DE2247271A1

DE2247271A1 - ABRASIVE MIXTURE

Info

Publication number: DE2247271A1
Application number: DE19722247271
Authority: DE
Inventors: Richard John Ceremsak; Avon Hartwell Hersey
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1971-09-29
Filing date: 1972-09-27
Publication date: 1973-04-05
Also published as: BE789334A; CA954705A; GB1370859A; US3816086A; IT964400B; JPS4841389A; FR2155310A5

Description

Auf der Peripherie von Löchern oder Kanälen in Präzisionsteilen, wie rotierenden Turbinen- oder Kompressorscheiben in Gasturbinen sind Radien verschiedener Größe erforderlich. Ein Grund für die Entfernung des Me- · talles ist es,, die Flächen hoher Belastungskonzenträtionen zu verringern, die sonst 2u einer vorzeitigen Beschädigung hochbelasteter Teile führen könnten. Übliche Schleifmethoden hinterlassen in dem Artikel Restspannungen an der Schleifstelle. In einigen Fällen, so beim Schleifen innerer Durchgänge oder Löcher,sind die Oberflächen, von denen Metall entfernt werden soll, mittels der üblichen Schleifapparate nicht zugänglich.On the periphery of holes or channels in precision parts, such as rotating turbine or compressor disks in gas turbines, radii of various sizes are required. One reason for the removal of the It is great to reduce the areas of high stress concentrations, which could otherwise lead to premature damage to highly stressed parts. Usual grinding methods leave behind in the item Residual stress at the grinding point. In some cases, such as grinding Internal passages, or holes, are the surfaces of which metal is to be removed, not accessible by means of the usual grinding apparatus.

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Es ist eine Anzahl von Schleifmitteln erhältlich, die über dife Oberfläche gestrichen werden können, von der das Metall ' wMggöttäiümen werden soll. Solche erhältlichen Mittel umfassen jedoch flüssige öder halbfeste Materialien, wie eine Matrix oder ein Schmiermittel in Form von Ölen, Fetten, Kitten (putties) etc. Solche Materialien haften ah den abzuschleifenden Oberflächen und an den in der Mischung vorhandenen Schleifteilchen. Die öligen oder plastischen schmierenden Materialien verringern daher die Wirkung der Schleifteilchen und können darüber hinaus Reinigungsprobleme für das Werkstück verursachen. Wird ein Schleifmittel zum Schleifen innerer Oberflächen eines Werkstückes verwendet und durch relativ enge Kanäle oder Löcher in das VJerkstüek eingebracht, dann kann die Reinigung nach dem Schleifen besonders schwierig sein.There are a number of abrasives available that are about dife surface can be painted, of which the metal 'wMggöttäiümen target. Such available agents, however, include liquid or semi-solid Materials such as a matrix or a lubricant in the form of oils, fats, putties, etc. Such materials adhere to the surfaces to be abraded and those present in the mixture Abrasive particles. Oily or plastic lubricating materials therefore reduce the effect of the abrasive particles and can go above and beyond also cause cleaning problems for the workpiece. An abrasive is used to grind the inner surfaces of a workpiece and introduced through relatively narrow channels or holes in the VJerkstüek, then cleaning after sanding can be particularly difficult.

Es ist eine. Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindungj eih'e Schleifmittelmischung zu schaffen, welche verbesserte Schleifeigenschaften aufweist und leicht vom Werkstück zu entfernen ist.It is one. The main object of the present invention is to provide an abrasive mixture to create which has improved grinding properties and is easy to remove from the workpiece.

Diese und andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung und der Beispiele näher erläutert.These and other objects and advantages of the invention will become apparent with reference to FIG The following detailed description and examples are explained in more detail.

Kurz gesagt, schafft die vorliegende Erfindung eine Schleif mit telmi·* achung, die anstelle eines flüssigen Schmiermittels feste Schmiermittelteilchen enthält. In einer AusführungsfOrm besteht die Mischung im wesentlichen aus-vorzugsweise 5-25 Voli-Teileü öinäs föhpülverö, vorzugsweise 25 _r ^5 Vol.-Töilön von Öchieifmiiteltöilchöh¹ r söwit- vorzugsweise 25 - 30 Vol.-Ieilen festen Schmiörmitteltölfehön und einer mit Wasser mischbaren Flüssigkeit mil; eihäm aüsreiönfefad geringen Dampfdruck, 'vorzugsweise einer glycötärtigeh Viiläiiiäün'ili' um 'litte" Paa te' zu bilden. * . ■■ , .; . , ,_; ... . Briefly stated, the present invention provides an abrasive composition that contains solid lubricant particles instead of a liquid lubricant. In one embodiment, the mixture consists essentially of - preferably 5-25 parts by volume - öinäs föhpülverö, preferably 25 _r ^ 5 parts by volume of Öchieifmiiteltöilchöh ¹ r söwit - preferably 25-30 parts by volume of solid lubricant oil and one miscible with water Liquid mil; eihäm aüsreiönfad low vapor pressure, 'preferably a glycötärtigeh Viiläiiiäün'ili' to form 'litte'pairs' . *. ■■,.;.,, _; ....

Öberflächeneigenschaften von Präzisiönäteileni di§ ühtör relativ höhen Belastungen in möderhen Öästürbineia verwendet iirdeni öind ν oh Surface properties of precision partsi di§ ühtör relatively high loads in moderate Öästürbineia used iirdeni öind ν oh

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ausschlaggebender Bedeutung für die Bestimmung der Einsatzdauer der Tyile. Viährend Radien ausreichender Größe für eine Komponente, wie eine Turbinen- oder Kompressorscheibe, entworfen werden können, haben.sich die bekannten Verfahren zur Entfernung von Metall als in/einen oder anderen Aspekt unzufriedenstellend erwiesen: sie verhindern die Entwick-' lung des genauen Maßes der Radien oder von Radien"ausreichender Größe, sie führen zu Oberflächenrestspannungen, sie verursachen schwierige Reinigungsprobleme der inneren Oberflächen oder sie sind bei der praktischen Anwendung sehr zeitaufwendig und teuer. of decisive importance for determining the duration of use of the Tyile. While having radii of sufficient size for a component such as a Turbine or compressor disk, can be designed the known methods of removing metal as in / one or another aspect proved unsatisfactory: they prevent the development of the exact measure of the radii or of radii "of sufficient size, they lead to surface residual stresses, they cause difficult cleaning problems of the internal surfaces or they are very time-consuming and expensive in practical use.

Es wurde festgestellt, daß gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Kombination aus einer Matrix, einem Schleifmittel und einem Schmiermittel, alle als trockene Festkörperteilchen, zusammen mit ausreichend v.assermischbarem Binder geringen Dampfdruckes zur Herstellung einer Paste, ein Material geschaffen werden kann, das nicht nur ausgezeichnete Fließeigenschaften aufweist, sondern auch eine bessere Schleifwirkung hat und leicht beim Reinigen zu entfernen ist. Es wurde auch festgestellt, daß unter Verwendung der erfindunjsgemäßen Schleifmittelmischun; Radien geschaffen werden können, die einem genauen Maß der Radien näherkommen. Lline weitere Verbesserung, die mit der Verwendung der trockenen festen Schmiermittelteilchen verbunden ist, besteht darin, daß die Temperaturerhöhung der.Mischung, aufgrund der inneren Reibung bei fortgesetzter Verwendung beträchtlich geringer ist, als die der erhältlichen kittartiöen ilischungen. Demgemäß ist die Zerstörrung der Bestandteile der Mischung vermindert und komplizierte Maschinenkühlungsmechanismen sind bei dor Apparatur, in der das Schleifen durchgeführt wird, nicht· erforderlich.It has been found that according to the present invention with a Combination of a matrix, an abrasive and a lubricant, all as dry solid particles along with sufficient v. water-miscible binder with low vapor pressure for the production of a paste, a material can be created that not only has excellent flow properties but also has a better grinding effect and is easy to remove when cleaning. It was also found that using the abrasive mix according to the invention; Radii can be created that come closer to an exact dimension of the radii. Lline further improvement that comes with the use of dry solid Lubricant particles connected is that the temperature increase der.Mixture, due to the internal friction with continued Use is considerably less than that of the putty available ilischungen. Accordingly, the destruction of the ingredients of the mixture is reduced and complicated machine cooling mechanisms are not required in the apparatus in which the grinding is performed.

Die vorliegende Erfindung umfaßt in ihrer bevorzugten AusführungsformThe present invention encompasses in its preferred embodiment

a) ein kolloidales Tonpulver, wie Bentoni't, als eine Matrix oder einen Träger, vorzugsweise in einer Menge von etwa 5-25 Volumenteilen, a) a colloidal clay powder, such as Bentoni't, as a matrix or a carrier, preferably in an amount of about 5-25 parts by volume,

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b) feste Schmiermittelteilchen, wie Glimmer, um das Fließen der Mischung zu verbessern und die 'innere Reibung innerhalb der Matrix zu verringern, vorzugsweise in einer Menge von 25 - 30 Volumenteilen, b) solid lubricant particles, such as mica, to allow the mixture to flow to improve and to reduce the internal friction within the matrix, preferably in an amount of 25-30 parts by volume,

c) Schleifmittelteilchen, wie äiliziumcarbid, Bornitrid, Diamant, Aluminiumoxyd etc., vorzugsweise im Bereich von etwa 25 - k$ Volumenteilen undc) abrasive particles, such as äiliziumcarbid, boron nitride, diamond, alumina, etc., preferably in the range of about 25 - k $ parts by volume and

d) als Rest eine Flüssigkeit mit niederem Dampfdruck, um deren Verdampfung zu vermelden und entsprechend das Hartwerden der Matrix, die . zur Erleichterung der Reinigung mit Wasser mischbar ist, z.B. eine glykolartige Verbindung, wie Äthylenglykol. Davon haben sich Mengen im Bereich von 20 - 30 Volumenteilen zusammen mit den oben beschriebenen Mengen der anderen Materialien als besonders brauchbar erwiesen. d) the remainder is a liquid with a low vapor pressure in order to evaporate it to report and accordingly the hardening of the matrix that. can be mixed with water to facilitate cleaning, e.g. a glycol-like compound such as ethylene glycol. These have amounts in the range of 20-30 parts by volume along with those described above Amounts of the other materials found particularly useful.

Zur■Durchführung der vorliegenden Erfindung wurde eine Mischung aus den folgenden Bestandteilen hergestellt:■ To carry out the present invention, a mixture of made of the following components:

Mischungsbestandteile . Mixing ingredients .

Ton-Western Bentonit Festes Schmiermittel - Weißes Gliramerpulver Schleifmittel-Siliciumcarbid ÄthylenglycolClay Western Bentonite Solid Lubricant - White Gliramer Powder Abrasive silicon carbide ethylene glycol

Kit Bezug aufeinander wurden die obigen Bestandteile so kombiniert, daß je zwei Volumenteile Glimmer, Siliciumcarbid und Äthyleöglycol mit einem Volumenteil Western Bentonit vermischt wurden, wobei das Mischen bis zu einer vernünftigen Gleichförmigkeit durchgeführt wurde.Kit reference to each other, the above components were combined in such a way that two parts by volume of mica, silicon carbide and ethylene glycol with one Part by volume of Western Bentonite were mixed, mixing up to reasonable uniformity.

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VolumenteileVolume parts • 5• 5 2828 .5.5 2828 .5.5 2828

Diese Mischung wurde dann über Flächen bewegt, von denen Metall entfernt werden sollte, bis die erforderliche Oberflächeneigenschaft erhalten war. So wurden z.B. Gasturbinen-Düsensegmente in einer Halterungsvorrichtung montiert, die in einer Kammer angeordnet war, welche die oben beschriebene Mischung enthielt. Die das Segment tragende Halteru'ngsvorrichtung wurde dann innerhalb der Mischung hin- und hergeführt,, bis die gewünschte Oberflächeneigenschaft erzeugt war» In einem Beispiel hatte ein Düsensegment nach dem Gießen eine Oberflächengüte von 50 8o RMS (Root mean Square , ein Maß für die Oberflächenrauhigkeit).' Nach 90-minütigem Hin- und Herbewegen durch das oben beschriebene Medium wurde eine Oberflächengüte von 2 - TO RMS erhalten. ■ -This mixture was then moved over areas from which metal was to be removed until the required surface property was obtained was. For example, gas turbine nozzle segments were placed in a mounting device mounted, which was arranged in a chamber, which the the mixture described above. The holding device carrying the segment was then moved back and forth within the mixture, until the desired surface property was created »In an example one nozzle segment had a surface quality of 50 8o after casting RMS (Root mean Square, a measure of surface roughness). ' After 90 minutes of reciprocation through the medium described above, a surface finish of 2 - TO RMS was obtained. ■ -

Nach dem ^e.-ausnehmenaus der Mischung kann die überschüssige Schmiermittelmischung leicht von dem Artikel entfernt werden, auch toh einem, der innere Offnungen aufweist, indem man zuerst die überschüssige Mischung mit Luft von dem Artikel wegbläst und dann den Artikel in Wasser wäscht.After removing the excess lubricant mixture from the mixture easily removed from the article, even toh one, the internal openings by first removing the excess mixture blows off the article with air and then washing the article in water.

Obwohl die vorliegende Erfindung für die oben angegebene spezifische Mischung beschrieben wurde, ist es für den Fachmann ohne weiteres klar, daß eine Vielzahl von Schleifmitteln im Rahmen der Erfindung auch aus anderen Tonen, festen Schmiermitteln und mit wassermis'chbaren Bindern geringen Dampfdruckes hergestellt werden können. Einige.Beispiele der vielen erhältlichen Schmiermittelteilchen sind oben angegeben worden. Andere feste Schmiermittel umfassen Graphit, Molybdändisulfid etc. 'Das feste Schmiermittel sollte jedoch so ausgewählt werden, daß es mit dem zu behandelnden Artikel verträglich ist, damit es keine Korrosion verursacht, wie es bei'der Verwendung einer schwefelhaltigen Verbindung bei einigen Legierungen auf Nickelbasis der Fall sein könnte. Glimmer ist als bevorzugtes Schmiermittel ausgewählt worden, da es einen relativ geringen Gchwefelgehalt hat und als reines trockenes Schmiermittel erhältlich ist. · .Although the present invention is specific to the above Mixture has been described, it is readily clear to the person skilled in the art that a variety of abrasives within the scope of the invention also from other clays, solid lubricants and with water-soluble binders low vapor pressure can be produced. Some examples of the many of the lubricant particles available have been identified above. Other solid lubricants include graphite, molybdenum disulfide, etc. 'Das however, solid lubricants should be selected to be compatible with the article to be treated is compatible so that it does not cause corrosion, as occurs when using a sulfur-containing compound could be the case with some nickel-based alloys. mica has been selected as the preferred lubricant because it is a relatively has a low sulfur content and is used as a pure dry lubricant is available. ·.

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Claims

Λ.) Abrasive mixture for grinding -.Material from the surface of a workpiece »characterized by the following composition; ~

solid lubricant particles and abrasive particles in a paste matrix of finely divided inert powder and a binder with low vapor pressure.

2. abrasive blend according to claim 1, characterized in that the inert powder is a clay and the binder is miscible with water.

3 · Abrasive mixture according to claim 2, characterized by the following composition in parts by volume : 5 _ Zj clay powder, 2 ;; - 30 solid lubricant particles , 25 - Λθ abrasive particles and the remainder is a glycolic material in sufficient quantity to make a paste.

Abrasive mixture according to claim 3 »characterized in that the glycol-like compound in is present in an amount in the range of 20-30 parts by volume.

5. Abrasive mixture according to claim 'l ·, characterized ge indicates that the clay powder is bentonite and the solid lubricant particles are mica powder.

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6. Abrasive mixture according to claim · 5i g 6 ke ή η ζ calibrated net by essentially the following composition in parts by volume: 1 bentonite, 2 mica, 1 silicon carbide and
2 ethylene glycol. · '

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ORiGlNAL INSPECTED