DE2450384A1

DE2450384A1 - Schleifmittel

Info

Publication number: DE2450384A1
Application number: DE19742450384
Authority: DE
Inventors: Ronald Edward Barks
Original assignee: Norton Co
Current assignee: Saint Gobain Abrasives Inc
Priority date: 1973-10-24
Filing date: 1974-10-23
Publication date: 1975-04-30
Also published as: FR2249152B1; GB1452641A; NO743769L; AU7444674A; JPS5947715B2; NO140005C; US3916585A; JPS50154894A; IT1024673B; FR2249152A1; DE2450384C2; ZA746593B; CA1033578A; NO140005B

Description

Schleifmittel

Die Erfindung bezieht sich auf gesinterte Schleifmittel auf der Basis von Tonerde/Zirkoniumoxid mit zusätzlich Ceroxid für Schleifscheiben zum Grobschleifen.

Gesinterte Schleifmittels die durch Erhitzen von fein verteiltem Bauxit oder anderen aluminiumhaltigen Materialien auf Sintertemperaturen (z.B. von 1350 bis 160O⁰C) hergestellt und von geschmolzenen Schleifmitteln_s hergestellt durch Schmelzen von aluminiumhaltigen Materialien in einem Lichtbogenofen bei Temperaturen über 200O⁰C₅ unterschieden werden, sind seit etwa 13 Jahren im Handel (US-PS 2 725 286₉ 3 079 243,' 3 454 385, 3 387 957, 3 637 360 und 3 679 383). ■ Aus der JA-AS 68-4595 ist ein gesintertes Schleifkorn auf Tonerde-Basis bekannt, das 4 bis 34 % Zirkoniumoxid und 0,5 bis 4_S5 % Manganoxid enthält. Die DT-OS 1 908 475 beschreibt ein gesintertes Schleifkorn, hergestellt aus Tonerde vermischt mit Zirkonerde und mit 1 bis 10 % Zusätzen ausgewählt aus der Gruppe der Erdalkalioxide und -halogenide, Chromoxide, Manganoxide, Kobaltoxide und der Halogenide von Aluminium, Mangan, Kobalt und Chrom sowie deren Gemische. " Die HU-PS 158 576 betrifft

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keine Schleifmittel, aber aluminiumhaltige Massen auf der Basis von Tonerde und Zirkonerde mit zugesetzter Cererde, Magnesia -und Kieselerde. Diese Massen werden bei Temperaturen über 16OO C zu Produkten wie elektrischen Isoliermaterialien gesintert.

Gesinterte Tonerde-Zirkonerde (Aluminiuraoxid-Zirkonoxid) wurde vor kurzem in den Handel gebracht zur Verwendung in Schrupp- oder Abgratschleifscheiben.

Es besteht ein Bedarf nach gesintertem ΑΙρΟ,-Schleifmittel mit höherer Schlagfestigkeit und gleich guter oder besserer Abriebfestigkeit,als sie die bisher bekannten gesinterten Schleifmittel besitzen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Schleifmaterial in Form gesinterter auf Maß geformter (forrned-to-size) Teilchen, aus denen sich mit Bindemitteln Schleifscheiben für Grobschleifarbeiten wie Abgraten, Schruppen oder Putzen von

herstelD ^^
rostfreiem Stahl " '; "axe Zusammensetzung der einzelnen Schleifkörner schließt Tonerde, Cererde und Zirkonerde bzw. Aluminiumoxid, Ceroxid und ZirkozrcifPid ein in Mengenanteilen, die bestimmt werden durch die Grenzlinie AEBC des beigefügten Diagramms des ternären Gemisches, wobei Aluminiumoxid, Zirkonoxid und Ceroxid mindestens 95 Gew,-^ der Gesamtmasse ausmachen.

Hergestellt wird das erfindungsgemäße Schleifmittel für Schleifscheiben zum Grobschleifen wie Abgraten usw., indem ein feines Pulvergemisch zu gekörnten Schleifteilchen vorgeformt und bei Sintertemperaturen von beispielsweise 1530 bis 1600⁰C fixiert wird; die Zusammensetzung des Gemisches schließt Tonerde, Cererde und Zirkonerde in den Mengenanteilen definiert durch die Grenzlinie AEBC des beigefügten Diagramms der ternären Masse ein, wobei Tonerde, Zirkonerde und Cererde mindestens 95 Gew.-% der Masse ausmachen,

^lassen 503813/08S0 = 3 -

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Das Schleifmittel ist somit ein gesintertes Tonerde- oder Tonerde-Zirkonmaterial, das 2 bis 25 % Ceroxid enthält.

Zwar werden Zusammensetzungen, die wesentliche Mengen Zirkonoxid bzw. Zirkonerde und zwar von 10 bis 45 % enthalten, bevorzugt; es hat sich aber gezeigt, daß auch Ceroxid-Aluminiumoxid Produkte ausgezeichnete Schleifeigenschaften besitzen, wie sie bisher auf diesem-Gebiet nicht bekannt waren.

Die beigefügte. Zeichnung ist ein Diagramm des ternären SystemsCererde, Tonerde, Zirkonerde; der von der Linie AEBC umschlossene Bereich gibt die Zusammensetzungen im Rahmen derErfindung an. Das Parallelogramm DEBF zeigt die bevorzugten Grenzen nach der Erfindung.

Die Bewertung von Schleifmitteln für Grobschleifarbeiten ist eine in Entwicklung begriffene Technik. Ein Maß dafür, ob sich ein bestimmtes Schleifmittel eignet, ist dessen Zerreibbarkeit oder Splitterfähigkeit. Diese Eigenschaft wird mit Hilfe verschiedener Methoden gemessen; diese erstrecken sich vom Prüfen wie leicht ein gegebenes Korn von Hand zwischen den Backen einer Beißzange zerdrückt werden kann bis zu empfindlicheren quantitativen Messungen der Abrieb - oder Bruchmenge, die bei einer Probe erhalten wird, die aus einer großen Anteil von einzelnen Körnern des gegebenen Materials besteht und in einer Kugelmühle oder auf andere Weise dem Abrieb oder Verschleiß unterworfen wird« Die angewandte Methode schließt ein, daß {jedes einzelne Teilchen in einer umfangreichen Probe von gleichmäßig großen und geformten Teilchen einem einzelnen Stoß oder Aufschlag gegen bzw, auf eine schnell rotierende Stahlschaufel oder -stange unterliegt und daß die aus dem Aufschlag oder Stoß sich ergebenden Teilchen dann einer Siebanalyse unterworfen werden. Ausgedehnte Prüfungen dieser Art über lange Zeitspannen hinweg haben ergeben, daß spröde Materialien wie Schleifmittel bei diesem Stoß- oder Schlagversuch in

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einer Weise aufbrechen, die durch folgende Gleichung

χ k

wiedergegeben werden kann, in der R der Gewichtsanteil Korn ist, der auf einem gegebenen Sieb mit Öffnungen der Abmessung χ verbleibt; χ ist die wirksame Anfangsgröße der Körner oder Teilchen (vor dem Stoß) und k ist eine dimensionslose Zahl, die als repräsentativ für die Anzahl Fehlstellen in dem zu prüfenden Material angesehen werden kann. Je kleiner der Zahlenwert von k ist, umso fester oder stärker ist das Material. Die Schlagoder Stoßtestmethode wird ausführlich diskutiert in"Single Impact Testing of Brittle Materials"von·Karpinski und Tervo, S. 126 - 130 der Juni-Ausgabe 1965 von "Transaction of the Society of Mining Engenieers".

Zur Durchführung einer Bestimmung des k-Wertes wird eine Versuchsprobe aus dem rohen Schleifmaterial durch Zerkleinern und Sieben hergestellt. Die Versuchsprobe umfaßt denjenigen Teil des zerkleinerten Schleifmittels, der zwischen zwei bestimmten benachbarten Sieben der Tyler Reihe zurückgehalten wird, nachdem eine halbe Stunde lang mit einem Schüttelsieb gesiebt worden ist. Das Probengextficht wird so gewählt, daß etwa 10 000 einzelne Schleifkörner vorliegen. Für die Körnungsnummer 14 (1,168 mm), die üblicherweise für die Stoß- oder Schlagprüfung verwendet wird, genügt bzw. entspricht eine 100 g Probe.

Die Körner oder Teilchen \^erden im wesentlichen einzeln in eine evakuierte Kammer (z.B. 2 mm Hg) fallen gelassen und stoßen hier direkt und zentral auf eine mit vorbestimmter Geschwindigkeit sich drehende Schaufel aus Weichstahl. Das Korn wird durch den Aufschlag in einen Sammelbehälter geführt. Sekundäre Aufschläge oder Stöße werden auf ein Minimum herabgedrückt, in dem alle benachbarten Metallflächen mit Dichtungsgummi belegt sind.

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Das im Behälter oder Topf gesammelte Korn wird dann- eine halbe Stunde lang auf einem der beiden nächsten Tylersiebe (benachbarte Körnungsnummern) in einem Schüttelsieb gesiebt, um die Korngrößenverteilung nach dem Schlag oder Stoß in Gewichtsmengen Korn auf jedem Sieb und auf der Schale zu bestimmen. Bei der Bestimmung von k, auf die- .. in dieser Beschreibung Bezug genommen wird, war das Zentrum der Schaufel 30,5 cm (12 inch) radial vom Rotationszentrum entfernt; die Umlaufgeschwindigkeit der Schaufel betrug 2000 UpM, was einer Geschwindigkeit von 62,7 m/s (209 ft/s) entsprach.

Für eine Ist-Bestimmung eines k-Wertes werden typischerweise vier Siebe verwendet mit einer Schale unter ihnen in der Schüttelmaschine (Ro-Tap). Das erste Sieb (willkürlich als "0^!l Sieb benannt) ist das Sieb, auf dem das Versuchsmaterial in dem Siebe- oder Klassiervorgang zurückgehalten worden ist. Die folgenden Siebe 1, 2, 3_f 4 usw. sind jeweils um den Faktor 1,189 (4. Wurzel aus 2) kleiner als das vorangehende Sieb, im Tyler-Siebsystem. Diese Tatsache kann man heranziehen, um die Berechnung zu vereinfachen, indem man Tabellen aufstellt der reziproken Werte des Logarithmus von 1 - -^- für verschiedene Werte von x_o , das üblicherweise zwischen 1 und 1,5 liegt, wenn das ^I!O"-Sieb willkürlich als Einheit seiner Sieböffnung bzw. lichten Maschenweite angenommen wird.

Das Korngewicht auf den verschiedenen Sieben wird der Reihe nach aufgenommen, angefangen mit dem ¹¹O"-Sieb, und das Gewicht der Fraktionen R der Gesamtprobe auf jedem Sieb berechnet. Es wird willkürlich ein Wert für χ - beispielsweise 1,02 - gewählt und aus R für jedes Sieb k berechnet aus folgender Formel

k ₌ ^lQfl ^R
log (1--^ )

Sind die 'Werte für k bei allen R gleich, denn wurde das richtige x_Q gewählt und k und x_Q sind bekannt. Differieren die Werte für k um mehr als eine Einheit-in der dritten Dezimalstelle, so -wird ein neuer Wert für x_o wird so lange 50 9 818/0890 °

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wiederholt, bis k mit dem angestrebten Haß an Genauigkeit bestimmt worden ist.

Eine andere meßbare Eigenschaft von Schleifmaterialien ist der "Zerstörbarkeitsfaktor" oder "a"-Wert, definiert durch die Gleichung

Diese Gleichung gibt die Beziehung wieder zwischen Scheibenabnutzungsgeschwindigkeit \'I in cm·³ (inch"⁵') /h und Materialabtragungsgeschwindigkeit Il in kg (lbs) /h, wobei P die ver- tikale Kraft in kg (lbs) auf die Schleifscheibe, V die Umfangsgeschwindigkeit der Schleifscheibe in cm (ft) /min und k eine Konstante ist, die die Schleifbarkeit des Metalls, das geschliffen werden soll, angibt und a der oben angegebene Zerstörbarkeits- oder Splitterbarkeitsfaktor ist mit der Dimension crrr⁵ (inch^) /h. Die Gleichung gibt die optimale Metallabtragungsgeschwindigkeit an für ein Schleifmittel mit gegebenem Wert a bei konstantem Druck und Scheibengeschwindigkeit und beliebiger gegebener Scheibenabnutzungsgeschwindigkeit ¥. Bei Schleifversuchen ist es zweckmäßig, PV/M -und 1/W aus Messungen von M und ¥ zu berechnen. Trägt man PV/M auf die y-Achse und 1/W auf die x-Achse- auf, so erhält- man eine gerade Linie, die die y-Achse in i/¥ schneidet und deren Neigung (Winkel mit der x-Achse) a/K ist. Die K-Werte für die Versuchsmetalle können aus vorangegangenen Versuchen bekannt sein oder bestimmt werden aus Schleifergebnissen einer gegebenen Schleifscheibe mit bekanntem a-Wert oder durch Messen des Metallabtrags bei mehr als einer Scheibenabnutzungsgeschwindigkeit (indem man die Geschwindigkeit, Druck oder die Härte der Scheibenbindung verändert), so daß mindestens 2 Punkte bestimmt sind, durch die man die gerade Linie in dem Diagramm PV/M aufgetragen gegen 1/W legt.

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In den speziellen verwendeten englischen und technischen Einheiten beträgt die Dimension der Konstante K 60 lbs/ft *lbs (196 kg/mkg). Offensichtlich kann jede vereinbare (reproduzierbare) Einheit mit vereinbaren (reproduzierbaren) Dimensionen verwendet werden; in solchen Fällen werden selbstverständlich die Zahlenwerte für K und a anders sein als im vorliegenden Falle . Eine-theoretische Diskussion und Ableitung der Gleichung (1) wird in dem Buch "Abrasives"-, von Loring Goes, Jr. 1971 Springer-Verlag, Wien und New York gegeben. Im wesentlichen legt die Gleichung fest, daß die Geschwindigkeit bzw«, der Grad des Metallabtrags oder -abschliffs direkt proportional ist der auf die Schleifscheibe angewandte Energie (PV), wenn keine Abnutzung des Schleifmaterials stattfindet (a =£ 0). Das heißt für das "vollkommene" Schleifmittel gilt M = KPV. Da jedoch der Wert a stets etwas größer ist als 0, wird der Metallabschliff tatsächlich nicht gleich KPV sein, sondern um einen Wirksamkeitsfaktor W/(W + a) verringert sein. Mit anderen Worten, je kleiner der Wert a ist, umso leistung.' fähiger ist das Schleifmittel. Die durch die Gleichung (1) gegebene Metallabtragungsgeschwindigkeit bzw» der Metallabschliff wird erreicht, wenn das Schleifmittel mit optimaler Wirksamkeit eingesetzt und verwendet wird. Ist die Bindung (der Schleifscheibe) zu weich oder das Schleifmittel selbst zu schwach für die vorgegebenen Schleifbedingungen, so wird der Metallabschliff geringer sein,als sich aus der Gleichung (1) ergibt, und das Schleifmittel wird dann nicht entsprechend seiner wahren Leistungsfähigkeit arbeiten.

Beispielsweise kann ein Schleifkorn während des Schleifvorganges so aufbrechen, daß es in der Schleifscheibe nicht wirksam genutzt wird. Dies kann eintreten, weil das Schleifmittel von Haus aus zu schwach oder für die speziellen Schleifbedingungen nicht richtig gebunden ist oder weil es zu leicht splittert. Das '.heißt es kann eine zu schwache Form besitzen für die spezielle in der Schleifscheibe verwendete Bindung,

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Die dem Schleifmittel innewohnende Stärke ist daher eine wichtige Eigenschaft, die zusammen mit den Eigenschaften der Schleifscheibenbindung und des Zerstörbarkeits- oder Split^^barkeitsfaktors a, der Seheibenabnutzungsgeschwindigkeit (und der Schnittgeschwindigkeit) einer Schleifscheibe unter einer gegebenen Kombination von Schleifbedingungen Einfluß ausübt. Der dirnensionslose oben beschriebene k-Wert oder Schlagfestigkeit (nicht zu verwechseln mit der Schleifbarkeit K eines Metalls) ist ein Maß für die Stärke des Schleifkorns. Der einzelne Wert k für jedes beliebig gegebene Schleifmittel hängt sowohl von der dem Material innewohnenden Stärke, dem Bruch durch Stoß zu widerstehen,als auch der Form des einzelnen Kornes ab.

Aus obigem ergibt sich, daß für schweres oder Hochleistungsschleifen wie Grobschleifen, bei dem hohe Geschwindigkeiten und Kräfte angewandt werden, die meßbaren Eigenschaften des Schleifmittelss die für die Leistung wichtig sind, die Schlagfestigkeit (oder Zähigkeit) k und der Zerstörbarkeits-

(s.oben) faktor a sind. Wie vom Autor Coes herausgestellt, lassen sich niedere Zerstörbarkeitsfaktoren (a-Werte) mit hohen Schmelzpunkten für bestimmte Klassen von Schleifmitteln in Beziehung setzen.

Die erfindungsgemäßen Schleifmittel sind eine Klasse von gesintertem Schleifkorn neuer Zusammensetzung mit hoher Festigkeit und niederem a-Wert, die sich besonders zur Verwendung in organisch gebundenen Schleifscheiben für schwere Schleifarbeiten wie Grobschleifen von Stahlknüppeln eignen.

Der breiteste Bereich für die Zusammensetzung des gesinterten Sohleifmaterials nach der Erfindung wird gegeben durch die Grenzlinie AEBC des beigefügten Diagramms des Dreistoffsystems.

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Die bevorzugte Zusammensetzung für die Schleifmittel nach der Erfindung wird angegeben durch das Parallelogramm DEBF. Zwar werden hochreine Roh- oder Ausgangsmaterialien bevorzugt, Ausgangsstoffe mit einer Reinheit über 93 % sind aber sehr teuer. Es können daher bis zu 5 Gew.-?o insgesamt Verunreinigungen, Begleitstoffe oder Sinterhilfsmittel wie die Oxide von Eisen, Silicium, Titan, Magnesium, Calcium, Chrom, Kobalt, Vanadium,Nickel und Mangan in der Schleifmittelzusammonsetzung toleriert oder sogar bevorzugt werden.

Zur Herstellung des Schleifkornes werden zunächst die Ausgangsstoffe miteinander vermischt, das Gemisch in dem Schleifkorn entsprechend geformt und

schließlich die geformten Körner oder Teilchen gebrannt.

Die Roh- oder Ausgangsstoffe sollen gut gemischt und fein

sein. Die Korngröße für Aluminiumoxid, Ceroxid und Zirkonoxid soll 0,5 bis 10 /um oder feiner betragen, im Mittel 4 /um oder darunter,, Das Brennen soll kein Kristallwachstum über 5 /um im Mittel verursachen.

Die oben genannte Patentliteratur empfiehlt mehrere verschiedene Formgebungsmethoden, die auch für die erfindungsgemäßen' Schleifmittelmassen angewandt werden können, beispielsweise Formen zu Steinen , die dann zu Schleifkorn entsprechender^{Gr e} granuliert werdenj Strangpressen; Ausgießen iⁿ dünne Schichten, die getrocknet und dann aufgebrochen v/erden; Formpressen u.a.m. Vorzugsweise werden Auf schlämmungen hergestellt, die Ausflockungsmittel enthalten und · · in Formen der gewünschten Größe gegossen werden, ohne Preß en , wie· wenn trockenere Gemische

verwendet werden. Geeignete Ausflockungsmittel sind Ferriammoniuracitrat (US-PS 2 637 360) oder handelsübliche Aus.-flockungsmittel.

^■getrocknet und - - 10 -

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Das Brennen erfolgt bei Temperaturen im Bereich von 1350 bis 1600⁰G während eines Zeitraumes von 1 bis 24 Stunden.

Das gebrannte bzw. gesinterte Schleifkorn eignet sich zur Anwendung in harzgebundenen Schleifscheiben, .die für Rotation mit hohen Umfangsgeschwindigkeiten und hohe Anpreßdrucke vorgesehen sind.

Beispiel 1

Als Ausgangsmaterial wurden in diesem Beispiel in der Kugelmühle zerkleinerte handelsübliche Bayer-Tonerde, eine handelsübliche Zirkonerde und ein handelsübliches Ceroxid verwendet. Diese Pulver im Gewichtsverhältnis 71,25 % Tonerde, 23,75 % Zirkonerde und 5,0 % CeO₂ wurden in einer Walzenmühle trocken 1 h lang miteinander vermischt und anschließend in einer Schwingmühle naß vermählen, bis eine mittlere Teilchengröße von 2 bis 3 /um erreicht worden war«, Die erhaltene Aufschlämmung wurde im Ofen bei etwa 95 C getrocknet» Das getrocknete Material wurde durch leichtes Walzen mit einer Metallwalze in ein Pulver überführt und das Pulver in Kuchen mit Durchmesser 6,25 cm (3 inches) gepreßt unter Anwendung eines

ρ ρ

Preßdruckes von 1890 kg/cm (12 t/in ). Es war keinerlei Bindemittel in der Probe vorhanden außer dem Wasser, das während des Trocknungszyklus noch nicht entfernt worden war. Die gepreßten Kuchen wurden durch einen Granulator 'gegeben und das granulierte Material durch Siebe Nr. 8 und 10 (2,362 mm bzw. 1,651 mm) gegeben. Das grüne Korn wurde in einer Fasertrommel oder einem Walzenmischer gestürzt, um ein stark geformtes Korn zu erhalten unter Anwendung folgender Prozedur: die Fraktion P» 2,362 mm des frisch granulierten Materials wurde 5 bis 10 min gestürzt und dann erneut gesiebte Etwa zurückbleibende Fraktion >2,363mm wurde von Hand durch das Sieb Nr. 8 gedrückt Die .gesamte Fraktion"*¹' -^wu^de dann 10 min gestürzt und erneut gesiebt. Die Fraktion %«irde dann gebrannt in einem Ofen

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mit Heizstäben ■ und zwar bei 158O°C unter Luft

mit einer Verweilzeit von 2 h bei dieser Temperatur. Das gebrannte Korn wurde dann in eine stark geformte Fraktion und eine schwach geformte Fraktion geteilt unter Verwendung eines Sutton-Tische-s. Das Röntgenbeugungs diagramm zeigte an, daß folgende kristalline Phasen vorhanden waren: oC-AlpO^, tetragonale Zirkonerde-Ceroxid feste Lösung, monoklines Zirkonoxid, Cerzirkonat (Ce₂Zr₂Oy), das letztere in kaum nachweisbaren Spuren.

Vierte für k wurden bestimmt unter Verwendung von etwa 100 g Material und einer Geschwindigkeit von 2 000 UpM (62,7 m/s). Der k-Wert ergab sich für die stark geformte Fraktion zu 0,013 und für die schwach geformte Fraktion zu 0,050. '

Beispiel 2

Zusammensetzung (gleiche Ausgangsmaterialien)

Aluminiumoxid 67,5 Gew.-%

Zirkonoxid 22,5 Gew.-%

Ceroxid ' 10,0 Gew.-#

Diese Probe wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 behandelt. Das Röntgenbeugungsdiagramm ergab keinerlei monoklines Zirkonoxid im gebrannten (gesinterten) Korn. Die k-Werte für die stark und die schwach geformten Fraktionen dieser Probe ergaben sich zu 0,046 bzw. 0,107.

Es hat sich gezeigt, daß Schleifmittel hergestellt mit den Mengenanteilen Zirkonoxid, Aluminiumoxid und Ceroxid innerhalb des Bereiches ABCD im ternären Diagramm k-Werte von

aux

0,2 oder weniger bis herab 0,01 und a-Werte kleiner als diejenigen, die für Schleifmittel auf der Basis von gesintertem Bauxit erhalten werden, besitzen (bestimmt bei 62,7 m/s Stoßbzw. Schlaggeschwindigkeit und mit Sieben der Körnungsnummer 6 bis 20-?.,362 mm bis 0,833 mm - ).

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Es hat sich weiter gezeigt, daß-anstatt die Pulvergemische zu Pressen.und zu Granulieren - diese auch zu den in gewünschter Weise geformten Körnern oder Teilchen vergossen werden können mit Hilfe einer Aufschlämmung der gemahlenen Pulver unter Zusatz eines Ausflockungsmittels, um ein gießfähiges Gemisch mit hohem Feststoffgehalt zu erhalten, das in die Formen der gewünschten Teilchengestalt gegossen wird. Eine zweckmäßige Methode hierfür bedient sich eines gelochten Metallbleches, das mit einer Plasterplatte (plaster of paris plate) verklammert ist. Die Löcher oder Bohrungen entsprechend der gewünschten Korngestalt und die Dicke. £er Platte ist so bemessen, daß.das gebrannte Korn die gewünschte geometrische Form und Größe besitzt.

Diese Methode wird in dem folgenden Beispiel näher erläutert.

Beispiel 3

Verwendet wurde ein Gemisch aus:

gebrannte handelsübliche

Bayer-Tonerde 40,4 kg (89 lbs)

ZrO₂ Pulver 13,5 kg (29,71bs)

Ceroxid-Pulver 2,81kg ( 6,21bs).

Das verwendete Zirkonoxid entsprach der t3'pischen von 98,6 % ZrO₂ + Hafniumoxid (etwa 3 % Hafniumoxid), Rest weniger als jeweils 1 % Kalk, Kieselerde, Titanoxid, Eisen und Tonerde. Die Korngröße des trocknen Pulvergemisches wurde durch Naß- oder Trockenmahlen auf einen mittleren' Korndurchmesser von 2 bis 4 /um verringert. Eine Aufschlämmung wurde hergestellt durch Zugabe von 200 Teilen Wasser und 25 Teilen eines handelsüblichen Ausflockungsmittels auf jeweils 850 Teile des trocknen Pulvergemisches. Um die Porosität in den geformten Produkten herabzusetzen, wurden zweckmäßigerweise etwa vorhandene Luftblasen aus der Aufschlämmung entfernt mit Hilfe von Vakuummischen oder durch Abseiten oder Sieben der Aufschlämmung.

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Die Aufs chi ämmung wurde dann in Formen gegossen, die den einzelnen Schleifkörnern entsprachen; der Formeninhalt wurde getrocknet. Anschließend wurden die einzelnen Körner aus ihren Formen entnommen und gebrannt und zwar während längerer Zeit, beispielsweise 24 h bei 1350°C,oder während kürzerer Zeit, 1 bis 2 h bei 158O⁰C; für dazwischenliegende Temperaturen gelten entsprechend dazv/ischenliegende Verweilzeiten. Die auf die^se Weise hergestellten Produkte wurden in Gegenwart von Luft in einem elektrisch beheizten Ofen und/oder in einem Gasofen mit oxidierender Atmosphäre gebrannt. Die mittlere Kristallgröße der gebrannten (gesinterten) Produkte sollte unterhalb 5 /um liegen.

Messungen der k-Werte von Produkten nach der Erfindung im Bereich, der Siebnummern' 8 bis 12 (2,362 bis 1,41 mm) zeigen, daß das Schleifmittel eine extrem hohe Schlagfestigkeit besitzt und sich im Vergleich mit geschmolzenen hochfesten Schleifmittel^Pmit anderen gesinterten Schleifmitteln als '· vorteilhaft und in der Regel überlegen erweist. Schleifversuche an rostfreiem Stahl und gekohlten Stählen haben ergeben, daß das neue Schleifmittel einen geringeren Zerstörbarkeitsfaktor (a-Wert) besitzt als die handelsüblichen gesinterten Schleifmittel.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche

1. Schleifmittel auf der Basis von gesinterter Tinerde/ Zirkonerde für gebundene Schleifscheiben zum Grobschleifen insbesondere von korrosionsbeständigem Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß es Aluminiumoxid, Ceroxid und Zirkonoxid in einem Mengenverhältnis entsprechend der Fläche AEBC des Dreieckdiagramms enthält und die Summe Aluminiumoxid + Zirkonoxid + Ceroxid mindestens 95 Gev/.-% ausmacht.

2. Schleifmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es Zirkonoxid, Aluminiumoxid und Ceroxid in Mengen entsprechend DEBF des Dreickdiagramms enthält.

3. Schleifmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich Oxide von Silicium, Titan, Eisen, Calcium, Magnesium, Mangan, Vanadium, Chrom, Nickel und/oder Kobalt enthält.

4. Schleifmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß die mittlere Kristallgröße -<5 /um beträgt.

5. Schleifmittel nach.einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß es eine Schlagfestigkeit k "^ 0,2 bei einer Geschwindigkeit von 62,7 m/s besitzt bei einer Korngröße von 2,362 mm.

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