DE849373C

DE849373C - Trockenes koerniges Gemisch fuer keramische Zwecke und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE849373C
Application number: DEN2869A
Authority: DE
Inventors: Wallace Leslie Howe
Original assignee: Norton Co
Current assignee: Saint Gobain Abrasives Inc
Priority date: 1946-07-06
Filing date: 1950-10-03
Publication date: 1952-09-15
Also published as: FR971626A; GB652467A; BE484871A

Description

Trockenes körniges Gemisch für keramische Zwecke und Verfahren zu seiner Herstellung Es ist bereits vorgeschlagen worden, für die Herstellung keramisch gebundener Körper, insbesondere feuerfester Gegenstände und Schleifkörper aus, durch ein keramisches Bindemittel gebundenen Körnern, z. B. Schmirgel, Siliciumkarbid, kristallinem Aluminiumoxyd oder Diamantbort, eine körnige Trockenmasse zu verwenden, bei der das Korn und das Bindemittel durch ein vor ihrem Mischen auf das Korn aufgebrachtes, bei gewöhnlicher Temperatur festes Klebmittel in solcher Weise miteinander verbunden sind, daß jedes einzelne Korn zusammen mit einer dem Gesamtmengenverhältnis von Korn und Bindemittel entsprechenden anteiligen Anzahl Bindemittelteilchen ein loses trockenes Massekorn bildet. Die Verwendung einer solchen Masse soll die Möglichkeit geben; aus ihr geformte Körper ohne vorausgehenden langwierigen Trockenvorgang zu brennen. Jedoch neigen die Massekörner zum Zusammenbacken sowie zum Anhaften an Behälter- und Formwänden.
Diesem Mangel wird erfindungsgemäß abgeholfen durch Nachbehandeln der aus trockenen Massekörnern der erwähnten Art zusammengesetzten Masse mit einem Stäubmittel. Es wird dadurch erreicht, daß die einzelnen Massekörner selbst bei längerem Lagern weder zusammenbacken noch an Wänden anhaften, so daß die Möglichkeit besteht, die Formmasse auf Vorrat herzustellen und einzubunkern, ohne daß sie ihre Fließ- bzw. Rieselfähigkeit einbüßt.

Infolge dieser Eigenschaft ist ein Einfüllen in die Preßform durch freies Zufließenlassen aus einem Schüttrumpf möglich und eine gleichmäßigere Verteilung in der Preßform und damit ein in bezug auf Härte und Porosität besonders gleichmäßiges Erzeugnis gewährleistet. Dabei werden beim Pressen, das bei Raumtemperatur vorgenommen werden kann, die einzelnen Massekörner trotz des sie in dünner Schicht umgebenden Stäubmittels unter dem Preßdruck zusammengeklebt, so daß der geformte Gegenstand einen genügenden Zusammenhalt bekommt, der auch

Wachsart

Herkunft Chemische Beschaffenheit Schmelzpunkt

°c

Carnauba ............. pflanzlich Fettsäureglycerid 84

Japanwachs ........... pflanzlich Fettsäureglycerid 54

Ceresin . . . . . . . . . . . . . . . . . mineralisch Kohlenwasserstoff 77

Montan ............... mineralisch Kohlenwasserstoff 79

Paraffin ................ mineralisch Kohlenwasserstoff verschieden

Halowachs . . . . . . . . . . . . . . synthetisch chloriertes Diphenyl yo

Rilanwachs ............. synthetisch chlorierter Kohlenwasserstoff 84

Acrawachs .... .... .... synthetisch Fettsäureamid und Äthylendiamin 135

Wasserlösliches Wachs ... synthetisch Polyäthylenglycol (Molekular-

gewicht 4000) 54

Bienenwachs . . . . . . . . . . . . tierisch Fettsäureglycerid 54

Candellila ............. pflanzlich Fettsäureglycerid 54

Bei der Auswahl der jeweils zu verwendenden Wachssorte ist zu beachten, daß die Temperaturen, unter denen die aufgestapelten Kornmengen unverändert bleiben müssen, in den meisten Fällen ziemlich erheblich schwanken können. In der Regel wird man höher schmelzende Wachse bevorzugen, damit keinesfalls das trockene Korngemisch eine Schädigung durch Überschreitung der kritischen Temperatur erfahren-kann.

Zum Versehen der einzelnen Körner mit einer Umhüllung von Bindemittel mit Hilfe des Klebmittels muß man natürlich das Klebmittel in einen dafür geeigneten Zustand versetzen. Man kann z. B. aus dem Klebmittel (Wachs) eine Emulsion oder eine Lösung in einem geeigneten Emulgierungs- oder Lösungsmittel (ersteres kann z. B. Wasser, letzteres Petroleumäther, Chloroform oder Aceton sein) herstellen. Mit dieser Emulsion oder Lösung wird dann zunächst das Korn, z. B. Schleifkorn, gleichmäßig benetzt, bevor man das pulverförmige trockene Bindemittel beimischt, von dem dabei jedes der benetzten Körner so viel aufnimmt, daß es vollständig mit einer dünnen Schicht von ihm überzogen ist. Bringt man nun z. B. durch Erwärmen das Emulgierungs- oder Lösungsmittel zum Verdunsten, so hält der getrocknete Klebstoff die Verbindung von Korn und Bindemittel aufrecht. Darauf kann eine mechanische Behandlung folgen, durch die etwa zusammenhängende Körner getrennt werden und zu der auch ein Siebvorgang gehören kann. Schließlich erfolgt im ersten Stadium des Brennprozesses, der sich infolge des trockenen Zustandes der Masse unmittelbar an das Pressen anschließen kann, aber nicht muß, nicht verlorengeht.
Als Klebmittel zum Vereinigen des keramischen Bindemittels mit dem Korn haben sich besonders verschiedene natürliche und künstliche Wachsarten bewährt. Diese wählt man zweckmäßig nach ihren Schmelzpunkten aus unter Berücksichtigung der Temperaturen, denen die aufgestapelte Formmasse vor dem Verpressen ausgesetzt ist, also z. B. je nach dem örtlichen Klima oder der Jahreszeit.
Als geeignete Wachsarten sind folgende zu erwähnen dann das Einstäuben mit einem geeigneten Pulver zum Verhindern des Zusammenklebens einzelner Massekörner.
Man kann Wachs als Klebmittel auch einfach in geschmolzenem Zustand verwenden, wobei dann das Gemisch schon allein durch die Abkühlung völlig trocken wird.
In der Praxis werden zur Durchführung der einzelnen Arbeitsvorgänge geeignete Maschinen verwendet. Das Benetzen des Korns mit dem Klebmittel, das Beimischen des Bindemittels und das nachherige Einbringen des Stäubmittels können in einer und derselben Mischmaschine erfolgen, man kann aber für die einzelnen Arbeitsstufen auch verschiedene Maschinen verwenden; das gilt besonders für das Bestäuben, wenn auf das Beimischen des Bindemittels zu dem benetzten Korn zunächst eine Zwischenbehandlung durch Trocknen, Sieben u. dgl. folgt, wie oben angegeben.
Das Eintragen des Bindemittels und des Stäubmittels in die Maschine geschieht zur Erzielung einer möglichst schnellen gleichmäßigen Verteilung zweckmäßig durch Einsieben bei laufendem Rührwerk.
Die auf die geschilderte Weise erzeugte körnige Masse ist erfahrungsgemäß unbegrenzt lagerungsfähig, wenn Wachsarten verwendet werden, die unter den jeweiligen Lagerungsbedingungen (Raumtemperatur, Feuchtigkeit der Raumluft) in festem Zustand verharren. Sie kann demgemäß in Silos oder Bunkern gestapelt werden, um dem jeweiligen Bedarf entsprechend zu Schleifscheiben oder anderen Körpern durch einen Trockenpreßvorgang verarbeitet zu werden.
Als Stäubmittel können von Natur feinpulverige oder feingemahlene pflanzliche oder mineralische Stoffe Verwendung finden. Beispielsweise hat sich für diesen Zweck Bärlappsamen (lycopodium) bewährt, der einen gewissen Fettgehalt aufweist.
Als mineralische Stäubmittel kann feines Pulver von geeigneten Metallen, insbesondere von Aluminium in Betracht kommen. Beim Brennen oxydiert dieses Metall zu A1203, das in der Schleifscheibe, zumal wenn dieser Stoff im Bindemittel vorkommt, keinen Schaden verursachen kann.
Beim Brennen werden sowohl das Bestäubungsmittel als auch das Wachs durch die hohe Brenntemperatur aus dem Preßkörper durch Vergasung oder Verbrennung ausgeschieden, so daß an ihrer Stelle Porenräume verbleiben.
Abgesehen von der Tatsache, daß das beschriebene trockene Korngemisch beliebig lange vor seiner Verwendung zum Pressen von Schleifkörpern od. dgl. auf Stapel gelegt werden kann, bietet die Beschaffenheit dieses Gemisches, das einen Böschungswinkel von etwa 30° hat, auch noch insoweit Vorteile, als es beispielsweise ohne besondere Hilfsmittel zum Hineinfließen in die Formen selbsttätiger Pressen gebracht werden kann, dabei nirgends hängenbleibt und nicht an den Innenwänden der Preßform anhaftet.
Da die gepreßten Körper, die keiner Trocknung bedürfen, unverzüglich in den Brennofen eingeführt werden können, ist das ganze Verfahren vom Pressen bis zur fertig gebrannten und abgekühlten. Scheibe bei Verwendung eines zweckmäßig ausgeführten und betriebenen Tunnelofens in einem stetigen Arbeitsvorgang durchführbar, der nur einige Stunden in Anspruch nimmt. Daraus folgt auch eine beträchtliche Ersparnis an Raum und Ausrüstung. Man könnte gegebenenfalls auch die Herstellung der Formmasse in den stetigen Arbeitsgang einbeziehen.

Claims

PATEN TA, N S P R Ü C 11 E i. Trockenes körniges Gemisch für keramische Zwecke, dessen Körner, z. B. Schleifmittelkörner, mit Hilfe eines bei gewöhnlicher Temperatur festen Klebmittels, insbesondere Wachs, mit einem Überzug eines keramischen Bindemittels versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich über dem Bindemittelüberzug noch ein Überzug eines das Zusammenhaften der einzelnen Körner verhindernden Stäubmittels befindet.
2. Trockenes körniges Gemisch nach Anspruch i, gekennzeichnet durch ein fetthaltiges pflanzliches Stäubmittel.
3. Trockenes körniges Gemisch nach Anspruch i und 2, gekennzeichnet durch Pflanzensamen, z. B. Bärlappsamen, gegebenenfalls in feiner Vermahlung als Stäubmittel.
4. Trockenes körniges Gemisch nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Stäubmittel ein Pulver eines geeigneten Metalls, z. B. Aluminium, ist.
5. Verfahren zur Herstellung des trockenen körnigen Gemisches nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst in bekannter Weise das körnige Gut, z. B. Schleifmittel, gleichmäßig mit dem Klebmittel überzogen und dann das keramische Bindemittel in Pulverform in die Masse eingebracht und bis zur Bildung eines gleichmäßigen Bindemittelüberzuges auf allen Körnern verrührt wird, worauf nach Trocknen des Gemisches die Einführung und gleichmäßige Verteilung des Bestäubungsmittels stattfindet.