DE2246705A1

DE2246705A1 - Verfahren zur herstellung von schleifmitteln mit hoher kornzaehigkeit

Info

Publication number: DE2246705A1
Application number: DE19722246705
Authority: DE
Inventors: Hans Rudolf Dipl Chem Mueller
Original assignee: HC Starck GmbH
Current assignee: HC Starck GmbH
Priority date: 1972-09-22
Filing date: 1972-09-22
Publication date: 1974-03-28
Also published as: DE2246705B2; DE2246705C3

Description

Verfahren zur Her.stellung von Schleifmitteln mit hoher Kornzähigkeit Schleifmittel mit hoher Kornzähigkeit, die zum Beispiel zur Herstellung yon Schleifscheiben'zum Schruppschliff bei hohen Anpreßdrücken verwendet werden, bestehen im allgemeinen aus zusammengeschmolzenen Mischungen von Aluminiumoxyd und Zirkònoxyd, in die noch weitere Bestandteile eingebracht werden können, wie zum.Beispiel Chromoxid, TitanQxyd oder ähnliche Stoffe.
Die geschmolzenen Materialien werden zur Erzielung einer genügend feinen Kristalltextur in geeigneter und-bekannter.Weise rasch abgekühlt und sie'erstarren dabei Nach Zerkleinern9 Vermahlen und Absieben dienen die so erhaltenen Körnungen als Schleifkorn.
Es liegt auf der Hand, daß es zur Erzielung einer hohen Kornzähigkeit, wie sie für die beabsichtigten Zwecke verlangt wird, notwendig ist, daß das b-eim Erstarren entstehend Kristallgefiige aus Aluminiumoxyd-Primärkristallen und Zirkonoxyd Aluminiumoxyd-Eutektikum möglichst wenig Störstellen enthält.
Störstellen können dabei mechanische Fehler, z. B. Risse,sein.
Es können aber auch interkristalline Kristall- oder Glasphasen vorliegen, die den Zusammenhalt der Kristalle schwächen.
Das Schmelzen von Materialien der hier beschriebenen Art geschieht immer in einer Umgebung, die Kohlenstoff enthält. Dabei kann es sich um die Wände des OfengefäBes selbstwie auch um die Elektroden zur Stromzuführung handeln.
Trifft man weiter keine Vorkehrungen, so wird die Schmelze und damit das entstehende Produkt gewisse Mengen Kohlenstoff aufnehmen. Diese können entweder in freier Form im Produkt verbleiben oder aus den Bestandteilen der Schmelze durch Reduktion Fremdphasen erzeugen. In beiden Fällen resultiert daraus eine mechanische Schwächung des Endproduktes.
Es wurde nun gefunden, daß es möglich ist, ein Schleifkorn mit erhöhter Kornzähigkeit zu erhalten, wenn man der Schmelze kurz vor dem Abgießen Stoffe zusetzt, die als Akzeptoren, insbesondere für Kohlenstoff, dienen können.
Es kommen dafür Metalle und reduzierbare etalloxyde oder Gemische derselben in Frage.
Beim Einsatz von Metallen wird der Kohlenstoff aus der Schmelze ausgewaschen und ins Metall aufgenommen.
Beim Einsatz von Metalloxyden dient der Kohlenstoff der Schmelze zur Reduktion des Metalloxyds.
Als Metall wird vorzugsweise Eisen und als reduzierbares Metalloxyd Eisenoxyd, insbesondere Fe2O3, verwendet.
Diese Zusätze sind auch geeignet, etwaige andere Verunreinigungen wie beispielseise Phosphor unschädlich zu machen.
Beispiel 1 In einer mit einer Kohlefutter ausfekleideten Tiegel erden :£n einer T: Lichtbogenofen 500 kg Material folgender Zusammensetzung gescha@@zen: 25, % Zirkonoxyd 72 % Aluminiumoxyd 2 % Titanoxyd ca. 1 °ó andere Verunreinigungen.
Die Charge wird im Laufe von ca. 3 Stunden in den Ofen eingetragen.
Zusammen mit den letzten 50 kg der Charge werden 50 kg Stahlspäne eingebracht und geschmolzen.
Die Schmelze wird anschließend in der in der Patentanmeldung P 21 60 705.6 beschriebenen Weise auf Ferrosilizium-Stücke ausgegossen.
Das erstarrte und erkaltete Material wird mechanisch von den ~Ferrosilizium-Stücken getrennt und zu Schleifkorn-verarbeitet.
Beispiel 2 Die Schmelze wird in der gleichen, Weise und in gleicher Zusammensetzung durchgeführt wie in Beispiel 1.
Zusätzlich zu den Stahl spänen werden der Schmelze kurz vor dem Abgießen noch 5 kg Eisenoxyd (Fe2O3) zugesetzt.
Die weitere Verarbeitung geschieht in gleicher Weise wie in Beispiel 1.
Beispiel 3 In einem Ofen, wie er in Beispiel 1 beschrieben ist, werden 500 kg Material folgender Zusammensetzung geschmolzen: 22,7 % Zirkonoxyd 65,5 % Aluminiumoxyd 1,8 % Titanoxyd 0, % andere Verunreinigungen 9,1 % Stahlspäne.
Zusammen mit den letzten 50 kg der Charge werden weitere 50 kg Stahlspäne eingetragen.
Kurz vor dem angießen werden noch 5 kg Eisenoxyd zugesetzt.
Die weitere Verarbeitung geschieht in gleicher Weise wie in Beispiel 1.
Beispiel 4 In einem Ofen, wie er in Beispiel 1 beschrieben ist, werden 500 kg Material folgender Zusammensetzung geschmolzen: 25 Sb Zirkonoxyd 73 % Aluminiumoxyd 1 °ó Titanoxyd ca. 1 % andere Verunreinigungen.
Zusammen mit den letzten 50 kg der Charge werden 50 kg Stahlspäne eingetragen.
Kurz vor dem Abgießen werden noch 5 kg Eisenoxyd zugesetzt.
Die weitere Verarbeitung geschieht in gleicher Weise wie in Beispiel 1.
Beispiel 5 (Vergleichsbeispiel) In einem Ofen, wie er in Beispiel 1 beschrieben ist, werden 500 kg Material folgender Zusammensetzung geschmolzen: 25 % Zirkonoxyd 72 % Aluminiumoxyd 2 % Titanoxyd ca. 1 % andere Verunreinigungen.
Die Schmelze wird ohne weitere Zusätze in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise ausgegossen und in gleicher Weise zu Schleifkorn verarbeitet.
Zum Vergleich wurden mehrere Korn-Muster mit verschiedenem Schüttgewicht hergestellt (Beispiele 5 a, b, c).
Vergleich der Ergebnisse Die Kornzähigkeiten werden an der Körnung Nr. 14 nach der Korngrößen-Norm der FEPA mittels der von der FEPA anerkannten Meßmethode (Kugelmühle) bestimmt.
In die Ergebnisse der Kornzähigkeitsmessung geht das Schüttgewicht des Kornes in starkem Maße ein, da es durch die Form des Einzelkornes bestimmt wird. Es ist also notwendig, das Schüttgewicht zu berücksichtigen.
Anhand einer graphischen Darstellung lassen sich die Ergebnisse sehr gut darstellen (Tabelle 1 und Fig. 1).
Die nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellten Körnungen unterscheiden sich von den nach früher bekannten Verfahren hergestellten dadurch, daß sie bei gleichem Schüttgewicht erhöhte Kornzähigkeiten oder, anders ausgedrückt, die gleiche Kornzähigkeit schon bei niedrigerem Schüttgewicht erreichen. Es handelt sich also bei dem erfindungsgemäßen Verfahren um eine Verbesserung einer echten Naterialeigenschaft, die vom Schüttgewicht unabhängig ist.
Tabelle 1 Korn 14 Schüttgewicht Kornzähigkeit g/l Beispiel 1 2.183 4.24 Beispiel 2 2.196 4.33 Beispiel 3 2.258 4.60 Beispiel 4 2.276 4.86 Beispiel 5a 2.156 3.74 Beispiel 5b 2.294 4.39 Beispiel 5c 2.378 4.98

Claims

Patentansprüche 1. Schleifkorn, zusammengeschmolzen aus mehreren oxydischen Komponenten und durch schroffes Abkühlen erstarrt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelze kurz vor dem Abgießen StoS fe zugesetzt worden sind, die als Sammler für die in der Schmelze vorhandene, störende Verunreinigungen dienen.
2. Schleifkorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Stoffe zugesetzt worden sind, die Kohlenstoff aufnehmen können.
3. Schleifkorn nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Metalle oder reduzierbare Metalloxyde zugesetzt worden sind.
4. Schleifkorn nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Eisen zugesetzt worden'ist.
5. Schleifkorn nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Eisenoxyd zugesetzt worden ist.
6. Schleifkorn nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Eisen und Eisenoxyd zugesetzt worden sind.
7. Schleifkorn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Eisen, vorzugsweise in Form von Eisenspänen, in einer Menge von 5 bis 15 , und/oder 0,1 bis 5 ,', vorzugsweise 0,5 bis 2,5 %, Eisenoxyd zugesetzt worden sind.