SE442008B - CERAMIC BINDING MATERIAL FOR THE MANUFACTURING OF GRINDING TOOL - Google Patents
CERAMIC BINDING MATERIAL FOR THE MANUFACTURING OF GRINDING TOOLInfo
- Publication number
- SE442008B SE442008B SE8303460A SE8303460A SE442008B SE 442008 B SE442008 B SE 442008B SE 8303460 A SE8303460 A SE 8303460A SE 8303460 A SE8303460 A SE 8303460A SE 442008 B SE442008 B SE 442008B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- binder
- weight
- lithium
- grinding
- ceramic
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
- B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
- B24D3/04—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic
- B24D3/14—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic ceramic, i.e. vitrified bondings
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
h) sàos4su-3 10 15 20 25 30 35 V.T. “Val av egenskaperna hos slipskivor för olika slags slip- operationer", Juzhno-Uralskoe knizhnoe izdatelstvo", Tshelabinsk, 1966). hrs) sàos4su-3 10 15 20 25 30 35 V.T. “Selection of the properties of grinding wheels for different types of grinding operations ", Juzhno-Uralskoe knizhnoe izdatelstvo", Tshelabinsk, 1966).
För framställning av slipverktyg från exempelvis elektrokorund användes ett borhaltigt bindemedel, som innehåller 40 viktpro- cent borglas och - såsom mineraliserinqstil]satsmedel - 20 vikt- procent fältspat i kombination med 30 viktprocent eldfast lera och 10 viktprocent talk.For the production of grinding tools from, for example, electro-round a boron-containing binder containing 40% by weight of cent boron glass and - as mineralization style] batch - 20 percent feldspar in combination with 30% by weight refractory clay and 10% by weight of talc.
Den allvarliga nackdelen med detta kända bindemedel är att detta uppvisar en avsevärd halt av svårsmälta beståndsdelar (fältspat, eldfast lera, talk), vilket resulterar i att bindemedlet får en hög smältpunkt, som motsvarar 1140-1180°C. I det färdiga verk- tyget är ett sådant bindemedel inhomogent, varvid detta ofta innehåller ogenomsmälta korn av utgångsbeståndsdelarna, vilket i hög grad minskar slipverktygets mekaniska hållfasthet. Dess- utom väter detta kända bindemedel elektrokorundytan dåligt, ävarvid slutrandvinkeln vid vätning av elektrokorund är över 550, även om temperaturen är 1250°C.The serious disadvantage of this known binder is that this exhibits a significant content of indigestible constituents (feldspar, refractory clay, talc), which results in the binder getting a high melting point, corresponding to 1140-1180 ° C. In the finished work- the fabric is such an adhesive inhomogeneous, this often contains undigested grains of the starting constituents, which greatly reduces the mechanical strength of the grinding tool. Its- except that this known adhesive poorly wets the electrocoron surface, whereby the final edge angle when wetting the electrocoround is over 550, even if the temperature is 1250 ° C.
Genom att det på detta kända bindemedel baserade slipverktyget uppvisar förhållandevis låg mekanisk hållfasthet (ca 12,5 MPa) får det ett begränsat användningsområde vid höghastighetsslip- ning av arbetsstycken.By the abrasive tool based on this known binder exhibits relatively low mechanical strength (approx. 12.5 MPa) it has a limited area of use in high-speed grinding workpieces.
Dessutom är det känt att använda ett keramiskt bindemedel, som innehåller 69 viktprocent kiseljord, 13 viktprocent boroxid och 10 viktprocent alkalimetalloxider (bl.a. högst 3 viktprocent li- tiumoxid) (jämför exempelvis den amerikanska patentskriften nr 2 730 439, 1956). Pâ basis av detta bindemedel framställes ett elektrokorundverktyg, som innehåller minst 50 viktdelar elektroko- rund. Bindemedlet framställes av följande beståndsdelar i vikt- delar: kíseldioxid 750 fältspat 10 aluminiumoxid 6 borsyra 262 kryolit 98 10 15 20 25 30 35 8503460-5 3 kaliumnitrat 45 flusspat 3 talk 28 litiumkarbonat 90 För att öka detta kända bindemedels reaktionsegenskaper måste bindemedlet utsättas för fullständig frittbildning, vilket i hög grad ökar tillverkningskostnaden för bindemedlet. Det på basis av detta bindemedel framställda slipverktyget uppvisar låg hållfasthet. För att öka hållfastheten armeras den keramiska grundmassan med metall, vilket avsevärt komplicerar processtek- niken för framställning av slipverktyg.In addition, it is known to use a ceramic binder, which contains 69% by weight of silica, 13% by weight of boron oxide and 10% by weight of alkali metal oxides (including not more than 3% by weight of thium oxide) (compare, for example, U.S. Pat 2 730 439, 1956). On the basis of this binder a electrocoircular tools, containing at least 50 parts by weight of round. The binder is prepared from the following ingredients by weight. parts: silica 750 feldspar 10 alumina 6 boric acid 262 cryolite 98 10 15 20 25 30 35 8503460-5 3 potassium nitrate 45 flusspat 3 talk 28 lithium carbonate 90 To increase the reaction properties of this known binder must the binder is subjected to complete free formation, which in greatly increases the manufacturing cost of the binder. On the on the basis of this binder manufactured grinding tool low strength. To increase the strength, the ceramic is reinforced the matrix with metal, which considerably complicates the process niken for the manufacture of grinding tools.
Dessutom är ett keramiskt bindemedel för framställning av slip- skivor av kiselkarbid känt (jämför exempelvis den amerikanska patentskriften nr 2 977 206), vilket bindemedel innehåller fält- spat, kiseldioxid, wollastonit, eldfast lera, kaolin, litium- manganat, litium-borsilikathaltig fritta och molybden. För att 'bindemedlet skall kunna fâ de önskade egenskaperna framställes frittan från 45 viktdelar kiseldioxid, 40 viktdelar borsyra och 15 viktdelar litiumkarbonat. Detta kända keramiska bindemedel uppvisar en mycket komplicerad sammansättning och är avsett att endast användas för framställning av slipskivor av kiselkarbid, vilken framställning kräver en så hög temperatur som 1260oC och en så lång uppehållstid som 24 timmar. De på detta kända binde- medel baserade slipverktygen med stora dimensioner kräver vid samma värmebehandlingstemperatur en ännu längre uppehållstid. Även ett keramiskt bindemedel är känt, vilket utvecklats av japanska uppfinnare Terada Seji och Jamara Hiroshi (jämför exempelvis den japanska tidskriften "Nagoja Kogyo Gijutsu Shikensyo Hokoku", vol. 12, nr 7, s. 348-158, 1064). Dessa uppfinnare har undersökt möjligheten att framställa slipskivor på basis av bindemedel av ett system spodumen-fältspat-tosheki och valt en optimal bindemedelskomposition för slipkorn av kiselkarbid. Denna komposition innehåller 30 viktprocent spo- dumen, 40-50 viktprocent fältspat och 10-20 viktprocent tosheki.In addition, a ceramic binder for making abrasives is disks of silicon carbide known (compare, for example, the American U.S. Patent No. 2,977,206), which binder contains spatula, silica, wollastonite, refractory clay, kaolin, lithium manganate, lithium-borosilicate-containing frit and molybdenum. In order to The binder must be able to have the desired properties produced the frit from 45 parts by weight of silica, 40 parts by weight of boric acid and 15 parts by weight of lithium carbonate. This known ceramic binder exhibits a very complex composition and is intended to used only for the production of silicon carbide grinding wheels, which preparation requires a temperature as high as 1260oC and a residence time as long as 24 hours. The binders known on this means-based grinding tools with large dimensions require at the same heat treatment temperature an even longer residence time. A ceramic binder is also known, which was developed by Japanese inventors Terada Seji and Jamara Hiroshi (compare for example, the Japanese magazine "Nagoja Kogyo Gijutsu Shikensyo Hokoku ", vol. 12, no. 7, pp. 348-158, 1064). These inventors have investigated the possibility of producing grinding wheels on the basis of binder of a system spodumen-feldspar-tosheki and selected an optimal binder composition for abrasive grains of silicon carbide. This composition contains 30% by weight of dumen, 40-50% by weight of feldspar and 10-20% by weight of tosheki.
De japanska uppfinnarna har vid en värmebehandlingstemperatur av upp till 1350°C erhållit ett glasartat bindemedel, som inten- 8303460-3 10 15 20 25' 30 35 sivt reagerar med slipkorn och som - genom att bindemedlets kemiska sammansättning ändras - försämrar slipalstrens drift- mässiga egenskaper. Det på basis av detta bindemedel framställ- da slipverktyget uppvisar låg värmebeständighet, eftersom en- dast en enda cykel för uppvärmning av alstren till en tempera- tur av 300°C under en tid av 15 min. och kylning i vatten till en temperatur av OOC resulterar i att alstrens brottgräns i det närmaste halveras, vilket utgör ett icke önskvärt kännetecken ” vid användning av slipalster.The Japanese inventors have at a heat treatment temperature of up to 1350 ° C obtained a glassy binder which 8303460-3 10 15 20 25 ' 30 35 reacts with abrasive grains and as - by the binder chemical composition changes - impairs the operation of the grinding properties. On the basis of this binder, the grinding tool has low heat resistance, as one of the only a single cycle for heating the products to a temperature turn of 300 ° C for a time of 15 min. and cooling in water to a temperature of 0 ° C results in the breaking point of the product in it almost halved, which is an undesirable characteristic " when using sanding pads.
Ytterligare ett keramiskt bindemedel är känt (jämför exempelvis den sovjetryska patentskriften nr 218699, int. klass B 24 d 3/14 "Förfarande för framställning av slipverktyg"), vilket innehål- ler litium-borhaltig fritta eller blandning av denna med högst 75 viktdelar eldfast lera av bindemedlets totala vikt. Den litium-borhaltiga frittan innehåller 40-60 % spodumenkoncentrat och 60-40 % borglas.Another ceramic binder is known (compare for example Soviet Patent Specification No. 218699, int. class B 24 d 3/14 "Process for the manufacture of grinding tools"), which includes lithium boron-containing frit or mixture thereof with max 75 parts by weight of refractory clay of the total weight of the binder. The lithium boron-containing frit contains 40-60% spodumene concentrate and 60-40% burglary.
Nackdelen med detta kända bindemedel är att detta uppvisar låg reaktionsförmâga med avseende på slipmaterial, exempelvis elekt- rokund, kubisk bornitrid, varför det på basis av detta bindeme- del framställda slipverktygets mekaniska hâllfasthet omöjliggör en effektiv användning av verktyget för snabb- och kraftslipning.The disadvantage of this known binder is that it exhibits low reactivity with respect to abrasive materials, such as rocund, cubic boron nitride, so that on the basis of this binder The manufactured mechanical part of the grinding tool makes it impossible efficient use of the tool for quick and force grinding.
Genom att man inom metallbearbetningsindustrin använder slipmaski- ner, vilka är dimensionerade för arbete med slipverktyg för kraft- och snabbslipning med arbetshastigheter av 60-80 m/s, måste man . åstadkomma ett bindemedel, som gör det möjligt att öka verktygens mekaniska hâllfasthet i och för användning av verktygen för ar- bete med dessa hastigheter.By using grinding machines in the metalworking industry which are dimensioned for work with grinding tools for power and rapid grinding with working speeds of 60-80 m / s, one must . provide a binder, which makes it possible to increase the tooling mechanical strength in and for the use of the tools for graze at these speeds.
Det huvudsakliga syftet med föreliggande nppfinning är att åstad- komma ett sådant keramiskt bindemedel för slipverktyg, som läm- par sig för sammanbindning av olika slags slipmaterial och gör det möjligt att förbättra slipverktygets hållfasthetsegenskaper och öka dess livslängd vid kraft- och snabb- eller höghastighets- slipning av arbetsstycken.The main object of the present invention is to provide such a ceramic binder for grinding tools, which is pairs for bonding different types of abrasive materials and does it is possible to improve the strength properties of the grinding tool and increase its service life at power and high-speed or high-speed grinding of workpieces.
, I Ett annat syfte med uppfinningen är att finna en sådan samman- 10 15 20 25 30 35 40 KT! sättning hos det keramiska bindemedlet, som bidrar till att öka slipverktygets mekaniska hållfasthet och minska dess förslit- ning vid kraft- och snabbslipning., I Another object of the invention is to find such a compound. 10 15 20 25 30 35 40 KT! setting of the ceramic binder, which helps to increase the mechanical strength of the grinding tool and reduce its wear force and rapid grinding.
Dessa syften uppnås medelst ett keramiskt bindemedel för slip- verktyg, vilket bindemedel innehåller litium-borsilikathaltig fritta, fältspathaltigt material, eldfast lera och kryolit, var- vid det för föreliggande uppfinning utmärkande är, att bindemed- let i viktprocent innehåller följande beståndsdelar: litium-borsilikathaltig fritta 15-60% eldfast lera 0,1-40% fältspathaltigt material 15-60% kryolit 5-15% Den litium-borsilikathaitiga frittan har följande kemiska sam- mansättning i viktprocent: kiseldioxid 64-75% boroxid 10-18% aluminiumoxid 2-8; magnesiumoxid 1-2% natriumoxld 3,5-6,4% kaliumoxid 3,5-4,6% litiumoxid 4,6-6% föroreningsämnen (järn- och kal- ciumoxider) högst 1,5%.These objects are achieved by means of a ceramic binder for grinding. tool, which binder contains lithium borosilicate frit, feldspar-containing material, refractory clay and cryolite, It is characteristic of the present invention that the binder The percentage by weight contains the following ingredients: lithium borosilicate-containing frit 15-60% refractory clay 0.1-40% feldspar-containing material 15-60% cryolite 5-15% The lithium-borosilicate-containing frit has the following chemical co- composition in weight percent: silica 64-75% boron oxide 10-18% alumina 2-8; magnesium oxide 1-2% sodium oxide 3.5-6.4% potassium oxide 3.5-4.6% lithium oxide 4.6-6% pollutants (iron and calcium cium oxides) not more than 1.5%.
Den föreslagna kemiska sammansättningen hos den litium-borsili- kathaltiga frittan, som utgör bindemedlets glasbildande huvud- beståndsdel, bidrar till att bindemedlet får sådana viktiga fy- sikaliska och kemiska egenskaper som reaktionsförmåga, vätför- måga, viskositet och begynnelsetemperaturen för bildande av den flytande fasen, varvid frittans kemiska sammansättning inverkar på bindemedlets längdutvigdningskoefficient_ Halten litium-borsilikathaltig fritta (15-60 viktprocent) är hu- vudsakligen beroende av den använda typen av slipmaterial. Den övre haltgränsen (60 viktprocent) användes vid framställning av verktyg från kubisk bornitrid i och för att dels ge bin- demedlet en högre vät- och reaktionsförmâga med avseende på slipmaterialet och dels minska värmebehandlingstemperaturen för alstren till 1100°C. Den undre haltgränsen för den litium- 8503460-5 8303460-3 10 15 20 25 30 35 -borsilikathaltiga frittan användes huvudsakligen för samman- abindning av elektrokorundhaltiga material, eftersom alster av dessa material, värmebehandlas vid en temperatur av 1250°C, var- för den litium-borsilikathaltiga frittans fysikaliska och ke- miska egenskaper är mindre nödvändiga. Det är icke lämpligt,_ _ att halten litium-bcrsilikathaltig fritta är högre än 60 vikt- procent eller lägre än 15 viktprocent, eftersom slipalstrens mekaniska hållfasthet minskar i båda dessa fall. hförandet av eldfast lera i en mängd av från 0,1 till 40 vikt- procent i det keramiska bindemedlet enligt uppfinningen bidrar huvudsakligen till att förbättra slipmassans plasticitet och formbarhet. 40 viktprocent eldfast lera införes lämpligen i bindemedlet enligt uppfinningen, om bindemedlet användes för framställning av slipverktyg från elektrokorundhaltiga material I och alstrens värmebehandlingstemperatur är 1250°C. Man inför 0,1 viktprocent eldfast lera i bindemedlet enligt uppfinningen, om detta användes för framställning av slipverktyg från kubisk .bornitrid och värmebehandlingen måste genomföras vid lägre tem- peratur. I detta fall säkerställes slipmassans plasticitet ge- nom att man i slipmassan, i stället för den lerhaltiga bestånds- delen.införvätskeformig bakelit. pOm halten eldfast lera i det keramiska bindemedlet enligt upp- finningen är högre än 40 viktprocent, blir bindemedlet svårt att sintra vid en värmebehandlingstemperatur av 1250°C, vilket resulterar i en avsevärd minskning av slipalstrens mekaniska hållfasthet. Det är icke lämpligt, att halten eldfast lera i det keramiska bindemedlet är lägre än 0,1 viktprocent, efter- ssom detta ger ringa effekt. _Det fältspathaltiga, i det keramiska bindemedlet ingående mate- rialet (15-60 viktprccent) är avsett att ha två funktioner, dvs. det deltar i bildandet av bindemedlets glasformiga tillstånd vid verktygets värmebehandling och bidrar - genom att det är en mineraliserande beståndsdel - till att bilda det glasformiga bindemedlets strukturskelett och öka dess mikrohårdhet och me- kaniska hållfasthet. Om halten fältspathaltigt material i binde- medlet enligt uppfinningen är högre än 60 viktprocent, ökar bin- U.) 10 15 20 25 30 35 8303460-3 demedlets eldhärdighet samtidigt som slipalstrens mekaniska hållfasthet minskar.The proposed chemical composition of the lithium-borosilyl cathatic frit, which is the glass-forming principal of the binder. constituent, contributes to the binding of such important chemical and chemical properties such as reactivity, hydrogen gauge, viscosity and initial temperature to form it the liquid phase, whereby the chemical composition of the frit affects on the length deflection coefficient of the binder_ The content of lithium-borosilicate-containing frit (15-60% by weight) is mainly depending on the type of abrasive used. The the upper content limit (60% by weight) was used in the preparation of tools from cubic boron nitride in order to provide a higher wetting and reactivity with respect to the abrasive material and partly reduce the heat treatment temperature for the products to 1100 ° C. The lower limit of the lithium 8503460-5 8303460-3 10 15 20 25 30 35 borosilicate-containing frit was mainly used for binding of electrocorundous materials, since articles of these materials, are heat-treated at a temperature of 1250 ° C, each for the physical and chemical content of the lithium borosilicate-containing frit chemical properties are less necessary. It is not appropriate, _ that the content of lithium-borosilicate-containing frit is higher than 60% by weight. percent or less than 15% by weight, because abrasive mechanical strength decreases in both these cases. the use of refractory clay in an amount of from 0.1 to 40% by weight. percent in the ceramic binder according to the invention contributes mainly to improve the plasticity of the abrasive mass and moldability. 40% by weight of refractory clay is conveniently introduced into the binder according to the invention, if the binder was used for manufacture of grinding tools from electrocoirculating materials The heat treatment temperature of the article is 1250 ° C. Man facing 0.1% by weight of refractory clay in the binder according to the invention, if this was used for the manufacture of grinding tools from cubic .bornitride and the heat treatment must be carried out at lower temperatures peratur. In this case, the plasticity of the abrasive mass is ensured. by using the abrasive mass, instead of the clay-containing the part.in-liquid bakelite. pOm the refractory clay content of the ceramic binder according to the finding is higher than 40% by weight, the binder becomes difficult to sinter at a heat treatment temperature of 1250 ° C, which results in a significant reduction in the mechanical of the grinding wheel strength. It is not appropriate to include refractory clay in the ceramic binder is less than 0.1% by weight, after as this gives little effect. The feldspar-containing material contained in the ceramic binder The material (15-60% by weight) is intended to have two functions, i.e. it participates in the formation of the glassy state of the binder in the tool's heat treatment and contributes - by being a mineralizing component - to form the vitreous structural skeleton of the adhesive and increase its microhardness and canic strength. If the content of feldspar-containing material in binder the agent according to the invention is higher than 60% by weight, the U.) 10 15 20 25 30 35 8303460-3 the fire resistance of the demedal at the same time as the mechanical of the grinding pad strength decreases.
När halten fältspathaltigt material i bindemedlet är lägre än 15 viktprocent, får bindemedlet minskad mikrohàrdhet samtidigt som slipalstrens mekaniska hâllfasthet försämras. 5-15 viktpro- cent kryolit införes i det keramiska bindemedlet enligt uppfin- ningen på grund av att kryolit inverkar på minskningen av tempe- raturen för bildande av den flytande fasen i bindemedlet och bidrar till att öka bindemedlets reaktions- och vätförmåga.When the content of feldspar-containing material in the binder is lower than 15% by weight, the adhesive has a reduced microhardness at the same time as the mechanical strength of the grinding pads deteriorates. 5-15 wt. cent cryolite is introduced into the ceramic binder according to the invention due to the fact that cryolite has an effect on the reduction of the formation of the liquid phase in the binder and contributes to increasing the reactivity and wetting ability of the binder.
Det är icke räntabelt, att kryolithalten i det keramiska binde- medlet är lägre än 5 viktprocent, eftersom en dylik kryolithalt icke inverkar väsentligt på bindemedlets egenskaper. Det är icke lämpligt, att kryolithalten i det keramiska bindemedlet enligt uppfinningen är högre än 15 viktprocent, eftersom den större delen av kryoliten vid slipverktygets värmebehandling sönder- delas under bildande av fluorhaltiga föreningar, vilka avgår till atmosfären utan att assimileras av det keramiska binde- medlet och slipkornen, varvid dessa föreningar förorenar atmos- fären och sönderdelar rostugnarnas infodring.It is not profitable that the cryolite content of the ceramic binder the agent is less than 5% by weight, since such a cryolite content does not significantly affect the properties of the binder. It's not suitable, that the cryolite content of the ceramic binder according to the invention is higher than 15% by weight, because it is larger part of the cryolite during the heat treatment of the grinding tool split to form fluorine-containing compounds, which leave to the atmosphere without being assimilated by the ceramic binder agent and abrasive grains, these compounds contaminating the atmosphere the farrowing and disintegrating the feeding of the roasting ovens.
Det keramiska bindemedlet enligt uppfinningen uppvisar - i be- roende av dess sammansättning - en smältpunkt av 750oC - 1000°C och en slutrandvinkel vid vätning av en elektrokorundyta av 10 - 350 och 20 - 400 vid en temperatur av 1250oC respektive 1ooo°c.The ceramic binder according to the invention has - in particular depending on its composition - a melting point of 750 ° C - 1000 ° C and an end edge angle when wetting an electrocorundary surface of 10 - 350 and 20 - 400 at a temperature of 1250oC respectively 1 ° C.
Föreliggande keramiska bindemedel uppvisar låg viskositet, hög vätningsförmåga, är homogent och har den erforderliga kemiska aktiviteten med hänsyn till slipkorn vid värmebehandling (rost- ning). Den viktiga fördelen med det keramiska bindcmedlet är att detta kan sammanbinda olika slags elektrokorundhaltiga ma- terial samt kubisk bornitrid.The present ceramic adhesives have a low viscosity, high wettability, is homogeneous and has the required chemical activity with regard to abrasive grains during heat treatment (rust ning). The important advantage of the ceramic binder is that this can interconnect different types of electrocoircular terial and cubic boron nitride.
Det på basis av det keramiska bindemedlet enligt uppfinningen framställda slipverktyget har följande fördelar. Slipverktygets mekaniska hållfasthet ökar till 24,5 MPa och dess livslängd är 3-4 gånger längre än den hos det verktyg, som framställts på 8503460-3 10 15 20 25 30 35 basis av det kända, borglasbaserade keramiska bindemedlet.It on the basis of the ceramic binder according to the invention The manufactured grinding tool has the following advantages. The grinding tool mechanical strength increases to 24.5 MPa and its service life is 3-4 times longer than that of the tool, manufactured on 8503460-3 10 15 20 25 30 35 base of the known, castle glass-based ceramic binder.
Bindemedlet enligt uppfinningen ger verktyget den goda för- mâgan till självskärpning och bidrar till att verktyget blir ljusrosafärgat och får ett tilltalande utseende. Det på binde- medlet enligt uppfinningen baserade slipverktyget kan arbeta med en så hög arbetssliphastighet som 80 m/s, medan det på ba- S sis av det kända borhaltiga bindemedlet framställda slipverk- tyget arbetar med en sliphastighet av högst 60 m/s.The binder according to the invention gives the tool the good the ability to self-sharpen and contributes to the tool becoming light pink and has an attractive appearance. That on the binding the means according to the invention based grinding tool can work with a working grinding speed as high as 80 m / s, while at ba- S sis made from the known boron-containing binder the fabric works with a grinding speed of not more than 60 m / s.
Samtliga fördelar med slipverktyget med bindemedlet enligt upp- finningen resulterar i att detta verktyg kommersiellt sett för- delaktigt skiljer sig från alla andra, kända slipverktyg.All the advantages of the abrasive tool with the binder according to The result is that this tool is commercially available partially different from all other known grinding tools.
Det keramiska bindemedlet enligt uppfinningen innehåller lätt- tillgängliga beståndsdelar och är enkelt att framställa i in- edustriell skala. Den litium-borsilikathaltiga frittan, som så- - som en av beståndsdelarna ingår i det keramiska bindemedlet enligt uppfinningen, framställes genom hopsmältning av en bland- ning av utgânqsråmaterial vid en temperatur av 1370-1410°C.The ceramic binder according to the invention contains available ingredients and is easy to produce in industrial scale. The lithium borosilicate-containing frit, which is - as one of the constituents included in the ceramic binder according to the invention, is prepared by fusing a mixture starting material at a temperature of 1370-1410 ° C.
Man använder företrädesvis en litium-borsilikathaltig fritta med följande kemiska sammansättning, i viktprocent: kiseldioxid 64 - 75 % boroxid 10 - 18 % aluminiumoxid 2 - 8 % magnesiumoxid 1 - 2 % natriumoxid 3,5 - 6,4 % kaliumoxid 3,5 - 4,6 % litiumoxid 4,6 - 6 % föroreningsämnen i form av järn- och kalciumoxider högst 1,5 % Frittan finfördelas till pulverformigt tillstånd och siktas genom en sikt med en maskvidd av 0,06 - 0,1 mm. Bindemedlets andra beståndsdelar, dvs eldfast lera, fältspathaltigt mate- rial exempelvis fältspat, perlit, nefelin, och kryolit finför- Ä delas även, var för sig, till pulverformigt tillstånd och sik- tas genom en sikt med samma maskvidd. Därefter blandas samtliga ¿ beståndsdelarna mekaniskt med varandra i följande mängder i viktprocent: 10 15 20 25 30 35 8303460-3 9 litium-borsilikathaltig fritta 15 - 60 % eldfast lera 0,1 - 40 % fältspathaltigt material 15 - 60 % kryolit 5 - 15 % Det så beredda keramiska bindemedlet är färdigt för användning för framställning av slipverktyg. I detta syfte framställes först en slipmassa. 8-25 viktprocent keramiskt bindemedel blan- das med dextrin, varefter 100 viktprocent slipkorn vätes av 3-6 viktprocent glas eller vätskeformig bakelit. Därefter blan- das de båda blandningarna omsorgsfullt med varandra. Den fram- ställda slipmassan sammanpressas i form av ett slipverktyg, -torkas och värmebehandlas vid en temperatur av från 1000 till 1300°C i beroende av bindemedlets aktuella sammansättning och slaget av slipmaterial.A lithium-borosilicate-containing frit is preferably used the following chemical composition, by weight: silica 64 - 75% boron oxide 10 - 18% alumina 2 - 8% magnesium oxide 1 - 2% sodium oxide 3.5 - 6.4% potassium oxide 3.5 - 4.6% lithium oxide 4.6 - 6% pollutants in the form of iron and calcium oxides not more than 1.5% The frit is comminuted to a powdery state and sieved through a sieve with a mesh size of 0.06 - 0.1 mm. Binders other constituents, ie refractory clay, feldspar-containing rial for example feldspar, perlite, nepheline, and cryolite finför- Ä also divided, separately, into a powdered state and taken through a sieve with the same mesh size. Then mix all ¿ the constituents mechanically with each other in the following amounts in weight percent: 10 15 20 25 30 35 8303460-3 9 lithium borosilicate-containing frit 15 - 60% refractory clay 0.1 - 40% feldspar-containing material 15 - 60% cryolite 5 - 15% The ceramic binder so prepared is ready for use for the manufacture of grinding tools. For this purpose is produced first an abrasive mass. 8-25% by weight of ceramic binder mixed with dextrin, after which 100% by weight of abrasive grains are wetted off 3-6% by weight of glass or liquid bakelite. Thereafter, the two mixtures are carefully mixed with each other. The forward the set abrasive mass is compressed in the form of an abrasive tool, -dried and heat treated at a temperature of from 1000 to 1300 ° C depending on the actual composition of the binder and the kind of abrasive material.
Uppfinningen beskrives närmare nedan i följande utföringsexempel.The invention is described in more detail below in the following working examples.
Exempel 1 För att framställa det keramiska bindemedlet enligt uppfinning- en användes litium-borsilikathaltig fritta, eldfast lera, perlit och kryolit.Example 1 To prepare the ceramic binder according to the invention one used lithium borosilicate-containing frit, refractory clay, perlite and cryolite.
Den litium-borsilikathaltiga frittan framställdes genom hop- smältning av en blandning, som i viktprocent innehåller: kvartssand 65 % aluminiumoxid 4 % magnesiumkarbonat 2,09 % natriumkarbonat 5,1 % kaliumkarbonat 5,9 % litiumkarbonat 12,3 % borsyra 31 % vid en temperatur av 139000.The lithium borosilicate-containing frit was prepared by melting of a mixture containing by weight: quartz sand 65% alumina 4% magnesium carbonate 2.09% sodium carbonate 5.1% potassium carbonate 5.9% lithium carbonate 12.3% boric acid 31% at a temperature of 139000.
Den litium-borsilikathaltiga frittan, eldfast lera, perlit och kryolit finfördelades, var för sig, till pulverformigt till- stånd och siktades genom en sikt med en maskvidd av 0,08 mm.The lithium-borosilicate-containing frit, refractory clay, perlite and cryolite was comminuted, separately, to a powdered and sieved through a sieve with a mesh size of 0.08 mm.
Bindemedlets finfördelade beståndsdelar användes i följande mängder i viktprocent: 8505460-3 10 litium-borsilikathaltig fritta 30 % eldfast lera 20 % perlit 40 % kryolit 10 % 5 _ och blandades grundligt med varandra. Det keramiska på detta sätt framställda bindemedlet var färdigt för framställning av -en slipmassa, hade en smältpunkt av 920OC och en slutrandvinkel av 250 vid 1250°C vid vätning av en elektrokorundyta. 10 Det framställda keramiska bindemedlet blandades med dextrin och därefter med ett elektrokorundhaltiqt material, som i för- väg vätts av vattenglas, varvid dessa beståndsdelar användes i följande mängder i viktprocent: elektrokorund 100 % 15 keramiskt bindemedel 9,4 % ' vattenglas 4,1 % dextrin 1 %.The finely divided constituents of the binder were used in the following amounts by weight: 8505460-3 10 lithium borosilicate-containing frit 30% refractory clay 20% perlit 40% cryolite 10% 5 _ and mixed thoroughly with each other. The ceramic on this the way the binder was prepared was ready for manufacture - an abrasive mass, had a melting point of 920 ° C and an end edge angle of 250 at 1250 ° C when wetting an electrocorundary surface. The prepared ceramic binder was mixed with dextrin and then with an electroconductor-containing material, which in road wetted by water glass, using these ingredients in the following amounts by weight: electrokorund 100% Ceramic binder 9.4% water glass 4.1% dextrin 1%.
För att bestämma brottgränsen framställdes provkroppar med bin- 20 demedlet enligt uppfinningen och, för jämförelse, provkroppar med det kända borhaltiga bindemedlet. Man använde ett elektro- korundhaltigt material med kornstorleken nr 40, varvid prov- kropparna framställes av 1) normal elektrokorund, 2) vitfärgad elektrokorund, 3) kromlegerad elektrokorund, 4) titanlegerad 25 elektrokorund, 5) s.k. monokorund (enkristallin korund). De efter värmebehandlingen erhållna provkropparna hade en hårdhet av SM-2, struktur nr 6 och var behagligt ljusrosafärgade. Prov- Vningsresultaten för de värmebehandlade provkropparnas mekaniska hållfasthet (brottgräns) anges i tabell 1. 30 T a b e l 1 1 Bindemedel Provkropparnas brottgräns, MPa 1 2 3 4 5 35 Enligt föreliggande uppfinning 16 21 21 18,5 17,5 Det kända borhaltiga -bindemedlet 12,5 15 13 13,5 13,5 I: 10 15 20 25 30 11 Exempel 2 Av samma finfördelade beståndsdelar, som de som anges i exempel 1, dvs. litium-borsilikathaltig fritta, eldfast lera, perlit och kryolit, framställdes genom grundlig mekanisk om- röring ett keramiskt bindemedel, som i viktprocent innehöll: litium-borsilikathaltíg fritta 60 % eldfast lera 20 % perlit 15 % kryolit 5 %.To determine the yield strength, specimens with binding The composition according to the invention and, for comparison, specimens with the known boron-containing binder. An electro- corundum-containing material with a grain size of 40, whereby the the bodies are made of 1) normal electro-round, 2) white electrocound, 3) chromium alloy electrocound, 4) titanium alloy Electroecorund, 5) s.k. monocorund (single crystalline corundum). The the specimens obtained after the heat treatment had a hardness of SM-2, structure no. 6 and were pleasantly light pink. Sample- The turning results for the mechanical of the heat-treated specimens strength (ultimate strength) is given in Table 1. 30 T a b e l 1 1 Binder The breaking point of the specimens, MPa 1 2 3 4 5 According to the present invention 16 21 21 18.5 17.5 The known boron-containing binder 12.5 15 13 13.5 13.5 IN: 10 15 20 25 30 11 Example 2 Of the same finely divided constituents as those specified in Example 1, i.e. lithium borosilicate-containing frit, refractory clay, perlite and cryolite, were prepared by thorough mechanical stirring a ceramic binder, which by weight contained: lithium borosilicate content free 60% refractory clay 20% perlite 15% cryolite 5%.
Det framställda bindemedlet hade en smältpunkt av 790°C och en slutrandvinkel av 320 vid 1000°C vid vätning av en elektro- korundyta.The binder produced had a melting point of 790 ° C and a end edge angle of 320 at 1000 ° C when wetting an electrode corundum.
Man framställde slipprovkroppar med bindemedlet enligt uppfin- ningen och - för jämförelse - slipprovkroppar med det kända borhaltiga bindemedlet, varvid man använde vitfärgad elektro- korund med kornstorleken nr 16, 12 och 8. De värmcbehandlade provkropparna hade en hårdhet av C2 och struktur nr 8. Verk- tygets tekniska egenskaper motsvarar slipverktyg av elektro- korund i kombination med kubisk bornitrid. Provningsresultaten för provkropparnas mekaniska hâllfasthet (brottgräns) anges i tabell 2.Abrasive specimens were prepared with the binder according to the invention. and - for comparison - abrasive test bodies with the known boron-containing binder, using white electrode corundum with grain sizes no. 16, 12 and 8. They are heat-treated the specimens had a hardness of C2 and structure no. the technical properties of the fabric correspond to grinding tools of corundum in combination with cubic boron nitride. Test results for the mechanical strength (breaking point) of the specimens is given in table 2.
T a b e 1 1 2 Provkropparnas brottgräns, MPa Bindemedel Kornstor lek nr 16 12 8 Enligt föreliggande uppfinning 23 24 24,5 Det kända, borhaltiga bindemedlet 15 17 18 Exempel 3 Ett keramiskt bindemedel framställdes på samma sätt som i exempel 1, varvid beståndsdelarna användes i följande mängder i viktprocent: 8503460-3 10 15 20 25 30 35 12 litium-borsilikathaltig fritta 15 % eldfast lera 20 % perlit 50 % kryolit 15 %.T a b e 1 1 2 Breaking strength of specimens, MPa Binder Grain-sized play no 16 12 8 According to the present invention 23 24 24.5 The famous, boron-containing the binder 15 17 18 Example 3 A ceramic binder was prepared in the same manner as in Example 1, using the ingredients in the following amounts in weight percent: 8503460-3 10 15 20 25 30 35 12 lithium borosilicate-containing frit 15% refractory clay 20% perlit 50% cryolite 15%.
De på basis av detta bindemedel framställda slipprovkropparnas mekaniska hållfasthet liknar den som anges i exempel 1.The abrasive test specimens produced from this binder mechanical strength is similar to that given in Example 1.
ExemEel_í Ett keramiskt bindemedel framställdes på samma sätt som i ekempel 1, varvid beståndsdelarna användes i följande mängder i viktprocent: litium-borsilikathaltig fritta 60 % eldfast lera 15 % perlit 15 % kryolit * 10 %.ExemEel_í A ceramic binder was prepared in the same manner as in Example 1, using the ingredients in the following amounts in weight percent: lithium borosilicate-containing frit 60% refractory clay 15% perlite 15% cryolite * 10%.
'Detta keramiska bindemedel användes för sammanbindning av 'elektrokorundhaltiga material i kombination med kubisk bor- nitrid.This ceramic binder was used for bonding together 'electrocorund-containing materials in combination with cubic drilling nitride.
De på basis av detta bindemedel framställda slipprovkropparnas 'mekaniska hållfasthet liknar den som anges i exempel 2.The abrasive test specimens produced from this binder mechanical strength is similar to that given in Example 2.
Exemgel 5 Ett keramiskt bindemedel framställdes på samma sätt som i exempel 1, varvid beståndsdelarna ingick i följande mängder i viktprocent: litium-borsilikathaltig fritta 60 % eldfast lera 0,1 % 'fältspathaltigt material 29,9 % kryolit 10 %.Example 5 A ceramic binder was prepared in the same manner as in Example 1, the ingredients being included in the following amounts in weight percent: lithium borosilicate-containing frit 60% refractory clay 0.1% 'feldspar-containing material 29.9% cryolite 10%.
Det framställda bindemedlet hade en smältpunkt av 750°C. Slip- massan för framställning av provkroppar i form av brynstenar 'och slipskivor genom sammanpressning innehåller, i viktprocent: J vitfärgad elektrokorund 43,3 % kubisk bornitrid 38,9 % J keramiskt bindemedel 13,2 % W vätskeformig bakelit 4,6 %. 10 15 8303469-3 Provningsresultaten för den mekaniska böjhâllfastheten hos brynstenar med måtten 5 x 5,5 x 50 mm och beständigheten hos slipskivor med måtten 12 x 16 x 4 mm (upp till fullständig förslitning av slipskivorna) vid slipning av hylsor av krom- stål anges i tabell 3.The binder produced had a melting point of 750 ° C. Slip- the mass for the production of specimens in the form of whetstones 'and grinding wheels by compression contain, in weight percent: J white electrode round 43.3% cubic boron nitride 38.9% J ceramic binder 13.2% W liquid bakelite 4.6%. 10 15 8303469-3 The test results for the mechanical flexural strength of whetstones with the dimensions 5 x 5.5 x 50 mm and the durability of grinding wheels with the dimensions 12 x 16 x 4 mm (up to complete wear of the grinding wheels) when grinding sleeves of chrome steel are listed in Table 3.
T a b e l 1 3 Hård- Brynstenarnas Slipskivornas Bindemedel het böjhållfast- beständighet het, MPa upp till deras fullständiga förslítning (antalet sli- pade hylsor) Bindemedlet enligt föreliggande uppfin- ning CT 1 56 250 Det genom det sovje- tiska patentet nr 218699 kända binde- 43 220 medlet CT 2T a b e l 1 3 Hard- Brynstenarnas Slipskivornas Binder hot flexural strength hot, MPa up to their complete wear and tear (number of sli- pade sleeves) The binder according to the present invention ning CT 1 56 250 It through the Soviet political patent no 218699 known binders 43 220 mean CT 2
Claims (2)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8319823A GB2143515B (en) | 1983-07-22 | 1983-07-22 | Ceramic binder for making abrasive tools |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE8303460D0 SE8303460D0 (en) | 1983-06-16 |
| SE8303460L SE8303460L (en) | 1984-12-17 |
| SE442008B true SE442008B (en) | 1985-11-25 |
Family
ID=10546139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE8303460A SE442008B (en) | 1983-07-22 | 1983-06-16 | CERAMIC BINDING MATERIAL FOR THE MANUFACTURING OF GRINDING TOOL |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3322458A1 (en) |
| FR (1) | FR2548173B1 (en) |
| GB (1) | GB2143515B (en) |
| SE (1) | SE442008B (en) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4652277A (en) * | 1986-04-25 | 1987-03-24 | Dresser Industries, Inc. | Composition and method for forming an abrasive article |
| GB2230273A (en) * | 1989-04-01 | 1990-10-17 | N Proizv Ob Abrazivam I Shlifo | Moulding composition to produce abrasive tooling |
| DE4021288A1 (en) * | 1990-07-04 | 1992-01-09 | Hoechst Ceram Tec Ag | METHOD FOR PRODUCING A SILICALLY BONDED MATERIAL |
| DE4243749A1 (en) * | 1992-12-23 | 1994-06-30 | Rueggeberg August Fa | Grinding tool, in particular fine grinding tool, and method for its production |
| US5401284A (en) * | 1993-07-30 | 1995-03-28 | Sheldon; David A. | Sol-gel alumina abrasive wheel with improved corner holding |
| US5863308A (en) * | 1997-10-31 | 1999-01-26 | Norton Company | Low temperature bond for abrasive tools |
| WO2006108312A2 (en) * | 2005-04-11 | 2006-10-19 | Jota Ag | Grinding tool |
| CN100439468C (en) * | 2005-12-16 | 2008-12-03 | 湖州星星研磨有限公司 | Polishing grinding block |
| WO2015097704A1 (en) * | 2013-12-25 | 2015-07-02 | Camel Grinding Wheels | Abrasive surface preparation |
| CN112094053A (en) * | 2020-09-24 | 2020-12-18 | 苏州四砂致辅研磨材有限公司 | Microcrystalline ceramic low-temperature bonding agent and preparation method thereof |
| WO2024008220A2 (en) * | 2023-10-31 | 2024-01-11 | 华北理工大学 | Coating composite material, coating abrasive and preparation method therefor |
| CN117821018B (en) * | 2024-03-01 | 2024-06-14 | 淄博市淄川金龙磨料磨具有限公司 | Preparation method of chrome corundum composite abrasive |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB488641A (en) * | ||||
| DE960435C (en) * | 1953-02-06 | 1957-03-21 | Carborundum Co | Abrasive bodies made from molten alumina cores and process for their manufacture |
| US2730439A (en) * | 1953-03-19 | 1956-01-10 | Carborundum Co | Abrasive articles and method of making same |
| US2977206A (en) * | 1958-07-30 | 1961-03-28 | Chicago Wheel & Mfg Company | Silicon carbide abrading wheels |
| DE2201313C3 (en) * | 1972-01-12 | 1981-08-13 | Institut chimii i technologii redkich elementov i mineral'nogo syr'ja Kol'skogo filiala Akademii Nauk SSSR, Apatity, Murmanskoj oblast' | Process for producing a grinding tool from corundum, cubic boron nitride or diamond as abrasive grain and a ceramic binder |
| SU878552A1 (en) * | 1977-04-18 | 1981-11-07 | Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья Кольского филиала АН СССР | Ceramic binder for abrasive tool |
-
1983
- 1983-06-16 SE SE8303460A patent/SE442008B/en not_active IP Right Cessation
- 1983-06-22 DE DE19833322458 patent/DE3322458A1/en active Granted
- 1983-06-30 FR FR8310904A patent/FR2548173B1/en not_active Expired
- 1983-07-22 GB GB8319823A patent/GB2143515B/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE8303460L (en) | 1984-12-17 |
| FR2548173A1 (en) | 1985-01-04 |
| SE8303460D0 (en) | 1983-06-16 |
| FR2548173B1 (en) | 1987-08-21 |
| DE3322458A1 (en) | 1985-01-03 |
| DE3322458C2 (en) | 1988-10-27 |
| GB8319823D0 (en) | 1983-08-24 |
| GB2143515A (en) | 1985-02-13 |
| GB2143515B (en) | 1986-10-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2683100C (en) | Vitrified superabrasive tool and method of manufacture | |
| US6123743A (en) | Glass-ceramic bonded abrasive tools | |
| SE442008B (en) | CERAMIC BINDING MATERIAL FOR THE MANUFACTURING OF GRINDING TOOL | |
| CN101195517A (en) | Low-temperature high-strength devitrified glass ceramics wedding agent | |
| CN102634319A (en) | Novel microcrystalline abrasive for super-hard abrasive tools and production method thereof | |
| US3001881A (en) | Pre-reacted glass batch and method for producing same | |
| CN103770035A (en) | Method for preparing diamond grinding wheel ceramic bond with low sintering temperature and high strength | |
| CN102976723A (en) | Low-temperature high-strength ceramic binder diamond grinding tool | |
| CN107053022B (en) | A kind of high-intensity and high-tenacity wheel ceramic bonding agent and the preparation method and application thereof | |
| CN108640525A (en) | A kind of ferrochrome slag microcrystalline glass and preparation method thereof | |
| JPWO2017146065A1 (en) | Glass raw material granulated body and method for producing the same | |
| US2332241A (en) | Grinding wheel | |
| CN108793755A (en) | A kind of devitrified glass and preparation method thereof | |
| CN100398479C (en) | Artificial diopside material and its preparation method | |
| US2158034A (en) | Silicon carbide abrasive product and method of manufacture | |
| JPH01282195A (en) | Aluminous single crystal particle, production thereof and polisher | |
| DE3346772A1 (en) | Alkali metal-free lead borosilicate glass, and a mixture for the production of a grinding tool using this glass as glass binder | |
| JPS6025659A (en) | Ceramic binder for manufacturing grinding tool | |
| RU2024465C1 (en) | Ceramic binder for tool made of cubic boron nitride | |
| CN108821579A (en) | A kind of wear resistant corrosion resistant devitrified glass and preparation method thereof | |
| RU2078678C1 (en) | Abrasive tool | |
| EP4017656B1 (en) | Methods of producing an amorphous silica material from concrete | |
| DE659218C (en) | Refractory building material | |
| DE2201313C3 (en) | Process for producing a grinding tool from corundum, cubic boron nitride or diamond as abrasive grain and a ceramic binder | |
| JPS64189B2 (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 8303460-3 Effective date: 19930109 Format of ref document f/p: F |