DE2921341C2 - Abrasive material and process for its manufacture - Google Patents
Abrasive material and process for its manufactureInfo
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Description
enthalten. :ocontain. :O
2. Schleif material nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß die hohlen Mikrokügelchen aus Kunststoff bestehen.2. Abrasive material according to claim!, Thereby characterized in that the hollow microspheres are made of plastic.
3. Schleifmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifteilchen und/oder die 2ϊ hohlen Mikrokügelchen eine Teilchengröße aufweisen, die nicht mehr als drei aufeinanderfolgende Siebgrößen des FEPA-Standards umfaßt.3. Abrasive material according to claim 1, characterized in that the abrasive particles and / or the 2ϊ hollow microspheres have a particle size not more than three consecutive Includes sieve sizes of the FEPA standard.
4. Schleifmaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifteilchen und/oder die hohlen Mikrokügelchen eine Teilchengröße aufweisen, die einer einzigen Siebgröße des FEPA-Standards entspricht.4. Abrasive material according to claim 3, characterized in that the abrasive particles and / or the hollow microspheres have a particle size that is a single sieve size of the FEPA standard is equivalent to.
5. Verfahren zur Herstellung des Schleifmaterials nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man 15 bis 40 Vol.-°/o Schleifteilchen mit einer Teilchengröße von weniger als 250 μπι, 2 bis 75 Vol.-°/o hohler Mikrokügelchen mit einer Teilchengröße von 44 bis 297 μπι und 10 bis 50 Vol.-% eines Harzbindemittels mischt und die Mischung zur Bildung von Körnern mit einer Teilchengröße von 420 bis 2000 μίτι, die zumindest 10 Schleifteilchen und zumindest 10 hohle Mikrokügelchen enthalten, granuliert5. A method for producing the abrasive material according to claim 1, characterized in that one 15 to 40% by volume of abrasive particles with a particle size of less than 250 μm, 2 to 75% by volume hollow microspheres with a particle size of 44 to 297 μm and 10 to 50% by volume of one Resin binder mixes and the mixture to form granules with a particle size of 420 to 2000 μίτι, the at least 10 abrasive particles and containing at least 10 hollow microspheres, granulated
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man zu der Mischung ein temporäres Bindemittel, vorzugsweise eine wäßrige Lösung von Carboxymethylcellulose, zusetzt.6. The method according to claim 5, characterized in that there is a temporary to the mixture Binder, preferably an aqueous solution of carboxymethyl cellulose, is added.
7. Verfahren nach Ansprach 5, dadurch gekennzeichnet, daß man das Harzbindemittel in Form eines unvollständig gehärteten, hitzehärtbaren Harzes zusetzt und die Körner bis zum vollständigen Aushärten des Harzes erhitzt.7. The method according spoke 5, characterized in that the resin binder in the form an incompletely cured thermosetting resin is added and the grains are completely Curing the resin heated.
8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mar. das Granulat in einem Wirbelbett trocknet.8. The method according to claim 5, characterized in that that mar. the granulate dries in a fluidized bed.
Die Erfindung betrifft ein Schleifmaterial auf der Grundlage eines Aggregats aus Schleifteilchen, hohlen Teilchen und einem Bindemitte! für diese Teilchen sowie eine Verfahren zu seiner Herstellung.The invention relates to an abrasive material based on an aggregate of abrasive particles, hollow Particles and a binding agent! for these particles and a process for their manufacture.
Der Verschleißvorgang der Schleifkörner ist wesentlich für die Qualität von sowohl beschichteten als auch gebundenen Schleifartikeln. Schleifartikel, die aus üblichen Schleifkörnern hergestellt worden sind, haben einen Verschleißverlauf, der zu einer kontinuierlichen Verschlechterung der Schleiffähigkeit der Schleifartikel führt. Bei gebundenen Schleifartikeln erfordert diese Verschlechterung der Schleiffähigkeit gewöhnlich eine Erneuerung der Oberfläche des Artikels mittels einer sogenannten Abziehvorrichtung. Bei Artikeln mit Schleifbeschichtung bedeutet der Verschleiß an den Schleifkörnern, daß der Artikel durch einen neuen Artikel ersetzt werden muß, da die Schleifkornbeschichtung gewöhnlich aus einer einzigen Schicht besteht.The process of wear and tear on the abrasive grains is essential to the quality of both coated and coated ones bonded abrasive articles. Abrasive articles made from common abrasive grains a wear curve that leads to a continuous deterioration in the sandability of the abrasive article leads. For bonded abrasive articles, this degradation in grindability usually requires one Renewal of the surface of the article by means of a so-called peeling device. For articles with Abrasive coating means the wear and tear on the abrasive grains that the article is replaced by a new one Article must be replaced because the abrasive grain coating usually consists of a single layer.
Aus Glas-Email-Keramo-Technik (1973), Seite 8 ist es bekannt, daß man poröse Schleifkörper durch die Anwendung von gastreibenden Mitteln herstellen kann.From Glas-Enamel-Keramo-Technik (1973), page 8 it is it is known that porous abrasive articles can be produced by the use of gas propellants.
Die DE-OS 24 47 081 beschreibt eine Reibmasse für die Herstellung von Bremsbelägen und Kupplungsbelägen, die als Reibungsmodifiziermittel amorphe Kohlenstoffmikrokugeln enthalten kann.DE-OS 24 47 081 describes a friction compound for the production of brake linings and clutch linings, which may contain amorphous carbon microspheres as a friction modifier.
Aus der DE-OS 23 49 326 ist ein Schleifkorn in Form eines krummwandigen Körpers oder eines Bruchstücks eines solchen Körpers bzw. ein Schleifkorngemisch bekannt, d. h. Produkte, die ausschließlich aus Schleifteilchen bestehen, welche Schleifteilchen einerseits hohle geschlossene Schleifkörner und andererseits schalenförmige offene Schleifkörner umfassen.DE-OS 23 49 326 discloses an abrasive grain in the form of a curved body or a fragment such a body or an abrasive grain mixture is known, d. H. Products that consist exclusively of abrasive particles, which abrasive particles on the one hand include hollow closed abrasive grains and, on the other hand, cup-shaped open abrasive grains.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Schleifmaterial zu schaffen, welches die Herstellung von Schleifpartikeln mit einer langen Gebrauchsdauer und einer guten Schleiflähigkeit ermöglicht, die während der gesamten Gebrauchsdauer des Schleifartikels beibehalten wird und mit dem es gelingt, Schleifscheiben zu bilden, die bei der Verwendung weniger Vibrationen erzeugen als herkömmliche Schleifscheiben und welche Schleifartikel bzw. Schleifscheiben in ihren Schleifeigenschaften gezielt variiert werden können.The object of the present invention is now to provide an abrasive material which Production of abrasive particles with a long service life and good grinding ability allows that is maintained during the entire service life of the abrasive article and with which it succeeds in creating grinding wheels that generate fewer vibrations when used than conventional ones Grinding wheels and which grinding articles or grinding wheels vary in their grinding properties in a targeted manner can be.
Diese Aufgabe wird nun gelöst durch das Schleifmaterial gemäß Hauptanspruch und das Verfahren zu seiner Herstellung gemäß Anspruch 5. Die Unteransprüche betreffen besonders bevorzugte Ausführungsformen dieses Erfindungsgegenstandes. ' This object is now achieved by the abrasive material according to the main claim and the method its production according to claim 5. The subclaims relate to particularly preferred embodiments of this subject matter of the invention. '
Das erfindungsgemäße Schleifmaterial besteht aus Körnern mit einer Teilchengröße von 420 bis 2000 μπι. In der nachfolgenden Beschreibung und den Ansprüchen bezieht sich die Angabe der Teilchengröße auf Siebgrößen gemäß dem FEPA-Schleifkorngrößen-Standard. FEPA ist eine Abkürzung für »Federation of European Producers of Abrasive Products«. Die angegebenen Korngrößen bedeuten, daß die Körner eine Größe von 0,4 bis 2 mm besitzen. Die Körner können eine im wesentlichen kugelige Form aufweisen, jedoch haben sie gewöhnlich eine irreguläre, längliche Form, obwohl das Verhältnis von Länge zu Breite bevorzugt kleiner als 3 : I ist. Die nachfolgende Tabelle gibt die Beziehung zwischen den FEPA-Siebgrößen und den entsprechenden TeilchengröQen in μπι an.The abrasive material according to the invention consists of grains with a particle size of 420 to 2000 μm. In the following description and claims, the indication of the particle size relates to Sieve sizes according to the FEPA abrasive grain size standard. FEPA is an abbreviation for »Federation of European Producers of Abrasive Products ". The specified grain sizes mean that the grains have a size of 0.4 to 2 mm. The grains can have a substantially spherical shape, however, they are usually irregular, elongated in shape, despite the ratio of length to width is preferably less than 3: I. The table below gives the relationship between the FEPA screen sizes and the corresponding particle sizes in μm.
Die Körner sollen 15 bis 40 Volumenprozent an Schleifteilchen mit einer Teilchengröße von weniger als 250 μιη enthalten, was eine Größe von weniger als annähernd 0,25 mm bedeutet.The grits should contain 15 to 40 volume percent abrasive particles with a particle size less than 250 μιη contain what a size of less than means approximately 0.25 mm.
Es wird bevorzugt, in dem körnigen Schleifmaterial der vorliegenden Erfindung Schleifteilchen einzusetzen, von denen alle annähernd die gleiche Größe aufweisen, was bedeutet, daß sie einer einzigen Siebgröße entsprechen. Es ist jedoch zulässig, daß das körnige Schleifmaterial Schleifteilchen mit einer Teilchengröße enthält, die nicht mehr als drei aufeinanderfolgendeIt is preferred to employ abrasive particles in the granular abrasive material of the present invention, all of which are approximately the same size, meaning that they are of a single screen size correspond. However, it is permissible that the granular abrasive material has abrasive particles having a particle size contains no more than three consecutive
Siebgrößen umfaßt Beispielsweise ist es zulässig, falls man wünscht, daß die Aggregate 149 μΓη-Schleifteilchen mit einer Teilchengröße von 149 μτη enthalten sollen, daß bis zu etwa 25 Gew.-°/o der Schleifteilchen Teilchen mit einer Größe von 177 μΐη und daß bis zu etwa 25 Gew.-% der Schleifteilchen Teilchen mit einer Größe von 125 μπι sind. Der Grund für diese gewünschte einheitliche Größe der Schleifteilchen ist darin zu suchen, daß sie eine lange Gebrauchsdauer und eine konstante Schleiffähigkeit des Schleifartikels begünstigt. Die Schleifteilchengröße ist der gewünschten Aggregatgröße so angepaßt, daß jedes Aggregat zumindest 10 und vorzugsweise zumindest 100 Schleifteilchen enthalten wird. Die Schleifteilchen können aus einem natürlichen oder synthetischen Material auf Basis von Aluminiumoxid bestehen, wie beispielsweise von Korund und Zirkoniumdioxid-Aluminiumoxid. Andere Beispiele von brauchbaren Materialien sind Siliciumcarbid, Bornitrid und Diamant.Sieve sizes includes, for example, it is allowable if it is desired that the aggregates have 149 μm abrasive particles with a particle size of 149 μτη should contain, that up to about 25% by weight of the abrasive particles are particles having a size of 177 μm and that up to about 25% % By weight of the abrasive particles are particles with a size of 125 μm. The reason you want this uniform size of the abrasive particles is to be sought in that they have a long useful life and a constant sanding ability of the abrasive article promotes. The abrasive particle size is the one desired Aggregate size adjusted so that each aggregate has at least 10 and preferably at least 100 abrasive particles is included. The abrasive particles can be based on a natural or synthetic material consist of alumina, such as corundum and zirconia-alumina. Other Examples of useful materials are silicon carbide, boron nitride and diamond.
Die Körner müssen ferner auch eine andere Art von Festkörpern, nämlich hohle Mikrokügelchen bzw. sogenannte Mikroballons, die aus einem dünnwandigen, kugelförmig geformten Material, z. B. Glas, Keramik, Kunststoffen oder anderen synthetischen Harzen, bestehen, bis zu einer Menge von 2 bis 75 Vol.-% und vorzugsweise 5 bis 30 Vol.-%, und mit einer Teilchengröße von 44 bis 297 μηι, was im wesentlichen 0,05 bis 0,3 mm entspricht, enthalten. Die hohlen Mikrokügelchen sind geeigneterweise im wesentlichen kugelig, so daß sich die angegebene Größe auf ihren Durchmesser bezieht. Die hohlen Mikrokügelchen können aus Körnern bestehen, die so spröde sind oder so eine niedrige Festigkeit besitzen, daß sie leicht zerkleinert werden, wenn sie mit dem zu schleifender. Objekt in Kontakt kommen, wodurch sie neue Schleifteilchen freisetzen. Die Herstellung derartiger Mikrokügelchen ist wohlbekannt und wird hier nicht näher besci.rieben.The grains must also be another type of solid, namely hollow microspheres. so-called microballoons, which are made of a thin-walled, spherically shaped material, e.g. B. glass, ceramics, Plastics or other synthetic resins, up to an amount of 2 to 75 vol .-% and preferably 5 to 30 vol .-%, and with a particle size of 44 to 297 μm, which is essentially 0.05 to 0.3 mm. The hollow microspheres are suitably substantial spherical, so that the specified size relates to its diameter. The hollow microspheres may consist of grains so brittle or so low in strength that they are light will be crushed if they are to be sanded with the. Object come in contact, making them new Release abrasive particles. The manufacture of such microspheres is well known and is not discussed here described in more detail.
Was vorstehend von der gewünschten gleichmäßigen Größe der Schleifteilchen gesagt wurde, gilt ebenso auch für die hohlen Mikrokügelchen. Wenn beispielsweise die gewünschte Durchschnittsgröße der hohlen Mikrokügelchen 74 μηι beträgt, kann dieses Material kleinere Mengen an hohlen Mikrokügelchen mit einer Teilchengroße von 170 μπι bzw. von 62 μίτι, nämlich bis zu 25 Gew.-% von jeder Sorte, enthalten.What has been said above about the desired uniform size of the abrasive particles also applies also for the hollow microspheres. For example, if the desired average size of the hollow microspheres is 74 μm, this material can be used smaller amounts of hollow microspheres with a particle size of 170 μπι or 62 μίτι, namely up to at 25% by weight of each type.
Ähnlich den Schleifteilchen sollten die hohlen Mikrokügelchen derart an die gewünschte Aggregatgröße angepaßt werden, daß jedes Aggregat zumindest 10, vorzugsweise zumindest 100, porenbildende Teilchenenthält. Similar to the abrasive particles, the hollow microspheres should be sized to the desired aggregate size such that each aggregate is at least Contains 10, preferably at least 100, pore-forming particles.
Die Schleifteilchen und die hohlen Mikrokügelchen sind mittels eines Harzbi.i Jemittels miteinander verbunden, das in einer Menge von 10 bis 50 Vol.-% vorliegt.The abrasive particles and the hollow microspheres are bonded together by means of a resin compound, which is present in an amount of 10 to 50 percent by volume.
Um eine zufriedenstellende Bindung zu erzielen, ist es gewöhnlich ausreichend, ein Volumen an Bindemittel zur Verfügung zu stellen, das wesentlich kleiner als das Volumen zwischen den festen Teilchen isi. Als Ergebnis wird das fertiggestellte Aggregat ein Netzwerk von miteinander verbundenen Poren enthalten. Dieses Porenvolumen kann bis zu 50% dv_L Gesamtvolumens des Aggregats erreichen.To achieve a satisfactory bond, it is usually sufficient to provide a volume of binder which is substantially less than that Volume between the solid particles isi. As a result, the completed aggregate becomes a network of contain interconnected pores. This pore volume can be up to 50% dv_L total volume of the unit.
Das Harzbindemittei kann ein natürliches oder synthetisches Harz sein, z. B. ein Kunststoff und vorzugsweise ein hitzehärtbarer Kunststoff. Es wird bevorzugt, hitzehärtbare Kunststoffe vom Phenol-Formaldehyd- und Harnstoff-Formaldehyd-Typ, und Mischungen daraus, anzuwenden. Andere Beispiele von Bindemitteln, die verwendet werden können, sind , Hartgummi, Epoxidharze und Schellack. Das Bindemittel kann in herkömmlicher Weise Füllstoffe enthalten.The resin binder can be a natural or synthetic resin, e.g. B. a plastic and preferably a thermosetting plastic. It is preferred to use thermosetting plastics from phenol-formaldehyde and urea-formaldehyde type, and mixtures thereof. Other examples of Binders that can be used are hard rubber, epoxies and shellac. The binder may contain fillers in a conventional manner.
Was bereits oben über die gewünschte einheitliche Größe der Schleifteüchen und der hohlen Mikrokügelchen gesagt wurde, gilt auch für die Mischung von Schleifteüchen und hohlen Mikrokügelchen. Mit anderen Worten: Die Schleifteilchen haben bevorzugt eine Größe, die annähernd gleich derjenigen der hohlen Mikrokügelcheri ist. Es wird bevorzugt, daü die Schleifteüchen, als auch die hohlen Mikrokügelchen zu nicht mehr als drei aufeinanderfolgenden Siebgrößen gehören, beispielsweise zu den Siebgrößen 120. 140, 170 (125, 105, 88 μπι). Insbesondere wird bevorzugt, daß die Schleifteüchen, als auch die hohlen Mikrokügelchen nur einer einzigen Siebgröße entsprechen.What has already been said above about the desired uniform size of the abrasive cloths and the hollow microspheres has been said also applies to the mixture of abrasive cloths and hollow microspheres. With others In other words, the abrasive particles preferably have a size approximately equal to that of the hollow Mikrokugelcheri is. It is preferred to add the abrasive flaps as well as the hollow microspheres no more than three consecutive sieve sizes belong, for example sieve sizes 120, 140, 170 (125, 105, 88 μm). In particular, it is preferred that the Grinding areas, as well as the hollow microspheres, only correspond to a single sieve size.
Bei der Herstellung des körnigen Schleifn-'aterials gemäß der vorliegenden Erfindung werden Schleifteüchen. hohle Mikrokügelchen und Bindemittel gemischt. Das Bindemittel kann in flüssiger Form, z. B. gelöst in einem Lösungsmittel, zugegeben werden. Das Bindemittel kann frei nach Wahl in Form eines Puivers zugesetzt werden, jedoch solke dann ein temporäres Bindcmitttel zu der Mischung zugegeben werden, um die Teilchen zusammenzuhalten, bevor das Bindemittel die Teilchen miteinander in richtiger Weise verbunden hat. Das temporäre Bindemittel kann beispielsweise aus einer wäßrigen Lösungen von Carboxymethylcellulose beste hen. Wenn das Bindemittel aus einem hitzehärtbaren Kunststoff besteht, sollte dieser in einem ungehärteten, oder lediglich part^ll gehärteten Zustand vorliegen. Die feuchte Mischung kann nun auf verschiedenen Wegen granuliert werden. Ein Granulierungsverfahren besteht darin, daß man die Mischung trocknen IaPt und sie dann unter Bildung von Körnern der gewünschten Größe zerkleinert. Um das Trocknen zu erleichtern, wird die feuchte Mischung ii geeigneter Weise zu einer Schicht mitg einer Dicke von etwa ( bis 2 mm ausgebreitet. Ein anderes Granulierungsverfahren besteht darin, daß man die feuchte Mischung durch ein feines Maschensieb,When making the granular abrasive material in accordance with the present invention, there are abrasive cloths. hollow microspheres and binder mixed. The binder can be in liquid form, e.g. B. dissolved in a solvent, are added. The binder can be added freely in the form of a powder, but then a temporary binder added to the mixture to hold the particles together before the binder removes the particles connected with each other in the right way. The temporary binder can, for example, consist of a aqueous solutions of carboxymethyl cellulose best hen. When the binder consists of a thermosetting If there is plastic, it should be in an uncured or only partially cured state. the The wet mixture can now be granulated in various ways. A granulation process exists by IaPt drying the mixture and then drying it to form grains of the desired size crushed. In order to facilitate drying, the wet mixture ii suitably becomes a layer with a thickness of about (up to 2 mm spread. Another method of granulation is that one the moist mixture through a fine mesh sieve,
vorzugsweise mit einer Maschenweite von 0,75 bis 2 mm, preßt. Das so erhaltene Granulat wird getrocknet, und /war geeigneterweise in einem Wirbelbett.preferably with a mesh size of 0.75 to 2 mm, presses. The granulate so obtained is dried and / was suitably in a fluidized bed.
Wenn das getrocknete Granulat zur Herstellung von Artikeln mit Schleifbeschichtung verwendet werden > soll, muß das Bindemittel zuerst vollständig gehärtet sein, wenn es air, einem unvollständig gehärteten Kunststoff besteht. Das Härten wird beispielsweise so durchgeführt, daß man das Granulat 24 Stunden lang bei I8OCC in einem Wirbelbett hält. Das Granulat kann in anschließend mittels eines Leims auf eine flexible I'ntcrlage, /.B. ein Band oder ein Blatt, unter Verwendung bekannter Arbeitsverfahren, aufgebracht werden. Der Leim kann die oben erwähnten porösen Stellen in den Körnern mehr oder weniger ausfüllen. · Wenn ein temporäres Bindemittel \erwendet worden ist. wird, geeigneterweise unter den oben angegebenen Bedingungen, noch zusätzlich erhitzt. Die Teilchen des Bindemittels schmelzen dann in richtiger Weise bis zu einem größeren oder geringeren Ausmaß, und füllen die Zwischenräume zwischen den Schlciftcilchen und den porenbildenden Teilchen aus. indem sie diese miteinander verbinden. Das Bindemittel ist zur gleichen Zeit <. ollständig gehärtet, falls es in Form eines unvollständig L'chärteten Kunststoffs eingesetzt wurde.If the dried granulate is to be used for the manufacture of articles with an abrasive coating, the binder must first be completely hardened if it consists of air, an incompletely hardened plastic. The hardening is carried out, for example, by keeping the granulate in a fluidized bed at 180 ° C. for 24 hours. The granulate can then be glued onto a flexible interface, /.B. tape or sheet can be applied using known techniques. The glue can more or less fill the above-mentioned porous areas in the grains. · When a temporary binder has been \ used. is, suitably under the conditions given above, additionally heated. The particles of binder then properly melt to a greater or lesser extent and fill the spaces between the slices and the pore-forming particles. by connecting them together. The binder is at the same time <. Completely hardened if it was used in the form of an incompletely hardened plastic.
Ls wurden Versuche mit .Schleifbändern durchgeführt, die mit dem körnigen .Schleifmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung beschichtet worden waren. Die praktischen Versuche mi! diesen Schleifbändern waren in erster Linie auf die Untersuchung der Fähigkeit der , .Schleifbänder. Material von einem Werkstück über eine lange Zeit zu entfernen, abgestellt, das heiß!, es wurden sogenannte Gebrauchsdauer-Untersuchungen durchgeführt. Die Schleiffähigkeit der Bänder wurde zur gleichen Zeit durch Messung der Leistungsaufnahme bei > ■ konstanter Zuführung bestimmt, was bedeutet, daß eine konstante Materialmenge pro Zeiteinheit weggeschliffen wurde. Eine niedrige und gleichmäßige Leistungsaufnahme während der Gebrauchsdauer der Schleifbänder weist auf eine gute .Schleiffähigkeit hin. :·.Tests were carried out with abrasive belts which had been coated with the granular abrasive material according to the present invention. The practical experiments mi! These abrasive belts were primarily aimed at studying the ability of the abrasive belts. Material from a workpiece for a long time to be removed, shut off the hot !, have been carried out so-called investigations service life. The sanding ability of the belts was determined at the same time by measuring the power consumption with> ■ constant supply, which means that a constant amount of material was sanded off per unit of time. A low and even power consumption during the service life of the sanding belts indicates good sandability. : ·.
Beim Vergleich mit einem herkömmlichen Schleifband, ζ B. einem 320-Korn-Band. mit einem ähnlichen 32<"'-Korn-Band. das mit dem Material gemäß der ·.orliegenden Erfindung beschichtet war. und einer spezifizierten konstanten Zuführung, betrug die Ge- :" brauchsdauer des herkömmlichen Bandes etwa 12 Minuten, während das Band gemäß der vorliegenden Erfindung eine Gebrauchsdauer von 36 Minuten jufw les. das heißt eine dreimal so große Gebrauchsdauer eine spezifizierte maximale Leistungsaufnahme ■Au-de als Verschleißmaßstab angewandt, da die Leistung mit zunehmendem Verschleiß des Bandes ansteigt.When compared with a conventional sanding belt, ζ B. a 320-grain belt. with a similar 32 <"'- grain band. that with the material according to FIG · The present invention was coated. and a specified constant feed, the ratio was: " Usage time of the conventional tape about 12 minutes, while the tape according to the present Invention a useful life of 36 minutes jufw les. that is, three times as long a service life a specified maximum power consumption ■ Au-de applied as a wear benchmark, since the Performance increases with increasing wear of the belt.
Ein wesentlicher Parameter beim Schleifen mit einem Artikel mit Schleifbeschichtung ist die Glattheit der ' = Oberfläche des geschliffenen Produkts.An essential parameter when sanding with an article with an abrasive coating is the smoothness of the '= Surface of the sanded product.
Lm die Eigenschaften eines Schieifbandes. das mi; iz~ körnigen Schleifmateriai gemäß der vorliegenden Erfindung beschichte; worden war. im Hinblick auf die Obe.-fiächerivergiitung zu untersuchen, wurde ein Blech -jus rostfreier·. Stahl geschliffen, wobei dies ein Material ■st. welches sich nur mit Schwierigkeiten bis zu einer tüten Oberflächenvergütung schleifen läßt.Lm the properties of a sliding belt. the mi; Coating iz ~ granular abrasive material according to the present invention; had been. To investigate with regard to the surface distribution, a sheet metal jus was made more rust-free. Ground steel, this being a material. which can only be grinded with difficulty up to a bag surface finish.
Bei VergieichsversuchePi mit 150-Korn-Bändern wurde eine Differenz von etwas mehr als 100% bessere ~5 Oberflächenvergütiing für das Schleifband gemäß Erfindung im Vergleich mit einem herkömmlichen Schleifband festgestellt. Das Schleifband gemäß der vorliegenden Erfindung lieferte zu Beginn und am Ende des Schleifens gleichmäßigere Ergebnisse als ein herkömmliches Schleifband, was einen großen Vorteil darstellt. Bei den Versuchen mit 150-Korn-Bändern war ein Unterschied von 1,6 Ra-Rauheits-Einheiten (gemäß DlN 4768) für herkömmliche Bänder, wohingegen die Bänder gemäß der vorliegenden Erfindung lediglich 0,7 Einheiten zeigten.In VergieichsversuchePi with 150-grain ribbons was a difference of slightly more than 100% better ~ 5 surface finish for the grinding belt according to Invention found in comparison with a conventional sanding belt. The sanding belt according to the present invention gave more consistent results at the beginning and at the end of grinding than a conventional sanding belt, which is a great advantage. In the tests with 150-grain belts, was a difference of 1.6 Ra roughness units (according to DIN 4768) for conventional belts, whereas the Tapes according to the present invention showed only 0.7 units.
Wenn das körnige Schleifmaterial der vorliegenden Erfindung für die Herstellung von gebundenen Schleifartikeln eingesetzt werden soll, wird das körnige Material zur gewünschten äußeren Gestalt in einer form verdichtet. Gewöhnlich braucht man kein weiteres Bindemittel zuzusetzen, da das Bindemittel auf der Oberfläche der Körner eine ausreichende Bindung zwischen den Körnern zur Herstellung eines verdichteten Körpers liefert, der dann gehandhabt werden kann. Dieser verdichtete Körper wird nun derart erhitzt, daß das Bindemittel bis zu einem größeren oder geringeren Ausmaß schmilzt. Gleichzeitig härtet das Bindemittel aus. wenn es ein unvollständig ausgehärteter, hitzehärtbarer Kunststoff war. Das Erhitzen findet geeigneterweise während eines Zeitraums von 24 Stunden bei 180" C statt. Auf diese Weise findet innerhalb eines jeden Korns eine Verfestigung statt, als auch ein Schmelzen und eine Verfestigung des Bindemittels zwischen jeweils zwei benachbarten Körnern. Daher liefert Her verdichtete Körper nach dem Kühlen einen gut-verfestigten Schleifartikel mit hoher Festigkeit.When using the granular abrasive material of the present invention for the manufacture of bonded abrasive articles is to be used, the granular material is the desired external shape in a form compacted. Usually you do not need to add any more binder, since the binder is on the surface of the grains has a sufficient bond between the grains to produce a densified Body that can then be handled. This compacted body is now heated in such a way that the binder melts to a greater or lesser extent. At the same time the binder hardens the end. if it was an incompletely cured, thermosetting plastic. The heating takes place appropriately takes place over a period of 24 hours at 180 "C. In this way, within one solidification takes place for each grain, as well as melting and solidification of the binder between every two adjacent grains. Hence, Her compressed bodies provide one after cooling well-consolidated abrasive articles with high strength.
Es wurden Schleifversuche in einer Schleifmaschine mit einer vergleichsweise niedrigen Dauerstandfestigkeit durchgeführt. Line herkömmliche, kunststoffgebundene Schleifscheibe wurde mit einer Schleifscheibe gemäß der vorliegenden Erfindung verglichen. Das Schleifen wurde mit einer Schleifflüssigkeit durchgeführt, und das Probematerial waren zylindrische Stahlwalzen. Die Schleifdaten waren solche, wie sie normalerweise für diesen Typ von Schleifvorgang angewandt werden. Die Schleifscheibe wurde bei drei verschiedenen Zuführungsraten untersucht. Die Schleiffähigkeit, d. h. die Leistungsaufnahme, wurde während iedes Versuchs konstant gehalten. Bei dem Versuch mit der niedrigen Zuführungsrate war die Verschleißrate der herkömmlichen Schleifscheibe l,8mal so groß, wie die der Schleifscheibe gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei dem Versuch mit der mittleren Zufiihrungsrate wurde die Zuführungsrate auf das Zweifache gegenüber dem Versuch mit der niedrigen Zuführungsrate erhöht. Die Verschleißrate der herkömmlichen Schleifscheibe war nun 2.8mal so groß, wie die der erfindungsgemäßen Schleifscheibe. Bei dem Versuch mit der hohen Zuführungsrate wurde die Zuführungsrate auf das Vierfache der Zuführungsrate des Versuches mit niedriger Zuführungsrate erhöht. Die Verschleißrate der herkömmlichen Schleifscheibe war nun 3,7mal so hoch, wie die der Schleifscheibe der vorliegenden Erfindung. There were grinding tests in a grinding machine with a comparatively low fatigue strength carried out. Line conventional, plastic-bonded grinding wheel was made with a grinding wheel compared according to the present invention. The grinding was carried out with a grinding fluid, and the sample material was cylindrical steel rollers. The grinding dates were like them normally used for this type of grinding operation. The grinding wheel was at three investigated different delivery rates. The grindability, d. H. the power consumption was during Each experiment kept constant. When tested at the low feed rate, the rate of wear was of the conventional grinding wheel 1.8 times as large as that of the grinding wheel according to the present invention. In the mean feed rate experiment, the feed rate doubled increased compared to the experiment with the low feed rate. The wear rate of the conventional The grinding wheel was now 2.8 times as large as that of the grinding wheel according to the invention. While trying with the high feed rate, the feed rate became four times the feed rate of the trial increased with lower feed rate. The wear rate of the conventional grinding wheel was now 3.7 times that high as that of the grinding wheel of the present invention.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Fig.! zeig! ein Korn oder Aggregat gemäß der vorliegenden Erfindung. F i g. 2 ist ein Schnitt durch ein Schleifband mit einer Beschichtung von Körnern gemäß der vorliegenden Erfindung. F i g. 3 ■st ein Schnitt durch einen Teil einer Schleifscheibe, die aus Körnern gemäß der vorliegenden Erfindung Hergestellt worden ist.The invention will now be described with reference to the drawing. Fig.! show! a grain or Aggregate according to the present invention. F i g. 2 is a section through an abrasive belt with a coating of grains according to the present invention. F i g. 3 ■ st a section through part of a grinding wheel that made from grains according to the present invention.
Das Korn von F i g. 1 enthält eine Vielzahl von Schleifteilchen ! und eine Vielzahl von hohlen Mikrokügelchen 3. verbunden durch ein Bindemittel 2.The grain of Fig. 1 contains a variety of abrasive particles! and a variety of hollow Microspheres 3. connected by a binding agent 2.
Das Bindemittel füllt lediglich einen Teil des Zwischenraums zwischen den festen Teilchen aus. Der restliche Teil dieses Zwischenraums besteht aus Poren 4, die normalerweise ein offenes Porensystem bilden.The binder only fills part of the space between the solid particles. The rest Part of this space consists of pores 4, which normally form an open pore system.
Das Schleifband von Fig. 2 besteht aus einem flexiblen Unterlagen-Material 5, einer Schicht aus Leim 6 auf dem Unterlagen-Material, und Körnern 7 der Art, wie sie in V i g. 1 gezeigt werden, gebunden an die Leimschicht.The abrasive tape of FIG. 2 consists of a flexible backsheet material 5, a layer of glue 6 on the backsheet material and grains 7 of the type described in V i g. 1 shown tied to the glue layer.
Die Schleifscheibe, von der ein Teil in F i g. 3 gezeigt wird, besteht aus Körnern 8 der Art. wie sie in Fig. 1 gezeigt werden. Die Bezugsziffer 9 wird verwendet, um die Poren zwischen den Körnern zu bezeichnen. Die Grenzflächen zwischen benachbarten Körnern werden durch die Bezugsziffer 10 bezeichnet. Die Körner sind an diesen Grenzflächen durch das an der Oberfläche von zwei benachbarten Körnern geschmolzene Bindemittel fest miteinander verbunden. In der Ausführungsfor;;: vor! l· i g. 3 hsben alle Körner »nnähprnrl Hip gleiche Größe. Die Porosität 9 wird dann bei einem Maximum, z. B. bei 40 Volumprozent, liegen.The grinding wheel, part of which is shown in FIG. 3 is made up of grains 8 of the type shown in FIG to be shown. The reference number 9 is used to denote the pores between the grains. the Boundaries between adjacent grains are denoted by the reference numeral 10. The grains are at these interfaces by the binder melted on the surface of two adjacent grains firmly connected. In the execution form ;;: before! l · i g. 3 hsben all the grains »nnähprnrl hip same size. The porosity 9 is then at a maximum, e.g. B. at 40 percent by volume.
Bei der Herstellung von gebundenen Schleifartikeln wird es bevorzugt, daß alle Körner von annähernd der gleichen Größe sind, was zu einem maximalen Volumen der Poren zwischen den Körnern führt, nämlich annähernd 40% des Volumens des Schleifartikels. Es ist jedoch möglich, die Porosität herabzusetzen, z. B. bis auf 5 Volumprozent, indem man Körner von verschiedenen Größen mischt, wie dies dem Fachmann bekannt ist. Die Erfindung macht es möglich. Schleifscheiben von hoher Porosität js sehr kleinen Schleifteilchen, mit einer Teilchengröße von 250 um und darunter, herzustellen.In the manufacture of bonded abrasive articles it is preferred that all of the grains be of approximately the same size, resulting in maximum volume which carries pores between the grains, namely approximately 40% of the volume of the abrasive article. It is however possible to reduce the porosity, e.g. B. up to 5 percent by volume by mixing different sized grains as known to those skilled in the art. the Invention makes it possible. High porosity grinding wheels js very small abrasive particles, with a Particle size of 250 µm and below.
Dies war früher nur durch Verwendung von keramischen Bindemitteln möglich. Der Vorteil der harzgebundenen, hochporösen Feinkorn-Schleifscheiben gegenüber keramischgebundenen Schleifscheiben ist die geringere Vibration, was zu einem glatteren Schleifverfahren führt. Mit anderen Worten können die Schleifscheiben in Schleifmaschinen eingesetzt werden, die nicht so widerstandsfähig und robust sind, und dennoch auf dem geschliffenen Produkt nach Fertigstellung einen sehr guten Oberflächenschliff liefern. Dies ist ein eindeutiger Vorteil gegenüber keramischgebundenen. hochporösen Feinkorn-Schleifscheiben. Die hochporöse Struktur ermöglicht eine bessere Materialentfernung und eine bessere Zuführung einer Schleifflüssigkeit zu der Berührungsfläche zwischen ^der Schleifscheibe und dem Werkstück als mit herkömmlichen Feinkorn-Schleifscheiben. In the past, this was only possible through the use of ceramic binders. The advantage of resin-bonded, highly porous fine-grain grinding wheels compared to ceramic-bonded grinding wheels is the lower vibration, which results in a smoother grinding process. In other words, they can Grinding wheels are used in grinding machines that are not as resistant and robust, and nevertheless deliver a very good surface finish on the sanded product after completion. This is a clear advantage over ceramic-bonded ones. highly porous fine-grain grinding wheels. The highly porous structure enables better material removal and better delivery of a grinding fluid to the interface between the grinding wheel and the workpiece than with conventional fine-grain grinding wheels.
100 g pulverförmiges, unvollständig gehärtetes Phenolharz wird in 100 g Methanol gelöst. Nach vollständiger Auflösung werden 500 g Korund-Schleifmittel, Siebgröße 140 (105 \\m) und 10 g hohle Kunststoffkügelchen mit einem Durchmesser von 0,1 mm, mit der Lösung gemischt. Diese Mischung wird dann zu einer Schicht mit einer Dicke von annähernd 1 mm auf ein mit Polytetrafluoräthylen imprägniertes Gewebe ausgebreitet und bei etwa 50°C getrocknet. Die trockene Zubereitung wird von der Unterlage entfernt und zur gewünschten Korngröße zerkleinert. Die erhaltenen Aggregate enthalten 30 Vol.-% Korund-Schleifteilchen, 25 Vol.-% Kunststoffkügelchen und 20 Vol-% Phenolharz. 100 g of powdery, incompletely hardened phenolic resin is dissolved in 100 g of methanol. After complete dissolution, 500 g of corundum abrasive, screen size 140 (105 \\ m) and 10 g of hollow plastic beads with a diameter of 0.1 mm are mixed with the solution. This mixture is then spread into a layer with a thickness of approximately 1 mm on a fabric impregnated with polytetrafluoroethylene and dried at about 50.degree. The dry preparation is removed from the base and crushed to the desired grain size. The aggregates obtained contain 30% by volume of corundum abrasive particles, 25% by volume of plastic beads and 20% by volume of phenolic resin.
45Og pulverförmiges, unvollständig gehärtetes Phenolhiirz, 2 kg Korund-Schleifmittel der Korngröße 140 (105 μηι) und 50 g Kunststoffkügelchen der gleichen Art wie in Beispiel I werden mit 1,2 kg Wasser gemischt. 75 g Carboxymethylcellulose-Leim wird zu der Mischung zugegeben, und die Mischung langsam gerührt, um ein Mischen in zu viel Luft zu vermeiden. Man läßt die Mischung dann etwa ! Stunde lang zum Quellen des Leims stehen. Die Mischung wird nun wie in Beispiel 1 granuliert. Die erhaltenen Körner enthalten 30 Vol.-% Korund-Schleifkörner. 30 Vol.-% Kunststoffkügelchen und 20 Vol.-0/o Bindemittel.450 g of powdered, incompletely hardened phenolic resin, 2 kg of corundum abrasive with a grain size of 140 (105 μm) and 50 g of plastic beads of the same type as in Example I are mixed with 1.2 kg of water. 75 grams of carboxymethyl cellulose glue is added to the mixture and the mixture stirred slowly to avoid mixing in too much air. You then leave the mixture for about! Stand for an hour to swell the glue. The mixture is then granulated as in Example 1. The grains obtained contain 30% by volume of corundum abrasive grains. 30 vol .-% and 20 vol plastic beads 0 / o binder.
450 g pulverförmiges, unvollständig gehärtetes Phenolharz, 2 kg Siliciumcarbid-Körner der Siebgröße 140 (105 μηι) 50 g Kunststoffkügelchen der in Beispiel I beschriebenen Art werden mit 50 g einer 3°/oigen wäßrigen Carboxymethylcellulose-I.ösung gemischt. Die Zubereitung wird gerührt, bis eine vollständige Mischung erzielt worden ist. Sie wird dann in einer Granuliermaschine, die mit einem feinmaschigen Netz von 2 mm Maschenweite versehen ist, granuliert. Das so erhaltene Granulat wird anschließend in einem Wirbelbett während eines Zeitraums von 10 Minuten bei einer Temperatur von 50" C getrocknet. Die Körner enthalten 30 Vol.-% Schleifteilchen. 30 Vol.-% Kunststoffkügelchen und 20 Vol.-% Bindemittel.450 g powdery, incompletely hardened phenolic resin, 2 kg of silicon carbide grains with a sieve size of 140 (105 μm), 50 g of plastic beads of the in Example I. The type described are mixed with 50 g of a 3% aqueous carboxymethyl cellulose solution. The preparation is stirred until complete mixing is achieved. It will then turn into a Granulating machine, which is provided with a fine-meshed network of 2 mm mesh size, granulates. That so Granules obtained are then in a fluidized bed for a period of 10 minutes at a Dried at a temperature of 50 "C. The grains contain 30% by volume of abrasive particles. 30% by volume of plastic beads and 20% by volume of binder.
In allen drei Beispielen wurden Körner erhalten, die ein unvollständig gehärtetes Phenolharz als Bindemittel enthielten. Die Körner sind für die Herstellung von Schleifscheiben vorgesehen. Die Körner können auch für die Herstellung von Schleifbändern verwendet werden, vorausgesetzt, das das Phenolharz zuerst vollständig gehärtet wird. Dies wird durch Erhitzen der Körner während eines Zeitraums von 24 Stunden auf 1800C, jeeigneterweise in einem Wirbeibett, durchgeführt. In all three examples, grains were obtained which contained an incompletely cured phenolic resin as a binder. The grains are intended for the manufacture of grinding wheels. The grits can also be used to make abrasive belts, provided the phenolic resin is fully cured first. This is accomplished by heating the granules for a period from 24 hours to 180 0 C, in a jeeigneterweise Wirbeibett performed.
Hierzu 1 Blatt ZeichnuneenFor this 1 sheet of drawings
Claims (1)
2 bis 75 Vol.-°/o der hohlen Mikrokügelchen und 10 bis 50 Vol.-°/o eines Harzbindemittels15 to 40% by volume of the abrasive particles,
2 to 75 volume percent of the hollow microspheres and 10 to 50 volume percent of a resin binder
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