DE2264202B2 - Verfahren zur herstellung von schleifmaterial - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Schleifmateri.al.

Es ist bekannt, daß zur Erzeugung einer feinkristallinen Mikrostruktur im Schleifkorn das geschmolzene Material schnell erstarren soll. Üblicherweise ist bisher das geschmolzene Schleifmaterial auf eine wäimcbeständige Oberfläche in der Form einer dünnen Platte, in kleine Formen und auf eine gekühlte sich drehende zylindrische Oberfläche gegossen worden. Bei diesen bekannten Verfahren wird eine Oberfläche der Atmosphäre ausgesetzt, was zu einem Produkt führt, das an diesen Oberflächen und in der Nähe dieser Oberflächen einen hohen Porositätsgrad aufweist.

Aus der US-PS 11 92 709 ist ein Verfahren zur Herstellung von Schleifkörnern aus geschmolzenem Schleifmaterial bekanntgeworden, bei dem das geschmolzene Schleifmaterial unmittelbar aus dem Schmelzofen in eine kühlende Umgebung gegossen wird, wobei das Verhältnis von Masse zu kühlender Oberfläche klein sein soll. Bei diesem Gießen, bei dem eine Seite des Schleifmaterials durch Berührung mit einer Metall- oder Graphitfläche abgekühlt wird und die andere Seite der Atmosphäre ausgesetzt ist, führt *5 zu einem Produkt mit einer porösen und wenig widerstandsfähigen Oberflächenschicht. Nur wenn dicke Schichten gegossen werden, ist der Anteil des wenig widerstandsfähigen Materials relativ gering und-kann vernachlässigt werden.

Es ist festgestellt worden, daß die Masse schnell abgekühlt werden sollte, um eine feinkristalline Struktur zu erzielen. Bei einem solchen schnellen Abkühlen müssen erheblich dünnere Schichten gegossen werden und das dabei erhaltene unbrauchbare Anteil kann 20 Gewichtsprozent oder mehr des Schleifmaterials ausmachen.

Nach der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung von Schleifkörnern aus geschmolzenem Schleifmaterial zur Verfugung gestellt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das geschmolzene Schleifmaterial in mehrere Zwischenräume gegossen wird, die durch mehrere relativ kalte, im Abstand voneinander parallel angeordnete Graphit- oder Metällplatten gebildet werden, und das Schleifmaterial schnell ohne Schmelzen dieser Pfatten verfestigt und das verfestigte Sch/eifmaterial von den Platten getrennt und feinzerkleinert wird.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß für die Feinzerkleinerung zu Teilchen mit Schleifkorngröße dünne Platten aus als Schleifmaterial geeignetem Oxidmaterial gebildet werden, die im allgemeinen eine äußerst kleine Kristallstruktur haben, und daß im allgemeinen die Bildung von porösem Material auf ein Kleinstmaß zurückgeführt wird.

Durch die Erfindung wird auch erreicht, daß die Porosität sehr verringert wird, und zwar dann, wenn in einigen Fällen ein Teil der vergossenen Schmelze nur eine Seite des Raums zwischen benachbarten Platten benetzt. Die Ausbeute an brauchbarem Schleifmittelmaterial mit der erwünschten kleinen Kristallgrößc wird durch die Erfindung auf über 100% erhöht.

Nach der Erfindung wird so das geschmolzene Schleifmaterial zwischen mehrere im Abstand voneinander angeordnete Metall- oder Graphitplatten gegossen, die vorzugsweise 1,27 bis 0,16 cm voneinander entfernt sind, wobei das Verhältnis von dem Plattenvokimcn zu dem Volumen des Raums zwischen den Platten am besten vorzugsweise mindestens 3 zu 1 ausmacht, und zwar je nach dem Material, das vergossen wird und dem Material der Platten. Niedrigere Verhältnisse können benutzt werden, wenn ein zusätzliches Kühlverfahren, wie z. B. eine Innenkühlung oder ein elektrostatisches Kühlen, angewendet wird oder wenn die Platten nicht erneut verwendet werden sollen.

Am geeignetsten ist es, wenn die Platten mit dem geschmolzenen Schleifmaterial praktisch nicht reaktionsfähig sind und einen Schmelzpunkt über 650⁰C haben. Eine sehr geeignete Platte besteht aus Stahl mit einer Dicke von mindestens 1,27 cm.

Die Zwischenräume, in die das geschmolzene Schleifmaterial gegossen wird, sollen eine eingestellte maximale und bequemerweise eine gleichmäßige Dicke haben, müssen aber keine ebene oder gleichmäßige Gestalt aufweisen. Eine bequeme und einfache Anordnung weist mehrere flache Platten auf, die in bezug aufeinander in einem Rahmen mechanisch befestigt sind und durch Zwischenstücke gleichmäßiger Dicke getrennt gehalten werden und so den gewünschten Abstand zwischen den Platten bilden.

Weil das Erstarren des geschmolzenen Schleifmaterials von der Fläche jeder Platte, zwischen die das Material gegossen worden ist, fortschreitet, befindet sich in dem Material offensichtlich eine Trennungslinie, und zwar in dessen Mittelpunkt, an dem sich die Verfestigungsfronten treffen. Dieses ist normalerweise eine

schwache Ebene in dem Material, und daher sollen die Platten voneinander in einem geeigenten Abstand angeordnet sein, um eine maximale Ausheute an besonders erwünschter Korngrößenverteilung zu erzielen.

Die Erfindung ist besonders für neue Schleifkörner vom Legierungstyp geeignet, bei dem Zirkoniumoxid oder andere feuerfeste Oxide gemeinsam mit Aluminiumoxid verschmolzen weiden, wie es in den USA.-Patenischriften 31 81 939 und 34 98 761 erläutert ist.

Bei einer typischen Durchführung der Erfindung werden die im Abstand angeordneten Platten unter der Gießöffnung eines Ofens aufgestellt und dann die Zwischenräume zwischen den Platten gefüllt. Die Platten werden dann ausreichend abkühlen gelassen, um eine sichere Handhabung und ein Trennen des verfestigten Schleifmaterials zu ermöglichen, und das verfestigte Schleifmaterial wird dann entfernt und durch ein Zerkleinern mittels Schlag oder Walzen oder anderen üblichen Zcrkleinerungstechniken, je nach dem besonderen Schleifanwendungsgebiet, für das das Material hergestellt wird, in Teilchen zerlegt. Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß eine große Ausbeute an homogenem, feinkristallinem, brauchbarem Schleifmaterial nach dem Feinzerkleinern erhalten wird, und zwar im Gegensatz zu den bekannten Abkühlungsverfahren, weil vorzugsweise 95% oder mehr von der Oberfläche des Schleifmaterials in der Form durch benachbarte Formoberflächen vor der Atmosphäre geschützt sind, und weil das sehr schnelle Abkühlen zu einem äußerst zähen feinkristallinen Material führt.

Eine Ausführungsform der Erfindung soll nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung und in dem nachfolgenden Beispiel erläu'.ert werden.

Die F i g. 1 ist eine Seitenansicht einer Form (nicht maßstabgerecht), die aus mehreren Platten 11 besteht, die von einem Wagen 21 durch Stifte 22 getragen werden, die in vorspringenden Kanten 23 ruhen.

Die F i g. 2 ist eine Aufsicht auf die Platten 11, die die

Zwischenstücke bzw. Abstandshalter 12 zeigt, die nur an einer Seite an die Platten angeschweißt sind, um ein Zerlegen der Form zur Entfernung des Schleifmaterials zu ermöglichen.

Die F i g. 3 stellt einen Aufriß dar, der in dem Schnitt 3-3 von der F i g. 2 genommen worden ist. Die Platten il können aus Graphit oder Metall, wie z. B. aus Stahl, duktilem Eisen, Kupfer oder Aluminium, bestehen, das über 650° C schmilzt und mit dem Schleif material unter den Gießbedingungen praktisch nichtreaktionsfähig ist. Obwohl der Schmelzpunkt der Platten unter der Temperatur des geschmolzenen Schleifmaterials liegen kann, findet auf Grund der schnellen Wärmeabsorption durch die Platten ein Schmelzen der letzteren nicht statt.

Beispiel

Eine Aluminiumoxidschmelze, enthaltend 25 Gewichtsprozent Zirkondioxid, wurde in einem Gießofen nach der bekannten, üblichen Elektroschmelztechnik hergestellt.

Das Produkt wurde zwischen Stahlplatten mit einer Dicke von 1,9 cm gegossen, die in einem Abstand von 0,5 cm voneinander entfernt waren. Das verfestigte Produkt zwischen den Platten wurde gesammelt, bis zu Stücken mit einer Größe von 1,27 cm und feiner vorzerkleinert und dann durch Schlag zerkleinert. Bei der Schlagzerkleinerungsoperation wurde ein Material gewonnen, das vollständig ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 2,38 mm passierte und von einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,74 mm zurückgehalten wurde; gröberes Material wurde zurückgeführt und feinere Körner wurden abgetrennt. Die Ausbeute an Material mit einer Teilchengröße von 2,38 bis 0,74mm betrug 67% im Vergleich mit einer 45%igen Ausbeute nach den früher bekannten Gießverfahren, während die gleiche Kornfestigkeit erhalten wurde.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Schleifkörnern aus geschmolzenem Schleifmaterial unter Gießen desselben in eine kühlende Umgebung, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Schleifmaterial in mehrere Zwischenräume gegossen wird, die durch mehrere relativ kalte, im Abstand voneinander parallel angeordnete Graphit- oder Metallplatten gebildet werden, und daß Schleifmaterial schnell ohne Schmelzen der Platten verfestigt wird, wobei die räumliche Beschaffenheit der Zwischenräume derart ist. daß mindestens 95% des öberfläthenbereichs des vergossenen Schleiftnaterials in der Form vor der Atmosphäre durch eine angrenzende Formoberfläche während des Verfestigens geschützt wird, und daß das verfestigte Schleifmaleria! von den Platten getrennt und fein zerkleinert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten in einem Abstand von 1,27 bis 0,16 cm angeordnet werden.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Platten verwendet werden, die mit dem geschmolzenen Schleifmateria! praktisch nichtreaktionsfähig sind und einen Schmelzpunkt über 650⁰C haben.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Platten verwendet werden, die aus Stahl sind und eine Dicke von mindestens 1,27 cm haben.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Platten verwendet werden, deren Volumen mindestens dreimal so groß ist wie das Volumen der Zwischenräume zwischen den Platten.