DE2034521A1 - Binding compsn for grinding tools - contg non-metallic binder, graphite filler and metal filler(s) - Google Patents
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Abstract
Description
Bindung für Scbieifkörper mit nicht-metallischem Bindemittel, Die Erfindung betrifft eine Bindung von Diamant- und Bornitrid-Schleifkörpern. Diamant- und Bornitrid-SchleiCkörper bestehen im allgemeinen aus zwei Hauptteilen, dem aus Bindung und Sehleifkörnern bestehenden Schleifbelag und dem Grundkörper, der keine Schleifkörner enthält. Die Bindung setzt sich dabei aus dem eigentlichen Bindemittel und zusätzlichen Füllstoffen zusammen. Der Zusammenhalt der Bindung wird durch das Bindemittel bewirkt, während die Füllstoffe, die naohstehend kurz als Füller bezeichnet sind, ebenso wie die Schleifkörner von dem Bindemittel gehalten werden. Durch die Beschaffenheit der Füller können die physikalischen Eigenschaften der Bindung wie z .B Verschleißwiderstand, Wärmeleitfähigkeit, Schwingungsdäm pfung weitgehend bestimmt werden.Binding for bending bodies with non-metallic binding agent, The The invention relates to a bond between diamond and boron nitride grinding bodies. Diamond- and boron nitride abrasives generally consist of two main parts, the Binding and grinding grains existing abrasive coating and the base body, which does not have any Contains abrasive grains. The bond is made up of the actual binding agent and additional fillers together. The cohesion of the bond is made possible by the Binder effects, while the fillers, which are briefly referred to below as fillers just as the abrasive grains are held by the binder. Through the The nature of the filler can include the physical properties of the bond such as E.g. wear resistance, thermal conductivity, vibration damping largely determined will.
Die Schleifbeläge werden im allgemeinen durch Anwendung von Druck und Wärme in Preßform/engepreßt. Durch gleichzeitige oder anschließende Verbindung mit dem Grundkörper entstehen aur solche Weise Sohleif-, Trennscheiben, Honleisten und ähnliche Werkzeuge.The abrasive layers are generally made by applying pressure and heat in the mold / tightly pressed. By simultaneous or subsequent connection In this way, sole grinding disks, cutting disks and honing stones are created with the base body and similar tools.
Die Bindungen der Schleifbeläge können aus Metall oder aus nichtmetallisohem Material bestehen.The bonds of the abrasive layers can be made of metal or of nonmetallic Material.
Gegenstand dieser Erfindung sind Bindungen fiir Diamant- und Bornitrid-Schleifkörper mit einem nichtmetallischen Bindemittel.This invention relates to bonds for diamond and boron nitride abrasives with a non-metallic binder.
Bekannt sind Diamant-Schleifkörper, deren Bindung als Bindemittel Kunstharz und als Füller Graphit enthalten. Der Graphitanteil erhöht die Wärmeleitfähigkeit der Bindung und vermindert die Reibungskräfte zwischen Bindung und geschliffenem Werkstoff. Da Graphit Jedoch nur geringe Festigkeit hat, sind diese Schleifkörper höheren Beanspruchungen nicht gewachsen Sie schleifqn zu weich, d.h. sie nutzen zu schnell ab, so daß die kostbaren Schleifkörner nicht genügend genutzt werden können.Diamond abrasives are known, their bond as a binding agent Contains synthetic resin and graphite as a filler. The graphite content increases the thermal conductivity the binding and reduces the frictional forces between the binding and the ground Material. However, since graphite has only low strength, these are abrasive bodies Not able to cope with higher loads You are grinding too softly, i.e. you are using it too quickly, so that the precious abrasive grains are not used enough can.
Weiterhin sind Diamant-Schleifkörper bekannt, deren Bindung als Bindemittel Glas oder Glas mit Ton vermischt und als Füller Graphit enthalten. Sie weisen ähnliche Vorteile und Nachteile auf wie die Kunstharz und Graphit enthaltenden Schleifkörper.Diamond abrasives are also known whose bond is used as a binding agent Glass or glass mixed with clay and containing graphite as a filler. They show similar ones Advantages and disadvantages on such as the synthetic resin and graphite containing grinding wheels.
Weiterhin sind Diamant-Schleifkörper bekannt, deren Bindemittel aus Kunstharz besteht und die als Füller Metallpulver enthalten, Wenn es sich um Metall mit hoher Wärneleitfähigkeit handelt, so wird bei hohem Fülleranteil die Ableitung der Schleifwärme durch die Bindung wesentlich verbessert. Außerdem wird durch Metallfüller die mechanische Festigkeit der Bindung erhöht.Furthermore, diamond abrasives are known whose binders are made of It is made of synthetic resin and that contains metal powder as a filler, if it is metal acts with high thermal conductivity, the dissipation becomes with a high filler content the grinding heat is significantly improved by the bond. It is also made by metal fillers increases the mechanical strength of the bond.
Ein Nachteil solcher Bindungen besteht darin, daß beim Schleifen durch die Reibung zwischen Werkstoff und Metallfüller zusätzliche Wärme erzeugt wird. Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß besonders die weicheren Metalle zum Verschmieren der Bindung neigen.A disadvantage of such bindings is that when they are sanded through the friction between the material and the metal filler generates additional heat. Another disadvantage is that the softer metals in particular are susceptible to smearing tend to bond.
Diese Störungen machen sich oft schon gefühlsmäßig als zu hartes Schleifen bemerkbar. Sie können zu einem schnelen Verschleiß der Bindung führen.These disturbances often make themselves emotionally like grinding too hard noticeable. They can cause the binding to wear out quickly.
Es wurde nunmehr gefunden, daß die vorbeschriebenen Nachteile entfallen bei einer Bindung gemäß der Erfindung, die gekennzeichnet ist durch die Verwendung von mindestens zwei Füllern, von denen einer aus Graphit oder aus überwiegend graphithaltigem Material und mindestens ein weiterer Füller aus Metall besteht.It has now been found that the disadvantages described above do not apply in a bond according to the invention, which is characterized by the use of at least two fillers, one of which is made of graphite or predominantly graphite Material and at least one other filler made of metal.
Die nichtmetallischen Bindemittel können organische oder anorganische Bindemittel sein. Organische Bindemittel, die sich für solche Bindungen eignen, sind: Duroplaste wie z.B. Phenolharz oder Epoxid-Harz, Thermoplaste wie z.B. Polyimide, Elastomere wie Buna oder Gummi oder auch spezielle Kunststoffe wie z.B.The non-metallic binders can be organic or inorganic Be a binder. Organic binders suitable for such bonds, are: thermosets such as phenolic resin or epoxy resin, thermoplastics such as polyimides, Elastomers such as Buna or rubber or special plastics such as
Polyamide. Diese Stoffe können auch als modifizierte Typen verwendet werden, wenn dadurch ihre Verarbeitbarkeit oder die Schleifeigenschaften der Bindung verbessert werden.Polyamides. These substances can also be used as modified types if this increases their workability or the abrasive properties of the bond be improved.
Als anorganische Bindemittel, die sich für solche Bindungen eignen, haben sich insbesondere Gläser, besonders solche mit niedrigem Schmelzpunkt und niedriger Oberflächenspannung, oder schmelzbare keramische Materialien, deren Erweichungspunkt unter 1000 0C liegt als besonders geeignet gezeigt.As inorganic binders that are suitable for such bonds, have in particular glasses, especially those with a low melting point and low surface tension, or fusible ceramic materials, their softening point below 1000 ° C. is shown to be particularly suitable.
Die Bindemittel lassen sich gekörnt oder als Pulver mit den Schleifkörnern und den ebenfalls körnigen und pulverförmigen Füllern vermischen und dann zum Schleifbelag pressen. Die organischen Bindemittel können aber auch ganz oder teilweise in flüssiger Form oder in Lösung solch einer Mischung zugegeben werden. Die anorganischen glasartigen oder keramischen Bindemittel werden meist als feine Körnung als sog.Fritte der Mischung für einen Schleirbelag zugegeben.The binders can be granulated or as a powder with the abrasive grains and mix the granular and powdered fillers and then to the abrasive coating press. The organic binders can, however, also be wholly or partly in liquid form Form or in solution of such a mixture can be added. The inorganic vitreous or ceramic binders are mostly used as fine grains as so-called frits of the mixture added for a abrasive coating.
Die Bindungen gemäß der Erfindung enthalten Metall- und Graphitf!Iler in einer Kombination, bei der durch den Metallanteil der Bindung hohe Festigkeit verliehen wird und durch den Graphit anteil die Reibung und die Neigung zum Verschmieren wesentlich vermindert werden. Außerdem wird durch beide Füllerarten die Varmeableitung wesentlich verbessert. Der Volumenanteil des Graphitfüllers in der Mischung aus Bindung und Schleifkörnung liegt dafür vorzugsweise zwischen 3 % und 60 % VOL.The bonds according to the invention contain metal and graphite fillers in a combination with high strength due to the metal content of the bond and the graphite share the friction and the tendency to smear can be significantly reduced. In addition, both types of filler reduce heat dissipation much improved. The volume fraction of the graphite filler in the mixture For this, the bond and abrasive grain are preferably between 3% and 60% VOL.
Durch die Wahl unterschiedlicher Mengenverhältnisse von Graphit und Metallfüller tönnen die Schleifeigenschaften der Bindung in weitem Bereich verändert und den praktischen Bedürfnissen angepaßt werden.By choosing different proportions of graphite and Metal fillers can change the sanding properties of the binding over a wide range and adapted to practical needs.
Wegen der geringen Reibung der Bindung und wegen der guten Wärmeleitfähigkeit des Graphitanteils brauchen die Metallfüller nicht in Jedem Falle aus gut wärmeleitenden Metallen bestehen.Because of the low friction of the bond and because of the good thermal conductivity of the graphite content, the metal fillers do not need in every case from good heat-conducting Metals.
Daher können auch Metalle verwendet werden, die vor allem günstige mechanische Eigenschaften haben. Vorzugsweise liegt die Wärmeleitfähigkeit der Metallfüller bei 200C höher als 0,1 cal/cm O0C . s und der Schmelzpunkt über 4oo0c. Auch Wolframkarbid ist füller als Metalle geeignet, da es für diesen Zweck günstige metallische Eigenschaften hat.Therefore, metals can also be used, which are mainly cheap have mechanical properties. The thermal conductivity of the metal filler is preferably at 200C higher than 0.1 cal / cm O0C. s and the melting point above 4oo0c. Also tungsten carbide It is suitable as a metal filler because it has favorable metallic properties for this purpose Has.
Von weiterer Bedeutung ist die Korngröße des Graphitfüllers.The grain size of the graphite filler is of further importance.
pulverförmiger Graphit bildet wegen seiner relativ großen Teilchenzahl in der Bindung Trennschichten zwischen den Metallpuiverteilchen. Dadurch wird die Festigkeit der Bindung gemindert, was für eine weicher schleifende Bindung erwünscht sein kann.powdery graphite forms because of its relatively large number of particles in the bond separating layers between the metal powder particles. This will make the The bond strength is reduced, which is desirable for a softer abrasive bond can be.
Gekrnter Graphit beeinträchtigt nur wenig die feste Verbindung des Bindemittels mit den Metallpulverteilchen und den Schleifkörnern. Für eine Bindung mit optimaler Festigkeit und Standzeit ist daher ein Graphitfüller in gekörnter Form sehr vorteilhaft.Grained graphite has little effect on the firm bond of the Binder with the metal powder particles and the abrasive grains. For a bond with optimal strength and service life is therefore a graphite filler very beneficial in granular form.
Vorteilhafte Beispiele für die Zusammensetzungen von Mischungen aus Bindungen und Diamant- oder Bornitrid-Körnungen mit und.Advantageous examples of the compositions of mixtures Bonds and diamond or boron nitride grains with and.
ohne Metallüberzug sind folgende: Beispiel 1 Bindung mit organischem Bindemittel, gekörntem Graphitfüller und einem Metallfüller in Mischung mit metallüberzogener Diamantkörnung.without metal coating are the following: Example 1 Binding with organic Binder, granular graphite filler and a metal filler mixed with metal-coated Diamond grit.
25 % Vol. Diamantkorngröße 90 - 125 µm 12 % " Kupferüberzug auf den Diamantkörnern 33 % " Phenolharz Typ Bakelite 222 22 % " Silberpulver 8 % " Graphitkörnung, Korngröße 32- 50 µm Beispiel 2 Bindung mit organischem Bindemittel, gekörntem Graphitfüller und zwei Metallfüllern in Mischung mit metallüberzogener Bornitridkörnung. 25% by volume diamond grain size 90 - 125 µm 12% "copper coating on the Diamond grains 33% "phenolic resin type Bakelite 222 22%" silver powder 8% "graphite grain, Grain size 32-50 µm. Example 2 Binding with organic binding agent, granular graphite filler and two metal fillers mixed with metal-coated boron nitride grains.
24 % Vol. Bornitrid-Körnung, Korngröße 149 - 177 µm 16 % ir Metallüberzug auf den Bornitridkörnern, bestehend aus phosphorhaltigem Nickel 30 % " Polyamid, Typ M 33 B Lieferant: Fa. Rhone - Poulenc, Paris 12 % " Kupferpulver 12 % " Kobaltpulver 6 % " Graphitkörnung, 50 - 100 µm Beispiel 3; Bindung mit organischem Bindemittel, gekörntem Graphitfüller und einem Metallfüller in Mischung mit einer Diamantkörnung. 24% vol. Boron nitride grain, grain size 149 - 177 µm 16% ir metal coating on the boron nitride grains, consisting of phosphorus-containing nickel 30% "polyamide, Type M 33 B Supplier: Rhone-Poulenc, Paris 12% "copper powder 12%" cobalt powder 6% "graphite grain, 50 - 100 µm Example 3; Bond with organic Binder, granular graphite filler and a metal filler mixed with one Diamond grit.
25 % Vol. Diamantkörnung, Korngröße 125 - 140 µm 35 % " Phenolharz BRP 5417 16 % " Nickelpulver 24 % " Graphit Beispiel 4 Bindung mit anorganischem Bindemittel, gekörntem Graphitfüller und einem Metallfüller in Mischung mit einer Diamantkörnung. 25% vol. Diamond grain, grain size 125 - 140 µm 35% "phenolic resin BRP 5417 16% "nickel powder 24%" graphite Example 4 Binding with inorganic Binder, granular graphite filler and a metal filler mixed with one Diamond grit.
25 % Vol. Diamantkörnung, Korngröße 125 -140 µm 35 % n Glasfritte 4 % " tonmehl 16 % Xt Nickelpulver 20 % n Graphit 25% vol. Diamond grain, grain size 125-140 µm 35% n glass frit 4% clay powder 16% Xt nickel powder 20% n graphite
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