DE2410686A1 - Schleifwerkzeug - Google Patents

Schleifwerkzeug

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DE2410686A1
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Germany
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grinding tool
grinding
tool
abrasive
organic binder
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Ceased
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DE2410686A
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English (en)
Inventor
Geb Oreper Faina B Danilowa
Michail G Efros
Jurij W Gorjunow
Wladislaw S Lysanow
Nikolaj W Perzow
Sergej A Popow
Wladimir G Safronow
Ewgenij D Schukin
Genja A Stortschak
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VNI I KT I PRIRODNYCH ALMASOW
Original Assignee
VNI I KT I PRIRODNYCH ALMASOW
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24DTOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/02Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
    • B24D3/20Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially organic
    • B24D3/28Resins or natural or synthetic macromolecular compounds

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Description

  • SCHLEIFWERKZEUG Die Erfindung bezieht sich auf ein Schleifwerkzeug,auf Basis von Diamant, kubischem Bornitrid sowie anderen hochfesten Schleifmitteln, das für die Be#rbeitung von Hartmetallen, Stählen, Gußeisen, Keramik und anderen Werkzeug- und Konstruktionswerkstoffen bestimmt ist.
  • Weit bekannt sind Scleifwerkzeuge, die aus Diamant oder kubischem Bornitrid als Hauptschleifmittelkomponente, einem organischen Bindemittel und Füllstoffen bestehen. Als Füllstoffe werden üblicherweise Karbide und Oxyde hochschmelzender Metalle wie Kupfer, Silber, Zirkonium sowie weitere Metalle und Mineralien angewandt, die den Schleifmittelwerkzeugen notwendige physikalisch mechanische Eigenschaften (Wärmeleitfähigkeit, Festigkeit, Gleiteingeschaft ) verleihen. Alle diese Füllstoffe sind dem zu boarbeitenden Werkstoff gegenüber inert; das Spezifische das Werkstoffes, für den das Schleifmittelwerkzeug bestimmt war, wurde bei er einführung solcher Füllstoffe in das Schleifmittelwerkzeug nicht berücksichtigt.
  • Als Mangel der bekannten Schleifwerkzeuge erwelst sich deren ungenügende Leistungsfähigkeit, die modernen Produktionsanforderungen nicht entspricht, sowie deren niedrige Standzeit auf beim Schleifen. Mit der Vergrößerung der Schleiftiefe/mehr als 0,02 mm für je einen Doppelhub des Schleifmaschinentisches bei der Bearbeitung von Hartmetallen und mehr als 0,005 mm bei der Bearbeitung von Stählen nimmt der Verschleiß der Werkzeuge rasch zu. Versuche, die Geschwindigkeit bei der Bearbeitung von Keramik zu erhöhens fuhren ebenfalls ein schroffes Ansteigen des Diamantenverbrauches herbei.
  • Die vorliegende Erfindung bezweckt die Behebung der angeführten Nachteile.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , ein Schleifwerkzeug mit einer erhöhten Leistungsfähigkeit und Verschleißfestigkeit für die Bearbeitung verschiedener Werkstoffe wie Hartmetalle, Stähle, Keramik u.a. zu schaffen.
  • Dlese Aufgabe wirddadurch gelöst, daB in das Schleifwerkzeug, das aus einer Masse gefertigt ist, die außer der Schleifmittelkomponente en organisches Bindemittel und einen Füllstoff enthält, erfindungsgemäß zur Füllstoffzusammensetzung ein Stoff gehört, der gegenüber dem zu bearbeitenden Werkstoff oberflächenaktiv ist, einen Schmelzpunkt ist, der für ein Schmelzen unter Einwirkung der bei der Bearbeitung auftretenden hohen Temperaturen ausreicht, und der im Bearbeitungsbereich in Form von aktiven Atomen auftritt.
  • In die Zusammensetzung der Masse fur die Fertigung des Schleifwerkzeuges kann als oberflächenaktiver Stoff mindestens ein leichtschmelzendes Metall in einer Menge von bis 1/3 des Gesamtmassevolumens eingeführt werden.
  • Bestandteile des Schleifwerkzeuges können folgende Komponenten (in Vol.%) sein: Diamant .................................. 6 - 50 Kupfer................................... 5 - 25 Phenolformaldehydharz.................... 15 - 50 Wismut................................... 5 - 30 Das Schleifwerkzeug kann auch folgende Zusammensetzung (in Vol.%) haben: Kubisches Bornitrid...................... 6 - 50 Borkarbid................................ 5 - 25 Kupfer................................... 5 - 30 Phenolformaldehydharz.................15-50 Wismut............................... 5 - 30 Das Wesen der vorliegenden Erfindung besteht im folgenden.
  • Es wurde festgestellt, daß das Verfahren der. mechanischen Bearbeitung jedes beliebigen Werkstoffes wesentlich erleichtert wird, wenn im BearbeitungsbereichAtome eines Stoffes vorhanden sind, der gegenüber diesem zu bearbeitenden Werkstoff oberflächen aktiv ist. Der oberflächenaktive Stoff, der auf frischen wird Oberflächen der zu bearbeitenden Werkstoffe adsorbiert, bewirkt eine Herabsetzung der Oberflächenenergie dieses Werkstoffes von und eine Verminderung/dessen Festigkeit, d.h. eine Erleichterung dessen Bearbeitung. Dadurch schleift das Schleifkorn - der Kristall aus Diamant oder kubischen Bornitrid-einemWerkstoff, dessen Festigkeit herabgesetzt ist; infolgedessen kann die Schleiftiefe vergrößert werden, und die Beanspruchung des Kristalls vermindert sich. Dies führt zu einer erhöhung der Bearbeitungsleistung und der Verschleißfestigkeit des Schleifwerkzeuges.
  • Die störkste Senkung de Festigkeit von Festkörpern und folglich größte Erleichterung der Bearbeitung sind von den Stoffen Schmelzen/zu erwarten, die ihrre molekularen Natur nach dem zu bearbeitenden Werkstoff verwandt sind (Rebinder-Effekt). Für Werkzeug- und Konsturktionswerkstoffe mit metallischer Bindung (Hartnetalle, Stähle, Gußeisen) sind solche adsorbtionsaktiven ch Stoffe leitschmelzende Metalle. Für Werkstoffe mit Ionenbindungs.
  • art, z.B. Keramik, sind lonogene Verbindungen, d.h. leichtschmelzende Salze aktiv.
  • Leichtschmelzende Füllstoffe werden in das Schleifwerkzeug bei seiner Fertigung im feindisperspulverigen Zustand, gleichmäßig verteilt in der Bindung, eingeführt. Die beim Schleifen auftretenden hohen lokalen Temperaturen rufen das Schmelzen des in das Schleifwerkzeug eingeführten leichtschmelzenden Füllstoffes (Metall oder Salz) hervor, so daß im Schleifbereich Atome des oberflächenaktiven Stoffes stets vorhanden sind, welche eine Herabsetzung der Festigkeit des zu bearbeitenden Werkstoffes und ErLeichterung seiner Bearbeitung bewirken.
  • Die einführungs<in das Schleifwerkzeug>von leicht### schmelzenden metallischen Füllstoffen (Zinn, BLei, Zink sowie deren Legierungen><->erleichtert erheblich die Bearbeitung jedes beliebigen Metallwerkstoffs. Dennoch kammman für jedes Hartmetall bzw. jede Gruppe von Metallwerkstoffen eine Schleifwerkzeugzusammensetzung finden, die optimal sein wird.
  • So zum Beispiel ist es empfehlenswert, in die Masse für die Fertigung eines Schleifwerkzeuges, das für die Bearbeitung von Hartmetallen und Schnellschnittstählen bestimmt wird, ein leichtschmelzenden Metall wie Wismut als Füllstoff einzuführen.
  • Unz das Wesen der Erfindung besser zu erläutern, wird anhand von . Beispielen die Zubereitung der Masse und die Fertigung des Schleifwerkzeuges daraus beschrieben.
  • Für die Zubereitung der Schleifmittelmasse werden vorbe handelte und abgewogene Pulver von Diamant oder kubischen Rornitrid, organischem Bindemittel und Füllstoffen in eine Mischvorrichtung eingebracht und dort bis zur Erreichung des homogenen Zustandes gemischt. Aus der Masse wird das Schleifwerkzeug im Warmpreßverfahren gefertigt. Dabei beträgt die Preßtemperatur 215#5°C und der Preßdruck 600-800 kp/cm².
  • Aus der Schleifmittelmasse können Schleifwerkzeuge verschiedener Art gefertigt werden: Schleifscheibe von allen typen, Feinziehschleifsteine usw. Das gefertigte Werkzeug wird auf die Schneidfähigkeit feprüft, indem es, aufgestellt auf einer Schleifmaschine, genormte Probenstücks aus Hartmetall bzw. Stahl schleift.
  • Die Hauptkennziffern, die von der Leistungsfähigkeit der Schleifscheiben zuegen, sind spezifischer Schleifmittelverbrauch, der als Verhältnis der Masse des verbrauchten Schleifmittels (Diamant, kubisches Bornitrid) zur Masse des abgeschliffenen Werkstoffes bestimmt wird, und die maximal zulässige Schleiftiefe, d.h. die Bearbeitungsleistung.
  • Konkrete Beispiele der Massenzusammensetzung für Schleifwerkzeuge auf Basis von Diamanten (in Vol.%) sowie des spezifischen Diamantenverbrauches beim einsatz von daraus gefertigten Topf-Schleifscheiben werden in der Tabelle 1 angeführt.
  • Die Prüfungsbedingungen für die Schleifscheiben sind wie folgt: Geschwindigkeit der Schleifscheibe.......... 20 m/min Längsvorschub............................... 1 m/min Quervorschub........................... 0, 08 mm/Doppelhub des Schleifmaschinentisches Die Schleifscheiben wurden ohne Abkühlung dre Prüfung unterzogen. Die Körnung des Diamantpulvers in den Scheiben betrug von 80/63 bei einer durchschnittlichen Korngröße /100 /1m, die Diamantenkonzentration - 100%. Es wurde ein Hartmetall-Probestück, bestehend aus 15% Titankarbid, 6% Kobalt und 79% Wolframkarbid geprüft.
  • Tabelle a lfd. Nr. Komponentenverhältnis in % spezifischer der ange- bezogen auf Volumen Diamantenverführten Diamant Kupfer Wismut Kadmium Phenol- brauch in Belsple- formalde- mg/g le hydharz 1 6 28,9 15,1 - 56 1,5 2 25 25 20 - 30 0,8 3 25 25 10 10 30 1,0 4 45 5 30 - 20 1,7 Wie aus der Tabelle ersichtlich ist, weisen die Massen, die Wismut enthalten, den geringsten spezifischen Diamantenverbrauch auf; Eine Erhohung der Arbeitsfähigkeit der Schleifscheiben trltt auch in Erscheinung, wenn in den Massen andere leichtschmelzende Metalle/Kadmium, Zinn, Zink, Blei/ angewandt werden, obwohl hier die Schleifscheibenabnutzung etwas höher liegt. Bei den Prüfungen der Schleifscheiben, die keine leichtschmelzende metalder lischen Füllstoffe enthalten, ist/spezifische Diamantenverbrauch unter den gleichen Prüfungsbedingungen um das 2-3 fache größer.
  • Die Erhöhung der Leistungsfähigkeit und Verschleißfestigkeit der Schlelfschelben ermöglicht deren erfolgreichen Einsatz bel der Bearbeitung von Hartmetallen.
  • Konkrete Beispiele für die Zusammensetzungen von Schleifwerkzeugen(in Vol.%) auf Basis von kubischem Bornitrid, die für der die Bearbeitung von Stahllegierungen bestimmt sind, sowie/ spezifische Verbrauch von kublschem Bornitrid beim Einsatz von Topschleifscheiben sind in der Tabelle 2 angeführt.
  • Die Prüfungsbedingungen sind wie folgt: Geschwindigkeit der Schleifschiebe -20 m/min Längsvorschub des Schleifmaschinentisches - 1 m/min Quervorschub des Schleifmaschinentisches - 0, 02 mm/Doppelhub Die Schleifscheiben wurden unter Abkühlung geprüft. Die Teilchengröße des kubischen Bornitrides betrug im Durchschnitt 100 µm, dessen Konzentration - 100%.
  • Geprüft wurde Schnellarbeitsstahl.
  • Tabelle 2 lfd. Nr. Komponentenvehältnis in Vol.% Spezider an- kubisches Borkar- Kupfer Kad- Wismut Phenol- fischer geführt- Bornitrid bid mium formal- Verbrauch ten Bei- dehyd- des kubispiele harz schen Bornitrides in mg/g 1 6 20 30 14 - 30 1,7 2 25 5 20 25 2 25 1,0 3 25 10 20 15 5 25 1,2 4 50 5 5 10 - 30 2,0 2 25 15 10 - 10 40 1,0 Die obenangeführte Tabelle zeigt, daß sich eine Masse für die Fertigung eines Schleifwerkzeuges, welche in ihrer Zusammensetzung Wismut enthält, durch einen geringen Vebrauch des kubischen Bornitrides beim Einsatz dieses Schleifwerkzeuges für die Bearbeitung von Stahllegierungen auszeichnet. Im Falle des Ersatzes von Wismut durch ein anderes leichtschmelzendes Metall /, Zinn, Zink, Blei@/ wird die Abnutzung des Schleifwerkzeuges etwas höher sein. Trotzdem ist jedoch dessen Verschleißfestigkeit und Leistungsfähigkeit im Vergleich zu einem, das im seiner Masse keine leichteschmelzenden Metalle nthält, bedeutend hoher.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE
1. Schleifwerkzeugm gefertigt aus einer Masse die in ihrer der Zusammensetzung außer/Schleifmittelkomponente ein organisches Bindemittel und einen Füllstoff enthält, dadurch gekennzeichnet, zugeführt daß zum Füllstoff ein Stoff / ist, der gegenüber dem zu bearbeitenden Werkstoff oberflächenaktiv ist, einen Schmelzpunkt hat, der ein Schmelzen unter Einwirkung von bei der Bearbeitung auftretenden hohen Temperaturen ausreicht, und im Bearbeitungsbereich in Form von aktiven Atomen auftritt.
2. Schleifwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Masse, aus der es gefertigt ist, mindestens ein lalchtschmelzendes Metall in einer Menge von bis 1/3 der Gesamtmassevolumen als oberflächenaktiver Stoff eingeführt ist.
3. Schleifwerkzeug nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzei es in chnet, daß / seiner Zusammensetzung enthält (in Vol.%): Diamant......................................... 6 - 50 Kupfer.......................................... 5 - 30 Phenolformaldehydharz........................... 15 - 50 Wismut.......................................... 5 - 30
4. Schleifwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, es in das / seiner Zusammensetzung enthält (in Vol.%): Kubisches Bornitrid............................. 6 - 50 Borkarbid....................................... 5 - 25 Kupfer............................... 5 - 30 Phenolformaldehydharz................ 15 - 50 Wismut................................. 5 - 30
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8491681B2 (en) 2007-09-24 2013-07-23 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasive products including active fillers

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US8491681B2 (en) 2007-09-24 2013-07-23 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasive products including active fillers

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