PL199690B1

PL199690B1 - Sposób wytwarzania ceramicznych narzędzi ściernych

Info

Publication number: PL199690B1
Application number: PL338967A
Authority: PL
Inventors: Daniela Herman
Original assignee: Politechnika Koszali & Nacute
Priority date: 2000-03-10
Filing date: 2000-03-10
Publication date: 2008-10-31
Also published as: PL338967A1

Abstract

iarno ścierne z mikrokrystalicznego spiekanego tlenku glinu miesza się z rozdrobnionym do uziarnienia poniżej 63 am spoiwem szklanokrystalicznym o następującym składzie chemicznym (%wag.): SiO 2 w ilości 30 - 70%, Al 2 O 3 w ilości 1 - 20%, ZnO w ilości 1 - 25%, MnO w ilości 0,01 - 5%, K 2 O w ilości 1 - 15%, B 2 O 3 w ilości 5 - 35%, CaO MgO w ilości 1 - 50%, FeO Fe 2 O 3 w ilości 0,01 - 25%, Na 2 O w ilości 0,05 - 10%, Li 2 O w ilości 0,1 - 10%, CuO w ilości 0,01 - 2%, a uformowane narzędzia wypala się w temperaturze do 1100°C. W innym rozwiązaniu ścierniwo jest mieszaniną mikrokrysta licznego ziarna ściernego i ziarna elektrokorundowego.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania ceramicznych narzędzi ściernych, zwłaszcza przeznaczonych do obróbki gładkościowej.

Do wytwarzania ceramicznych narzędzi ściernych z udziałem ziarna ściernego z Al2O3 stosuje się ziarna z topionego tlenku glinu (elektrokorundu), który zbudowany jest z jednostek krystalicznych o wielkoś ci powyż ej 10 μ m.

Do narzędzi ściernych z elektrokorundu używa się spoiw szklanych (zgłoszenie patentowe polskie P. 225893), spoiw na bazie żużla pomiedziowego (patent polski nr 150783) lub spoiw szklanokrystalicznych (patent polski nr 167563). Otrzymane zestawy mas ściernych miesza się, uplastycznia i po uformowaniu wypala się w temperaturze nie wyższej niż 1150°C z udziałem spoiw szklanych, powyżej 1200°C ze spoiwem na bazie żużla lub do 1200°C ze spoiwem szklanokrystalicznym, po czym studzi się z regulowaną prędkością do temperatury otoczenia.

Znane spoiwo ceramiczne do narzędzi ściernych, wytworzone z udziałem żużla pomiedziowego i fryty krzemianowej, według patentu polskiego 167563, zawiera następujące składniki, których iloś ci określone są w procentach molowych (% mol): SiO2 w ilości 30-70%, Al2O3 w ilości 1-20%, ZnO w ilości 0-20%, MnO w ilości 0,05-5%, K2O w ilości 1,0-15%, B2O3 w ilości 1,0-30%, CaO w ilości 10-30%, MgO w ilości 5-30%, FeO+Fe2O3 w ilości 0,05-25%, Na2O w ilości 0,05-10%, Li2O w ilości 0,1-20%, CuO w ilości 0,05-2%.

Cechą charakterystyczną narzędzi ściernych z elektrokorundu jest to, że na ich wytrzymałość wywiera istotny wpływ agregatowa budowa ziarna ściernego. Przy działaniu dużych sił w procesie szlifowania, gdy elektrokorundowe ziarna ścierne ulegają stępieniu, istnieje możliwość tzw. przypaleń. Ponadto ziarna szybko się zużywają, ponieważ wypadają duże kryształy. Wpływa to również na szybkie zużycie ściernicy.

W zwią zku z tymi niekorzystnymi cechami ś ciernic z elektrokorundu, istnieje coraz większe zainteresowanie ściernicami z mikrokrystalicznego spiekanego tlenku glinu, ponieważ zaletą takich ściernic jest stopniowe mikrowykruszanie się ziarn w trakcie procesu obróbki.

Ze względu na odmienną, krystaliczną budowę spiekanego tlenku glinu, która stanowi submikronowe jednostki krystaliczne, najczęściej poniżej 1 μm, synteza ich ze spoiwem ceramicznym różni się istotnie od syntezy elektrokorundowych ziaren ściernych spoiwami ceramicznymi. Wyższy stopień rozwinięcia powierzchni mikrokrystalicznych ziaren ściernych tlenku glinu, wynikający z odmiennego niż dla elektrokorundów procesu technologicznego ich otrzymywania powoduje, że istnieją między tymi ziarnami różnice mechaniczno-technologiczne i strukturalno-chemiczne. W związku z tym proces technologiczny wiązania ziaren mikrokrystalicznego tlenku glinu w narzędzie ścierne różni się istotnie od wiązania elektrokorundów.

Istota sposobu wytwarzania ceramicznych narzędzi ściernych według wynalazku polega na tym, że ścierniwo z mikrokrystalicznego tlenku glinu miesza się z rozdrobnionym poniżej 63 μm spoiwem szklanokrystalicznym o następującym składzie chemicznym (% wag.); SiO2 w ilości 30-70%, Al2O3 w ilości 1-20%, ZnO w ilości 1-25%, MnO w ilości 0,01-5%, K2O w ilości 1-15%, B2O3 w ilości 5-35%, CaO+MgO w ilości 1-50%, FeO+Fe2O3 w ilości 0,01-25%, Na2O w ilości 0,05-10%, Li2O w ilości 0,1-10%, CuO w ilości 0,01-2%.

Uzyskany materiał uplastycznia się i po uformowaniu w narzędzie ścierne wypala się w temperaturze do 1100°C.

W innym sposobie według wynalazku, używa się do wytwarzania narzędzi takiego ścierniwa, które jest mieszaniną mikrokrystalicznego ziarna ściernego i ziarna elektrokorundowego. Pozwala to, w zależności od proporcji użytych składników tego ścierniwa, na wytwarzanie ściernic o pożądanych właściwościach eksploatacyjnych, np. do obróbki wybranych materiałów albo do obróbki wstępnej czy do obróbki gładkościowej.

Wykorzystanie, w sposobie według wynalazku, mikrokrystalicznego tlenku glinu i spoiwa szklanokrystalicznego, daje narzędzia o nadzwyczajnie dobrych własnościach eksploatacyjnych i wytrzymałościowych. Uzyskane wyroby charakteryzują się wytrzymałością mechaniczną na rozrywanie do 30MPa. Cechą charakterystyczną narzędzi jest zbliżony, mikrokrystaliczny typ budowy spoiwa i ziarna.

P r z y k ł a d I

Do wyrobu narzędzia ściernego użyto ziarna mikrokrystalicznego tlenku glinu i spoiwa szklanokrystalicznego o następującym składzie chemicznym (% wag): Al2O3 - 5,99%; SiO2 - 51,51;

PL 199 690 B1

FeO+Fe2O3 -2,00; CaO+MgO - 9,65; Na2O+K2O - 8,41; ZnO - 10,15; MnO - 0,09; CuO - 0,0; Li2O - 0,51; B2O3 - 11,66.

Spoiwo szklanokrystaliczne rozdrabia się do uziarnienia poniżej 63 μm a następnie miesza się ze ścierniwem z mikrokrystalicznego tlenku glinu w ściśle określonych proporcjach wagowych, zależnych od wymaganej charakterystyki narzędzia ściernego. Po uformowaniu żądanego kształtu ściernice wypala się w temperaturze 900°C. Uzyskane wyroby charakteryzują się wytrzymałością na rozrywanie w granicach od 10 do 20 MPa.

P r z y k ł a d II

Do wytworzenia ściernicy ceramicznej użyto spoiwa szklanokrystalicznego jak w przykładzie I, natomiast 50% ścierniwa z mikrokrystalicznego tlenku glinu zastępuje się ścierniwem elektrokorundowym. Po uformowaniu żądanego kształtu ściernice wypala się w temperaturze 1000°C. Uzyskane wyroby charakteryzują się wytrzymałością na rozrywanie w granicach od 12 do 23MPa.

Claims

1. Sposób wytwarzania ceramicznych narzędzi ściernych, w którym ścierniwo mikrokrystaliczne miesza się ze spoiwem szklanokrystalicznym, następnie formuje się i poddaje obróbce termicznej, znamienny tym, że ziarno ścierne z mikrokrystalicznego, spiekanego tlenku glinu, miesza się z rozdrobnionym do uziarnienia poniżej 63 μm spoiwem szklanokrystalicznym o następującym składzie chemicznym (% wag.): SiO2 w ilości 30-70%, Al2O3 w ilości 1-20%, ZnO w ilości 1-25%, MnO w ilości 0,01-5%, K2O w ilości 1-15%, B2O3 w ilości 5-35%, CaO+MgO w ilości 1-50%, FeO+ Fe2O3 w ilości 0,01-25%, Na2O w ilości 0,05-10%, Li2O w ilości 0,1 -10%, CuO w ilości 0,01-2%, a uformowane narzędzia wypala się w temperaturze do 1100°C.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ścierniwo jest mieszaniną mikrokrystalicznego ziarna ściernego i ziarna elektrokorundowego.