DE2723036A1 - Schleifkorn und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents
Schleifkorn und verfahren zu seiner herstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Schleifkorn und ein Verfahren zu seiner Herstellung.
In der Schleiftechnik besteht ein ständiges Bedürfnis nach
neuem und besserem Schleifkorn für die Herstellung von Schleifmitteln auf Unterlage und von Schleifkörpern. In
neuerer Zeit sind Schleifkorn-Produkte aus Aluminiumoxid und Zirkondioxid bekanntgeworden, die sich als gute Allzweck-Schleifkornprodukte
für die Herstellung von Schleifmitteln auf Unterlage und von Schleifkörpern erwiesen haben.
Leider aber unterliegt Zirkondioxid erheblichen Preisschwankungen, und seine Verwendung ist auch mit anderen
Problemen verbunden.
Es stellte sich daher die Aufgabe, ein Schleifkorn zur Verfügung zu stellen, das kein Zirkondioxid enthält, und
ein Verfahren zu seiner Herstellung anzugeben.
Erfindungsgemäß, wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß
das Schleifkorn im wesentlichen aus
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u/- 709850/0797
1. Titandioxid, das 0,42 bis 0,841 Titan, bezogen auf
das Gewicht des Schleifkorns, enthält und durchschnittlich in einer Oxydationsstufe vorliegt, die
niedriger als die Oxydationsstufe des Ti2O3 ist,
2. 0,05 bis 0,3 Gew.-O Kohlenstoff,
3. 0,02 bis 0,1 Gew.-Ό Na2O,
4. bis zu 0,1 Gew.-°ä insgesamt Calcium- und Siliciumoxide
sowie
5. Aluminiumoxid
besteht und in einer Korngröße von etwa 147 \xm oder feiner
beim Entzünden an der Luft vor dem Rösten bei 1300 0C eine Gewichtszunahme von 0,4 bis 0,7 Gew.-I erfährt.
Das Verfahren zur Herstellung des Schleifkorns besteht darin, daß ein Gemisch aus 0,7 bis 1,7 Gewichtsteilen
hochreinem TiO2, 98,6 bis 99,3 Gewichtsteilen Tonerde, die als einzige in einer Menge von mehr als 0,1 Gew.-%
vorkommende oxidische Verunreinigung nur Na2O enthält, und Kohle in der 1- bis 10fachen zur Reduktion des vorhandenen
TiO2 und Na2O nach den Gleichungen
1. 2 JiO2 +C= Ti2O3 + CO
2. Na2O + C = 2 Na +CO
theoretisch erforderlichen Menge in einem elektrischen Lichtbogenofen mit einem von Kohleelektroden zu dem Einsatzgemisch
übergehenden reduzierenden Lichtbogen geschmolzen, die Schmelze zum Erstarren gebracht, das erstarrte
Produkt zu Schleifkorn zerkleinert und das Schleifkorn 5 Minuten bis 64 Stunden bei 1250 bis 1450 0C in
oxydierender Atmosphäre geröstet wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Das Schleifkorn gemäß der Erfindung eignet sich besonders zur Herstellung von Schleifmitteln auf Unterlage, insbesondere
auf biegsamen Unterlagen aus Geweben, mit oder ohne Grundschicht aus einem Schleifkorn anderer Zusammensetzung,
sowie zur Herstellung von Schleifkörpern mit keramischer oder Kunstharzbindung.
Ein wesentlicher Bestandteil des Schleifkorns ist "reduziertes" Titanoxid. Unter "reduziertem" Titanoxid ist ein
Titanoxid zu verstehen, dessen durchschnittliche Oxydationsstufe niedriger als die Oxydationsstufe des Ti2O3
ist. Normalerweise kommt Titan in der Oxydationsstufe des Titandioxids TiO2 vor. Dieses Titanoxid ist in einer solchen
Menge zugegen, daß der Titangehalt des Schleifkorns, bezogen auf das Gewicht des Schleifkorns, 0,42 bis 0,84%
beträgt. Da Titan üblicherweise analytisch als TiO2 bestimmt
wird, bedeutet dies, daß die scheinbare TiO2 -Konzentration
0,7 bis 1,4 Gew.-% beträgt.
Ein weiterer vorgesehener Bestandteil des Schleifkorns ist Kohlenstoff, der in einer Menge von 0,05 bis 0,3% des
Schleifkorngewichtes zugegen ist. Der Kohlenstoff wird bei der Herstellung des Schleifkorns teils als Bestandteil
des in den Lichtbogenofen eingesetzten Gemisches und teils aus den Kohleelektroden des Ofens eingeführt. Die
Menge des zugesetzten Kohlenstoffs hängt von der Menge des in dem Einsatzgemisch vorhandenen Titandioxids und
Na2O ab, und es muß soviel Kohle zugesetzt werden, daß
das Titan auf eine niedrigere Oxydationsstufe als Ti2O3
und das Na2O zu metallischem Natrium reduziert werden.
Das metallische Natrium verdampft aus dem Reaktionsgemisch und wird beim Verlassen der reduzierenden Atmosphäre in
der Umgebung der Reaktionszone im Ofen wieder zu Na2O oxydiert.
Als Nebenprodukt entweicht ferner Kohlenmonoxid.
Natriumoxid kommt als Verunreinigung in der Tonerde vor, doch darf deren Gehalt an Na2O nicht mehr als 0,1 Gew.-$
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betragen. Die letzten Spuren Na2O zu entfernen, ist unwirtschaftlich;
eine untere Konzentration von 0,02 Gew.-% Na2O ist wirtschaftlich eben noch vertretbar. Der Na2O-Gehalt
des Schleifkorns liegt daher zwischen 0,02 und 0,1 Gew.-? 0.
Calcium- und Siliciumoxide kommen ebenfalls in geringen Mengen in der Tonerde vor. Sofern ihr Gehalt unter 0,1
Gew.-% liegt, ist ihre Gegenwart nicht schädlich.
Der Rest des Materials besteht aus Aluminiumoxid.
Ein wichtiges Merkmal des Schleifkorns ist die Gewichtszunahme beim Entzünden an der Luft; sie ist ein Maß für
die Oxydationsstufe des Titanoxids und die Menge des vorhandenen Kohlenstoffs. Für die Bestimmung der Gewichtszunahme
beim Entzünden können zwar verschiedene Methoden benutzt werden, doch wurde für die Bestimmung der richtigen
Oxydationsstufe des Titans in dem Schleifkorn eine Standardmethode entwickelt, bei der das Schleifkorn auf
eine Korngröße von etwa 147 pm (100 Maschen US-Standardsieb)
zerkleinert, bei 1300 0C an der Luft entzündet und
2 Stunden erhitzt wird. Dieser Test wird vor dem Rösten des Schleifkorns ausgeführt; die Gewichtszunahme soll dabei
0,4 bis 0,7 Gew.-I betragen.
Innerhalb der oben angegebenen Grenzen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß das Schleifkorn Titanoxid entsprechend
einem Titangehalt von 0,72 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Schleifkorns, enthält, wobei das Titan in
einer niedrigeren Oxydationsstufe als diejenige des Ti2O3
(entsprechend 1,2% TiO2, falls zu TiO2 oxydiert) vorliegt,
daß ferner der Kohlenstoffgehalt etwa 0,2 Gew.-I, der
Na20-Gehalt etwa 0,05 Gew.-S, und der Al2O,-Gehalt etwa
98,5 Gew.-I beträgt. Das Schleifkorn erfährt dann unter
den oben angegebenen Testbedingungen eine Gewichtszunahme von etwa 0,5 Gew.-%.
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Das Schleifkorn gemäß der Erfindung eignet sich zur Herstellung von Schleifmitteln auf Unterlage, wie Schleifbändern
und Schleifscheiben, sowie von gebundenen Schleifkörpern, wie gebundenen Schleifscheiben. Bei den Schleifmitteln
auf Unterlage ist der erste Bestandteil eine biegsame Unterlage, wie Papier oder Gewebe. Weitere Bestandteile
sind das Schleifkorn gemäß der Erfindung sowie ein Bindemittel zum Befestigen des Schleifkorns auf der biegsamen
Unterlage. Geeignete Bindemittel hierfür sind bekannt und bestehen in der Regel aus einem Kleber, z. B.
aus Phenolharz und Calciumcarbonat als Füllstoff, mit dem die biegsame Unterlage vor dem Auftragen des Schleifkorns
beschichtet wird, und einem Zwischenbindemittel, beispielsweise einem einen Reaktionsfüllstoff enthaltenden Phenolharz,
mit dem die Klebstoffschicht überzogen und durch das das Schleifkorn noch fester mit der Unterlage verbunden
wird. Das bei einem solchen Schleifmittel auf Unterlage verwendete Schleifkorn kann ausschließlich das
Schleifkorn gemäß der Erfindung sein; es kann aber auch aus einer Grundschicht aus Schleifkorn bestehen, die auf
die mit Kleber beschichtete Unterlage aufgetragen wird, bevor das Schleifkorn gemäß der Erfindung aufgebracht
wird. Die Verwendung einer solchen Grundschicht ist an sich bekannt und ergibt einen Untergrund, auf dem das
Schleifkorn gemäß der Erfindung befestigt werden kann.
Schleifkörper aus dem Schleifkorn gemäß der Erfindung enthalten neben dem Schleifkorn noch eine Bindemittel-Grundmasse
aus herkömmlichem Material wie einem Phenolharz oder einem keramischen Binder.
Bei dem Verfahren zur Herstellung des Schleifkorns wird ein Einsatzgemisch in einem elektrischen Lichtbogenofen
geschmolzen, die Schmelze zum Erstarren gebracht, das erstarrte Produkt zu Schleifkorn zerkleinert und dieses
geröstet. Das Einsatzgemisch enthält 0,7 bis 1,7 Gewichtsteile hochreines Titandioxid, am besten Titandioxid von
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Elektronik-Qualität. Dieses Titandioxid von Elektronik-Qualität soll mindestens 991 TiO2 enthalten, damit keine
unerwünschten Verunreinigungen in das Schleifkorn eingeschleppt werden.
Ein zweiter Bestandteil des Einsatzgemisches ist Tonerde, deren Anteil am Gemisch 98,6 bis 99,3 Gewichtsteile beträgt
und die als einzige oxidischen Verunreinigung, die in wesentlicher Mengen (d. h. in einer Menge von mehr als
0,1 Gew.-$) vorhanden ist, Na2O enthält. Geeignet ist
beispielsweise tafelförmige Tonerde mit einem maximalen Na20-Gehalt von 0,151. Der Na2O-Gehalt des Tonerde-Rohstoffs
sollte so niedrig wie möglich sein, da überschüssiges Na2O mit Kohle reduziert werden muß, damit das Endprodukt
weniger als 0,1 Gew.-% Na2O enthält. Tonerde mit
einem Na2O-Gehalt von 0,3 bis 0,6 Gew.-9» ist brauchbar.
Der dritte Bestandteil des Einsatzgemisches ist Kohle, wie kalzinierter Petrolkoks oder Graphit, die in der
1- bis 10fachen zur Reduktion des vorhandenen TiO2 und
Na2O theoretisch erforderlichen Menge zugesetzt wird. Die
zur Reduktion des TiO2 und Na2O erforderliche Menge Kohlenstoff
ergibt sich aus folgenden Gleichungen:
1. 2 TiO2 +C= Ti2O3 + CO
2. Na2O + C = 2 Na +CO.
Es ist natürlich zu berücksichtigen, daß das TiO2 zu einer
Oxydationsstufe des Titans reduziert wird, die im Durchschnitt niedriger als die Oxydationsstufe des Ti2O3
ist. Es wurde gefunden, daß die Durchschnittsformel des Titanoxids etwa in der Größenordnung von TiO0 g liegt.
Die Reduktion zur Stufe Ti2O3 kann jedoch als zweckmäßiger
Anhalt für die Berechnung der zuzusetzenden Kohlenstoffmenge dienen. Die erforderliche Menge der zuzusetzenden
Kohle kann grob an Hand der vorhandenen Mengen TiO2 und Na2O geschätzt werden. Durch die Verwendung von Kohle-
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elektroden wird jedoch zusätzlich Kohlenstoff aus den Elektroden dem Reaktionsgemisch zugeführt. Außerdem hat
es sich als vorteilhaft erwiesen, mehr Kohlenstoff zuzusetzen, als theoretisch für die Reduktion des TiO2 zu
Ti2O3 und des Na2O zu Na erforderlich ist, am besten das
3- bis 10fache der berechneten Menge. Innerhalb dieses Bereichs erwies sich das 4- bis 7fache der zur Reduktion
des TiO2 und Na2O theoretisch erforderlichen Kohlenstoffmenge
als besonders vorteilhaft. Der Kohlenstoff kann in Form von Kohle jeder Art eingesetzt werden, doch eignen
sich am besten kalzinierter Petrolkoks und Graphit.
Es können verschiedene Tonerde-Rohstoffe verwendet werden,
doch müssen sie eine verhältnismäßig hohe Reinheit haben und dürfen keine anderen oxidischen Verunreinigungen als
Na2O (und natürlich Titanoxide) in wesentlichen Mengen,
d. h. in einer Menge von mehr als 0,1 Gew.-%, enthalten. Ein brauchbarer Tonerde-Rohstoff ist kalzinierte Tonerde,
die als Verunreinigung beispielsweise 0,4 bis 0,61 Na2O
enthalten kann.
Gemäß einer besonders günstigen Ausführungsform des Verfahrens enthält das in den Ofen einzusetzende Gemisch
1,4 Gewichtsteile TiO2 (von denen sich 0,2 Teile als verschiedene
Titanverbindungen auf dem Ofenboden absetzen und nur das Äquivalent von 1,2 Teilen TiO2 in dem Schleifkorn
verbleibt) sowie 98,5 Gewichtsteile Tonerde, die als einzige in einer Menge von mehr als 0,1 Gew.-I vorkommende
oxidische Verunreinigung nur Na2O enthält. Die Menge des
zuzusetzenden Kohlenstoffs hängt, wie erwähnt, von der Menge des vorhandenen Na2O ab.
Das Gemisch aus Titandioxid, Tonerde und Kohle wird in einem elektrischen Lichtbogenofen mit Hilfe eines von den
Kohlelektroden zu dem Einsatzgemisch übergehenden reduzierenden Lichtbogens geschmolzen. Mit der Bezeichnung "reduzierender
Lichtbogen" ist ein verhältnismäßig kurzer
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Lichtbogen gemeint, der durch Regulierung der elektrischen Leistung, der Phasenspannung, des Elektrodenabstandes
Leistungsfaktors, durch die Wahl der Stromart (Wechsel- oder Drehstrom) und dergleichen erzeugt werden kann.
Beispielsweise kann der Lichtbogen mit Wechselstrom von etwa 80 V Spannung und einer Leistung von 100 bis 120 kW
erzeugt werden.
Nach dem Schmelzen des Gemischs aus Titandioxid, Tonerde
und Kohle wird es zum Erstarren gebracht. Hierbei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Schmelze in
eine gekühlte Form, beispielsweise eine wassergekühlte Stahlpfanne, zu gießen. Die Standhöhe der Schmelze in der
Pfanne beträgt am besten 2,5 bis 15 cm, vorzugsweise 2,5 bis 6 cm. Eine andere Abkühlmethode ist unter der Bzeichnung
"Kugelguß" bekannt. Hierbei wird die Schmelze in ein Erstarrungsgefäß gegossen, das Stahlkugeln von 5 bis 60 mm,
am besten etwa 20 mm, enthält. Einzelheiten des Kugelgießverfahrens
und der dafür geeigneten Vorrichtungen können den US-Patentschriften 3 726 621, 3 861 849 und
3 928 515 entnommen werden.
Welche Abkühlmethode auch gewählt wird — immer muß eine Rückoxydation des im reduzierenden Lichtbogen reduzierten
Titanoxids vermieden oder möglichst gering gehalten werden. Deshalb ist es am besten, die Länge des Gießstrahls
beim Abgießen der Schmelze aus dem Ofen in die Form so kurz wie möglich und die Gießgeschwindigkeit so
hoch wie möglich zu halten.
Nach dem Erstarren und Abkühlen der Schmelze wird das Produkt zu Schleifkorn zerkleinert, das dann 5 Minuten
bis 64 Stunden oder länger bei einer Temperatur zwischen 1250 und 1450 0C in einer oxydierenden Atmosphäre, am
besten Luft, geröstet wird. Die günstigste Röstzeit liegt zwischen 5 und 20 Minuten mit einem Optimum bei 10 Minuten.
Die günstigste Rösttemperatur liegt zwischen 1300
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und 1350 0C mit einem Optimum bei etwa 1300 0C.
Das so hergestellte Produkt hat eine blaustichig schwarze Farbe. Ein rötlich-braunes Aussehen ist ein Anzeichen dafür,
daß das Titan in einer höheren als der erwünschten Oxydationsstufe vorliegt. Ein solches mißfarbiges Material
ist in den Ofen zurückzugeben, um das Titanoxid weiter zu reduzieren. Die Brocken zeigen eine "glasige", muschelartige
Bruchfläche, die auf eine große Kristallgröße hindeutet. Das Titan kann mit Sauerstoff und Kohlenstoff
verbunden sein und ein Titanoxycarbid bilden. Die chemische Identität der vorhandenen Titanverbindungen ist zwar
nicht von Bedeutung, doch muß das Titan in einer Form vorliegen, die im Aluminiumoxid sehr wenig löslich ist.
Die Titanverbindung bildet eine leicht erkennbare zweite
Phase, die auch Aluminiumoxid oder Aluminiumoxycarbid enthalten kann. Frisch gebrochenes rohes Schleifkorn (z.
B. gebrochene erstarrte Schmelze vor der Zerkleinerung zu Schleifkorn) hat einen "Karbidgeruch", eine Erscheinung,
die dem Fachmann als Anzeichen für eine Oberreduktion der Aluminiumoxid-Schmelze bekannt ist. Dieser Geruch entsteht
bei der Berührung des Materials mit Wasser oder Wasserdampf (oder auch schon in sehr feuchter Luft).
Die Abkühlungsgeschwindigkeit beim Erstarren der Schmelze muß hoch sein, um ein Wachsen der Kristalle in hochgradig
orientierten Säulen zu gewährleisten. Es wurden äquiva lente "Korn"-Durchmesser zwischen 0,25 und 2,5 mm mit einem
Mittel von etwa 1,2 mm beobachtet. Dies ist ungewöhn
lich groß für dünn gegossenes Aluminiumoxid.
Die "Körner" (kristalline Säulen in einem Schleifkorn) zeigen eine zellförmige SubStruktur. Die einzelnen Zellen
mit einem äquivalenten Durchmesser zwischen 0,06 und 0,1 mm sind auf vergrößerten Aufnahmen dünner Schnitte recht
winklig zur Erstarrungsrichtung deutlich von der titan reichen zweiten Phase eingegrenzt. Sie scheinen aus AIu-
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miniumoxid-Dendriten zu bestehen. Diese Dendrite scheinen
von einer Gruppe rhomboedrischer Kristal 1iteinheiten gebildet
zu werden, die sich eine gemeinsame c-Achse teilen. Manchmal können diese säulenförmigen Zellen auch aus zwei
vereinigten Stapeln rhomboedrischer Einheiten bestehen.
Das Gefüge des Schleifkorns ist auf die Abkühlungsgeschwindigkeit und die Gegenwart einer Verunreinigungsphase
mit sehr geringer Löslichkeit in Aluminiumoxid zurückzuführen. Diese Verunreinigungsphase kann das seitliche
Wachstum und die Verzweigung der Dendritsäulen begrenzen. Es wurde festgestellt, daß beim Vorliegen des Titans in
einer höheren Oxydationsstufe, die in Aluminiumoxid löslich ist, die erwünschte typische zellförmige Dendritstruktur
unter den normalerweise angewendeten Erstarrungsbedingungen nicht erreicht werden kann.
Mikroskopische Lichtbilder von Schnitten parallel zur Erstarrungsrichtung zeigen die säulenförmige Natur der
zellenförmigen Substruktur des primären Schleifkorns.
Die in geringer Konzentration vorhandene Verunreinigungsphase konzentriert sich erkennbar an den Zellengrenzen;
ja, durch diese Konzentration der Verunreinigungen wird es überhaupt erst möglich, die Existenz der zellförmigen
Substruktur zu erkennen. In der Metallurgie werden die Elemente einer Substruktur manchmal als "Verunreinigungszellen" bezeichnet. Diese Verunreinigungs^ellen zeigen
manchmal bei schwacher Vergrößerung an Ebenen parallel zur c-Achse des Aluminiumoxids ein "federartiges" oder
winkelförmiges Muster, ähnlich demjenigen, das von Baumann und Woodell in der US-Patentschrift 2 383 035 beschrieben
wird.
Bei der Zerkleinerung wurde beobachtet, daß große Stücke eine ausgeprägte Tendenz haben, mehr oder weniger parallel
zur Erstarrungsrichtung zu brechen. Es scheint, daß der Bruch des Korns längs der Korn- und Zellgrenzflächen ver-
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läuft, und es kann angenommen werden, daß diese Bruchtendenz auch in den kleinen Schleifkörner vorhanden ist, die
Bestandteil von Schleifmitteln auf Unterlage und von
Schleifkörpern sind. Diese Eigenschaft begünstigt beim
Zerkleinern die Entstehung langgestreckter Kornteilchen mit niedrigem Schüttgewicht. Zugleich haben diese Teilchen
sehr scharfe, gezackte Kanten und abgestufte Bruchflächen .
Qualitativ wurde ferner beobachtet, daß die langgestreckten Bruchstücke des Schleifkorns eine hohe Beständigkeit
gegen Bruch in einer Richtung senkrecht zur Erstarrungsrichtung haben. Diese offensichtliche Anisotropie kann
auch noch in den Teilchen des fertigen Schleifkorns vorhanden sein. Es ist möglich, daß diese Eigenschaft mit
der vorstehend beschriebenen "faserbündelartigen" Struktur zusammenhängt.
Die Kombination von hohem Gehalt an a-Aluminiumoxid, verhältnismäßig
geringer Porosität und Sprödigkeit in Verbindung mit der Tendenz zu gerichtetem Bruch unter Bildung
ungewöhnlich scharfer, gezackter Kanten und Flächen ergibt eine hohe Leistung bei bestimmten Schleifarbeiten.
Bei Schleifmitteln auf Unterlagen, sowohl Schleifbändern als auch Schleifscheiben, erbrachte das Schleifkorn gemäß
der Erfindung eine um 15 bis 90% bessere Leistung als Standard-Aluminiumoxid auf Bauxit-Basis. Bei Schleifkörpern,
insbesondere dünnen Trennscheiben, wurde eine zweibis dreimal höhere Leistung gegenüber Standard-Schleifkorn
festgestellt.
An Hand der nachstehenden Beispiele wird die Erfindung näher beschrieben.
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A. Herstellung des Schleifkorns
Für die Herstellung des Schleifkorns wurde ein elektrischer Lichtbogen-Kippofen mit zwei Graphit-Elektroden für
den Betrieb mit Einphasen-Wechselstrom verwendet, der eine
Anschlußnennleistung von 100 kW hatte.
Die Ofencharge bestand aus hochreiner Tonerde, hochreinem Titandioxid und Kohle in Form von Graphit. Die Menge der
Kohle wurde entsprechend dem stöchiometrischen Verhältnis der Reaktion 2 TiO2 +C= Ti2O3 + CO berechnet. Danach
berechnet sich das Gewichtsverhältnis C/TiO2 zu
7,511, d. h. 7,51 g Kohlenstoff für je 100 g TiO2. Ausgehend
von diesem Verhältnis, wurde eine Kohlemenge von 100t der berechneten stöchiometrischen Menge für die Reduktion
des vorhandenen TiO2 verwendet. Als Aluminiumoxid wurde tafelförmige Tonerde mit einem maximalen Na2O-Gehalt
von 0,05% eingesetzt, so daß eine Reduktion des Na2O nicht erforderlich war. Die Ofencharge hatte daher
folgende Zusammensetzung: 1,33 Gewichtsteile Titandioxid
von Elektronikqualität, 0,10 Gewichtsteile Graphit und 98,57 Gewichtsteile tafelförmige Tonerde mit einem maximalen
Na20-Gehalt von 0,05?o.
Das Gemisch aus Titandioxid, Tonerde und Kohle wurde in dem elektrischen Lichtbogenofen mit einem von den Kohleelektroden
zu dem Einsatzgemisch übergehenden reduzierenden Lichtbogen geschmolzen. Die Spannung betrug 80 V, die
elektrische Leistung 100 bis 120 kW. Dieses Spannungs-Leistungsverhältnis wurde angewendet, um die Bildung eines
kurzen, "reduzierenden" Lichtbogens zu gewährleisten.
Die vorgemischte Ofencharge wurde mit einer Rate von 68 kg/h in den Ofen gegeben, um eine etwa 2,5 cm dicke
Schicht aus ungeschmolzenem Einsatzmaterial auf der Ober-
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fläche des Schmelzbadcs zu erhalten. Diese Charge wurde
vor dem Aliguß fast völlig niedergeschmol zen.
Heim ließen wurden die Länge des Gießstrahls so kurz und
die Gießgeschwindigkeit so hoch wie möglich gehalten, um eine Rückoxydation des Titanoxids in der Schmelze zu begrenzen.
Die Schmelze wurde in eine Form von 52 cm Durchmesser mit Stahlwänden und einem 5 cm dicken Graphitboden
gegossen, wobei 2,5 bis 10 cm dicke Gußstücke erhalten wurden. Die Gewi elite der Gußstücke lagen zwischen 13,6
und 43.1 kg.
Nach dem Erstarren der Schmelze wurde das Schleifkorn in üblicher Weise durch Brechen des Gußmaterials in einem
Backen- und einem Walzenbrecher und anschließendes Sieben
zum Abtrennen der gewünschten Kornfraktionen hergestellt.
Das Korn wurde dann teils 5, teils 20 Minuten an der Luft bei 1300 0C geröstet. Durch das Rösten wurden die Zerreibbarkeit
in der Kugelmühle (AGA-Standardtest) und das Schüttgewicht von Korn der Korngröße 14 in dem aus Tabelle
1 ersichtlichen Ausmaß verringert.
Schiit t gewicht , g/cm3 Zerreibbarkeit, %
| Tabelle 1 | Röstzeit 5 min |
Röstzeit 10 min |
| Ungeröst. Korn |
1 ,97 | 1,88 |
| 2,05 | 22,4 | 20,1 |
| 29,2 | ||
| BEISPIELE 2-5 | ||
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, wobei die normalen Röstbedingungen angewendet, der Graphit durch
Petrolkoks von (),(> bis 2 mm Korngröße (10 bis 30 Maschen des US-Standarddiebes) ersetzt und die Mengenverhältnisse
der Bestandteile des Einsatzgemisches so geändert wurden,
daß ein steigendes Verhältnis der Menge des zugesetzten
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Kohlenstoffs zu der im Beispiel 1 berechneten stöchiometrischen Kohlenstoffmenge erhalten wurde. Die Röstzeit
betrug bei den Verfahren der Beispiele 2 bis 5 10 Minuten bei 1300 0C.
Die Gewichtsteile der Komponenten der Ofenchargen und der Anteil des Kohlenstoffs in Prozent der berechneten stöchiometrischen
Menge sind in Tabelle 2 angegeben.
| Tabelle | (Nl | 98 1 0 |
3 | 98 1 0 |
4 | 5 | |
| Beispiel | (Nl | 100 | ,42 ,36 ,22 |
100 | ,31 ,36 ,33 |
97,91 1 ,35 0,74 |
|
| Tonerde Titandioxid Kohle |
98,53 1 ,36 0,11 |
,00 | ,00 | 100,00 | |||
| Gewichtsteile insges. 100,00 | |||||||
Kohlenstoff, % der
stöchiometrischen Menge 104 208 312 730
BEISPIELE 6-8
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, wobei tafelförmige
Tonerde verwendet wurde, die n>ehr Na2O als die
maximal 0,05% Na2O enthaltende Tonerde des Beispiels 1
Verwender, wurde. Unter Zugrundelegung der Gleichung Na2O + C = 2 Na + CO wurde des stöchiometrische Verhältnis
C/Na20 zu 19,4$ berechnet, d. h. 19,4 g Kohlenstoff
für je 100 g Na2O. Unter Berücksichtigung des unterschiedlichen
Na20-Gehaltes wurden die Ofenchargen entsprechend den Angaben in Tabelle 3 geändert.
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Tonerde Titandiox id Kohle Gewichtsteile inges.
Kohlenstoff, % der
stöchiometrischen Menge 160 173 258
| 98,44 | 1 | 98,41 | 1 | 98 | ,30 |
| 1 ,36 | 1 ,36 | 1 | ,36 | ||
| 0,20 | 0,23 | 0 | ,34 | ||
| 00,00 | 00,00 | 00 | ,00 | ||
Das Verfahren des Beispiels 6 wurde wiederholt, wobei jedoch 148% der berechneten stöchiometrischen Menge Kohlenstoff
wurden.
BEISPIELE 10-15
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, wobei jedoch mit einer Betriebsspannung von 100 V und einer mittleren
elektrischen Leistung von 150 kW gearbeitet wurde. Der Energieverbrauch betrug etwa 2,2 kWh/kg abgegossener
Schmelze. Drei verschiedene Kühlmethoden wurden angewendet: Abkühlung der Schmelze in Form dünner Platten von
etwa 6,3 mm Dicke (Beispiele 10 und 11); Abkühlung der
Schmelze in Form von etwa 10 cm dicken Steinen (Beispiele 12 und 13); sowie Abkühlen der Schmelze durch Gießen in
ein Bett von Stahlkugeln von etwa 19 mm Durchmesser (Beispiele 14 und 15). Das erschmolzene Produkt hatte folgende Zusammensetzung:
Schmelze in Form von etwa 10 cm dicken Steinen (Beispiele 12 und 13); sowie Abkühlen der Schmelze durch Gießen in
ein Bett von Stahlkugeln von etwa 19 mm Durchmesser (Beispiele 14 und 15). Das erschmolzene Produkt hatte folgende Zusammensetzung:
Titan, bestimmt als TiO2 1 ,26%*
Siliciumdioxid, SiO2 0,03%
Siliciumdioxid, SiO2 0,03%
Natrium, berechnet als Na2O 0,02%
Der Rest wurde als Al2O3 angenommen.
Der Rest wurde als Al2O3 angenommen.
*Tatsächlich in einer niedrigeren Oxydationsstufe als Ti2O3 vorhanden; entspricht einer Titankonzentration
von 0,756% Ti.
70 985Ö /ö797
Das abgekühlte rohe Schleifkornmateria 1 wurde zur Herstellung
von Schleifkornproben getrennt zerkleinert.
Schüttgewichte und Standard-Zerreibbarkeitswerte von
Schleifkorn der Korngröße 14 sind zusammen mit den Röstzeiten und Rosttemperaturen in Tabelle 4 angegeben.
Stand.-
Röst- Schutt- Zerreibtemperatur Röstzeit gewicht barkeit
Beispiel
(1) Gegossen in dünne Platten von 6,3 mm Dirke.
(2) Gegossen in 10 cm dicke Steine, 30,5 cm χ 30,5 cm.
(3) Gegossen auf Stahlkugeln von 19 mm Durchmesser.
UI-ISPII-Ll- K)- -2 S
Nach den Verfahren der Beispiele 10 bis 15 hergestelltes
Schleifkorn der Korngröße 14 wurden verschieden lange bei unterschiedlichen Temperaturen geröstet. Die Schüttgewichte
und Standard-Zcrrcibbarkeitswerte des Korns sind in
Tabelle 5 wiedergegeben.
| Kühlmethode | °C | min | g/cm3 | % |
| (D | 1350 | 5 | 2,00 | 20,0 |
| (D | 1350 | 20 | 1,99 | 18.8 |
| (2) | 1350 | 5 | 2,00 | 22,4 |
| (2) | 1350 | 20 | 2,00 | 20,1 |
| (3) | 1300 | 10 | 1,98 | 21,8 |
| (3) | 1300 | 240 | 1,99 | 18,5 |
709850/0797
- 2T -
| Beispiel | Kühlmethode | Röst temperatur 0C |
Röstzeit h |
Schiitt- gewicht g/cm3 |
Stand.- Zerreib- barkeit Z |
| 16 | (D | 1350 | 16 | 2,03 | 13,2 |
| 17 | (D | 1350 | 64 | 2,03 | 13,4 |
| 18 | (2) | 1250 | 1 | 1,99 | 19,2 |
| 19 | (2) | 1250 | 3 | 1,99 | 18,4 |
| 20 | (2) | 1350 | 1 | 1,99 | 18,1 |
| 21 | (2) | 1350 | 3 | 1,99 | 18,1 |
| 22 | (2) | 1350 | 6 | — | 14,5 |
| 23 | (2) | 1350 | 16 | — | 15,2 |
| 24 | (2) | 1450 | 1 | 1,99 | 18,1 |
| 25 | (2) | 1450 | 3 | 1,98 | 18,6 |
(1) Gegossen in dünne Platten von 6,3 mm Dicke.
(2) Gegossen in 10 cm dicke Steine, 30,5 cm χ 30,5 cm.
B. Schleifmittel auf Unterlage
BEISPIELE 26-27
Nach den Verfahren der Beispiele 12, 13 und 18-25 hergestelltes, aber 10 Minuten bei 1300 0C geröstetes Schleifkorn
wurde in folgender Weise zu Schleifmitteln auf Unterlage verarbeitet.
Eine geeignete Menge eines Klebers, der 50% Phenolharz
mit einem Feststoffgehalt von etwa 701 und 50% eines feinverteilten
Calciumcarbonat-Füllstoffs bestand und eine Viskosität von etwa 2,3 Pa·s (2300 cP) hatte, wurde auf
eine Standard-Gewebeunterlage aufgetragen. Die Menge des aufgetragenen Klebstoffs richtete sich nach der Korngröße
des aufgetragenen Schleifkorns und ist in Tabelle 6 angegeben.
7 0 9 8 5 Ö /Ö 7"9 7
Beispiel 26 27
Korngröße 36 40
Kleber (naß) 274 g/cm2 281 g/cm2
Schleifkorn 888 g/cm2 784 g/cm2
Zwischenkleber (naß) 414 g/cm2 325 g/cm2
Nach dem Beschichten des Gewebes mit dem Kleber wurde eine geeignete Menge Schleifkorn der in Tabelle 6 angegebenen
Korngröße durch elektrostatisches Beschichten aufgetragen. Hierbei werden Unterlage und Schleifkorn mit
entgegengesetzten elektrischen Ladungen aufgeladen, wodurch das Schleifkorn in der gewünschten Orientierung,
d. h. mit ihrer langen Ausdehnung senkrecht zur beschichteten Unterlage, auf der beschichteten Unterlage niedergeschlagen
werden.
Der Kleber wurde dann getrocknet und ausgehärtet, wodurch das Schleifkorn fest mit der Gewebeunterlage verbunden
wurde. Danach wurde ein zweiter oder Zwischenklebstoff aufgetragen, der aus 50$ Phenolharz mit einem Feststoffgehalt
von 70% und 501 eines Reaktionsfüllstoffes bestand
und eine Viskosität von etwa 1,1 Pa-s (1100 cP) hatte.
Die Menge des Zwischenklebstoffs ist ebenfalls in Tabelle 6 angegeben. Dieser Zwischenkleber wurde ebenfalls getrocknet
und ausgehärtet.
Das in dieser Weise hergestellte Schleifmittel wurde dann zu Schleifbändern von Standardgröße geschnitten, die mit
Schleifkorn der Korngrößen 36 und 40 belegt waren. Mit diesen Schleifbändern wurden zur Bestimmung der Leistungsfähigkeit
des Schleifkorns Schleifversuche ausgeführt. Weitere Schleifversuche wurden mit einem Schleifmittel
ähnlich demjenigen des Beispiels 26 ausgeführt, das mit herkömmlichem Schleifkorn aus Aluminiumoxid der Korngröße
7 0 9 8 5 0 /2(J 79 7
36 belegt war. Dieses Material diente zu Vergleichszwekken. Im Falle des Schleifmittels mit der Körnung 40 wurden
zu Vergleichszwecken Schleifversuche unter normalen Fertigungsbedingungen mit ähnlichen Schleifmitteln und
herkömmlichem Aluminiumoxid als Schleifkorn ausgeführt. Die Bänder wurden auf einer Zweispindel-Bandschleifmaschine
mit Hintergestel1 und einer mit konstantem Druck arbeitenden Vorschubvorrichtung getestet, die mit einem
Andruckrad von 355 mm Durchmesser und 50 mm Breite aus Gummi der Durometer-Härte 70 A und einem Steg/Nuten-Verhältnis
von 1:2 ausgerüstet war. Bei allen Tests der Beispiele 26 und 27 hatte das Schleifband eine Umfangsgeschwindigkeit
von 1524 m/min, und das geschliffene Material bestand aus kalt gewalztem Stabstahl 1018 mit einem
Querschnitt von 25 mm χ 25 mm.
Beim Testen des Schleifmittels mit der Körnung 36 wurde der Stabstahl mit einer Kraft von 160 N (16,3 kp), also
einem Druck von 248 kPa (2,53 kp/cm2), gegen das Schleifband gedrückt. Bei jedem Test wurden mehrere Stahlstäbe
abwechselnd geschliffen. Die Stahlstäbe wurden zuerst gewogen, dann 30 Sekunden auf der Schleifmaschine geschliffen,
danach erneut gewogen und mit Wasser abgekühlt. Dieses Verfahren wurde mit anderen Stahlstäben wiederholt
und solange fortgesetzt, bis bei einem einzelnen Schleifvorgang 20 g Stahl oder weniger abgeschliffen wurden. Die
Anzahl der mit dem getesteten Schleifband ausgeführten Schleifvorgänge bis zum Erreichen der Abtragsmenge von
20 g je Schliff sowie die bis zum Erreichen dieses Grenzwertes insgesamt abgetragene Stahlmenge wurden als Kennzeichen
für die Schleifleistung des Bandes benutzt. Die mit drei Schleifbändern, die mit Schleifkorn gemäß der
Erfindung beschichtet waren, und mit drei Vergleichsbändern, die gebräuchlichem Aluminiumoxid-Schleifkorn beschichtet
waren, sind in Tabelle 7 wiedergegeben.
7 0 9 8 5 0 /2q 7_9 7
Korn gem. d. Erfindung, Versuch 1
Korn gem. d. Erfindung, Versuch 2
Korn gem. d. Erfindung,
-IA-
Mittlerer
Abgetragene Stahlabtrag
Stahlmenge Anzahl der je Schliff
g Schliffe g
1485
1484
70,7
70,7
| Versuch 3 | 1467 | 20 | 73,3 |
| Vergleichsversuch 1 | 728 | 12 | 60,7 |
| Vergleichsversuch 2 | 734 | 13 | 61,2 |
| Vergleichsversuch 3 | 677 | 12 | 56,4 |
Für das Beispiel 27 wurde ein ähnlicher Test mit Schleifkorn der Körnung 40 ausgeführt, wobei jedoch im Hinblick
auf die feinere Körnung des Schleifkorns eine Andruckkraft von 236 N (24,1 kp), also ein Anpreßdruck von
368 kPa (3,75 kp/cm2), und eine Kontaktzeit von 20 Sekunden
angewendet wurden. Die Tests mit den Schleifmitteln der Körnung 40 wurden ebenfalls beendet, wenn bei dem
20-Sekunden-Kontakt eine Stahlmenge von 20 g oder weniger abgetragen wurde. Ergebnisse der Tests mit drei Bändern,
die mit Schleifkorn gemäß der Erfindung beschichtet waren, und mit drei Bändern, die mit herkömmlichem Schleifkorn
aus handelsüblichem Aluminiumoxid beschichtet waren, sind in Tabelle 8 wiedergegeben.
709850/0797
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Mittlerer
Abgetragene Stahlabtrag
Stahlmenge Anzahl der je Schliff
| Schleifkorn-Art | g | Schliffe | g |
| Korn gem. d. Erfindung, Versuch 1 |
1269 | 30 | 42,3 |
| Korn gem. d. Erfindung, Versuch 2 |
1318 | 30 | 43,9 |
| Korn gem. d. Erfindung, Versuch 3 |
1215 | 29 | 41,9 |
| Vergleichsversuch 1 | 596 | 16 | 37,2 |
| Vergleichsversuch 2 | 627 | 18 | 34,8 |
| Vergleichsversuch 3 | 577 | 16 | 36,1 |
BEISPIELE 28-30
Mit dem nach den Verfahren der Beispiele 7, 8 und 9 erhaltenen Schleifkorn wurden weitere Schleifbänder hergestellt.
Das Schleifband des Beispiels 28 war ein doppelt beschichtetes Band mit einer Grundschicht aus gebräuchlichem
Aluminiumoxid-Schleifkorn und einer darüber befindlichen Schicht aus Schleifkorn gemäß der Erfindung. Die
Schleifbänder der Beispiele 29 und 30 waren nur einfach mit Schleifkorn gemäß der Erfindung beschichtet. Es wurde
Schleifkorn der Körnungen 36 und 50 verwendet. Mit Schleifbändern, die mit gebräuchlichem Aluminiumoxid-Schleifkorn
der gleichen Körnungen beschichtet waren, wurden Vergleichsversuche ausgeführt. Die Ergebnisse der Standardtests
sind in Tabelle 9 wiedergegeben.
28 29 30 Vergleichsversuch,-
Abgetragene
Stahlmenge
| Körnung 36 | Körnung 50 |
| 1118 | 995 |
| 1045 | 948 |
| 1000 | 1061 |
| 701 | 878 |
- 26 -
BEISPIELE 31-34
Zur Herstellung beschichteter Faserschleifscheiben wurden
Faserscheiben mit dem bei den Beispielen 28—30 verwendeten Schleifkorn beschichtet. Die Schleifscheibe des Beispiels
31 war mit einer einzigen Schicht des nach dem Verfahren des Beispiels 8 hergestellten Schleifkorns beschichtet.
Die Schleifscheibe des Beispiels 32 war wie das Schleifband des Beispiels 28 doppelt mit Schleifkorn aus Aluminiumoxid
und dem nach dem Verfahrens des Beispiels 8 hergestellten Schleifkorn gemäß der Erfindung beschichtet.
Die Schleifscheibe des Beispiels 33 war mit nur einer Schicht des nach dem Verfahrens des Beispiels 9 hergestellten
Schleifkorns beschichtet. Die Schleifscheibe des Beispiels 34 war wie das Schleifband des Beispiels 28 mit
Schleifkorn aus Aluminiumoxid und mit nach dem Verfahren des Beispiels 9 hergestelltem Schleifkorn gemäß der Erfindung
doppelt beschichtet. Zu Vergleichszwecken wurde eine Standard-Faserschleifscheibe verwendet, die mit einer
einzigen Schicht Aluminiumoxid-Schleifkorn beschichtet war. Die Ergebnisse von Standard-Schleifversuchen mit
diesen Scheiben sind in Tabelle 10 wiedergegeben.
31 32 33 Vergleichsversuch
Körnung 36
171 166
93
Stahl
Schmelze A
Körnung 50
Körnung 50
88
57
57
Stahl
Schmelze B Körnung 50
135 79
709850/0797
- 27 -
C. Schleifkörper
BEISPIELE 35-44
Nach den für die Herstellung von Schleifscheiben mit Phenolharz-Binder
gebräuchlichen Verfahren wurden aus dem Schleifkorn gemäß der Erfindung Schleifkörper hergestellt
Das Schleifkorn wurde in einem Mischer mit einem Gemisch von Furfural und Kresol in einer Menge von 1 cm3/kg Gemisch
benetzt; dann wurde ein flüssiges Phenolharz in den Mischer gegeben und 2 Minuten auf dem Schleifkorn verteilt.
Danach wurden 75% eines Phenolharz-Pulvers und die gesamte Menge des Füllstoffs in den Mischer gegeben, und
es wurde einige Minuten gemischt. Anschließend wurde im Laufe einiger Minuten der Rest des Phenolharz-Pulvers zugesetzt.
Der letzte Schritt bestand in der Zugabe von 10cm3 Kreosotöl je Kilogramm Phenolharz-Pulver zur Regulierung
der Eigenschaften der Mischung. Die Zusammensetzung der Mischung ist in Tabelle 11 wiedergegeben.
Komponente Gew.
-%
Schleifkorn, Körnung 14 41,4
Schleifkorn, Körnung 16 20,7
Schleifkorn, Körnung 20 20,6
Flüssiges Phenolharz 3,0
Phenolharz-Pulver 6,8
Füllstoff 7,5
Summe 100,0
Die Mischung wurde in eine Form gefüllt, und in die Mischung wurde in Intervallen soviel Glasfaser eingearbeitet,
daß eine für den Betrieb der Schleifscheibe mit einer
Umfangsgeschwindigkeit von 3800 m/min ausreichende Festigkeit erhalten wurde. Das Material wurde in der Form
709850/0797
- 28 -
zu einer Schleifscheibe gepreßt, die dann aus der Form
genommen, auf einen Ofenschieber gelegt, gewogen und in einen Aushärteofen eingeschoben wurde. Das Aushärten wurde
im Laufe von zwei Tagen mit einer Haltezeit von 9 Stunden bei einer Höchsttemperatur von etwa 180 0C ausgeführt.
Danach wurde die Scheibe aus dem Ofen genommen und auf die geeigneten Toleranzen gebracht.
Auf diese Weise wurden Scheiben mit den Abmessungen 508 mm χ 51 mm χ 305 mm aus Standard-Aluminiumoxid-Schleifkorn
und vier Scheiben aus Schleifkorn gemäß der Erfindung hergestellt. Diese Scheiben wurden auf einer Stehbockschleifmaschine
mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 3800 m/min getestet, wobei Tempergußflächen von 25 mm χ 50 mm mit
normalem Andruck durch den Schleifer geschliffen wurden. Die Ergebnisse dieses Test sind in Tabelle 12 wiedergegeben.
In gleicher Weise, jedoch unter geringer Abänderung der Zusammensetzung der Ausgangsmischung sowie der Preß- und
Aushärtebedingungen, wurden Schleifscheiben vom Typ 11 mit den Abmessungen 152 mm χ 152 mm χ 16 mm hergestellt
und fertigbearbeitet. Die Zusammensetzung der Ausgangsmischung ist in Tabelle 13 angegeben.
| Tabelle 13 | Komponente | Gew.-?, |
| Schleifkorn, Körnung 14 | 41 ,5 | |
| Schleifkorn, Körnung 16 | 20,8 | |
| Schleifkorn, Körnung 20 | 20,7 | |
| Flüssiges Phenolharz | 3,5 | |
| Phenolharz-Pulver | 8,5 | |
| Füllstoff | 5,0 | |
Summe 100,0
(Fortsetzung Seite 30)
709850/0797
- 29 -
O CD CO
| Schleifkorn | (D | Tabelle | 12 | (3) | (4) | (5) | |
| Beisp. 14 | Metall- | (2) | Schleif | Schleif | Güte | ||
| Beisp. 15 | abtrag | Gewichts | verhältnis | leistung | faktor | ||
| * | g | verlust d. | (0/(2) | kg/min | (3).(4) | ||
| ** | 9471 | Schleif | 74,6 | 0,987 | 73,6 | ||
| Vergleichsversuch | 9244 | scheibe | 62,9 | 1,422 | 89,4 | ||
| Beispiel | 9471 | 8 | 60,5 | 1,170 | 70,8 | ||
| 35 | 8677 | 127,0 | 64,6 | 9,86 | 63,7 | ||
| 36 | 8958 | 147,0 | 53,8 | 6,84 | 36,8 | ||
| 37 | 156,5 | ||||||
| 38 | 134,3 | ||||||
| 166,5 | |||||||
* Wie Beispiel 14, aber in 10 cm dicke Steine von 30,5 cm χ 30,5 cm gegossen.
** Wie Beispiel 15, aber in 10 cm dicke Steine von 30,5 cm χ 30,5 cm gegossen.
- 90 -
(Fortsetzung von Seite 28)
Diese Schleifscheiben wurden auf einer transportablen,
mit 6000 U/min umlaufenden Druckluft-Schleifmaschine getestet,
wobei ein ebenes Stück Stahlguß 30 Minuten mit dem üblichen Andruck des Schleifers geschliffen wurde.
Die Ergebnisse des Versuchs sind in Tabelle 14 wiedergegeben.
In gleicher Weise wurden Schleifscheiben vom Typ 27 mit
vertiefter Mitte und den Abmessungen 178 mm χ 6,4 mm χ 22 mm mit üblicher Glasfaserverstärkung hergestellt. Die
Ausgangsmischung bestand aus 80% Schleifkorn der Körnung
24, 3% flüssigem Phenolharz, 10% Phenolharz-Pulver und
7% Füllstoff. Diese Schleifscheiben wurden auf einer mit
6000 U/min umlaufenden transportablen Druckluftschleifmaschine getestet, wobei ein Winkelprofil der Abmessungen
38 mm χ 38 mm aus Stahl 15 Minuten mit dem üblichen Andruck des Schleifers geschliffen wurde. Die Ergebnisse
dieses Versuchs sind in Tabelle 15 wiedergegeben.
Die gleichen Scheiben wurden sodann beim Schleifen eines ebenen Stücks Stahlguß getestet, das 30 Minuten unter
Verwendung der gleichen Schleifmaschine nit normalem Andruck des Schleifers geschliffen wurde. Die Ergebnisse
dieses Tests sind in Tabelle 16 wiedergegeben.
709850/0797
- 31 -
| Schleifkorn | (D Metall- abtrag g |
Tabelle 14 | (3) Schleif verhältnis |
(4) Schleif leistung kg/min |
(5) Güte faktor |
|
| Beispiel | Beisp. 14 | 2080 | (2) Gewichts verlust d. Schleif scheibe g |
17,0 | 23.1 | 393 |
| 39 | Beisp. 15 | 2686 | 122 | 11,7 | 29,8 | 349 |
| 40 | * | 2784 | 230 | 12,7 | 30,9 | 392 |
| 41 | ** | 2048 | 220 | 12,5 | 34,1 | 426 |
| 42 | Vergleichsversuch | 2644 | 164 | 9,15 | 29,4 | 269 |
| 289 | ||||||
* Wie Beispiel 14, aber in 10 cm dicke Steine von 30,5 cm χ 30,5 cm gegossen,
** Wie Beispiel 15, aber in 10 cm dicke Steine von 30,5 cm χ 30,5 cm gegossen.
Beispiel 42 ist eine Zusammenfassung der Testergebnisse von zwei Scheiben;
die Beispiele 39—41 sowie der Vergleichsversuch sind die Zusammenfassung der
Testergebnisse von jeweils drei Scheiben.
O CD OD CTI
| Schleifkorn | (D | Tabelle 15 | (3) | (4) | (5) | |
| Beisp. 14 | Metall | (2) | Schleif | Schleif | Güte | |
| * | abtrag | Gewichts | verhältnis | leistung | faktor | |
| Vergleichsversuch | g | verlust d. | (0/(2) | kg/min | (3)·(4) | |
| 1684 | Schleif | 8,82 | 37,4 | 330 | ||
| 1792 | scheibe | 8,03 | 39,8 | 318 | ||
| Beispiel | 1674 | g | 7,15 | 37,2 | 266 | |
| 43 | 191 | |||||
| 44 | 223 | |||||
| 234 | ||||||
* Wie Beispiel 14, aber in 10 cm dicke Steine von 30,5 cm χ 30,5 cm gegossen.
Die Beispiele 43 und 44 sowie der Vergleichsversuch sind eine Zusammenfassung
der Testergebnisse von jeweils drei Scheiben.
CD CD CO CJl CD
| Schleifkorn | (D | Tabelle 16 | (3) | (4) | (5) | |
| Beisp. 14 | Metall- | (2) | Schleif | Schleif | Güte | |
| * | abtrag | Gewichts | verhältnis | leistung | faktor | |
| Vergleichsversuch | g | verlust d. | (0/(2) | kg/min | (3).(4) | |
| 1578 | Schleif | 27,6 | 17,5 | 483 | ||
| 1578 | scheibe | 28,7 | 17,5 | 502 | ||
| Beispiel | 1224 | 27,2 | 13,6 | 370 | ||
| 43 | 57 | |||||
| 44 | 55 | |||||
| 45 | ||||||
* Wie Beispiel 14, aber in 10 cm dicke Steine von 30,5 cm χ 30,5 cm gegossen.
Die Beispiele 43 und 44 sowie der Vergleichsversuch sind eine Zusammenfassung der Testergebnisse von jeweils drei Scheiben.
Claims (9)
1. Titanoxid, das 0,42 bis 0,84°a Titan, bezogen auf
das Gewicht des Schleifkorns, enthält und durchschnittlich in einer Oxydationstufe vorliegt, die
niedriger als die Oxydationsstufe des Ti2O3 ist,
2. 0,05 bis 0,3 Gew.-I Kohlenstoff,
3. 0,02 bis 0,1 Gew.-'s Na2O,
4. bis zu 0,1 Gew.-% insgesamt Calcium- und Siliciumoxide
sowie
5. Aluminiumoxid
besteht und in einer Korngröße von etwa 147 um oder feiner beim Entzünden an der Luft vor dem Rösten bei
1300 0C eine Gewichtszunahme von 0,4 bis 0,7 Gew.-I
erfährt.
2. Verfahren zur Herstellung des Schleifkorns nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch aus 0,7 bis 1,7 Gewichtsteilen hochreinem
TiO2, 98,6 bis 99,3 Gewichtsteilen Tonerde, die als einzige in einer Menge von mehr als 0,1 Gew.-%
vorkommende oxidische Verunreinigung nur Na2O enthält,
und Kohle in der 1- bis 10fachen zur Reduktion
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ORIGINAL INSPECTED
des vorhandenen TiO2 und Na2O nach den Gleichungen
1. 2 TiO2 +C= Ti2O1 + CO
2. Na2O + C = 2 Na +CO
theoretisch erforderlichen Menge in einem elektrischen
Lichtbogenofen mit einem von Kohleelektroden zu dem Einsatzgemisch übergehenden reduzierenden Lichtbogen
geschmolzen, die Schmelze zum Erstarren gebracht, das erstarrte Produkt zu Schleifkorn zerkleinert und das
Schleifkorn 5 Minuten bis 64 Stunden bei 1250 bis 1450 0C in oxydierender Atmosphäre geröstet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der elektrische Lichtbogen
mit Einphasen-Wechselstrom von etwa 80 V und einer Leistung von 100 bis 120 kW gespeist wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Schmelze zum
Erstarren in eine gekühlte Form gegossen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Schmelze zum
Erstarren bis zu einer Standhöhe von 2,5 bis 15 cm in eine wassergekühlte Pfanne gegossen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Schmelze in ein
Erstarrungsgefäß gegossen wird, das Stahlkugeln von
5 bis 60 mm Durchmesser enthält.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Länge des Gießstrahls möglichst kurz und die Gießgeschwindigkeit möglichst hoch gehalten werden.
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8. Verwendung des Schleifkorns nach Anspruch 1 zur Herstellung eines Schleifmittels auf biegsamer Unterlage.
9. Verwendung des Schleifkorns nach Anspruch 1 zur Herstellung eines Schleifkörpers.
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