in der das runde Schleifblatt mit Vulkanfiberunterlage zum Schleifen 3,2 mm der (Ve") starken Kante eines Winkels aus Kohlenstoffstahl 1018mitden Abmessungen 25,4mm χ 25,4mm x 247,7mmx 3,2 mm (1" χ 1" χ 93A" x Ve") verwendet wird. Zunächst wird der Winkel gewogen und dann am Probenhalter befestigt, der sich über eine Strecke von 247,7 mm (93A") mit8V2Hüben/min und einer Längsgeschwindigkeit von 2,14 m/min (7ft./min) hin- und herbewegt. Das Schleifblatt rotiert mit 3450 U/min. Der Schleifzyklus beträgt zwei Minuten, nach deren Ablauf die winkelförmige Probe entfernt und der Masseverlust registriert wird. Danach wird dieser Zyklus mit neuen, entsprechend den Forderungen eingesetzten Winkelproben wiederholt, bis ein Mindestschleifabtrag von 10g/min erreicht ist. Damit ist die Prüfung abgeschlossen. Die Registrierung der Daten erfolgt in Gramm (g) entferntes Material je zweiminütigem Zyklus, Anzahl der Zyklen bis zum Ende des Tests sowie Gesamtabtrag (g) des zu bewertenden Rundblatts. In der Regel werden die Ergebnisse der Prüfung in % zu einem Vergleichsblatt angewiesen.After cutting, the cured round sheets were first bent at 90 ° C normally with a rubber roll bender to crack the hard resin bond (contact and binder layer) in a controlled manner, followed by ripple correction by methods known in the art; then they were subjected to the usual blunting tests for the evaluation of round sanding sheets on a vulcanized fiber underlayer (112 DsIII) and high sanding pressure (112 Ds, 112 Dss). In general, such tests involve the mounting of the circular abrasive sheet on a medium hard rubber backing, which in turn is mounted on a horizontally mounted motor spindle assembly mounted on a carriage which rests freely in horizontal direction on frictionless inward bearings to and from a hydraulic sample holder can move away. The sample holder is designed to either have an angle in the dimensions 25.4mm x 25.4mm x 247.7mm x 3.2mm (1 "χ 1" χ 9 3 A "χ Ve") or a plate in the dimensions 76.2mm χ 4.8mm x 381mm (3 "χ 3 / іб" x 15 "), it moves horizontally in the 90 ° direction to the spindle, making a reciprocating motion at a fixed speed over one The tester is mounted on a fixed steel table which ensures stability during operation To apply the grinding force, a dead load is attached to a roller system fixed to the moving carriage on which the motor spindle device with the abrasive sheet has been placed. Align the circular abrasive sheet with an angle deviating 10 ° from the parallel to the sample holder The 112Dsh test is a high pressure blunting test 2.25N lOlbsforce grit 50, 2.7Nf 12 lbs force grit 36), in which the round sanding sheet t with vulcanized fiber backing for sanding 3.2 mm of the (Ve ") thick edge of a carbon steel angle 1018 with the dimensions 25.4 mm χ 25.4 mm x 247.7 mm x 3.2 mm (1" χ 1 "χ 9 3 A" x pce ") is used. First, the angle is weighed and then attached to the sample holder, which reciprocates over a distance of 247.7 mm (9 3 Å) at 8V2 strokes / min and a longitudinal speed of 2.14 m / min (7ft./min) The grinding cycle rotates at 3450 rpm, the grinding cycle is two minutes, after which the angular sample is removed and the loss of mass is registered, after which this cycle is repeated with new angle samples according to the requirements, until a minimum of 10 g / min The data are recorded in grams (g) of removed material per 2-minute cycle, number of cycles to the end of the test, and total removal (g) of the round-paper to be evaluated Exam in% to a comparison sheet instructed.
Prüfung 112 Dss-Die Prüfung 112 Dss ist mit der Prüfung 112Dsh mit Ausnahme der Tatsache identisch, daß als Probe ein Winkel aus rostfreiem Stahl 304 anstelle des Winkels aus Kohlenstoffstahl 1018 verwendet wird, der Schleifzyklus eine Minute beträgt und die Prüfung nach 10 Zyklen beendet wird. Außerdem beträgt die Schleifkraft 1,58 N (7 lbs force) für Schleifblätter der Körnung 50 und 2,25 N (10lbs force) für solche der Körnung 36.Test 112 Dss-Test 112 Dss is identical to Test 112Dsh except that a 304 stainless steel angle is used as the sample instead of the 1018 carbon steel angle, the grinding cycle is one minute and the test is terminated after 10 cycles , In addition, the abrasive force is 1.5 lbs (7 lbs force) for 50 grit and 2.25 N (10lbs force) grit for 36 grit.
Prüfung 112 DsIII - Diese Prüfung ähnelt der Prüfung 112 Dsh mit Ausnahme der Tatsache, daß sie eine Prüfung mit geringem Schleifdruck ist- 2,25 N (10 lbs. force) - und es sich bei der Probe um ein kaltgezogenes Blech aus Kohlenstoffstahl 1018 mit den Abmessungen 76,2 mm χ 4,8 mm x 381 mm (3" χ 3/ιβ" χ 15") handelt, das so in der Aufnahme befestigt ist, daß von dem runden Schleifblatt mit der Vulkanfiberunterlage die Stirnfläche der 76,2 mm (3") langen Seite des Blechs bearbeitet wird. Der Schleifzyklus beträgt eine Minute, und die Prüfung wird beendet, sobald der Abtrag 3 g/min unterschreitet.Test 112 DsIII - This test is similar to Test 112 Dsh except that it is a low abrasion test - 2.25 N (10 lbs.force) - and the sample is a cold drawn 1018 carbon steel sheet the dimensions 76.2 mm χ 4.8 mm x 381 mm (3 "/ 3 / ιβ" χ 15 "), which is mounted in the receptacle so that of the round abrasive sheet with Vulkanfiberunterlage the end face of 76.2 mm (3 ") long side of the sheet is processed. The grinding cycle is one minute and the test is terminated as soon as the abrasion falls below 3 g / min.
Bewertung der Leistung des faserförmigen Schleifmittels im Vergleich zu walzengebrochenen Körnern Gesamtbetrag (in Gramm)Evaluation of the performance of the fibrous abrasive compared to broken grains Total (in grams)
Die Prüfung mit geringem Druck wurde an zwei verschiedenen Stahl-Losen (Los Bund Los C) durchgeführt, die zu unterschiedlichen Zeiten eingegangen waren. Wie angegeben zeigen sie unterschiedliche Schleifcharakteristiken, die aus dem Gesamtabtrag gemäß Tabelle 2 hervorgehen.The low pressure test was carried out on two different steel lots (Lot Bund Lot C) which had been received at different times. As indicated, they show different grinding characteristics, which result from the total removal according to Table 2.
In der folgenden Tabelle 3 sind die Ergebnissederoben genannten Schleifprüfungen im Verhältnis zum Vergleichsblatt, d.h. Blatt Nr. 1 angegeben.In the following Table 3, the results of the above-mentioned sanding tests are relative to the comparative sheet, i. Sheet no. 1 indicated.
Prozentuale Ergebnisse der Schneidleistung des faserförmigen Schleifmittels in Relation zu walzengebrochenen KörnernPercentage results of the cutting performance of the fibrous abrasive relative to roll broken grains
1 Diese Tests wurden infolge der nur begrenzt zur Verfügung stehenden Zahl vorbereiteter Schleifblätter nicht durchgeführt.1 These tests were not performed due to the limited availability of prepared abrasive sheets.
Aus den oben gezeigten Ergebnissen geht eindeutig hervor, daß bei Kohlenstoffstahl 1018 die Rundblätter mit Vulkanfiberunterlage und darin enthaltenen Schleiffasern eine bedeutend bessere Schleifleistung zeigen als die Blätter mit geimpftem Gel-Aluminiumoxid-Schleifkorn der Norton Company, die mit an sich bekannten Brechverfahren hergestellt wurden. Blatt Nr. 2 mit 5 Sekunden Aufwerfbeschichtung ergab 39% mehr Abtrag im Test mit hohem Druck und 179 bis 300% mehr Abtrag im Test mit geringem Druck auf Stahlblech. Darüber hinaus führte die größere Menge von Schleiffasern (Blatt Nr.3) zu einer noch besseren Schneidleistung mit hohem Druck, während keine Verbesserung beim Test mit niedrigem Druck zu beobachten war. Aus den Gesamtergebnissen des Tests ergibt sich, daß Schleiffasern beim Schleifen unter hohem Druck dauerbeständiger sind. Bei Kohlenstoffstahl 1018 und niedrigem Druck sind sie außerdem vielseitiger und haben bessere Freischneideeigenschaften als walzengebrochene SG-Schleifkörner.From the results shown above, it is clear that for carbon steel 1018, the round sheets of vulcanized fiber underlayment and abrasive fibers contained therein exhibit significantly better grinding performance than the Norton Company inoculated gel-alumina abrasive grain made by conventional crushing techniques. Sheet No. 2 with 5 seconds of deposit coating gave 39% more erosion in the high pressure test and 179 to 300% more erosion in the low pressure test on steel sheet. In addition, the larger amount of abrasive fibers (Sheet No. 3) resulted in even better cutting performance with high pressure, while no improvement was observed in the low pressure test. From the overall results of the test shows that abrasive fibers are more durable during grinding under high pressure. With 1018 carbon steel and low pressure, they are also more versatile and have better free-cutting properties than roll-broken SG abrasive grains.
Die Herstellung des faserförmigen Schleifmittels erfolgte durch 5minütiges Mischen von 3,2 kg Pural® NG-Aluminiummonohydratder Firma Condea Chemie GmbH mit 1,3 kg Mischwasser und 22g a-Aluminiumoxidkeimen in einem an sich bekannten V-Doppelmantelmischer, bis ein im wesentlichen gleichmäßiges Sol vorhanden war. Dann wurden 200g 70%ige Salpetersäure, verdünnt mit 750cm3 destilliertem Wasser zugegeben und das Mischen weitere fünf Minuten fortgesetzt, um ein Gel mit 59% Feststoffanteil und gleichmäßiger Keimverteilung zu erhalten. Die im Gel verwendeten Impfkeime wurden durch Mahlen einer Charge aus destilliertem Wasser und 88%igem Aluminiumoxidschleifmittel normaler Körnung (jeweils 12 mm Durchmesserund 12 mm Länge) der Firma Diamonite Products Company, Shreve, Ohio in einer Sweco-Mühle Modell 45 hergestellt, bis die Partikel (Aluminiumoxidkeime) im Wasser eine Oberflächenkennzahl von mindestens 100m2/g aufwiesen.The fibrous abrasive was prepared by mixing 3.2 kg of Pural® NG aluminum monohydrate from Condea Chemie GmbH with 1.3 kg of mixed water and 22 g of alumina seed in a conventional V-jacketed mixer for 5 minutes until a substantially uniform sol was present was. Then 200g of 70% nitric acid were diluted to 750cm 3 of distilled water were added and mixing continued for another five minutes to obtain a gel having 59% solids and uniform seed distribution. Seedlings used in the gel were prepared by milling a batch of distilled water and 88% normal grain alumina abrasive (each 12 mm in diameter and 12 mm in length) from the Diamonite Products Company, Shreve, Ohio in a Model 45 Sweco mill until the particles (Alumina nuclei) in the water had a surface index of at least 100m 2 / g.
Das eingesetzte Pural®-NG-Pulver hatte eine Reinheit von etwa 99,6% mit geringen Mengen von Kohlenstoff, Siliciumdioxid, Magnesiumoxid und Eisenoxid.The Pural® NG powder used had a purity of about 99.6% with small amounts of carbon, silica, magnesia and iron oxide.
Danach wurde das geimpfte Gel durch ein weichwandiges Extrudermundstück mit Vielfachöffnungen extrudiert, dessen Öffnungen einen Durchmesser von 0,60 mm zur Herstellung der Endlosgelfasern hatten. Nach dem Trocknen wurden die extrudierten Faserbündel in Längen von durchschnittlich 2 mm gebrochen und danach fünf Minuten bei 1320°C gebrannt. Nach dem Brennen zur Umwandlung des Materials der Schleiffasern in a-Aluminiumoxid wiesen die einzelnen Fasern einen mittleren Querschnitt auf, der einem Schleifmittel der Normalkörnung 50 entsprach. Zumindest einige der Schleiffasern waren in ihrer Länge gebogen und gedreht.Thereafter, the seeded gel was extruded through a soft-walled extruder die having multiple orifices whose openings had a diameter of 0.60 mm for producing the continuous gel fibers. After drying, the extruded fiber bundles were broken into lengths of 2 mm on average and then fired at 1320 ° C. for five minutes. After firing to convert the material of the abrasive fibers into α-alumina, the individual fibers had an average cross-section corresponding to a normal grain size 50 abrasive. At least some of the abrasive fibers were bent and twisted in length.
Im wesentlichen bestanden die Schleiffasern aus reinem a-Aluminiumoxid mit einer oben genannten mittleren Kristallitgröße von 0,Зцт und einer Härte von etwa 16GPa.Essentially, the abrasive fibers consisted of pure a-alumina with an above average crystallite size of 0, ЗЗt and a hardness of about 16GPa.
Vergleich der Schneidleistung von Schleiffasern und walzengebrochenen Körnern In diesem Beispiel wird die Schneidleistung und Oberflächengüte faserförmiger Schleifpartikel aus geimpftem Aluminiumoxid-Gel mit SG-Schleifkörnern verglichen, die durch an sich bekanntes Walzenbrechen gewonnen wurden. Die faserförmigen Schleifpartikel wiesen einen mittleren Durchmesser von 0,33mm (0,013") auf, was in etwa Schleifkörnern der Körnung 50 entspricht 0,35 mm (0,01369) und hatten ungeordnete Längenverhältnisse von etwa 2:1 bis 8:1. Wie unten angegeben führte dabei jedoch die eingesetzte chargenweise Klassierung zu einigen sehr langen Fasern und einem unverhältnismäßig hohen Anteil von Feinkorn. Die Schleiffasern und walzengebrochenen SG-Vergleichskörner der Körnung 50 hatten dieselbe Normalzusammensetzung wie bereits im Beispiel 1 angegeben.Comparison of Cutting Performance of Abrasive and Roll Broken Granules In this example, the cutting performance and surface finish of fused alumina gel abrasive particles is compared to SG abrasive grains obtained by per se known roll breaking. The fibrous abrasive particles had a mean diameter of 0.33 mm (0.013 "), which roughly corresponds to 50 grit abrasive grains, 0.35 mm (0.01369), and had unordered aspect ratios of about 2: 1 to 8: 1 However, the batchwise classification used resulted in some very long fibers and a disproportionately high proportion of fine grain. The abrasive grains and roll-broken SG comparison grains of grain size 50 had the same normal composition as stated in Example 1.
Ergebnisse der Klassierung von walzengebrochenen Körnern und SchleiffasernResults of the classification of roll-cut grains and abrasive fibers
Wie aus der oben dargestellten Tabelle hervorgeht, gab es beträchtliche Unterschiede zwischen der Klassierung der beiden Kornarten. Die Angabe "+3,2 +1,9" bedeutet, daß die Probe walzengebrochenen Schleifkorns 3,2% übermäßiges Korn und 1,9% Feinkorn enthielt, wie die Prüfung mit dem Klassiersiebsystem gemäß CAMI ergab. Dieses liegt innerhalb des zulässigenAs can be seen from the table above, there were considerable differences between the classification of the two types of grain. The indication "+3.2 +1.9" means that the sample of broken abrasive grain contained 3.2% of excess grain and 1.9% of fine grain, as determined by the classification screen system according to CAMI. This is within the permissible
Toleranzbereiches fur SG-Schleifkorner der Körnung 50 Andererseits verweist die Angabe „—2,5 +30,9" fur die Schleiffaserprobe darauf, daß mit 2,5% zu wenig übermäßiges Korn und mit 30,9% zuviel Feinkorn enthalten waren, was einen unverhältnismäßig hohen Wert darstellt Die hohe Angabe fur Feinkorn ist das Endergebnis der Tatsache, daß alle Schleiffasern („Korner") annähernd denselben Durchmesser haben, der unter der Siebgroße des Vergleichssiebs fur die Körnung 50 liegt Es wurden runde Schleifblätter mit Vulkanfiberunterlage gemäß der Beschreibung in Beispiel 1 hergestellt Die Beschichtungsmassen betrugen in annähernd Kontaktschicht6,8kg/Ries(15lbs /Ries), Bindemittelschicht104kg/Ries(23lbs / Ries), Schleiffasern 65g, walzengebrochene Korner 52gOn the other hand, the indication "-2.5 +30.9" for the abrasive fiber sample indicates that with 2.5% too little excess grain and with 30.9% too much fines were included, giving a disproportionately high value The high specification for fines is the final result of the fact that all abrasive grains ("grains") are approximately the same diameter as under the sieve size of the comparative sieve for grain size 50. Round sanding sheets with vulcanized fiber backing were made as described in Example The coating compositions were approximately in contact layer 6.8kg / ream (15lbs / ream), make-up layer 104kg / ream (23lbs / ream), abrasive fibers 65g, roll-broken grains 52g
Nach dem üblichen Knicken wurden die runden Schleifblätter mit Vulkanfiberunterlage zunächst in der bereits beschriebenen Abstumpfungsprufung mit niedrigem Schleifdruck bewertet (Prüfung DsIII) In der nachfolgenden Tabelle 4 sind die Abtrags und Oberflachenergebnisse vergleichsweise dargestelltAfter the usual buckling, the round abrasive sheets with Vulkanfiberunterlage were first evaluated in the already described Abstumpfungsprufung with low grinding pressure (Examination DsIII) In the following Table 4, the removal and surface results are shown comparatively
Vergleich des Abtrags und der Oberflachengute von faserformigen Schleifmitteln und walzengebrochenen Kornern bei 76,2 mm (3') BlechComparison of the removal and the surface finish of fibrous abrasives and roll broken grains at 76.2 mm (3 ') sheet
Ra = Abweichung von dermittleren Linie inprn Rtm = mittlere Rauhtiefe m Mm Pc = Anzahl derSpitzenRa = deviation from the center line inprn Rtm = mean roughness depth m Mm Pc = number of peaks
Üblicherweise wird die Oberflachengute eines Metallwerkstucks mit den Ra- und RT-Werten angegeben, die an den Schleifmarken an unterschiedlichen Stellen (z B in der Mitte, linke, rechte Kante) entlang des bearbeiteten Werkstucks gemessen werden Den Fachleuten ist die Bedeutung dieser statistischen Parameter gut bekannt Sie sind eindeutig in einer Publikation mit dem Titel „An Introduktion to Surface Texture and Part Geometry" (Einfuhrung in die Oberflachenbeschaffenheit und Werkstuckgeometrie) der Firma Industrial Metal Products Incorporated (IMPCO) definiert Im allgemeinen ist Ra ein Maß der mittleren Oberflachenrauhheit Da viele Oberflachen unterschiedlicher Topographie gleiche Ra-Werte haben konnen, wird diese Zahl in der Regel durch andere Parameter ergänzt, die auf derselben Oberflache gemessen werden In der Metalloberflachenbearbeitung wird Rt oft als Ergänzung der Ra-Messung verwendet Der Rt-Wert ist ein Maß fur die Tiefe von Spuren oder Kratzern, die nach der Oberflachenbearbeitung möglicherweise auf der Werkstuckoberflache verbleiben Bei der Angabe Pc handelt es sich um eine Zahl, die im allgemeinen die Kratzerhaufigkeit angibt Wie aus den obengenannten Daten hervorgeht, wiesen die runden Schleifblätter mit Schleiffasern eine höhere Abtragsleistung als die mit an sich bekannten gebrochenen Schleifkorn auf In den ersten Zyklen schnitt das Schleifblatt mit den faserformigen Schleifmitteln zunächst mit einem etwas geringeren Abtrag ab, dann jedoch wurde ein Abtrag über eine wesentlich längere Zeit erreicht Die mit den Schleiffasern erzeugte Oberflachengute scheint in etwa der mit dem walzengebrochenen Schleifkorn erzeugten zu entsprechen Dennoch sollte nochmals darauf verwiesen werden, daß die chargenweise Klassierung der faserformigen Schleifpartikel, wie oben dargelegt, einen unverhältnismäßig hohen Anteil von Feinkorn und einige sehr lange Schleiffasern hervorbrachte Bei einer kontrollierteren „Klassierung" wurde sich voraussichtlich eine andere Oberflachengute ergebenTypically, the surface finish of a metal work piece is indicated by the Ra and RT values measured at the grinding marks at different locations (eg, in the center, left, right edges) along the machined workpiece. The significance of these statistical parameters is good to those skilled in the art They are clearly defined in a publication titled "An Introduction to Surface Texture and Part Geometry" by the Industrial Metal Products Incorporated Company (IMPCO). In general, Ra is a measure of the average surface roughness This number is usually supplemented by other parameters measured on the same surface in metal topography. Rt is often used to complement the Ra measurement. The Rt value is a measure of the depth of Traces or scratches after the surfaces Processing may remain on the surface of the work piece. Pc is a number which generally indicates the scratch frequency. As can be seen from the above data, the circular abrasive sheets with abrasive fibers had a higher removal rate than those with per se known broken abrasive grain First cycles cut the abrasive sheet with the fibrous abrasives initially with a slightly lower removal, but then a removal was achieved over a much longer time The surface material produced with the abrasive fibers seems to correspond approximately to that produced with the broken abrasive grain Nevertheless, it should be referred again As noted above, the batchwise classification of the fibrous abrasive particles produced a disproportionate amount of fines and some very long abrasive fibers. A more controlled "classification" was expected to produce a yield other surface qualities
Durchgeführt wurde eine weitere Prüfung (112DsI), um einen Vergleich zwischen dem Abtrag und der Oberflachengute aus der Verwendung von Schleiffasern einerseits und walzengebrochenem Schleifkorn der Kornungen 50 und 36 andererseits zu ermöglichen In der nachfolgenden Tabelle 5 sind die Ergebnisse dargestellt Diese Prüfung gleicht der Prüfung DsIII mit Ausnahme des Prüfkörpers, der eine 25,4mm („1") dicke Stirnflache aufwiesA further test (112DsI) was carried out to allow a comparison between the abrasion and the surface finish from the use of abrasive fibers on the one hand and roll-broken abrasive grains of granulations 50 and 36 on the other. Table 5 below shows the results. This test is similar to test DsIII except for the specimen, which had a 25.4mm ("1") thick endface
Vergleich des Abtrags und der Oberflachengute von Schleiffasern und walzengebrochenem Schleifkorn auf einer 25,4mm I StahlstirnflacheComparison of the abrasion and the surface finish of abrasive fibers and roll-cut abrasive grain on a 25.4mm I steel face
Wie aus den oben genannten Ergebnissen hervorgeht, erzielten die Schleiffasern der Körnung 50 nicht nur bessere Abtragsleistungen als die walzengebrochenen Schleifkorner der Körnung 50, sondern der Abtrag entsprach auch dem der Kontrollkornung 36 Wiederum war der Abtrag der Schleiffasern anfänglich etwas geringer als bei den walzengebrochenen Schleifkornern, er setzte sich jedoch gleichbleibend über eine längere Zeit fort Bei dieser Prüfung mit 25,4mm („1") dickem Blech erzeugten diefaserformigen Schleifpartikel eine Oberflachengute, die derVergleichskornung 36 gleichkamAs can be seen from the above results, the 50 grit abrasive fibers not only achieved better removal rates than the 50 grit abrasive grits, but the abrasion also corresponded to that of the control 36. Again, the abrasion of the abrasive grit was initially slightly lower than that of the grinded abrasive grits, however, it consistently continued for a longer time. In this 25.4mm ("1") thick sheet test, the fibrous abrasive particles produced a surface finish equal to the 36 score
Vergleich der Schneidleistung von Schleiffasern mit steigendem Langenverhaltnis und walzengebrochenem Schleifkorn In diesem Beispiel werden runde Schleifblatter mit Schleiffasern unterschiedlicher Langenverhaltnisse einer Prüfung im Vergleich mit walzengebrochenen Schleifkornern ähnlicher Zusammensetzung unterzogen, um die Auswirkung des Langenverhaltmsses auf die Schneidleistung zu bewertenComparison of Cutter Power with Increasing Ratio and Roll Broken Abrasive Grain In this example, round abrasive blanks with abrasive fibers of varying length are subjected to testing in comparison with roll-cut abrasive grains of similar composition to evaluate the effect of the long-wear rate on cutting performance
Wie bereits dargelegt wurde geimpftes Sol-Gel-Schleifmittel hergestellt und dann durch ein feines Rundmundstuck mit einer Vielzahl von Offnungen stranggepreßt Die Schleiffasern wurden getrocknet und in einem Backenbrecher leicht gebrochen, um u nterschiedhcheSchleiffaserlangen zu erhalten Nachdem Brennen wurde das Los kurzzeitig über verschiedene Si eboffnungen gesiebt, damit unterschiedliche Schleiffaserlangen getrennt werden konnten Es wurde das mittlere Langenverhaltnis ermittelt, das nachfolgend angegeben ist In Tabelle 6 sind die Ergebnisse der chemischen Analyse der verschiedenen Proben und andere physikalische Eigenschaften dargestelltAs already stated, seeded sol-gel abrasive was prepared and then extruded through a fine round-mouth stucco having a plurality of openings. The abrasive fibers were dried and easily broken in a jaw crusher to obtain different sized abrasive fibers. After firing, the lot was briefly sieved through various openings in order to separate different loop laser lengths. The mean long-term ratio given below is shown. Table 6 shows the results of the chemical analysis of the different samples and other physical properties
Der mittlere Korndurchmesser betrug bei allen 4 Proben 0,011 bis 0,013'The mean grain diameter was 0.011 to 0.013 'for all 4 samples.
1 Keine Siebung, d h voller Größenbereich1 No sieving, d h full size range
2 Gewichtsanteile in %, Rest AI2O3 2 parts by weight in%, rest AI 2 O 3
Entsprechend dem in Beispiel 1 offenbartem Verfahren wurden runde Schleifblätter mit Vulkanfiberunterlage hergestellt. Die Ergebnisse der bereits beschriebenen Schleifprüfungen sind in der nachfolgenden Tabelle 7 dargestellt.According to the method disclosed in Example 1, round abrasive sheets were prepared with vulcanized fiber underlay. The results of the previously described sanding tests are shown in Table 7 below.
1 LPD = Schleifprüfung mit geringem Schleifdruck1 LPD = grinding test with low grinding pressure
Wie oben angegeben weisen die Schleiffasern enthaltenden Rundblätter im Gegensatz zum Vergleichsblatt mit walzengebrochenen Schleifkörnern einen deutlich besseren Abtrag in den Prüfungen 112Dsh und 112DsIII auf Stahl 1020 und 1018 auf. Vergleichsweise wesentlich geringer war jedoch der Leistungsanstieg beim Schleifen von rostfreiem Stahl (Prüfung 112 Dss). Wie in der Abstumpfungsprüfung mit hohem Druck haben die Schleiffasern enthaltenden Blätter offenbar eine hohe Wirksamkeit beim Schleifen mit geringem Schleifdruck. Der Schleifkörper mit ungesiebtem Schleifmittel (Probe 1015) erzielte in der Prüfung 112 DsIII einen Gesamtabtrag von 347% im Vergleich zum Abtrag der Vergleichsprobe. Wie in Fig. 7 der Zeichnungen dargestellt, erhöht sich in der Prüfung 112 Dsh mit warmgewalztem Stahl 1020 der Abtrag bis zu einem Längenverhältnis von 5,1:1 (Probe 1017) und verringert sich anschließend. Während des Tests wurde ein Wegfliegen von Schleiffasern vom runden Schleifblatt beobachtet. Ohne es darauf zu beschränken ist dieses offenbar ein Ergebnis dessen, daß sich der Momentarm erhöht und damit die Beanspruchungswerte in dem Schleifkorn, d. h. den Schleiffasern verändert werden. Der Schleiffaserverlust in Abhängigkeit vom Längenverhältnis wird durch die Werte in der Tabelle 7 bestätigt. So erhöht sich beispielsweise im Test 112Dshder Masseverlust des beschichteten Schleifblatts bei ansteigendem Längenverhältnis: 9,5g bei einem Verhältnis von 8,5:1 gegenüber 3,8g bei einem Längenverhältnis von 3,6:1. Dennoch zeigt Fig. 7, daß die Probe 1018 bei einem mittleren Längenverhältnis von 8,5:1 in ihrer Leistung noch immer das Vergleichsschleifblatt mit an sich bekannten walzengebrochenen Schleifkorn übertraf. Wie ebenfalls aus der Tabelle 7 ersichtlich, beeinflußt das Längenverhältnis offenbar nicht die Leistung beim Schneiden von rostfreiem Stahl (Test 112Dss).As indicated above, the round-bladed abrasive discs, in contrast to the control blade with roll-cut abrasive grains, have significantly better ablation in the 112Dsh and 112DsIII tests on 1020 and 1018 steels. However, the performance increase when grinding stainless steel (test 112 Dss) was comparatively much lower. As in the high pressure blunting test, the blades containing abrasive fibers appear to have high grinding efficiency with low grinding pressure. The Abrasive Abrasive Abrasive (Sample 1015) achieved a total wear of 347% in the 112 DsIII test as compared to the Abrasion of the control. As shown in Fig. 7 of the drawings, in the test 112 Dsh with hot rolled steel 1020, the removal increases to an aspect ratio of 5.1: 1 (sample 1017) and then decreases. During the test, flying away of abrasive fibers from the round abrasive sheet was observed. Without being limited to this, apparently, this is a result of the moment arm increasing and thus the stress levels in the abrasive grain, i. H. the abrasive fibers are changed. The abrasive fiber loss depending on the aspect ratio is confirmed by the values in Table 7. For example, in the Test 112Dsh, the weight loss of the coated abrasive sheet increases with increasing aspect ratio: 9.5g at a ratio of 8.5: 1 versus 3.8g at an aspect ratio of 3.6: 1. Nevertheless, Fig. 7 shows that at a mean aspect ratio of 8.5: 1, the sample 1018 still outperformed the comparative abrasive sheet with perimeter known abrasive broken abrasive grain. As also seen from Table 7, the aspect ratio does not appear to affect stainless steel cutting performance (Test 112Dss).
Aus der Fig.8 geht hervor, daß sich bei der Abstumpfungsprüfung mit geringem Druck (112DsIII) der Abtrag bei ansteigendem Längenverhältnis erhöht, wobei als Ausnahme beim Längenverhältnis 4,1:1 der Probe 1015 ein einzelner Spitzenwert im Abtrag erscheint. Diese Probe ist die einzige einer Gruppe von Proben, die der Prüfung in diesem Beispiel 3 in ungesiebter Form unterzogen wurde. Eine kleine Anzahl von Schleiffasern nämlich 25 Stück wurden aus der Probe 1015 zufällig ausgewählt, wobei deren Durchmesser optisch bestimmt wurden. Bei diesen Schleiffasern bewegte sich das Längenverhältnis zwischen 2,58 und 12,66. Damit wird angenommen, daß dieser Abtragungsunterschied der Probe 1015 möglicherweise das Ergebnis der breiteren Längenverteilung in der ungesiebten Probe ist, während die anderen Proben sämtlich gesiebt wurden. Durch das Sieben wird die Längenverteilung verändert oder verkleinert. Bei ungesiebten Schleiffasern berühren sich dagegen einige lange Schleifkörner (Fasern), was zu einem höheren Einheitsdruck je Korn führt. Obwohl in Tabelle 7 nicht ausdrücklich ausgewiesen, haben die Schleifblätter mit Schleiffasern wie in den bereits aufgeführten Beispielen anfänglich einen geringeren Abtrag als die SG-Vergleichsprobe, behalten jedoch in jedem Fall eine höhere Abtragungsleistung für eine wesentlich längere Zeit bei. Das SG-Vergleichsschleifblatt schnitt bis zum 8.Zyklus 10 g/min, während mit der Probe 1015 bis zum 30. Zyklus ein Abtrag von mehr als 10g/min erzielt wurde.It can be seen from FIG. 8 that during the blunting test at low pressure (112DsIII), the removal increases with increasing aspect ratio, with the exception of the length ratio 4.1: 1 of the sample 1015 being a single peak in the ablation. This sample is the only one of a group of samples subjected to the test in this Example 3 in an unsized form. A small number of abrasive fibers, namely 25 pieces, were randomly selected from sample 1015, with their diameters optically determined. With these abrasive fibers, the aspect ratio moved between 2.58 and 12.66. Thus, it is believed that this erosion difference of the sample 1015 may be the result of the wider length distribution in the unsized sample while the other samples were all sieved. By sieving the length distribution is changed or reduced. With non-abrasive abrasive fibers, on the other hand, some long abrasive grains (fibers) touch each other, resulting in a higher unit pressure per grain. Although not expressly stated in Table 7, abrasive grind-off abrasive sheets initially have less than the comparative SG sample, as in the examples previously cited, but in any event retain higher abrading performance for a significantly longer time. The SG comparative abrasive sheet cut 10 g / min until the 8th cycle, while the 1015 sample achieved over 10 g / min until the 30th cycle.
Schneidleistung von Schleifblättern mit Schleiffasern der Körnung 36 und walzengebrochenen Körnern der Körnung 36. In diesem Beispiel wurde ein rundes Schleifblatt mit Vulkanfiberunterlage und geimpftem Sol-Gel-Aluminiumoxidschleifmittel der Körnung 36 bewertet, dessen nachfolgend angegebene Zusammensetzung dieselbe wie für die Herstellung herkömmlicher Schleifkörner durch normales Walzenbrechen und Faserextrusion war:Cutting performance of abrasive sheets with 36 grit abrasive grains and 36 grit broken grains. In this example, a round abrasive sheet was evaluated with vulcanized fiber backing and seeded 36 grade sol-gel alumina abrasive, the composition given below being the same as for conventional abrasive grain preparation by normal roll breaking and fiber extrusion was:
Die walzengebrochenen Schleifkorner und Fasern hatten folgende physikalische Eigenschaften Dichte (Pyknometer, Wasser) 3,89, Dichte (Pyknometer, Helium)-3,92, Harte-20,3, Knstallgroße (mittlere) -0,149μπι Dieses Schleifmittel wurde auf einen Durchmesser von 0,41 mm (0,016') extrudiert (etwa Körnung 36) und in ungeordnete Langen von etwa 0,8 mm bis etwa 4 mm geschnitten Damit lagen die Langenverhaltnisse dieser Schleiffasern etwa zwischen 2 1 und10 1The broken abrasive grains and fibers had the following physical properties: Density (pycnometer, water) 3.89, density (pycnometer, helium) -3.92, Hard-20.3, Knall size (average) -0.149μπι This abrasive was cut to a diameter of 0.41 mm (0.016 ') extruded (about 36 grit) and cut into disordered lengths of about 0.8 mm to about 4 mm. Thus, the long ratios of these abrasive fibers were approximately between 2 1 and 10 1
Es wurden runde Schleifblatter mit Vulkanfiberunterlage gemäß Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch die Beschichtungsmassen betrugen Kontaktschicht 7,7kg/Ries (17lbs /Ries), Bindemittelschicht 12,7kg/Ries (28lbs /Ries), SchleifkornerAfasern 27,2kg/ Ries (60 lbs /Ries)Circular abrasive sheets were prepared with vulcanized fiber backing according to Example 1, but the coating compositions were contact layer 7.7 kg / ream (17 lbs / ream), binder layer 12.7 kg / ream (28 lbs / ream), abrasive grain fibers 27.2 kg / ream (60 lbs / ream). Ries)
Die Klassierung des eingesetzten Schleifmittels und die resultierende Schneidleistung sind in Tabelle 8 dargestelltThe classification of the abrasive used and the resulting cutting performance are shown in Table 8
1 Abstumpfungsprüfung mit geringem Schleifdruck1 blunting test with low sanding pressure
Wie bei den bereits durchgeführten Prüfungen ist bei jeder Prüfung mit dem erfindungsgemaßen Schleifmittel auf Unterlagen der Abtrag anfänglich geringer als mit den Vergleichskornern, er wird aber über eine wesentlich längere Zeit beibehalten Entsprechend einer nicht gefestigten Theorie kann ein solcher, anfänglich niedriger Abtrag möglicherweise mit der relativ geringen Anzahl extrem langer Schleiffasern beim anfänglichen Kontakt zusammenhangen In der Prüfung mit rostfreiem Stahl, die normalerweise nach 10 Minuten beendet wird, erreichte das SG-Vergleichsschleifblatt einen Abtrag von sechs Gramm je Minute, wobei der Gesamtabtrag 80 Gramm betrug Dagegen betrug am Ende der 10 Minuten der Abtrag der Schleifblätter mit Schleiffasern 8 Gramm je Minute und der Gesamtabtrag lag bei 91 Gramm Das Schleifen mit diesem Rundschleifblatt auf Vulkanfiberunterlage wurde solange fortgesetzt, bis der Abtrag auf sechs Gramm je Minute gesunken war Dafür waren nochmals 10 Minuten Schleifzeit erforderlich, und der Gesamtabtrag nach 20 Minuten betrug 163 GrammAs with the tests already carried out at each test with the inventive abrasive on documents, the removal is initially lower than with the Vergleichskornern, but it is maintained over a much longer time According to an unfounded theory, such an initially low removal may be with the relatively In the stainless steel test, which is normally completed after 10 minutes, the comparative SG blade achieved a removal of six grams per minute, with a total stock removal of 80 grams. By contrast, at the end of the 10 minutes The abrasion of the sanding sheets with sanding fibers 8 grams per minute and the total abrasion was 91 grams The grinding with this round sanding sheet on Vulkanfiberunterlage was continued until the erosion to six grams per minute had dropped back for another 10 minutes grinding time and the total removal after 20 minutes was 163 grams
Obwohl die erfmdungsgemaße Losung speziell im Hinblick auf Schleiffasern mit einem annähernd kreisförmigen Querschnitt beschrieben wurde, wird ersichtlich, daß sie nicht darauf beschrankt ist Die in der praktischen Anwendung dieser Erfindung eingesetzten faserformigen Schleifmittel können jeden gewünschten Querschnitt aufweisen, ζ B rund, quadratisch, dreieckig, rautenförmig, polygonal, oval, kreuzförmig usw sein Die Hauptforderung ist, daß diese Schleifmittel eine wie bereits offenbarte längliche Form aufweisen müssen Dabei brauchen solche faserformigen Schleifmittel nicht unbedingt eine geradlaufige Konfiguration zu haben Sie können in ihrer Längsrichtung gedreht sein oder bei Bedarf andere nichtlineare Formen haben Dazu kommt, daß runde Schleifblätter mit Mischungen von Schleiffasern unterschiedlicher Formen oder unterschiedlicher Großen hergestellt werden können, so kann ζ B das Schleifblattmaterial runde Schleiffasern mit zwei verschiedenen Durchmessern enthalten Außerdem können Schleiffasern mit herkömmlich gebrochenen Schleifkornern vermischt werden Es ist auch möglich, Schleiffasern aus SoI-GeI-AI2O3 mit Schleifkorpern anderer Zusammensetzung zu mischen, ζ B mit gesintertem AI2O3, Granat usw Weiterhin kann das Schleifblattmaterial auch mit an sich bekannten getrennten Beschichtungsverfahren hergestellt werden, ζ B kann die Grundbeschichtung aufgetragen werden, und anschließend ein billigeres Schleifkorn oder ein Füllstoff durch Fallbeschichtung und danach die Schleiffasern durch die elektrostatische Beschichtung Es können klassierte Schleifmittel durch getrennte Beschichtungsverfahren geschaffen werden, indem ζ B zuerst einefeine Körnung durch Fallbeschichtung aufgebracht wird, auf die danach gröbere Schleiffasern mittels elektrostatische Beschichtung folgen Die erfmdungsgemaße Losung wurde ausführlich anhand von runden Schleifblattern mit Vulkanfiberunterlage dargelegt, ist aber nicht auf diese beschrankt Verschiedene an sich bekannte Schleifblattmaterialien können geschaffen werden, ζ B Bander, rechteckige Schleifblätter, Profil- und Lamellen-SchleifscheibenAlthough the solution according to the invention has been described with particular reference to abrasive fibers having an approximately circular cross-section, it will be understood that it is not limited thereto. The fibrous abrasives employed in the practice of this invention may have any desired cross-section, B, round, square, triangular, The main requirement is that these abrasives must have an elongated shape as previously disclosed. Such fibrous abrasives need not necessarily have a straight configuration. They may be rotated in their longitudinal direction or have other non-linear shapes if desired In addition, round abrasive sheets can be made with mixtures of abrasive fibers of different shapes or different sizes, so B can contain the abrasive sheet material round abrasive fibers with two different diameters n In addition, abrasive fibers can be mixed with conventionally broken abrasive grains. It is also possible to mix grinding fibers made of SoI-GeI-Al 2 O 3 with grinding bodies of a different composition, ζ B with sintered Al 2 O 3 , garnet, etc. Furthermore, the abrasive sheet material can also be used The basecoat can be prepared by following known separate coating techniques, followed by a cheaper abrasive grain or filler by drop coating and then the abrasive fibers by the electrostatic coating. Classified abrasives can be created by separate coating processes by first passing a fine grain through Case coating is applied, followed by the coarser abrasive fibers by means of electrostatic coating The erfmdungsgemaße solution has been set out in detail with reference to round abrasive sheets with Vulkanfiberunterlage, but is not limited to these Various Known abrasive sheet materials can be provided, B bands, rectangular abrasive sheets, profile and disc grinding wheels
In diesem Beispiel wird die Auswirkung unterschiedlicher Kristallgroßen auf die Leistung der erfindungsgemaßen Schleiffasern dargestelltThis example illustrates the effect of different crystal sizes on the performance of the abrasive fibers of the invention
Die Schleiffasern wurden auf runde Schleifblätter mit Vulkanfiberunterlage und 177,8mm (7") Durchmesser aufgetragen, die den Standardprufverfahren fur Schleifblatter 112 DsH, 112 DsIII und 113 Dsl unterzogen wurden Die beiden ersten Tests wurdenThe abrasive fibers were applied to 174.8 mm (7 ") diameter round abrasive sheets having the standard test procedure for abrasive papers 112 DsH, 112 DsIII, and 113 Dsl. The first two tests were
beschrieben. Die Prüfung 113 Dsl ist ein Test mit mittlerem Schleifdruck, bei der die gleiche Ausrüstung wie in der Prüfung 112DsH und als Prüfkörper ein Stab aus Stahl 1018 mit den Abmessungen 25,4mm χ 63,5mm χ 247,7mm (1" χ 2Ѵг" х 93A") verwendet wird. Der Stab und das Schleifblatt sind so zueinander angeordnet, daß die 25,4mm (1") dicke Stirnfläche des Stabs geschliffen wird. Der Schleifzyklus beträgt jeweils zwei Minuten; nach jedem Schleifen wird der Stab entfernt und zur Bestimmung des Masseverlusts gewogen. Während der Prüfung werden abwechselnd vier Stäbe verwendet. In allen anderen Gesichtspunkten gleicht die Prüfung der Prüfung 112 DsH. In der nachfolgenden Tabelle 9 sind die Ergebnisse dargestellt. Bei dem geprüften Vergleichsmuster handelt es sich um ein normales kommerzielles, geimpftes Sol-Gel-Schleifmittel mit brockenartigen Körnern, welches durch Brechen und Klassieren hergestellt wurde.described. The 113 Dsl test is a medium-pressure test using the same equipment as the 112DsH test specimen and a 1018 steel rod with the dimensions 25.4mm χ 63.5mm χ 247.7mm (1 "χ 2Ѵг" х 9 3 A ") The rod and the abrasive sheet are aligned with each other to grind the 25.4 mm (1") thick face of the rod. The grinding cycle is two minutes each; after each grinding, the bar is removed and weighed to determine mass loss. During the test, four bars are used alternately. In all other respects, the examination exam is 112 DsH. Table 9 below shows the results. The tested comparative sample is a normal commercial sol-gel seeded abrasive with chunky grains prepared by breaking and classifying.
* ausgedrückt in % zum kommerziellen Vergleichsmuster* expressed in% of the commercial reference sample
Aus den oben angegebenen Daten wird der bedeutende Vorteil einer Anwendung der kleinstmöglichen Kristallgröße in den Schleifteilchen klar ersichtlich. Deutlich wird auch, daß mit einem nicht geimpften Schleifmittel überhaupt keine guten Leistungen zu erzielen sind.From the above data, the significant advantage of using the smallest possible crystal size in the abrasive particles becomes clear. It also becomes clear that good performance can not be achieved with a non-seeded abrasive.
In diesem Beispiel wird ein Produkt mit einem Schleifkorn quadratischen Querschnitts mit einem Produkt verglichen, das unter Verwendung des normalen, gebrochenen SG-Schleifkorns hergestellt wurde. In jedem Fall wurden das Schleifkorn aus geimpftem SoI-GeI geformt, wobei die Kristallitgröße unter 1 μηι lagen. Bei dem SG-Schleifkorn der Körnung 80 und dem erfindungsgemäßen Schleifblattmaterial wurden Schleifkörper mit quadratischem Querschnitt verwendet, die einer Körnung 80 entsprachen. Das Längenverhältnis betrug 4:1.In this example, a product having a square cross-section abrasive grain is compared to a product made using the normal, broken SG abrasive grain. In each case, the abrasive grain was formed from seeded SoI GeI, wherein the crystallite size was less than 1 μηι. For the 80 grit SG abrasive grain and the abrasive sheet material of the present invention, square section abrasive wheels having a grain size of 80 were used. The aspect ratio was 4: 1.
Die Ergebnisse sind in % in bezug auf die Leistung des SG-Vergleichsschleifkörpers ausgedrückt. Die erzielten Ergebnisse waren wie folgt:The results are expressed in% relative to the performance of the SG comparative abrasive article. The results obtained were as follows:
Damit wird deutlich, daß auch Schleifkorn mit anderen Querschnitten als den oben beschriebenen Rundformen in den erfindungsgemäßen Schleifblattmaterial wirksam sind.This makes it clear that abrasive grain with cross-sections other than the round shapes described above in the abrasive sheet material according to the invention are effective.
Dieses Beispiel zeigt die Auswirkung der Kornmenge auf die Wirksamkeit eines Schleifprodukts. Es wurden eine Reihe von Schleifoperationen durchgeführt, um die Auswirkung unterschiedlicher Parameter auf die Schleifleistung von erfindungsgemäßen Schleifprodukten zu bewerten. Bei den untersuchten Parametern handelte es sich um das Längenverhältnis, die Kornmasse, Mischungen verschiedener Körner und das Verfahren der Kornaufbringung. Sofern nicht anders angegeben, bestand die verwendete Trägerunterlage aus 2079 (7,3oz.) schwerem Polyesteratlas mit einer Oberflächengüte von 775, die Kontakt- und Bindemittelschicht wurden nach folgendem Ansatz hergestellt:This example shows the effect of grain size on the effectiveness of a sanding product. A series of grinding operations were performed to evaluate the effect of different parameters on the grinding performance of abrasive products of the invention. The parameters investigated were the aspect ratio, the grain mass, mixtures of different grains and the method of grain application. Unless otherwise stated, the backing used was 2079 (7.3 oz.) Heavy duty polyester atlas with a surface finish of 775, the contact and binder layers were prepared by the following procedure:
In Tabelle 10 sind die hergestellten Schleifprodukte und die Ergebnisse der Schleifprüfungen zusammengefaßt. Bei einer Untersuchung der Prüfungsergebnisse wird deutlich, daß die Schleifprodukte mit den höchsten Leistungen das Längenverhältnis enthielten. Darüber hinaus wurde ein positiver Effekt schon dadurch erzielt, daß man die Menge dieses Schleifkorns bei dem Produkt einfach verringerte. Bei dem Produkt mit den besten Ergebnissen (308%) waren nur 66% der Oberfläche mit den Schleiffasern mit einem Längenverhältnis 3,1:1 beschichtet. Die mit dem Längenverhältnis 2,1:1 erreichten Ergebnisse waren nicht so hervorstechend wie beim Längen verhältnis 3,1:1, aber mit 172% immer noch wesentlich besser als die des Vergleichskornes. Deutlich wurde die gleiche Leistungsverbesserung durch Verringerung der Schleiffasern mit dem Längenverhältnis 2,1:1 erreicht. Offenbar führen Kornmassenwerte zwischen etwa 40 und 60% zu den besten Ergebnissen für jedes der beiden bewerteten Längenverhältnisse. Interessanterweise verursachte die Anordnung der Schleiffasern mit dem Längenverhältnis 2,1:1 auf dem Schleifblattmaterial beträchtliche Leistungsunterschiede. Bei dem Schleifblattmaterial 7-11 wurden Schleiffasern mit einem Längenverhältnis 3,1:1 als erste Schicht und das SG-Korn der Körnung 50 als zweite Schicht aufgetragen, während das Schleifblattmaterial 7-12 als erste Schicht das SG-Korn der Körnung 50 und als zweite Schicht die Schleiffasern des Längenverhältnisses 3,1:1. Die Ergebnisse der Prüfung 112 Ds (80) zeigen, daß 7-11 etwas bessere Leistungen (115%) als die Vergleichsprobe hatte, während 7-12 einen Wert von 292% gegenüber des Vergleichskornes erreichte. Dabei sollte beachtet werden, daß die hierbei hergestellten Schleifkörper mit dem Längenverhältnis 3,1:1 zwar einen Teilchendurchmesser von 0,33 mm hatten, der annähernd einer Körnung 50 entspricht, aber die Leistung der Krönung 36 (siehe 34 R 984) in dem Test 112 Ds (80) um das 2,5fache und in dem Test mit festem Vorschub um das 2fache übertrafen.Table 10 summarizes the abrasive products produced and the results of the sanding tests. Examination of the test results reveals that the highest performance abrasive products contained the aspect ratio. In addition, a positive effect was already achieved by simply reducing the amount of this abrasive grain in the product. For the product with the best results (308%), only 66% of the surface was coated with the abrasive fibers with an aspect ratio of 3.1: 1. The results obtained with the aspect ratio 2.1: 1 were not as salient as the length ratio 3.1: 1, but with 172% still much better than the comparison grain. Significantly, the same performance improvement was achieved by reducing the abrasive fibers with the aspect ratio 2.1: 1. Apparently, grain mass values between about 40 and 60% give the best results for each of the two weighted aspect ratios. Interestingly, the arrangement of abrasive fibers with a 2.1: 1 aspect ratio on the abrasive sheet material caused significant performance differences. For the abrasive sheet material 7-11, abrasive grains having a 3.1: 1 aspect ratio as the first layer and the grain size 50 grain SG as the second layer were coated, while the abrasive sheet material 7-12 as the first layer was used as the grain size 50 SG grain and second layer the abrasive fibers of the aspect ratio 3.1: 1. The results of the test 112 Ds (80) show that 7-11 had somewhat better performances (115%) than the control sample, while 7-12 reached 292% compared to the control grain. It should be noted that while the 3.1: 1 aspect ratio abrasives produced in this case had a particle diameter of 0.33 mm, which corresponds approximately to a grain size of 50, the performance of Coronet 36 (see 34 R984) in the test 112 Ds (80) by a factor of 2.5 and 2 times in the fixed-feed test.
Schl.-Schl.-
Verfah renProcedures
1-Sch. 1-Sch. 1-Sch. 1-Sch.1-Sch. 1-Sch. 1-Sch. 1-Sch.
Ko rnartCo rnart
LV 2,1 LV 2,1 LV 2,1 LV 2,1LV 2.1 LV 2.1 LV 2.1 LV 2.1
50 42 29 22,550 42 29 22.5
100% 84% 58% 45%100% 84% 58% 45%
4747
4747
100%100%
100%100%
136% 151% 164% 172%136% 151% 164% 172%
115%115%
292 %292%
163%163%
184% 131%184% 131%
97%97%
In jedem Fall wurde ein elektrostatisches Aufwerfverfahren für die Kornbeschichtung eingesetzt.In each case, an electrostatic deposition process was used for the grain coating.
Die SG-Körner der Körnung 50 hatten eine geringe Dichte von 1,73 und enthielt +16,0 übermäßiges Korn und -4,6 Feinkorn.The 50 grit SG grains had a low density of 1.73 and contained +16.0 excess grain and -4.6 fines.
EK steht für ein Elektrokorundschleifmittel der Körnung 50. (Dieses ist keine Premiumkörnung) NZ steht für Norzon®-Kömer, Körnung 50 der Firma Norton Company. (Dies ist eine Premiumkörnung) SiC steht für Siliciumcarbidkörner der Körnung 50. (Dieses ist keine Premiumkörnung) „Proz. Anteil d. geschloss. Schicht" steht für den prozentualen Anteil der tatsächlichen Masse der Schleifmittelschicht von derEK stands for a grade 50 electrocorundum abrasive. (This is not a premium grade) NZ stands for Norzon®-Körmer 50 from Norton Company. (This is a premium grade) SiC stands for 50 grit silicon carbide grains. (This is not premium grade) "Perc. Share d. the Closed. Layer "represents the percentage of the actual mass of the abrasive layer of the
höchst möglichen Masse der Schleifmittelschicht.highest possible mass of the abrasive layer.
Aus den oben dargestellten Ergebnissen scheint deutlichzu sein, daß bei Verwendung eines faserförmigen Kornes dieses vorzugsweise in der Oberschicht liegen sollte, falls Mehrfachschichten eingesetzt werden. Danach ist klar, daß zur Erzielung optimaler Leistungen eine Beschichtung mit faserförmigem Schleifkorn vorzugsweise nur etwa 40 bis 60% einer geschlossenen Schleifmittelschicht ausmachen sollte, wobei der Rest durch Nicht-Premiumschleifkorn oder besser noch durch einen von Luft ausgefüllten Freiraum aufweisen.From the results presented above it seems clear that if a fibrous grain is used, it should preferably be in the topsheet if multiple layers are used. Thereafter, it will be appreciated that to achieve optimum performance, a fibrous abrasive grain coating should preferably constitute only about 40 to 60 percent of a closed abrasive layer, the remainder being comprised of non-premium abrasive grain, or more preferably, air-filled clearance.
In diesem Beispiel wird die Auswirkung einer in-situ-Herstellung des a-Aluminiumoxids in Faserform im Gegensatz zum Strangpressen der a-Aluminiumoxidpartikel in einem geeigneten Medium und nachfolgendem Sintern zur Bildung eines zusammenhängenden Gefüges dargestellt.This example illustrates the effect of in-situ production of the a-alumina in fibrous form as opposed to extruding the a-alumina particles in a suitable medium followed by sintering to form a coherent web.
Es wurden geimpfte Sol-Gel-Fasern durch zweiminütiges Mischen von Böhmit („Dispersal" von Condea), Wasser und submikroskopischer a-Aluminiumoxid mit 1 Gewichtsanteil in % Böhmit in einem V-Mischer hergestellt. Danach wurden 18% Gewichtsanteile in % Salpetersäurelösung zugegeben, was eine Salpetersäurelösung von 7,2% Gewichtsanteile in % auf der Grundlage des Böhmits ergab. Das Mischen wurde für weitere fünf Minuten fortgesetzt, um ein Böhmit-Gel zu erzeugen. Danach wurde für Vergleichszwecke eine Reihe von Schleifprodukten hergestellt, die den oben genannten mit Ausnahme der Tatsache entsprachen, daß mehr a-Aluminiumoxid (als Impfmaterial der oben verwendeten Art) zugefügt wurde, so daß die Gesamtmischung wesentlich höhere Gewichtsanteile an Aluminiumoxid enthielt. Das Böhmit wurde beibehalten, um die Mischung extrudierbar zu machen. In der nachfolgenden Tabelle 11 sind die Mischungsansätze beschrieben.Vaccinated sol-gel fibers were prepared by mixing boehmite ("Dispersal" from Condea), water and submicroscopic α-alumina with 1 weight% boehmite in a V-mixer for two minutes, then adding 18% by weight in% nitric acid solution, which resulted in a 7.2% by weight nitric acid solution based on the boehmite, and mixing was continued for another five minutes to produce a boehmite gel, followed by a series of abrasive products similar to those mentioned above for comparative purposes Except for the fact that more α-alumina (as a seed of the type used above) was added so that the total mixture contained much higher weight percent alumina, the boehmite was retained to make the mixture extrudable the mixture approaches described.
* Mit zusätzlicher Ultraschallmischung der Aufschlämmung.* With additional ultrasonic mixing of the slurry.
Danach wurden diese Materialien zu Fasern extrudiert, die unter den unten beschriebenen Bedingungen getrocknet und gesintert wurden. Für das Sintern der Vergleichschargen mit hohem a-Aluminiumoxidanteil waren höhere Temperaturen erforderlich als für jene, die mit dem geimpften Sol-Gel-Verfahren hergestellt wurden. Im Anschluß daran wurden Proben von Schleiffasern auf ihre Festigkeit mit einem einfachen Dreipunkt-Verfahren geprüft, bei dem ein Instron-Prüfgerät mit einer Traversengeschwindigkeit von 0,2cm/min eingesetzt wurde. Die Schleiffaser ruhte auf zwei Schneiden mit einem Abstand von 1 cm (0,9cm bei den Vergleichsproben C, D und E). In der Mitte zwischen diesen beiden Punkten wurde mit einer Schneidkante ein abwärts gerichteter Druck aufgebracht. Allmählich wurde der Druck bis zum Faserbruch erhöht, und dieser Druck, dividiert durch die Querschnittsfläche der Schleiffasern, ist in der nachfolgenden Tabelle 12 als die Bruchfestigkeit ausgewiesen.Thereafter, these materials were extruded into fibers which were dried and sintered under the conditions described below. Higher temperatures were required for sintering the high alpha alumina comparative batches than for those prepared by the seeded sol-gel process. Subsequently, samples of abrasive fibers were tested for strength using a simple three-point method using an Instron tester with a crosshead speed of 0.2 cm / min. The abrasive fiber rested on two blades at a distance of 1 cm (0.9 cm for Comparative Samples C, D and E). In the middle between these two points, a downward pressure was applied with a cutting edge. Gradually, the pressure was increased until fiber breakage, and this pressure divided by the cross-sectional area of the abrasive fibers is reported in Table 12 below as the breaking strength.
Die Schlerffasern der Vergleichschargen waren wesentlich stärker da es äußerst kompliziert war, feinere formstabile Schleiffasern durch Extrudieren vor dem Brennen zu erhalten. Es wurde festgestellt, daß höhere Anteile von a-Aluminiumoxid dieses Problem noch wesentlich verschärfen.The shear fibers of the comparative batches were much stronger because it was extremely complicated to obtain finer dimensionally stable abrasive fibers by extrusion prior to firing. It has been found that higher levels of α-alumina further aggravate this problem.
Wie aus dem Vergleich der oben genannten Daten ersichtlich wird, wiesen die Vergleichsfasern eine wesentlich geringere Bruchfestigkeit auf, wobei angenommen wird, daß dies ein Ausdruck der schwächeren Sinterbindungen zwischen den a-Aluminiumoxidkristallen als Ergebnis des Sintervorgangs ist. Daher haben die Vorzugsfasern für einen Einsatz in den erfindungsgemäßen Schleifmitteln eine Bruchfestigkeit von mindestens 8000 und vorzugsweise mindestens 10000kg/cm2 As can be seen from the comparison of the above-mentioned data, the comparative fibers had much lower breaking strength, which is believed to be an expression of the weaker sintered bonds between the α-alumina crystals as a result of the sintering process. Therefore, the preferred fibers for use in the abrasives of the present invention have a breaking strength of at least 8,000 and preferably at least 10,000 kg / cm 2
Querschnittsfläche, gemessen mit der in Beispiel 8 beschriebenen Prüfung. Dies steht im Gegensatz zu Schleifmitteln, die durch Sintern von vorgeformtem a-Aluminiumoxid hergestellt und bei denen wesentlich geringere Festigkeiten erzielt werden.Cross sectional area measured with the test described in Example 8. This is in contrast to abrasives made by sintering preformed α-alumina and having significantly lower strengths.
Claims (23)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD34198890A DD296024A5 (en) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | SCHLEIFFBLATTMATERIAL |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
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DD296024A5 true DD296024A5 (en) | 1991-11-21 |
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Family Applications (1)
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DD34198890A DD296024A5 (en) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | SCHLEIFFBLATTMATERIAL |
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Country | Link |
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-
1990
- 1990-06-22 DD DD34198890A patent/DD296024A5/en unknown
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