DE1815911A1 - Abrasives for grinding stainless steel and high carbon steel - Google Patents
Abrasives for grinding stainless steel and high carbon steelInfo
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Description
The Carborundum Company
1625 Buffalo AvenueThe Carborundum Company
1625 Buffalo Avenue
Niagara Falls, New York, USA 18. Dezember I968Niagara Falls, New York, USA December 18, I968
22 454 R/Wie.22 454 R / Like.
Schleifmittel zum Schleifen von rostfreiem Stahl und hochkohlenstoffhaltigem Stahl.Abrasives for grinding stainless steel and high carbon steel.
Die Erfindung bezieht sich auf ein gesintertes, tonerdehaltiges Schleifkorn mit fein zerkleinertem Bauxit und ein Verfahren zur Herstellung dieses Schleifkorns sowie eine Schleifscheibe zum Schleifen von rostfreiem Stahl und hochkohlenstoffhaltigem Stahl.The invention relates to a sintered, alumina-containing abrasive grain with finely comminuted bauxite and a method for the production of this abrasive grain as well as a grinding wheel for grinding stainless steel and high carbon Stole.
Als Schleifmaterial ist es bekannt, verschiedene Zusammensetzungen, wie beispielsweise Silizium - Karbid, Elektrokorund, gesintertes Bauxit und sowohl Elektrokorund als auch gesinterte Tonerde zu verwenden, die durch Zusätze von Metalloxiden abgewandelt sind. Die verschiedenen Schleifmaterialien sind jeweils zum Schleifen von einem bestimmten Material hochbefriedigend, die Schleifmittel leisten jedoch bekannterweise weniger, wenn sie zum Schleifen von anderen Materialsorten verwendet werden. Beispielsweise wird Siliziumkarbid üblicherweise zum Schleifen von weicheren Metallen und Stählen mit geringen Kohlenstoffgehalten verwendet, es ist jedoch aufgrund seiner Sprödigkeit nur wenig geeignet, härtere Metalle, wie beispielsweise rostfreien Stahl oder hochkohlenstoffhaltigen Stahl zu bearbeiten. Gesintertes Bauxit andererseits ist für die Bearbeitung von Knüppeln aus rostfreiem Stahl bekannterweise gut geeignet, aber es ist wiederum für die Anwendung auf hochkohlenstoffhaltige Stänle unzweckmäßig. Mit Zirkonoxid verbesserteElektrokorund hat sich im Gegensatz dazu als besser geeignetes Schleifmittel 8.1s gesinteter Bauxit für das Schleifen von hochkohlenstoffhaltigen Stählen herausgestellt. In der gleichen Weise können die verschiedenen anderen Schleifmaterialien bezüglich ihrer zweckmäßigen Anwendungsform eingeordnet werden, und es ist fest-As an abrasive material, it is known to have various compositions, such as silicon carbide, electro corundum, sintered bauxite, and both electro corundum and sintered ones To use alumina, which are modified by the addition of metal oxides. The different abrasive materials are each highly satisfactory for grinding a certain material, however, it is well known that the abrasives perform less when they are used for grinding other types of material. For example, silicon carbide is commonly used for grinding Used by softer metals and low carbon steels, however, it is due to its brittleness Not very suitable for machining harder metals such as stainless steel or high-carbon steel. Sintered bauxite, on the other hand, is known to be well suited for machining stainless steel billets, however again, it is inconvenient for application to high carbon stems. Corundum improved with zirconium oxide In contrast, 8.1s sintered bauxite has proven to be a more suitable abrasive for sanding high carbon Steels exposed. In the same way, the various other abrasive materials can be related to their appropriate application form, and it is fixed
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zustellen, daß jedes Schleifmaterial für Anwendung/εη einem besonderen Werkstückmaterial geeignet ist und allgemein dazu neigt, eine schlechtere Leistung an Materialien zu haben, für die es nicht vorgesehen ist.provide that each abrasive material for application / εη a particular workpiece material is suitable and generally tends to have poorer performance on materials for which it is not intended.
Es ist aus diesen Gründen das Ziel verfolgt worden, ein universell verwenbares Schleifkorn zu finden, also ein Schleifkorn, das in seiner Anwendung auf jede Materialsorte gleichmäßig gute Leistungen erbringt. Diese "Zielsetzung wird umso verständlicher, wenn berücksichtigt wird, daß der Benutzer von Schleifartikeln gezwungen ist,verschiedene Typen von Schleifartikeln auf Lager zu halten, die jeweils verschiedene Schleifmittelzusammensetzungen aufweisen, um für das Schleifen und die Endbearbeitung der verschiedenen Materialsorten, die im Rahmen des üblichen Betriebsablaufs erforderlich ist, vorbereitet zu sein. Obgleich es unwahrscheinlich ist, daß jemals ein wirklich universell verwendbares Schleifkorn hergestellt wird, ist wenigstens das Bedürfnis nach einem Schleifmaterial vorhanden, das gleichermaßen für die Bearbeitung von rostfreiem Stahl wie auch von hochkohlenstoffhaltigem Stahl verwendbar ist.It has for these reasons been pursued the goal of becoming a universal to find usable abrasive grain, i.e. an abrasive grain that is evenly applied to every type of material performs well. This "objective becomes all the more understandable when it is considered that the user of abrasive articles is forced to use different types of abrasive articles to keep in stock, each having different abrasive compositions for grinding and finishing Be prepared for the various types of material required as part of normal operations. While it is unlikely that a truly universal abrasive grain will ever be made, at least is There is a need for an abrasive material that is equally useful for machining stainless steel as well of high carbon steel is usable.
Die Erfindung bezweckt, ein Schleifkorn und Schleiferzeugnis zu schaffen, das sowohl auf hochkohlenstoffhaltige Stähle als auch auf rostfreie Stähle anwendbar ist und sich in diesen Anwendungsgebieten gleichmäßig gut verhält.The invention aims to provide an abrasive grain and abrasive product that can be used both on high carbon steels as can also be used on stainless steels and behaves consistently well in these areas of application.
Gemäß der Erfindung weist das gesinterte tonerdehaltige Schleifkorn mit fein zerkleinertem Bauxit Gehalte aus Chromoxid bis zu 20 $ auf. Vorzugsweise beträgt der Chromoxidgehalt des erfindungsgemäßen Schleifkorns 2 % bis 20 fo. According to the invention, the sintered alumina-containing abrasive grain with finely comminuted bauxite has contents of chromium oxide of up to 20 $. The chromium oxide content of the abrasive grain according to the invention is preferably 2 % to 20 %.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung tonerdehaltigen Schleifkorns wird eine bildsame Masse mit 2 % - 20 fo fein zerkleinertem Chromoxid, 98 % - 80 % fein zerkleinertem Bauxit, Hilfsbindemittel und einem Pließzusatz hergestellt, die Masse zu Korn bestimmter Größe und gleichmäßiger geometri-In the novel process for the preparation of alumina-containing abrasive grain, an image same mass with 2% - 20 fo finely divided chromic oxide, 98% - 80% of finely crushed bauxite, auxiliary binder and a Pließzusatz produced, the mass geometrical to grain of a certain size and uniform
90ÖÖ30/121Ö . -3-90ÖÖ30 / 121Ö. -3-
BAD ORiQiNAl.BAD ORiQiNAl.
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scher Gestalt geformt, wobei das Korn aus einer Vielzahl von Bauxit- und Chromoxidteilchen besteht, und wird dann das Korn getrocknet, um den Fließzusatz zu entfernen, worauf dann die Teilchen gesintert werden.Shear shape, the grain of a variety of Bauxite and chromium oxide particles, and then the grain is dried to remove the flow additive, whereupon the Particles are sintered.
Die Schleifscheibe der Erfindung zum Schleifen von rostfreiem Stahl und hochkohlenstoffhaltigem Stahl mit einem tonerdehaltigen Schleifkorn und einer das Schleifkorn zu einem einheitlichen Körper vereinigenden Bindung ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch ein gesintertes Schleifkorn mit Bauxit und einem 2 fo - 20 fo-lgen Gehalt an Chromoxid.The grinding wheel of the invention, for the grinding of stainless steel and high carbon steel with an alumina-containing abrasive grain and the abrasive grain into a unitary body unifying bond is according to the invention characterized by a sintered abrasive grain with bauxite and a 2 fo - 20 fo-lgen content of chromium oxide.
Im folgenden ist die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele beschrieben. In der Zeichnung ist die Schleifleistung verdeutlicht:In the following the invention is based on several exemplary embodiments described. The drawing shows the grinding performance:
Fig. 1 zeigt eine Darstellung des Metallabtrags über dem Schleifverlust als Kennwert bezogen auf den Schleifdruck von Schleifscheiben, die ein Schleifkorn gemäß der Erfindung enthalten und von Schleifscheiben, die bisher benutzte Schleifkörner aufweisen; die Schleifscheiben wurden in der Anwendung auf rostfreien Stahl getestet.1 shows a representation of the metal removal versus the grinding loss as a characteristic value related to the grinding pressure of grinding wheels containing an abrasive grain according to the invention and of grinding wheels, which have previously used abrasive grains; the grinding wheels were in use on stainless Steel tested.
Fig. 2 zeigt eine gleiche Darstellung wie Fig. 1, wiederum mit Schleifscheiben, die das Schleifkorn der Erfindung aufweisen und mit Schleifscheiben, die bisher verwendete Schleifmittalsorten aufweisen in ihrer Anwendung auf hochkohlenstoffhaltigen Stahl.FIG. 2 shows the same representation as FIG. 1, again with grinding wheels that have the abrasive grain of the invention and with grinding wheels that have hitherto The types of abrasive used show their application on high-carbon steel.
Die Schleifeigenschaften von Bauxit werden wesentlich verbessert, wenn erfindungsgemäß der Bauxit durch den Zusatz von Chromoxid bis zu etwa 20 }ο modifiziert wird. Die besten Ergebnisse werden jedoch bei der Zugabe von um 10 % Chromoxid erhalten. Nur sehr geringe zusätzliche Verbesserungen der Eigenschaften von Schleifkorn gemäß der Erfindung werden im Vergleich zu gesintertem Bauxit erreicht, wenn das erfindungsgemäße Schleifkorn mit mehrThe grinding properties of bauxite are significantly improved if, according to the invention, the bauxite is modified by the addition of chromium oxide up to about 20%. However, best results are obtained with the addition of around 10 % chromium oxide. Only very small additional improvements in the properties of abrasive grain according to the invention are achieved in comparison with sintered bauxite if the abrasive grain according to the invention has more
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als 20 % Chromoxid modifiziert wird. Nicht nur, daß derartiges Schleifkorn schlechtere Leistungen im Gegensatz zu dem Schleifkorn, das 20 % und weniger Chromoxid enthält, erbringt, es ist außerdem zu berücksichtigen, daß der Chromoxidzusatz die Kosten der Herstellung des Korns" wesentlich beeinflußt und ein Zusatz von mehr als 20 $ die Verwendung als Schleifmaterial in Schleif erzeugnissenökonomisch ungünstig macht.modified as 20 % chromium oxide. Not only does such abrasive grain perform inferiorly to the abrasive grain containing 20 % and less chromium oxide, it should also be taken into account that the addition of chromium oxide significantly affects the cost of making the grain and an additive in excess of $ 20 makes use as an abrasive material in abrasive products economically unfavorable.
Bei der Herstellung von dem erfindungsgemäßen Schleifkorn wird fein zerkleinerter, gebrannter Bauxit vorzugsweise verwendet, da dieses Material preiswert ist und leicht erhältlich ist. Es können jedoch auch ungebrannter Bauxit oder Rohbauxiterz verwendet werden.In the production of the abrasive grain according to the invention, finely comminuted, burnt bauxite is preferably used, because this material is inexpensive and readily available. However, unfired bauxite or raw bauxite ore can also be used be used.
Im Naturzustand enthält Bauxit wasserhaltige Tonerde und geringere Mengen an Siliziumdioxid, Titandioxid, Eisenoxid und anderenVerunreinigungen. Während des Röstens wird der größte Teil des Wasser aus dein Bauxit entfernt. Für die Erfindung ist die Verwendung von fein zerkleinertem Bauxit mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von etwa 4 bis etwa 2 Mikron vorgezogen. Die Zusammensetzung des kalzinierten Bauxits kann in Abhängigkeit von seiner Lagerstätte variieren. Dies ist in Tabelle I dargestellt, wo eine Bauxitanalyse von zwei verschiedenen Lagerstätten mit den Angaben in Gewichtsprozent gegeben ist.In its natural state, bauxite contains hydrous clay and less Amounts of silicon dioxide, titanium dioxide, iron oxide and other impurities. During the roasting process becomes the largest Part of the water is removed from your bauxite. For the invention is the use of finely ground bauxite with an average Particle size from about 4 to about 2 microns is preferred. The composition of the calcined bauxite can be in Depending on its deposit vary. This is shown in Table I, where a bauxite analysis of two different Deposits with the information in percent by weight is given.
SiO2 SiO 2
CaOCaO
MgO
'Verluste , MgO
'Losses ,
^**' 00 ' , 100,00^ ** '00', 100.00
21 § " - 5 -21 § "- 5 -
INSPECTEDINSPECTED
-D--D-
Zusätzlich zu den Demerara und Surinam Bauxiten als Herkunftsstätte der zur Durchführung der Erfindung geeigneten Bauxite ist es selbstverständlich, daß auch andere Bauxitsorten, wie beispielsweise Arkansas Bauxit^verwandt werden können. Zur Durchführung der Versuche gemäß den Ausführungsbeispielen ist jedoch Demerara oder Surinam Bauxit verwendet worden.In addition to the Demerara and Surinam bauxites as the place of origin of the bauxites suitable for carrying out the invention it goes without saying that other types of bauxite, such as Arkansas bauxite, can also be used. To the However, Demerara or Surinam bauxite was used to carry out the tests according to the exemplary embodiments.
Das benutzte Chromoxid hatte eine hohe Reinheit mit einem Cr2O, Gehalt von über 95,0 %. Die Verwendung der farbstoffhaltigen Sorte wurde vorgezogen, da es im Handel in fein zerteiltem Zustand erhältlich ist und eine mittlere Teilchengröße von etwa 2 Mikron aufweist.The chromium oxide used had a high purity with a Cr 2 O content of over 95.0 %. The use of the dye-containing grade was preferred because it is commercially available in a finely divided state and has an average particle size of about 2 microns.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie es weiter unten detailierter ausgeführt ist, wird die Zugabe eines Hilfsbindemittels zu dem Bauxit und dem Chromoxid vorgeschlagen, um eine ausreichende Grünfestigkeit zu erhalten, die die Durchführung der weiteren Verfahrensschritte erleichtert. Unter solchen Hilfsbindemitteln, die für die Verwendung innerhalb des Rahmens der Erfindung geeignet sind, sind Bentonit, Stärke, Dextrin, Methylzellulose und Mischungen davon zu nennen. Es können auch synthetische Harze, wie beispielsweise die Kondensationsprodukte der Aldehyde und Phenole verwendet werden. Die Auswahl eines besimmten Hilfsbindemittels hängt größtenteils von dem Fließzusatz ab, der dem Trockengemisch zugefügt wird, um dieses bildsam zu machen und außerdem von der Art der vorhandenen Pormgebungseinrichtung. Im weiter unten ausgeführten Beispiel wird Bentonit als Hilfsbindemittel vorgezogen, da es nicht aus den einzelnen Teilchen vor der Sinterung herausgebrannt werden muß.When carrying out the method according to the invention, as it is is explained in more detail below, the addition of an auxiliary binder to the bauxite and the chromium oxide is proposed, in order to obtain sufficient green strength, which makes it easier to carry out the further process steps. Under such auxiliary binders for use within suitable within the scope of the invention include bentonite, starch, dextrin, methyl cellulose and mixtures thereof. It Synthetic resins such as the condensation products of aldehydes and phenols can also be used. the Selection of a particular auxiliary binder depends largely on the flow additive that is added to the dry mix, to make this graphic and also of the type of shaping device available. In the below detailed For example, bentonite is preferred as an auxiliary binder because it does not burn out of the individual particles before sintering must become.
Grundsätzlich werden folgende Verfahrensschritte bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Schleifkorns hintereinander durchgefüilft:Basically, the following process steps are used in production of the abrasive grain according to the invention one after the other:
1. Herstellung einer Mischung aus 2 - 20 % Chromoxid und 98 % 80 % Bauxit und einem Hilfsbindemittel, die mit einem Fließ-1. Production of a mixture of 2 - 20 % chromium oxide and 98 % 80 % bauxite and an auxiliary binder, which is
zusatz, wie beispielsweise Wasser, vermengt wird.additive, such as water, is mixed.
2. Herstellung von Schleifkorn bestimmter Gestalt und Größe aus der Mischung.2. Production of abrasive grain of a certain shape and size from the mixture.
3· Trocknung der gepreßten Körner,um überschüssige Feuchtigkeit zu entfernen und um das Hilfsbindemittel freizumachen.3 · Drying the pressed grains to remove excess moisture to remove and to free the auxiliary binder.
4. Beheizen des Korns bei einer ausreichend hohen Temperatur, um dadurch die Teilchen zu sintern.4. Heating the grain at a temperature sufficiently high to thereby sinter the particles.
Ein zusätzlicher Verfahrensschritt zur Beheizung des Materials zwischen dem Trocknen und dem Sintern kann erforderlich sein, wenn ein organisches Bindemittel verwendet wird.An additional process step for heating the material between drying and sintering may be necessary, when an organic binder is used.
Der Bauxit wird auf seine Feinheit in der Teilchengröße mit den üblichen, bekannten Zerkleinerungsverfahren gebracht, wie z.B. Naß- oder Trockenzerkleinerung in einer Kugelmühle mit Tonerdekugeln als Zerkleinerungsmittel, wobei die Zerkleinerungsoperation fortgesetzt wird, bis die erwünschte Homogenität, Teilchengröße und Größenverteilung erreicht ist. Außerdem sind jedoch zufriedenstellende Resultate mit einer Vibrationsmühle erzielt worden, die Stahl-oder Tonerde-Zerkleinerungsmittel anwendet oder mit einer Strahlmühle, die Preßluft oder Dampf benutzt, um die Teilchen durch Stoß zu zerkleinern. Bei dem naßarbeitenden Verfahren mit einer Kugelmühle wird die Aufschlämmung der gemahlenen Bauxitteilchen aus der Mühle entfernt und die Aufschlämmung dann getrocknet. Der getrocknete Bauxit weist die Form eines weichen Kuchens auf, der dann leicht niedergebrochen werden kann, beispielsweise indem er durch einen Walzenbrecher hindurchgeführt wird.The bauxite is brought to its fineness in the particle size with the usual, known comminution processes, such as e.g. Wet or dry grinding in a ball mill with alumina balls as grinding means, the grinding operation is continued until the desired homogeneity, particle size and size distribution is achieved. In addition, however satisfactory results have been obtained with a vibratory mill employing steel or alumina grinding agents or with a jet mill which uses compressed air or steam to crush the particles by impact. With the wet working one A ball mill procedure removes the slurry of ground bauxite particles from the mill and removes the slurry then dried. The dried bauxite has the shape of a soft cake, which is then easily broken down can be, for example by being passed through a roll crusher.
Die fein zerteilten Bestandteile werden dann gemischt,und ein Fließzusatz wie Wasser wird mit den trockenen Bestandteilen vermischt, um eine preßbare oder in anderer Weise bildsameThe finely divided ingredients are then mixed, and one Flow additives such as water are mixed with the dry ingredients to make them pressable or otherwise malleable
" Mischung herzustellen."Make mixture.
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Die Kornbildung wird vorzugsweise durch Pressen einer bestimmten Menge des nassen Gemisches durch eine Matrize ausgeführt., um Stangen von gleichmäßigem geometrischem Querschnitt zu formen, die anschließend in Korn geteilt werden, das sich im einzelnen aus vielen der vorgenannten Teilchen aus Bauxi1;Ghromoxid und Bindemittel zusammensetzt. Das Korn ist vorzugsweise ein voller Körper und zylindrisch im Querschnitt. Das Verhältnis der Länge zum Durchmesser des Korns kann, wenn es erwünscht ist, variiert werden, ein Verhältnis der Länge zum Durchmesser von 2 : 1 wird jedoch bevorzugt. Das Korn wird eine ausreichend lange Zeitdauer, normalerweise etwa 24 Stunden lang,bei einer ausreichend hohen Temperatur getrocknet, um überschüssige Feuchtigkeit zu entfernen und das Bindemittel freizusetzen.The grain formation is preferably achieved by pressing a certain Amount of the wet mixture carried out through a die. To To shape rods of uniform geometric cross-section, which are then divided into grain, which is in the individual composed of many of the aforementioned particles of bauxi, chromium oxide and binding agent. The grain is preferably a full one Body and cylindrical in cross section. The ratio of the length to the diameter of the grain can vary if desired however a length to diameter ratio of 2: 1 is preferred. The grain will last a sufficiently long time usually about 24 hours, dried at a temperature high enough to remove excess moisture remove and release the binder.
Das Korn kann jede gewünschte s^uerschnittsgestaltung aufweisen, die der Verwendung in dem jeweiligen Schleiferzeugnis angepaßt ist. So wird das fertige Schleifkorn bei einer Verwendung in Schleifscheiben beispielsweise im Durchmesser im Bereich von etwa 0,76 mm für 24iger Korn zu etwa 2,54 mm für 8-er Korn (Englisch 8-grit) liegen. Beim Pressen des Korns ist es gestattet, das Korn etwa eine Nummer größer zu machen, als es der gewünschten fertigen Größe entspricht, da während der verschiedenen Stufen im Prozess eine Volumenverminderung des Korns auftreten kann.The grain can have any desired cross-section, which is adapted to the use in the respective abrasive product. When used in Grinding wheels, for example, have a diameter in the range from about 0.76 mm for 24 grit to about 2.54 mm for 8 grit (English 8-grit) lie. When pressing the grain, it is permitted to make the grain about one size larger than the grain the desired finished size as the grain will decrease in volume during the various stages in the process can.
Wenn ein organischer Binder verwendet worden ist, müssen die Teilchen nach dem Trocknen einem Brennen unterworfen werden, um den organischen Binder zu verbrennen. Der Zweck dieses Verfahrensschrittes ist es, eine Porosität und Brüehigkeit des fertigen Schleifkorns zu vermeiden. Derartige Eigenschaften würden das Schleifkorn zum Schleifen ungeeignet machen, insbesondere für hochbeanspruchende Putzarbeiten. Der Verfahrenssehritt wird durchgeführt, indem aas Korn bei einer Temperatur im Bereich von etwa 7000C bis etwa 11000C in einer oxidierenden Atmosphäre gehalten wird, bis das Hilfsbindemittel herausgebrannt ist. Diese Temperatur liegt unterhalb der Sintertemperatur. DieWhen an organic binder has been used, the particles after drying must be subjected to baking in order to burn off the organic binder. The purpose of this process step is to avoid porosity and brittleness in the finished abrasive grain. Such properties would make the abrasive grain unsuitable for grinding, especially for heavy-duty plastering work. The Verfahrenssehritt is performed by aas grain is held in an oxidizing atmosphere at a temperature in the range of about 700 0 C to about 1100 0 C, is burned out until the auxiliary binder. This temperature is below the sintering temperature. the
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Länge der Zeit, für die das Korn auf der Verbrennungstemperatur gehalten werden muß, hängt von der angewandten Temperatur ab und ist in umgekehrtem Verhältnis zu variieren. Es ist festgestellt worden, daß eine Zeitdauer von zwei Stunden bei 100O0C für eine vollständige Verbrennung des Bindemittels ausreicht. Wie bereits oben gesagt worden ist, kann ein organischer Binder durch ein inorganisches Bindemittel ersetzt werden. In diesem Fall kann auf den zusätzlichen Verfahrensschritt der Verbrennung verzichtet werden.The length of time for which the grain must be kept at the combustion temperature depends on the temperature used and must be varied in inverse proportion. It has been found that a period of two hours at 100O 0 C is sufficient for complete combustion of the binder. As has already been said above, an organic binder can be replaced by an inorganic binder. In this case, the additional process step of combustion can be dispensed with.
Die Sinterung wird in einem Ofen bei einer Temperatur zwischen etwa 15500C und etwa 17000C durchgeführt. Die genaue .Sintertemperatur und Zeit kann ohne Experimentierung durch Sintern von Versuchsstücken der Bauxit-Chromoxidzusammensetzung bei verschiedenen Temperaturen und Zeiten innerhalb des angegebenen Bereichs und durch einen nachfolgenden Druckversuch zur Bestimmung der Druckfestigkeit der Zusammensetzung bestimmt werden. Für Demerara Bauxit- Chromoxid wird eine Sintertemperatur von etwa 16000C vorgezogen, da bei dieser Temperatur die maximale Druckfestigkeit der Zusammensetzung vorliegt. Für Surinam Bauxit wurde als beste Temperatur etwa 15000C ermittelt.The sintering is carried out in a furnace at a temperature between approximately 1550 ° C. and approximately 1700 ° C. The exact sintering temperature and time can be determined without experimentation by sintering test pieces of the bauxite-chromium oxide composition at different temperatures and times within the specified range and by a subsequent compression test to determine the compressive strength of the composition. For Demerara bauxite chromium oxide, a sintering temperature of about 1600 ° C. is preferred, since the maximum compressive strength of the composition is present at this temperature. For Surinam bauxite, the best temperature was determined to be around 1500 ° C.
Die Sinterzeit kann in Abhängigkeit von der Temperatur und der Art des verwendeten Sinterofens variieren. Beispielsweise werden die Teilchen in einem konventionellen gasbeheizten Kiln stufenweise auf 16OO°C innerhalb von 16 Stunden erhitzt und dann auf dieser Temperatur 60 Minuten lang gehalten. Wenn ein Drehrohrofen verwendet wird, werden die Teilchen in der heißen Zone annähernd 4 Minuten lang bei 1615°C gehalten, während bei Verwendung eines Schwingofens des in der anerikanischen Patentanmeldung Nr. 625 661 beschriebenen Schwingofens die Teilchen in der heißen Zone eine Zeitdauer von etwa 2 Minuten bei 1675°C gehalten werden. Folglich wird die Verwendung von Drehrohrofen und Schwingöfen bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Schleifkorns vorgezogen, da diese außerordentlich kurze Sinterzeiten erbringen.The sintering time can depend on the temperature and the Vary the type of sintering furnace used. For example, in a conventional gas-fired kiln, the particles become gradual heated to 16OO ° C within 16 hours and then held at this temperature for 60 minutes. If a rotary kiln is used, the particles are held in the hot zone at 1615 ° C for approximately 4 minutes while in use a vibrating furnace of the vibrating furnace described in American patent application No. 625,661, the particles in the hot zone for about 2 minutes at 1675 ° C being held. Consequently, the use of rotary kilns and vibratory furnaces in the manufacture of the invention Abrasive grit is preferred, as it results in extremely short sintering times.
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Die Sinteratmosphäre kann von einer oxidierenden Atmosphäre bis zu einer reduzierenden Atmosphäre eingestellt werden, ob-. wohl für maximale Härte und Körnigkeit des fertigen Korns eine nutrale Atmosphäre oder eine oxidierende Atmosphäre günstiger ist. Eine typische Atmosphäre besteht aus: Ng - 89*8 fo', Op - 1,9 %i COg - 9*5 %· Das dann erhaltene erfindungsgemäße Schleifkorn hat eine dichte, feine Kornstruktur,und die einzelnen Teilchen weisen eine Dichtigkeit von mehr als 85 fo der theoretischen auf.The sintering atmosphere can be set from an oxidizing atmosphere to a reducing atmosphere, whether or not. arguably a nutral atmosphere or an oxidizing atmosphere is more favorable for maximum hardness and graininess of the finished grain. A typical atmosphere consists of: Ng - 89 * 8 fo ', Op - 1.9 % i COg - 9 * 5 % · The abrasive grain according to the invention then obtained has a dense, fine grain structure, and the individual particles have a density of more than 85 fo the theoretical on.
Das. erfindungsgemäß hergestellt Schleifkorn kann in den verschiedenen Schleiferzeugnissen verwendet werden und insbesondere in harzgebundenen Schleifscheiben, wie beispielsweise Schleifscheiben für Knüppel, Gießereischleifscheiben und Trennscheiben. Das Schleifkorn der Erfindung weist gute Benetzungskennzeichen mit organischen Harzen auf und kann demzufolge in Schleifartikeln verwendet werden, die die verschiedenen bekannten synthetischen und natürlichen Harze, wie beispielsweise Phenol-Formaldehydharz, Resorcinol-Formaldehydharze, Polyesterharze, Polyätherharz, Schellack, Lack und ähnliches enthalten.That. Abrasive grain produced according to the invention can be in various Abrasive products are used and especially in resin-bonded grinding wheels, such as Grinding wheels for billets, foundry grinding wheels and cutting wheels. The abrasive grain of the invention has good wetting characteristics with organic resins and therefore can be used in abrasive articles made of the various known synthetic and natural resins, such as phenol-formaldehyde resin, resorcinol-formaldehyde resins, polyester resins, Contains polyether resin, shellac, lacquer and the like.
Die erfindungsgemäßen Schleifscheiben sind für ein Schleifen sowohl von hochkohlenstoffhaltigem Stahl als auch von rostfreiem
Stahl in hohem Maße wirkungsvoll. Ein bedeutender Vorteil der Erfindung ist in der Tatsache zu sehen, daß der "Verbraucher
verschiedene Stahlsorten schleifen kann, ohne einen Wechsel der Schleifscheibe vornehmen zu müssen und ohne Schleifscheiben
verschiedener Schleifkornzusammensetzungen auf Lager halten zu müssen, die Jeweils nur für das Schleifen von bestimmten
Materialien geeignet sind.
to The grinding wheels of the present invention are highly effective for grinding both high carbon steel and stainless steel. A significant advantage of the invention can be seen in the fact that the "consumer can grind different types of steel without having to change the grinding wheel and without having to keep grinding wheels of different abrasive grain compositions in stock, each of which is only suitable for grinding certain materials are.
to
Das folgende Ausführungsbeispiel verdeutlicht die Herstellung co» ·The following embodiment illustrates the production co »·
c*> und die Eigenschaften des Schleifkorns der Erfindung. οc *> and the properties of the abrasive grain of the invention. ο
J^ Beispiels 1.J ^ example 1.
Schleifkorn der Körnung 12 (Englisch 12-grit size), das einen Durchmesser von etwa 1,8 mm und eine mittlere Länge von etwa12-grit size abrasive grit, the one Diameter of about 1.8 mm and a mean length of about
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3,55 mm aufweist, wurde aus den folgenden Mischungen hergestellt. 3.55mm was made from the following blends.
A BAWAY
kalzinierter Demerara kalzinierterCalcined Demerara Calcined
Bauxit ' 90 Teile Demerara Bauxit 80 TeileBauxite '90 parts Demerara Bauxite 80 parts
Chromoxid 10 Teile Chromoxid 20 TeileChromium oxide 10 parts chromium oxide 20 parts
Bentonit 3 Teile Bentonit 3 TeileBentonite 3 parts Bentonite 3 parts
Wasser 20 -25 Teile Wasser 20 - 25 TeileWater 20-25 parts Water 20-25 parts
Der Bauxit, das Chromoxid und der Bentonit lagen in fein zerteiltem Zustand vor und hatten eine durchschnittliche Teilchengröße von 4 Mikron und weniger. Das Chromoxid wies eine Reinheit von 99 % auf und der Bauxit und der Bentonit wiesen die folgende Zusammensetzung auf.The bauxite, chromium oxide and bentonite were finely divided and had an average particle size of 4 microns and less. The chromium oxide had a purity of 99 % , and the bauxite and bentonite had the following composition.
Bauxit BentonitBauxite bentonite
Al2O3 Al 2 O 3
SiO2 SiO 2
TiO2 TiO 2
CaO MgO Na2O-K2OCaO MgO Na 2 OK 2 O
Verlustloss
Jede der Mischungen A und B wurden wie folgt behandelt:Each of Mixtures A and B were treated as follows:
Die Bestandteile wurden zuerst trocken 5 Minuten lang in einem 914 mm Durchmesser Mischer gemischt, dann wurde das Wasser zugefügt und 15 Minuten lang mit den trockenen Bestandteilen vermischt, bis die Mischung eine für das Pressen geeignete Konsistenz aufwies.The ingredients were first dry in for 5 minutes mixed in a 914 mm diameter mixer, then the water was mixed and mixed with the dry ingredients for 15 minutes until the mixture is suitable for pressing Had consistency.
Die Mischung wurde dann in einenAuger-Extruder von 101 mm Durohmesser eingesetzt und durch eine 6,3 mm dicke MatrizeThe mixture was then fed into a 101 mm Auger extruder Durohmesser inserted and through a 6.3 mm thick die
gepreßt. Es entstanden Stäbe von 2,16 mm Durchmesser und 5o,8 bis 609,6 mm Länge. Die gepreßten Stäbe wurden dann in einem dampfbeheizten Drehtrockner bei einer Temperatur van etwa 1050C getrocknet und während des Trockenvorgangs zu Korn gebrochen, das eine mittlere Länge von 2,5 mm bis 5 mm aufwies. pressed. Rods with a diameter of 2.16 mm and a length of 50.8 to 609.6 mm were produced. The pressed bars were then broken in a steam-heated rotary dryer at a temperature van about 105 0 C dried and during the drying process to grain mm an average length of 2.5 to 5 mm was obtained.
Das Korn wurde dann in Kaseetten angeordnet und stufenweise über eine Zeit von 16 Stunden auf eine Temperatur von 16OO°C in einem gasbeheizten Kiln in neutraler Atmosphäre erhitzt. Bei Erreichen der Temperatur von 16OO°C wurden die Teilchen 60 Minuten lang auf dieser Temperatur gehalten und dann abgekühlt. Das gesinterte Schleifkorn hatte einen mittleren Durchmesser von etwa 1,8 mm und eine mittlere Länge von etwa 3*6 mm.The grain was then cased and staged over a period of 16 hours to a temperature of 160 ° C heated in a gas-heated kiln in a neutral atmosphere. When the temperature reached 160 ° C, the particles became Maintained at this temperature for 60 minutes and then cooled. The sintered abrasive grain had a medium diameter of about 1.8 mm and a mean length of about 3 * 6 mm.
Das fertige Schleifkorn der Mischung A und der Mischung B wurde auf die physikalischen petrographischen Eigenschaften hin untersucht,und die Resultate sind in der nachfolgenden Tabelle II aufgeführt.The finished abrasive grain of mixture A and mixture B was examined for physical petrographic properties, and the results are in the following Table II listed.
Mischungmixture
A BAWAY
Druck in kg Bruchindex Knoop 100 Härte Korndichte (g/crrr^)Pressure in kg fracture index Knoop 100 hardness Grain density (g / cmr ^)
Prozent der theoretischen DichtePercent of theoretical density
Der hierin gebrauchte Bruchindex ist eine umgekehrte Messung der Zähigkeit. Das bedeutet, daß bei steigendem Index die Zähigkeit sich verringert. Der Bruchindex zeigt genauer gesagt die Querschnittsverringerung in der Gestalt des KornsThe index of rupture used herein is an inverse measurement of toughness. This means that as the index increases, the toughness decreases. The breaking index shows more precisely the reduction in cross section in the shape of the grain
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an, das vorsichtig gesteuerten, gleichmäßigen Mahlbedingungen ausgesetzt worden ist. Bei der Messung dieser Menge wird das Korn der besonderen Korngröße zuerst zwischen zwei einander benachbarten Sieben klassiert, so daß 100 % durch das Sieb mit der größeren Maschenweite hindurchgeht, das eine Nummer größer als die nominelle Korngröße ist und 100 % auf dem feineren Sieb verbleibt, das der nominellen Korngröße entspricht, Eine spezifizierte Menge des Schleifmaterials wird dann unter gleichmäßigen Bedingungen gemahlen und erneut auf einem Sieb klassiert, das eine Siebnummer feiner als die nominelle Korngröße ist. Der Anteil des Schleifmaterials in Prozent, der durch dieses Sieb hindurchläuft, ist der Bruchindex. Dies ist ein relativer Index, da er auf einem Standardtest für Elektrotonerdekorn der mittleren Zähigkeit basiert, bei dem das Korn , einen 50 $-igen Bruch (d.h. 50 fo des Ausgangsmaterials läuft durch das Sieb hindurch, das eine Nummer feiner als die nominelle Korngröße ist) für jede untersuchte Korngröße aufweist.that has been subjected to carefully controlled, uniform milling conditions. When measuring this amount, the grain of the particular grain size is first classified between two adjacent sieves, so that 100 % passes through the sieve with the larger mesh size, which is one size larger than the nominal grain size and 100 % remains on the finer sieve, that corresponds to the nominal grain size. A specified amount of the abrasive material is then ground under uniform conditions and again classified on a sieve that is one sieve number finer than the nominal grain size. The percentage of abrasive material that passes through this screen is the index of breakage. This is a relative index because it is based on a standard test for electric alumina grain of the average toughness, in which the grain, a 50 $ strength break (ie, 50 fo the starting material passes through the screen which is finer than the nominal grain size of a number ) for each examined grain size.
Die Kileg3?afflffl- Bruchlasten in Kilogramm zum Zerkleinern beziehen sich auf Kornteilchen mit einem Länge/Durchmesser-Verhältnis von 3 ί 1 und werden bestimmt, indem das Korn in Längsrichtung zwischen ein Paar Backen gelegt wird und einem ausreichenden Druck ausgesetzt wird, um das Korn zu zerbrechen. Der Druck,bei dem das Korn bricht, ist in der Tabelle in kg angegeben.Relate the Kileg3? Afflffl breaking loads in kilograms for shredding focus on grain particles with a length / diameter ratio of 3 ί 1 and are determined by placing the grain in Is placed lengthways between a pair of jaws and subjected to sufficient pressure to break the grain. The pressure at which the grain breaks is given in kg in the table.
Bei der petrographischen Analyse wurde gefunden, daß das Schleifkorn der Mischung A eine Kristallstruktur mit 95 % der Kristalle unter 20 Mikron aufweist. Es wurde festgestellt, daß viele nadeiförmige Kristalle vorhanden waren. Schleifkorn der Mischung B hatte eine Kristallstruktur mit 90 c/o der Kristalle unter 20 Mikron. Es lagen ebenfalls viele nadeiförmige Kristalle vor.Upon petrographic analysis, the abrasive grain of Mixture A was found to have a crystal structure with 95 % of the crystals below 20 microns. It was found that many acicular crystals were present. Mixture B abrasive grain had a crystal structure with 90 c / o of crystals under 20 microns. There were also many needle-shaped crystals.
Sowohl Korn der Mischung A als auch der Mischung B wurde in eine heißgepreßte, kunstharzgebundene Schleifscheibe eingesetzt, wobei die üblichen und bekannten Verfahren zur AnwendungBoth grain of Mixture A and Mixture B were in a hot-pressed, synthetic resin-bonded grinding wheel is used, using the usual and known methods
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gelangten. Die Schleifscheiben hatten folgende Zusammensetzung;arrived. The grinding wheels had the following composition;
Schleifmittel Phenol-Formaldehyd-Harz FeS2 Abrasives phenol-formaldehyde resin FeS 2
K2SO4 K 2 SO 4
NaCl CaONaCl CaO
Zwei 406,4 mm mal 6^ mm mal 152 mm Schleifscheiben wurden jeweils mit Schleifkorn der Sorte A und der Sorte B hergestellt. Die Schleifscheiben, die Schleifkorn der Mischung A enthielten, wurden als Typ A Schleifscheiben gekennzeichnet, während die, die Schleifkorn der Mischung B enthielten, als Typ B Schleifscheiben gekennzeichnet wurden.Two 406.4 mm by 6 ^ mm by 152 mm grinding wheels were each made with grade A and grade B abrasive grit. The grinding wheels, which contained abrasive grain of mixture A, were designated as type A grinding wheels, while those containing abrasive grain from mixture B were designated as type B grinding wheels were marked.
Zum Vergleich wurden zwei Schleifscheiben identischer Abmessungen und Zusammensetzungen hergestellt, bei denen jedoch Schleifmaterial verwendet wurde, das aus gesintertem Bauxitschleifkorn derselben Größe und Form, wie es in den A und B Schleifscheiben verwendet wurde, bestand. Die Schleifscheiben, die gesinterten Bauxit als Schleifmittel enthalten, wurden als C-Schleifscheiben gekennzeichnet. Zusätzlich wurden sogenannte D-Typ Schleifscheiben derselben Abmessungen und Gestalt hergestellt, die jedoch als Schleifkorn Elektrokorund mit 4o % Zirkonerde enthielten.For comparison, two grinding wheels of identical dimensions and compositions were made but using an abrasive material consisting of sintered bauxite abrasive grain of the same size and shape as used in the A and B grinding wheels. The grinding wheels that contain sintered bauxite as an abrasive have been labeled as C grinding wheels. In addition, so-called D-type grinding wheels of the same dimensions and shape were produced, but containing electro corundum with 40% zirconia as the abrasive grain.
Die C-Schleifscheiben wurden zum Vergleich ausgewählt, da derartige Schleifscheiben als zu den besten für das Schleifen von rostfreiem Stahl gehörend gezählt werden. Die D-Schleifscheiben wurden ausgewählt, da diese Sorte am besten für das Schleifen von hochkohlenstoffhaltigen Stählen geeignet ist. Jede Schleifscheibe wurde sowohl an rostfreiem Stahl der Klassifizierung j)04 und an Kohlenstoffstahl der Klassifizierung C1045 getestet, wobei ein automatischer Dreigangschleifapparat verwendet wurde.The C grinding wheels were selected for comparison as such Grinding wheels are considered to be among the best for grinding stainless steel. The D grinding wheels were selected because this grade is best suited for grinding high carbon steels. Every grinding wheel has been tested on both stainless steel of classification j) 04 and carbon steel of classification C1045, using a three-speed automatic grinder.
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Me Schleifscheiben wurden' einem 20-minütigen Kontaktprozess ausgesetzt, wobei eine Umfangsgeschwindigkeit von 63,5 m pro Sekunde und ein Druck von I92 - 226 - 261 kg eingehalten wurden. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in den Tabellen Illund IV dargestellt. Tabelle III führt die Resultate der Schleiftests der verschiedenen Schleifscheiben an rostfreiem Stahl 305 auf. Tabelle 4 führt die Ergebnisse der Schleifversuche mit Kohlenstoffstahl C1O45 auf.Me grinding wheels were 'a 20-minute contact process exposed, with a peripheral speed of 63.5 m per second and a pressure of I92 - 226 - 261 kg is observed became. The results of these tests are shown in Tables III and IV. Table III lists the results of Grinding tests of the various grinding wheels on stainless steel 305. Table 4 lists the results of the grinding tests with carbon steel C1O45.
Ergebnisse der Schleifversuche mit Schleifscheiben vom Typ A,B,C und D auf rostfreiem Stahl 305 (amerik.Klassifikation)Results of the grinding tests with grinding wheels of type A, B, C and D on stainless steel 305 (American classification)
(M) (W) M/W(M) (W) M / W
Typ Druck, kg Metallabtrag, kg/h Schleifscheiben- Verhältverschleiß kg/h nis Type pressure, kg metal removal, kg / h grinding wheel ratio wear kg / h nis
A 192 91,5 1,95 47,0A 192 91.5 1.95 47.0
^9,5 42,0^ 9.5 42.0
B 192 86 2,32 57,0B 192 86 2.32 57.0
36,036.0
C 192 86 1,48 58C 192 86 1.48 58
57,557.5
D 192 6o,5 1,31 46,0D 192 6o, 5 1.31 46.0
36,5 33,536.5 33.5
Ergebnisse der Schleifversuche mit Schleifscheiben vom Typ A,B,C und D auf Kohlenstoffstahl C1O45 (amerik.Klassifikation)Results of the grinding tests with grinding wheels of type A, B, C and D on carbon steel C1O45 (American classification)
Typ Druck, kg Metallabtrag, kg/h Schleifscheiben- Verhältverschleiß kg/h nis Type pressure, kg metal removal, kg / h grinding wheel ratio wear kg / h nis
A 192 67,3 1,13 59,5A 192 67.3 1.13 59.5
909Ö30/1219 " 15 '909Ö30 / 1219 " 15 '
Wie aus Tabelle III ersichtlich ist, ist der Metallabtrag sowohl von dem Typ A als auch dem Typ B der Schleifscheiben mit 3chleifkorn gemäß der Erfindung im wesentlichen derselbe, wie für den Typ C, der gesintertes Bauxit enthält, wenn die Schleifscheiben auf rostfreiem Stahl getestet werden. Es ist weiter ersichtlich, daß der Schleifscheibenverschleiß für die Typen A und B ebenfalls gut mit dem Verschleiß der Type C vergleichbar ist und daß das Verhältnis M/W für Typ A Schleifscheiben nahezu genauso gut ist, wie das Verhältnis M,'W der Typ C Schleifscheiben. Es ist augenscheinlich _, daß die Typ A Schleifscheiben den Typ B Schleifscheiben in der Leistung überlegen sind. Sowohl die Typ A als auch die Typ B Schleifscheiben sind den Typ D Schleifscheiben, die Tonerde-Zirkonerde-Schleifkorn enthalten, überlegen.As can be seen from Table III, the metal removal is of both type A and type B of the grinding wheels 3 abrasive grain according to the invention essentially the same as for the type C containing sintered bauxite when the grinding wheels tested on stainless steel. It can also be seen that the grinding wheel wear for the types A and B can also be compared well with the wear of type C and that the ratio M / W for type A grinding wheels is almost as good as the ratio M, 'W of the type C grinding wheels. It is evident that the Type A grinding wheels are superior to the Type B grinding wheels in terms of performance. Both type A and type B grinding wheels are type D grinding wheels, which contain alumina-zirconia abrasive grain, think.
Bezugnehmend auf Tabelle IV kann festgestellt werden, daß beim Schleifen von Kohlenstof-fstahl C1O45 sowohl die Typ A als auch die Typ B Schleifscheiben eine größere Metallentfernungsrate aufweisen, als die Typ C und D Schleifscheiben. Weiter lassen sich die Metallabträge der A und B Schleifscheiben auf C1O45 Stahl hervorragend mit den Metallabträgen der A und B Schleifscheiben auf 304 rostfreien Stahl vergleichen.Referring to Table IV, it can be seen that when grinding carbon steel C1O45, both Type A and Type B grinding wheels have a greater metal removal rate than Type C and D grinding wheels. Furthermore, the metal removal from the A and B grinding wheels on C1O45 steel can be compared with the metal removal from the A and B grinding wheels on 304 stainless steel.
Folglich ist aus den Tabellen ersichtlich, daß die Schleifscheiben, die das erfindungsgemäße Schleifkorn enthalten, imAs a result, it can be seen from the tables that the grinding wheels, containing the abrasive grain of the invention, im
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wesentlichen gleiche Leistungen sowohl auf rostfreiem Stahl als auch auf hochkohlenstoffhaltigem Stahl erbringen, während die Vergleichsschleifscheiben, die übliche Schleifmittel enthalten nur auf einem der Materialien gute Leistung erbringen, auf denen sie getestet wurden .perform substantially the same on both stainless steel and high carbon steel, while the comparison grinding wheels, which contain conventional abrasives, only perform well on one of the materials, on which they were tested.
Die graphischen Darstellungen in Fig.- 1 und 2 des Schleif Verhältnisses M/W bezogen auf den Schleifdruck für die Schleifscheiben des Typs A, C und D verdeutlichen die Ergebnisse, wenn die Schleifscheiben auf rostfreiem Stahl (Pig. 1) und auf Kohlenstoffstahl (Fig. 2) getestet werden. Das Verhältnis M/W (Verhältnis des Metallabtrags über dem Schleifscheibenverschleiß) ist ein Faktor, der oftmals benutzt, wird, um die Wirksamkeit einer Schleifscheibe bewerten zu können. Wie aus · Fig.1 ersichtlich ist, erbringen die Schleifscheiben, die gesintertes Bauxitschleifkorn enthalten, die besten Leistungen bei 192 kg und 226 kg Schleifdruck, aber fallen rapide nach unten bei 261 kg Schleifdruck auf ein M/W Verhältnis im wesentlichen gleich dem der Typ A Schleifscheiben, die mit 10 % Chromoxid modifiziertes Bauxitschleifkorn gemäß der Erfindung enthalten. Das M/W Verhältnis, das mit den Schleifscheiben des Typs A auf rostfreiem Stahl erhalten wird, ist sehr annehmbar und liegt nur I5 % niedriger als die Werte der Typ C Schleifscheiben, die gesintertes Bauxitschleifkorn enthalten.The graphs in Figs. 1 and 2 of the grinding ratio M / W based on the grinding pressure for the grinding wheels of type A, C and D illustrate the results when the grinding wheels are used on stainless steel (Pig. 1) and on carbon steel (Fig 2) to be tested. The ratio M / W (ratio of metal removal to grinding wheel wear) is a factor that is often used to evaluate the effectiveness of a grinding wheel. As can be seen from Figure 1, the grinding wheels containing sintered bauxite abrasive grain perform best at 192 kg and 226 kg grinding pressure, but drop rapidly at 261 kg grinding pressure to an M / W ratio substantially equal to that of the type A grinding wheels containing bauxite abrasive grain modified with 10% chromium oxide according to the invention. The M / W ratio obtained with the type A grinding wheels on stainless steel is very acceptable and is only 15 % lower than the values of the type C grinding wheels containing sintered bauxite abrasive grain.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, bringen die Schleifscheiben, die 10 % Chromoxid und Bauxitschleifkorn enthalten, wesentlich bessere Leistungen als die Schleifscheiben des Typs C oder D. Vor der Erfindung wurden die Typ D Schleifscheiben mit Tonerde-Zirkonerde-Schleifkorn für das Schleifen von hochkohlenstoffhaltigen Stählen vorgezogen.As can be seen from Fig. 2, the grinding wheels containing 10 % chromium oxide and bauxite abrasive grain perform significantly better than the type C or D grinding wheels. Prior to the invention, the type D grinding wheels with alumina-zirconia abrasive grain were used for grinding Preferred high carbon steels.
Obwohl es in den Fig. 1 oder 2 nicht dargestellt ist, haben die Schleifscheiben des Typs B, die mit 20 % Chromoxid modifiziertes gesintertes Bauxitschleifkorn enthalten, Schleifverhältnisse, · die geringfügig besser als die des Typs D. sind, wenn auf 304 rostfreiem Stahl geschliffen wurde. Das Schleif-Although not shown in Figures 1 or 2, the Type B grinding wheels containing 20 % chromium oxide modified sintered bauxite abrasive grain have grinding ratios slightly better than Type D when ground on 304 stainless steel became. The grinding
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verhältnis lag bei Versuchen auf C1045 Stahl besser als bei den Schleifscheiben des Typs C oder D.ratio was better than in tests on C1045 steel Type C or D grinding wheels
In derselben oben beschriebenen V/eise wurden wiederum Teilchen einer Mischung, die dieselbe Komposition wie die Mischung A des Beispiels 1 aufwies, zu Korn verpreßt und getrocknet. Das Korn wurde in einem 89O mm Drehrohrofen gesintert. Die Temperatur in der heißen Zone des Ofens wurde bei 1615°C gehalten und der Ofen mit einer Geschwindigkeit von 2,2 Umdrehung pro Minute gedreht. Die Atmosphäre in dem Ofen war neutral. Die ungesinterten Teilchen wurden in den Ofen in einer Rate "von 182 kg/Stunde eingeführt und verweilten in der heißen Zone annähernd 4 Minuten. Die fertigen Teilchen, das Schleifkorn, wies ein spezifisches Gewicht von 5*55 und einen Bruchindex von 4,1 auf. Die mittlere Knoop 100 Härte betrug I363. Bei der petrographischen Analyse wurde festgestellt, daß das Korn folgende Kristallstruktur aufwies:In the same way as described above, particles of a mixture were again made which had the same composition as the mixture A of Example 1, pressed into grain and dried. The grain was sintered in a 89O mm rotary kiln. The temperature in the hot zone of the furnace was maintained at 1615 ° C and the oven rotated at a speed of 2.2 revolutions per minute. The atmosphere in the oven was neutral. The green particles were introduced into the furnace at a rate of 182 kg / hour and stayed in the hot Zone approximately 4 minutes. The finished particles, the abrasive grain, had a specific gravity of 5 * 55 and a fracture index from 4.1 to. The mean Knoop 100 hardness was I363. The petrographic analysis found that the grain had the following crystal structure:
80 fo weniger als 5 Mikron80 fo less than 5 microns
15 % 5/10 Mikron15 % 5/10 microns
5 % 10/20 Mikron5 % 10/20 microns
Spuren 20/50 MikronTraces 20/50 microns
Viele der Kristalle waren nadeiförmig und die Kristallstuktur war im wesentlichen dieselbe, wie sie bereits bei dem Schleifkorn nach Beispiel 1 festgestellt wurde.Many of the crystals were needle-shaped and the crystal structure was essentially the same as was already determined for the abrasive grain according to Example 1.
Das Schleifkorn wurde dann zu einer Serie von zwanzig 6j5,5 mm mal 203 mm heißgepreßten, harzgebundenen Schleifscheiben verarbeitet. Zum Vergleich wurde eine Serie sogenannter Standard-Schleifscheiben hergestellt, wobei das Schleifkorn aus Elektrokorund mit 10 £ Zirkonerde bestand. Dies Material ist ein Standardrnaterial und als handelsübliches Schleifmittel erhältlich. The abrasive grain then became a series of twenty 6.5 mm times 203 mm hot-pressed, resin-bonded grinding wheels processed. A series of so-called standard grinding wheels was used for comparison made, the abrasive grain consisted of electric corundum with 10 pounds of zirconia. This material is a Standard material and available as a commercially available abrasive.
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Sowohl die Versuchsschleifscheiben als auch die Standard-Schleifscheiben wurden Anwendungstesten unter, den gleichen Schleifbedingungen ausgesetzt. Die Schleifscheiben wurden sowohl auf rostfreiem Stahl als auch auf Werkzeugstahl getestet. Die Resultate sind unten aufgeführt und stellen Durchschnittswerte über alle Versuchsschleifscheiben dar.Both the experimental grinding wheels and the standard grinding wheels were application testing under, the same Exposed to grinding conditions. The grinding wheels were tested on both stainless steel and tool steel. The results are listed below and represent average values over all experimental grinding wheels.
Durchschnittli- mittlereAverage mean
eher Metallabtrag Schleifmittel-rather metal removal abrasive
kg kosten / kg cost /
Versuchsschleifscheiben (Bauxit - 10 % Cr2O,Experimental grinding wheels (bauxite - 10 % Cr 2 O,
Schleifkorn) 955 0,05Abrasive grit) 955 0.05
Standard-Schleifscheiben (10 % ZrO2 - Al3O,Standard grinding wheels (10 % ZrO 2 - Al 3 O,
Schleifkorn) 570 0,0725Abrasive grain) 570 0.0725
In anderen Anwendungsversuchen wurden Standarschleifscheiben (ohne Zentrum, 24 mal 3) auf ihre Geeignetheit untersucht, Kohlenstoffstahlknüppel zu putzen. Die Ergebnisse sind im folgenden aufgeführt.In other application tests, standard grinding wheels (without center, 24 times 3) were examined for their suitability, To clean carbon steel billets. The results are shown below.
Durchschnittlicher mittlere Metallabtrag, kg Schleifmittel-' kosten, P-rurid- Average average metal removal, kg abrasive costs, P-rurid-
k£ k £
VersuchsschleifscheibenExperimental grinding wheels
(10 % Cr9O-, - Bauxit
SchleifKoAi) · 1260 0,089(10 % Cr 9 O-, - bauxite
SchleifKoAi) 1260 0.089
Standard-Schleifscheiben (10 % ZrO2 - Al3O5 Standard grinding wheels (10 % ZrO 2 - Al 3 O 5
Schleifkorn) 1030 0,139Abrasive grain) 1030 0.139
Die obenangegebenen Daten zeigen, daß Schleifscheiben mit dem erfindungsgemäßen Schleifkorn mehr kg Metall pro Schleifscheibe entfernen, als es die Standard-Schleifscheiben tun. Weiterhin arbeiten die Schleifscheiben mit dem erfindungsgemäßen Schleifkorn an hochkohlenstoffhaltigen Stählen mitThe data given above show that grinding wheels with the abrasive grain according to the invention have more kg of metal per grinding wheel than the standard grinding wheels do. Furthermore, the grinding wheels work with the one according to the invention Abrasive grit on high-carbon steels with
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wesentlich geringeren Schleifkosten pro Gewichtseinheit des Metallabtrags als die üblichen Schleifscheiben.significantly lower grinding costs per unit weight metal removal than the usual grinding wheels.
Ein Schleifkorn mit 10 % Chromoxid und 90 % Surinam Bauxit wurde in derselben Weise wie im Beispiel 2 unter Verwendung eines Drehrohrofens hergestellt. Die Temperatur der heißen Zone betrug etwa 15000C. Das fertiggestellte Korn wurde in gebundenen Schleifscheiben eingesetzt, die die gleiche Zusammensetzung und Größe wie die Schleifscheiben nach Beispiel 1 hatten. Die Schleifscheiben wurden auf ihre Schleifcharakteristika in Anwendung·an 304 rostfreiem Stahl und C1O45 Kohlenstoffstahl getestet, wobei das Dreigang-Schleifgerät nach Beispiel 1 verwendet wurde.An abrasive grain containing 10 % chromium oxide and 90 % Suriname bauxite was produced in the same manner as in Example 2 using a rotary kiln. The temperature of the hot zone was about 1500 ° C. The finished grain was used in bonded grinding wheels which had the same composition and size as the grinding wheels according to Example 1. The grinding wheels were tested for their grinding characteristics on 304 stainless steel and C1O45 carbon steel using the three-speed grinder of Example 1.
Als Vergleichsscheiben wurden, wie im Beispiel 1, solche hergestellt, die Standardsintertonerde und 10 fo Chromerz mit 90 % Demerara Bauxit verwenden. Die Schleifscheiben wurden unter identischen Bedingungen getestet, wie die Schleifscheiben, die mit Chromoxid modifiziertes Surinam Bauxit Schleifkorn enthielten. Die Ergebnisse sind in den folgenden Tabellen V und VI aufgeführt und stellen Mittelwerte von zwei Schleifscheiben dar.As comparison disks, as in Example 1, those using standard sintered clay and 10% chrome ore with 90% Demerara bauxite were produced. The grinding wheels were tested under identical conditions as the grinding wheels, which contained Suriname bauxite abrasive grain modified with chromium oxide. The results are listed in Tables V and VI below and represent the mean values of two grinding wheels.
Ergebnisse der Vergleichsversuche an rostfreiem Stahl, SorteResults of the comparative tests on stainless steel, type
(M)Metal removal 1-κΙι
(M)
benverschleißGrinding wheel
ben wear
nis M/WRelationship
nis M / W
10 70 C^O- - 90 %
Demerara BauxitGL ^ intertes Al 5 O ,,
10 70 C ^ O- - 90 %
Demerara bauxite
143122
143
2,511.98
2.51
56,961.5
56.9
10 ,a Cr2O3 - 90 % 10, a Cr 2 O 3 - 90 %
Surinam Bauxit 171 3*30 51,7Surinam bauxite 171 3 * 30 51.7
+ Versuchsbedingungen: Schleifdruck 260,82 kg; Schleifscheiben^eschwindigkeit 63,ο m/sec.+ Test conditions: grinding pressure 260.82 kg; Grinding wheels ^ eschwindigkeit 63, ο m / sec.
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Ergebnisse der Vergleichsversuche an Kohlenstoffstahl C1O45++ Results of the comparative tests on carbon steel C1O45 ++
Schleifmittel- Metallabtrag Schleifscheiben- Verhältnis sorte kg/h (M) verschleiß ■ M/WAbrasive metal removal Grinding wheel ratio grades kg / h (M) wear ■ M / W
kg/h" (W)kg / h "(W)
Versuchsbedingungen: Schleifdruck 226,8 kg; Schleifscheibengeschwindigkeit 63,5 m/sec.Test conditions: grinding pressure 226.8 kg; Grinding wheel speed 63.5 m / sec.
Aus der vorgehenden Beschreibung und den Versuchsergebnissen ist ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Schleifkorn nahezu die Kennzeichen eines "universellen Korns" hat, Das erfindungsgemäße Schleifkorn weist hervorragende Schleifeigenschaften auf den verschiedenen Stahlsorten auf , Die Gestalt und Größe des Korns kann in Abhängigkeit vom Verwendungszweck variiert werden, und seine Anwendung in Schleifartikeln ist nicht auf gebundene Schleiferzeugnisse beschränkt. Zur Verwendung eignen sich ebenfalls mehrschichtig ausgebaute Schleiferzeugnisse.From the above description and the test results it can be seen that the abrasive grain according to the invention has almost the characteristics of a "universal grain". The abrasive grain according to the invention has excellent properties Grinding properties on the different types of steel, the shape and size of the grain can depend on the Uses can be varied, and its application in abrasive articles is not to bonded abrasive articles limited. Multi-layered abrasive products are also suitable for use.
Die in den Daten angegebenen Prozentgehalte und Angaben in Teilen beziehen sich auf das Gewicht, soweit im Text nicht anders angegeben.The percentages and information in parts given in the data relate to weight, if not in the text otherwise stated.
Patentansprüche:Patent claims:
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NO125626B (en) | 1972-10-09 |
BE725869A (en) | 1969-06-20 |
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