DE1571435C - Verfahren zur Herstellung eines Schleifmittels aus Zirkoniumoxid und Aluminiumoxid von hoher Kornzähigkeit - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines Schleifmittels aus Zirkoniumoxid und Aluminiumoxid von hoher KornzähigkeitInfo
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Description
Schleifmittel zur Grobbearbeitung von Stahlblöcken, Gußteilen od. dgl. bestehen vorwiegend aus Korund,
der in Elektroöfen geschmolzen wird. Dieses Material zeichnet sich durch große Härte aus. Die Qualität
eines Schleifmittels wird nicht nur durch seine Härte bestimmt, sondern auch durch seine »Kornzähigkeit«
und sein chemisches Verhalten beim Schleifvorgang, bei dem außerordentlich hohe Temperaturen an der
Berührungsfläche zwischen Schleifkorn und zu bearbeitendem Werkstück auftreten können.
Die Kornzähigkeit ist einmal eine Eigenschaft des Materials an sich, zum anderen aber auch abhängig
von der Form des einzelnen Schleifkornes. So ist z. B. ein kompaktes Korn zäher als ein splittriges. Auch
Poren und Lunker innerhalb eines Kornes führen zu einer geringeren Kornzähigkeit, verglichen mit der
eines lunkerfreien, kompakten Kornes.
Im Vergleich zu Korund verhältnismäßig vorteilhafte Werkstoffe für Schleifmittel sind bekanntlich
im Elektroofen geschmolzene Gemische von Zirkoniumoxid und Tonerde bzw. Bauxit. Die chemische
.Reaktion eines Schleifmittelkornes aus einem solchen Rohstoff gegenüber den zu bearbeitenden Materialien
wie Eisen und ähnlichen Metallen und auch gegenüber den entsprechenden Oxiden ist bei den hohen Schleiftemperaturen
kleiner als bei einem reinen Elektrokorundkorn.
Auch die Kornzähigkeit, die bekanntlich in beträchtlichem
Maße für die Standzeit einer Schleifscheibe maßgebend ist, ist bei diesem Oxidgemisch
erheblich höher als bei Elektrokorund. Unter der Standzeit einer Schleifscheibe versteht man das Gewichtsverhältnis
zwischen abgeschliffenem Werkstück und dem Materialverlust der Schleifscheibe.
Bei näherer Untersuchung herkömmlicher Schleifmitte!
auf Basis Zirkoniumoxid und Aluminiumoxid stellt man jedoch fest, daß die dort als Schleifmittel
verwendeten Körnungen teilweise viele sehr feine Poren und Lunker enthalten, aber gerade diese feinen
Störstellen in den Schleifmittclkörnern wirken sich ungünstig auf die Kornzähigkeit aus.
Überraschend wurde nun festgestellt, daß dadurch die Bildung dieser feinen Poren und damit eine Herabsetzung
der Kornzähigkeit vermieden wird, wenn ein Kontakt der Schmelze mit Luftstickstoff ausgeschlossen
wird.
Gegenstand der Erfindung ist also ein Verfahren zur Herstellung eines Zirkoniumoxid-Aluminiumoxid-Schleifmittelkorns
hoher Kornzähigkeit durch gemeinsames Schmelzen von Zirkoniumoxid und Aluminiumoxid
und/oder Bauxit, unter anschließender Abkühlung und Zerkleinerung der erstarrten Schmelze,
dadurch gekennzeichnet, daß während des Abgießens und des Erstarrens der Schmelze ein Kontakt mit
Stickstoff möglichst weitgehend vermieden wird. Ein Fernhalten des Luftstickstoffs von der Schmelze ist
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auf zwei Wegen möglich.
Nach dem einen Verfahren wird der Schmelze im Ofen 0,5 bis 4%, vorzugsweise 2% Reduktionskohle, z. B. Koks oder Anthrazit, in granulierter
Form vor dem Abgießen zugesetzt. Diese schwimmt während des Schmelzvorganges auf der Schmelze,
das entstehende CO-Gas erschwert während des Schmelzens und Abgießens der Schmelze deren Kontakt
mit Luftstickstoff.
Nach dem anderen Verfahren wird der Zutritt von Luftstickstoff in der Weise verhindert, daß die Schmelze
mit Kohlendioxid abgedeckt und die Gießform vor dem Einbringen der Schmelze zunächst durch Einleiten
von Kohlendioxid gespült wird. Während des Gießvorganges und während der gesamten Erstarrungszeit wird weiterhin Kohlendioxid in die Form eingeleitet,
so daß ein Luftzutritt praktisch ausgeschlossen wird.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gewonnenen Mischoxide aus Zirkoniumoxid und Aluminiumoxid,
bei denen eine unerwünschte Aufnahme von Stickstoff in die Schmelze und während des Erstarrungsvorganges
vermieden wird, erwiesen sich als poren- und lunkerfreies Material. Daraus durch Zerkleinerung
gefertigte Schleifkörner zeigen eine erheblich höhere Kornzähigkeit als Zirkoniumoxid-Aluminiumoxid-Schleifkörner,
die nach bekanntem Verfahren hergestellt wurden.
Als besonders günstige Oxidgemische haben sich solche erwiesen, welche ein Gewichtsverhältnis von
Zirkoniumoxid zu Aluminiumoxid von etwa 4:6 aufweisen.
In einem Lichtbogenofen wurde folgende Rohstoffmischung
zusammengeschmolzen:
580 kg Aluminiumoxid,
420 kg Zirkoniumoxid.
420 kg Zirkoniumoxid.
Etwa 15 Minuten vor dem Abguß in Eisenformen wurden der Schmelze 20 kg Koksgranulat mit einer
Korngröße von etwa 10 mm zugesetzt. Nach dem Erstarren wurde der Zirkoniumkorund in einer Mühle
zerkleinert und durch Siebe in verschiedene Körnungen klassiert. Die anschließende Bestimmung der
Kornzähigkeit erfolgte nach dem Kugelmühlen-Verfahren. Bei diesem wird aus dem Schleifmittelkorn
durch Sieben auf einer Prüfsiebmaschine ein sehr eng klassiertes Korn hergestellt und in einer Kugelmühle
unter definierten Bedingungen so lange vermahlen, bis */3 des Materials durch ein bestimmtes
Sieb hindurchgeht. Die Anzahl der hierzu notwendigen Mühlenumdrehungen wird als Maßzahl für die Kornzähigkeit
betrachtet.
Bei dem so nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gefertigten Schleifmittelkorn wurden folgende Werte
gemessen:
| Korn Nr. | Kornzähigkeit |
| 14 | 5010 |
| 16 | 4170 |
| 20 | 3010 |
(Anmerkung: Bei diesen Kornbezeichnungen handelt es sich um Angaben gemäß »FEPA-Korngrößen-Standard
für Schleifmittelkorn zur Herstellung von Schleifkörpern, Körnung 8 bis 240«, 2. Auflage,
Deutschland 1964, herausgegeben vom Fachverband. Elektrokorund- und Siliziumkarbid-Hersteller e. V.)
Für Material, das ohne Kohlezusatz hergestellt wurde, waren die Werte:
Korn Nr.
14
16
20
14
16
20
Kornzähigkeit
3050
2590
2170
3050
2590
2170
Jn einem Lichtbogenofen wurden folgende Rohstoffmischungen
unter Kohlendioxidbedeckung zusammengeschmolzen:
580 kg Aluminiumoxid,
420 kg Zirkoniumoxid.
420 kg Zirkoniumoxid.
Vor dem Abgießen der Schmelze in einer Form wurde letztere zunächst mit einem kräftigen Kohlendioxidstrom
durchspült. Während des Abgießens und auch während des Erstarrens der Schmelze wurde
die Schmelze weiterhin mit Kohlendioxid abgedeckt und auch in die Form weiterhin Kohlendioxid eingeleitet.
Nach dem Erstarren und Verarbeiten auf Körnungen wurden folgende Werte gemessen:
Korn Nr.
14
14
Kornzähigkeit
3610
3610
Die Kornzähigkeit von nach bekanntem Verfahren hergestellten chemisch gleichem Material betrug 3050.
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellungeines Zirkoniumoxid-Aluminiumoxid-Schleifmittelkorns
hoher Korn- '5 Zähigkeit durch gemeinsames Schmelzen von Zirkoniumoxid und Aluminiumoxid und/oder
Bauxit, unter anschließender Abkühlung und Zerkleinerung der erstarrten Schmelze, dadurch
gekennzeichnet, daß während des Abgießens
und des Erstarrens der Schmelze ein Kontakt mit Stickstoff möglichst weitgehend vermieden
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man der Schmelze kurz vor
dem Abgießen Koks, Anthrazit od. dgl. in granulierter Form zusetzt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schmelze mit Kohlendioxid
abdeckt und die Form, in die die Schmelze gegossen wird, vorher mit Kohlendioxid spült.
4. Verfahren nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Oxidgemisch mit einem
Gewichtsverhältnis Zirkoniumoxid zu Aluminiumoxid von vorzugsweise 4: 6 verwendet wird.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DED0051688 | 1966-12-02 | ||
| DED0051688 | 1966-12-02 |
Publications (3)
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| DE1571435A1 DE1571435A1 (de) | 1970-12-10 |
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| DE1571435C true DE1571435C (de) | 1973-09-06 |
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