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DE2140286A1 - Harzgebundene Schleifprodukte - Google Patents

Harzgebundene Schleifprodukte

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Publication number
DE2140286A1
DE2140286A1 DE19712140286 DE2140286A DE2140286A1 DE 2140286 A1 DE2140286 A1 DE 2140286A1 DE 19712140286 DE19712140286 DE 19712140286 DE 2140286 A DE2140286 A DE 2140286A DE 2140286 A1 DE2140286 A1 DE 2140286A1
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Germany
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silver
grinding
percent
lubricant
volume
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DE19712140286
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English (en)
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DE2140286C3 (de
DE2140286B2 (de
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Richard Henry Holden Cohen Harvey Martin Randolph Mass Sioui (V St A ) P
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Saint Gobain Abrasives Inc
Original Assignee
Norton Co
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Publication date
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Publication of DE2140286B2 publication Critical patent/DE2140286B2/de
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Publication of DE2140286C3 publication Critical patent/DE2140286C3/de
Expired legal-status Critical Current

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    • 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
    • B24D3/34—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents characterised by additives enhancing special physical properties, e.g. wear resistance, electric conductivity, self-cleaning properties

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft Schleifwerkzeuges insbesondere Schleifscheiben und beschichtete Schleifbänder9 die die härtesten bekannten Schleifmittel, Diamant und kubisches Bornitrid enthalten und die, wenn das hauptsächliche Schleifmittel aus mit Metall überzogenem Diamantkorn besteht8 besonders aum Sroek©n-» schleifen von Sinterearbidwerkstü©ken (wie go B0 "Fon g©siat©r~ tem Wolframcarbid) geeignet sind9 und di©$ w@aa das liche Schleifmittel aus mit Metall üb©rs©g©a besteht, besonders zum Schleifen harter W werden können«
Eine Verbesserung von bundenem Diamant (oder
Basis von ist kfealj .tk©sa ©d®^
plattiertem kubisehem Bornitridkorn
2098 08/191®
2H0286
USA-Patentanmeldung Nr β 876 655 ist festgestellt worden, daß feinverteilter Graphit in solchen Werkzeugen verwendet werden kann, um die Leistung beim Trockenschleifen erheblich zu verbessern« Die vorliegende Erfindung führt zu einer weiteren Verbesserung der Leistung durch die Verwendung besonderer Kombinationen von teilchenförmigen Füllstoffen aus festen.Schichtschmiermittelfüllstoffen und Silber- oder Kupferfüllstoffen.
Zu der Erfindung gehört auch das Modifizieren der Bindung von harzgebundenen Schleifwerkzeugen, die metallplattierten Diamant oder metallplattiertes kubisches Bornitrid enthalten, durch Einverleiben von 10 bis 60 Volumenprozent, vorzugsweise von 30 bis 50 Volumenprozent, bezogen auf die gesamte Bindung und die Füllstoffe (ausschließlich des metallplattierten Schleifmittels), Silber oder Kupfer (oder einer Kombination davon, wie ZeBo von mit Silber beschichtetem Kupfer) sowie 5 bis 30 Prozent, vorzugsweise 10 bis 20 Prozent, eines festen Trockenschichtschmiermittels, das nachfolgend näher definiert wird.
Bekannte synthetische Harze, die bei der Zubereitung von als Schicht aufgetragenen oder gebundenen Schleifmitteln geeignet sind, können nach der Erfindung verwendet werden· Bekanntlich sind Festigkeit und Wärmebeständigkeit erforderliche Eigenschaften. Die bekannten vernetzten Harze, wie z. B. Phenol-Aldehydharze, Melanin-Aldehydharze, Harnstoff-Aldehydharze, Polyesterharze und Epoxyharze, einschließlich der Epoxynovolake, sowie übliche Modifizierungsmittel und Plastifizierungsmittel können verwendet werden. Ein Teil des Füllstoff bestandteile kann aus üblichen teilchenförmigen Füllstoffen, wie z.B. SiliciumcarfeLd, bestehen. Vor ziemlich kurzer Zeit sind neue im wesentlichen lineare Polymere wie auch wärmehärtende Polymer© (wie Z9 B* die in der französischen Patentschrift 1 455 beschriebenen wärmehärtenden Polymere), die zum Binden von Schleifköraem geeignet sind, vorgeschlagen worden. Diese Harze, wie auch, di© oben angeführten vernetzten Harze, sind unschmelzbar, im Gegensatz zu den üblicheren thermoplastischen linearen Polymeren, die bestimmte Erweichungsbereiche haben und reversibel erweiehbar sind. Beispiele für solche Harze, die zur Herstellung von Schleifwerkzeugen geeignet sind, werden in der
209808/1918
21
USA-Patentschrift 3 329 489 (Polybenzimidazole) und den USA-Patentschriften 3 295 940 und 3 385 684 (Polymide) gegeben. Polysulfidharze, wie sie in der USA-Patentschrift 3 303 170 beschrieben sind und Polypyrrone können ebenfalls verwendet werdene Zur Verwendung bei der Herstellung von beschichteten Schleifscheiben und -bändern können flüssige Harzsysteme bevorzugt werden, während für gebundene Schleifmittel feste gepulverte Harze benutzt werden können·
lines der bevorzugten Merkmale der Erfindung besteht darin, daß das Schleifmittel, Diamantkorn oder kubisches Bornitrid, einen Metallüberzug aufweist, der das Schleifkorn einschließt, und zwar derart, daß das Metall in dem überzogenen Teilchen in einer Menge von 10 bis 70 Volumenprozent vorhanden ist· Nicht überzogener Diamant kann jedoch auch verwendet werden, und Werkzeuge, bei denen ein solcher benutzt wird, gehören zu der Erfindung.» Mit Metall überzogener Diamant wird in der französischen Patentschrift 1 142 688, den belgischen Patentschriften 683 508 und 698 428 und der französischen Patentschrift 1 522 735 beschrieben. Geeignete Metallüberzüge bestehen aus Kupfer, Silber, Nickel, Kobalt, Molybdän und ganz allgemein aus irgendeinem Metall, das über etwa 260° 0 schmilzt und in dem Schleifwerkzeug ehemisch beständig ist.
Während zum Naßschleifen die Volumenprozente von dem Metallüberzug höher sein können, sollen die Volumenprozente des Metallüberzugs zum Trockenschleifen, für das das Werkzeug gemäß der Erfindung besonders vorgesehen ist, 10 bis 60 ausmachen«
Im Handel sind beschichtete Diamanten erhältlich, die Nickelüberzüge innerhalb des oben angegebenen Bereichs von 10 bis 50 Volumenprozent sowie Kupferüberzüge innerhalb des gleichen Bereichs aufweisen· Diese Überzüge können durch galvanisches Niederschlagen auf einem dünnen Silberüberzug hergestellt werden9 der seinerseits durch chemisches Niederschlagen auf den Körnern erzeugt worden ist. Die Überzüge brauchen daher nicht nur aus ©inem einzelnen Metall zu bestehen, und nach der Erfindung ist ©ine große Vielfalt von Metallüberzügen möglich und geeignet® Legierungen der Metalle sind ebenfalls brauchbar.
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2H0286
Die Eorngröße des Schleifmittels ist im allgemeinen nicht erheblich, aber im allgemeinen werden Gritgrößen von 60 bis 320 (bezogen auf das nicht überzogene Korn) in Diamantscheiben benutzt«
Die Schleifelemente gemäß der Erfindung werden durch Pressen der Mischung in einer Form zu der gewünschten Gestalt ausgebildete Die Form kann erwärmt werden, und das Harz kann vollständig oder teilweise in der Form gehärtet werden,,
Die Figur 1 ist eine perspektivische Darstellung eines Schleifelements gemäß der Erfindung·
Die Figuren 2 und J sind perspektivische Darstellungen des Schleif element s nach der Figur 1, das zur praktischen Anwendung in zwei verschiedenen Halterungen montiert ist»
Die Figur 1 zeigt ein typisches Schleifelement 10» Die Figur zeigt das auf einem Kern 20 montierte Schleifelement unter Ausbildung einer geraden Schleifscheibe« In der Figur 2 ist das Element 10 auf einer Schale oder Mulde als Träger unter Bildung einer im allgemeinen als "Topfschleifscheibe" bezeichneten Schleifscheibe angebracht« Ein geeignetes Material zur Herstellung des Trägerteils ist ein mit Aluminium gefülltes Harz, wie es in der USA-Patentschrift 2 150 886 beschrieben ist· Das Werkzeug kann direkt auf dem Träger abgeformt werden, der Träger kann, auf dem Werkzeug abgeformt werden, oder das Werkzeug kann nach der Herstellung fest auf den Träger aufgesetzt werden·
Zur Herstellung der überzogenen Schleifscheiben oder -bänder kann ein flüssiges Phenol-Formaldehydharz verwendet werden· Ein Schlichteüberzug aus flüssigem Harz sollte nach der eigentlichen Arbeitsschicht verwendet werden, und wenigstens der Sehlishteüberzug sollte die Füllstoffe gemäß der Erfindung enthalten. Die Schlichte soll "hoch11 sein, d. h·, sie soll sich von der Arbeitsschicht her so ausdehnen, daß die Spitzen des Schleifmittels umhüllt sind, damit die Füllstoffe in der Schicht den Werkstoff während des Schleifens berühren·
09808/1918
114028Q
Die erforderlichen !Füllstoffe gemäß der Erfindung sinds
(1) Silber oder Kupfer oder eine Kombination davon? wie Ze B0 mit Silber überzogenes Kupfer, und zwar in der Bindung in einer Menge von 10 bis 60 Volumenprozent s vorzugsweise von 30 bis 50 Volumenprozent9 und
(2) ein festes Trockenschichtschmiermittel§ das in der Bindung in einer Menge von 5 bis 30 Volumenprozent und vorzugsweise von 10 bis 20 Volumenprozent vorhanden ist©
Silber ist wesentlich besser als Kupfer, und mit Silber überzogenes Kupfer ist besser als Kupfere Obwohl der genaue Teilchengrößenbereich nicht kritisch ist9 sind die feineren Metallpulver wirksamer. Typische Pulver haben Teilchendur©hmesser von 4-3 Mikron (325 mesh) und weniger und können nach üblicher mikroskopischer Bestimmung eine Größe von 1 bis 10 Mikron haben« !Fenn Kupfer verwendet wird, sollte deoxidiertes Pulver benutzt w©rdeno
Der Schmiermittelfüllstoff kann einer der bekannten anorganischen Materialien sein, wie ze B· Graphits fluorierter Graphit9 mit Metall überzogener Graphit (USA-Patentschrift 3 402 035)» hexagonales Bornitrid, Wolframdisulfid, Molyfodändisul£id0 Nlob<diselenid und Wolframdiselenid, wobei all© di@s© Materialea gemäß der Erfindung in dem Maße wirksam sinds daB si® au ©iaer Schleif leistung von mindestens 200 % ©iner Standardfc©sts©li©±'b©9 die nur einen Silieiumcarbidfüllstoff enthält8 führte All© di©s@ Materialien sind kristallin und haben, ©in© SehiehtgltterstruktuTg in der die Bindung zwischen den Sehichton durch relativ If an der Waal'sehe Kräfte bewirkt
Organisch© SrockenschiciitsGhmiesiii-fet®! siaa fein vs^teilt© fost© polymer© Stoffes, Geeignete
Styrol-Terpolymer© 9 Aeetalmiseiip©!^
©fclorierte Polyäther,
Polyphenylenoxide
©11© vom
209808
*) 1 / Π 9 ^ η -Cr- j 214O/U^_
Außer den lüllstoi&n aus Metall und Trockenschichtschmiefmittelpulver können inerte Füllstoffe, wie z. B, Siliciumcarbid, zugegeben werden, um die Festigkeit der Bindung zu erhöhen oder in anderer Weise die physikalischen Eigenschaften zu steuern. Wenn niedrigere Diamantkonzentrationen angewendet werden, kann es vorteilhaft sein, solche Füllstoffe zuzugeben, um den Gesamtbindungsgehalt des Werkzeugs oder des Schleif elements zu verringern.
Übliche normale Verfahrens stufen können angewendet werden, um die Hinge, Scheiben oder Bänder der Erfindung herzustellen.
Sin bevorzugtes Beispiel für ein Bindungsgemisch zur Herstellung eines gebundenen Schleifrings zum Anbringen auf einem Träger, wie es in der Zeichnung dargestellt ist, ist wie folgt:
Beispiel mit phenolischer Bindung
Gewichts- Volumenteile teile
Gepulvertes Phenol-Aldehydvorpolymerisat (BBP 598O9 erhältlich von Union Carbid Corporation), das 9 % Hexamethylentetramin enthält und dem 10 Gew.-% Kalk zugegeben worden ist
Silberpulver (Metz Refining Co. C-18)
Polytetrafluoräthylenpulver (Liquid
Kitrogen Processing Coe TL-115)
Siliciumcarbid (800 Grit)
Furfurol
Zur Herstellung eines gebundenen Schleifmittelwerkzeugs unter Verwendung des vorstehend angegebenen Gemische wird das Schleifmittel mit dem Furfurol benetzt, und das Gemisch von Bindemitteln und Füllstoffen wird zugegeben, und das Mischen wird solange fortgeführt, bis eine homogene Masse erhalten wird. Eine ausreichend© Menge des Gemischs wird in eine Form mit der gewüaseiLten Gestalt gebracht, und das Gemisch wird dann zu der Gestalt heiBgepreßt» iormalerweise wird bei Verwendung des vorstehenden Bindemittels das Werkzeug dann aus der Form entfernt and in einem Ofen weiter gehärtet. Typische Bedingungen zum Abformen sisd ein Druck von 703 kg/cm2 (5 Tonnen/6,45 cm2), eine
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17,3 45,2
58,6 20
6,0 10
15,8 17,7
2,3 7,1
86
-Temperatur von 160° O und eine Abformungszeit von 20 Minuten« Das endgültige Härten kann in einem Ofen mit Luftatmosphäre innerhalb von 24 Stunden bei 175° C vorgenommen werden» Das Einstellen der Temperatur bei dem endgültigen Härten ist bekanntermaßen zweckmäßig zur Regulierung der Härte oder des Grades der Bindung, die Oe nach der speziellen Anwendung verschieden sein kann«
Das gehärtete Schleifmittelelement wird an einem Kern oder Träger nach üblicher Art und Weise angeordnet, so daß ein Schleifwerkzeug, wie es in den Figuren 2 und 3 der Zeichnung dargestellt ist, erhalten wird. In den nachfolgend tabellarisch aufgeführten Beispielen wurden Topfschleifscheiben mit den angegebenen Größenabmessungen und Gehalten verwendet. Alle Versuche liefen trocken (kein flüssiges Kühlmittel)«
üenn andere Harzsysteme verwendet werden als die oben angegebene p&enolische Bindung, können, wie bekannt ist, verschiedene Härtungs- und Bearbeitungstemperaturen erforderlich sein® In dem
ο Fall von Polymidharzen ze B* stellen ein Druck von 1406 kg/cm (10 Tonnen/6,45 cm2) und ein 15minütiges Halten bei 2?0° G typische Herstellungsbedingungen dar«, Kein UachhaVfcen ist erforderlich. Bin im Handel extaältlieh@s Polymid (von Räone-Foulerio, "bezeichnet als ΡβΙ·-Μ33Α), das -unter diesen Bedingungen gehärtet wurde und 50 % Silberfüllstoff und 10% Polytetrafluorätiaylen als Füllstoffe enthielt, führte zu einer Schleifleistung tob 202 % oder von 102 % über der Kontrollscheibe, und zwar b@i ©in©m Test entsprechend dem von der Tabelle I0
Sin zweiter Test mit einem anderen Polymid (bezeichnet als Ρ»Ι·-Μ33Β) führte zu einer Schleifleistung von 293 % unter gleichen Bedingungen, wenn 40 % Silber- und 10 % Polytetrafluos= äthylenfüllstoffe verwendet wurden·
Beispiele
M© folgenden Versuche wurden mit Sehl©ifscheiben aaeh dem oben angegebenen Beispiel mit
gestellt worden waren, wobei die toteile wie angegeben, geändert worden war©ae Di© schleifscheiben vom 6A9-Typ mit &©a Ibmessm
209803/1S1S
2140283
4,41 cm χ 3,16 cm. Der Diamant war mit 56 Gewichtsprozent Nickel überzogen, entsprach 150 Grit (unüberzogen), und die Scheiben enthielten 17 Volumenprozent Diamant· Das Werkstück für das modifizierte Oberflächenschleifwerkzeug war gesintertes Wolframcarbid, die Zuführungs- oder Vorschubseinheit (unit infeed) betrug 0,063 mm. Die Schleif bedingungen und das Werkstück waren für alle Schleifscheiben die gleichen· Die erste in der Tabelle I aufgeführte Schleifscheibe war eine handelsmäßige Standardschleifscheibe, die 35 Volumenprozent Siliciumcarbid in der Bindung enthielt. In der Tabelle I werden die Ergebnisse wiedergegeben· Die "Scheibennummer1· dient zur Identifizierung. G ist das Schleifverhältnis oder die Schleifleistung, ausgedrückt als Verhältnis des Volumens von dem entfernten Carbid des Werkstücks zu dem Volumen des Schleifscheibenabtrags, P ist die durchschnittliche Zugleistung oder Antriebsleistung (power drawn) der Scheibe in Watt und %G und #P geben die Prozente in bezug auf die Standardvergleichsscheibe wieder· In der Tabelle bedeutet TWE Polytetrafluorethylen·
G P Tabelle I $6P FüllstoffKehalt der Bindung) TifJU
36,2 1390 100 "HjT" 0
Scheiben 33,0 950 68 SiG 0 10
nummer 36,9 1085 78 35 0 10
18617 74,5 1215 100 87 25 7 0 10
18577 96,6 .1180 91 85 37, 20 10
18578 47,2 1350 102 97 5 7 20 5
18580 46,7 1095 205 78 17, 10 10
18641 36,4 1380 266 99 20 15 0
18583 130 10 15
18584 129 20
18593 100
+Vergleichsteste
Die vorstehenden Ergebniese zeigen, daß der Schmiermittelfüllstoff allein, bei einem 10#igen Gehalt, die Schleif leistung nicht wesentlich verbessert, obwohl die Zugleistung wesentlich vermindert ist. In ähnlicher Weise führt Metall alleine, bei einem Gehalt von 15 #, nicht zu einer wesentlichen Verbesserung· Gemeinsam aber, und zwar mit den angegebenen Gehalten, ist die Schleifleistung wesentlich verbessert und die Zugleistung in
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Η028Θ
signifikanter Weise vermindert· Beste Ergebnisse wurden bei diesem Test mit 2o % Silber und 10 % Polytetrafluoräthylen erhalten· Die Ergebnisse weisen daher auf eirien synergistischen Effekt hin, wenn die beiden Füllstoffe gemeinsam in der Bindung verwendet werden, der anhand der Ergebnisse, die erhalten wurden, wenn nur Silber oder nur Polytetrafluoräthylen verwendet wurde, nicht erwartet werden konnte·
Die in der Tabelle II angegebenen Testergebnisse gestatten einen Yergleich bezüglich der mit Schleifscheiben mit verschiedenen Gehalten an Füllstoffen und der mit einer Standardschleifscheibe (wie die in der Tabelle I1 aber mit einem etwas höherem Gehalt an Siliciumcarbidfüllstoff) erzielten Resultate· Der Diamant entsprach 150 Grit, war mit Nickel überzogen, mit Ausnahme oeäoch des Diamanten in den letzten beiden Schleifscheiben, die mit Kupfer in einem Anteil von 50 Gewichtprozent überzogen waren. Die Zuführung betrug 0,063 mm bei gesinterten Wolframcarbidwerkstücken· Das Carbidmaterial und die Schleifbedingungen waren bei allen Schleifscheiben die gleichen.
G P %G Tabelle II Ap I1JfJJi
47,6 •1425 100 0 O +
Scheiben 78,5 1120 165 %p 20 10
nummer 89,6 975 188 100 Füllstoffgehalt 20 15
18664 87,7 1180 184 79 SiG 25 10
18665 95,2 1020 200 68 40 25 15
18666 147,5 1280 312 83 10 30 15
18667 108,5 1090 228 72 5 30 15
3 8668 91 1120 191 90 5 20 10
18669 75,3 960 158 76 0 20 15
18670 79 0
18671 67 0
18672 10
5
+Vergleichstest
Die aus diesen Versuchen gezogenen Schlüsse sind, daß der optimale Silbergehalt über 30 % liegt, 15 % Polytetrafluoräthylen vom Standpunkt der Zugleistung besser sind als 10 %, und daß mit Nickel und Kupfer überzogener Diamant hinsichtlich der
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2U0289
Leistungsfähigkeit ähnlich ist, wenn 20 % Silberfüllstoff ver-"wendet werden»
Die nachfolgenden Versuche wurden mit einem anderen, und zwar etwas stärkeren Triebwerk als bei den vorstehenden Versuchen durchgeführt. Andererseits wären die Versuchsbedingungen im wesentlichen die gleichen, es wurden aber als Werkstück eine andere gesinterte Wolframcarbidprobe verwendet. Bei diesem Versuch wurden Silbergehalte von 10 bis 20 % und ohne Schmiermittel sowie Silbergehalte von 10 bis 20 % gemeinsam mit 15 bis 25 % Graphit bewertet.
G Tabelle P 26g III !•üllstofffcehalt %Ak %Graphit
Scheiben 26 1075 100 %SiC 0 0 +
nummer 38 750 146 40 10 15
18713 (Kontrolle) 39 625 150 100 15 10 25
18714 32 775 123 70 5 15 15
18715 29 775 112 58 10 20 25
18716 23 1075 89 72 0 10 0 +
18721 19 975 73 72 30 15 O +
18722, 22 1000 85 100 25 20 O +
18723 68 20
18724 93
+Vergleichsteste
Die Tabelle IV gibt die Ergebnisse eines Versuchs wieder, bei dem der Einfluß der Silbergehalte von 30 bis 50 % gemeinsam mit einem festen Schichtschmiermittelfüllstoff im Vergleich mit einer Standardschleifscheibe und mit einer Schleifscheibe, die nur Graphit enthielt, ermittelt wurde. Wie bei den vorstehenden Versuchen liefen die Scheiben alle an der gleichen Carbidprobe und unter den gleichen Testbedingungen· Die Zuführung betrug 0,05 nun. Der Diamant war mit einem inteil von 11 Volumenprozent in der Schleifscheibe vorhanden (anstelle der 17 % in den vorstehenden Versuchen) und war nickelplattiert, mit Ausnahme des Diamants in der Schleifscheibe 84, der kupferplattiert war·
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Tabelle IV
2U0286
Scheibennummer
47 (Kontrolle) 17,4 1025 100 100 0
51 22,6 765 150 75 0
82 65,6 1135 365 111 40
83 79,8 1190 459 116 50
84 67,8 925 390 90 50
85 44,0 840 253 82 30
86 43,1 840 248 82 40
+Vergleichsteste
Füllstoffgehalte TFE Graphit SiC
0 0 35 +
10 20 15 +
.10 0 0
10 0 0
10 0 0
0 20 0
0 20 0
Bei einer Zuführung von 0,063 Bim waren die relativen Ergebnisse ähnlich mit der Ausnahme jedoch, daß die Scheiben und 86 unter der stärkeren Zuführung nicht zufriedenstellend waren, indem sie überlastet waren, abrauhten und eine hohe Zugleistung (drew high power) benötigten· Die Schleifscheibe 82 schien die beste für den allgemeinen Gebrauch zu sein·
In dem nachfolgenden Versuch wurde der Silberfüllstoff mit Kupfer, das mit Silber überzogen war, verglichen. Die Scheiben enthielten alle 11 Volumenprozent Diamant, und der Diamant war jeweils nickelplattiert· Die Zuführung betrug 0,05 Die folgenden Ergebnisse wurden erhalten:
Tabelle V
Scheiben-
numroer Gr P
Kontrolle 17,8 875 100 100
950 28,9 825 162 94
951 29,6 800 166 91 956 29,2 750 164 86
Ar TFB Ag auf Gu SiC
0 0 0 35
50 15 0 0
45 15 0 0
0 15 45 0
Obwohl dieser Versuch zeigt, daß Silber und mit Silber überzogenes Kupfer gleichwertig sind, hat ein empfindlicherer Versuch die Überlegenheit von Silber gegenüber dem mit Silber überzogenen Kupfer ergeben.
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4e_jl 2H0286
Beim Schleifen von Schnelldreiistahl wurden Scheiben unter Verwendung von metallplattiertem kubischem Bornitrid von 150 Grit mit verschiedenen Füllstoffbestandteilen verglichen. Die Zuführung betrug O905 mm, und die Scheiben hatten die gleiche Gestalt und die gleichen Größenabmessungen wie in den oben angegebenen Versuchen.
Der Füllstoffgehalt der Scheiben war wie folgt:
Tabelle VI
A12°3 iß TFE Graphit 20 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 20
0 0 0 20
0 40 0 15
Scheiben SiC
nummer 20
8OB 35
81B 15
82B 28
83B 0
85B
Vergleichstest
Die Versuchsergebnisse mit M3-, M43- und T15-Schnelldrehstahlwerkstücken waren wie folgt:
21,8 Jr %G Tabelle VII G P £g %P G T15 ?bG 100
32,8 625 100 M43 39,2 500 100 100 3,0 P 100 78
Scheiben 22,7 500 150 %P 15,1 475 39 95 5,4 675 180 70
nummer G 38,7 425 104 100 19,6 350 50 70 8,8 450 293 ?8
8OB 58,6 425 177 83 32,7 400 83 80 12,1 400 403 74
81B 45O 269 71 57,3 425 147 85 22,9 450 765
82B 71 425
83B 75
85B
Unter Anwendung der am leichtesten benutzbaren Versuchsmethoden, entsprechend den obigen Versuchen, wurde eine Vielfalt von Kombinationen von Metall und festem Schmiermittel verwendet. Schleifleistungen von wenigstens 40 % über der Standardleistung wurden mit dem Metall Silber, Kupfer oder mit einem mit Silber überzogenen Kupfer erzielt, wie in der nachfolgenden Tabelle VIII angegeben ist, und Schleifleistungen unter denen der Standardkontrolls chleifscheibe wurden mit Nickel, Molybdän, Eisen, Zinn und Aluminiumfüllstoffen erhalten.
209808/1918
2HÜ28Q
G 410 Tabelle P 120 VIII Schmiermittel
Scheiben- 42 383 1200 115 Metall BN
mimmer 39,5 348 1150 125 Ag TFE
19083 35,9 299 1250 135 Ag ws2
19076 30,8 296 1350 140 Ag BN mit Nickel
überzogen
19086 30,5 271 1400 115 Ag Graphit
19229 27,9 270 1150 115 Ag MoS2
19089 27,8 255 1150 135 Ag Polyäthylen
19085 26,3 196 1350 110 Ag NbSe2
19088 20,2 140 1100 115 Ag WSe2
19084 14,4 116 1150 100 Ag TFE
19087 11,9 104 1000 85 Gu MoS2
19077 10,7 104 850 100 Mo Graphit
19231 10,3 90 1000 95 - 35 % SiG
19257 9,3 73 950 80 Kontrollscheibe TFE
19252 7,5 62 800 85 Ni TFE
19078 6,4 56 850 85 Mo TFE
19082 5,8 52 850 90 Mo TjTB
19228 5,4 43 900 80 Fe TEE
19081 4,4 31 800 75 Al TFE
19079 3,2 750 Sn TFE
19080 Al
19230
Eine große Vielfalt von organischen Füllstoffen, in der Form eines feinverteilten Pulvers, wurde hergestellt und mit Gehalten von 10 bis 15 % in. der Bindung.gemeinsam mit 40 % Feinsilber in der Bindung untersucht· Die folgenden Füllstoffe führten zu einer Verbesserung von G, und zwar zu dem 295- bis 5- oder mehrfachen Wert von G einer gleichen Scheibe, die jedoch keinen organischen Füllstoff, aber 40 % Silber enthielt: Styrol-Butadien ("56B" Pliolithe von Goodyear Company, aus 85 Gewichtsprozent Styrol und 15 Gewichtsprozent Butadien), Aerylnitril-Butadien-Styrol (Lustran 1-410-1000, erhältlich von Monsanto), Styrol-Acrylnitril (Lustran A-21-2020 von Monsanto, 71 % Styrol, 21 % Acrylnitril), Polyurethan (Estane, Typ 58105 von Goodrich), Polyvinylchlorid (Geon 92 von Goodrich), Polyacetal (Delrin von DuPont), Polysulfon (Union Carbide TXJjU? 2044), Polyurethan (her-
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2H0286
gestellt aus 83 Gewichtsprozent Adiprene L-167 und 17 Gewichtsprozent 4-,V-Methylenbis (2-chloranilin)) (Adipren ist ein flüssiges Reaktionsprodukt von Diisocyanat mit einem PoIyalkylenätherglykol, erhältlich, von DuPont), Nylon (DuPont Zytel) und Polycarbonat (General Electric Lexan)·
Zur Darstellung der Verbesserung, die mit Schleifscheiben unter Verwendung von nicht metallplattiertem Diamant und einer phenolischen Bindung erzielt wird, wurde ein Vergleich beim trockenen Carbidschleifen unter Verwendung von nicht überzogenem Diamant wie folgt durchgeführt:
Füllstoff G Zugl« 3istu
Kontrollscheibe 35 % SiC 21 1200 Watt
Versuchsscheibe 40 % Ag, 10 ? 97 1100 Watt
6 PTFE
Demnach ist bei einem Vergleich der Scheibe gemäß der Erfindung unter Verwendung von nicht überzogenem Diamant mit einer Kontrollscheibe die Scheibe gemäß der Erfindung fast 5mal so wirksam, und zwar bei einer geringeren Zugleistung.
Obwohl ■ es feste gepulverte organische Polymere geben mag, die die Schleifscheibenleistung nicht verbessern, d. h·, nicht als feste Schmiermittel wirken, wenn sie gemäß der Erfindung verwendet werden, ist die Wahl eines geeigneten Polymeren aus den hier allgemein oder speziell beschriebenen Polymeren oder eines offensichtlich äquivalenten Polymeren für den Fachmann einfach und macht höchstens in dem I1 all äquivalenter Materialien das Herstellen und Testen einer Schleifscheibe, die ein solches Material enthält, nötig.
In der gesamten Beschreibung sind unter den Volumenprozenten der Füllstoffe in der Bindung die Teile des Füllstoffs auf 100 Teile der gesamten Bindungsfestbestandteile, einschließlich der Füllstoffe, aber nicht einschließlich der Schleif teilchen und nicht einschließlich der Metallplattierung auf dem Schleif* mittel, zu verstehen·
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Claims (1)

  1. Patent ansprüehe
    Schleifwerkzeug, in dem Schleifkörner, die Diamant» oder metallplattierte kubische Bornitridteilchen sind, durch ein organisches Polymer gebunden simd9 dadurch gekennzeichnetδ daß die genannte Bindung 10 his 60 Volumenprozent fein verteiltes Silber, mit Silber überzogenes Kupfer oder Kupfer oder eine Kombination davon, und zwar in Anwesenheit von 5 bis 30 % eines teilchenförmigen Troekenschichtschmiermittelfüllstoffs, enthält·
    Schleifwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallfüllstoff 30 bis 50 Volumenprozent und der Schmiermittelfüllstoff 10 bis 20 Volumenprozent ausmacht*
    Schleifwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trockenschichtschmiermittel ein anorganisches kristallines Material mit einer Schichtgitterstruktur, in dem die Bindung zwischen den Atomen in einer einseinen Schicht durch starke konvalente oder ionische Kräfte bewirkt wird, während die Bindungskraft zwischen den Schichten dureh relativ schwache Van der Waal'sehe Kräfte bewirkt wird, oder ein organisches polymeres Material ist»
    Schleifwerkzeug nach einem der Insprüche 1 bis 3, dadurch gekeijaseichnet, daß das TrockenscMchtschmiermittel MoSp, WS2S WSe2, NbSe2, Graphit, fluorierter Graphit, hexagonal©s Bornitrid, Polytetrafluoräthylen, Polyäthylen, Polyehlortrifluoräthylen, fluoriertes Ithylea-Propylen, Hylon, Polycarbon©t9 Polysulfon, Styrol-Butadien, Acrylnitril-Butadien-Styrol, Styrol-Acrylnitril, Polyurethans Polyvinylchlorid, PoIyformaldehyd oder ein Polyesterpolymer ist*
    Dr. Ve/We
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    Ji .
    Leerseite
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