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Mit duroplastischem Kunstharz gebundene, heißgepreßte Schleifscheibe
Die Erfindung bezieht sich auf eine mit duroplastischem Kunstharz gebundene, heißgepreßte
Schleifscheibe, die neben vollem Schleifkom Hohlkugeln aus einem geschmolzenen Schleifmaterial,
sowie 5 bis 15 Gewichtsprozent Füllstoff für das Bindemittel und
0 bis 3 Gewichtsprozent Ca0 enthält.
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Schleifscheiben zum Putzen gegossener Stahlblöcke u. dgl. vor der
Formgebung oder zum Schleifen von Halbzeugen oder Fertigerzeugnissen aus Stahl oder
anderen Metallen bestehen gewöhnlich aus einem körnigen Schleifmaterial, wie Korund,
SiC od. dgl., und einem organischen oder keramischen Bindemittel, in das die Schleifkömer
eingebettet sind. Die Abnutzung solcher Schleifscheiben ist wegen der verhältnismäßig
großen Härte des zu bearbeitenden Materials hoch. Um die Materialkosten für das
Schleifen zu senken, ist man naturgemäß bemüht, Schleifscheiben mit möglichst langer
Standzeit, d. h. einem günstigen Verhältnis zwischen dem Materialverlust
der Schleifscheibe und der Menge des abgeschliffenen Metalls, herzustellen.
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Dieses Verhältnis ist bei solchen Schleifscheiben vergleichsweise
ungünstig, die auf Grund eines besonderen Aufbaus »weiß« schleifen können,
d. h. so, daß das Metall beim Schleifen nicht anläuft.
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Die Erfindung hat zur Aufgabe, eine weiß schleifende Schleifscheibe
zu schaffen, mit der längere Standzeiten erzielt werden können als mit den bisher
bekannten.
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Nach der USA.-Patentschrift 2 986 455 sind Schleifscheiben
bekannt, die neben vollen Schleifkörnern auch Hohlkugeln aus geschmolzenem Aluminiumoxyd
oder Zirkoniumoxyd als Schleifmaterial enthalten. Die Hohlkugeln haben den Zweck,
zusätzlich zu der im Bindemittel vorhandenen Porosität weiteren Porenraum in die
Schleifscheibe hineinzubringen, ohne daß durch diesen die Bindemittelmatrix merklich
geschwächt wird.
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In der USA.-Patentschrift sind die Zusammensetzungen der Schleifscheiben,
darunter auch der Anteil an Hohlkugeln, entsprechend verschiedenen Verwendungszwecken
und Herstellungsarten variiert.
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In Beispiel 7 dieser Patentschrift ist eine heißgepreßte Schleifscheibe
beschrieben, die außer Bindemittel und Füllstoff 67 bis 82 Gewichtsprozent
Schleifkom und 1,25 bis 8,35 Gewichtsprozent Hohlkugeln aus Aluminiumoxyd
enthält.
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Bei der kaltgepreßten Scheibe nach Beispiel 6
derselben Patentschrift
ist ein Hohlkugelanteil bis 18 Gewichtsprozent zugelassen.
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Die Eigenschaften waringepreßter und kaltgepreßter Scheiben weichen
stark voneinander ab, da der Gefügeaufbau, die Festigkeitseigenschaften und das
Schleifverhalten unterschiedlich sind, und infolge dieser Unterschiede können kaltgepreßte
Scheiben nur für relativ geringe Anpreßdrücke und Arbeitsgeschwindigkeiten eingesetzt
werden, während man heißgepreßte Scheiben für Arbeiten mit hohen Anpreßdrücken und
Geschwindigkeiten benutzen kann.
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Ein Vergleich zwischen den Beispielen 6 -und 7
der USA.-Patentschrift
läßt den Schluß zu, daß um so weniger Hohlkugeln anwendbar sind, je höher
der Anpreßdruck und die Arbeitsgeschwindigkeit sind.
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überraschenderweise wurde nun gefunden, daß mit duroplastischem Kunstharz
gebundene, heißgepreßte Schleifscheiben ohne übermäßige Wärmeerzeugung schleifen
und dabei ganz ausgezeichnete Standzeiten erreichen, wenn ihr Schleifmaterial aus
vollem Korn und Hohlkugeln aus einem geschmolzenen Schleifmaterial gemischt ist,
der Anteil an Hohlkugeln jedoch etwa das 1,5- bis 3fache der in der USA.-Patentschrift
für derartige heißgepreßte Scheiben angegebenen oberen Grenze beträgt und der Anteil
an vollem Schleifkom geringer ist als dort.
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Gemäß der Erfindung sollen in einer mit duroplastischem Kunstharz
gebundenen Schleifscheibe, die neben vollem Schleifkorn Hohlkugeln aus Schmelzaluminiumoxyd
und/oder Schmelzzirkoniumoxyd mit einem Durchmesser unter 4 mm sowie 5 bis
15 Gewichtsprozent Bindemittelfüllstoffe enthält, der Anteil des Schleifkorns
50 bis 60 Gewichtsprozent und der der Hohlkugeln 15 bis
30 Gewichtsprozent betragen.
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Die Hohlkugeln bestehen vorzugsweise aus Schmelzaluminiumoxyd.
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Die Größe der Hohlkugeln soll unter einem Durchmesser von 4 mm liegen;
der Anteil der Hohlkugeln
mit kleinerem Durchmesser als
1 mm soll allerdings nur sehr klein sein, da solche Kugeln verhältnismäßig
dickwandig sind und daher wenig zur Porosität der Schleifscheibe beitragen. Bevorzugt
wird eine Hohlkugelgröße von 2 bis 3 mm Durchmesser.
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Die erfindungsgemäßen Schleifscheiben sind insbesondere zum Weißschleifen,
vor allem von Baustählen- und anderen harten, anlaufenden Metallen mit Vorteil anwendbar.
Ihre Standzeiten, sind erheblich größer als die anderer Schleifscheiben.
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Im folgenden soll ein Ausführungsb#ispiel für die Herstellung einer
erfindungsgemäßen Schleifscheibe gegeben werden: Eine Mischung aus beispielsweise
58,2% vollem Schleifkorn aus Korund, der- 40%Zr0, enthält, 15,811/9 Hohlkugeln aus
Schmelzaluminiumoxyd, 13,611/o wärmehärtendem Harz, 1011/o Kryolith als Füllstoff
und 2,411/o Ca0 wird hergestellt, indem zunächst das volle Schleifkom und le Hohlkugeln
unter- Zugabe von 0,90/ü eines Lösungsmittels, -bezogen auf die Feststoffmenge
der genannten Mischung, für sich allein und das Harz,. der Füllstoff und das Ca0
für sich allein vermengt und dann die beiden so erzeugten Gemenge unter Zugabe von
0,13% Kreosotöl, bezogen auf die -Feststoffmenge -der Mischung, miteinander vermischt
werden. Das Lösungsmittel, mit dem die Oberfläche des vollen Schleifkorns und der
Hohlku eln benetzt werden, 9
kann z. B. zu' 75 Ü/o aus Furfurol und
zu 25 ü/o aus Kresol bestehen. Es löst bei der Vermischung mit dem das Harz
enthaltenden Gemenge das Harz an, so- daß sich die einzelnen Schleifkörner und Hohlkugeln
mit einer Schicht gelösten Harzes umhüllen. Das Kreosotöl verhindert eine Staubentwicklung
beim Mischen.
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Die Mischung wird in Formen gefüllt, darin vorgewärmt, bis sie eine
Konsistänz hat, in der sie verarbeitbar ist, und dann mit einem Druck von ungefähr
100 kg/cm2 bei 170 bis 2000 C 10 bis 25 Minuten heißgepreßt.
An das Heißpressen schließt sich eine Wärmebehandlung an, die, je nach dem
vorgesehenen Bindungssystem, bei 160 bis 1901 _C erfolgen und
10 bis 25 Stunden, gegebenenfalls auch noch länger, dauern kann und
ein völliges Aushärten des Bindemittels bewirken soll.
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Als Bindemittel können bei der Schleifscheibenerzeugung übliche wärmehärtbare
Harze verwendet werden. Auch das Schleifkom, der Füllstoff und die verwendeten Flüssigkeiten
können andere, für- den betreffenden Zweck gebräuchliche oder geeignete Stoffe sein
els die im Ausführungsbeispiel genannten Materialien.
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Mit einer Schleifscheibe der beschriebenen Art wurde an einem Stahlknüppel
der Qualität 42 CrMo 4 (Werkstoff Nr. 7225) mit einem Querschnitt von
100 X 100 mm bei einer Umfangsgeschwindigkeit der -Schleifscheibe
von 50 m/sec, einerVorschubgeschwindigkeit des Werkzeugtisches von
30 m/min, einem Quervorschub der Schleifscheibe -von etwa 3 mm
je
Längshub des Werkstücktisches und einem Anpreßdruck von 200 bis
250 kp (Manometeranzeige) ein Verhältnis von Materialverlust der Schleifscheibe,
zu äbgeschüffener Metallmenge von 1: 40 ielt, und bei Titan ein Verhältnis
von 1.3. B eide Metalle bleiben bei diesem Schleifen »weiß«, d. h.,
sie liefen während des Schleifens nicht an.