DE2226744A1

DE2226744A1 - Grinding wheel compsn - with substrate having varying bonding thickne

Info

Publication number: DE2226744A1
Application number: DE19722226744
Authority: DE
Inventors: Joachim Ellerkamp; Klaus Kretschmar
Original assignee: Ver Schmirgel & Maschf
Current assignee: Ver Schmirgel & Maschf
Priority date: 1972-06-02
Filing date: 1972-06-02
Publication date: 1973-12-20

Abstract

The disc comprises flexible paper, vulcanised fibre or textile substrate and sprinkled with corundum or SiC secured to the substrate with the aid of animal glue or a thermoset resin (eg PF); and also comprising one or more coating of thermosets (the top coating contg. abrazive material), specifically the top coating consists of alternating zones of varying bonding thickness. The difference between zones of low and those of high bonding thickness is of the order of one-half the av. grain size of the abrasive used, pref. 0.02-0.5mm, and the width of the zones of high bonding thickness is 2.50mm. Ised for grinding steels, Ti- and Al-alloys. High grinding efficiency is obtained.

Description

Schleifmittel auf Unterlage mit wechselnder Einbindungshöhe nbind-gshöhe Schleifmittel auf Unterlage sind biegsame Schleifkörper, die für die Oberflächenbearbeitung von Werkstoffen eingesetzt werden. Sie sind im allgemeinen in folgender Weise aufgebaut Die biegsame Unterlage besteht aus Papier, Vulkanfiber oder ,speziell ausgerüsteten Geweben. Auf diese Unterlage wird ein Bindemittel aus tierischen Leimen oder vorzugsweise aus flüssigen Kunstharzen aufgetragen und in diese Bindemittelschicht hinein wird das Schleifkorn bestehend aus Korund oder Siliziumcarbid verschiedener Korngrößen gestreut. Die Trocknung oder vorzugsweise thermische Aushärtung-führt zu einem Zwischenprodukt, welches im praktischen Einsatz eine nur geringe Kornhaftung zeigen würde. Um nun die Kornhaftung und damit die Schleifleistung des Produktes auf die anwendungstechnischen Erfordernisse der Praxis zu bringen, müssen die Zwischenräume zwischen den Schleifkörnern in einem weiteren Beschichtungsgang mit Leimen oder Kunstharzen ausgefüllt werden. Nach der erneuten Aushärtung erhält man ein Schleifmittel, bei dem die Schleifkornspitzen aus der Deckbindungsoberfläche soweit herausragen, daß die anwendungstechnischen Anforderungen an das Schleifmittel je nach dem zu bearbeitenden Werkstoff optimal hinsichtlich Schleifleistung und Oberflächengüte erfüllt werden können. Die Höhe der aus der Deckbindungsoberfläche herausragenden Kornspitzen, die sogenannte Einbindungshöhe, ist im allgemeinen in Breite und Länge des Schleifmitteis gleichmässig und konstant. Eine hohe Einbindungshöhe bedeutet ein nur geringes Herausragen der Kornspitzen aus der Deckbindungsoberfläche, während umgekehrt eine niedrige Einbindungshöhe ein weites Herausragen der Schleifkörner bedeutet.Abrasives on a backing with changing embedment height nbind-gshöhe Coated abrasives are flexible abrasives that are used for surface finishing of materials are used. They are generally constructed in the following way The flexible base consists of paper, vulcanized fiber or specially equipped Tissues. A binding agent made from animal glue or, preferably, is placed on this base from liquid synthetic resins and is applied into this binder layer the abrasive grain consisting of corundum or silicon carbide of various grain sizes scattered. The drying or preferably thermal curing leads to an intermediate product, which would only show poor grain adhesion in practical use. To now the grain adhesion and thus the grinding performance of the product on the application-related The gaps between the abrasive grains must bring practical requirements be filled in with glues or synthetic resins in a further coating process. After re-hardening, you get an abrasive with the abrasive grain tips protrude from the top bond surface to such an extent that the application-related Requirements for the abrasive depending on the material to be processed optimal can be met in terms of grinding performance and surface quality. The height the grain peaks protruding from the surface binding, the so-called embedment height, is generally uniform and constant in width and length of the abrasive. A high embedment height means that the grain tips only protrude slightly from the top bond surface, while conversely a low bond height means that the abrasive grains protrude far.

Schleifmittel auf Unterlagen, die speziell für das Schleifen von Edelstahl, Titan- und Aluminiumlegierungen geeignet sind, -müßten durch die außerordentliche Zähigkeit dieser Werkstoffe bisher eine hohe Einbindungshöhe aufweisen Diese hohe Einbindungshöhe verbessert zwar die Kornhaftung, bedeutet aber eine eingeschränkte Schleifleistung, da eine geringere Oberfläche der schneidenden Schleifkornspitzen zur Verfügung steht. Eine wesentliche Verbesserung der Schleifleistung für zähharte Werkstoffe läßt sich dadurch erzielen, daß man die Schleifmittel auf Unterlagen zusätzlich mit einer Masse beschichtete, welche schleifaktive Substanzen enthält. Neben Füllstoffen und Bindemitteln enthalten diese Massen z.B. Natrium-Kalium-Ammoniumhalogenide, organische Halogenverbindungen, Phosphorsalze und Phosphorsäureester, wie z.B. in dem französischen Patent 2.075.566 und dem britischen Patent 1.145.082 beschrieben. Die erhöhte Zerspanungsleistung bei Edelstählen, Titan- und Aluminiumlegierungen durch diese dritte Bindemittelschicht wird dadurch begrenzt, daß durch diese dritte aufgetragene Schicht die Einbindungshöhe des Schleifkornes erhöht wird, so daß die Ausnutzung der vorhandenen Schneidkanten des Kornes gering bleibt.Abrasives on substrates specially designed for grinding stainless steel, Titanium and aluminum alloys are suitable, ought to be due to the extraordinary The toughness of these materials has so far had a high level of integration The embedment height improves the grain adhesion, but it means a limited one Sanding performance because of a smaller surface the cutting one Abrasive grain tips are available. A significant improvement in grinding performance for tough and hard materials can be achieved by putting the abrasive on Documents additionally coated with a mass, which abrasive substances contains. In addition to fillers and binders, these masses contain e.g. sodium-potassium-ammonium halides, organic halogen compounds, phosphorus salts and phosphoric acid esters, such as in French patent 2,075,566 and British patent 1,145,082. The increased machining performance for stainless steels, titanium and aluminum alloys through this third binder layer is limited by the fact that through this third applied layer the bond height of the abrasive grain is increased so that the Use of the existing cutting edges of the grain remains low.

Uberraschenderweise wurde nun gefunden, daß die Schleifleistung eines Schleifmittels für Edelstahl, Titan- und Aluminiumlegierungen erhöht werden kann indem man nur einen Teil der Schleifmitteloberfläche mit einer der genannten schleifaktiven Substanzen beschichtet. Bei einem solchen Schleifmittel wechseln also Zonen mit hoher Einbindungshöhe und solchen mit niedriger Einbindwlgshöne ab. Es ist zwar bekannt, daß sich die Zerspanungsleistung eines Schleifmittels für den Holzschliff erhöhen läßt, indem das Schleifkorn bei der Herstellung des Schleifmittels so gestreut wird, daß zwischen den einzelnen Körnern grössere Zwischenräume bestehen ("Offene Streuung") oder indem man völlig kornfreie Zonen beläßt ("Spanlücken"). Derartige Schleifmittel sind jedoch für den Metallhochleistungsschliff nicht brauchbar, da die Haftung des Kornes auf der Unterlage in den meisten Fällen nicht ausreichend ist. Bei Schleifmitteln mit wechselnden Zonen unterschiedlicher Einbindungshöhe wäre zu erwarten gewesen, daß sie Schleifleistungen zeigen, die einen Mittelwert Iwischen den Schleif leistungen bei niedriger Einbindungshdhe und den Schleifleistungen bei hoher Einbindungshöhe erreichen. Es hat sich jedoch völlig unerwartet gezeigt, daß die Schleifmittel mit Zonen wechselnder Einbindungshöhe eine wesentlich höhere Schleifleistung zeigen, als wenn sie gleichmässig mit niedriger bzw. gleichmässig mit hoher Einbindungshöhe hergestellt worden wären.Surprisingly, it has now been found that the grinding performance of a Abrasives for stainless steel, titanium and aluminum alloys can be increased by treating only part of the abrasive surface with one of the aforementioned active abrasives Coated substances. With such an abrasive, zones alternate high embedment height and those with low embedment height. It is true known that the machining performance of an abrasive for wood pulp can be increased by the abrasive grain being so scattered during the manufacture of the abrasive becomes that there are larger gaps between the individual grains ("Open Scatter ") or by leaving completely grain-free zones (" chip gaps ") However, abrasives are not suitable for high-performance metal grinding because the adhesion of the grain to the substrate is in most cases insufficient is. For abrasives with changing zones of different embedment heights would have been expected to show an average grinding performance Between the grinding performance with a low tie-in height and the grinding performance with a high embedment height. However, it has been shown, completely unexpectedly, that the Abrasives with zones of varying embedment heights Show significantly higher grinding performance than if they were even with lower or would have been produced uniformly with a high embedment height.

Der Auftrag des Deckbindemittels mit Zonen wechselnder Einbindungshöhe kann in,bekannter Weise nach verschiedenen Herstellungsverfahren erfolgen. Be4-der kontinuierlichen Beschichtung können profilierte gummiüberzogene Stahlwalzen, verwendet werden, welche mit den entsprechenden Vertiefungen versehen'sind. Die auf das flexible Schleifmittel ,aufgebrachten Zonen unterschiedlicher Einbindungshöhe aus schleifaktiver Substanz können ein beliebiges Muster aufweisen. Es eignen sich Zonen aus geraden Streifen, Zonen in Sinusform oder Zonen aus kantigen oder runden im allgemeinen symetrischen Flächen. Die Höhe und Breite der Zonen hoher Einbindungshöhe richtet sich nach der Korngröße und hat im allgemeinen eine Breite bzw. einen Durchmesser- von 1 - 20 mm. Die daran angrenzenden Zonen niedriger Einbindungshöhe haben im allgemeinen eine Breite zwischen 2 und 50 mm. Der Höhenunterschied der Zonen hoher und niedriger Einbindungshöhe liegt bei der Hälfte der mittleren Korngröße des jeweils verwendeten Schleifkorns und bewegt sich im allgemeinen zwischen 0,02 und 0,5 mm. (Siehe Abbildung 1, 2 und 3).The application of the top binding agent with zones of varying embedment height can be carried out in a known manner according to various manufacturing processes. Be4-der For continuous coating, profiled rubber-coated steel rollers can be used which are provided with the corresponding indentations. The one on the flexible Abrasives, applied zones of different embedment heights from active abrasive Substances can have any pattern. Zones of straight lines are suitable Stripes, zones with a sinusoidal shape or zones made of angular or round ones in general symmetrical surfaces. The height and width of the zones of high embedment are determined according to the grain size and generally has a width or a diameter from 1 - 20 mm. The adjoining zones of low embedment height generally have a width between 2 and 50 mm. The difference in height between the zones higher and lower The embedment height is half of the mean grain size of the one used Abrasive grain and is generally between 0.02 and 0.5 mm. (See picture 1, 2 and 3).

Beispiel 1 Es werden drei gleichartige Schleifscheiben auf 0,8 mm Fiber mit Korund-Schleifkorn der Körnung 40 und einem Bindemittel aus Phenol-Formaldehyd-Harz (80% Festkörpergeh.) und Kalziumkarbonat als Füllstoff im Gewichtsverhältnis 1 : 1 hergestellt. Example 1 There are three similar grinding wheels on 0.8 mm Fiber with corundum abrasive grain 40 and a binder made of phenol-formaldehyde resin (80% solids content) and calcium carbonate as filler in a weight ratio of 1: 1 manufactured.

Eine dieser Fiberscheiben wird mit einer geschlossenen Nachbeschichtung folgender Zusammensetzung versehen: 25,0 % Phenol-Formaldehyd-Harz (80% Festkörpergeh.) 20,0 z Chlorparaffin (71% Chlor) 55,0 % Füllstoff (Kalziumkarbonat). One of these fiber discs is finished with a closed coating the following composition: 25.0% phenol-formaldehyde resin (80% solids content) 20.0 z chlorinated paraffin (71% chlorine) 55.0% filler (calcium carbonate).

Die Viskosität wird mit Methanol/Wasser (Mischverh.: 1:1) auf 3.000 cP eingestellt und die Mischung mit einem Rührwerk homogenisiert.The viscosity is increased to 3,000 with methanol / water (mixing ratio: 1: 1) cP set and the mixture homogenized with a stirrer.

Eine zweite Fiberscheibe wird so nachbeschichtet, daß Stege von 10 mm Breite und 10 mm Abstand entstehen, wobei die Höhendifferenz im ausgehärteten Zustand 0,2 mm beträgt.A second fiber disc is re-coated in such a way that ridges of 10 mm width and 10 mm distance arise, whereby the height difference in the hardened Condition is 0.2 mm.

Alle drei Fiberscheiben werden auf einer Prüfmaschine gegen legierten Stahl der Werkstoff-Nr.All three fiber discs are alloyed against on a testing machine Steel of material no.

4301 (18% Cr, 10% Ni,) geschliffen.4301 (18% Cr, 10% Ni,) ground.

Mit der unbehandelten Scheibe werden in 3 min = 45 g, mit der geschlossenen nachbeschichteten = 85 g und mit der streifig nachbeschichteten Scheibe = 110 g abgeschliffen.With the untreated disc, 45 g in 3 minutes, with the closed disc re-coated = 85 g and with the streaky re-coated disc = 110 g sanded off.

Die streifige Beschichtung erbrachte eine 30%ige Mehrleistung gegenüber der geschlossenen Beschichtung (Abbs. 5).The streaky coating produced a 30% increase in performance compared to that the closed coating (Fig. 5).

Beispiel 2 Eine wie in Beispiel 1 hergestellte Schleiffiber wird mit einer Druckwalze in der Form überzogen, daß die schleifaktive Masse kreisförmig verteilt ist. Die Flächen haben einen Durchmesser von 15 mm und sind in einem Abstand von 200 mm angeordnet.Example 2 An abrasive fiber produced as in Example 1 is used with a pressure roller covered in such a way that the abrasive mass is circular is distributed. The surfaces have a diameter of 15 mm and are spaced apart arranged by 200 mm.

Eine nach dieser Methode gefertigte Fiberscheibe hat nach 15 min Schleifzeit 95 g Edelstahl zerspant. Das entspricht einer Mehrleistung von ca.A fiber disc manufactured according to this method has a grinding time of 15 minutes 95 g of stainless steel machined. This corresponds to an additional performance of approx.

12 % gegen eine geschlossen nachbeschichtete Fiberscheibe.12% against a closed, post-coated fiber disc.

Beispiel 3 Ein ausgerüstetes Köpergewebe (20/28 Nm) wird mit Korund der Körnung 80 bestreut und die Grundbindung gehärtet. Anschließend bringt man die Bindungsschicht aus Phenol-Formaldehyd-Harz/Kalziumkarbonat (Gew.-Verh.: 1 : 1) auf und härtet nach den üblichen Bedingungen aus.Example 3 A finished twill fabric (20/28 Nm) is made with corundum 80 grit sprinkled and the basic weave hardened. Then you bring the Tie layer made of phenol-formaldehyde resin / calcium carbonate (weight ratio: 1: 1) and cures according to the usual conditions.

Das so hergestellte Schleifgewebe wird mit einer in Beispiel 1 beschriebenen schleifaktiven Masse in der Form beschichtet, daß Streifen von 15 mm Breite in einem Abstand von 20 mm entstehen.The abrasive fabric thus produced is described in Example 1 with one abrasive compound coated in the form of strips 15 mm wide in one Distance of 20 mm arise.

Aus dem so hergestellten Schleifgewebe wird ein Prüfband angefertigt. Dieses Prüfband schleift in 5 min = 110 g Edelstahl ab, während ein geschlossenes beschichtetes Vergleichsband in der gleichen Zeit 83 g und ein nicht nachbeschichtetes Schleifband = 53 g Edelstahl zerspant. Die Mehrleistung des streifig nachbeschichteten Bandes beträgt 33% gegenüber dem mit einer geschlossenen Beschichtung versehenen Band (Abb. 4).A test tape is made from the abrasive cloth produced in this way. This test belt grinds off 110 g of stainless steel in 5 minutes, while a closed one coated comparison tape in the same time 83 g and one that was not recoated Sanding belt = 53 g of stainless steel machined. The extra power of the streaky recoated Tape is 33% compared to that provided with a closed coating Tape (Fig. 4).

Beispiel 4 Es wird ein Schleifband aus Siliziumcarbid in der Körnung Nr. 80 nach Beispiel 3 hergestellt und streifig nachbeschichtet. Die Breite der Streifen beträgt 10 mm bei einem Abstand von ebenfalls 10 mm.Example 4 A grinding belt made of silicon carbide in the grain is used No. 80 produced according to Example 3 and re-coated in strips. The width of the Strip is 10 mm with a distance of also 10 mm.

Die Schleifleistung dieses Bandes und eines in gleicher Weise hergestellten Vergleichsbandes mit geschlossener Beschichtung wurde gegen Titanstahl ermittelt. Die Mehrleistung des streifig nachbeschichteten Bandes betrug 20%.The grinding performance of this belt and one made in the same way The comparison tape with a closed coating was determined against titanium steel. The additional output of the strip, which was re-coated in strips, was 20%.

Beispiel 5 : Mit den im Beispiel 1 beschriebenen Fiberscheiben mit geschlossener und streifiger Beschichtung auf Korund-Schleifkorn der Körnung 40 werden unter Praxis-Bedingungen Schweißnähte aus 18/8-Chrom-Nickelstahl abgeschliffen. Mit der geschlossen beschichteten Scheibe werden 100 cm, mit der streifig beschichteten Scheibe werden 165 cm Schweißnaht abgeschliffen.Example 5: With the fiber discs described in Example 1 with closed and streaky coating on corundum abrasive grain of grain 40 weld seams made of 18/8 chrome-nickel steel are ground off under practical conditions. With the closed coated disc, 100 cm, with the streaky coated Disc are ground off 165 cm weld seam.

Die streifige Beschichtung erbrachte eine 65 %-ige Mehrleistung gegenüber der geschlossenen beschichteten Fiberscheibe.The streaky coating produced a 65% increase in performance compared to that the closed coated fiber disc.

Claims

Patent claim

Abrasives on a flexible base made of paper, vulcanized fiber or equipped fabrics and a sprinkling of corundum or silicon carbide, the are fixed to the base by animal glue or thermosetting synthetic resins and one or more after-coatings of thermosetting synthetic resins, wherein the top layer contains abrasive substances, characterized in that the Top layer consists of alternating zones of different embedment heights and the zones of low and high embedment height differ in the order of magnitude half the average grain size of the abrasive grain used, preferably between 0.02 and 0.5 mm and the width of the zones of high embedment height 1 - 20 mm and the width of the zones of low embedment height is 2 - 50 mm.