DE2735109A1 - GRINDING BODY - Google Patents
GRINDING BODYInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- B24D99/005—Segments of abrasive wheels
Description
Dipl-lng. P. WIRTH · Dr. V. SCHMIED-KOWARZIK DIpl.-Ing. G. DANNENBERG · Dr. P. WEINHOLD · Dr. D. GUDELDipl-lng. P. WIRTH Dr. V. SCHMIED-KOWARZIK DIpl.-Ing. G. DANNENBERG Dr. P. WEINHOLD Dr. D. GUDEL
281134 6 FRANKFURT AM MAIN281134 6 FRANKFURT AM MAIN
287014 GR. ESCHENHEIMER STRASSE287014 GR. ESCHENHEIMER STRASSE
3. August 1977
Da/f3rd August 1977
Da / f
De Beers Industrial Diamond Division (Proprietary) Ltd. 45 Main Street, Johannesburg Transvaal, Republic of South AfricaDe Beers Industrial Diamond Division (Proprietary) Ltd. 45 Main Street, Johannesburg Transvaal, Republic of South Africa
SchleifkörperGrinding wheel
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SchleifkörperGrinding wheel
Die vorliegende Erfindung betrifft Schleifkörper mit metallischer Bindung, insbesondere Sägesegmente.The present invention relates to abrasive articles with a metallic bond, in particular saw segments.
Sägen zum Schneiden harter Materialien wie Granit und Beton v/eisen eine kreisförmige Scheibe, gewöhnlich aus Stahl, auf, über deren Peripherie eine Anzahl von Schleifsegmenten verteilt und durch Hartlötung befestigt ist. Jedes Sägesegment besteht aus Schleifmittel, gewöhnlich Diamant, das in eine geeignete metallische Matrix wie Bronze, Kobalt oder eine Legierung auf Xobaltbasis eingebettet ist. Der Schleifpartikelgehalt solcher Segmente beträgt normalerweise zwischen 3 und. 30 Volumprozent des Segments.Saws for cutting hard materials such as granite and Concrete iron on a circular disc, usually of steel, around the periphery of which a number of Grinding segments distributed and fixed by brazing. Each saw segment consists of abrasives, usually diamond, which is based in a suitable metallic matrix such as bronze, cobalt or an alloy Xobalt base is embedded. The abrasive particle content such segments is usually between 3 and. 30 percent by volume of the segment.
Die Erfindung schafft einen Schleifkörper, der Schleifpartikel in eine metallische Matrix eingebettet bzw. eingebunden enthält, und der sich dadurch kennzeichnet, daß sich unter den Schleifpartikeln plättchenförmige Schleifpartikel befinden, deren flache Oberflächen im wesentlichen senkrecht zur Arbeitsfläche des Schleifkörpers liegen. Der hier in Beschreibung und Ansprüchen verwendete Ausdruck "plättchenförmige Schleifpartikel" bezeichnet Partikel, die eine im wesentlichen flache Er scheinung haben mit zwei breiten flachen Oberflächen, deren Ausmaße wesentlich größer als .die Dicke zwischen den flachen Oberflächen sind. Die Dicke beträgt gewöhnlich weniger als die Hälfte der kürzeren Dimension der flachen Oberfläche. Solche Partikel werden in der Fachsprache gewöhnlich als "flats (Flachpartikel)" bezeichnet. The invention provides an abrasive body which contains abrasive particles embedded or bound in a metallic matrix, and which is characterized in that among the abrasive particles there are platelet-shaped abrasive particles, the flat surfaces of which are essentially perpendicular to the working surface of the abrasive body. As used herein in the specification and claims, "flaky abrasive particles" denotes particles that are substantially flat in appearance with two broad flat surfaces whose dimensions are substantially greater than the thickness between the flat surfaces. The thickness is usually less than half the shorter dimension of the flat surface. Such particles are usually referred to in the technical jargon as "flats (flat particles)".
Die Ausrichtung der plättchenförmigen Partikel ist vorzugsweise derart, daß ihre flachen Oberflächen in derThe orientation of the platelet-shaped particles is preferably such that their flat surfaces in the
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gleichen Ebene oder in parallelen Ebenen liegen. Weiter wird eine Ausrichtung als bevorzugt angesehen, bei der soweit als möglich die Seite mit der längsten Dimension senkrecht zur Arbeitsoberfläche des Schleifkörpers liegt.same plane or in parallel planes. An orientation is also considered to be preferred, where as far as possible the side with the longest dimension perpendicular to the work surface of the grinding wheel lies.
Im allgemeinen wird ein solcher Schleifkörper auch Partikel enthalten, die nicht plättchenförmig sind. Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die plättchenförmigen Partikel wenigsten 50 %t vorzugsweise wenigstens 75 % des Gehalts an Schleifpartikeln im Schleifkörper bilden. Praktisch werden die plättchenförmigen Partikel im allgemeinen sogar wenigstens 90 % des Gehalts an Schleifpartikeln im Schleifkörper bilden.In general, such an abrasive article will also contain particles that are not platelet-shaped. It is considered particularly advantageous if the plate-like particles at least 50%, preferably at least 75% t of the content of abrasive particles in the abrasive body form. In practice, the platelet-shaped particles will generally even make up at least 90 % of the abrasive particle content in the abrasive article.
Die Schleifpartikel werden gewöhnlich Diamant- oder kubische Bornitridpartikel sein, vorzugsweise Diamantpartikel. Sie können aber auch Kompaktmassen sein, d. h. feiner Diamant oder feines kubisches Bornitrid in ein polykristallines hartes Konglomerat eingebunden, vorzugsweise unter Verwendung einer metallischen Bindungs-Matrix. Solche Partikel werden gewöhnlich in der Weise gewonnen, daß eine große kompakte Schleifmasse nach konventionellem Verfahren hergestellt und dann zertrümmert bzw. zerkleinert wird. Beim Zertrümmern ergibt sich zwangsläufig ein gewisser Prozentsatz an plättchenförmigen Partikeln. Als Alternative können plättchenförmige Kompaktmassen von kleinen Dimensionen auch durch Zerschneiden großer Kompaktmassen in Platten hergestellt werden. Die plättchenförmigen Kompakt- bzw. Verbundmassen können auch unmittelbar nach bekannten Verfahren hergestellt werden.The abrasive particles will usually be diamond or cubic boron nitride particles, preferably Diamond particles. But they can also be compact masses, i. H. fine diamond or fine cubic boron nitride bound in a polycrystalline hard conglomerate, preferably using a metallic one Bonding matrix. Such particles are usually obtained in such a way that a large compact grinding material produced using conventional methods and then smashed or crushed will. When smashed, there is inevitably a certain percentage of platelet-shaped particles. As an alternative, platelet-shaped compact masses of small dimensions can also be produced by cutting up large ones Compact masses are produced in plates. The platelet-shaped compact or composite materials can can also be produced directly by known processes.
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Die Schleifpartikel, insbesondere im Fall von Diamant, werden im allgemeinen in einem Korngrößenbareich zwischen 30 und 60 nach US-Standard-Siebgröße liegen.The abrasive particles, especially in the case of diamond, will generally be in a grain size range between 30 and 60 according to the US standard sieve size.
Das metallisch gebundene Schleifgerät ist vorzugsweise ein Sägesegment. Es kann jedoch auch ein Rand für ein metallisch gebundenes Schleifrad oder ein Bohrmeißel für einen imprägnierten oder sonstigen Bohrer sein.The metal-bonded grinding device is preferably a saw segment. However, there can also be an edge for one be a metal-bonded grinding wheel or a drill bit for an impregnated or other drill.
Der Gehalt an Schleifpartikeln im metallisch gebundenen Schleifkörper wird normalerweise 3-30 Volumprozent des Körpers betragen.The content of abrasive particles in the metallically bonded abrasive is usually 3-30 percent by volume of the body.
Die Bindungsmatrix kann jede für metallisch gebundene Schleifkörper bekannte sein, wie Bronze, Kobalt oder eine Legierung auf Kobaltbasis.The bond matrix can be any known for metal-bonded abrasives, such as bronze, cobalt or a cobalt based alloy.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert, und zwar zeigen:The invention is explained in more detail with reference to the drawing, for example, namely show:
Fig. 1 schematisch ein Sägesegment nach der Erfindung; und1 schematically shows a saw segment according to the invention; and
Fig. 2 schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Schleifkörpers.2 schematically shows an apparatus for carrying out a manufacturing method an abrasive article according to the invention.
Das in Fig.1 dargestellte Sägesegment zeigt die plättchenförmigen Schleif partikel übertrieben groß, um ihre Ausrichtung erkennbar zu machen. Es ist abgebrochen ein Teil eines Sägesegments 10 mit einer Arbeitsoberfläche 12 gezeigt. Die plättchenförmigen Schleifpartikel liegen mit ihren flachen Oberflächen 14 im wesentlichen senkrecht zur Arbeitsoberfläche 12. Weiter liegen die flachen Oberflächen 14 der Partikel vorzugsweise im wesentlichen in der gleichen Ebene oder in parallelen Ebenen, wie in der Zeichnung dargestellt ist.The saw segment shown in Figure 1 shows the platelet-shaped Abrasive particles exaggerated to show their orientation. It's canceled a Part of a saw segment 10 with a work surface 12 is shown. The platelet-shaped abrasive particles lie with their flat surfaces 14 substantially perpendicular to the working surface 12. The flat surfaces are next Surfaces 14 of the particles are preferably substantially in the same plane or in parallel planes as in FIG the drawing is shown.
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Es hat sich gezeigt, daß Sägen nit erfindungsgeraäßen Segmenten, verglichen mit konventionelle Segmente aufweisenden Sägen, überlegene Schneideigenschsften besitzen.It has been shown that saws are not according to the invention Segments have superior cutting properties compared to conventional segmented saws.
Die erfindungsgemaßen Schleifkörper können dadurch hergestellt werden, daß Schleifpartikel, welche die plättchenförmigen Partikel enthalten, mit metallischem Matrixmaterial in Pulverform gemischt, in eine geeignete Form gefüllt werden, worauf Druck gegen zwei Flächen der Form senkrecht zu derjenigen Fläche ausgeübt wird, welche die Arbeitsoberfläche des herzustellenden Schleifkörpers begrenzt, und v/obei das Metallpulver sich setzt.The abrasive bodies according to the invention can be produced in this way be that abrasive particles, which the platelet-shaped Contain particles mixed with metallic matrix material in powder form, in a suitable form are filled, whereupon pressure is exerted against two surfaces of the mold perpendicular to the surface which the working surface of the grinding wheel to be produced limited, and v / obei the metal powder settles.
Der angewendete Druck bewirkt, daß die Auegangsstoffe fließen und die plättchenförmigen Partikel sich selbsttätig mit ihren flachen Oberflächen im wesentlichen senkrecht zu derjenigen Fläche der Form einstellen, welche die Arbeitsoberfläche des herzustellenden Schleiikörpers begrenzt. Gleichzeitig könnt Hitze zur Anwendung, um das Metallpulver zu schmelzen.The applied pressure causes the initial substances flow and the platelet-shaped particles are essentially self-acting with their flat surfaces Set perpendicular to that surface of the mold which is the working surface of the slag body to be produced limited. At the same time, heat can be applied to melt the metal powder.
Fig. 2 erläutert dieses Herstellungsverfahren. Es wird eine Form 20 mit einem Kolben 22 verwendet. Ein Gemisch 24 aus pulverförmigem Bindungsmaterial für die Matrix und aus Schleifpartikeln wird in die Form eingebracht. Darauf wird der Kolben 22 in die Form eingeführt und unter Druck gesetzt. Dadurch wird durch die Oberfläche 26 des Kolbens 22 Druck auf das Gemisch und die gegenüberliegende Fläche 28 der Form ausgeübt und solchermaßen das Metallpulver zum Fließen gebracht. Die Form wird gleichzeitig erhitzt,um das Schmelzen und Fließen des Metallpulvers zu unterstützen. Das Fließen des Metalls veranlaßt die plättchenförmigen Schleifpartikel des Gemischs sich mit ihren flachen Oberflächen in eine Richtung im wesentlichen senkrecht zu Oberflächen 30 und 32 der Form auszurichten. Die Oberfläche 30 der Form begrenzt die Arbeitsoberfläche des herzustellenden Schleifkörpers.Fig. 2 explains this manufacturing method. A mold 20 with a piston 22 is used. A mixture 24 of powdery bonding material for the matrix and of abrasive particles is introduced into the mold. The piston 22 is then inserted into the mold and pressurized. This gets through the surface 26 of the piston 22 exerted pressure on the mixture and the opposite surface 28 of the mold and in such a way made the metal powder flow. The mold is heated at the same time to melt and flow to support the metal powder. The flow of the metal causes the flaky abrasive particles of the mixture with their flat surfaces in a direction substantially perpendicular to surfaces 30 and 32 of the Align shape. The surface 30 of the mold defines the working surface of the abrasive article to be produced.
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Die Schleifpartikel können auch dadurch ausgerichtet werden, daß in an sich bekannter Weise eine Massenkraft auf das Geraisch von Schleifpartikeln und Metallpulver zur Einwirkung gebracht wird. Diese Massenkraft oder Feldkraft kann elektrostatisch oder magnetisch sein.The abrasive particles can also be aligned by applying a mass force in a manner known per se is brought to the action of abrasive particles and metal powder. This mass force or field force can be electrostatic or magnetic.
Als Beispiel für einen erfindungsgemäßen Schleifkörper wurde ein Sägesegment unter Verwendung der Form gemäß Fig. 2 hergestellt. Ein Gemisch von Diamant-Flachpartikeln und Kobaltpulver wurde in die Form eingebracht. Die Flachpartikel aus Diamant bildeten etwa 25 Volumprozent des Gemischs, und der Rest war Kobaltpulver. Dann wurde der Kolben 22 in die Form eingesetzt. Die Form wurde auf 11oo°C erhitzt^ und ein Druck von 10 t je Quadratzoll wurde auf den Kolben 22 zur Einwirkung gebracht. Die Folge war ein Fließen des Kobaltpulvers in Richtung auf die Fläche 30 der Form, also diejenige Fläche, welche die Arbeitsoberfläche des herzustellenden Sägesegments begrenzt bzw. bestimmt. Der Druck wurde für etwa Minuten aufrecht erhalten, um das Gemisch ausreichend zu verdichten, und dann abgelassen. Man ließ dann die Temperatur auf diejenige der Umgebung absinken. Anschließend wurde das fertige Sägesegment der Form entnommen. Es ergab sich, daß die Diamant-Flachpartikel alle mit ihren flachen Oberflächen im wesentlichen senkrecht zur Arbeitsoberfläche, des Sägesegments ausgerichtet waren.As an example of an abrasive article according to the invention, a saw segment using the mold manufactured according to FIG. A mixture of flat diamond particles and cobalt powder was put into the mold brought in. The diamond flat particles made up about 25 percent by volume of the mixture and the remainder was Cobalt powder. Then the piston 22 was inserted into the mold. The mold was heated to 11oo ° C ^ and a pressure of 10 tons per square inch was applied to piston 22. The consequence was a flow of the cobalt powder in the direction of the surface 30 of the mold, that is, the surface which the Working surface of the saw segment to be produced is limited or determined. The pressure was on for about Hold for minutes to sufficiently compress the mixture and then drain. You then left the Temperature drop to that of the surrounding area. The finished saw segment was then removed from the mold. It was found that the flat diamond particles all have essentially flat surfaces perpendicular to the work surface, the saw segment.
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Legal Events
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