DE2205436C3

DE2205436C3 - Verfahren zur Herstellung geschmolzener Schleifmittel

Info

Publication number: DE2205436C3
Application number: DE19722205436
Authority: DE
Inventors: John Kenneth West Boylston Mass. Shurie (V.StA.)
Original assignee: Norton Co., Worcester, Mass. (V.StA.)
Priority date: 1971-02-04
Filing date: 1972-02-03
Publication date: 1977-03-17

Description

volumen zu Schleifmittelvolumen zwischen 1:1 und 3:1 liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkörper aus Eisen, Kobalt, Nickel oder deren Legierungen bestehen.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkörper bei 538⁰C tine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 22,3 Kcal/ h · m · ⁰C haben.

gekennzeichnet, daß das Verhältnis Kühlkörper- ao Kühlkörper. Wenn eine hohe Wärmekapazität be-

sonders wünschenswert ist, können die Kühlkörper aus einem Kern aus einem Material mit hoher Wärmekapazität bestehen, der von einem anderen Material umgeben ist.

Überraschenderweise brauchen die Kühlkörper keinen über der Temperatur der Schleifmittelschmelze liegenden Schmelzpunkt zu haben. Die Wärmekapazität und die Menge der Kühlkörper kann so gewählt werden, daß sie nicht schmelzen, bevor die Schleifmittelschmelze erstarrt.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders zur

schnellen Abkühlung von Schmelzen der neuen Mischschleifmittel, wie der Gemische aus Aluminiumoxid

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abkühlen und Zirkondioxid, geeignet. Es kann bei allen aluvon geschmolzenen aluminiumoxidhaltigen Schleif- 35 miniumoxidhaltigen oder anderen geschmolzenen mitteln, die bei Temperaturen über 1700° C vergossen Schleifmitteln eingesetzt werden, wenn eine rasche werden. Abkühlung der Schmelze erforderlich ist. Weitere

Die Regelung der Abkühlungsgeschwindigkeit von aluminiumoxidhaltige Schleifmittel sind Spinell-Schleif-Schleifmittelschmelzen dient in der Schleifmittel- mittel, Spinell-Zirkondioxid-Schleifmittel, reines geindustrie zur Steuerung des Kristallwachstums in den 4° schmolzenes Aluminiumoxid oder Aluminiumoxid Produkten. modifiziert durch geringe Mengen der üblichen Oxide.

Aus der DT-OS 19 18 759 ist ein Verfahren be- Obgleich die Form der Kühlkörper sehr verschieden

kannt, bei dem das geschmolzene Schleifmittel auf sein kann, sollten sie eine einheitliche Größe und vor-Brocken einer bereits erstarrten Schmelze des gleichen zugsweise eine kugelige Gestalt haben, weil solche oder eines ähnlichen Materials gegossen wird, die sich 45 Körper sich unter Bildung eines berechenbaren Zwiin einer Gußform für Eisen oder einem anderen ge- schenkörpervolumens für die Aufnahme der Schleifeigneten Behälter befinden. Nach dem Erstarren wird mittelschmelze zusammenlagern und leicht auf medabei die Masse zerkleinert und die erhaltenen chanischem Wege aus der rohen erstarrten Schmelze Brocken geeigneter Größe wieder als Kühlmittel für abgetrennt werden können. Wenn die Kühlkörper die nächste Schmelze verwendet, während das restliche 5° ferromagnetisch sind, können sie auch auf magne-Produkt für die Verwendung bei der Herstellung von lischem Wege abgetrennt werden,
überzogenen und gebundenen Schleifmitteln oder als Einfaches gleichmäßiges Schütten gleich großer

Rommel- oder Putzstrahlmittel auf Schleifkorngröße Kugeln in einem Behälter kann ein Zwischenkörperzerkleinert wird. Bei diesem Verfahren sind der Ab- volumen von bis zu 37% ergeben, während das kühlungsgeschwindigkeit Grenzen gesetz*. und es 55 Zwischenkörpervolumen bei dichtest möglicher Pakerfordert den Wiedereinsatz eines Produktes, das ver- kung 26% beträgt. Das Verhältnis des Volumens der

kauft werden könnte. Das Wiedereinsetzen von Produkt hat in einer Reihe von Fällen als Folge des wiederholten Erhitzens und Abkühlens nachteilige Wirkungen auf das erhaltene Produkt.

Bein,, erfindungsgemäßen Verfahren werden diese Schwierigkeiten vermieden. Es gestattet eine exakte Regelung der Abkühlungsgeschwindigkeit, ohne daß die Vorteile des bekannten Verfahrens verlorengehen.

Kühlkörper zum Volumen des Schleifmittels liegt somit bei Kugeln einheitlicher Größe je nach der Dichte der Packung theoretisch zwischen 1,7:1 und 3:1. Das Verhältnis des Kühlkörpervolumens zum Schleifmittelvolumen kann über diese Grenzwerte hinaus nach beiden Seiten durch die Verwendung nicht kugelförmiger Körper und/oder durch die Verwendung von Kühlkörpern unterschiedlicher Größe

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum 65 verändert werden. Wenn eine sehr schnelle Abkühlung

schnellen Abkühlen von Schmelzen von Oxid-Schleif- erreicht werden soll, sollte dieses Verhältnis so hoch

mitteln, bei dem das geschmolzene Schleifmittel auf wie möglich sein, und die Kühlkörper sollten so klein

dicht gepackte Brocken gegossen wird, die aus einem wie möglich sein, jedoch noch das Fließen der Schmelze

in die Hohlräume zwischen den gepackten Kühlkörpern zulassen. Unter den bei einer bestimmten Schmelze gegebenen Bedingungen dringt die flüssige Schmelze nur eine bestimmte Strecke in das Kühlkörperbett ein, bevor sie erstarrt und ein weiteres Eindringen verhindert. Somit ist, obgleich in einem sehr tiefen Bett eine große Menge an Kühlkörpern vcjhanden sein kann, die Menge der wirklich wirksamen kühlend auf die Schmelze einwirkenden Kühlkörper, abhängig von den genannten Bedingungen in den oben diskutierten Grenzen festgelegt. Gute Ergebnisse wurden mit Metallkühlkörpern und einem Verhältnis von Kühlkörpervolumen zu Schleifmittelvolumen von 1,5:1 bis 1:1 erhalten. Das Eindringen der Schmelze in die Zwischenräume kann durch einen in die Kühlkörper hineinragenden verlorenen Kopf oder durch Anlegen von Vakuum an die Gießform unterstützt werden. Obgleich durch eine stärkere Überhitzung des geschmolzenen Schleifmittels ein tieferes Lindringen der Schmelze in das Kühlkörperbett erreicht werden kann, ist dieser Weg ungünstig, da er die Abkühlungsgeschwindigkeit erhöht und bei zu starker Überhitzung die Gefahr besteht, daß die Kühlkörper schmelzen. Ein Schmelzen der Kühlkörper ist nicht erwünscht, da dadurch die Abtrennung und Gewinnung des Produktes sehr erschwert wird.

Nach dem Trennen von erstarrtem Schleifmittel und Kühlkörpern wird das Schleifmittel in der üblichen Weise zu Schleifkorn verarbeitet. Die Kühlkörper läßt man auf Raumtemperatur abkühlen und verwendet sie erneut.

Eine Ausführungsform der Erfindung soll nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden.

F i g. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Schleifmittelschmelze 10, die in eine Gußform 11, die ein Bett Gußeisenkugeln 12 enthält, gegossen wird;

F i g. 2 zeigt einen Schnitt durch eine Form 21 mit einem Kühlkörperbett 22 und einem verlorenen Kopf 23 zur Verbesserung des Eindringens der Schmelze in das Kühlkörperbett;

F i g. 3 zeigt einen Schnitt durch eine Form 31 mit einem Bett aus Kugeln 33 und einer durchlöcherten Bodenplatte 34, durch die ein Raum 35 gebildet wird, an den zur Verbesserung des Eindringens der Schmelze über die öffnung 36 und die Leitung 37 Vakuum angelegt werden kann.

Beispiel

In einem Schmelzofen wurde nach dem üblichen Lichtbogenverfahren eine 25 Gewichtsprozent Zirkondioxid enthaltende Aluminiumoxidschmelze hergestellt. Die Schmelze wurde in mit Kugeln verschiedener Größe aus unlegiertem Stahl gefüllte Gußformen gegossen. Die gefüllte Form enthielt 66,7 kg Kugeln mit einem Durchmesser von 25,4 mm. Das Volumen der Form betrug ungefähr 14,2 Liter, die Tiefe ungefähr 20 cm. Umschichtig wurde eine Gußform mit einem Volumen von 85 Liter und einer Tiefe von 51 cm verwendet, wobei mit verschiedenen Größen von Stahlkugeln die in der Tabelle zusamengestellten Ergebnisse erhalten wurden.

Bei spiel	Zusammensetzung der Schmelze	Durch messer der Kugeln	Durch schnittliche Größe der Aluminium oxid-Primär kristalle
		(mm)	(μπι)
I	75% Al₂O₃; 25% ZrO₂	12,7	18 bis 20
II	75⁰ZAl₂O₃^⁰ZZrO₁	25,4	20 bis 26
III	99%A1₂O₃	25,4	76
IV	75% Al₂O₃; 25% ZrO₂	44,4	24
V	75% Al₂O₃; 25% ZrO₂	50,8	25 bis 31

Die angegebenen Kristallgrößen sind die der zuerst ausgeschiedenen Phase, also Aluminiumoxidkristalle. Die meisten Aluminiumoxidkristalle sind Dendriten, und die angegebenen Meßwerte sind die Breite der Dendriten. Die Kristallgröße ist von der Größe der Gußförm unabhängig, sie hängt hauptsächlich von der Größe der Kugeln und dem Material der Kugeln ab.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden höhere Ausbeulen an verwendbarem Schleifmittel erhalten als bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren.

Andere Kühlkörpermaterialien, die mit Erfolg verwendet wurden, sind nach bevorzugter Verwendung geordnet, Gußeisen, Graphit, Koks und Kupfer.

Die besten Materialien für die Kühlkörper sind nicht mit der Schmelze reagierende Metalle mit Schmelzpunkten über 1000° C. Die Kugeln sollten vorzugsweise eine größere Dichte haben als das Schleifmittel. Eisen, Kobalt und Nickel und deren Legierungen sind für das erfindungsgemäße Verfahren hervorragend geeignete Kugelmaterialien.

Rostfreier Stahl, geeignet in Fällen, in denen eine möglichst schnelle Abkühlung nicht erforderlich ist, ist ein weniger wirksames Kugelmaterial, da sein Wärmeübergangskoeffizient K uci 548° C weniger als 14,9 Kcal/m -!1-⁰C beträgt. Zur Erzielung optimaler Ergebnisse müssen die Kugelmaterialien einen Wärmeübergamgskoefnzienten K von wenigstens 22,3 Kcal/ m · h · "C haben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: anderen Material bestehen als die Schleifmittelschmelze, die mit dem Schleifmittel nicht in Reaktion treten und die einen mittleren Durchmesser zwischen etwa 10 und 50 mm haben. Erfindungsgemäß wird eine dicht gepackte Masse von Kühlbrocken mit einer anderen Zusammensetzung als die Schmelze verwendet. Die Kühlkörper, es können beispielsweise Kugeln mit einem Durchmesser zwischen 10 und 50 mm sein, dürfen die

1. Verfahren zum Abkühlen von geschmolzenen Oxid-Schleifmitteln, bei dem die Schleifmittelschmelze auf stückiges Material gegossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze auf dicht gepackte, einen mittleren

Durchmesser zwischen 10 und 50 mm aufweisende

Stücke eines nicht mit dem Schleifmittel in Reak- io Schmelze nicht dadurch verunreinigen, daß sie mit tion tretenden Materials, das eine andere Zu- dieser reagieren und müssen auf einfache Weise

mechanisch vom Produkt getrennt werden können. Damit sie ein schnelles Erstarren der Schmelze bewirken, sollen die Kühlkörper eine bessere Wänneleitfähigkeit haben als das Schleifmittel, vorzugsweise wenigstens 0,03 cal/s-cm · ⁰K bei der Erstarrungstemperatur des geschmolzenen Schleifmittels. Graphit und Metalle mit einem Schmelzpunkt über 1000⁰C sind bevorzugte Materialien für die Herstellung der

sammensetzung hat als die Schleifmittelschmelze, gegossen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stücke kugelförnrg sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material ferromagnetisch ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch