ES2732931T3 - Abrasive agent and abrasive tool - Google Patents
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Abstract
Agente abrasivo con un cuerpo básico multicelular y grano abrasivo aplicado sobre la superficie del cuerpo básico, en el que el grano abrasivo está fijado mediante un aglutinante sobre la superficie, caracterizado por que el cuerpo básico multicelular está configurado como cuerpos de cristal celular.Abrasive agent with a multicellular basic body and abrasive grain applied on the surface of the basic body, in which the abrasive grain is fixed by a binder on the surface, characterized in that the multicellular basic body is configured as cellular glass bodies.
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Agente abrasivo y herramienta abrasivaAbrasive agent and abrasive tool
La invención se refiere a un agente abrasivo con un cuerpo básico y a un grano abrasivo aplicado sobre la superficie del cuerpo básico. El grano abrasivo se fija sobre la superficie mediante un aglutinante. Es objeto de la invención además un procedimiento para la preparación de uno de tales agentes abrasivos, así como de una herramienta abrasiva, en el que se utiliza el agente abrasivo según la invención.The invention relates to an abrasive agent with a basic body and an abrasive grain applied on the surface of the basic body. The abrasive grain is fixed on the surface by a binder. The object of the invention is also a process for the preparation of one such abrasive agent, as well as an abrasive tool, in which the abrasive agent according to the invention is used.
Los agentes abrasivos sobre soportes están sujetos a un desgaste con el empleo que limita la vida útil. Es decisivo para ello la aspereza decreciente de la herramienta abrasiva. La causa es fundamentalmente una modificación de la geometría de corte, por ejemplo, causada por el despuntado del grano abrasivo, el desprendimiento del grano abrasivo del aglutinante o también el desgaste del grano abrasivo en forma de una retirada continua (formación de meseta), así como la adición de revestimiento abrasivo mediante deposición de material. Con el empleo de la herramienta abrasiva, se expresa este desgaste mediante una retirada de material decreciente y una producción de calor creciente, pero también por un aspecto de acabado cambiante. Mediante el ajuste de los parámetros de procedimiento, puede compensarse el desgaste ocasionado, de modo que en muchas aplicaciones puede conseguirse una calidad de mecanización suficientemente constante. Es independiente de ello, sin embargo, alcanzar el final de la vida útil de la herramienta cuando el corte se embota. Particularmente en procesos de mecanización industrial, el cambio de herramienta necesario significa entonces una reducción considerable de la eficacia de procedimiento. Esto incide especialmente sobre los procesos de mecanización, con los que debe obtenerse una estructura y rugosidad superficiales definidas.Abrasive agents on supports are subject to wear and tear with the use that limits the service life. The decreasing roughness of the abrasive tool is decisive for this. The cause is fundamentally a modification of the cutting geometry, for example, caused by the abruption of the abrasive grain, the detachment of the abrasive grain from the binder or also the wear of the abrasive grain in the form of a continuous removal (plateau formation), thus as the addition of abrasive coating by deposition of material. With the use of the abrasive tool, this wear is expressed by a withdrawal of decreasing material and increasing heat production, but also by a changing finish appearance. By adjusting the process parameters, the wear caused can be compensated, so that in many applications a sufficiently constant machining quality can be achieved. It is independent of this, however, to reach the end of the tool's useful life when the cut is dull. Particularly in industrial mechanization processes, the necessary tool change then means a considerable reduction in process efficiency. This especially affects the mechanization processes, with which a defined surface structure and roughness must be obtained.
Se han probado en el pasado distintos ensayos para retrasar el embotamiento de la herramienta abrasiva, p. ej., mediante una configuración de herramienta que dispone varias capas de grano abrasivo, que se utilizan escalonadas temporalmente.Various tests have been tested in the past to delay the blunting of the abrasive tool, e.g. For example, using a tool configuration that has several layers of abrasive grain, which are used temporarily staggered.
Este principio se ha realizado de distintas maneras. Así, por ejemplo, se han aplicado sobre un soporte varias capas de aglutinante y grano abrasivo superpuestas. La desventaja de esta configuración son las altas proporciones de superficie portante con la producción de calor ligada a ella que se generan después del desgaste de la primera capa de grano. También, la estructura superficial comparativamente plana no presenta espacio para virutas, así que se favorece una compactación por fricción y una adición de la superficie de la herramienta. Esto limita no solo la vida útil de la herramienta, sino que reduce también la calidad superficial de la pieza de trabajo hasta fallos superficiales. This principle has been realized in different ways. Thus, for example, several layers of superimposed binder and abrasive grain have been applied on a support. The disadvantage of this configuration is the high proportions of bearing surface with the production of heat linked to it that are generated after the wear of the first layer of grain. Also, the comparatively flat surface structure does not have space for chips, so friction compaction and an addition of the tool surface are favored. This limits not only the useful life of the tool, but also reduces the surface quality of the workpiece to surface faults.
Otro procedimiento dispone aglomerados compuestos por varios granos abrasivos aplicados sobre el soporte. Este procedimiento presenta en comparación con el procedimiento anteriormente citado la ventaja de que, en el transcurso del proceso de abrasión, interviene continuamente nuevo grano abrasivo ligado en aglomerado sin que deba retirarse a este respecto una gran superficie de capa aglutinante. Sigue un enfoque similar con herramientas abrasivas estructuradas definidas en las que el grano abrasivo está embebido en una matriz de ligamiento.Another method has agglomerates composed of several abrasive grains applied on the support. This procedure has, in comparison with the aforementioned procedure, the advantage that, in the course of the abrasion process, new abrasive grain bound in agglomerate is continuously involved without having to remove in this respect a large surface of the binder layer. It follows a similar approach with defined structured abrasive tools in which the abrasive grain is embedded in a bonding matrix.
Es además conocido (documento DE OS 2348338), en lugar de un grano abrasivo o un aglomerado, esparcir esferas huecas sobre el soporte, en cuya superficie exterior se encuentra un sitio de grano abrasivo fijado mediante aglutinante. Durante el inicio del empleo, interviene en primer lugar el grano abrasivo fijado encima de la esfera hueca, se abre la esfera en el transcurso posterior del empleo y se retira continuamente. En combinación con este proceso, se utiliza consecutivamente el grano abrasivo ligado a la superficie exterior. Una ventaja de esta configuración de herramienta se basa no solo en la configuración vertical de una capa. La apertura de la esfera hueca provoca en el transcurso del empleo una proporción portante aproximadamente constante. En consecuencia, puede pulirse con una herramienta abrasiva de esferas huecas durante un largo periodo de tiempo con un rendimiento de retirada aproximadamente constante, igual producción de calor e igual resultado superficial. La geometría de corte presenta por tanto durante toda la vida útil de la herramienta características comparables. La esfera hueca puede obtenerse mediante este estado de la técnica por expansión de copolímeros de cloruro de vinilo/etileno. Es igualmente conocido otro procedimiento. Así pues, se recubren esferas de poliestireno con una mezcla de aglutinante-grano abrasivo, en las que el aglutinante está compuesto por un material inorgánico sólido a alta temperatura. Es por ello posible calentar las esferas a temperaturas de aprox. 500°C y someter por tanto al núcleo de poliestireno a una pirólisis con productos de reacción predominantemente volátiles. En una etapa posterior, debe endurecerse el aglutinante a temperaturas aún más altas. Como resultado, se obtiene una esfera hueca de grano con una superficie cocida dura y el grano abrasivo ligado a la misma. Es además conocido por el documento GB 1.227.396 un agente abrasivo en el que se aplica un grano abrasivo con la ayuda de un aglutinante sobre la superficie de un cuerpo básico.It is also known (DE OS 2348338), instead of an abrasive grain or agglomerate, to spread hollow spheres on the support, whose outer surface is an abrasive grain site fixed by means of a binder. During the start of use, the abrasive grain fixed above the hollow sphere intervenes first, the sphere is opened in the subsequent course of use and continuously removed. In combination with this process, the abrasive grain bound to the outer surface is used consecutively. An advantage of this tool configuration is based not only on the vertical configuration of a layer. The opening of the hollow sphere causes an approximately constant bearing ratio in the course of use. Consequently, it can be polished with an abrasive tool of hollow spheres for a long period of time with an approximately constant removal performance, equal heat production and equal surface result. The cutting geometry therefore presents comparable characteristics throughout the life of the tool. The hollow sphere can be obtained by this state of the art by expanding vinyl / ethylene chloride copolymers. Another procedure is also known. Thus, polystyrene spheres are coated with a binder-abrasive grain mixture, in which the binder is composed of a solid inorganic material at high temperature. It is therefore possible to heat the spheres to temperatures of approx. 500 ° C and therefore subject the polystyrene core to a pyrolysis with predominantly volatile reaction products. At a later stage, the binder should be hardened at even higher temperatures. As a result, a hollow grain sphere with a hard cooked surface and the abrasive grain bonded thereto is obtained. It is also known from GB 1,227,396 an abrasive agent in which an abrasive grain is applied with the aid of a binder on the surface of a basic body.
La invención se basa en el objetivo de poner a disposición un agente abrasivo de la técnica citada al inicio que pueda prepararse fácilmente y usarse variadamente.The invention is based on the objective of making available an abrasive agent of the aforementioned technique that can be easily prepared and used variously.
La invención consigue este objetivo con la ayuda de un agente abrasivo que presenta un cuerpo básico multicelular según la reivindicación 1.The invention achieves this objective with the aid of an abrasive agent having a multicellular basic body according to claim 1.
En primer lugar, se ilustran algunos términos usados en el marco de la invención. First, some terms used in the context of the invention are illustrated.
Un agente abrasivo sirve para la retirada con arranque de virutas de material en la pieza de trabajo mecanizada. El cuerpo básico porta el grano abrasivo que provoca realmente la retirada de material.An abrasive agent is used for removal of material chips in the machined workpiece. The basic body carries the abrasive grain that actually causes the removal of material.
Un cuerpo básico con estructura multicelular significa que, en el volumen encerrado por el mismo, se entremezclan una variedad de paredes o estructuras de pared que dividen este volumen en cavidades menores (poros o celdas). Las celdas individuales pueden ser en parte totalmente independientes y en parte, a causa de estructuras de pared solo parcialmente cerradas, pueden estar en contacto con celdas vecinas.A basic body with a multicellular structure means that, in the volume enclosed by it, a variety of walls or wall structures are intermingled that divide this volume into smaller cavities (pores or cells). The individual cells can be partly completely independent and partly, because of only partially closed wall structures, they can be in contact with neighboring cells.
Se reconoce que tal cuerpo básico presenta una serie de ventajas. La estructura de celdas provoca por un lado resistencia del cuerpo particularmente en el proceso de procesamiento del recubrimiento, pero además estabiliza el grano abrasivo en el proceso de abrasión, particularmente cuando el cuerpo no experimenta una estabilización adicional relevante por un recubrimiento múltiple y/o un tratamiento térmico. Los cuerpos básicos microporosos presentan por el tamaño y tipo de los poros una densidad comparativamente baja, de modo que es posible sin problemas una retirada vertical continua con el fin de liberar el grano abrasivo no usado. Así pues, se eleva la proporción portante y por ello la producción de calor de la herramienta abrasiva solo irrelevantemente después de la apertura del cuerpo.It is recognized that such a basic body has a number of advantages. The cell structure on the one hand causes resistance of the body particularly in the process of coating processing, but also stabilizes the abrasive grain in the abrasion process, particularly when the body does not undergo a relevant additional stabilization by a multiple coating and / or a heat treatment. The microporous basic bodies have a comparatively low density due to the size and type of the pores, so that continuous vertical removal is possible without problems in order to release the unused abrasive grain. Thus, the bearing ratio is raised and therefore the heat production of the abrasive tool only irrelevantly after the opening of the body.
Se ha reconocido además que el empleo de un cuerpo básico multicelular posee una serie de ventajas adicionales frente al empleo de esferas huecas del estado de la técnica (documento DE OS 2348338).It has also been recognized that the use of a multicellular basic body has a number of additional advantages over the use of hollow spheres of the prior art (DE OS document 2348338).
Las esferas huecas del estado de la técnica se abren en un estadio temprano del proceso de abrasión. Se ha mostrado que las esferas huecas abiertas ciertamente no elevan la proporción portante de la superficie de la herramienta ni generan espacio para virutas, sin embargo, las virutas no pueden salir del cuerpo hueco medio abierto. De hecho, compactan estas en el transcurso del proceso de abrasión de modo que se eleva la proporción portante de la superficie de la herramienta y pueden surgir marcas con la calidad de fallos superficiales sobre la superficie de la herramienta. The hollow spheres of the prior art open at an early stage of the abrasion process. It has been shown that open hollow spheres certainly do not raise the bearing proportion of the surface of the tool or generate space for chips, however, the chips cannot leave the hollow body half open. In fact, they compact these in the course of the abrasion process so that the bearing ratio of the surface of the tool is raised and marks with the quality of surface faults on the surface of the tool can arise.
Además, puede llegarse a daños del cuerpo hueco de grano abrasivo en el proceso de producción que, en el curso de producción posterior, conducen al relleno de estos cuerpos huecos con el sistema de adhesivo posterior usado. En el proceso de abrasión, los cuerpos huecos así rellenados pueden no abrirse ya y provocar fallos superficiales y/o un final de vida útil prematuro.In addition, damage to the hollow body of abrasive grain can be achieved in the production process which, in the course of subsequent production, leads to the filling of these hollow bodies with the rear adhesive system used. In the abrasion process, the hollow bodies thus filled may no longer open and cause superficial failures and / or a premature end of life.
La estructura multicelular evita estas desventajas. Un cuerpo básico abierto al inicio del proceso de abrasión no presenta, a causa de su estructura porosa, ningún espacio para la recepción de virutas ni fricción.The multicellular structure avoids these disadvantages. A basic body open at the beginning of the abrasion process does not present, due to its porous structure, any space for the reception of chips or friction.
El cuerpo básico está configurado según la invención como un cuerpo de vidrio celular. Los vidrios adecuados son, por ejemplo, vidrios de cal-sosa-silicatos. La preparación de los mismos, preferiblemente en cuerpos básicos en forma esencialmente esférica, es habitual para el especialista y se describe, por ejemplo, en los documentos DE 3941732 A1, DE 19522460 A1, DE 10360819 A 1, EP 484643 A1 y EP 1723087 B1. Estos documentos hacen referencia también al objeto de la presente divulgación. Los cuerpos básicos adecuados de vidrio con estructura multicelular son comercialmente obtenibles, por ejemplo, en la compañía Dennert Poraver GmbH con el nombre comercial Poraver®. The basic body is configured according to the invention as a cellular glass body. Suitable glasses are, for example, glasses of lime-silicate. The preparation thereof, preferably in basic bodies in essentially spherical form, is customary for the specialist and is described, for example, in documents DE 3941732 A1, DE 19522460 A1, DE 10360819 A 1, EP 484643 A1 and EP 1723087 B1 . These documents also refer to the purpose of this disclosure. Suitable basic glass bodies with multicellular structure are commercially available, for example, from Dennert Poraver GmbH under the trade name Poraver®.
El uso de tales cuerpos básicos de vidrio en el marco de la invención tiene además la ventaja de que es posible una preparación ecológica del agente abrasivo. La preparación conocida en el estado de la técnica de esferas huecas de cloruro de vinilo/etileno requiere, a causa del procesamiento de cloruro de vinilo, un alto coste en protección laboral y ambiental. En la preparación de esferas huecas basadas en poliestireno es válido lo mismo (protección laboral y ambiental costosa), particularmente en la pirólisis del núcleo de poliestireno con los productos de pirólisis volátiles así surgidos.The use of such basic glass bodies in the context of the invention also has the advantage that an ecological preparation of the abrasive agent is possible. The preparation known in the state of the art of hollow spheres of vinyl chloride / ethylene requires, because of the processing of vinyl chloride, a high cost in labor and environmental protection. The same applies to the preparation of hollow spheres based on polystyrene (costly labor and environmental protection), particularly in the pyrolysis of the polystyrene core with the volatile pyrolysis products thus produced.
El tamaño medio del cuerpo de agente abrasivo asciende según la invención preferiblemente a 0,1 a 2 mm, más preferiblemente a 0,2 a 1 mm, más preferiblemente a 0,3 a 0,5 mm. La invención posibilita particularmente la provisión de cuerpos de agente abrasivo de menores tamaños (por ejemplo, aproximadamente 300 pm o 300-500 pm), que son necesarios para herramientas abrasivas exigidas cada vez más con un grosor de revestimiento del orden de 600 pm. Los cuerpos básicos multicelulares se van a preparar sin más a cualquier tamaño deseado y comercialmente obtenible. En cambio, en el estado de la técnica (basada en esferas huecas), la preparación de tales cuerpos de agente abrasivo pequeños no es posible sin más. En la preparación de esferas de copolímero de cloruro de vinilo/etileno, no es posible controlar su tamaño mediante el control de proceso con suficiente precisión. En el estado de la técnica, deben tamizarse por tanto las esferas obtenidas y pueden usarse solo la parte con un espectro de tamaños adecuados. Además, las esferas huecas muy pequeñas requieren, por razones de estabilidad, una capa de aglutinante relativamente gruesa para aplicación del grano abrasivo, pero esta capa aglutinante gruesa dificulta la rotura en el transcurso del proceso de abrasión. Los cuerpos básicos multicelulares de la presente invención poseen en cambio una estabilidad inherente mayor y requieren por tanto también por su menor tamaño solo una capa aglutinante correspondientemente más fina.The average size of the abrasive agent body according to the invention is preferably 0.1 to 2 mm, more preferably 0.2 to 1 mm, more preferably 0.3 to 0.5 mm. The invention particularly enables the provision of abrasive agent bodies of smaller sizes (for example, approximately 300 pm or 300-500 pm), which are necessary for abrasive tools increasingly required with a coating thickness of the order of 600 pm. The multicellular basic bodies are going to be prepared without more to any desired size and commercially obtainable. On the other hand, in the state of the art (based on hollow spheres), the preparation of such small abrasive agent bodies is not possible without more. In the preparation of vinyl chloride / ethylene copolymer spheres, it is not possible to control its size by process control with sufficient precision. In the prior art, the spheres obtained must therefore be screened and only the part with a spectrum of suitable sizes can be used. In addition, very small hollow spheres require, for reasons of stability, a relatively thick binder layer for abrasive grain application, but this thick binder layer makes it difficult to break during the abrasion process. The multicellular basic bodies of the present invention, on the other hand, possess greater inherent stability and therefore also require only a correspondingly thinner binder layer because of their smaller size.
El tamaño de poro del cuerpo básico se encuentra preferiblemente entre 1 y 200 pm (determinado en imágenes de MEB). La densidad del cuerpo básico se encuentra preferiblemente en el intervalo entre 0,1 y 1 g/cm3. Este intervalo de densidad posibilita por un lado una resistencia suficiente, particularmente en la preparación del agente abrasivo, en la aplicación sobre una herramienta abrasiva y en la aplicación, y permite por otro lado en el transcurso del proceso de abrasión una retirada continua del cuerpo básico poroso, de modo que continuamente entra en contacto grano abrasivo no usado con la superficie de la pieza de trabajo. Con una densidad en este intervalo, se eleva solo irrelevantemente además la proporción portante y por tanto la producción de calor de la herramienta abrasiva después de la apertura del cuerpo de agente abrasivo y en el transcurso de su retirada continua.The pore size of the basic body is preferably between 1 and 200 pm (determined in SEM images). The density of the basic body is preferably in the range between 0.1 and 1 g / cm3. This density range allows, on the one hand, a sufficient resistance, particularly in the preparation of the abrasive agent, in the application on an abrasive tool and in the application, and on the other hand, in the course of the abrasion process, allows a continuous removal of the basic body. porous, so that grain continually comes into contact abrasive not used with the surface of the workpiece. With a density in this range, the bearing ratio and therefore the heat production of the abrasive tool after the opening of the abrasive agent body and in the course of its continuous removal is only irrelevantly increased.
La resistencia a la compresión de un cuerpo básico individual (por su recubrimiento con grano abrasivo) asciende preferiblemente a 0,2 a 6 N. Los cuerpos básicos de menor tamaño, por ejemplo, en el intervalo de tamaño de 0,25 a 0,5 mm, pueden presentar según la invención una resistencia a la compresión de 0,2 a 1,6 N y correspondientemente los cuerpos básicos más grandes, por ejemplo, en el intervalo de 1 a 2 mm, pueden presentar una resistencia a la compresión de 1,1 a 6 N.The compressive strength of an individual basic body (due to its abrasive grain coating) preferably amounts to 0.2 to 6 N. The smaller basic bodies, for example, in the size range of 0.25 to 0, 5 mm, may have a compressive strength of 0.2 to 1.6 N according to the invention and correspondingly larger basic bodies, for example, in the range of 1 to 2 mm, may have a compressive strength of 1.1 to 6 N.
Para la determinación de la resistencia a la compresión del cuerpo básico individual, se dispone un cuerpo básico individual sobre una placa de acero. Con la ayuda de un punzón apoyado, se comprime el granulado mediante una prensa de ensayo hasta rotura. La fuerza necesaria para ello se indica como la resistencia a la compresión del cuerpo básico en [N]. Los datos indicados representan el valor medio de 30 medidas individuales.For the determination of the compressive strength of the individual basic body, an individual basic body is arranged on a steel plate. With the help of a supported punch, the granulate is compressed by means of a test press until breakage. The force required for this is indicated as the compressive strength of the basic body in [N]. The indicated data represent the average value of 30 individual measurements.
Para una estabilidad suficiente, particularmente en el procesamiento posterior de cuerpo básico a agente abrasivo y de agente abrasivo a herramienta abrasiva, puede dependerse según la invención de la resistencia a la compresión del revestimiento de cuerpos básicos. La resistencia a la compresión de tal revestimiento de cuerpos básicos se encuentra según la invención preferiblemente entre 1 y 4 N/mm2, más preferiblemente 1,5 a 3 N/mm2. También aquí puede ser más preferido cuando la resistencia a la compresión varía dependiendo del tamaño del cuerpo básico. En cuerpos básicos en el intervalo de 0,1 a 0,3 mm, la resistencia a la compresión del revestimiento puede ser preferiblemente, por ejemplo, de aproximadamente 2,8 N/mm2, en un intervalo de tamaño entre 0,25 y 0,5 mm de aproximadamente 2,6 N/mm2, en un intervalo de tamaño de 0,5 a 1 mm aproximadamente 2 N/mm2 y en un intervalo de tamaño de 1 a 2 mm aproximadamente 1,6 N/mm2. La resistencia a la compresión del revestimiento se calcula siguiendo la norma DIN e N 1355-2. Para la determinación de la resistencia a la compresión del revestimiento, se rellena 1 l del cuerpo básico en un cilindro de acero y se compacta. Con ayuda de un punzón apoyado, se comprime el granulado en este cilindro mediante una prensa de ensayo a 20 mm. La fuerza necesaria para ello se indica como la resistencia a la compresión del revestimiento en [N/mm2].For sufficient stability, particularly in the subsequent processing of a basic body to an abrasive agent and an abrasive agent to an abrasive tool, the compressive strength of the coating of basic bodies can be depended according to the invention. The compressive strength of such a basic body coating is according to the invention preferably between 1 and 4 N / mm2, more preferably 1.5 to 3 N / mm2. Also here it may be more preferred when the compressive strength varies depending on the size of the basic body. In basic bodies in the range of 0.1 to 0.3 mm, the compressive strength of the coating may preferably be, for example, about 2.8 N / mm2, in a size range between 0.25 and 0 , 5 mm of approximately 2.6 N / mm2, in a size range of 0.5 to 1 mm approximately 2 N / mm2 and in a size range of 1 to 2 mm approximately 1.6 N / mm2. The compressive strength of the coating is calculated according to DIN e N 1355-2. For the determination of the compressive strength of the coating, 1 l of the basic body is filled in a steel cylinder and compacted. With the help of a supported punch, the granulate in this cylinder is compressed by means of a 20 mm test press. The force required for this is indicated as the compressive strength of the coating in [N / mm2].
El grano abrasivo sobre la superficie del cuerpo básico puede presentar preferiblemente una granulación entre P40 y P2500, preferiblemente entre P60 y P180 o P180 y P500 (patrón FEPA). Los valores citados pueden combinarse arbitrariamente en intervalos según la invención. Como grano abrasivo, pueden usarse por ejemplo corindón o carburo de silicio.The abrasive grain on the surface of the basic body may preferably have a granulation between P40 and P2500, preferably between P60 and P180 or P180 and P500 (FEPA standard). The quoted values can be arbitrarily combined in intervals according to the invention. As an abrasive grain, for example corundum or silicon carbide can be used.
La forma del agente abrasivo se determina primariamente por la forma del cuerpo básico multicelular. Esto se basa en que el cuerpo básico posee un volumen claramente mayor frente al grano abrasivo y los granos abrasivos se colocan sobre la superficie envolvente del cuerpo y no pueden causar a este respecto un cambio significativo de la forma del agente abrasivo. La relación de tamaños de diámetro (grano abrasivo/cuerpo básico) es preferiblemente menor de 1:6. En la determinación, se determina el diámetro de grano abrasivo medio dk50 correspondiente a la norma FEPA 43-D-1984 y se establece la relación de tamaño con los diámetros del cuerpo básico multicelular. Los diámetros del cuerpo básico multicelular resultan de la clasificación del fabricante (Dennert Poraver GmbH).The shape of the abrasive agent is determined primarily by the shape of the multicellular basic body. This is based on the fact that the basic body has a clearly larger volume against the abrasive grain and the abrasive grains are placed on the body's surrounding surface and cannot cause a significant change in the shape of the abrasive agent in this respect. The ratio of diameter sizes (abrasive grain / basic body) is preferably less than 1: 6. In the determination, the average abrasive grain diameter dk50 corresponding to the FEPA 43-D-1984 standard is determined and the size relationship with the diameters of the multicellular basic body is established. The diameters of the multicellular basic body result from the manufacturer's classification (Dennert Poraver GmbH).
Es objeto de la invención además un procedimiento para la preparación de un agente abrasivo según la invención con las etapas:The object of the invention is also a process for the preparation of an abrasive agent according to the invention with the steps:
a) provisión del cuerpo básico multicelular,a) provision of the multicellular basic body,
b) recubrimiento del cuerpo básico con aglutinante,b) coating of the basic body with binder,
c) recubrimiento del cuerpo básico con grano abrasivo.c) coating of the basic body with abrasive grain.
Como aglutinante, pueden usarse aglutinantes orgánicos o inorgánicos adecuados del estado de la técnica.As a binder, organic or inorganic binders suitable for the prior art can be used.
Después del recubrimiento del cuerpo básico con grano abrasivo, puede secarse según la invención. Se prefiere cuando durante el secado se calienta a temperaturas de más de 200°C, preferiblemente a temperaturas de 400 a 1000°C, más preferiblemente 800 a 1000°C. A este respecto, se solidifica el aglutinante adicionalmente, particularmente se cuece, y se consigue su resistencia máxima. El grano abrasivo se incorpora firmemente a la superficie del cuerpo básico, además el aglutinante solidificado puede contribuir a la resistencia del cuerpo abrasivo listo frente a presión y esfuerzos de cizalla.After coating the basic body with abrasive grain, it can be dried according to the invention. It is preferred when during drying it is heated to temperatures of more than 200 ° C, preferably at temperatures of 400 to 1000 ° C, more preferably 800 to 1000 ° C. In this regard, the binder solidifies further, particularly it is cooked, and its maximum strength is achieved. The abrasive grain is firmly incorporated into the surface of the basic body, in addition the solidified binder can contribute to the resistance of the ready abrasive body against pressure and shear stresses.
En el marco de tal tratamiento térmico, puede producirse eventualmente un cambio inducido térmicamente de la estructura multicelular en el interior del cuerpo básico. Es posible, mediante el uso de cuerpos básicos de un material termorresistente correspondiente, obtener estabilidad de la estructura multicelular también a estas altas temperaturas. Esto es conveniente en agentes abrasivos para aplicaciones con altas fuerzas de abrasión.Within the framework of such heat treatment, a thermally induced change of the multicellular structure inside the basic body may eventually occur. It is possible, by using basic bodies of a corresponding heat-resistant material, to obtain stability of the multicellular structure also at these high temperatures. This is convenient in abrasive agents for applications with high abrasion forces.
Es además objeto de la invención una herramienta abrasiva con un soporte, un aglutinante para agente abrasivo y un agente abrasivo según la invención. El soporte puede presentar un tejido, tejido de punto o papel. Sobre el agente abrasivo puede aplicarse adicionalmente un aglutinante de acabado. La herramienta abrasiva puede estar configurada por ejemplo por cinta abrasiva, papel abrasivo o similar.The object of the invention is also an abrasive tool with a support, a binder for abrasive agent and an abrasive agent according to the invention. The support may have a fabric, knitting or paper. A finishing binder can be additionally applied to the abrasive agent. The abrasive tool can be set for example by abrasive tape, abrasive paper or the like.
Se describen a continuación ejemplos de realizaciones de la invención. Se muestran:Examples of embodiments of the invention are described below. Shows:
Fig. 1 una fotografía microscópica de un cuerpo básico con estructura multicelular;Fig. 1 a microscopic photograph of a basic body with multicellular structure;
Fig. 2 una fotografía microscópica de una herramienta abrasiva según la invención después de un periodo de aplicación que corresponde a aproximadamente la mitad de la vida útil;Fig. 2 a microscopic photograph of an abrasive tool according to the invention after an application period corresponding to approximately half of the useful life;
Fig. 3 y 4 rendimiento de abrasión (retirada) y rugosidad superficial de una herramienta abrasiva según la invención. Ejemplos 1-4. Preparación de cuerpos de agente abrasivoFig. 3 and 4 abrasion performance (removal) and surface roughness of an abrasive tool according to the invention. Examples 1-4. Preparation of abrasive agent bodies
Se realiza la preparación de cuerpos de agente abrasivo según la invención mediante el recubrimiento de un cuerpo básico multicelular con aglutinante y grano abrasivo. Se emplean como granos abrasivos cuerpos de vidrio Poraver® de la compañía Dennert Poraver GmbH. La Fig. 1 muestra una fotografía microscópica de uno de tales cuerpos básicos con estructura multicelular. Los intervalos de tamaño usados se indican en la Tab. 1, que cita los componentes del cuerpo de agente abrasivo.The preparation of abrasive agent bodies according to the invention is carried out by coating a multicellular basic body with binder and abrasive grain. Poraver® glass bodies from Dennert Poraver GmbH are used as abrasive grains. Fig. 1 shows a microscopic photograph of one of such basic bodies with multicellular structure. The size ranges used are indicated in Tab. 1, which cites the components of the abrasive agent body.
Tab. 1Tab. one
*Se eligió un proceso de recubrimiento en tres etapas.* A three stage coating process was chosen.
La Tab. 2 describe la composición de aglutinantes orgánicos e inorgánicos. El aglutinante con la denominación de tipo CM 025 sirve para aplicar el grano abrasivo al cuerpo básico. El aglutinante GL 414 se usa para aplicar el agente abrasivo al soporte para la preparación de una herramienta abrasiva (véanse los ejemplos siguientes). El aglutinante NL 592 sirve como aglutinante de acabado para la herramienta abrasiva. Pueden usarse también aglutinantes orgánicos, p. ej. basados en resinas de fenol, epóxido, melamina o también poliuretano, en lugar de un aglutinante inorgánico para el anclaje del grano abrasivo al cuerpo básico multicelular.Tab. 2 describes the composition of organic and inorganic binders. The binder with the type designation CM 025 serves to apply the abrasive grain to the basic body. GL 414 binder is used to apply the abrasive agent to the support for the preparation of an abrasive tool (see the following examples). The binder NL 592 serves as a finishing binder for the abrasive tool. Organic binders, e.g. ex. based on phenol, epoxide, melamine or polyurethane resins, instead of an inorganic binder for anchoring the abrasive grain to the multicellular basic body.
Tab. 2Tab. two
Para la preparación del agente abrasivo, se mezclan entre sí en primer lugar cuerpo básico y aglutinante CM 025. Se usa a este respecto una mezcladora de circulación forzada "Zyklos" de la compañía Schwelm. Tan pronto se humedece el cuerpo básico totalmente, se añade el grano abrasivo y se distribuye homogéneamente. El producto se seca mediante un secador de cinta a aprox. 176°C. Después del secado, se clasifica el producto mediante una criba longitudinal con vibración. La criba superior tiene una anchura de malla de 1600 pm, la criba inferior de 840 pm. El residuo de la criba inferior se alimenta dos veces más a este proceso de recubrimiento y se seca respectivamente. Se obtienen esferas de agente abrasivo separadas extendibles y espolvoreables. El endurecimiento mediante calentamiento (ejemplos 2 y 4) se realiza únicamente una vez después del último proceso de recubrimiento.For the preparation of the abrasive agent, basic body and binder CM 025 are mixed together first. A "Zyklos" forced circulation mixer from the Schwelm company is used in this regard. As soon as the basic body is moistened completely, the abrasive grain is added and distributed homogeneously. The product is dried by a belt dryer at approx. 176 ° C. After drying, the product is classified by a longitudinal sieve with vibration. The upper screen has a mesh width of 1600 pm, the lower screen 840 pm. The residue of the lower screen is fed twice more to this coating process and dried respectively. Separate spreadable and dusting abrasive agent spheres are obtained. Hardening by heating (examples 2 and 4) is performed only once after the last coating process.
Los agentes abrasivos se diferencian por el uso de distintos granos abrasivos, a saber, granulación de corindón normal P400 (ejemplos 1 y 2) y de carburo de silicio (ejemplos 3 y 4). Los agentes abrasivos de los ejemplos 1 y 3 únicamente se secan, los de los ejemplos 2 y 4 se solidifican adicionalmente mediante tratamiento térmico (cocción).The abrasive agents are distinguished by the use of different abrasive grains, namely, granulation of normal corundum P400 (examples 1 and 2) and silicon carbide (examples 3 and 4). The abrasive agents of examples 1 and 3 are only dried, those of examples 2 and 4 are further solidified by heat treatment (cooking).
Ejemplos 5-8. Preparación de cintas abrasivasExamples 5-8. Preparation of abrasive tapes
La siguiente tabla 3 muestra los componentes de cintas adhesivas según la invenciónThe following table 3 shows the components of adhesive tapes according to the invention
Ejemplo 5Example 5
Se recubrió un portador de papel (anchura 400 mm, 300 g/m2) con el aglutinante básico GL 414 y a continuación se espolvoreó con el agente abrasivo del ejemplo 2. La velocidad de ejecución ascendía a 5 m/min y la masa aplicada por superficie del aglutinante básico ascendía a 85 g/m2, la del agente abrasivo a 122 g/m2.A paper carrier (width 400 mm, 300 g / m2) was coated with the basic binder GL 414 and then dusted with the abrasive agent of Example 2. The speed of execution amounted to 5 m / min and the surface applied mass of the basic binder amounted to 85 g / m2, that of the abrasive agent to 122 g / m2.
Después de un tiempo de residencia de 90 min en un secador de bucle a 90°C, se aplicó el adhesivo posterior (aglutinante de acabado) de tipo NL 592 con una masa por superficie de 245 g/m2 (velocidad de ejecución 5 m/min). Después del secado en el secador de bucle (180 min, 130°C) y el flexionado (instalación de flexión de la compañía IM&T, flexionado transversal con barra lisa, 1,5 bar, 15 m/min), se fabricaron cintas abrasivas de medidas 150 mm x 2500 mm (puntos de unión a lámina directos en contacto, 70°).After a residence time of 90 min in a loop dryer at 90 ° C, the back adhesive (finishing binder) of type NL 592 was applied with a surface area of 245 g / m2 (execution speed 5 m / min) After drying in the loop dryer (180 min, 130 ° C) and flexing (flex installation of the IM&T company, transverse flexing with smooth bar, 1.5 bar, 15 m / min), abrasive belts of measures 150 mm x 2500 mm (direct contact points of sheet contact, 70 °).
Ejemplo 6Example 6
Se procedió como en el ejemplo 5 con las siguientes variaciones:We proceeded as in Example 5 with the following variations:
Se esparce un agente abrasivo del ejemplo 1 a 106 g/m2; se aplica el aglutinante básico GL 414 a 93 g/m2 y el aglutinante de acabado NL 592 a 245 g/m2.An abrasive agent of example 1 is spread at 106 g / m2; the basic binder GL 414 at 93 g / m2 and the finishing binder NL 592 at 245 g / m2 is applied.
Ejemplo 7 Example 7
Se procedió como en el ejemplo 5 con las siguientes variaciones:We proceeded as in Example 5 with the following variations:
Se usa como soporte un tejido de algodón X2623/1 (compañía Holsteinische Textilveredelung, tejido de algodón con ligamiento de sarga con un número de hilos de 32,5/19,0 (urdimbre/trama) hilos/cm2 con un grosor de hilo de 50/36 (urdimbre/trama) TEX, que se solidifica con un apresto de mezcla de cola de piel/látex (310 g/m2). Se esparce el agente abrasivo del ejemplo 4 a 220 g/m2 y se aplica el aglutinante básico GL 414 a 160 g/m2 y el aglutinante de acabado NL 592 a 360 g/m2.An X2623 / 1 cotton fabric (Holsteinische Textilveredelung company, twill-tiered cotton fabric with a number of threads of 32.5 / 19.0 (warp / weft) threads / cm2 with a thread thickness of 50/36 (warp / weft) TEX, which is solidified with a mixture of skin / latex glue mixture (310 g / m2) The abrasive agent of example 4 is spread to 220 g / m2 and the basic binder is applied GL 414 at 160 g / m2 and the finishing binder NL 592 at 360 g / m2.
Ejemplo 8Example 8
Se procedió como en el ejemplo 5 con las siguientes variaciones:We proceeded as in Example 5 with the following variations:
Se usa como soporte un tejido de algodón X2623/1 (310 g/m2). Se esparce el agente abrasivo del ejemplo 3 a 191 g/m2; se aplica el aglutinante básico GL 414 a 150 g/m2 y el aglutinante de acabado NL 592 a 328 g/m2.An X2623 / 1 cotton fabric (310 g / m2) is used as support. The abrasive agent of example 3 is spread to 191 g / m2; The basic binder GL 414 is applied at 150 g / m2 and the finishing binder NL 592 at 328 g / m2.
Ejemplo 9Example 9
Se llevan a cabo con las cintas abrasivas de los ejemplos 5 y 6 ensayos de abrasión en las siguientes condiciones: Máquina de abrasión: máquina de abrasión de superficie de la compañía Niederberger, tipo NCS-P disco de apoyo: estriado, dureza: 60° ShoreThey are carried out with the abrasive belts of examples 5 and 6 abrasion tests under the following conditions: Abrasion machine: Niederberger surface abrasion machine, type NCS-P supporting disc: grooved, hardness: 60 ° Shore
Consumo de potencia: 2 APower Consumption: 2 A
Velocidad de cinta: 26 m/sBelt speed: 26 m / s
Alimentación de pieza de trabajo: 10 m/minWorkpiece feed: 10 m / min
Pieza de trabajo: barra de acero, número de material 1.4301 según la norma DIN 17007 (3 mm x 50 mm x 1000 mm)Workpiece: steel bar, material number 1.4301 according to DIN 17007 (3 mm x 50 mm x 1000 mm)
La Fig. 2 muestra la superficie de una cinta abrasiva según la invención después de un periodo de aplicación que corresponde aprox. a la mitad de la vida útil. Son visibles cuerpos granulados abiertos, en este caso agente abrasivo, con estructura interna porosa pero sin acumulación por fricción.Fig. 2 shows the surface of an abrasive tape according to the invention after a corresponding application period approx. in the middle of the useful life. Open granulated bodies are visible, in this case abrasive agent, with porous internal structure but without friction accumulation.
La Figura 3 muestra el resultado de los ensayos de abrasión. Es visible que el rendimiento de retirada es claramente mayor para una cinta abrasiva según la invención del ejemplo 5, en la que el agente abrasivo se trató térmicamente adicionalmente después del secado. Las líneas impresas gruesas muestran el ejemplo 5 y las finas el ejemplo 6. Con las cintas abrasivas de los ejemplos 7 y 8, se llevaron a cabo ensayos de abrasión en las mismas condiciones, pero se usa como pieza de trabajo sin embargo titanio (número de material 3.7164 según la norma DIN 17007, medidas: 4 mm x 100 mm x 1000 mm). La Figura 4 muestra el resultado de los ensayos de abrasión. Es visible que el rendimiento de retirada es claramente mayor para una cinta abrasiva del ejemplo 7 según la invención, en la que el agente abrasivo se trató térmicamente adicionalmente después del secado. Las líneas impresas gruesas muestran el ejemplo 7 y las líneas finas el ejemplo 8. Figure 3 shows the result of the abrasion tests. It is visible that the removal performance is clearly higher for an abrasive tape according to the invention of Example 5, in which the abrasive agent was further heat treated after drying. The thick printed lines show example 5 and the fine ones show example 6. With abrasive tapes of examples 7 and 8, abrasion tests were carried out under the same conditions, but titanium is used as a workpiece (number of material 3.7164 according to DIN 17007, measures: 4 mm x 100 mm x 1000 mm). Figure 4 shows the result of the abrasion tests. It is visible that the removal efficiency is clearly higher for an abrasive tape of Example 7 according to the invention, in which the abrasive agent was further heat treated after drying. The thick printed lines show example 7 and the fine lines show example 8.
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