DE1908475C - Gesintertes Schleifkorn und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Gesintertes Schleifkorn und Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft gesintertes Schleifkorn und ι Verfahren zu seiner Herstellung. Insbesondere
zieht sich die Erfindung auf gesintertes Aluminiumid-Zirkoniumdioxid-Schleifkorn.
Gesintertes Schleifkorn setzt sich immer mehr irch, und zwar sowohl wegen seiner ausgezeichneten hleifeigenschaften als auch wegen seiner einfachen srstellung. Gesintertes Aluminiumoxidkorn läßt sich irmalerweise preiswert in der gewünschten Form und röße herstellen, und soichw 'Corn hat sich in vielen illen gegenüber Schleifkorn aus erschmolzenen und rmahlencn Schleifmaterialien als überlegen erwiesen. :ispielsweise ist gesintertes Aluminiumoxid-Schleifkorn gegenüber erschmolzenen Schleifmaterialien beim Schleifen von nichtrostendem Stahl überlegen. Dagegen hat gesintertes Aluminiumoxidkorn schlechte Schleifeigenschaften bei anderen Werkstoffen gezeigt, beispielsweise Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt. Eine gesinterte Schleifmittelzusammensetzung, die sich als ausgezeichnetes Schleifmittel zum Schleifen von Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt erwiesen hat, ist ein Gemisch aus Aluminiumoxid und Zirkoniumdioxid,
Gesintertes Schleifkorn setzt sich immer mehr irch, und zwar sowohl wegen seiner ausgezeichneten hleifeigenschaften als auch wegen seiner einfachen srstellung. Gesintertes Aluminiumoxidkorn läßt sich irmalerweise preiswert in der gewünschten Form und röße herstellen, und soichw 'Corn hat sich in vielen illen gegenüber Schleifkorn aus erschmolzenen und rmahlencn Schleifmaterialien als überlegen erwiesen. :ispielsweise ist gesintertes Aluminiumoxid-Schleifkorn gegenüber erschmolzenen Schleifmaterialien beim Schleifen von nichtrostendem Stahl überlegen. Dagegen hat gesintertes Aluminiumoxidkorn schlechte Schleifeigenschaften bei anderen Werkstoffen gezeigt, beispielsweise Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt. Eine gesinterte Schleifmittelzusammensetzung, die sich als ausgezeichnetes Schleifmittel zum Schleifen von Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt erwiesen hat, ist ein Gemisch aus Aluminiumoxid und Zirkoniumdioxid,
ίο wobei der Zirkoniumdioxidgehalt im Bereich von nur
einigen Prozent bis zu 70 oder 80 Gewichtsprozent des Schleifmittels liegen kann. Während sich diese
Zusammensetzung jedoch für Stähle mit hohem Kohlenstoffgehalt als hochgradig wirksam erwiesen
hat, erbringt sie schlechte Schleifeigenschaften bei nichtrostendem Stahl.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein verbessertes Schleifkorn für Schleifkörper, insbesondere
gebundene Schleifkörper, herzustellen.
so Es soll ein verbessertes Aluminiumoxid-Zirkoniumdioxid-Schleifkorn
hergestellt werden, das ausgezeichnete Schleifeigenschaften sowohl bei nichtrostendem
Stahl als auch bei Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt hat.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das gesinterte Schleifkorn Aluminiumoxid
und Zirkoniumdioxid und ein Additiv aus der Gruppe der Erdalkalioxide und -halogenide, Chromoxide,
Manganoxide und Kobaltoxide, Aluminium-, Mangan-, Kobalt- und Chromhalogenide einzeln oder zu
mehreren enthält.
Vorzugsweise nimmt das Additiv 1 bis 10 Gewichtsprozent, insbesondere etwa 5 Gewichtsprozent, der
Zusammensetzung ein.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Additiv Manganoxid. Bevorzugt wird auch Chromoxid
und/oder Kobaltoxid.
Besonders vorteilhaft ist ein Additiv, das Calciumfluorid
umfaßt.
In einer bevorzugten Ausführungsform besteht das Schleifkorn zu 52 bis 58% aus Aluminiumoxid, zu 34
bis 38% aus Zirkoniumdioxid, zu 1 bis 10% aus Additiv und zu etwa 3% aus Vorbindemittel.
Von Vorteil ist ein gesintertes Schleifkorn mit einem gleichförmigen geometrischen Querschnitt und einem
Durchschnittsverhältnis von Länge zu Durchmesser von mindestens etwa 2: 1. Ein Durchschnittsverhältnis
von etwa 3 : 1 kann als obere Grenze zweckmäßig sein.
Nach einem besonders geeigneten Verfahren zum Herstellen des gesinterten Schleifkorns wird ein Gemenge,
bestehend aus fein verteilten Partikeln der vorgenannten Zusammensetzungen, stranggepreßt, getrocknet
und zu Korn geformt und anschließend dieses Korn imTemperaturbereich zwischen 1500 und 175O0C
für eine für den Sinterprozeß jedes einzelnen Korns ausreichende Zeit gesintert, wobei das Korn vorzugsweise
ein durchschnittliches Mindestverhältnis von Länge zu Durchmesser von 2: 1 besitzen soll.
Als weitere zweckmäßige Additive für das erfindungsgemäße Schleifkorn sind zu nennen: Kaliumaluminiumfluorid, Calciumchlorid, Magnesiumchlorid, Magnesiumoxid und Natriumaluminiumfluorid.
Als weitere zweckmäßige Additive für das erfindungsgemäße Schleifkorn sind zu nennen: Kaliumaluminiumfluorid, Calciumchlorid, Magnesiumchlorid, Magnesiumoxid und Natriumaluminiumfluorid.
Diese Stoffe können in ihrer natürlich auftretenden Form verwendet werden, beispielsweise Phillipinen-Chromerz
oder Flußspat. Bestimmte Verunreinigungen, beispielsweise Eisenoxid, Kieselsäure u. dgl.,
die normalerweise in den Ausgangsstoffen enthalten sind, beeinflussen die erfindungsgemäßen Ergebnisse
3 4
nicht, die durch das Zusetzen des Additivs in gesin- Darüber hinaus wird der Masse normalerweise
tertem Aluminiumoxid-Zirkoniumdioxid-Schleifkorn ein Bindemittel zugegeben,
hervorgerufen werden, welches erfindungsgemäß her- 2. Das Formen der Masse in Schleifkorn der ge-
g Die Verwendung von Additiven der oben beschrie- 5 ******** Foaa Und 0^
benen Art in erschmolzenen feuerfesten Gußwerk- -· Das Trocknen der geformten Körner zur Ausstoffen
ist bekannt, um die Probleme des Spaltens und scheidung von überschüssiger Feuchtigkeit und
Brechens der erschmolzenen Gußform zu beseitigen. zum Aushärten des Bindemittels.
Beispielsweise ist das Zusetzen von Additiven wie 4. Das Brennen des Korns bei hinreichend hoher
Magnesiumoxid, Natriumoxid und Calciumoxid zu io Temperatur, um alle Partikeln zu sintern,
erschmolzenen Gußgemischen aus Aluminiumoxid
und Zirkoniumdioxid bekannt. Es ist aber völlig Bei der Durchführung des ersten Schritts der Erüberraschend,
daß das Zusetzen von solchen Additiven findung wird dem Aluminiumoxid-Zirkoniumdioxidzu
gesinterten Aluminiumoxid-Zirkoniumdioxid- Gemisch vorzugsweise ein Bindemittel zugegeben, um
Schleifmittel-Zusammensetzungen du. Festigkeit und 15 dem daraus geformten Korn eine ausreichende ungedie
Schleifeigenschaften dieser Zusammensetzungen brannte Festigkeit zu geben und eine weitere Ververbessert,
arbeitung zu ermöglichen. Zu geeigneten Bindemitteln
Has Aluminiumoxid und das Zirkoniumdioxid gehören Bentonit, Stärke, Dextrin, Methylcellulose
können aus jeder kommerziell zugänglichen Quelle und Gemische davon. Darüber hinaus können Kunstslammen,
obgleich vorzugsweise relativ hochreine 20 harze verwendet werden, beispielsweise die Konden-Piii\er
verwendet werden, die mindesten:, eine Reinheit sationsprodukte von Aldehyden und Phenolen. Die
von etwa 95% haben. Das Verhältnis von Aluminium- Wahl des betreffenden Bindemittels hängt weitgehend
oxid zu Zirkoniumdioxid kann im Bereich von etwa von dem dem Trockengemisch zum Zwecke der Form-90
: 5 bis etwa 25 : 75 liegen. Vorzugsweise beträgt das barkeit zugesetzten Verflüssigungsmittel ab und von
Verhältnis von Aluminiumoxid zu Zirkoniumdioxid 25 der Art der zur Verfügung stehenden Formeinrichjedoch
60: 40. Um die durchschnittliche Partikelgröße tungen. In den nachfolgenden Beispielen wird Bentonit
des Pulvers auf etwa 5 Mikron oJer darunter zu ver- verwendet, da Bentonit vor dem Sintern der Körner
kkinern, werden Aluminiumoxid- und Zirkonium- nicht aus den einzelnen Körnern herausgebrannt
dioxidpulver durch geeignete Mittel fein zerteilt, bei- werden muß. Das vorzugsweise verwendete Bindespielsweise
durch nasses oder trockenes Mahlen in 30 mittel ist ein Gemisch aus Bentonit und Methyleiner
rotierenden Kugelmühle oder durch Strahl- cellulose, da es sich zur Herstellung preßbarer Gemahlen
mit Druckluft oder Dampf. mische als besonders geeignet erwiesen hat.
Die Additive können einen hohen Reinheitsgrad Der kornherstellende Prozeß wird vorzugsweise so
haben oder in ihrer kommerziell erhältlichen oder durchgeführt, daß eine bestimmte Menge des nassen
natürlich vorkommenden Form verwendet werden. 35 Gemisches durch eine Matrize stranggi preßt wird,
Beispielsweise sind ausgezeichnete Ergebnisse bei um Stapgen gleichförmigen geometrischen Quer-Verwendung
von Calciumfluorid mit einer Reinheit Schnitts zu bilden, die anschließend in Körner gevon
99°/0 sowie kommerziell erhältlichem Flußspat sintert werden, wobei jedes aus vielen der vorgenannten
erzielt worden, der etwa 86% Calciumfluorid, etwa Partikeln aus Aluminiumoxid und Zirkoniumdioxid,
8% Kieselsäure, etwa 4% Calciumkarbonat und 40 dem Additiv und dem Bindemittel zusammengesetzt
etwa 2% Aluminiumoxid und Eisenoxid enthält. Aus- ist. Das Korn ist vorzugsweise massiv und im Quergezeichnete Ergebnisse sind auch bei Verwendung schnitt zylindrisch, obgleich eine Vielfalt anderer
von Phillipinen-Chromerz erzielt worden, das sie Formen ohne weiteres erzielt werden kann, wie polyfolgenden
Analysenwerte hat: Chromoxid 35%, gonale, dreieckige oder quadratische Abmessungen.
Kieselsäure 3%, Eisenoxid 15%, Aluminiumoxid 45 Die Länge und der Durchmesser des Korns können
30%, Magnesiumoxid 16% und Calciumoxid 0,5%. nach Bedarf variiert werden, jedoch wird ein durch-Wie
bereits erwähnt, ist also das Vorhandensein von schnittliches Verhältnis von Länge zu Durchmesser
Verunreinigungen, die normalerweise in Verbindung von 2:1 und 3:1 bevorzugt. Das Korn wird ausmit
den erfindungsgemäß verwendeten Additiven auf- reichend lange getrocknet, normalerweise etwa 24 Stuntreten,
den Endergebnissen der erfindungsgemäß her- 50 den lang, und zwar bei himeichend hoher Temperatur,
gestellten Schleifmittelzusammensetzung nicht ab- um überschüssige Feuchtigkeit abzuscheiden und das
träglich. Vorbindemittel aushärten zu lassen.
Die erfindungsgemäß verwendeten Additive werden Das Korn kann jede gewünschte Größe im Querin
der gleichen Weise fein zerteilt, wie das zuvoi für schnitt je nach Verwendung in Schleifartikeln haben.
Aluminiumoxid und Zirkoniumdioxid beschrieben 55 Bei Verwendung in Schleifscheiben beispielsweise kann
worden ist. Vorzugsweise ist die durchschnittliche das fertige Korn einen Durchmesserbereich von etwa
Partikelgröße der Additive kleiner als 5 Mikron. 0,75 mm für eine 24er-Kömung bis etwa 2,5 mm für
„ T, „ ,. _, . , . , , , ο . · eine 8er-Körnung haben. Beim Strangpressen des
Die Herstellung gliedert sich in folgende Schritte: Korns wird normalerweise das Schrumpfen des Korns
1. Herstellen eines Gemenges aus 90 bis 99% eines 60 bei den nachfolgenden Herstellungsschritten berück-
pulverförmigen Gemisches, welches tonhaltiges sichtigt, indem das Korn um etwa eine Körnungsgröße
Zirkoniumdioxid enthält, und 1 bis 10% eines größer als die gewünschte endgültige Körnungsgröße
Additivs aus der Gruppe der Erdalkalioxide und gewählt wird.
-halogenide, der Chromoxide, der Manganoxide Das Brennen des Korns zum Sintern seiner einzelnen
und der Kobaltoxide, der Aluminium-, Mangan-, 65 Partikeln wird in einem Ofen bei einer Temperatur
Kobalt- und Chromhalogenide sowie Gemischen von etwa 1500 bis 17500C vorgenommen. Die genaue
davon, und Mischen mit einem Verflüssigungs- Sintertemperatur und -zeit lassen sich mühelos durch
mittel wfe Wasser zu einer formbaren Masse. Sintern von Proben der Aluminiumoxid-Zirkonium-
dioxid - Additiv - Zusammensetzung bei unterschiedlichen Temperaturen und Zeiten innerhalb des Sinterbereichs
bestimmen, wobei dit Proben zur Festigkeitprüfung einer Mahlprobe unterzogen werden. Dabei
wird die Temperatur maximaler Druckfestigkeit im allgemeinen bevorzugt. Bei den zur Verfügung stehepden
Aggregaten wurde das Schleifkorn bevorzugt zwischeu 1600 und 17000C gesintert.
Die Sinterzeit hängt von der Temperatur und der
Art des verwendeten Sinterofens ab. In einem normalen Gasofen beispielsweise wird das Korn allmählich auf
den bevorzugten Temperaturbereich in etwa 16 Stunden erhitzt und dann 60 Minuten lang auf dieser
Temperatur gehalten. Bei der Verwendung eines Drehofens befindet sich das Korn jedoch nur für eine Verweilzeit
von etwa 4 Minuten in de** Heißzone. Die Heißzone des Drehofens wird im bevorzugten Temperaturbereich
gehalten. Eine noch schnellere Sinterzeit kann durch Verwendung eines Schaukelofens erreicht
werden, wie er aus der USA.-Patentschrift »o 3 415 940 bekannt ist. Bei Verwendung eines solchen
Ofens ist das Korn für eine Verweilzeit von etwa 2 Minuten in der Heißzone. Entsprechend ist die
Verwendung von Drehöfen und Schaukelöfen für die Herstellung des Korns gemäß der Erfindung vorzu- as
ziehen, da sich sehr kurze Sinterzeiten ergeben.
Die Sinteratmosphäre kann von oxydietend bis reduzierend reichen, obgleich die Atmosphäre vorzugsweise
neutral oder oxydierend gehalten wird, um eine maximale Härte und Sprödigkeit des fertigen
Korns zu erreichen.
Erfindungsgemäß hergestellte Schleifkörner können in der Herstellung von Schleifartikeln und insbesondere
in harzgebundenen Schleifscheiben Verwendung finden, beispielsweise Barren-Schleifscheiben,
Gießereischeiben und Trennschieifscheiben. Darüberhinaus kann das erfindungsgemäße Schleifkorn jedoch
auch für Schleifscheiben verwendet werden, die anders gebunden sind, beispielsweise durch Keramik- und
Metallbindungen. Das erfindungsgemäße Schleifkorn hat gute Benetzungseigenschaften in Verbindung mit
organischen Harzen und kann entsprechend in Schleifartikeln verwendet werden, wobei verschiedene allgemein
bekannte Kunst- und Naturharze Verwendung finden können, beispielsweise Phenolformaldehydharz,
Resorcinal, Formaldehydharz, Polyesterharze, PoIyätherharze, Schellack, Lack u. dgl.
Derartige Schleifscheiben haben sich beim Schleifen sowohl von Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt tJs
auch von nichtrostendem Stahl als hochwirksam erwiesen. Ein bedeutender Vorteil der Erfindung beruht
in der Tatsache, daß man verschiedene Stahlarten schleifen kann, ohne daß die Scheibe gewechselt
werden muß und ohne, wie bekannt, Scheiben verschiedener Kornzusammensetzungen auf Lager halten
zu müssen, wobei jede einzelne nur zum Schleifen spezieller Stahlsorten geeignet ist.
Das folgende Beispiel veranschaulicht ein bevorzugtes Verfahren zum Herstellen des ernndungsgemäßen
Schleifkorns.
12er-Schleifkorn mit einem Querschnitt von etwa 1,95 mm und einer durchschnittlichen Länge von
etwa 5,25 mm wurde jeweils aus den folgenden Gemischen hergestellt.
Gemisch I Gemisch
A ί Β
A ί Β
Gemisch C
Aluminiumoxid 57,0 55,2 54,0
Zirkoniumdioxid 38,0 36,8 36,0
MnO1 0 3 5
Betonit 3 3 3
Methylcellulose 2 2 2
Das Aluminiumoxid enthielt mehr als 98% Al2O3.
Das Zirkoniumdioxid war Zirkoniumdioxid in Reaktorgüte. Das MnO1 hatte die folgenden Analysewerte: MnO1 77,7%, SiO2 9,29 %, AI8O3 2,76 %,
CaO 0,12%, MgO 0,66%, Fe2O3 3,01%.
Diese Pulver wurden alle fein zerteilt, bis Durchschnittsgrößen von weniger als 5 Mikron vorlagen.
Die Gemische A, B und C wurden jeweils wie folgt behandelt: Die Bestandteile wurden zunächst etwa
5 Minuten lang im Läufer einer Erzmühle mit einem Durchmesser von etwa 90 cm trockengemischt, dann
wurde eine ausreichende Menge Wasser zugesetzt, um der Masse eine für den Preßvorgang erforderliche
Konsistenz zu geben.
Die Masse wurde dann in eine 102-mm-Schneckenpresse
gegeben und durch eine Preßform mit einer Dicke von 6,25 mm gedrückt. Die stranggepreßten
Stangen hatten einen Durchmesser von 2,125 mm und eine Länge von 50 bis 600 mm. Die stranggepreßten
Stangen wurden in einem dampfbeheizten Drehtrockner bei einer Temperatur von etwa 1050C getrocknet
und während des Trocknens in Körner gebrochen, die im Durchschnitt etwa 6 mm lang waren.
Die getrockneten Körner wurden dann in Mengen von 50 g pro Minute in einen Schaukelofen gegeben.
Die Atmosphäre in dem Ofen war neutral. Zunächst wurde die bevorzugte Brenntemperatur derart bestimmt,
daß aus den einzelnen Gemischen bestehende Kornchargen durch die Heißzone des Ofens geleitet
wurden, in der Temperaturen von jeweils 1550, 1600, 1650, 1700 und 1750 C herrschten. Das Korn hatte
nach dem Sintern einen durchschnittlichen Querschnitt von etwa 1,75 mm und eine durschschnittliche
Länge von etwa 5,25 mm. Proben des fertigen Korns wurden Druckfestigkeitsprüfungen unterzogen, um
die Sintertemperatur maximaler Druckfestigkeit festzustellen. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden
Tabelle A angegeben.
Die Druckfestigkeit wurde mit gesinterten Kornstücken bestimmt, die eine durchschnittliche Länge
zum Durchmesser im Verhältnis von 3: 1 hatten. Das zu prüfende Korn wurde der Länge nach zwischen
zwei Backen zerdrückt und der notwendige und hinreichende Druck als Druckfestigkeit erfaßt.
Tabelle A
Tabelle A
1550 I 1600 j 1650 | 1700 | 1750
Gemisch
A
B
C
B
C
74,0
99,4
107,5
66,3
136,1
110,7
136,1
110,7
74,9
124,7
127,0
124,7
127,0
92,5
128,8
114,7
128,8
114,7
Aus der obigen Tabelle ist zu ersehen, daß durch Zusetzen von MnOs zur gesinterten Zusammensetzung
eine merkliche Erhöhung der Druckfestigkeit auftritt. Die bevorzugte Temperatur, bezogen auf die Druckfestigkeit,
liest zwischen 1ft00 nnH
Es wurden weitere Versuche unter Verwendung von Aluminiumoxid und Zirkoniumdioxid entsprechend
den vorangegangenen Angaben mit verschiedenen Mengen und Zusammensetzungen von Additiven
durchgeführt, die zur Herstellung des erfindungsgemäßen Schleifkorns geeignet sind. Die Zusammensetzung
der Gemische und die Brenntemperaturen und Druckfestigkeiten sind in der nachfolgenden Tabelle B
angegeben. Die Gemische umfaßten jeweils 3% Bentonit und 2°/0 Methylcellulose als Vorbindemittel.
| Brenn temperatur |
Druck festigkeit |
Al1O3 | Tabelle | B | K3Al | F0CoO | MnOJCrO1,- | ΜηΟ,/CoO | CaF, | |
| Versuch | 0C | kp | ZrO2 | Erz | ||||||
| Nr. | 1700 | 102,0 | 56,5 | 1 | ||||||
| 4 | 1700 | 79,4 | 55,2 | 37,5 | 3 | |||||
| 5 | 1750 | 90,7 | 54,0 | 36,8 | 5 | |||||
| 6 | 1600 | 121,1 | 55,2 | 36.0 | 3 | |||||
| 7 | 1550 | 117,9 | 54,0 | 36,8 | 5 | |||||
| 8 | 1600 | 115,6 | 51,0 | 36,0 | 10 | |||||
| 9 | 1550 | 108,9 | 55,2 | 34,0 | 1,5/1,5 | |||||
| 10 | 1600 | 117,9 | 54,0 | 36,8 | 2,5/2,5 | |||||
| 11 | 1500 | 104,3 | 51,0 | 36,0 | 5,0/5,0 | |||||
| 12 | 1750 | 111,1 | 55,2 | 34,0 | 1,5/1,5 | |||||
| 13 | 1650 | 113,4 | 54,0 | 36,8 | 2,5/2,5 | |||||
| 14 | 1500 | 102,1 | 51,0 | 36,0 | 5,0/5,0 | |||||
| 15 | 1700 | 127,9 | 55,2 | 34,0 | 3 | |||||
| 16 | 1700 | 145,2 | 54,0 | 36,8 | 5 | |||||
| 17 | 1700 | 111,1 | 51,0 | 36,0 | 10 | |||||
| 18 | 34,0 | |||||||||
Gesintertes Aluminiumoxid - Zirkoniumdioxid-Schleifkorn wurde in der im Beispiel 1 beschriebenen
Weise hergestellt, außer daß verschiedene Mengen Phillipinen-Chromerz als Additiv in der erfindungsgemäßen
Schleifmittelzusammensetzung verwendet wurden. Bei dem Aluminiumoxid und dem Zirkoniumdioxid
handelte es sich um das gleiche, das auch im Beispiel 1 verwendet wurde; sie wurden entsprechend
dem zuvor beschriebenen Beispiel fein zerteilt. Das Phillipinen-Chromerz hatte die folgenden Analysewerte: Cr2O3 35,0 Gewichtsprozent, SiO2 3,0 Gewichtsprozent,
Fe2O3 15,0 Gewichtsprozent, Al2O3
30,0 Gewichtsprozent, MgO 16,0 Gewichtsprozent, CaO 0,5 Gewichtsprozent.
Das Phillipinen-Chromerz wurde in einer Kugelmühle etwa 24 Stunden lang gemahlen. Die Mühle
war mit Aluminiumoxid ausgekleidet und es wurden Aluminiumoxidkugeln verwendet, um einen feinzerteilten
Zustand zu erreichen, wobei die durchschnittliche Partikelgröße weniger als 5 Mikron betrug. Die
Bestandteile unter Einschluß von Betonit und Methylcellulose wurden zunächst trockengemischt und dann
mit einer ausreichenden Wassermenge vermischt, um die Masse strangpreßbar zu machen. Die Masse wurde
in Stangen stranggepreßt, die einen Durchmesser von etwa 2,125 mm hatten, und in der im Beispiel 1 angegebenen
Weise getrocknet. Die nachfolgende Tabelle C gibt die Zusammensetzungen der Gemische
an, mit denen in diesem Beispiel angegebene Versuche durchgeführt wurden.
Wie zu sehen ist, war der Versuch Nr. 22 ein Vergleichsversuch mit Aluminiumoxid und Zirkoniumdioxid
ohne Zusatz von Chromerz.
Proben des jeweiligen Korns wurden durch einen Schaukelofen geschickt, wobei zur Ermittlung der bevorzugten
Brenntemperatur die Ofentemperatur zwischen 1500 und 17500C eingestellt wurde. Im Ofen
wurde eine neutrale Atmosphäre beibehalten. Nach dem Sintern wurde das Korn wie im Beispiel 1 der
Druckfestigkeitsprüfung unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle D angegeben.
| Versuch | 45 | 19 | 1550 | Durckfestigkeit (kp) | 1650 | 1700 | 1750 |
| Nr. | 20 | 103,0 | Ofentemperatur, 0C | 108,4 | 117,5 | 127,9 | |
| 21 | 113,4 | 1600 | 107,5 | 120,2 | 137,0 | ||
| 50 22 | 72,6 | 112,0 | 127,9 | 99,3 | — | ||
| 74,0 | 126,5 | 74,9 | 92,5 | 98,9 | |||
| 127,0 | |||||||
| 66,3 |
Eine nennenswerte Zunahme in der Druckfestigkeit des Schleifkorns ergibt sich bei der erfindungsgemäßen
Zugabe von Chromerz im Vergleich zum Schleifkorn ohne Chromerz als Zusatz.
| Versuch Nr. |
Al1O, | ZrO, |
CrO1-
Erz |
Bentonit |
Methyl
cellulose |
| 19 20 21 22 |
55,2 54,0 51,0 57,0 |
36,8 36,0 34,0 38,0 |
3 5 10 |
3 3 3 3 |
2 2 2 2 |
Schleifkorn in der Zusammensetzung des Versuchs Nr. 20, also Aluminiumoxid und Zirkoniumdioxid mit
5% Chromerzzusatz, wurde in der gleichen Weise wie
im Beispiel 1 in einem Schaukelofen hergestellt Die Temperatur des Schaukelofens betrug 16500C, und
die Atmosphäre war neutral. Das gesinterte Schleifkorn hatte einen durchschnittlichen Querschnittsdurchmesser von etwa 1,75 mm und eine durchschnittliche
Länge von etwa 3,5 mm. Dieses Schleifkorn wurde
209 683/310
in zwei harzgebundenen Scheiben eingesetzt, die die folgende Zusammensetzung hatten:
Volumprozent
56,0
24,2
8,03
3,45
3,05
1,21
2,56
Schleifmittel
Phenolformaldehydharz
FeS2
K2SO4
NaCl
CaO
Netzmittel
Porosität
1,50
Die Scheiben hatten eine Fertigabmessung von 40Ox 62,5 x 152 mm. Außer den das erfindungsgemäße
Korn enthaltenden Scheiben wurden zwei Vergleichsscheiben hergestellt, die normales gesintertes Aluminiumoxidkorn
mit einem durchschnittlichen Querschnitt von etwa 1,75 mm und einer durchschnittlichen
Länge von etwa 3,5 mm enthielten. Dieses Korn ist wegen seiner ausgezeichneten Schleifeigenschaften bei
nichtrostendem Stahl bekannt. Diese Scheiben wurden als Bezugsscheiben verwendet, um die Leistung zu
beurteilen. Jede Scheibe wurde bei folgenden Stahlqualitäten unter Verwendung eines Schleifautomaten
nut drei Schleifgeschwindigkeiten geprüft:
US-Qualität 304 (nichtrostend), Analyse:
0,08 % max. Kohlenstoff
2,00 °/0 max. Mangan
1,00% max. Silizium
18,00 bis 20,00% max. Chrom
8,00 bis 12,00 % max. Nickel
0,08 % max. Kohlenstoff
2,00 °/0 max. Mangan
1,00% max. Silizium
18,00 bis 20,00% max. Chrom
8,00 bis 12,00 % max. Nickel
US-QualitätC 1045, Analyse:
0,43 bis 0,50 % Kohlenstoff
0,60 bis 0,90 °/0 Mangan
0,43 bis 0,50 % Kohlenstoff
0,60 bis 0,90 °/0 Mangan
0,04% max. Phosphor
0,05% max. Schwefel
0,05% max. Schwefel
Der Schieifdruck betrug 251 kp, und mit jeder Scheibe wurde insgesamt 8 Minuten lang bei einer
Scheibengeschwindigkeit von 3750 m/Min, beim Stahl C1045 und von 2850 m/Min, beim nichtrostenden
Stahl 304 geschliffen. Die Ergebnisse sind als das Verhältnis des Gewichts der Metallabnahrnc (A/) zum
Gewicht des Scheibenverlusts (W) zusammengefaßt.
| 5 Kornart | Nicht rostender Stahl M/W "U der Bezugsscheibe |
100 | Stahl MIW 0U der Bezugsscheibe |
100 |
| Gesintertes Aluminium- 10 oxid |
52,8 | 99 | 21,8 | 198 |
| Aluminiumoxid-Zirkoni- umoioxid + 5% Cr2O3- Erz |
52,4 | 43,1 |
Wie das Beispiel zeigt, erbringt das gesinterte Aluminiumoxid-Zirkoniumdioxid-Schleifkorn
mit dem erfindungsgemäßen Zusatz im wesentlichen genau so gute Werte wie die Bezugsscheibe beim Schleifen des
nichtrostenden Stahls US 304 und führt beim Schlei-
ao fen des Stahls US C 1045 zu wesentlich besseren Ergebnissen
als die Bezugsscheibe.
Darüber hinaus sind die A//W-Verhältnisse der
Scheiben, die das erfindungsgemäß hergestellte Schleifkorn enthalten, wesentlich besser als die M/W-Ver-
»5 hältnisse, die normalerweise für Scheiben angegeben
werden, die erschmolzenes I2er-Aluminiumoxid-Zirkoniumdioxid-Schleifkorn
enthalten; dabei ist dieses Schleifkorn als ein hochgradig überlegenes Korn zum Schleifen von Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt angesehen
worden.
Aus der vorangegangenen Beschreibung und den angegebenen Zahlen ist zu ersehen, daß das erfindungsgemäß
hergestellte Schleifkorn die Eigenschaften eines »Universah-Korns besitzt, zumindest was Schleifen
von nichtrostenden Stählen und Stählen mit hohem ^ Kohlenstoffgehalt anbetrifft. Somit ist — gegenüber
dem Stand der Technik — beim Übergang vom Schleifen nichtrostenden Stahls zum Schleifen von
Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt kein Schleifscheibenwechsel mehr erforderlich.
Die Größe und die Form des Korns können dem Verwendungszweck entsprechend geändert werden,
und die Verwendung ist nicht auf gebundene Schleifkörper beschränkt, sondern kann auch beschichtete
Schleifgegenstände betreffen.
Claims (11)
1. Gesintertes Schleifkorn aus Aluminiumoxid und Zirkoniumdioxid, dadurch gekennzeichnet,
daß es ein Additiv aus der Gruppe der Erdalkalioxide und -halogenide, Natriumaluminiumfluorid,
Kaliumaluminiumfluorid, Chromoxide, Manganoxide und Kobaltoxide, Aluminium-,
Mangan-, Kobalt- und Chromhalogenide einzeln oder zu mehreren enthält.
2. Schleifkorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv von 1 bis 10 Gewichtsprozent
der Zusammensetzung einnimmt.
3. Schleifkorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv etwa 5 Gewichtsprozent
der Zusammensetzung einnimmt.
4. Schleifkorn nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv Manganoxid
umfaßt.
5. Schleifkorn nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv Chromoxid
umfaßt.
6. Schleifkorn nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv Kobaltoxid
umfaßt.
7. Schleifkorn nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv Calciumfluorid
umfaßt.
8. Schleifkorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es 52 bis 58% Aluminiumoxid, 34
bis 38% Zirkoniumdioxid, 1 bis 10% des Additivs und etwa 3% eines Bindemittels umfaßt.
9. Schleifkorn nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Korn einen
gleichförmigen geometrischen Querschnitt und ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser im Durchschnitt
von mindestens 2: 1 hat.
10. Verfahren zum Herstellen gesinterten Schleifkorns nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Gemenge, bestehend aus feinverteilten Partikeln der vorgenannten Zusammensetzungen,
stranggepreßt, getrocknet und zu Korn geformt wird und anschließend dieses
Korn im Temperaturbereich zwischen 1500 und 17500C für eine für den Sinterprozeß jedes einzelnen
Korns ausreichende Zeit gesintert wird, wobei das Korn vorzugsweise ein durchschnittliches
Mindestverhältnis von Länge zu Durchmesser von 2: 1 besitzen soll.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß das durchschnittliche Mindestverhältnis den Wert von 3: 1 nicht überschreitet.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US71119668A | 1968-03-07 | 1968-03-07 | |
| US71119668 | 1968-03-07 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1908475A1 DE1908475A1 (de) | 1969-11-13 |
| DE1908475C true DE1908475C (de) | 1973-01-18 |
Family
ID=
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