NO125440B

NO125440B -

Info

Publication number: NO125440B
Application number: NO92869A
Authority: NO
Inventors: J Mcmullen
Original assignee: Carborundum Co
Priority date: 1968-03-07
Filing date: 1969-03-05
Publication date: 1972-09-11
Also published as: GB1254781A; FR2003417A1; NL6903471A; SE340978B; DE1908475A1; BE729454A

Description

Sintrede slipemiddelkorn. Sintered abrasive grains.

Foreliggende oppfinnelse vedrører et forbedret slipemiddelkorn og mere spesielt forbedrede sintrede aluminiumoksyd-zirkon— oksyd-slipemiddeIkorn. The present invention relates to an improved abrasive grain and more particularly improved sintered alumina-zirconia-oxide abrasive grains.

Sintrede slipemiddelkorn har fått stadig økende interes- Sintered abrasive grains have received increasing interest

se i teknikken, både på grunn av deres utmerkede slipemiddelegen-skaper og på grunn av at de er lette å fremstille. Sintrede aluminiumoksydkorn kan normalt" fremstilles på en økonomisk måte til den ønskede størrelse og form, og slike korn har i mange tilfelle vist seg å være bedre enn slipemiddelkorn fremstilt fra smeltede og knuste slipematerialer. F.eks. har sintrede aluminiumoksyd-slipemiddeIkorn vist seg å være bedre enn smeltede slipemateria- see in the art, both because of their excellent abrasive properties and because they are easy to manufacture. Sintered alumina grains can normally be produced economically to the desired size and shape, and such grains have in many cases been shown to be superior to abrasive grains made from molten and crushed abrasive materials. For example, sintered alumina abrasive grains have been shown to be better than molten abrasives-

ler ved slipning av rustfritt stål. Sintrede aluminiumoksydkorn oppviser imidlertid dårlige slipeegenskaper på andre materialtyper, clay when grinding stainless steel. However, sintered aluminum oxide grains exhibit poor grinding properties on other types of material,

som f.eks. karbonrikt stål. Et sintret slipemiddelpreparat som har vist seg å være et utmerket slipemateriale for slipning av karbonrikt stål, er en blanding av aluminiumoksyd og zirkonoksyd, hvor zirkonoksydinnholdet kan variere fra bare noen få prosent opptil så meget som 70 eller 80 vektprosent av slipematerialet. Mens et slikt produkt har vist seg å være meget effektivt ved slipning av karbonrikt stål, så har det imidlertid vist seg å ha dårlige slipeegenskaper på rustfritt stål. like for example. high carbon steel. A sintered abrasive preparation which has been found to be an excellent abrasive for grinding high-carbon steel is a mixture of alumina and zirconia, the zirconia content varying from only a few percent to as much as 70 or 80 percent by weight of the abrasive. While such a product has been shown to be very effective when grinding carbon-rich steel, it has however been shown to have poor grinding properties on stainless steel.

Det er følgelig et formål for oppfinnelsen å fremstille. et forbedret slipemiddelkorn for anvendelse i slipemiddelartikler, særlig, sammenbundne s lipemidde lart ikle r. It is therefore an object of the invention to produce. an improved abrasive grain for use in abrasive articles, in particular, bonded abrasive materials.

Det er videre et formål for oppfinnelsen å tilveiebringe et forbedret aluminiumoksyd-zirkonoksyd-slipemiddelkorn som oppviser utmerkede slipeegenskaper på både rustfritt stål og karbonrikt stål. It is a further object of the invention to provide an improved alumina-zirconia abrasive grain which exhibits excellent abrasive properties on both stainless steel and carbon-rich steel.

Det er videre et formål for oppfinnelsen å tilveiebringe et.forbedret sintret aluminiumoksyd-zirkonoksyd-slipemiddelprodukt ved at det i dette innføres visse tilsetningsstoffer. It is a further object of the invention to provide an improved sintered aluminum oxide-zirconium oxide abrasive product by introducing certain additives into it.

Disse og andre formål og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå av den følgende beskrivelse og de nye trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av patentkravene. These and other purposes and advantages of the invention will appear from the following description and the new features of the invention will appear from the patent claims.

Det har vist seg at det fåes et forbedret sintret aluminiumoksyd-zirkonoksyd-slipemiddelprodukt når det i et slikt produkt innføres fra ca. 1 til 10 vektprosent av et oksyd eller halogenid-tilsetningsmiddel utvalgt fra gruppen bestående av jordalkalimeta11-oksyder og halogenider, oksyder av krom, mangan og kobolt, halogenider av aluminium, mangan, kobolt og krom, og blandinger herav. Som typiske eksempler på slike tilsetningsstoffer som anvendes i henhold til oppfinnelsen, er kalsiumfluorid, kaliumaluminiumfluo-rid, manganoksyd, koboltoksyd, kromoksyd, kalsiumklorid, magnesium-klorid, magnesiumoksyd<p>g kryolitt (natriumaluminiumfluorid). Disse materialer kan anvendes i den form som de forekommer i naturen, som f.eks. filippinisk krommalm eller flusspat. Det vil således sees at visse forurensninger, som f.eks. jernoksyd, kiselsyre o.l., som normalt er tilstede i utgangsmaterialene., ikke innvirker på de nye resultater som oppnåes ved innføring av tilsetningsstoffet i sintrede aluminiumoksyd-zirkonoksyd-slipemiddeIkorn fremstilt i henhold til oppfinnelsen. It has been shown that an improved sintered alumina-zirconia abrasive product is obtained when in such a product it is introduced from approx. 1 to 10 percent by weight of an oxide or halide additive selected from the group consisting of alkaline earth metal oxides and halides, oxides of chromium, manganese, and cobalt, halides of aluminum, manganese, cobalt, and chromium, and mixtures thereof. As typical examples of such additives used according to the invention are calcium fluoride, potassium aluminum fluoride, manganese oxide, cobalt oxide, chromium oxide, calcium chloride, magnesium chloride, magnesium oxide<p>g cryolite (sodium aluminum fluoride). These materials can be used in the form in which they occur in nature, such as e.g. Philippine chrome ore or fluorspar. It will thus be seen that certain pollutants, such as e.g. iron oxide, silicic acid etc., which are normally present in the starting materials., do not affect the new results obtained by introducing the additive in sintered alumina-zirconia-abrasive grains produced according to the invention.

Anvendelsen av tilsetningsstoffer av den art som beskrevet ovenfor i smeltede støpte ildfaste materialer er kjent i teknikken vedrørende smeltede støpte ildfaste materialer for å avhjel-pe slike problemer som splintring og sprekning av den smeltede, støpte form. Teknikkens nivå åpenbarer tilsetningen av tilsetningsstoffer, som magnesiumoksyd, hatriumoksyd og kalsiumoksyd til smeltede, støpte blandinger av aluminiumoksyd og zirkonoksyd. Det var imidlertid helt uventet at innføringen av slike tilsetningsstoffer i sintrede aluminiumoksyd-zirkonoksyd-slipemiddelpro-dukter ville forbedre styrken og slipeegenskapene av slike produk-ter. The use of additives of the kind described above in molten cast refractories is known in the art of molten cast refractories to remedy such problems as splintering and cracking of the molten cast form. The prior art discloses the addition of additives such as magnesium oxide, sodium oxide and calcium oxide to molten, cast mixtures of alumina and zirconia. However, it was completely unexpected that the introduction of such additives into sintered alumina-zirconia abrasive products would improve the strength and abrasive properties of such products.

Aluminiumoksydet og zirkonoksydet kan fåes fra en hvilken somhélst kommersiell tilgjengelig kilde, skjønt det er å foretrekke å anvende relativt høyrene pulvere, i det minste med en renhetsgrad av omtrent 95 %. Forholdet mellom aluminiumoksyd og zirkonoksyd kan variere fra ca. 90/5 til 25/75. Det foretrukkede forhold mellom aluminiumoksyd og zirkonoksyd er imidlertid 60/40. Aluminiumoksyd- og zirkonoksydpulverne findeles ved passende mid-ler, som f.eks. våt eller tørrmalning i en roterende kulemølle eller ved sprøytemaling ved komprimert luft eller damp for å redu-sere middelspartikkelstørrelsen av pulveret til ca. 5 mikron eller mindre. The alumina and zirconia can be obtained from any commercially available source, although it is preferable to use relatively pure powders, at least with a degree of purity of about 95%. The ratio between aluminum oxide and zirconium oxide can vary from approx. 90/5 to 25/75. However, the preferred ratio between alumina and zirconia is 60/40. The aluminum oxide and zirconium oxide powders are finely ground by suitable means, such as e.g. wet or dry grinding in a rotating ball mill or by spray grinding with compressed air or steam to reduce the average particle size of the powder to approx. 5 microns or less.

Tilsetningsstoffene kan være høyrene eller de kan anvendes i den kommersielt tilgjengelige form eller i den form som de forekommer i naturen. F.eks. er det oppnådd utmerkede resultater ved å anvende 99 % rent kalsiumfluorid, såvel som kommersielt tilgjengelig flusspat som inneholder ca. 86 % kalsiumfluorid, ca. 8 % kiselsyre, ca. 4 % kalsiumkarbonat og ca. 2 % aluminiumoksyd og jernoksyd. Utmerkede resultater er også oppnådd ved å anvende filippinisk krommalm som har følgende analyse: kromoksyd 35 %, kiselsyre 3 %, jernoksyd 15 %, aluminiumoksyd 30 %, magnesia 16 % og kalsiumoksyd 0,5 %. Det vil således sees som nevnt ovenfor, The additives can be pure or they can be used in the commercially available form or in the form in which they occur in nature. E.g. excellent results have been achieved by using 99% pure calcium fluoride, as well as commercially available fluorspar containing approx. 86% calcium fluoride, approx. 8% silicic acid, approx. 4% calcium carbonate and approx. 2% aluminum oxide and iron oxide. Excellent results have also been obtained by using Philippine chrome ore having the following analysis: chromium oxide 35%, silicic acid 3%, iron oxide 15%, aluminum oxide 30%, magnesia 16% and calcium oxide 0.5%. It will thus be seen as mentioned above,

at tilstedeværelsen av forurensninger som normalt forekommer i tilsetningsstoffene som anvendes i henhold til oppfinnelsen, ikke er skadelig for de endelige egenskaper av slipemiddelproduktet fremstilt i henhold til oppfinnelsen. that the presence of contaminants that normally occur in the additives used in accordance with the invention are not harmful to the final properties of the abrasive product produced in accordance with the invention.

Tilsetningsmaterialene som anvendes i henhold til oppfinnelsen, findeles på samme måte som nevnt ovenfor for aluminiumoksyd og zirkonoksyd. Det er å foretrekke at middelspartikkelstør-relsen av tilsetningsstoffene er mindre enn 5 mikron. The additive materials used according to the invention are finely ground in the same way as mentioned above for aluminum oxide and zirconium oxide. It is preferable that the average particle size of the additives is less than 5 microns.

Prinsipielt omfatter arbeidstrinnene ved fremstilling In principle, it includes the working steps of manufacturing

av slipemiddeIkornene i henhold til oppfinnelsen følgende: of the abrasive grains according to the invention the following:

1. Det fremstilles en blanding omfattende 90-99 % av 1. A mixture comprising 90-99% of

en blanding av pulverformet materiale som inneholder aluminiumok- a mixture of powdered material containing aluminum oxide

syd og zirkonoksyd og 1-10 % av et tilsetningsstoff utvalgt fra gruppen bestående av et jordalkalimetalloksyd og halogenid, et oksyd av krom, mangan og kobolt, et halogenid av aluminium, mangan, kobolt og krom, og blandinger herav, og det.hele blandes sammen til en formbar masse med et fluidisert bæremiddel, som f.eks. vann. Dessuten innføres det normalt et temporært bindemiddel i massen. 2. Massen overføres til slipemiddelkorn av den ønskede form og størrelse. syd and zirconium oxide and 1-10% of an additive selected from the group consisting of an alkaline earth metal oxide and halide, an oxide of chromium, manganese and cobalt, a halide of aluminum, manganese, cobalt and chromium, and mixtures thereof, and the whole is mixed together into a malleable mass with a fluidized carrier, such as e.g. water. In addition, a temporary binder is normally introduced into the mass. 2. The mass is transferred to abrasive grains of the desired shape and size.

3'-. De ekstruderte korn tørkes for å fjerne overskudd 3'-. The extruded grains are dried to remove excess

av fuktighet og for å herde det temporære bindemiddel. of moisture and to cure the temporary binder.

4. Kornene opphetes til en tilstrekkelig temperatur for å sintre de individuelle partikler. 4. The grains are heated to a sufficient temperature to sinter the individual particles.

Ved utførelsen av det første trinn er det å foretrekke In the execution of the first step, it is preferable

å tilsette temporært bindemiddel til aluminiumoksyd-zirkonoksyd-tilsetningsstoffblandingen for å tilveiebringe en tilstrekkelig styrke i usintret tilstand hos kornene som er fremstilt, for å muliggjøre en videre bearbeidelse. Blant slike temporære bindemidler som er egnet for anvendelse ved oppfinnelsen, er bentonitt, stivelse, dekstrin, metylcellulosecg blandinger herav.. Dessuten kan det også anvendes en syntetisk harpiks, som f.eks. kondense-ringsprodukter av aldehyder og fenoler. Utvelgelsen av et spesielt temporært bindemiddel beror for en stor del på det fluidiseren— de bæremiddel som tilsettes til den tørre blanding for å gjøre den formbar og videre beror utvelgelsen på typen av den tilgjengelige formningsapparatur. I de nedenfor anførte eksempler anvendes bentonitt, fordi dette ikke må brennes bort fra de enkelte korn før sintringen av kornene. Det foretrukkede temporære bindemiddel som anvendes i henhold til oppfinnelsen, er en blanding av bentonitt og metylcellulose, som har vist seg å være særlig egnet for form-ning av ekstruderbare blandinger. adding temporary binder to the alumina-zirconia additive mixture to provide sufficient strength in the unsintered state of the grains produced to enable further processing. Among such temporary binders which are suitable for use in the invention are bentonite, starch, dextrin, methylcellulose and mixtures thereof. In addition, a synthetic resin can also be used, such as e.g. condensation products of aldehydes and phenols. The selection of a particular temporary binder depends to a large extent on the fluidizer—the carrier that is added to the dry mixture to make it formable, and further the selection depends on the type of forming equipment available. In the examples given below, bentonite is used, because this must not be burned away from the individual grains before sintering the grains. The preferred temporary binder used according to the invention is a mixture of bentonite and methyl cellulose, which has been shown to be particularly suitable for forming extrudable mixtures.

Kornformningsprosessen utføres fortrinnsvis ved å ekstru-dere en mengde av den våte blanding gjennom et munnstykke så at det dannes staver av jevnt geometrisk tverrsnitt, som deretter sintres til korn som hver for seg er sammensatt av mange av de oven-nevnte partikler av materiale som inneholder aluminiumoksyd og zirkonoksyd, tilsetningsstoffer og temporært bindemiddel. Kornene er fortrinnsvis faste og oppviser et sylindrisk tverrsnitt skjønt et stort antall forskjellige andre former lett kan oppnåes, som f.eks. polygonalform, triangulærform eller kvadratform. Lengden og diameteren av kornene kan varieres etter ønske, imidlertid er det å foretrekke å anvende et middelsforhold mellom lengde og diameter av mellom 2:1 og 3:1. Kornene tørkes i en tilstrekkelig tidsperiode, vanligvis ca. 24 timer, ved en tilstrekkelig temperatur for å fjerne overskudd av fuktighet og for å herde det temporære bindemiddel. The grain forming process is preferably carried out by extruding a quantity of the wet mixture through a die so as to form rods of uniform geometric cross-section, which are then sintered into grains which are individually composed of many of the above-mentioned particles of material containing aluminum oxide and zirconium oxide, additives and temporary binder. The grains are preferably solid and exhibit a cylindrical cross-section although a large number of different other shapes can easily be obtained, such as e.g. polygonal shape, triangular shape or square shape. The length and diameter of the grains can be varied as desired, however it is preferable to use an average length to diameter ratio of between 2:1 and 3:1. The grains are dried for a sufficient period of time, usually approx. 24 hours, at a temperature sufficient to remove excess moisture and to harden the temporary binder.

Det tør være klart at kornene kan ha en hvilken som helst ønsket tverrsnittstørrelse svarende til deres anvendelser i slipemiddelartikler. Når de f.eks. anvendes i slipehjul, kan de ferdige korns diameter variere fra ca. 0,76 mm for finhet 24 It will be appreciated that the grains may have any desired cross-sectional size corresponding to their applications in abrasive articles. When they e.g. used in grinding wheels, the diameter of the finished grains can vary from approx. 0.76 mm for fineness 24

(24 grit) til ca. 2,54 mm for finhet 8 (8 grit). Ved ekstrudering av kornene må man ta hensyn til krympningen av kornene som finner sted ved de påfølgende bearbeidelsestrinn og dette oppnåes normalt ved å gjøre kornet ca. 1 finhetsstørrelse større enn den ønskede ferdige finhetsstørrelse. (24 grit) to approx. 2.54 mm for fineness 8 (8 grit). When extruding the grains, account must be taken of the shrinkage of the grains that takes place during the subsequent processing steps and this is normally achieved by making the grain approx. 1 fineness size larger than the desired finished fineness size.

Opphetning av kornene for å sintre sammen de enkelte partikler utføres i en ovn ved en temperatur mellom ca. 1500° og 1750°C. Den nøyaktige sintringstemperatur og tiden kan lett fast-slåes ved å sintre prøvestykker av aluminiumoksyd-zirkonoksyd-til-setningsstoffproduktet ved varierende temperaturer og tider innenfor sintringsområdet og å utsette prøvestykkene for en knusnings-prøve for å fastslå produktets styrke. Den temperatur ved hvilken maksimal knusestyrke oppnåes, foretrekkes generelt. Det har vist seg at med det tilgjengelige apparat er det å foretrekke å sintre slipemiddeIkornene i henhold til oppfinnelsen ved en temperatur mellom 1600 og 1700°C. Heating of the grains to sinter the individual particles is carried out in an oven at a temperature between approx. 1500° and 1750°C. The exact sintering temperature and time can be easily determined by sintering test pieces of the alumina-zirconia-to-filler product at varying temperatures and times within the sintering range and subjecting the test pieces to a crush test to determine the strength of the product. The temperature at which maximum crushing strength is achieved is generally preferred. It has been shown that with the available apparatus it is preferable to sinter the abrasive grains according to the invention at a temperature between 1600 and 1700°C.

Sintringstiden varierer alt etter temperaturen og typen av sintringsovnen som anvendes. I en vanlig gassopphetet ovn, opphetes f.eks. kornene gradvis til det ønskede temperaturområdet i løpet av ca. 16 timer og holdes ved denne temperatur i 60 minutter. Når det anvendes en roterende ovn, behandles kornene i den varme sone imidlertid i bare ca. 4 minutter. Den varme sone i den roterende ovn holdes innenfor det foretrukkede temperaturområde. En ennu hurtigere sintringstid kan oppnåes ved å anvende en rysteovn av den type som er beskrevet i US-patent 3415 940. Når det anvendes denne apparattype, vil kornene befinne seg i den varme sone i en periode av ca. 2 minutter. Bruken av roterende ovner og ryste-ovner for fremstilling av kornene i henhold til oppfinnelsen foretrekkes følgelig, da det herved kreves vesentlig kortere sintrings-tider. The sintering time varies depending on the temperature and the type of sintering furnace used. In a normal gas-heated oven, e.g. the grains gradually to the desired temperature range during approx. 16 hours and kept at this temperature for 60 minutes. However, when a rotary kiln is used, the grains are processed in the hot zone for only approx. 4 minutes. The hot zone in the rotary kiln is maintained within the preferred temperature range. An even faster sintering time can be achieved by using a shaking furnace of the type described in US patent 3415 940. When this type of device is used, the grains will be in the hot zone for a period of approx. 2 minutes. The use of rotary kilns and shaker kilns for the production of the grains according to the invention is therefore preferred, as significantly shorter sintering times are thereby required.

Sintringsatmosfæren kan variere fra oksyderende til redu-serende, men for å oppnå optimal hårdhet og sprøhet av de ferdige korn er det å foretrekke å holde atmosfæren nøytral eller oksy-de re nde. The sintering atmosphere can vary from oxidizing to reducing, but to achieve optimal hardness and brittleness of the finished grains, it is preferable to keep the atmosphere neutral or oxidizing.

Slipemiddelkorn fremstilt i henhold til oppfinnelsen kan anvendes ved fremstilling av slipemiddel-artikler og mere spesielt i harpiks sammenbundne slipehjul, som f.eks. metallbarresli-pehjul, støpegodsslipehjul og avskjæringsslipehjul. Dessuten kan imidlertid slipekornene i henhold til oppfinnelsen anvendes i slipehjul hvor det anvendes andre typer av bindemidler, som f.eks. fbrglassede bindemidler og metallbindemidler. SlipemiddeIkornene fremstilt i henhold til oppfinnelsen oppviser gode fuktningsegen-skaper med organiske harpikser og kan følgelig anvendes i slipemiddelartikler hvor det anvendes forskjellige, vanlig kjente synte-tiske og naturlige harpikser, som f.eks. fenolformaldehydharpikser, resorcinal, formaldehydharpikser, polyesterharpikser, polyeterhar-pikser, shellak., fernis og^ lignende. Abrasive grains produced in accordance with the invention can be used in the production of abrasive articles and more particularly resin bonded grinding wheels, such as e.g. metal bar grinding wheels, casting grinding wheels and cut-off grinding wheels. In addition, however, the abrasive grains according to the invention can be used in grinding wheels where other types of binders are used, such as e.g. fiberglass binders and metal binders. The abrasive grains produced according to the invention exhibit good wetting properties with organic resins and can consequently be used in abrasive articles where different, commonly known synthetic and natural resins are used, such as e.g. phenol formaldehyde resins, resorcinal, formaldehyde resins, polyester resins, polyether resins, shellac, varnish and the like.

Slipehjul fremstilt i henhold til oppfinnelsen har vist seg meget effektive for slipning både av karbonrikt stål og rustfritt stål. En vesentlig fordel ved oppfinnelsen er at brukeren kan slipe forskjellige typer av stålsorter uten å måtte forandre hjulene eller uten at det er nødvendig å ha et lager av hjul med forskjellige kornsammensetninger som er særlig egnet for slipning av spesielle ståltyper. Grinding wheels manufactured according to the invention have proven to be very effective for grinding both carbon-rich steel and stainless steel. A significant advantage of the invention is that the user can grind different types of steel without having to change the wheels or without it being necessary to have a stock of wheels with different grain compositions which are particularly suitable for grinding special types of steel.

Det følgende eksempel skal tjene til å klargjøre en fo-retrukket fremgangsmåte for fremstilling av slipemiddelkorn i henhold til foreliggende oppfinnelse. The following example shall serve to clarify a preferred method for producing abrasive grains according to the present invention.

Eksempel 1 Example 1

Nr. 12 slipemiddelkorn med et tverrsnitt av ca. 1,8 mm og en middels lengde av ca. 5,3 mm ble fremstilt fra hver av følgende blandinger. No. 12 abrasive grains with a cross section of approx. 1.8 mm and an average length of approx. 5.3 mm was prepared from each of the following mixtures.

Aluminiumoksydet fikk man fra Reynolds Metals Aluminum Company og var betegnet som "RC142-BM", det inneholdt mer enn 98 % A^O-j- Zirkonoksydet var zirkonoksyd av reaktorkvalitet erholdt fra Carborundum Metals Climax Inc., nu kjent som Amax Metal Specialties Inc. Mn02 ^a^e følgende analyse: Mn02 ~ 77,7 %, Si02 - 9,29 %, A1203 - 2,76 %, CaO - 0,12 %, MgO - 0,66 %, Fe203 - 3,01 %. The alumina was obtained from Reynolds Metals Aluminum Company and was designated "RC142-BM", it contained greater than 98% A^O-j- The zirconia was reactor grade zirconia obtained from Carborundum Metals Climax Inc., now known as Amax Metal Specialties Inc. MnO2 ^a^e the following analysis: Mn02 ~ 77.7%, Si02 - 9.29%, Al2O3 - 2.76%, CaO - 0.12%, MgO - 0.66%, Fe2O3 - 3.01%.

Disse pulvere ble alle findelt til en middels partikkel-størrelse av mindre enn 5 mikron. Hver av blandingene A, B og C ble behandlet på følgende måte: Bestanddelene ble først tørrblan-det i en mølle med en diameter av 0,9 m i ca. 5 minutter. Derpå ble vann tilsatt i en mengde tilstrekkelig til å gi massen en kon-sistens som er egnet for ekstruderirig. These powders were all comminuted to an average particle size of less than 5 microns. Each of the mixtures A, B and C was processed in the following way: The components were first dry-mixed in a mill with a diameter of 0.9 m for approx. 5 minutes. Water was then added in an amount sufficient to give the mass a consistency suitable for extrusion.

Massen ble derpå chargert til en ekstruder av skruetypen og med en diameter av ca. 10 cm og tvunget gjennom et munnstykke 7,4 mm tykt. De ekstruderte stenger hadde en diameter av 2 mm og en lengde av fra 5 cm til 60 cm. De ekstruderte stengene ble tør-let i en dampopphetet roterende tørkeinnretning ved en temperatur av ca. 105°C og under tørkningen ble kornene oppdelt til en lengde av middel ca. 6 mm. The mass was then charged to a screw-type extruder with a diameter of approx. 10 cm and forced through a nozzle 7.4 mm thick. The extruded rods had a diameter of 2 mm and a length of from 5 cm to 60 cm. The extruded bars were dried in a steam-heated rotary drying device at a temperature of approx. 105°C and during the drying the grains were divided into a length of medium approx. 6 mm.

De tørkede korn ble derpå tilmåtet en rysteovn med en hastighet av 50 g pr. minutt. Atmosfæren i ovnen var nøytral. The dried grains were then passed through a shaker at a rate of 50 g per minute. minute. The atmosphere in the oven was neutral.

Den foretrukkede opphetningstemperatur ble bestemt ved å tilmåte charger av kornene fremstilt fra hver av blandingene gjennom den varme sone i ovnen og mens den varme sone ble holdt ved temperaturer av 1550, 1600, 1650, 1700 og 1750°C. Kornene oppviste etter sintringen et middels tverrsnitt av ca. 1,8 mm og en middels lengde av ca. 5 mm. Prøver av de ferdige korn ble utsatt for knusnings-styrkeforsøk for å bestemme ved hvilken temperatur den maksimale knusestyrke ble oppnådd. Resultatene er anført i den nedenstående tabell A. The preferred heating temperature was determined by passing charges of the grains prepared from each of the mixtures through the hot zone of the furnace while maintaining the hot zone at temperatures of 1550, 1600, 1650, 1700 and 1750°C. After sintering, the grains had an average cross-section of approx. 1.8 mm and an average length of approx. 5 mm. Samples of the finished grains were subjected to crushing strength tests to determine at what temperature the maximum crushing strength was achieved. The results are listed in Table A below.

Knusestyrken ble bestemt med stykker av sintrede korn med et middelsforhold mellom lengden og diameteren av 3:1. Kornet som skal undersøkes, ble anbragt langsetter mellom et par kje-ver og det ble utøvet et tilstrekkelig trykk for å knuse kornet. Trykke\ : i kilogram ved hvilket kornet ble knust, er angitt som knusestyrke . The crushing strength was determined with pieces of sintered grains with an average length to diameter ratio of 3:1. The grain to be examined was placed lengthwise between a pair of jaws and sufficient pressure was applied to crush the grain. Pressure\: in kilograms at which the grain was crushed, is indicated as crushing strength.

Det vil av tabellen sees at det oppnåes en vesentlig økning i knusestyrken ved tilsetning av Mn02 til det sintrede produkt. Den foretrukkede temperatur basert på knusestyrken ligger på mellom 1600 og 1700°C. It will be seen from the table that a significant increase in the crushing strength is achieved by adding Mn02 to the sintered product. The preferred temperature based on the crushing strength is between 1600 and 1700°C.

Ytter 1. jlgr; c? forsøk ble utført under anvendelse av aluminiumoksyd og zirkonoksyd sum anført ovenfor og under anvendelse av Outer 1st jlgr; c? experiments were carried out using aluminum oxide and zirconium oxide sum stated above and using

varierende mengder og sammensetninger av tilsetningsstoffene som er nyttige ved fremstilling av slipemiddelkorn i henhold til oppfinnelsen. Sammensetningen av blandingene og opphetningstemperaturene og knusestyrkene er anført i den nedenstående tabell B. Hver blanding inneholdt 3 % bentonitt og 2 % metylcellulose som et temporært bindemiddel. varying amounts and compositions of the additives which are useful in the production of abrasive grains according to the invention. The composition of the mixtures and the heating temperatures and crushing strengths are listed in Table B below. Each mixture contained 3% bentonite and 2% methylcellulose as a temporary binder.

Eksempel 2 Example 2

Aluminiumoksyd-zirkonoksyd-sintrede slipekorn ble fremstilt på den måte som er angitt i eksempel 1 bortsett fra at det ble anvendt varierende mengder av filippinisk krommalm som tilsetningsstoff i slipeproduktet i henhold til oppfinnelsen-. Aluminiumoksydet og zirkonoksydet var de samme som ble anvendt i eksempel 1 og ble findelt som angitt, i dette eksempel. Den filippiniske krommalm hadde følgende analyse: Alumina-zirconia sintered abrasive grains were produced in the manner indicated in example 1 except that varying amounts of Philippine chrome ore were used as an additive in the abrasive product according to the invention. The alumina and zirconia were the same as used in example 1 and were finely divided as indicated in this example. The Philippine chrome ore had the following analysis:

Krommalmen ble kulemalt i ca. 24 timer i en aluminiumoksyd-utforet mølle under anvendelse av aluminiumoksydkuler, for å oppdele malmen til en findelt tilstand hvor middelpartikkelstør-relsen var mindre enn 5 mikron. Bestanddelene innbefattet bentonitt og metylcellulose ble først tørrblandet og derpå blandet med tilstrekkelig vann for å gjøre massen ekstruderbar. Massen ble ekstrudert til stenger med en diameter av 2,3 mm og tørket på den måte som er angitt i eksempel 1. Tabell C nedenfor viser sammensetningen av blandingene som ble anvendt i dette eksempel. The chrome ore was ball milled for approx. 24 hours in an alumina lined mill using alumina balls to break the ore into a finely divided state where the mean particle size was less than 5 microns. The ingredients including bentonite and methyl cellulose were first dry mixed and then mixed with sufficient water to make the mass extrudable. The mass was extruded into rods with a diameter of 2.3 mm and dried in the manner indicated in Example 1. Table C below shows the composition of the mixtures used in this example.

Som det vil sees var. forsøk nr. 22 et sammenligningsfor-søk med aluminiumoksyd og zirkonoksyd uten noe tilsatt krommalm. As it will be seen was. test no. 22 a comparison test with aluminum oxide and zirconium oxide without any added chromium ore.

Deler av kornene fra hvert av forsøkene ble ført gjennom en rysteovn hvor ovnstemperåturen ble regulert til forskjellige temperaturer mellom 1500 og 1750°C for å bestemme den foretrukkede opphetningstemperatur. I ovnen ble det opprettholdt en nøyt-ral atmosfære. Etter sintringen ble kornene utsatt for knusnings-^ forsøket som angitt i eksempel 1. Resultatene er anført nedenfor i tabell D. Portions of the grains from each of the experiments were passed through a shaking furnace where the furnace temperature was regulated to different temperatures between 1500 and 1750°C to determine the preferred heating temperature. A neutral atmosphere was maintained in the oven. After sintering, the grains were subjected to the crushing test as indicated in Example 1. The results are listed below in Table D.

Som det vil sees av den ovenanførte tabell, fant det sted en betydelig økning av knusestyrken hos slipekorn som var til-blandet krommalm som et tilsetningsstoff i overensstemmelse med oppfinnelsen, sammenlignet med det sintrede produkt som var fremstilt fra de samme bestanddeler, men uten noen krommalmtilsetning. As will be seen from the above table, there was a significant increase in the crushing strength of abrasive grains mixed with chrome ore as an additive in accordance with the invention, compared to the sintered product made from the same ingredients but without any chrome ore addition. .

Eksempel 3 Example 3

Slipekorn med en sammensetning i henhold til forsøk nr. 20, dvs. aluminiumoksyd-zirkonoksyd med 5 % krommalmtilsetning, ble fremstilt i en rysteovn på den måte som er angitt i eksempel 1. Rysteovnstemperaturen var 1650°C og atmosfæren var nøytral. Det sintrede slipekorn hadde en middels tverrsnittsdiameter av ca. 1,8 mm og en middels lengde av ca. 3,5 mm. Disse slipekorn ble innført i to slipehjul sammenbundet ved hjelp av harpiksbin-demiddel og med følgende sammensetning: Abrasive grains with a composition according to trial No. 20, i.e. alumina-zirconia with 5% chromium ore addition, were produced in a shaking furnace in the manner indicated in Example 1. The shaking furnace temperature was 1650°C and the atmosphere was neutral. The sintered abrasive grain had a mean cross-sectional diameter of approx. 1.8 mm and an average length of approx. 3.5 mm. These abrasive grains were introduced into two grinding wheels connected by means of a resin binder and with the following composition:

Den ferdige dimensjon av hjulene var 40 x 6,4 x 15 cm. Foruten hjulene som inneholdt slipekornene i henhold til oppfinnelsen ble det fremstilt et sett av to sammenligningshjul fremstilt ved innføring av vanlig sintrede aluminiuaroksydkorn med en middels tverrsnittsdiameter av ca. 1,8 mm og en middels lengde av ca. 3,5 mm. Disse korn er kjent for utmerkede slipeegenskaper på rustfritt stål. Disse hjul ble anvendt som standardhjul for å bedøm-me ytelsen av hjulene som inneholdt slipekornene i henhold til oppfinnelsen. Hvert hjul ble undersøkt på stål av C 1045-typen og på rustfritt stål av typen 304 under anvendelse av en automatisert slipemaskin med tre bevegelsesmekanismer. Slipetrykket var 281 kg og hvert hjul ble i en totaltid av 8 minutter bragt i kontakt med en barre med en hjulhastighet av 3810 o.m.p.m. (overflatemeter pr. minutt) på stål av typen C 1045 og med en hjulhastighet av 2895 o. mTp.m. på rustfritt stål av typen 304. Resultatene er oppsummerert som forholdet mellom fjernet (F) kg metall og hjultapet i kg (H). The finished dimension of the wheels was 40 x 6.4 x 15 cm. In addition to the wheels containing the grinding grains according to the invention, a set of two comparison wheels was produced by introducing ordinary sintered aluminum oxide grains with a mean cross-sectional diameter of approx. 1.8 mm and an average length of approx. 3.5 mm. These grains are known for excellent grinding properties on stainless steel. These wheels were used as standard wheels to assess the performance of the wheels containing the grinding grains according to the invention. Each wheel was examined on C 1045-type steel and on 304-type stainless steel using an automated three-motion grinding machine. The grinding pressure was 281 kg and for a total time of 8 minutes each wheel was brought into contact with a bar with a wheel speed of 3810 rpm. (surface meter per minute) on steel of type C 1045 and with a wheel speed of 2895 o. mTp.m. on stainless steel of type 304. The results are summarized as the ratio between removed (F) kg of metal and the wheel loss in kg (H).

Av de foran anførte resultater vil det sees at de sintrede slipekorn av aluminiumoksyd-zirkonoksyd som var tilsatt tilsetningsstoffet i henhold til oppfinnelsen, oppviser en i alt vesentlig like så god ytelse som standardhjul ved slipning av rustfritt stål av typen 304, og oppviser en vesentlig bedre ytelse enn stan-dardhjulet på stål av typen C 1045. From the above results, it will be seen that the sintered grinding grains of aluminum oxide-zirconium oxide which were added to the additive according to the invention, show a substantially as good performance as standard wheels when grinding stainless steel of type 304, and show a significantly better performance than the standard wheel on steel of type C 1045.

Dessuten er F/H-forholdene ved hjul som inneholder slipekorn fremstilt i overensstemmelse med oppfinnelsen, vesentlig bedre enn F/H-forholdene som normalt oppgis for hjul som inneholder 12 grit-smeltede aluminiumoksyd-zirkonoksyd-slipekorn, som man har an-sett som særlig fremragende korn for slipning av karbonrikt stål. Moreover, the F/H ratios of wheels containing abrasive grains manufactured in accordance with the invention are significantly better than the F/H ratios normally given for wheels containing 12 grit-fused alumina-zirconia abrasive grains, which have been considered particularly excellent grain for grinding high-carbon steel.

Av den foranstående beskrivelse og de anførte data vil det sees at slipekorn fremstilt i overensstemmelse med oppfinnelsen har egenskaper som nærmer seg egenskapene av et "universal"-korn, i det minste forsåvidt angår slipningen av karbonrikt stål og rustfritt stål. Det vil altså si at slipekornene i henhold til oppfinnelsen har utmerkede slipeegenskaper både på karbonrikt stål og på rustfritt stål. Dette er i motsetning til foreliggende situ-asjon i slipeteknikken, hvor en forbruker må skifte hjulene når man går over fra slipning av rustfritt stål til slipning av karbonrikt stål, fordi slipeproduktene som nu for tiden anvendes bare vil slipe på en effektiv måte det ene eller det andre materiale, men ikke begge. From the foregoing description and the given data, it will be seen that abrasive grains produced in accordance with the invention have properties that approach the properties of a "universal" grain, at least as far as the grinding of carbon-rich steel and stainless steel is concerned. This means that the grinding grains according to the invention have excellent grinding properties both on carbon-rich steel and on stainless steel. This is in contrast to the current situation in grinding technology, where a consumer has to change the wheels when switching from grinding stainless steel to grinding carbon-rich steel, because the grinding products currently used will only grind effectively one or the other material, but not both.

Størrelsen og formen av kornene kan varieres alt etter forbrukernes ønske og kornenes anvendelse er ikke begrenset til sammenbundne slipeartikler, men kan også anvendes ved belagte slipeartikler. The size and shape of the grains can be varied according to the consumer's wishes and the use of the grains is not limited to bonded abrasive articles, but can also be used for coated abrasive articles.

Av det foran anførte vil det lett forståes at foreliggende oppfinnelse oppfyller de målsetninger som oppfinnelsen tok sikte på. Som det vil- forståes kan oppfinnelsen endres på mange måter uten å gå utenfor oppfinnelsens ramme. From the foregoing, it will be easily understood that the present invention fulfills the objectives at which the invention was aimed. As will be understood, the invention can be changed in many ways without going outside the scope of the invention.

Såfremt det ikke er anført noe annet, er angitte prosentmengder basert på vekt. If nothing else is stated, percentage amounts are based on weight.

Claims

.1. Sintered abrasive grains containing aluminum oxide and zirconium oxide, characterized in that they are produced from a fine-grained mixture of 87-96% aluminum oxide and zirconium oxide with a ratio between aluminum oxide and zirconium oxide from . 90:5 to 25:75, and 1 to 10 percent by weight of an additive selected from the group consisting of alkaline earth metal oxides and halides, oxides of chromium, manganese, and cobalt, halides of aluminum, manganese, cobalt, and chromium, and mixtures thereof, as well as approx. 3% of a temporary binder.

2. Abrasive grains according to claim 1, characterized in that said additive comprises approx. 5% by weight of the mixture.

3. Abrasive grains according to claim 1, characterized in that said additive comprises chromium oxide.

4. Abrasive grains according to claim 1, characterized in that said additive comprises calcium fluoride.

5. Abrasive grains according to claim 1, characterized in that said additive comprises manganese oxide.

6. Abrasive grains according to claim 1, characterized in that said additive comprises cobalt oxide.

7. Abrasive grains according to claim 1, characterized in that said additive comprises a mixture of manganese oxide and chromium oxide.

8. Abrasive grains according to claim 1, characterized in that said additive comprises a mixture of manganese oxide and cobalt oxide.

9. Abrasive grains according to claim 1, characterized in that they are produced from a fine-grained mixture of 52-58% aluminum oxide, 34-38% zirconium oxide, 1 - 10% of said additive and approx. 3% of a temporary binder.

10. Abrasive grains according to claim 1, characterized in that said grains have a uniform geometric cross-section and a ratio between the mean length and the diameter of at least 2:1.

11. Process for the production of sintered abrasive grains as stated in the preceding claims, characterized in that an extrudable mass comprising finely divided aluminum oxide, zirconium oxide, temporary binder and an additive selected from the group consisting of alkaline earth metal oxide, alkaline earth metal halide, oxides of chromium, manganese and cobalt is produced . a temperature of between 1500 and 1750°C for a sufficient time to sinter the individual particles and the

sintered grains are collected.