DE2212311C3 - Verfahren zur Herstellung oxidischer Schleifmittel mit definierter Kristallgröße - Google Patents

Description

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nungsklasse sowohl gegenüber dem Stand der Technik Es wurden im Falle der 30-mm-Kugeln 74% kubials auch gegenüber dem älteren Vorschlag wesentlich sches, dichtes Korn der FEPA-Körnungen 6 bis 20

verbessert werden konnte. erhalten, das eine Kristallgröße der eutektoid zerfal-

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver- letien Mischkristalle von 6 bis 25 um hatte. Bei den fahrens wird zuerst wie üblich in einem kipp- oder s 60-mm-Kugeln wurden 69% kompaktes Korn der abstechbaren elektrischen lichtbogenofen das auf das FEPA-Norm 6 bis 20 mit Kristallgrößen der eutektoid Schleifmittel zu verarbeitende Rohmaterial - vor- zerfallenen Mischkristalle von 12 bis 38 um erhalten, zugsweise Bauxit, Bayer-Tonerde, Korund, Zirkoni- Der Vergleichsguß ergab nur 48 % verwertbares Korn umoxid, Zirkonsand oder deren Gemische gegebe- der FEPA-Norm 6 bis 20 mit Kristallgrößen der zernenfalls unter Zugabe von Koks, Gußeisenspänen, ίο fallenenMichkristalle von 10 um bis über 800 um fe-Magnesiumoxid, Titandioxid, Stabilisatoren und so derförmiger Aggregate. Die Kiistallgrößenverhältweitereingeschmolzen und auf Schmelztemperatur nisse lagen bei l:4bzw. 1:3,17; beim Vergleichsguß gehalten, bis eventuelle chemische Reaktionen been- jedoch bei 1:80. Die Zusammensetzung dieses det sind; dann wird erfindungsgemäß die Schmelze Schleifmittels ist nahezu eutektisch, daher sind die in eine Gießpfanne überführt und dann in die is Einzeikristalle äußerst klein (bis 1 \un).
Schmelze rasch die Kühlkörper eingeworfen. Die Bei höherer Temperatur ist jedoch ein Al₂O₃-Schmelze erfüllt nun die Zwischenräume zwischen den ZrO₂-Mischkristall beständig, der bei Erkalten eutek-Kühlkörpem innerhalb der gesamten Gießpfanne und toid zerfällt, seine kubische Form im Umriß aber beierstarrt in extrem kurzer Zeit, was zu einem sehr en- behält. Die Größe dieser quasikubischen Kristalle ist gen Kristallgrößetj-Bereich führt. Dieser erstarrte 20 für die Qualität der Schleifkörner bestimmend. Sie Körper wird aus der Pfanne genommen und zerschia- wurde daher für die mikroskopische Krisiallgrößengen oder gebrochen, woraufhin ferromagnetische bestimmung im Anschliff bewertet. Dasselbe gilt auch Kühlkörper mit Hilfe eines Magnetscheider^ von dem für die oktaedrischen Kristalle der Spinellkorund-Schleifmittel getrennt werden. Bei nicht-ferroma- Schleifmittel, z.B. MgO-Al₂O₃-Spinell in Al₂O₃-gnetischen Metallkörpern erfolgt die Abtrennung auf 25 ZrO₂-Matrix, die ebenfalls beim Abkühlen der einem Lattenrost. Das Schleifmaterisi wird nach ei- Schmelze eutektoid zerfallen,
nem Vorbrechen der üblichen Prallzerkleinerung un- Um die Überlegenheit des erfindungsgemäßen terworfen und ergeben dabei ein kompaktes Schleif- Verfahrens zu veranschaulichen, wurden die erhaltekorn mit überraschend hoher Ausbringt"";* von bis zu nen Schleifkörner der ausgesiebten Fraktion nach 75% der Schleifkorn-Fraktionen 6 bis 20 nach 30 FEPA14 einem modifizierten FEPA-Test unterzogen FEPA-Norm. Die erhaltenen maximalen Kristallgrö- und Werten von Schleifkörnern gleicher Zusammenßen sind höchstens 20maI größer als d:~. kleinsten Kri- setzung und vorbekannter Herstellungsverfahren gestalle. Meist wird jedoch das Größenverhältnis 1:10 genübergestellt. Das Kugelmühlenverfahren zur Benicht überschritten, während bei dsn b^;-;herigen Ver- Stimmung der Kornzähigkeit von losem Schleifkorn fahren die Größenverhältnisse über 1:50 liegen. 35 nach der Methode der Forschungsgemeinschaft

Die Erfindung wird an folgendem Beispiel weiter Schleifscheiben im Verein Deutscher Schleifmittelerläutert, -r werke e.V., technischer Forschungsausschuß (Juni

1962) mußte zur Prüfung der erfindungsgemäßen

Beispiel Schleifkörner durch den Einbau von «ici 120° ver-

1200 kg Bayer-Tonerde wurden mit 800 kg Zir- 40 setzten Hubleisten über die ganze Kugelmühlenlänge

konerde und 20 kg Titanoxid im Lichtbogenofen ein- modifiziert werden, da sich wegen der bisher unbe-

geschmolzen und die Schmelze so in 2 Stahlgußpfan- kannt hohen Zähigkeit der erhaltenen Schleifkörner

nen von je 2501 Volumen abgegossen, daß diese halb die Chromstahlkugeln beim genormten Verfahren mit

gefüllt waren. In eine dritte »50-1-Pfanne wurde eine einer Schleifmittel-Pulverschicht überzogen und der

ca. 3 cm dicke Schmelzschicht abgegossen. Etwas 43 V₃-Kornzerfall auch nach 20000 Umdrehungen noch

Schmelze verblieb zum besseren Anfahren im Ofen. nicht erreicht wurde. Beim modifizierten Verfahren

In die erste Pfanne wurden dann über eine Blechrinne wird dies vermieden und man erhält bei annehmbaren

in rascher Folge 30-mm-Eisenkugeln, in die zweite Umdrehungszahlen vergleichbare Werte. Diese waren

Pfanne auf gleiche Weise 60-mm-Eisenkugeln bis zum für nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herge-

Pfannenrand geschüttet. Dabei stieg die Schmelze in so stellte Schleifkörner 9050 und für Schleifkörner, die

beiden Fällen bis knapp unter den Pfannenrand und durch Aufgießen der Schmelze auf Klumpen erhalten

erstarrte sofort. worden sind (DE-OS 1918759) nur 8100.

Claims (6)

1 2 abgekühlt werden. Dieses Verfahren erfordert hohe Patentansprüche: Anlagekosten und läßt nur eine geringe Gußge schwindigkeit zu, die jedoch wegen der hohen

1. Verfahren zur Herstellung eines oxidischen Schmelztemperatur und den damit verbundenen Schleifmittels mit definierter Kristallgröße, insbe- 5 Wärmeveriusten durch Abstrahlung nur schwer einsondere mit maximaler Kristallgröße des Schleif- gehalten werden kann; außerdem ist der Mengenmittels, die den 20fachen, vorzugsweise den 1Ofa- durchsetz je Zeiteinheit sehr gering. Nach der DE-OS chen Wert der minimalen Kristallgröße nicht 1918759 wird die Schmelze auf eine Masse von überschreitet, dadurch gekennzeichnet, daß Klumpen gleicher Zusammensetzung wie jener der man zur Abkühlung der abgegossenen, aber noch io Schmelze gegossen, deren Größe zwischen 6,3 und flüssigen Schmelze metallische Formkörper zugibt 609,6 mm liegt. Bei einem Gewichtsverhältnis der und die metallischen Formkörper von der erstarr- Klumpen zur Schmelze zwischen 0,35 und 2,0 soll die ten Schmelze nach Schlagzerkleinerung des Blök- durchschnittliche Korngröße unter 100 μια liegen, kes abtrennt. Dieses Verfahren erzielt wohl eine relativ rasche Er-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- is stamingder Schmelze und erlaubt auch größere Gußkennzeichnet, daß als Formkörper Kugeln, Rund- gewichte, hingegen streuen die Kristallgrößen der erstangenabschnitte, Profilstangenabschnitte oder starrten Schmelze in einem weiten Bereich ober- und Würfel mit abgerundeten Kanten verwendet wer- unterhalb der durchschnittlichen Kristallgröße, die als den. arithmetisches Mittel der Größe der vorliegenden

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge- 20 Kristalle bestimmt wird. Ein weiter Streubereich der kennzeichnet, daß Formkörper gleicher geometri- Kristallgröße ist ungünstig, weil sowohl das Ausbrinscher Form und gleicher Größe verwendet wer- gen an verwertbarem Korn absinkt als auch dieses den. selbst nicht die günstige Schleifwirkung eines feinkri-

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge- stallinen Kornes mit engem Streubereich und ohne kennzeichnet, daß ferromagnetische Formkörper 25 ausgeprägte Vorzugsrichtung der Kristallisation erverwendet werden. bringt. Die Erzeugung eines Schleifmittels mit defi-

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch ge- nierter Kristallgröße, d. h. mit einem geringen Verkennzeichnet, daß die Formkörper von der er- hältnis kleinster zu größter Kristallgröße, ist auch mit starrten Schmelze nach der Schlagzerkleinerung diesem Verfahren nicht möglich.

des Blockes durch Magnetscheidung oder durch 30 Aufgabe der Erfindung ist nun ein Verfahren zur einen Lattenrost abgetrennt werden. Herstellung eines oxidischen Schleifmittels mit wohl-

6. Anwendung des Verfahrens nach den An- definierter Kristallgröße, d. h., daß die maximale Krispi vchen 1 bis 5 auf die Schmelze von Elektroko- Stallgröße des Schleifmittels die minimale Kristallrund (Al₂O₃), Zirkonkorund (Aluminiumoxid- größe nicht um den 20fachen, vorzugsweise nicht um Zirkonoxid) oder Magnesiumoxid-Aluminium- 35 den lOfachen, Wert überschreitet.
oxid-Zirkonoxid. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man in die abgegossene aber noch flüssige Schmelze zur Abkühlung metallische Formkörper

einbringt und diese dann nach Schlagzerkleinerung

40 des Blocks der erstarrten Schmelze vom Schleifmittel trennt. Die Formkörper können Kugeln, Rundstangenabschnitte, Profilstangenabschnitte oder Würfel

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung mit abgerundeten Kanten sein. Zweckmäßigerweise oxidischer Schleifmittel mit definierter Kristallgröße wendet man Formkörper gleicher geometrischer Form aus der Schmelze. 45 und Größe an. Wenn die Kühlkörper aus einem ferro-

Üblicherweise werden oxidische Schleifmittel wie magnetischen Material bestehen, lassen sich diese von Schmelzkorund im Schmelzofen zu Blöcken erstarren dem Schleifmittel in außerordentlich einfacher Weise gelassen und die erkalteten Blöcke nach bekannten durch Magnetscheidung trennen. Bei nicht ferroma-Zerkleinerungsmethoden auf die gewünschten gnetischen Kühlkörpern erfolgt die Abtrennung meist Schleifkorngrößen gebracht. Die dabei erhaltenen so mit Hilfe eines Lattenrostes.
Schleifkörner sind grobkristallin, meist sogar Einzel- Nach der älteren DE-PS 2205436 wird die

kristalle oder Bruchstücke derselben. Auf Schleif- Schmelze des Schleifmittels auf dichtgepackte Kühlscheiben verarbeitet, splittern sie bei Schlag- oder körper mit einem Durchmesser von 10 bis 50 mm auf Druckbeanspruchung ab und verursachen einen gro- gegossen. Gegenüber dieser vorgeschlagenen Verfahßen Schleifscheiben-Verschleiß. 55 rensweise weist die erfindungsgemäße Verfahrens-

Durch Abguß der Schmelze in Gußwagen (z. B. weise beträchtliche Vorteile auf. Bei dem erfindungsnach US-PS 2426643) oder in kleinere Graphit- oder gemäßen Verfahren erfolgt eine durchweg gleichar-Stahlformen (DE-AS 1205 882, GB-PS 993 894) er- tige thermische und mechanische Beanspruchung der hält man zwar Schleifmittel, die - verglichen mit dem Kühlkörper, wodurch deren Haltbarkeit vergrößert im Block erstarrten Material - ein feineres Kristallge- 60 werden kann, und sich auch kleine Kühlkörper einsetfüge und verbesserte Schleif eigenschaften besitzen; zen lassen, die den Vorteil der großen Gesamtoberfläeine genauere Steuerung der Kristallgröße ist aber ehe gleichbedeutend mit einer großen Kühlfläche behier nicht möglich. Nachteilig sind bei diesen Verfah- sitzen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Teten ren auch die kleinen Abgußmengen und die sehr keine lokalen Überhitzungen auf, und durch die merklichen Unterschiede des Kristallgefüges zwischen 65 außerordentlich gleichmäßige Abkühlung der gesamder Mitte und dem Rand des Gießlings. Um das zu ten Schmelze ist auch das Korngefiige in dem gesamvermciden, soll z. B. nach der DE-AS 1259762 die ten Gießling sehr gleichmäßig, das bedeutet, daß das Schmelze zwischen 2 Kühlwalzen in dünner Schicht Ausbringen an Schleifkorn der gewünschten Kör-