EP0280756A1 - Verfahren zur Verbesserung der Schleifleistung von Schleif- und Honkörpern - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method according to the preamble of claim 1.
- the object of the invention is to achieve this advantageous grinding behavior even with conventionally produced grinding or honing bodies.
- ceramic-bonded disks with a relatively large pore volume primarily a structure 7 or larger, are treated with metal soaps until the volume of the metal soaps introduced corresponds to at least 5% of the total volume of the grinding disk.
- plastic-bonded grinding wheels provided that they have a corresponding structure.
- Metal soaps are to be understood here as neutral or basic salts of mono- or polyvalent metals or amines. Such soaps are advantageously used which, on the one hand, are compatible with the environment and coolants, and on the other hand have the highest possible melting point. Salts and soaps of the following fatty acids, whose melting point (F) is also given, are to be mentioned here: with calcium, zinc, aluminum, sodium or lithium.
- Montanic acids C22 ... to C34 with melting points above 80 ° C can also be used as fatty acids, as can hydroxy compounds of the listed compounds, for example 12-oxystearic acid.
- sodium or lithium soaps can be dissolved in hot water.
- the grinding wheel can be soaked with such solutions, if necessary in vacuo.
- the disc should also be warmed (approx. 90 ° C) to avoid premature gelation of the solution.
- the water After the solution has been gelled by cooling, the water must be removed, preferably by freeze-drying. This step can be followed by a further impregnation with subsequent drying in order to introduce the desired amount of soap into the glass body.
- C17H35-COOH + NaOH C17H35-COONa + H2O
- N2N-C2H4NH2 (C17H35-CO) 2-C2H4- H2 + 2 H2O
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
- Es ist bekannt, daß beim Schleifen wärmeempfindlicher Stähle mit reduzierter Zerspanleistung gearbeitet werden muß wegen der sonst unzulässigen thermischen Beeinflußung des Werkstoffgefüges. Als hauptsächliche thermisch bedingte Schleifschäden sind hierbei zu nennen: Maßabweichung und Verzug, Brandmarken, Gefügeveränderungen, Auf- und Neuhärtung, Weichhautbildung, ungünstige Beeinflussung des Eigenspannungszustandes, Rißbildung und chemische Reaktionen.
- Auch beim Schleifen von NE-Metallen wie Aluminium, Messing, Titan u.a. treten Schwierigkeiten mit den herkömmlichen Schleifscheiben auf, und zwar dadurch, daß sich die Späne in der Scheibenoberfläche verkeilen und nachfolgend zum Teil wieder auf die geschliffene Werkstückoberfläche aufgeschweißt werden. Man hilft sich dann dadurch, daß man mit Schleiföl als Kühlmittel arbeitet und die Scheiben kontinuierlich abrichtet. Dies führt einerseits zu Umweltproblemen (verbrauchtes Schleiföl ist "Abfallöl", kein "Altöl") und entsprechenden Kosten, auch steigt der Schleifscheibenverbrauch durch das "continuous dressing", wodurch die Schleifkosten weiter steigen.
- Es hat nicht an Versuchen gefehlt, hier zumindest in Teilbereichen Abhilfe zu schaffen. So werden schon seit Jahrzehnten für bestimmte Aufgaben keramisch gebundene Schleif- und Honkörper nachträglich in der Wärme und zumeist im Vakuum mit flüssigem Schwefel getränkt und anschließend erkalten gelassen. Der Schwefel wirkt hier als Hochdruckschmiermittel. Es läßt sich jedoch nicht vermeiden, daß beim Arbeiten mit derart getränkten Schleifkörpern chemische Reaktionen mit der Werkstückoberfläche ablaufen. Schwefel macht aber den Stahl spröde und rotbrüchig und ist mithin sehr schädlich, von der Umweltbelastung einmal abgesehen.
- Ein anderer Weg, der vorgeschlagen wurde, ist die Zuführung von Kühlschmiermittel über eine Hohlwelle in die Schleifscheibenbohrung und von dort durch die entsprechend poröse Schleifscheibe an die Kontaktstelle Scheibe/Werkstück. Hier muß das im Umlauf geführte Kühlmittel extrem gereinigt werden, damit sich die Poren der Schleifscheibe nicht verstopfen. (Industrie-Anzeiger 53, 1982, S.39ff)
- Es hat sich gezeigt, daß Schleifkörper, die gemäß der EP-0 114 280 bzw. US-4,541,843 unter Zusatz einer Metallseife hergestellt wurden, überraschend gute Schleifeigenschaften besitzen. So lassen sich mit solchen Scheiben vergütete und gehärtete Stähle schneller und kühler schleifen als mit herkömmlichen Schleifscheiben. Beim Schleifen von Aluminium, Titan, Kunststoffen und ähnlichen Werkstoffen setzen sich solche metallseifenenthaltenden Schleifscheiben bzw. Honkörper nicht zu, weshalb die gefürchteten Wiederaufschweißungen und Blechmantelbildungen vermieden werden. Auch die Gratbildung wird stark unterdrückt, wenn nicht völlig vermieden.
- Aufgabe der Erfindung ist es, dieses vorteilhafte Schleifverhalten auch bei konventionell hergestellten Schleif- oder Honkörpern zu erreichen.
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.
- Vorteilhafterweise werden hierbei fertig gebrannte, keramisch gebundene Scheiben mit verhältnismäßig großem Porenvolumen, vornehmlich einer Struktur 7 oder größer, mit Metallseifen behandelt, bis das Volumen der eingebrachten Metallseifen wenigstens 5 % des Gesamtvolumens der Schleifscheibe entspricht. Entsprechendes gilt für kunststoffgebundene Schleifkörper, sofern sie eine entsprechende Struktur besitzen.
- Als Metallseifen sollen hier verstanden werden neutrale oder basische Salze ein- oder mehrwertiger Metalle oder Amine. Vorteilhafterweise werden solche Seifen verwendet, die einerseits umwelt- und kühlmittelverträglich sind, und die andererseits einen möglichst hohen Schmelzpunkt haben. Hierzu sind vornehmlich zu nennen Salze bzw. Seifen folgender Fettsäuren, deren Schmelzpunkt (F) mit angegeben ist:
- Als Fettsäuren können auch Montansäuren C₂₂... bis C₃₄ mit Schmelzpunkten über 80° C verwendet werden, ebenso wie Hydroxyverbindungen der aufgeführten Verbindungen, als Beispiel sei hierzu die 12-Oxystearinsäure erwähnt.
- Es gibt verschiedene Möglichkeiten, solche Metallseifen in die Schleifkörper einzubringen, die im folgenden im einzelnen anhand von Beispielen erläutert werden:
- So lassen sich zum Beispiel Natrium-oder Lithium-Seifen in heißem Wasser lösen. Mit solchen Lösungen kann die Schleifscheibe, gegebenenfalls im Vakuum, getränkt werden. Hierbei sollte die Scheibe ebenfalls erwärmt sein (ca. 90° C), um vorzeitiges Gelieren der Lösung zu vermeiden. Nach dem Gelieren der Lösung durch Abkühlung muß das Wasser entfernt werden, am besten durch Gefriertrocknung. Auf diesen Arbeitsgang kann eine weitere Tränkung mit anschließen- der Trocknung folgen, um die gewünschte Menge an Seife in den Scheibenkörper einzubringen.
- Dieses Tränkverfahren ist in analoger Weise auch mit entsprechenden organischen Lösungsmitteln möglich. In beiden Fällen kann es zweckmäßig sein, geringe Mengen an Bindemittel zuzusetzen, im Falle wässriger Lösungen beispielsweise Polyvinylalkohol, im Falle organischer Lösungsmittel beispielsweise Polyvinylazetat, Zelluloseazetat, o.ä., um diese sich pulverförmig abscheidenden Seifen in den Scheibenporen zu fixieren.
- Eine weitere Möglichkeit der Einbringung solcher Seifen in entsprechend poröse Schleifscheibenkörper ist die, daß sich die Seife in der Schleifscheibe bzw. in dem Honkörper durch chemische Reaktion bildet. Dies hat den Vorteil, daß sich nur geringe Wassermengen bilden, die entfernt werden müssen, und daß die Seifen in kompakter Form anfallen, also ggf. nur eine einzige Tränkung ausreicht. Ferner kann hier auf den Zusatz geringer Bindemittelmengen verzichtet werden.
- Beispielsweise wird Stearinsäure geschmolzen, die stöchiometrische Menge Zinkoxid hierin dispergiert und die erhitzte Scheibe sofort im Anschluß daran hiermit getränkt, ggf. im Vakuum, und solange weiter erhitzt, bis die folgende Reaktion
2 C₁₇H₃₅-COOH + ZnO = (C₁₇H₃₅-COO)₂Zn + H₂O
abgelaufen und das Reaktionswasser entfernt ist. Anstelle entsprechender Metalloxide können auch Metallhydroxide oder -carbonate verwendet werden, so daß dann beispielsweise folgende entsprechende Reaktionen zur Bildung der Metallseife im Schleifkörper ablaufen:
2 C₁₇H₃₅-COOH + Na₂CO₃ = 2 C₁₇H₃₅-COONa + CO₂ + H₂O
C₁₇H₃₅-COOH + NaOH = C₁₇H₃₅-COONa + H₂O
2 C₁₇H₃₅-COOH + N₂N-C₂H₄NH₂ = (C₁₇H₃₅-CO )₂-C₂H₄-H₂ + 2 H₂O - Eine weitere Möglichkeit der Bildung erfindungsgemäßer Metallseifen in den Schleif- bzw. Honkörpern durch chemische Reaktion besteht darin, daß man von einer entsprechenden Schmelze einer Ammoniumseife ausgeht, welcher die stöchiometrische Menge des entsprechenden Metalloxids bzw. Metallhydroxids zugesetzt wurde. Nach der Tränkung wird zur Bildung der Metallseife das bei der Reaktion
(Beispiel):
C₁₇H₃₅-COONH₄ + LiOH = C₁₇H₃₅-COOLi + NH₃ + H₂O
entstehende Wasser und Ammoniak ausgetrieben.
Claims (10)
C₁₇H₃₅-COOH + NaOH = C₁₇H₃₅-COONa + H₂O
C₁₇H₃₅-COONH₄ + LiOH = C₁₇H₃₅-COOLi + NH₃ + H₂O
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