DE2160705C3

DE2160705C3 - Schleifmittel mit hoher Kornzähigkeit und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE2160705C3
Application number: DE19712160705
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Chem. Dr. Hans Rudolf 7881 Oberhof Mueller
Original assignee: HERMANN C STARCK BERLIN 1000 BERLIN DE
Current assignee: HERMANN C STARCK BERLIN 1000 BERLIN DE
Priority date: 1971-12-07
Filing date: 1971-12-07
Publication date: 1981-07-30
Also published as: FR2164330A5; ATA1036972A; DE2160705A1; GB1421174A; AT335304B; DE2160705B2

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 AIu-(miniumoxyd und Chromoxyd, Aluminiumoxyd und Titanoxyd, Aluminiumoxyd und Zirkonoxyd und evtl. noch anderer Stoffe oder Kombinationen dieser Stoffe besteht, durch Ausgießen aus dem Schmelzgefäß rasch jabkühlt. 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 1259 762 vom 12. 4. 1962).

Ebenso soll das Aufgießen auf kalte Stücke des gleichen Materials zu rascher Abkühlung und damit tu einem Schleifmittel mit hoher Kornzähigkeit führen (Deutsche Offenlegungsschrift 19187Ϊ9 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 ferro- »magnetischem 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 feinknstallinen 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 Konind-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 konstanter Temperatur langsam wieder abgibt.

Durch das verlangsamte Abkühlen, das als Tempervorgang verstanden werden kann, der unmittelbar an das Erstarren angeschlossen ist, erhält man ein Material mit einem besonders störungsarmen 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.

Beispiel 1

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/l 2000
Kornzähigkeit Ig ζ = 4,00

1945
3,59

1895
3,29

Tempert man das Korn nach dem Zerkleinern zusätzlich 1 Stunde bei 1300° 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:

Kom-Nr.

14

16

Schüttgewicht in g/i 2100 2070 2050

Kornzähigkeit Ig ζ = 3,36 3,36 3,15

korn 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:

Kom-Nr. 10 14 20

Es tritt also durch das Verfahren laut der Erfindung in Schüttgewicht in g/l 2418 eine beträchtliche Erhöhung der Kornzähigkeit ein. Kornzähigkeit Ig ζ = 5,40

2378
4,98

2357
4,2S

Beispiel 2

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 Schleif-Vergleichsweise hat normal abgegossener Zirkonkorund der gleichen Körnungen im Durchschnitt folgende Schüttgewichte und Kornzähigkeiten:

Kom-Nr.

14

20

Schüttgewicht in g/l 2210
Kornzähigkei Ig ζ = 4,34

2150

4,34

Es tritt also durch das Verfahren laut der Erfindung eine beträchtliche Erhöhung der Kornzähigkeit ein.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung eines mikrokristallinen oxidischen Schleifmittelkorns mit hoher Kornzähigkeit, bei dem man eine schnelle Erstarrung der Schleifmittelschmelze 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.