DE2300073A1

DE2300073A1 - Verfahren zur herstellung von schleifkorn

Info

Publication number: DE2300073A1
Application number: DE19732300073
Authority: DE
Inventors: Edward John Bielawski
Original assignee: Carborundum Co
Current assignee: Unifrax 1 LLC
Priority date: 1972-01-03
Filing date: 1973-01-02
Publication date: 1973-07-19
Also published as: FR2167581B3; CA963669A; JPS4874695A; BR7300024D0; JPS5527034B2; FR2167581A1; GB1411398A

Description

PATENTANWÄLTE
Dipl-lng. WERNER COHAUSZ - Dipl.-Ing. WILHELM FLORACK - DipL-Ing. RUDOLF KNAUF

4 Düsseldorf, Sdiumannstroße 97 2300073

The Carborundum Company

1625 Buffalo Avenue

Niagara Falls, New York, TJSA 2$. Dezember 1972

Verfahren zur Herstellung von Schleifkorn
Die Erfindung betrifft ein Ve#rfahren zur Herstellung von Schleifkorn.

Verschmolzene Metalloxide wie Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid und dergleichen werden im großen Umfange als Schleifmittel und als feuerfeste Werkstoffe verwendet. Bei einem herkömmlichen.Verfahren zur Herstellung von Schleifmittel werden Chargen mehr oder weniger reiniges Oxides oder oxidbildenden Materials in einem Elektroofen geschmolzen und zum Abkühlgen
gebracht. Hach der Erstarrung wird die Oxidmasse in große Klumpen zerbrochen, die dann gemahlen und klassiert werden, um Schleifkorn in der Partikelgröße zu erhalten, die man für den betreffenden Anwendungsfall
haben will. Granuläre Oxidmaterialien der gleichen allgemeinen Art werden auch in der Herstellung von feuerfesten Gegenständen verwendet, wobei das Korn durch die verschiedenen Arten feuerfester Bindungen geeigneter Form gebunden werden. Anstatt die geschmolzene Oxidmasse im Tiegel erstarren zu lassen, der für das Schmelzen verwendet wird, kann sie
durch Abgießen im noch geschmolzenen Zustand in relativ kleine Blöcke
oder in eine relativ dünne Schicht auf einer Metallfläche gegossen werden, wo sie schnell abkühlt. Das gekühlte Produkt wird dann gemahlen und klassiert, wie das vorstehend beschrieben worden ist.

Es ist festgestellt worden, daß in vielen Fällen bei Abkühlung in einer dünnen Schicht das Oxidprodukt übermäßig porös ist, besonders in seiner cfcorsn Partie. Als Folge davon ist beim Zermahlen des Produkts zur Herstellnng von Schleifkorn die Ausbeute an zufriedenstellendem Korn unerwünscht gering.

Wa/Ti - 2 -

309829/0821

Es ist festgestellt worden, daß selbst recht geringe Mengen eines ohne weiteres oxidierbaren Metalls oder einer Metallegierung bei Zusetzung zu einer Schmelze oder einem Bad, die bzw. das im wesentlichen aus Aluminiumoxid (Al₂O,) und Zirkoniumoxid (ZrO₂) besteht, wobei das erstere den Großteil ausmacht, effektiv sind, um nicht nur die Porosität des Produktes zu verringern, wenn es in einer dünnen Lage gekühlt wird, beispielsweise durch Gießen der Schmelze auf eine relativ kalte Metallfäche, sondern um auch dessen Brüchigkeit zu verbessern. Ferner tritt, eine ausgepräft auffallende Verbesserung in der IFluiditität der Schmleze auf, so daß sie schneller gegossen werden kann. Das Metall oder die Legierung wird vorzugsweise in Klumpen oder Blöcken zugesetzt, ferner auch vorzugsweise .in aukzessiven Zusätzen mit dem Voranschreiten des Gießens des Bads,

Ein geschmolzenes Bad, das im wesentlichen aus etwa ₂ 25$ ZrO bestand, wurde in einem Tiegel durch eine Dreiphasen-Lichtbogenerhitzung erzeugt, wobei Graphitelektroden verwendet weurden. Das Gewicht des Bads betrug etwa 7200 kg. Bei einer Temperatur des Bads von etwa 2100⁰O wurde ihm unter den Heizelektroden ein Block metallischen Aluminiums zugesetzt, der etwa 2,26 kg wog. Nach einer Verzögerung von etwa fünf Minuten, um ein Mischen des zugesetzten Metalls mit dem Inhalt des Tiegels zu ermöglichen, wurde der Ofen gekippt, und ein Teil des Inhalts des Tiegels, etwa 120 kg, wurde auf eine Gtahlflache gegossen, auf der eine Erstarrung zur Bildung eines dünnen Blechs oder einer dünnen Platte erfolgte* mehrere zusätzliche Abgüsse wurden in gleicher Weise aus dem Tiegel vorgenommen. Mach jeweils neun Abgüssen wurde dem Bad ein weiterer Block Aluminium zugesetzt, wie es zuvor verwendet worden war.

Beim Gießen des geschmolzenen Materials aus dem Bad wurde festgestellt, daß es weit weniger visko war und sich freier gießen ließ als Material aus ähnlichen Bädern, dem das "Aluminiummetall nicht zugesetzt worden war. Das allein ist schon sehr vorteilhaft, weil erhebliche Zeit für das Gießen eingespart wird. Das gegossene Produkt kühlte sehr schnell ab. Nach dem Abkühlen wurde bei der Prüfung festgestellt, daß eine Makroposüät im wesentlichen fehlte und daß eine bessere Struktur mit einer

309829/0821

kleineren Korngröße erreicht wurde. Die Verbesserung im gegossenen Produkt zeigte sich auch durch die Tatsache, daß beim Zermahlen des gegossenen Materials zur Herstellung von Schleifkorn eine Erhöhung von mehr als 355' in der Ausbuete an Korn im Bereich von 8 bis 20 Grit Größe gegenüber der Ausbeute aus normal behandelten Oxiden erreicht wurde. Ferner wurde eine ausgeprägte Verbesserung in der Brüchigkeit des Schleifkorns festgestellt, d.h. der Leichtigkeit, mit der die Körner gebrochen wurden. Dan wurde durch Vergleichen von Mahltests bestimmt, die entsprechend dem Verfahren American Standards Association B74.8 1865 durchgeführt wurden, unter der Überschrift: "Ball Hilling Test For Friability of Abrasiveε" (Kugelmahltest auf Brüchigkeit von Schleifmitteln) .

Ähnliche Ergebnisse wurden erreicht, wenn Aluminiummetallzusätze dem Ofen in der Herstellung von Schleifkorn aus einem geschmolzenen Bad zugegeben wurden, das etwa 90°/> Α1_?0, und etwa 10/j ZrO _p enthielt.

Das Aluminiummetall, das zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet wird, braucht nicht rein zu sein. Aluminiumlegierungen, die kleine Anteile an anderen Metallen enthalten, sind auch zufriedenstellend. Selbst andere leicht oxidierte Metalle wie beispielsweise Zirkonium, Magnesium und Liegerungen daraus können zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden. Is versteht sich, daß kein Metall allein oder in erheblicher Menge in einer Legierungen verwendet werden soll, die aus Gesundheitsgründen ungeeignet sind oder die einen nachteiligen Effekt auf die Schleifcharakteristiken des Produkts haben.

Die Iienge an oxidierbarem Metall, das für die Duerchführung des erfindungsgemäßen Perozesses verwendet werden kann, kann stark schwanken. Verbesserte Ergebnisse sind mit nur etwa 0,2£ Aluminium erreicht worden, und bis zu etwa 1,0$ Metall können zum Vorteil gereichen. Diese Prozentzahlen sind auf das Gesamtgewicht des geschmolzenen Oxidmatea·- rials bezogen, das gegossen wird. Vie im vorstehenden Beispiel wird das Metall vorzugsweise in Schritten in Intervallen mit dem Gießen des geschmolzenen Oxidbads zugesetzt. Die Schritte sind vorzugsweise in ihrer

309829/0821

Größe etwa gleich. Ein Zeitintervall von mindestens etwa fünf Minuten wird nach jeder Metallzugabe belassen, um ein gründliches Vermischen vonstattengehen zu lassen.

Schleifkorn, wie man es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhält, ist für die Herstellung von Schleifrädern überlegen, besonders Hochleistungsrädern wie Schrupprädern.

In der vorstehenden Beschreibung und in den nachfolgenden Ansprüchen sind die angegebenen Prozentzahlen Gewichtsprozente.

Patentansprüche

0 9 8 2 9/0821

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Pchleifkorn aus einer Schmelze, die im wesentlichen aus Al₉O, zum größeren Teil und aus ZrO₉ zum kleineren Teil besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelze ein ohne weiteres oxidierbares Metall zugesetzt wird, daß man die Schmelze in einer dünnen Platte abkühlt und daß man die Platte zu Schleifkorn zerkleinert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Partien der Schmelze in Intervallen zur Bildung dünner Platten vergossen werden.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch-gekennzeichnet, daß man das oxidierbare Metall in Schritten nach einer Anzahl von Abgüssen zusetzt.

4. Verfahren nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte etwa in gleicher Größe gewählt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an oxidierbarem Metall, das zugesetzt wird, im Bereich von etwa 0,2fo bis 1_f0J& des gesamten vergossenen Schmelze liegt.

6. Verfahren nach Anspmch 5> dadurch gekennzeichnet, daß das oxidierbare Metall Aluminium oder eine Legierung auef Aluminiumbasis ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der ZrO₂-Gehalt der Schmelze mindestens etwa 105$ ausmacht.

309829/0821