DE2822910A1

DE2822910A1 - Schleifscheibe fuer nasschliff

Info

Publication number: DE2822910A1
Application number: DE19782822910
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: Heinrich Lippert GmbH
Current assignee: Heinrich Lippert GmbH
Priority date: 1978-05-26
Filing date: 1978-05-26
Publication date: 1979-11-29
Also published as: GB2021625A; FR2426538A1; NL7904188A; IT7923009A0; BR7903332A; ES480927A1; BE876468A; JPS54156286A; SE7904245L; IT1121506B

Description

— Ά —

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Beschreibung:

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schleifkörper für Naßschliff mit einem härtbaren Kunststoff als Bindemittel mit eingelagerten Schleifkörnern, insbesondere für das Fein- und Feinstschleifen als Zusatz zu (P 27 JO 665.6-14).

Unter Naßschliff wird hier ein Schleifverfahren verstanden, bei welchem die Schleifstelle mit einem Kühlmittel beaufschlagt wird, welches zumindest zum überwiegenden Teil aus Wasser besteht. Naßschliff ist vorallem dann erforderlich, wenn das zu schleifende Material Gefahr läuft, durch übermäßige Erwärmung an der Schleifstelle durch Gefügeveränderungen oder andere physikalische Einflüsse zerstört bzw. unbrauchbar zu werden.

Die älteste und bekannteste künstliche Schleifscheiben-Bindung ist die keramische, welche hohe Temperaturbeständigkeit »it Kantenstabilität und Wasserfestigkeit verbindet. Auch wird aufgrund der offenen Struktur i» groben bis Mittleren Kornbereich beim Naßschliff genügend Kühlwasser mitgenommen. Im Fein- und Feinstkornbereich ist die keramische Bindung Jedoch in vielen Fällen nicht geeignet. Darüberhinaus ist die keramische Bindung auch für verschiedene Schleifaufgaben ungeeignet, wozu unter anderem der Flachschliff mit großer Berührungsfläche bei wärme-

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empfindlichen Stählen gehört, wobei diese Scheiben zu heiß schleifen, sowie das spibzenlose Rundschleifen, vorallem bei Rohren, wo-. : bei es wegen der Härte der Bindung zu Schwingungen in der Maschine und zu einem "gehämmerten"Aussehen des Schliffbildes kommt.

An nächster Stelle hinsichtlich der Bedeutung als Schleifscheiben-Bindemittel folgen die Phenolharze, welche sich vom Grobbis zum Präzisionsschliff eignen, aber wegen ihrer Empfindlichkeit gegen Alkalien für den Naßschliff ungeeignet sind. Darüberhinaus sind die Scheiben mit Ph eno lh ar ζ -Bindung für den S'lachschliff mit großer Berührungsfläche und für das spitzenlose Rundschleifen an Rohren ebenfalls ungeeignet und zwar aus den gleichen Gründen wie die keramischen Bindungen.

Desweiteren kennt man Magnesit- und Silikat-Bindungen für Schleifkörper, welche zart und kühl schleifen und deshalb speziell für den nachschliff mit großer Berührungsfläche an wärmeempfindlichen Stählen geeignet sind. Ein Nachteil dieser Bindungen ist jedoch ihre Sprödigkeit und die daraus resultierende Bruchempfindlichkeit. Schleifkörper dieser Bindungsarten sind deshalb nicht für Arlaeitsumfangsgeschwindigkeiten von über 20 m/Sek. zugelassen. Darüber hinaus haben sie den Nachteil, daß sie mit der Zeit nächhärten und hinsichtlich ihrer Schleifleistung stark abhängig von der jeweils herrschenden Luftfeuchtigkeit sind.

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Es hat deshalb nicht an Versuchen gefehlt, Schleifscheiben-Bindemittel zu entwickeln, welche die Vorteile der vorerwähnten Schleifkörper-Bindemittel ohne deren Nachteile besitzen. Aufgrund der Erfahrungen ging man davon aus, daß solche neuen Bindemittel eine hohe Wärmebeständigkeit haben müssen, mindestens eine solche der Phenolharze. Ferner sollten diese Bindemittel eine hohe Härte bei guter Schlagfestigkeit besitzen, um das einzelne Schleifkorn fest in seiner Lage zu halten. Darüber hinaus war man bestrebt, solche neuen Bindemittel möglichst wasserfest zu machen, was aber zwangsläufig zu einer gewissen Hydrophobie geführt hat.

So sind Schleifringe für das Bearbeiten von Messerklingen, Scheren u.s.w. bekannt geworden, welche mit speziell augewählten ungesättigten Polyesterharzen gebunden sind. Aufgrund deren dichter Struktur und Hydrophobie können diese gegenüber entsprechenden Schleifringen in Magnesit-Bindung jedoch nur in geringen Breiten bis zu ca. 15 nun eingesetzt werden. Bei Verwendung breiterer Schleifringe tritt ein Aquaplaning-Effekt ein, der in der Mitte der jeweiligen Berührungsfläche zu einer Überhitzung führt, Hier kommt es dann entweder zu einem Erweichen der Harzbindung oder zu einem blauten Anlaufen des zu bearbeitenden Stahls.

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Bekannt geworden sind ferner auch Honräder in Epoxidharzbindung für die Feinbearbeitung von Zahnrädern. Hierbei tritt jedoch nur eine geringe Relativ-Geschwindigkeit zwischen Schleifkorn und Werkstückoberfläche ein, darüberhinaus wird dieser Honvorgang unter Ölschmierung vorgenommen, Desweiteren sind bekannt geworden, Phenolharze, die zur Erhöhung ihrer Schlagfestigkeit mit einem geringen Prozentanteil an Epoxidharzen modifiziert worden sind. Scheiben mit solchen Bindemitteln werden jedoch ausschließlich für Trockenschliff eingesetzt.

Überraschenderweise hat sich nun gezeigt, daß sich Harzkombinationen für bestimmte Schleifaufgaben hervorragend eignen, welche nach dem bisherigen Erkenntnisstand ungeeignet erschienen. Die erfindungsgemäße Schleifscheibe für Naßschliff aus härtbarem Kunststoff als Bindemittel mit eingelagerten Schleifkörnern, insbesondere Fein- und Feinstkörnern, kennzeichnet sich durch die Verwendung oder Mitverwendung von solchen Polyesterharzen und/oder solchen Äthoxylinharzen und/oder solchen Polyurethanen und/oder solchen Polyisocyanuraten als Bindemittel, die in gehärtetem Zustand bei Normaltemperatur (Temperaturbereich um 300° TK) eine WasseraufnahmefäHgkeit von mindestens 0,5 % haben, vorzugsweise in Verbindung mit einer Shore-Härte von D 20 - 95 und einer Bruchdehnung von mindestens 2 %·

Hierbei wird die Hydrophilie dadruch erreicht, daß zumindest eine der zur Herstellung der Bindemittel verwendeten Substanzen

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eine onium-Verbindung, vornehmlich auf Basis O und/oder S und/oder N, die zumindest teilweise Aquo-Verbindungen einzugehen in der Lage ist und wobei die Härte und die Bruchdehnung der Bindemittel über den Einbau von Weichmachern und/oder !Füllstoffen steuerbar sind, wobei diese !Füllstoffe und Weichmacher ihrerseits ebenfalls vorzugsweise onium-Verbindungen sind.

Im Falle der Polyesterharze kann hierbei das hydrophile Bindemittel zu mindestens 30 Mol-% aus Adipinsäure und/oder Digthylenglykol und/oder einem anderen hydrophilen Diol unter Verwendung von max. 30 % Styrol am Gesamtharzanteil kondensiert und seine Härte und Bruchdehnung über den Vernetzungsgrad und Zusatz von Weichmachern reguliert sein.

Bei Verwendung von Epoxidharzen können Bisphenol-A-diglycidyläther mit Epoxidwert von etwa 0,53 sowie 10-30 % eines reaktiven Verdünners wie 1,4- -Butandioldiglycidyläther als hydrophilierendea Element erfolgen und das Bindemitel auch eine Mischung von Epoxidharzen auf Basis von Bisphenol-A und Polyglykoldiglycidyläthern enthalten.

Entsprechend empfiehlt sich bei der Verwendung von Polyurethanen und/oder Polyisocyanuraten als Bindemittel die Verwendung oder

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Mitverwendung von verseifungsstabilen und hydrophilen Polyglykolen, hauptsächlich auf Basis von Äthylen- oder Propylenglykol, ggf. verzweigt, mit mindestens zwei endständigen OH-Gruppen.

Schließlich kann die Verwendung aliphatischer Polyamine, wie Amidoamine im Bindemittel als Härter erfolgen und bei Verwendung hydroxylierter aliphatischer Polyamine im Bindemittel als Härter diese zugleich als Mittel zur Erhöhung der Wasseraufnahmefähigkeit dienen. Auch ist die Verwendung einer mit hydrophilen Füllstoffen wie Quellton oder Cellulosepulver versetzen hydroplrben Kunstharzmischung als Bindemittel möglich.

Nachfolgend sind einige Ausführungsbeispiele zur Erfindung aufgenommen und zwar mit folgenden Substanzen:

Harz A flüssiges Epoxidharz

Viscosität: 950 - I.050 cP 25°

Epoxid-Ä'quivalent 186 - 189, Epoxid-Wert 0,50 - 0,54 Dichte bei 20° Gel. 1,16

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Brechungsindex n_D ^y 1,5520

Hierbei handelt es sich um ein Dian-Basisharz von cP 10.000 I5.OOO, welches durch einen Zusatz von 1,4-Butandioldiglycidyläther auf die o.a. Viscosität gebracht wurde.

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Harz B, flüssiges Epoxidharz, Mischkondensat auf Basis Dian A und Polyglykol Viscosität: 550 - 650 cP 25° Epoxid-lquivalent 259 - 266 Epoxid-Wert 0,38 - 0,39 Dichte 20° CeI. 1,15 Brechungsindex n_D ' 1,514-5 Ein Härtungsprodukt aus 100 g Harz B mit 9 Teilen Triäthylentetramin als Härter hat beispielsweise folgende Eigenschaften:

Biegefestigkeit: kein Bruch

p Grenzbiegespannung: 54- kp/Zentimeter

ο Schlagzähigkeit: über 40 cm χ kp/cm

2 Elastizitätsmodul: ca. 600 kp/cm Wasseraufnahme: 30 Tage, 25° Gel. 0,82 %

24 Stunden, 100° CeI. 3,24 %

Härter C, schnellhärtender, physiologisch unbedenklicher Aminhärter

Viscosität: 350 - 450 cP 25° Aminäquivalent: 51 Dichte: 20°, 1,10 Brechungsindex: n-p ^ 1,497

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Härter D, Polyaminoamind-Härter» physiologisch unbedenklich

Viscosität: cP 25° 15-000 - 20.000 Aminäquivalent: 100

Dichte: 20° 1,00

25
Brechungsindex: n-^ ^y 1,510.

Hierzu werden folgende Mischungsverhältnisse als Beispiele angegeben:

Beispiel 1:

Harz A	720 Teile
Harz B	80 Teile
Härter 0	200 Teile
Korund	2.200 Teile
Shore D	90 (bezogen auf Bindeharz)
Wa s s aaufnähme	30 Tage 25° 0,58 %
Bruchdehnung	3 %
Beispiel 2:

Harz A Harz B Härter D Korund Härte Shore D Wa s s eraufnähme Bruchdehnung

294 Teile

393 Teile

313 Teile

2.200 Teile

75

30 Tage 25° 0,65 %

8 % 909848/0281

Beispiel 3·

Harz B Härter D Korund Härte Shore D Wasseraufnahme Bruchdehnung

720 Teile

280 Teile

2.200 Teile

50

30 Tage 25° 0,78 % 12 %

Schleifergebnisse;

Aus den in Beispielen 1 - 3 angegebenen Rezepturen wurden Schleifscheiben hergestellt, wobei ein Korund der Korngröße nach FEPA P I50 verwendet wurde. Die Schleifscheiben hatten die Abmessung 350 mm Durchmesser, 150 mm Breite, 50 mm Bohrung. Jeweils eine dieser Schleifscheiben wurde einer Sprengprüfung unterzogen, wobei der Bruch bei Geschwindigkeiten von über 120 m pro Sekunde eintrat.

Jeweils eine Scheibe wurde auf einer Schleifmaschine für spitzenloses Rundschleifen mit einer Arbeitsumfangsgeschwindigkeit von 30 m pro Sekunde im Naßschliff eingesetzt. Verwendet wurde eine Schleifemulsion, die aus 98 % Wasser und 2 % Zusatz bestand. Als Werkstücke wurden längsnahtgeschweißte Rohre aus St 45 eingesetzt. Der Vorschub betrug 4 m pro Minute. Die erzielten Ergebnisse sind in nachfolgender Tabelle zusammengestellt:

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Beispiele 1 2

Abtrag pro Meter Rohr in Gramm Abtrag am Rohrdurchmesser in mm Rauhtiefe Rt ( = R max) in Micrometer Abnahme der Scheiben am Durchmesser in mm nach 500 m Rohr

7,14	7,63	5,7
0,017	0,019	0,014
6,0	7,0	5,0

Die Schleifleistung der Scheibe nach Beispiel 2 entspricht etwa der Leistung eines Schleifbandes der Körnung 60, die der Scheibe nach Beispiel 3, der Leistung eines Schleifbandes der Körnung 100, wobei jedoch die Rauhtiefen dann doppelt so hoch liegen wie diejenigen der erfindungsgemäßen Schleifscheiben.

Beispiel 4;

Es wurde eine Schleifscheibe gemäß Beispiel 3 hergestellt,

Abmessungen:

Außendurchmesser Innendurchmesser Höhe der Scheibe Körnung Edelkorund weiß

450 mm, 200 mm, 25 mm,

Körnung P 320.

Diese Scheibe wurde als Tellerscheibe auf einer Präzisions-Flachschleifmaschine im Naßschliff gegen Ventilplatten, Werkstoff Ck 45, zum Feinschleifen eingesetzt. Die Ventilplatten, mit keramischen

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Schleifscheiben vorgeschliffen, hatten eine Ausgangs-Rauhtiefe von E-max. = 3 Micrometer. Nach dem Schleifen mit der erfindungsgemäßen Schleifscheibe betrug die Eauhtiefe R-max. = 0,5 Micrometer. Ein derartig niedriger Rauhheitswert war zuvor mit anderen Schleifscheiben nicht erzielbar.

Beispiel 5s

Eine geeignete Zusammensetzung für ein Bindemittel auf Basis Polyester besteht aus 70 Teilen Polyester aus:

2 Mol Maleinsäureanhydrid

Λ Mol Ph1/eLLsäureanhydrid

2 Mol Adipinsäure

2 Mol Propylenglykol

3 Mol Diäthylenglykol und 30 Teilen Styrol.

Beispiel 6:

Richtrezeptur für ein geeignetes Bindemittel auf Basis Polyurethan:

800 Teile eines geradkettigen Polyäthers

200 Teile eines verzweigten Polyäthers 50 Teile 1,4 - Butandiol 50 Teile Trimetylolpropan 30 Teile Ricinusöl 30 Teile Zeolith

2 Teile Beschleuniger (aminisch) 940 Teile Diisocyanat (aromatisch). ■909 84 8/02«!

Claims

^C (O7331) 1O229O/TO

19. Mai 19 78 II/K

Heinrich Lippert GmbH, 7530 Pforzheim

"Schleifscheibe für Naßschliff"

ZUSATZ zu Patent (P 27 30 665.6-14)

Patentansprüche;

Schleifscheibe für Naßschliff aus härtbarem Kunststoff als Bindemittel mit eingelagerten Schleifkörnern, insbesondere

auch Fein- und Feinstkörnern, nach Patent (P27 30 665.6-14)

gekennzeichnet durch die Verwendung oder Mitverwendung von solchen Polyesterharzen und/oder solchen Äthoxylinharzen und/oder solchen Polyurethanen und /oder solchen Polyisocyanuraten als Bindemittel, die in gehärtetem Zustand bei Normaltemperatur (Temperaturbereich um 300° TK) eine Waseraufnahmefähigkeit von mindestens 0,5 % haben.
2. Schleifscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Härte und die Bruchdehnung der Bindemittel über den Einbau von Weichmachern und/oder Füllstoffen gesteuert werden.
3. Schleifscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrophilie dadurch erreicht wird, daß zumindest eine

der zur Herstellung der Bindemittel verwendeten Substanzen eine onium-Verbindung ist, vornehmlich auf Basis 0 und/oder S und/oder N,

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ORIGiNAL JHSFECTED

die zumindest teilweise Aquo-Verbindungen einzugehen in der Lage ist und wobei die Härte und die Bruchdehnung der Bindemittel über den Einbau von Weichmachern und/oder Füllstoffen steuerbar sind, wobei diese Füllstoffe und Weichmacher ihrerseits ebenfalls vorzugsweise onium-Verbindungen sind.
4. Schleifscheibe mit Bindemittel aus Polyesterharz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das hydrophile Bindemittel zu mindestens 30 Mol-% aus Adipinsäure und/oder Diäthylenglykol und/oder einem anderen hydrophilen Diol unter Verwendung von max. 30 % Styrol am Gesamtharzanteil kondensiert ist und seine Härte und Bruchdehnung über den Vernetzungsgrad und Zusatz von Weichmachern reguliert ist.
5. Schleifscheibe mit Bindemittel aus Äthoxylinharz nach Αητ spruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Verwendung von

Bisphenol-A-Diglycidyläther mit einem Epoxidwert von etwa 0,53 sowie 10 - 30 % eines reaktiven Verdünners, wie 1,4-Butandioldiglycidyläther als hydrophilierendes Element.
6. Schleifscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel eine Mischung von Bisphenol-A-Epoxidharzen

mit Polyglykoldiglycidyläthern enthält und der Epoxidwert 0,35 bis 0,50 beträgt.

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7. Schleifscheibe nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch

die Verwendung aliphatischer Polyamine oder Amidoamine im Bindemittel als Härter.
8· Schleifscheibe nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch die Verwendung hydroxylierter aliphatischer Polyamine im Bindemittel als Härter und zugleich als Mittel zur Erhöhung der Wasseraufnahmefähigkeit.
9. Schleifscheibe nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Verwendung einer mit hydrophilen Füllstoffen wie Quellton

oder Cellulosepulver versetzten Kunstharzmischung als Bindemittel.
10. Schleifscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch die Verwendung solcher Bindemittel, die im ausgehärteten

Zustand eine Härte von Shore D 20 bis 95 und eine Bruchdehnung von mindestens 2 % besitzen.
11. Bindemittel zur Herstellung einer Schleifscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung vorgenannter Zusammensetzungen.

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