DE2160705B2 - Schleifmittel mit hoher Kornzähigkeit und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Schleifmittel mit hoher Kornzähigkeit und Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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Description
Die Herstellung feinkristalliner Schleifmittelkörnungen mit hoher Kornzähigkeit, die zu Schleifkörpern
mit hoher Standfestigkeit verarbeitet werden sollen, geschieht normalerweise so, daß man eine
Schmelze der gewünschten Zusammensetzung, die aus reinem Aliminiumoxyd, aus einer Mischung von Aluminiumoxyd
und Chromoxyd, Aluminiumoxyd und Titanoxyd, Aluminiumoxyd und Zirkonoxyd und evtl.
noch anderer Stoffe oder Kombinationen dieser Stoffe
besteht, durch Ausgießen aus dem Schmelzgefäß rasch abkühlt. Zur Beschleunigung des Abkühlens wurden
mehrere Verfahren vorgeschlagen.
So ist es möglich, durch Abgießen in kleine Formen ein schnelles Abkühlen zu erreichen (US-Patent
1192709 vom 1. 12. 1914).
Nach anderen Vorschlägen wurde die Schmelze in dünner Schicht auf eine wassergekühlte Eisenplatte
gegossen (Deutsche Patentschrift 1259762 vom 12. 4. 1962).
Ebenso soll das Aufgießen auf kalte Stücke des
gleichen Materials zu rascher Abkühlung und damit zu einem Schleifmittel mit hoher Kornzähigkeit führen
(Deutsche Offenlegungsschrift 1918759 vom 8. 4. 1969).
Die deutsche Patentanmeldung P 2205436.0-45 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung geschmolzener
Schleifmittel, bei der die Schleifmittelschmelze auf Kühlkörper gegossen wird, wobei diese Kühlkörper
vorzugsweise kugelige Gestalt haben und aus ferromagnetischem Material bestehen und deren Wärmekapazität
so gewählt wird, daß sie nicht schmelzen, bevor die Schleifmittelschmelze erstarrt.
Betrachtet man den Abkühlungsvorgang einer Schmelze genauer, so kann man ihn in zwei wesentliche
Phasen zerlegen:
1. Das Erstarren bei konstanter Temperatur unter Ableitung der Erstarrungswärme.
2. Das weitere Abkühlen vom Schmelzpunkt auf Raumtemperatur.
Zur Erzielung eines feinkristallinen Gefüges muß die Schmelze schnell erstarren. Ein feinkristallines
Gefüge ist notwendig, da nur dieses ein Schleifmaterial mit hoher Kornzähigkeit ergibt.
Der Einfluß der weiteren Abkühlung des erstarrten Materials von der Schmelztemperatur bis auf Raumtemperatur
ist bisher offensichtlich vernachlässigt worden. Alle bisher vorgeschlagenen Verfahren trennen
die beiden erwähnten Phasen der Abkühlung nicht. Ein schnelles Erstarren bedingte immer auch
ein schnelles Abkühlen auf Raumtemperatur.
Es wurde nun gefunden, daß man ein Schleifmaterial mit besonders hoher Kornzähigkeit erhält, wenn
man das Erstarren und das weitere Abkühlen mit verschiedenen Geschwindigkeiten ablaufen läßt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines mikrokristallinen Korund-Schleifmittelkornes
ist dadurch gekennzeichnet, daß man eine schnelle Erstarrung aus der Schmelze mit einer langsamen weiteren
Abkühlung im festen Zustand verbindet.
ίο Dieses läßt sich dadurch erreichen, daß man die
Schmelze auf vorgelegte Stücke eines Materials schüttet, das in der Lage ist, die Erstarrungswärme der
Schmelze zu speichern, indem es seinerseits schmilzt, und das diese Wärme dann als Erstarrungswärme bei
is konstanter Temperatur langsam wieder abgibt.
Durch das verlangsamte Abkühlen, das als Tempervergang
verstanden werden kann, der unmittelbar an das Erstarren angeschlossen ist, erhält man ein Material
mit einem besonders störungsannen Gefüge,
d. h. mit einem Gefüge, das im polierten Anschliff keine Risse zwischen den und durch die Kristallite erkennen
läßt. Dieses Material besitzt als Schleifkorn eine besonders hohe Kornzähigkeit. Die erfindungsgemäßen
Schleifmittel zeichnen sich somit auch durch ein besonders störungsarmes Gefüge aus.
• Wenn man die Gußform mit dem erstarrten Schleifmaterial zusätzlich thermisch isoliert, kann man
den Effekt noch verstärken. Man kann hierzu Tonerde, Koksgrus oder ähnliche isolierende Stoffe verwenden.
Als Wärmespeicherstoff verwendet man zweckmäßigerweise ein Material, das sich leicht wieder vom
Schleifmaterial trennen läßt, z. B. Eisen oder eine Eisenlegierung, die mittels Magnetscheider entfernt
werden kann.
350 kg flüssiger Korund mit ca. 3% Titanoxyd (Normalkorund) werden in eine Gußform aus Stahl
abgegossen, in der sich 130 kg 4-8 cm große Stücke einer magnetischen Eisen-Silizium-Legierung befinden,
wie sie bei der Normalkorund-Herstellung anfällt. Nach dem Eingießen und Erstarren wird die
Oberfläche des Korundes sofort mit einer Schicht Koks abgedeckt.
Nach dem Erkalten wird der Korund aus der Gußform entnommen und in üblicher Weise auf Schleifkorn
verarbeitet. Dabei wird die Eisenlegierung teilweise aussortiert und teilweise mittels Magnetscheider
so entfernt.
Die aus diesem Prozeß stammenden Körnungen Nr. 12, 14 und 16 nach der Korngrößen-Norm der
FEPA (Federation Europeenne des Fabricants des Produits Abrasifs) hatten folgende Schüttgewichte
und folgende Kornzähigkeiten (beide bestimmt nach den gültigen Vorschriften der FEPA):
Korn-Nr.
14
16
Schüttgewicht in g. 1 2000 1945
Kornzähigkeit Ig ζ = 4,00 3,59
1895 3,29
Tempert man das Korn nach dem Zerkleinern zusätzlich 1 Stunde bei 130()c C, so erhält man folgende
Kornzähigkeiten:
Korn-Nr.
14
16
Kornzähigkeit Ig ζ = 4,50
3,96
3,65
Vergleichsweise hat ein normal abgegossener mikrokristalliner Korund der gleichen Zusammensetzung
und Körnungen im Durchschnitt folgende Schüttgewichte und Kornzähigkeiten:
Korn-Nr.
14
16
Schüttgewicht in g/l 2100 2070 2050
Kornzähigkeit Ig z= 3,36 3,36 3,15
Es tritt also durch das Verfahren laut der Erfindung eine beträchtliche Erhöhung der Kornzähigkeit ein.
220 kg flüssiger Zirkonkorund mit ca. 2,5% Titanoxyd
und ca. 25% Zirkonoxyd werden in eine Gußform aus Stahl abgegossen, in der sich 130 kg 4-8 cm
große Stücke einer magnetischen Eisen-Silizium-Legierung befinden, wie sie bei der Normalkorund-Herstellung
anfällt. Nach dem Eingießen und Erstarren wird die Oberfläche des Korundes sofort mit einer
Schicht Koks abgedeckt.
Nach dem Erkalten wird der Korund aus der Gußform entnommen und in üblicher Weise auf Schleifkorn
verarbeitet. Dabei wird die Eisenlegierung teilweise aussortiert und teilweise mittels Magnetscheider
entfernt.
Die aus diesem Prozeß stammenden Körnungen Nr. 10, 14 und 20 nach der Korngrößen-Norm der
FEPA hatten folgende Schüttgewichte und Kornzähigkeiten:
Korn-Nr. 10 14 20
IU Schüttgewicht in g/l 2418 2378 2357
Kornzähigkeit Ig ζ = 5,40 4,98 4,28
Vergleichsweise hat normal abgegossener Zirkonkorund der gleichen Körnungen im Durchschnitt folgende
Schüttgewichte und Kornzähigkeiten:
Korn-Nr.
14
20
Schüttgewicht in g/I 22 Iu 2150 —
Kornzähigkeit Ig ζ = 4,34 4,34 —
Es tritt also durch das Verfahren laut der Erfindung eine beträchtliche Erhöhung der Kornzähigkeit
ein.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung eines mikrokristallinen oxidischen Schleifmittelkorns mit hoher Kornzähigkeit, bei dem man eine schnelle Erstarrung der Scbleifniittelschmelze durch Ausgießen derselben auf ein aus Eisen oder Eisenlegierung bestehendes Kühlmaterial vornimmt, dadurch gekennzeichnet, daß dieses dabei schmilzt und die Erstarrungswärme der Schleifmittelschmelze als Schmelzwärme aufnimmt.
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