DE2632865A1

DE2632865A1 - Mit einem ueberzug versehene teilchen aus diamant und/oder kubischem bornitrid und verfahren zur herstellung solcher teilchen

Info

Publication number: DE2632865A1
Application number: DE19762632865
Authority: DE
Inventors: Jun Louis Emerson Hibbs; Minyoung Lee; Lawrence Edward Szala
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1975-07-28
Filing date: 1976-07-21
Publication date: 1977-02-10
Also published as: SE7608534L; IE42894B1; DE2632865C2; CH623555A5; JPS5853988B2; FR2319462B1; IE42894L; FR2319462A1; SE431535B; IT1062482B; JPS5222190A

Description

Mit einem Überzug versehene Teilchen aus Diamant und/oder kubischem Bornitrid und Verfahren zur Herstellung solcher Teilchen

Die Erfindung betrifft neuartige, mit einem Überzug versehene Teilchen aus Diamant, kubischem Bornitrid und Mischungen von Diamant und kubischem Bornitrid sowie ein Verfahren zur Herstellung solcher Teilchen. Die Erfindung befasst sich insbesondere mit der Modifizierung der Oberfläche von Teilchen aus Diamant oder kubischem Bornitrid, damit diese Teilchen dann als Abrasivteilchen zur spanabhebenden Bearbeitung von Werkstoffen eingesetzt werden können. Kubisches Bornitrid wird nachstehend häufig mit CBN abgekürzt.

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Deutsche Bank München, Kto.-Nr. 82/08050 (BLZ 70070010)

Postscheck München Nr. 163397-802

OfIIQINAL INSPECTED

Diamant und kubisches Bornitrid sind superharte Werkstoffe und eignen sich besonders gut zur spanabhebenden Bearbeitung sowohl von metallischen als auch nichtmetallischen Werkstoffen. Diamant und CBN zeigen ein besonders gutes Schleifverhalten, wobei jedoch die maximale Schleifleistung nicht ausgenutzt werden kann, da die Verankerung der Diamant- oder CBN-Teilchen in der Matrix oder im Bindesystem des Schleifwerkzeuges Schwierigkeiten bereitet. Das vorzeitige Ausbrechen von lediglich teilweise abgenutztem Schleifkorn ist nach wie vor ein wesentlicher Faktor bei der Abnutzung von Schleifscheiben, insbesondere von Diamantschleifscheiben (aus künstlichen oder natürlichen Diamanten) mit Harz-, Keramik- oder Metallbindung.

Bekannt sind bereits eine Reihe von Verfahren zum Modifizieren der Oberfläche von Diamantteilchen, damit diese in der Matrix eines Werkzeuges besser haften. Beispielsweise wurden auf Diamant bereits gut haftende Filme aus Molybdän oder Chrom durch Kathodenzerstäubung oder Aufdampfen und anschliessender Wärmebehandlung zur Bildung von Metallkarbiden aufgebracht. Auf Diamant wurden auch bereits Molybdänfilme durch chemische oder galvanische Verfahren aufgebracht. Die bisher bekannten Verfahren konnten sich jedoch nicht durchsetzen, da sie kostspielig sind und sich nicht zum Überziehen von grösseren Mengen eignen. Darüber hinaus liefern die bekannten Verfahren Metallüberzüge von nur geringer Dicke und die Oberfläche der Überzüge ist normalerweise sehr glatt. Bei in Harzbindemittelsystemen zum Einsatz gelangenden Abrasivteilchen sind rauhe Überzüge zur Erzielung einer mechanischen Bindung mit dem Harz erwünscht, weil nicht viel chemische Bindung zu erwarten ist. Weiterhin ist ein schwerer Überzug mit merklicher Wärmekapazität erwünscht, damit der Überzug als Wärmesenke dienen kann und eine Verringerung der Temperatur an der Grenzfläche mit dem Harz und damit eine Verzögerung der thermischen Zer-

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setzung des Harzes bewirken kann. Ein fest auf dem Abrasivteilchen verankerter Dickeüberzug kann auch die Bruchfähigkeit des Teilchens verbessern, sofern die Wärmeausdehnung des Überzuges mit der des Teilchens möglichst soweit übereinstimmt, dass hohe Spannungen an der Grenzfläche zwischen Überzug und Teilchen vermieden werden.

Wegen der Schwierigkeiten beim Aufbringen von gut haftenden Überzügen auf Diamantteilchen, die als Schleifkorn eingesetzt werden, vei— wendet man gegenwärtig als Kompromiss dicke Überzüge aus Metallen, die leicht entweder durch chemische oder galvanische Verfahren aufgebracht werden können. Am meisten gebräuchlich sind Überzüge aus Nickel oder Nickel-Phosphor oder Kupfer. Derartige Überzüge weisen eine für die erforderliche Wärmeaufnahme ausreichende Wärmekapazität auf und können auch durch entsprechend sorgfältige Steuerung der Abscheidungsbedingungen so rauh gemacht werden, dass eine gute mechanische Bindung mit der Harzmatrix gewährleistet wird. Nachteilig ist jedoch, dass zwischen der Oberfläche der Diamantteilchen und diesen Metallüberzügen keine Bindung vorliegt. Weiterhin können diese Metallüberzüge nicht bei aus Metall oder Keramik bestehenden Bindesystemen eingesetzt werden, da die Wärmeausdehnung dieser Überzüge inn Vergleich zu Diamant hoch ist, die Überzüge verhältnismässig geringe Schmelzpunkte aufweisen und weiterhin ein Überzug aus Ni-P metallurgisch instabil ist.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung von Überzügen auf Diamant- und CBN-Teilchen, die frei von den bisherigen Mängeln sind. Gelöst wird diese Aufgabe durch Überzüge, die an dem Teilchen chemisch gebunden sind, wobei die chemische Bindung mit Diamant über eine Zwischenschicht aus Metallkarbid und die chemische Bindung mit CBN über eine Zwischenschicht aus Metallborid und/oder Metallnitrid erfolgt.

Die Überzüge bestehen aus Molybdän, Wolfram oder Legierungen dieser Metalle, deren Wärmeausdehnungskoeffizient dem von Diamant und dem von CBN sehr nahekommt, so dass im wesentlichen spannungsfreie Bindungen gewährleistet sind.

Mit dem Ausdruck Metall-Teilchenmaterial-Verbindung wird nachstehend die Verbindung des Überzugmetalls mit dem Material des Teilchens bezeichnet. Falls das Teilchen aus Diamant besteht, handelt es sich bei dieser Verbindung um Metallkarbid. Falls das Teilchen aus CBN besteht, handelt es sich bei dieser Verbindung um Metallborid und/oder Metallnitrid.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung von Abrasivteilchen durch Aufbringen eines Überzuges auf Substratteilchen aus Diamant und/oder CBN. Bei diesem Verfahren werden Mahlkugeln aus Kunststoff oder Elastomer mit einem Durchmesser von ungefähr 1,5 bis 6,35 mm eingesetzt. Weiterhin gelangen Teilchen aus einer Metallverbindung zum Einsatz, die bei Atmosphärendruck bei einer Temperatur im Bereich von ungefähr 800 bis 1400 C unter Bildung von Metall und einem gasförmigen Zersetzungsprodukt zersetzt oder reduziert werden kann. Die verwendeten Substratteilchen besitzen im Falle von Diamant eine Grosse von ungefähr 10 bis 2000 Mikrometer und im Falle von CBN eine Grosse von ungefähr 10 bis 500 Mikrometer. Die Mahlkugeln, die aus der zersetzbaren Metallverbindung bestehenden Teilchen und die Substratteilchen werden miteinander vermählen, wobei auf die Oberfläche der Substratteilchen die Metallverbindung mechanisch aufgeschmiert wird. Mit der Metallverbindung werden mindestens 50 bis ungefähr 100 % der Substratteilchenoberfläche überzogen. Die mit der Metallverbindung überzogenen Substratteilchen werden dann in einer reduzierenden oder inerten Atmosphäre bei einer Temperatur im Bereich

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von ungefähr 800 bis 1400 C gebrannt, wobei die Metallverbindung zersetzt oder reduziert wird und dadurch die gewünschten Abrasivteilchen entstehen. Jedes resultierende Abrasivteilchen besteht im wesentlichen aus einem Substratteilchen mit einem auf ihm haftenden rauhen körnigen Belag, der sich zusammensetzt aus einer Oberflächenschicht und einer zwischen dieser und dem Substratteilchen liegenden Zwischenschicht, welche die Oberflächenschicht chemisch an das Substratteilchen bindet. Die Zusammensetzung der Oberflächenschicht reicht von Metall bis zu einer Metall-Teilchenmaterial-Verbindung und umfasst alle möglichen Mischungsverhältnisse von Metall und Metall-Teilchenmaterial-Verbindung bzw. Verbindungen. Die Zwischenschicht besteht aus Metall-Teilchenmaterial-Verbindung bzw. Verbindungen. Der körnige Belag erstreckt sich gleichmässig oder ungleichmässig und besteht aus einem oder mehreren Teilen und bedeckt mindestens 50 % bis zu 100 % der Oberfläche des Substratteilchens.

Die beim Vermählen verwendeten Mahlkugeln bestehen aus einem nichtmetallischen und nichtkeramischen Material, insbesondere aus einem Kunststoff oder Elastomer. Geeignete Kunststoff mahlkugel η bestehen beispielsweise aus Polyäthylen, Polypropylen und Polystyrol. Geeignete Elastomer mahlkugel η können aus natürlichem oder synthetischem Gummi bestehen. Die Mahlkugeln sollten ausreichend nachgiebig sein, damit die Substratteilchen während des Mahlvorganges nicht in die Kugeln eindringen können und dort verbleiben oder die Kugeln zerquetscht werden und dadurch das mechanische Aufschmieren der Metallverbindung auf die Substratteilchen beeinträchtigt wird. Auch sollte die Elastizität der Kugeln so hoch sein, dass die Substratteilchen nicht zerquetscht oder beschädigt werden.

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Die Mahlkugeln können jede zum mechanischen Aufschmieren der Metallverbindung auf die Oberfläche der Substratteilchen geeignete Form aufweisen. Zur Erzielung optimaler Ergebnisse sollte jedoch die Oberfläche der Kugeln rund sein. Anstelle von Mahlkugeln können beispielsweise auch zylindrische Mahlkörper verwendet werden, obwohl Mahlkugeln bevorzugt werden. Die Mahlkugeln bzw. Mahlkörper sollten einen Durchmesser von 1,5 bis 6,35 mm aufweisen. Mahlkörper mit einem Durchmesser von merklich über 6,35 mm sind ungeeignet, da dann die Anzahl der Kugeln pro Volumeneinheit zu gering wird und dadurch eine ausreichende Schmierwirkung nicht mehr gewährleistet ist. Mahlkugeln mit einem Durchmesser von unter 1,5 mm lassen sich nur sehr schwer von den Substratteilchen trennen. Werden anstelle von Mahlkugeln zylindrische Mahlkörper verwendet, dann sollte deren Länge nicht grosser als der doppelte Durchmesser und nicht kleiner als der halbe Durchmesser sein.

Die Metallverbindung wird in Form eines teilchenförmigen Feststoffes eingesetzt, dessen Teilchengrösse in einem Bereich liegen kann, der von einem Mikron bis zur Grosse der zu überziehenden Substratteilchen reicht. Sind die Teilchen der Metallverbindung grosser als die Substratteilchen, dann reicht die Oberfläche nicht zur Erzielung einer ausreichenden Schmierwirkung aus. Es können jedoch Teilchen der Metallverbindung eingesetzt werden, die grosser sind als die Substratteilchen, falls die Teilchen der Metallverbindung beim Vermählen zerquetscht werden. Vorzugsweise beträgt die Teilchengrösse der Metallverbindung ungefähr 1/10 der Grosse der Substratteilchen.

Die Metallverbindung lässt sich bei Atmosphärendruck unter einer Temperatur im Bereich von ungefähr 800 bis 1400 C im wesentlichen vollständig zu Metall und einem gasförmigen Zersetzungsprodukt bzw. gas-

form igen Zersetzungsprodukten zersetzen oder reduzieren. Auch weist die Metallverbindung ein schichtförmiges Gittergefüge mit geringer Scherfestigkeit zwischen den Gitterschichten auf, so dass von den Metallverbindungsteilchen beim Vermählen Schichten mechanisch abgerieben werden können. Als Metallverbindung für das Verfahren nach der Erfindung sind beispielsweise Molybdänsulfid (MoS ), Wolframsulfid (WS₂), Titansulfid (TiS₂), Niobsulfid (NbS₃), Tantalsulfid (TaS₃),

Chromchlorid (CrCl ) und Zirkoniumsulfid (ZrS ) geeignet.

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Als Substratteilchen können natürliche und synthetische Diamantteilchen verwendet werden. Die Grosse der Diamantteilchen reicht von ungefähr 10 bis ungefähr 2000 Mikrometer.

Die Grosse der beim Verfahren der Erfindung eingesetzten CBN-Teilchen reicht von ungefähr 10 bis ungefähr 500 Mikrometer.

Bei der Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung wird das Vermählen in einem Behälter durchgeführt, der aus einem nichtmetallischen, nichtkeramischen Material besteht, durch das die Substratteilchen nicht zerkleinert werden. Der Mahlbehälter besteht insbesondere aus Kunststoff, beispielsweise Polyäthylen oder einem Elastomer, beispielsweise aus Naturgummi oder synthetischem Gummi. Die Menge der in den Mahlbehälter gefüllten Mahlkugeln, der Anteil der Substratteilchen und der Anteil der Metallverbindung lässt sich empirisch bestimmen und hängt stark von der Grosse der Mahlkugeln und der Teilchen ab sowie vom Ausmaß des auf die Substratteilchen aufzubringenden Metallverbindungsbelages. Der Metallverbindungsbelag auf dem Substratteilchen schwankt im allgemeinen von ungefähr 2 bis ungefähr 20 % des Gewichtes des Substratteilchens. Zur Erzielung optimaler Ergebnisse wird der

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Mahlbehälter ungefähr zu zwei Dritteln mit Mahlkörpern gefüllt, worauf die Substratte ilchen und die Metall Verbindungsteilchen in den Behälter gegeben werden. Der Mahlvorgang kann in herkömmlicher Weise ausgeführt werden. Insbesondere kann der Mahlbehälter in einer herkömmlichen Mahlanlage umgewälzt werden, vorzugsweise mit massiger Geschwindigkeit zur Vermeidung von Zersplitterung der Substratteilchen. Wenn auf der Oberfläche des Substratteilchens die gewünschte Menge der Metallverbindung aufgebracht ist, können die überzogenen Substratteilchen mit Hilfe geeigneter Siebe von den Mahlkörpern sowie von überschüssigem Metallverbindungspulver abgetrennt werden.

Bei einer bevorzugten, gute Kontrolle des Endproduktes ermöglichenden Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung werden die Mahlkörper und die Metallverbindungsteilchen in den Mahlbehälter gegeben und dort solange vermählen, bis auf den Mahlkörpern ein aus der Metallverbindung bestehender Überzug vorhanden ist. Überschüssiges Metallverbindungspulver wird dann in herkömmlicher Weise, beispielsweise unter Verwendung eines Siebes, von den mit der Metal !verbindung überzogenen Mahlkörpern abgetrennt. Die mit der Metallverbindung überzogenen Mahlkörper werden dann mit den Substratteilchen in das Mahlgefäss gegeben und dort vermählen, wobei der auf den Mahlkörpern vorhandene Metallverbindungsbelag mechanisch auf die Substratteilchen geschmiert wird. Auf diese Weise erreicht man eine bessere Kontrolle des Metallverbindungsbelages auf den Substratteüchen. Weiterhin lässt sich die Abtrennung der mit der Metallverbindung überzogenen Substratteilchen von den Mahlkörpern leichter in herkömmlicher Weise durchführen, beispielsweise unter Verwendung geeigneter Drahtsiebe.

Ein nach einer der verschiedenen Ausführungsformen des Verfahrens nach der Erfindung hergestelltes überzogenes Substratteilchen, d.h.

ein Abrasivteilchen, enthält eine an der Oberfläche des Substratteilchens chemisch gebundene Metall-Teilchenmaterial verbindung bzw. Verbindungen, die beim Brennen durch Feststoffdiffusion zwischen den Atomen des Substratteilchenmaterials und den Metallatomen der vorher aufgebrachten Metallver bindung gebildet wird bzw. gebildet werden. Bei Verwendung von Diamant besteht das Abrasivteilchen im wesentlichen aus einem Diamantteilchen mit einem darauf haftenden Belag, der eine Oberflächenschicht und eine diese an die Diamantoberfläche chemisch bindende Zwischenschicht aufweist. Die Zusammensetzung der Oberflächenschicht schwankt von Metall bis zu einem Karbid dieses Metalls und umfasst alle möglichen Mischungsverhältnisse zwischen dem Metall und dem Metallkarbid. Die die Oberflächenschicht an die Diamantoberfläche chemisch bindende Zwischenschicht besteht aus Metallkarbid. Bei Verwendung von CBN besteht das Abrasivteilchen im wesentlichen aus einem CBN-Teilchen mit einem darauf haftenden Belag, der eine Oberflächenschicht und eine diese chemisch an die Oberfläche des CBN-Teilchens bindende Zwischenschicht aufweist. Die Zusammensetzung der Oberflächenschicht reicht von Metall bis zu einem Borid und/oder Nitrid desselben Metalls und umfasst innerhalb dieses Bereiches alle möglichen Mischungsverhältnisse zwischen Metall und Metallborid und/oder Metallnitrid. Die Zwischenschicht besteht aus Metallborid und/oder Metallnitrid, das die Oberflächenschicht chemisch an die Oberfläche des CBN-Teilchens bindet.

Die Erfindung wird nun näher anhand von Zeichnungen erläutert, in denen zeigen:

Fig. 1 eine Mikroskopaufnahme (1000-fache Vergrösserung) von mit Wolframmetall überzogenen Diamanten, die durch Brennen von mit WS überzogenen Diamanten in Wasserstoff bei 800 C hergestellt wurden,

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Fig. 2 eine Mikroskopaufnahme (1000-fache Vergrösserung) von mit Molybdänmetall überzogenen Diamanten, die durch Brennen

von mit MoO überzogenen Diamanten in Wasserstoff bei 3

800 C hergestellt wurden,

Fig. 3 eine Mikroskopaufnahme (20 000-fache Vergrösserung) der

Oberfläche eines Diamantteilchens, das durch Brennen eines mit Molybdänsulfid beschichteten Diamantteilchens in Wasserstoff bei 1200°C hergestellt worden ist,

Fig. 4 eine Mikroskopaufnahme (200-fache Vergrösserung) von typischen unbeschichteten CBN-Kristallen,

Fig. 5 eine Mikroskopaufnahme (Vergrösserung 100-fach) von CBN-Kristallen, die mit Wolframsulfid überzogen sind, und

Fig. 6 eine Mikroskopaufnahme (100-fache Vergrösserung) von mit Wolfram überzogenen CBN-Kristallen, die durch Brennen der in Fig. 5 dargestellten Kristalle hergestellt sind.

Der auf den Abrasivteilchen nach der Erfindung vorhandene Belag ist rauh und körnig (granular). Die Struktur des Belages kann von ungleichförmig bis im wesentlichen gleichförmig und von diskontinuierlich bis kontinuierlich schwanken. Je kontinuierlicher der Belag ist, desto grosser ist der Kontakt mit der Oberfläche des Substratteilchens und desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit, dass der Belag sich vom Substratteilchen ablöst. Je gleichmässiger die körnige Struktur des Gefüges ist, desto geringer ist auch die Wahrscheinlichkeit, dass der Belag von der Substratteilchenoberfläche abgetragen wird. Im Gegensatz zu runden Körnern weisen die den erfindungsgemässen Belag

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bildenden Körner eine flockenartige, platte oder flächige Form auf, wobei die chemische Bindung gewöhnlich an den ebenen Oberflächenbereichen der Körner auftritt. Der erfindungsgemässe Belag bedeckt mindestens 50 % bis ungefähr 100 % der Oberfläche des Substratteilchens.

Die Dicke des auf dem Substratteilchen vorhandenen Belages, d.h. der Oberflächenschicht und der Zwischenschicht aus Metall-Teilchenmaterial-Verbindung (en), kann schwanken und liegt im allgemeinen im Bereich von ungefähr 1 bis 1OO Mikrometer. Die aus Metall-Teilchenmaterial-Verbindung(en) bestehende Zwischenschicht kann so klein wie 2 Angström sein und durch mikroskopische Durchleuchtungsverfahren festgestellt werden. Zwischenschichten mit einer Dicke von 3 Angström und darüber können durch Röntgenstrahlenbeugungsanalyse nachgewiesen werden.

Beim Verfahren nach der Erfindung liegt die Brenntemperatur im Bereich von ungefähr 800 bis ungefähr 14OO C und die Brenndauer wird so bemessen, dass der aus der Metallverbindung bestehende Überzug unter Bildung eines Belags aus Metall und/oder Metall-Teilchenmaterial-Verbindung(en) vollständig zersetzt oder reduziert wird. Merklich über ungefähr 1400 C liegende Brenntemperaturen sind ungeeignet, da im Falle von Diamant Graphitisierung der Oberfläche der Diamantteilchen und im Falle von CBN eine Rückumwandlung der Oberfläche der CBN-Teilchen in hexagonales Bornitrid auftreten kann, was ungünstig im Hinblick auf das Schleifverhalten und für eine Bindung in metallischen oder keramischen Bindesystemen ist.

Die angewendete Brenntemperatur hängt im wesentlichen von der speziell verwendeten Metallverbindung, der Brennatmosphäre und vom gewünsch-<

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ten Teilchentyp (mit einem Überzug versehen oder angeätzt) ab. Bei Brenntemperaturen von ungefähr 800 bis 900 C entsteht im wesentlichen ein Substratteilchen, dessen Belag aus einer Aussenschicht aus Metall und einer zwischen der Metallschicht und dem Substratteilchen liegenden Zwischenschicht aus Metal I-Teil chenmaterial-Verbindung(en) besteht. Bei Temperaturen über 900 C besteht die Aussenschicht aus Metall und Metall-Teilchenmaterial-Verbindung(en), wobei der Metallanteil in der Aussenschicht mit zunehmender Brenntemperatur zunimmt und die Aussenschicht schliesslich vollständig aus Metall-Teil chenmaterial-Verbindung(en) besteht.

Gewünschtenfalls kann die Gleichmassigkeit und Kontinuität des Belages bei verhältnismässig niedrigen Brenntemperaturen im Bereich von 800 bis ungefähr 1000 C wesentlich verbessert werden, indem man die mit der Metallverbindung überzogenen Substratteilchen zunächst in Luft bei einer Temperatur im Bereich von ungefähr 400 bis 700°C erwärmt, um die Metallverbindung in Metalloxyd umzuwandeln, und dann die einen Oxydüberzug aufweisenden Teilchen in einer reduzierenden Atmosphäre brennt, wobei das Oxyd reduziert und der erfindungsgemässe Belag gebildet wird. Der resultierende Belag besteht gewöhnlich aus im wesentlichen netz- oder federartig miteinander verbundenen Bereichen und der netzartige Belag haftet ausgezeichnet auf der Oberfläche des Substratteilchens.

Mit dem Verfahren nach der Erfindung kann auch die Oberfläche der Substratteilchen in neuartiger Weise angeätzt werden. Bei Brenntemperaturen im Bereich von ungefähr 1100 bis 1400 C tritt merkliche Diffusion von Metall-Teilchenmaterial-Verbindung(en) oder Metall und Metall-Teilchenmaterial-Verbindung(en) an der Oberfläche des Substratteilchens zusammen mit zahlreichen lokalen Diffusionsreaktionen

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auf, die durch Metallatome hervorgerufen werden, die in die Substratteilchenoberfläche eindringen, d.h. diese anätzen, wobei in der Substratteilchenoberfläche Spuren von Metall-Teilchenmaterial-Verbindungen) gebildet werden und dadurch eine Veränderung der Oberflächenkontour des Substratteilchens erzielt wird. Das resultierende Abrasivteilchen weist einen ausgezeichnet haftenden, merklich kontinuierlichen Belag aus Metall-Teilchenmaterial-Verbindung(en) auf. Falls jedoch auf das Substratteilchen zunächst ein verhältnismässig dicker Metallverbindungsüberzug aufgebracht wird, kann die Aussenschicht des auf dem gebrannten Teilchen vorhandenen Belages einen geringen Metallanteil aufweisen und daher im wesentlichen aus einem geringen Anteil an Metall und einem grösseren Anteil an Metall-Teil chenmaterial -Verbindungen) bestehen. Mindestens ungefähr 50 % des Belages weist eine im wesentlichen gleichmässige feine granuläre Form auf, d.h. ist feiner und gleichmässiger als ein bei Brenntemperaturen unter 1100 C gebildeter Belag. Der Belag enthält eine Vielzahl von Furchen, die gewöhnlich im wesentlichen gleichmässig verteilt sind und weitgehend parallel zueinander verlaufen. Diese Furchen deuten auf eine Bindung des Belages durch die unterhalb der Substratteilchenoberfläche verlaufenden Spuren aus Metall-Teilchenmaterial-Verbindung(en) hin. Da der Belag sowohl auf der Oberfläche als auch unter der Oberfläche des Substratteilchens gebunden ist, kann ein merklicher Teil des Belages vom Substratteilchen nicht weggebrochen werden, ohne dass ein merklicher Anteil des Substratteilchens ebenfalls weggebrochen wird. Die die Oberfläche der Substratteilchen durchsetzenden Spuren aus Metall-Teilchenmaterial-Verbindung(en) lassen sich durch Röntgenstrahlenbeugungsanalyse und durch Mikroanalyse feststellen.

Beim Verfahren nach der Erfindung wird das Brennen in einer reduzierenden Atmosphäre, beispielsweise Wasserstoff, oder in einer

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inerten (neutralen) Atmosphäre, beispielsweise Argon oder unter Vakuum, durchgeführt, wobei die Brennatmosphäre in jedem Falle keine schädlichen Einflüsse auf den Metallverbindungsüberzug, das Substratteilchen oder den resultierenden Belag aus Metall und Metall-Teilchenmaterial-Verbindung(en) haben sollte. Im allgemeinen verwendet man eine reduzierende Atmosphäre wie Wasserstoff, die eine Reduktion oder Reaktion der Metallverbindung unter Bildung eines haftenden Belages aus Metall und/oder Metall-Teilchenmaterial-Verbindung(en) bewirkt.

Der Brennvorgang kann in verschiedener Weise durchgeführt werden. Beispielsweise kann das Brennen nach einem diskontinuierlichen oder kontinuierlichen Verfahren durchgeführt werden. Das kontinuierliche Brennen kann unter Verwendung einer Wirbelschicht oder eines Transportbandes in irgendeinem geeigneten Ofen durchgeführt werden, wobei je nach der angewendeten maximalen Temperatur keramische Brenntiegel aus Quarz oder Aluminiumoxyd eingesetzt werden. Beim Verfahren nach der Erfindung tritt keine merkliche Sinterung der gebrannten Diamantteilchen auf und die resultierenden gebrannten Abrasivteilchen lassen sich leicht zu einem fliessfähigen Pulver zerquetschen. Der beim Verfahren nach der Erfindung automatisch entstehende sehr rauhe Belag lässt sich sowohl hinsichtlich Rauhigkeit als auch hinsichtlich Dicke durch entsprechende Einstellung der Mahlparameter und durch entsprechende Bemessung der Ausgangsstoffe verändern. Beispielsweise erhält man auf den Diamantteilchen dickere Metallverbindungsüberzüge und damit dickere gebrannte Beläge aus Metall und/oder Metallkarbid, wenn das Vermählen über längere Zeiträume durchgeführt wird und grössere Mengen an Ausgangsmaterial geringerer Grosse und kleinere Mahlkörper eingesetzt werden. Man erhält auch sehr rauhe Beläge aus Metall und/oder Metall-Teil chenmaterial-Verbindung(en), wenn man

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die Substratteilchen mit einem aus grossen und kleinen Teilchen der Metallverbindung bestehenden Gemisch vermahlt, wobei ein Überzug schwankender Dicke auf das Substratteilchen aufgeschmiert wird, so dass nach dem Brennen ein entsprechend rauher Belag vorliegt. Das Verfahren nach der Erfindung kann in verhältnismässig einfach aufgebauten Anlagen durchgeführt werden, ohne dass aufwendige Steuer- und Regeleinrichtungen dazu erforderlich sind.

Die mit einem Belag versehenen Substratteilchen, d.h. die Abrasivteilchen nach der Erfindung können in allen Arten von Schneid- und Schleifwerkzeugen eingesetzt werden, beispielsweise in harzgebundenen oder metallgebundenen Schleifwerkzeugen und Sägewerkzeugen.

Die Erfindung wird nun näher anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, in denen, falls nicht anders angegeben, die nachfolgenden Bedingungen eingehalten wurden:

Die in jedem Beispiel verwendeten Mahlkugeln waren so elastisch, dass sie beim Vermählen nicht durch Diamantteilchen beschädigt und durch eindringende Diamantteilchen in einzelne Stücke zerschnitten wurden.

Das Vermählen wurde bei Raumtemperatur in trockener Luft in einer üblichen Labormahleinrichtung durchgeführt.

Das Brennen wurde4n einem keramischen Rohrofen durchgeführt.

Beispiel 1

Eine saubere Polyäthylenflasche mit einer Höhe von ungefähr 60 mm und einem Innendurchmesser von ungefähr 22 mm wurde zu zwei Drittel

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voll mit aus Polytetrafluoräthylen bestehenden Kugeln gefüllt. Die Kugeln hatten einen Durchmesser von 6,35 mm und einen Durchmesser von 3,1 75 mm. Die Anzahl der Kugeln mit geringerem Durchmesser war doppelt so gross als die Zahl der Kugeln mit grösserem Durchmesser. In die Flasche wurden auch 3 g pulverförmiges Molybdänsulfid (MoS ) mit einer Teilchengrosse von unter 40 Mikrometer gegeben. Die Flasche wurde dann verschlossen und in einer Labormahleinrichtung 24 Stunden lang mit einer Drehzahl von 60 Umdrehungen pro Minute umgewälzt. Eine Überprüfung des Flascheninhalts ergab, dass die Kugeln gleichmässig mit ungefähr 0,73 g MoS überzogen waren und der Rest an MoS an der Innenwand der Flasche haftete. In eine saubere andere entsprechende Flasche wurden die überzogenen Kugeln zusammen mit 2 g synthetischen Diamantteilchen des Typs MBG (= für metallgebundene Schleifwerkzeuge) mit einer Teil cheng rosse von ungefähr 125 bis 149 Mikrometer sowie zusammen mit zusätzlich 0,12 g MoS -Pulver mit einer Teil cheng rosse von unter 40 Mikrometer gegeben. Die Flasche wurde dann 24 Stunden lang auf der Labormahleinrichtung mit 60 Umdrehungen pro Minute umgewälzt. Die mit MoS überzogenen Diamantteilchen wurden dann von den Kugeln durch geeignete Drahtsiebe abgetrennt. Die überzogenen Diamantteilchen hatten ein Gewicht von 2,13 g, d.h. die als Überzug auf den Diamantteilchen befindliche MoS -Menge hatte ein Gewicht von 0,13 g. Ungefähr 80 % der Oberfläche der Diamantteilchen war mit MoS^ bedeckt.

Beispiel 2

Diese s Beispiel wurde in der gleichen Weise wie Beispiel 1 durchgeführt, wobei lediglich Kugeln mit einem einheitlichen Durchmesser von 3,175 mm verwendet wurden. Die resultierenden mit MoS überzogenen Diamantteilchen hatten das gleiche Aussehen wie die nach Beispiel 1 her-

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gestellten Diamantteilchen, wobei ebenfalls mindestens ungefähr 80 % der Diamantteilchenoberfläche mit MoS bedeckt war. Das Gewicht der auf den 2 g Diamantteilchen haftenden MoS.-Menge war jedoch geringer und betrug 0,082 g.

Beispiel 3

Die bereits in Beispiel 1 zum Beschichten der Diamantteilchen verwendete Flasche sowie Kugeln wurden in diesem Beispiel zum Überziehen von 2 g Diamantteilchen der auch in Beispiel 1 verwendeten Art und Grosse erneut verwendet, ohne dass zusätzliches MoS^-Pulver zugesetzt wurde. Die Flasche wurde 40 Stunden lang mit 60 Umdrehungen pro Minute umgewälzt. Die Kugeln und die überzogenen Diamantteilchen wurden dann voneinander unter Verwendung geeigneter Drahtsiebe getrennt. Die mit MoS beschichteten Diamantteilchen wiesen einen glatteren MoS -Belag auf als die nach Beispiel 1 hergestellten Diamantteilchen. Auch hier waren mindestens 80 % der Oberfläche der Diamantteilchen mit MoS bedeckt. Das Gewicht der auf den Diamantteilchen befindlichen MoS -Menge betrug 0,12 g.

Beispiel 4

Eine saubere Polyäthylenflasche der in Beispiel 1 verwendeten Art wurde zwei Drittel voll mit aus Weichgummi bestehenden Zylindern mit einer Länge von 3,175 mm und mit 1,5 g pulverförmigem MoS mit einer Teilchengrosse von unter 40 Mikrometer gefüllt. Die Flasche wurde dann verschlossen und 24 Stunden lang mit einer Drehzahl von 60 Umdrehungen pro Minute umgewälzt. Anschliessend wurde festgestellt, dass das gesamte MoS -Pulver im wesentlichen die Weichgummizylinder bedeckte und kein merklicher Pulveranteil an der Innenwand der Flasche haftete.

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Beispiel 5

Eine saubere Polyäthylenflasche der in Beispiel 1 verwendeten Art wurde zwei Drittel voll mit aus Polytetrafluorethylen bestehenden Kugeln mit einem Durchmesser von 3,175 mm und mit 2,5 g pulverförmigem Wolframsulfid (WS ) mit einer Teilchengrosse von unter 40 Mikrometer gefüllt. Die Flasche wurde verschlossen und 24 Stunden lang mit 60 Umdrehungen pro Minute umgewälzt. Anschliessend wurde festgestellt, dass im wesentlichen das gesamte WS -Pulver an die Kugeln geschmiert worden war, und lediglich 0,18 g WS -Pulver an der Innenwand der Flasche haftete. 2 g Diamantteilchen des Typs MBG (= für metallgebundene Schleifwerkzeuge) mit einer Teilchengrösse von ungefähr 125 bis 149 Mikrometer wurden dann in die Flasche gegeben, die dann weitere 48 Stunden lang mit 60 Umdrehungen pro Minute umgewälzt wurde. Die Diamantteilchen wiesen danach einen im wesentlichen glatten WS -Überzug auf, der mindestens 80 % der Oberfläche der Diamantteilchen bedeckte.

Proben der entsprechend den Beispielen 1,2,3 und 5 mit einer Verbindung überzogenen Diamantteilchen wurden ih der aus der Tabelle I ersichtlichen Weise bei verschiedenen Temperaturen gebrannt und die dabei gebildeten gebrannten Überzüge untersucht.

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Beispiel Nr. von Ofentem- Zeit

peratur

IA

1B-2

609886	1C
O OO *-	1D 1E
•	3A
	3B
	5A
	5B
	5C
	5D

Beispiel 1 970 C 30 min

1B-1 Beispiel 1 550 C 15 min

1B-1

800 C 1 Stunde

Beispiel 1 1100 C 30 min

Beispiel 1 800 C 1 Stunde

Beispiel 1 1200 C 15 min Beispiel 3 800°C 1 Stunde

Beispiel 3 1000 C 30 min

Beispiel 5 1000 C 30 min

Beispiel 5 800 C 1 Stunde

Beispiel 5 615 C 1 Stunde Beispiels 1115°c 30 min

Tabelle	I
Ofenat mosphäre	E rgebnis der Röntgenstrahlen beugung
^H2	Mo₂C Diamant
Luft	MoO Diamant
^H2	Mo Diamant
^H2	Mo C Diamant

Gebrannter Belag

Mo₅C Diamant
Mo-Spuren

Mo C Diamant

W Diamant

W Diamant
WS -Spuren

Diamant

W, W₂C Diamant

Haftend, flockig-körnig

(Fig.2) haftend, miteinander verbunden, federnartig-körnig

Haftend, im wesentlichen kontinuierlich, feines körniges Gefüge mit darin parallel verteilten Furchen

Haftend, flockig-körnig

(Fig.3) ähnlich wie Beispiel 1 C Haftend, flockig-körniges

Molybdänmetall

K) (J)

Haftend, flockig-körniges^ Molybdänkarbid

Haftend, flockig-körniges^ Wolframmetall ⁰^

(Fig. 1) haftend, flockig-körniges Wolframmetall

keine Umwandlung ähnlich wie Fig. 3

Alle in Tabelle I angeführten Proben mit Ausnahme der Probe Nr. 5C fallen unter die Erfindung. Dabei zeigen insbesondere die erfindungsgemässen Proben Nr. 1A, 1D, 3A, 3B, 5A und 5B, dass sich beim Brennen nur in H die Zusammensetzung der Überzüge nicht merklich ändert. Fig. 1 zeigt die gemäss Probe Nr. 5B hergestellten Diamantteilchen mit Wolframmetallüberzug, der ein flockig-flächiges körniges Gefüge aufweist. Die Probe Nr. 1B1 und 1B-2 zeigt, dass die Struktur des Mo-Überzuges bzw. Belages in Richtung der in Fig. 2 dargestellten Federstruktur modifiziert werden kann, indem der Überzug zunächst durch Brennen in Luft in MoO übergeführt und anschliessend

in Wasserstoff reduziert wird. Proben Nr. 1 C, 1E und 5D erläutern angeätzte Diamantteilchen nach der Erfindung. Wie die Proben Nr. 1 C und 1E zeigen, erfolgt bei Reduktion des MoS -Überzuges in H bei 1100 C oder 1200 C ein Anätzen der Diamantoberfläche sowie eine vollständige Umwandlung von Mo in Mo C. Fig. 3 zeigt den gebrannten Belag der Probe Nr. 1E. Es ist ersichtlich, dass der Belag ein feinkörniges, kontinuierliches Gefüge mit parallel verlaufenden Furchen aufweist, die im wesentlichen gleichmässig über das Gefüge verteilt sind. Bei der Probe 5D bestand der gebrannte Belag aus Wolframmetall und WC.

Bei allen in Tabelle I angeführten Proben nach der Erfindung bedeckte der gebrannte Belag mindestens ungefähr 70 bis ungefähr 95 % der Oberfläche der Diamantteilchen und die Dicke des gebrannten Belages reichte von ungefähr 1 bis 100 Mikrometer. Bei den Proben Nr. 1B-2, 5A und 5B konnte mit der Röntgenstrahlenbeugungsanalyse die Metallkarbidzwischenschicht nicht erfasst werden. Diese Zwischenschicht könnte jedoch mit Durchstrahlungsmikroskopie erfasst werden. Die Probe Nr. 5C zeigte keine Umwandlung, da die Brenntemperatur zu niedrig war.

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- 21 Beispiel 6

Zur Bestimmung der Haftfestigkeit und der Abriebfestigkeit der gebrannten Überzüge wurden Teile der Proben Nr. 1A, 1 C, 5A und 5D in kleine Glasampullen gegeben und kräftig 5 Minuten lang mit Hilfe einer zum Vermischen von Dentalamalgam dienenden Einrichtung geschüttelt. Eine mikroskopische Überprüfung der geschüttelten Teilchen zeigte, dass zwar Teile der Oberflächenschicht weggebrochen, der an die Diamantoberfläche gebundene Belag jedoch haften geblieben war.

Beispiel 7

Es wurden synthetische Diamantteilchen mit einer Teilchengrosse von 105 bis 88 Mikrometer verwendet.

Ein Teil der Diamantteilchen wurde gemäss Beispiel 5 mit Wolframsulfid (WS ) überzogen. Die mit einem Überzug aus WS versehenen Diamantteilchen wurden bei 1100 C 1 Stunde lang in einer Wasserstoffatmosphäre gebrannt, wobei auf den Diamantteilchen ein aus Wolframkarbid (WpC) bestehender Belag entstand.

Ein anderer Teil der Diamantteilchen wurde gemäss Beispiel 5 mit

WS überzogen. Die mit einem Überzug aus WS versehenen Diamant-

o
teilchen wurden bei 1020 C 1 Stunde lang in einer Wasserstoffatmosphäre gebrannt, wobei auf den Diamantteilchen ein aus Wolfram bestehender Belag gebildet wurde.

Ein dritter Teil der Diamantteilchen wurde im unbeschichteten Zustand als Kontrolle verwendet.

Auf sämtliche Diamantteilchen wurde dann Nickel in einer Menge von 56 Gew.% aufgebracht.

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Aus den mit Nickel überzogenen Diamantteilchen wurden dann Schleifscheiben hergestellt, mit denen unter den nachfolgend angegebenen Bedingungen der nachstehend angeführte Werkstoff trocken abgeschliffen wurde:

S chi eif bed i ngu ng en:

Schleifscheibengeschwindigkeit 25 m/min

Tischgeschwindigkeit 1 ,5 m/min

Schi eif tiefe 0,064 mm

Werkstoff: Wolframkarbid-Kobalt-Hartmetall

Die Schleifergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle II angegeben.

Tabelle II
Ergebnisse bei einer Schleiftiefe von 0,064 mm:

Schleifverhältnis

W C-beschichtete Diamanten 33,8

W-beschichtete Diamanten 33,1

Kontrolle 24,8

Ergebnisse bei einer Schleiftiefe von 0,076 mm:

Schleifverhältnis

W C-beschichtete Diamanten 22,4

W-beschichtete Diamanten 22,3

Kontrolle 18,4

Das Schleifverhältnis ist das Verhältnis des vom Werkstück abgetragenen Materialvolumens zum Volumen des eingesetzten Schleifwerkzeuges.

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Je höher das Schleifverhältnis einer Schleifscheibe ist, desto besser sind die Schleif eigenschaften. Aus Tabelle II ist ersichtlich, dass überzogene Diamantteilchen nach der Erfindung verbesserte Schleifeigenschaften zeigen.

Beispiel 8

Eine saubere Polyäthylenflasche mit einer Höhe von 60 mm und einem Innendurchmesser von 22 mm wurde zwei Drittel voll mit aus PoIytetrafluoräthylen bestehenden Kugeln mit einem Durchmesser von 3,175 mm und 1,239 g pulverförmiger™ Wolframsulfid (WS ) mit einer Teilchengrösse von unter 40 Mikrometer gefüllt. Die Flasche wurde verschlossen und in einer Labor mahl einrichtung 3 Stunden lang mit 60 Umdrehungen pro Minute umgewälzt. Darauf wurde festgestellt, dass die Kugeln gleichmässig mit ungefähr 0,892 g WS überzogen waren, während der Rest des WS. an der Innenwandung der Flasche haftete. Die mit WS überzogenen Kugeln wurden in eine andere saubere entsprechende Flasche zusammen mit 1,116 g CBN-Teilchen mit einer Teilchengrösse von 125 bis 149 Mikrometer gegeben und in der Labormahleinrichtung 19 Stunden lang mit 60 Umdrehungen pro Minute umgewälzt. Darauf wurden die überzogenenCBN-Teilchen von den Kugeln unter Verwendung geeigneter Drahtsiebe abgetrennt. Die überzogenen CBN-Teilchen wogen 1,415 g, d.h. der auf denCBN-Teilchen haftende WS -Überzug hatte ein Gewicht von 0,299 g. Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, war die Oberfläche der CBN-Teilchen zu 100 % mit WS überzogen.

Beispiel 9

Die mit WS_ überzogenen CBN-Teilchen nach Beispiel 8 wurden bei einer Temperatur von 1040⁰C in einer Wasserstoffatmosphäre 1 Stunde

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lang gebrannt. Die gebrannten Teilchen wiesen einen sehr gut haftenden, im wesentlichen kontinuierlichen, rauhen, körnigen Belag oder Überzug auf, wie in Fig. 6 dargestellt ist. Das körnige Gefüge des Belages besass einen gleichmässigen feinen flockigen Charakter. Die Röntgenstrahlenbeugungsanalyse der gebrannten überzogenen Teilchen ergab, dass der Belag oder Überzug auf den CBN-Teilchen aus WoIframmetall bestand. Die die Bindung des Belages mit den Teilchen vermittelnde Zwischenschicht aus Metallborid und/oder Metallnitrid könnte mit Hilfe von Durchstrahlungsmikroskopie nachgewiesen werden.

Beispiel 10

Nach Beispiel 9 hergestellte, mit Wolfram beschichtete CBN-Teilchen wurden zurBestimmung der Haftfestigkeit und der Abriebfestigkeit des Wolframüberzuges oder Wolframbelages geprüft. Mit Wolfram überzogene CBN-Teilchen wurden in eine kleine Glasampulle gegeben und 5 Minuten lang kräftig mit Hilfe einer zum Mischen von Dentalamalgam dienenden Einrichtung geschüttelt. Nach dem Schütteln wurde unter dem Mikroskop festgestellt, dass einige CBN-Teilchen entlang Kristallebenen gespalten waren, der Wolframmetallüberzug jedoch haften blieb und kein merkliches Absplittern des Wolframmetallüberzuges oder Wolframmetallbelages von den Teilchen festzustellen war.

Beispiel 11

Eine saubere Polyäthylenflasche der in Beispiel 1 verwendeten Art wurde zwei Drittel voll mit aus Weichgummi bestehenden Zylindern mit einer Länge von 3,175 mm und mit 1,5 g pulverförmigem MoS_p mit einer Teilchengrösse von unter 40 Mikrometer gefüllt. Die Flasche wurde verschlossen und 24 Stunden lang mit 60 Umdrehungen pro Minute umgewälzt. Daraufhin wurde festgestellt, dass im wesentlichen das gesamte MoS an den Weichgummizylindern haftete und

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keine merkliche Menge an MoS an der Innenwandung der Flasche haftete.

Die erfindungsgemäss überzogenen CBN-Teilchen sind ein ausgezeichnetes Schneid- bzw. Schleifmittel. Der rauhe, körnige Belag auf den CBN-Teilchen ergibt ein merklich verbessertes Schleifverhalten und eine ausgezeichnete Haftung des Schleifkorns in den verschiedenartigen Bindesystemen, d.h. in harzartigen, keramischen und metallischen Bindesystemen. Aufgrund der verbesserten Haftung der Schleif teilchen in den verschiedenen Bindesystemen bzw. Einbettungsmassen ergibt sich auch eine verbesserte Standzeit bzw. Lebensdauer.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Abrasivteüchen, bestehend im wesentlichen aus einem mit einem Überzug versehenen Substratteilchen aus Diamant oder kubischem Bornitrid, dadurch gekennzeichnet, dass der auf dem Substratteilchen haftende Überzug rauh und körnig ist und aus einer Oberflächenschicht und einer zwischen dieser und der Oberfläche des Substratteilchens liegenden Zwischenschicht besteht, die Oberflächenschicht eine von Metall bis zu einer Verbindung dieses Metalls mit dem Substratteilchenmaterial reichende Zusammensetzung aufweist und alle Zusammensetzungsverhältnisse von Metall und Metall-Substratteilchenmaterial-Verbindung innerhalb dieses Bereiches umfasst, die Zwischenschicht aus einer Verbindung des Metalls und des Substratteilchenmaterials besteht, die Oberflächenschicht chemisch an das Substratteilchen gebunden ist, der Überzug eine im Bereich von ungleichmässig bis im wesentlichen gleichmässig und von diskontinuierlich bis zu kontinuierlich reichende Struktur aufweist und der Überzug wenigstens 50 % bis zu ungefähr 100 % der Oberfläche des Substratteilchens bedeckt.

2. Abrasivteüchen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Überzug aus einer Metall-Teilchenmaterial-Verbindung besteht oder aus einer Oberflächenschicht, die sich aus einem geringeren Anteil Metall und einem grösseren Anteil Metall-Teilchenmaterial-Verbindung zusammensetzt, und einer zwischen der Oberflächenschicht und dem Substratteilchen liegenden Zwischenschicht aus einer Verbindung des Metalls und des Substratteilchenmaterials besteht, der Überzug weitgehend kontinuierlich ist und eine weitgehend gleichmässige

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feinkörnige Struktur mit einer Vielzahl von darin verteilten, weitgehend parallel zueinander verlaufenden Furchen aufweist, und der Überzug an das Substratteilchen durch die Substratteilchenoberfläche durchdringende Spuren oder Bahnen aus einer Verbindung des Metalls und des Substratteilchenmaterials gebunden ist.

3. Abrasivteilchen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall ein Metall aus der Molybdän, Wolfram, Titan, Niob, Tantal, Chrom, Zirkonium und Legierungen dieser Metalle umfassenden Gruppe ist.

4. Abrasivteilchen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Substratteilchen aus Diamant besteht und die aus Metall und Substratteilchenmaterial bestehende Verbindung Metallkarbid ist.

5. Abrasivteilchen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Substratteilchen aus kubischem Bornitrid besteht und die aus Metall und Substratteilchenmaterial bestehende Verbindung Metallborid und/oder Metallnitrid ist.

6. Verfahren zum Herstellen von Abrasivteilchen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

1) Vermählen von

a) Mahlkörpern aus Kunststoff oder Elastomer mit einem Durchmesser von ungefähr 1,5 bis 6,35 mm,

b) Teilchen einer Metallverbindung, die bei einer Temperatur im Bereich von ungefähr 800 bis ungefähr 1400°C bei Atmosphärendruck unter Bildung von Metall und einem gasförmigen Zersetzungsprodukt zersetzbar oder reduzierbar ist, und

c) Teilchen aus Diamant und/oder kubischem Bornitrid, die im Falle

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von Diamant eine Teilchengrosse von ungefähr 1 bis 2000 Mikrometer und im Falle von kubischem Bornitrid eine Teil cheng rosse von ungefähr 10 bis 500 Mikrometer aufweisen,

um einen Überzug der Metallverbindung auf die Oberfläche der Substratteilchen aufzuschmieren und dadurch mindestens ungefähr 50 % bis zu ungefähr 100 % der Oberfläche der Substratteilchen mit dem Überzug zu bedecken,

2) Gewinnung der mit der Metallverbindung beschichteten Substratteilchen und

3) Brennen der mit der Metallverbindung beschichteten Substratteilchen in einer reduzierenden oder neutralen Atmosphäre bei einer Temperatur im Bereich von mindestens ungefähr 800 C bis zu ungefähr 1400 C, um die Metallverbindung zu zersetzen oder zu reduzieren und die Abrasivteilchen zu erzeugen.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Brenntemperatur im Bereich von ungefähr 1100 bis 1400 C verwendet wird, um die Substratteilchenoberfläche durchdringende Spuren oder Bahnen aus einer aus Metall und Substratteilchenmaterial bestehenden Verbindung zu erzeugen.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mahlkörper zunächst mit den Teilchen der Metallverbindung vermählen werden, um die Mahlkörper mit einem Überzug aus der Metallverbindung zu versehen, und die mit einem Überzug aus der Metallverbindung versehenen Mahlkörper dann mit den Substratteilchen vermählen werden, um auf die Substratteilchen mechanisch einen Überzug aus der Metallverbindung aufzuschmieren.

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9. Verfahren zum Überziehen von Substratteilchen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

1) Verwendung von Mahlkörpern aus Plastik oder Elastomer mit einem Durchmesser im Bereich von 1,5 bis 6,35 mm,

2) Verwendung von Teilchen einer Metallverbindung, die bei Atmosphärendruck bei einer Temperatur im Bereich von ungefähr 800 bis 1 400 C unter Bildung von Metall und einem gasförmigen Zersetzungsprodukt zersetzbar oder reduzierbar ist,

3) Verwendung von aus Diamant bestehenden Substratteilchen mit einer Teilchengrösse von ungefähr 10 bis 2000 Mikrometer und/oder Verwendung von aus kubischem Bornitrid bestehenden Substratteilchen mit einer Teilchengrösse von 10 bis 500 Mikrometer,

4) Vermählen der Mahlkörper und der aus der Metallverbindung bestehenden Teilchen sowie der Substratteilchen, um auf die Oberfläche der Substratteilchen mechanisch einen aus der Metallverbindung bestehenden Überzug aufzuschmieren, der zumindest 50 % bis ungefähr 100 % der Oberfläche der Substratteilchen bedeckt,

5) Gewinnung der mit der Metallverbindung überzogenen Substratteilchen,

6) Erhitzen der mit einem aus der Metallverbindung bestehenden Überzug versehenen Substratteilchen in Luft zur Oxydation der Metallverbindung zu Metalloxyd und

7) Brennen der einen Überzug aus Metalloxyd aufweisenden Substratteilchen in einer reduzierenden Atmosphäre bei einer Temperatur im Bereich von mindestens ungefähr 800 bis ungefähr 1000 C zur Redukti der Metallverbindung und Erzeugung der Abrasivteilchen.

10. Verfahren nach den Ansprüchen 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Metallverbindung eine Verbindung aus der Molybdänsulfid, Wolframsulfid, Titansulfid, Niobsulfid, Tantalsulfid, Chromchlorid,

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Zirkoniumsulfid und Mischungen dieser Verbindungen umfassenden Gruppe verwendet wird.

11. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Substratteilchen Diamant verwendet wird und die aus Metall und dem Substratteilchenmaterial bestehende Verbindung Metallkarbid ist.

12. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass Substratteilchen aus kubischem Bornitrid verwendet werden und es sich bei der aus Metall und dem Substratteilchenmaterial bestehenden Verbindung um Metallborid und/oder Metallnitrid handelt.

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