DE69703665T2

DE69703665T2 - Siliziumcarbidschleifscheibe

Info

Publication number: DE69703665T2
Application number: DE69703665T
Authority: DE
Inventors: A. Sheldon
Original assignee: Norton Co
Current assignee: Saint Gobain Abrasives Inc
Priority date: 1996-10-09
Filing date: 1997-10-01
Publication date: 2001-06-28
Anticipated expiration: 2017-10-02
Also published as: ID21229A; CA2267681C; WO1998015387A1; EP0930956B1; DE69703665D1; JP3559047B2; ES2155264T3; AR011244A1; CN1084241C; ATE197923T1; ZA978061B; TW374052B; NZ334347A; EP0930956A1; BR9712508A; AU710168B2; AU4668897A; KR20000048975A; KR100335522B1; US5711774A

Description

Die Erfindung betrifft Schleifwerkzeuge, insbesondere Schleifscheiben, die Siliziumcarbidschleifkörner und keramische Hohlkugeln enthalten, mit verbesserter Beständigkeit gegen Profilverlust auf der schleifenden Seite der Scheibe. Die vorliegende Erfindung umfaßt ferner eine glasartig gesinterte Verbindungszusammensetzung, die verbesserte mechanische Festigkeit und verbesserte Radiushalteeigenschaften in den Siliziumcarbidschleifscheiben gewährleistet.
Neue bewegliche Präzisionsteile werden so gestaltet, daß sie mit höherer Leistung bei besserem Wirkungsgrad über längere Wartungsintervalle laufen. Diese Teile umfassen beispielsweise Motoren (Verbrennungs-, Düsen- und elektrische Motoren), Getriebe (Transmissions- und Differential-) und Tragflächen. Um diese Anforderungen zu erfüllen, müssen die Teile mit verbesserter Qualität hergestellt werden, einschließlich besserer/stärkerer Bauart mit engeren dimensionalen Toleranzen. Leichtmetalle und Verbundwerkstoffe werden verwendet, um Leistung und Geschwindigkeit zu steigern, ohne den Wirkungsgrad zu schmälern. Um dimensionale Toleranzen einzuhalten, müssen die Teile mit teureren Materialien bis auf nahezu die reine oder endgültige Form und Größe hergestellt werden.
Schleifscheiben werden bei der Herstellung des gesamten Teils, oder um die Endabmessungen herbeizuführen, verwendet. Glasartig gesinterte oder glasgebundene Schleifscheiben sind die meist verwendeten Scheiben bei Metallteilen. Um diese Arten von Präzisionsteilen mit einer Schleifscheibe zu erzeugen, wird eine Negativabbildung des Teils mit einem Diamantwerkzeug in die Scheibenoberfläche "eingepaßt". Da das herzustellende Teil das Profil der Schleifscheibe übernimmt, ist es wichtig, daß die Schleifscheibe diese Form so lange wie möglich beibehält. Die ideale Schleifscheibe produziert die Präzisionsteile mit exakten dimensionalen Toleranzen und ohne Materialschäden.
Üblicherweise erfolgt ein Ausfall oder Fehler in der Form der Schleifscheibe an einer Ecke oder Krümmung in der Scheibe. Die Bediener von Schleifmaschinen können die Zurichtung der Scheibe nach jedem Stück neu einstellen, um Defekte zu vermeiden, oder im Falle von Schleifen mit kriechender Zuführung (creepfeed grinding), durch kontinuierliche Nachbearbeitung; d. h., das Diamantbearbeitungswerkzeug befindet sich in ständigem Kontakt mit der Scheibe. Mit Scheiben, die unter Verwendung leistungsfähigerer Schleifkörner hergestellt wurden, kann es sein, daß Formveränderungen an der Kante der Scheibe bis nach dem Schleifen von 4 oder 5 Stücken nicht auftreten, so daß die Bediener der Schleifmaschine mit einer Nachbearbeitung dieser Scheiben nach dem Schleifen von drei Stücken rechnen können. Eine Reduzierung des Abriebs an der Schleifscheibe durch Nachbearbeitung und weitere Verringerungen durch die Nachbearbeitungsfrequenz und/oder den Ausgleich (Tiefe der Bearbeitung) sind wünschenswerte Ziele.
Glasartig gesinterte Verbindungen, gekennzeichnet durch verbesserte mechanische Festigkeit, sind bereits zur Anwendung zusammen mit Schleifkörnern aus Sol-Gel alpha-Alumiumoxid und herkömmlichem Aluminiumoxid bei der Herstellung von Schleifscheiben mit verbesserten Kantenhaltungseigenschaften offenbart worden. Diese Verbindungen sind in der US-A-5,203,886, der US-A-5,401,284 und in der US-A-5,536,283 offenbart. Die Verbindungen können bei relativ niedrigen Temperaturen gebrannt werden, um eine Reaktion mit den hochleistungsfähigen gesinterten Sol-Gel alpha-Aluminiumoxidschleifkörnern zu verhindern. Die mit den Aluminiumoxidkörnern hergestellten Scheiben zeigten exzellente Leistungsfähigkeit bei der Endbearbeitung von beweglichen Präzisionsteilen, insbesondere bei Eisenmetallteilen.
Mit Nichteisenteilen wurde weniger Erfolg erzielt, so etwa bei Titan und Leicht- oder weicheren Materialien. Es ist bekannt, daß die Aluminiumoxidkörner beim Schleifen derartiger Materialien weniger effektiv sind. Siliziumcarbidkorn ist bei diesen Materialien wirksam, aber es neigt dazu während des Brennens durch Reaktion mit Verbindungsbestandteilen sehr stark oxidiert zu werden, was zu übermäßiger Schwindung, Schäumung oder Aufblähung, oder auch Kernung des Scheibenaufbaus fuhrt. Sogar bei niedrigen Brenntemperaturen, die mit den Kantenhalteverbindüngen aus Aluminiumoxidsplit möglich sind, reagieren diese Verbindungen mit dem Siliziumcarbidkorn, oxidieren das Korn und verursachen Defekte in den Scheiben.
Es wurde nun gefunden, daß durch Absenkung des Gehalts gewisser reaktiver Oxide in der bei Niedrigtemperatur glasartig gesinterten Verbindung, insbesondere des Lithiumoxids, und durch Zusammenstellung einer Scheibe mit dieser neuen Verbindung, keramischen Hohlkugeln und Siliziumcarbidkörnern, eine bessere Scheibe hergestellt werden kann, ohne daß übermäßige Oxidation des Siliziumcarbids auftritt. Diese Scheiben sind eine Verbesserung gegenüber den glasartig gesintert verbundenen Siliziumcarbidscheiben des Standes der Technik. Die Scheiben sind mechanisch stark mit Beständigkeit gegenüber Profilverlust und ausreichend porös, um die Abführung von Abfall zu erlauben und Kühlmittel zuzuführen, um so ein Verkratzen und Verbrennen der Werkstückoberfläche während des Schleifens zu verhindern. Diese Scheiben sind zum Schleifen von Titan und anderen Leichtmetallen und Verbundstoffen geeignet, die in neu entwickelten beweglichen Präzisionsteilen verwendet werden.
Das Dokument US-A-5,095,665 beschreibt Schleifmittel umfassend SiC, keramische Hohlkugeln und eine glasartige Verbindung, umfassend 2-4 Gew.-% mindestens einer Art von Oxiden ausgewählt aus Li&sub2;O, Na&sub2;O und K&sub2;O.
Die Erfindung umfaßt eine Schleifscheibe umfassend Siliziumcarbidschleifkorn, etwa 5-21 Volumen-% keramische Hohlkugeln und eine glasartige Verbindung, wobei die glasartige Verbindung nach dem Brennen mehr als etwa 50 Gew.-% SiO&sub2;, weniger als etwa 16 Gew.-% Al&sub2;O&sub3;, bis etwa 0,05 bis etwa 2,5 Gew.-% K&sub2;O, weniger als etwa 1,0 Gew.-% Li&sub2;O und etwa 9 bis etwa 16 Gew.-% B&sub2;O umfaßt. Mit diesen Verbindungsbestandteilen wird die Kornoxidation minimiert, und die Schleifscheiben sind durch verbesserte Kanten und Profilhalteeigenschaften gekennzeichnet, insbesondere beim Schleifen von nichteisenhaltigen beweglichen Präzisionsteilen. Die Schleifscheibe umfaßt vorzugsweise 4-15 Volumen-% der glasartig gesinterten Verbindung, mit einer Brenntemperatur von bis zu 1100ºC, 34 bis 50 Volumen-% Siliziumcarbidkorn und 30-55 Volumen-% Porosität. Ein Verfahren zur Herstellung wird auch offenbart.
Die glasartig gebundenen Schleifwerkzeuge der vorliegenden Erfindung umfassen Siliziumcarbidschleifkorn. Keramische Hohlkugeln werden hierbei zusätzlich als Porenbildner oder Füllstoff oder zweites Schleifmittel verwendet. Die Schleifwerkzeuge umfassen etwa 5-21 Volumen-% keramische Hohlkugeln (einschließlich des Volumens der keramischen Schale und des Volumens des inneren Hohlraums der Kugeln), vorzugsweise 7- 18 Volumen-%. Für vorliegende Zwecke bevorzugte keramische Hohlkugeln sind solche, die Mullit und geglühtes Siliziumdioxid umfassen und von Zeeland Industries Inc. unter dem Markennamen Z-Light in Größen von 10-450 um kommerziell erhältlich sind. Ohne auf irgendeine Theorie festgelegt werden zu wollen, wird angenommen, daß die keramischen Hohlkörper während des Brennens in bevorzugter Weise mit den Verbindungsbestandteilen reagieren, wobei das Siliziumcarbidkorn vor Oxidation geschützt wird. Andere keramische Hohlkugeln, wie etwa die Extendospheres®-Materialien, erhältlich von der PQ Corporation, sind ebenso zum erfindungsgemäßen Gebrauch geeignet. Erfindungsgemäß geeignete Kugeln umfassen Kugeln mit Größen von 1-1000 um. Die Kugelgrößen sind vorzugsweise analog den Schleifkorngrößen, z. B. werden 10-150 um Kugeln bevorzugt für 142-66 um Korn (Körnung 120-220).
Die Schleifscheiben gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen Schleifmittel, Verbindung, keramische Hohlkugeln und gegebenenfalls andere sekundäre Schleifmittel, Füllstoffe und Additive. Die erfindungsgemäßen Schleifscheiben umfassen vorzugsweise etwa 34 bis etwa 50 Volumen-% an Schleifmittel, bevorzugt etwa 35 bis etwa 47 Volumen-% Schleifmittel und besonders bevorzugt etwa 36 bis 44 Volumen-% Schleifmittel.
Das Siliziumcarbidschleifmittelkorn umfaßt etwa 50 bis etwa 100 Volumen-% des gesamten Schleifmittels in der Scheibe und vorzugsweise etwa 60 bis etwa 100 Volumen-% des gesamten Schleifmittels in der Scheibe.
Sekundärschleifmittel stellen gegebenenfalls etwa 0 bis etwa 50 Volumen-% des Gesamtschleifmittels in der Scheibe, und vorzugsweise etwa 0 bis etwa 40 Volumen-% des Gesamtschleifmittels in der Scheibe. Verwertbare Sekundärschleifmittel umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Aluminiumoxid, gesintertes Sol-Gel alpha-Aluminiumoxid, Mullit, Siliziumdioxid, kubisches Bornitrid, Diamant, Flint und Granat.
Die Zusammensetzung der Schleifscheibe muß einen minimalen Volumenprozentsatz an Porosität aufweisen, um Materialien wirksam schleifen zu können, die wie etwa Titan dazu neigen harzartig zu sein und Schwierigkeiten beim Spanauswurf zu verursachen. Die Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Schleifscheibe enthält vorzugsweise etwa 30 bis etwa 55 Volumen-% Porosität, stärker bevorzugt etwa 35 bis etwa 50 Volumen-% Porosität und besonders bevorzugt etwa 39 bis etwa 45 Volumen-% Porosität. Die Porosität wird sowohl durch die inhärenten Abstände in der natürlichen Packungsdichte der Materialien und durch hohle keramische Poren erzeugende Medien wie etwa Z-Light (Mullit/gebranntes SiO&sub2;) -Hohlkugeln und hohle Glaskügelchen gebildet. Obwohl einige Arten von organischen Polymerkügelchen (z. B. Piccotac®'Harz oder Naphthalin) zusammen mit dem Siliziumcarbidkorn in einem langsamen Brennzyklus verwendet werden können, verursachen die meisten organischen Porenbildner Schwierigkeiten bei der Herstellung mit Siliziumcarbidkorn in glasartig gesinterten Verbindungen. Aluminiumoxid-Blasenporenbildner sind aufgrund der Nichtübereinstimmung ihrer thermischen Ausdehnung nicht kompatibel mit den Scheibenbestandteilen.
Die Schleifscheiben der vorliegenden Erfindung sind mit einer glasartigen Verbindung gebunden. Die verwendete glasartige Verbindung trägt in bedeutsamer Weise zu den verbesserten Formhalteeigenschaften der erfindungsgemäßen Schleifscheiben bei. Die Rohmaterialien für die Verbindung umfassen vorzugsweise Kentucky Ball Clay Nr. 6, Nephelinsyenit, Flint und eine Glasfritte. Die Kombination dieser Materialien enthält die folgenden Oxide: SiO&sub2;, Al&sub2;O&sub3;, Fe&sub2;O&sub3;, TiO&sub2;, CaO, MgO, Na&sub2;O, K&sub2;O, Li&sub2;O und B&sub2;O&sub3;.
Die Zusammensetzung der Schleifscheibe enthält vorzugsweise etwa 4 bis etwa 20 Volumen-% der Verbindung, und besonders bevorzugt etwa 5 bis etwa 15 Volumen-% der Verbindung.
Nach dem Brennen enthält die Verbindung mehr als etwa 50 Gew.-% SiO&sub2;, vorzugsweise etwa 50 bis etwa 65 Gew.-% SiO&sub2;, und besonders bevorzugt etwa 60 Gew.-% SiO&sub1;; weniger als etwa 16 Gew.-% Al&sub2;O&sub3;, vorzugsweise etwa 12 bis etwa 16 Gew.-% AbOs und besonders bevorzugt etwa 14 Gew.-% Al&sub2;O&sub3;; vorzugsweise etwa 7 bis etwa 11 Gew.-% Na&sub2;O, stärker bevorzugt etwa 8 bis etwa 10 Gew.-% Na&sub2;O und besonders bevorzugt etwa 8,6 Gew.-% Na&sub2;O; weniger als etwa 2,5 Gew.-% KO, vorzugsweise etwa 0,05 bis etwa 2,5 Gew.-% K&sub2;O und besonders bevorzugt etwa 1,7 Gew.-% K&sub2;O; weniger als etwa 1,0 Gew.-% Li&sub2;O, vorzugsweise 0,2 bis etwa 0,5 Gew.-% Li&sub2;O und besonders bevorzugt etwa 0,4 Gew.-% Li&sub2;O, etwa 9 bis etwa 16 Gew.-% B&sub2;O&sub3; und besonders bevorzugt etwa 13,4 Gew.-% B&sub2;O&sub3;. Die anderen in der glasartigen Verbindung vorliegenden Oxide wie etwa Fe&sub2;O&sub3;, TiO&sub2;, CaO und MgO sind Verunreinigungen in den Rohmaterialien, die nicht zur Herstellung der Verbindung notwendig sind und nach dem Brennen in Mengen von bis zu 1,0 Gew.-% von jedem Oxid vorliegen.
Die Schleifscheiben werden nach Verfahren eingebrannt, die dem Fachmann wohl bekannt sind. Die Brennbedingungen werden in erster Linie durch die jeweils verwendeten Verbindungen und Schleifmittel und durch die Größe und Form der Scheibe bestimmt. Für die hierin beschriebenen Verbindungen, die zusammen mit Siliziumcarbidkorn verwendet werden, wird eine maximale Brenntemperatur von 1 100ºC benötigt um eine Reaktion zwischen dem Korn und der Verbindung zu vermeiden, die während des Brennens Schäden an den Scheiben hervorruft.
Nach dem Brennen kann der glasartig gesinterte Körper in herkömmlicher Weise mit einem Schleifhilfsmittel imprägniert werden, wie etwa einem Wachs, oder Schwefel oder verschiedenen natürlichen oder synthetischen Harzen, oder mit einem Träger wie etwa einem Epoxidharz, um das Schleifhilfsmittel in die Poren der Scheibe zu tragen. Andere Additive wie etwa Verarbeitungshilfsstoffe und Farbstoffe können verwendet werden. Jenseits der Temperatur- und Zusammensetzungslimitierungen wie oben beschrieben, können die Scheiben oder anderen Schleifwerkzeuge, wie etwa Steine oder Honale (hones), mit jedem im Stand der Technik bekannten herkömmlichen Mittel geformt, verpreßt und gebrannt werden. Die folgenden Beispiele dienen der Veranschaulichung und nicht der Einschränkung der erfindungsgemäßen Lehre.

Beispiele

Beispiel 1

Es wurden Proben hergestellt zum Testen und Vergleichen der Qualität der erfindungsgemäßen Verbindung mit niedriger Brenntemperatur und niedriger Reaktivität verglichen mit einer herkömmlichen Norton Company Verbindung, entwickelt zur Verwendung mit Siliziumcarbidschleifmitteln. Die neue Verbindung wies vor dem Brennen eine Zusammensetzung aus 42,5 Gew.-% gepulverter Glasfritte (die Fritte besaß eine Zusammensetzung von 49,4 Gew.-% SiO&sub2;, 31,0 Gew.-% B&sub2;O&sub3;, 3,8 Gew.-% Al&sub2;O&sub3;, 11,9 Gew.-% Na&sub2;O, 1,0 Gew.-% Li&sub2;O, 2,9 Gew.-% MgO/CaO, und Spurenmengen von K&sub2;O), 31,3 Gew.-% Nephelinsyenit, 21,3 Gew.-% Kentucky Nr. 6 Ball Clay, 4,9 Gew.-% Flint (Quarz). Die chemischen Zusammensetzungen von Nephelinsyenit, Kentucky Nr. 6 Ball Clay und Flint sind in Tabelle I angegeben. Tabelle I
Die Verbindung wurde durch trockenes Vermischen der Rohmaterialien über 3 Stunden in einer Sweco Vibrationsmühle hergestellt. Für die erfindungsgemäßen Scheiben wurden in die Verbindung eine Mischung aus grünem Siliziumcarbid-Schleifmittelkorn (Körnung 60) von Norton Company und Z-Light keramische Hohlkugeln (W-1800 grade, 200-450 um Größe) von Zeeland Industries, Inc., Australien eingemischt. Dies wurde weiterhin mit einem gepulverten Dextrinbindemittel, flüssigem Tierleim (47% Feststoffanteile) und Ethylenglycol als Benetzungsmittel in einem 76,2 cm (30 inch) vertikalen Wellenmischer, ausgestattet mit einer rotierenden Pfanne und Abstreichblättern, bei geringer Geschwindigkeit vermischt. Die Mischung wurde durch ein 14 mesh-Sieb gesiebt, um jedwede Verklumpungen aufzubrechen. Die Mischung wurde dann zu Scheiben mit Dimensionen von 508 · 25,4 · 203,8 mm (20" · 1" · 8") verpreßt. Die Scheiben wurden in einem periodischen Ofen mit den folgenden Bedingungen bei 40ºC pro Stunde von Raumtemperatur auf 1000ºC gebrannt, bei dieser Temperatur für 8 Stunden gehalten und anschließend auf Raumtemperatur abgekühlt. Probescheiben wurden auch mit zwei von Norton's kommerziellen Standardverbindungen hergestellt, die durch trockenes Vermischen der Rohmaterialien in Norton's Produktionsstätte unter Verwendung von Standardproduktionsverfahren hergestellt wurden. Die Verbindung wurde mit einem Schleifmittelgemisch vermischt. Das Schleifmittelgemisch bestand aus Schleifmittel (Körnung 60, grünes Siliziumcarbidkorn) und die anderen Bestandteile der Formulierungen sind der unten angegebenen Tabelle zu entnehmen. Die Scheiben wurden unter Verwendung eines Produktionszyklus mit einer eingehaltenen Brenntemperatur von 900ºC gebrannt.
Die Schüttdichte, das Elastizitätsmodul und der SBP (Sandstrahldurchdringung: Härte, gemessen durch Richtung von 48 cm³ Sand durch eine Düse mit 1,43 cm (9/16 inch) Durchmesser unter 2,48 bar (7 psi) Druck auf die Schleifseite der Scheibe und Messen der Eindringtiefe des Sandes in die Scheibe) der erfindungsgemäßen Scheiben waren vergleichbar mit den kommerziellen Siliziumcarbidscheiben. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 unten gezeigt. Die erfindungsgemäßen Scheiben zeigten kein Quellen, Absinken, Kernen oder andere Defekte, welche Siliziumcarbidoxidation nach dem Brennen anzeigen, und waren in Aussehen und sichtbarem Aufbau sehr ähnlich den kommerziellen Vergleichsbeispielen. Tabelle 2 Scheibenzusammensetzungen und Testergebnisse

Beispiel 2

Es wurden Schleifscheiben zum Vergleich mit der neuen Siliziumcarbidscheibenverbindung und Zusammensetzung mit 1.) der neuen Verbindung einer Siliziumcarbidscheiben- Zusammensetzung ohne keramische Hohlkugeln, und 2.) Norton Companys Niedrigtemperaturverbindungen für Aluminiumoxidschleifmittel (die Verbindungen gemäß US- Patent-A-5,401,284) hergestellt. Die Scheibenzusammensetzungen sind in Tabelle 3 beschrieben. Die Verbindungen und Scheiben wurden nach demselben Verfahren wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Scheiben 178 · 25,4 · 31,75 mm (7 · 1 · ¹/&sub4; inch) groß waren und ein Labormaßstabsmischer (Hobart N50 Teigmischer) anstatt des vertikalen Wellenmischers und ein konstanter 1000ºC Brennzyklus verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3 Scheibenzusammensetzung und Testergebnisse
Im Gegensatz zu den Scheiben gemäß der Erfindung zeigen die Siliziumcarbidscheiben ohne keramische Hohlkugeln und mit der Niedrigtemperaturverbindung für Aluminiumoxidschleifmittel einen nicht akzeptablen Schrumpf (z. B. mehr als 4 Volumen-%). Die Siliziumcarbidscheiben mit der neuen Verbindung, aber ohne keramische Hohlkugeln zeigten zudem einen nicht akzeptablen Senkungsgrad, Oberflächen-"Schaum" und Blasenbildung, in beiden Fällen Anzeichen für Reaktionen der Verbindung mit dem Korn während des Brennens. Eine Reaktion der Verbindung mit dem Korn war bei den Scheiben gemäß der Erfindung offensichtlich nicht gegeben. Folglich muß, um die erfindungsgemäßen Siliziumcarbidscheiben zu machen, die Scheibenzusammensetzung sowohl keramische Hohlkugeln als auch die neue Niedrigtemperaturverbindung mit reduzierter chemischer Reaktivität gegenüber dem Korn enthalten.

Beispiel 3

Die Schleifscheiben dieses Beispiels wurden bezüglich radikaler Abnutzung der neuen Verbindung getestet und mit den Kontrollscheiben aus kommerzieller Verbindung verglichen.
Nach dem Brennen umfaßten die Scheiben mit der neuen Verbindung etwa 42 Volumen-% Korn (eine Kombination von Siliziumcarbid und der keramischen Schale der Z-Light-Blasen), etwa 8,1 Volumen-% Verbindung und etwa 49,9 Volumen-% Porosität (eine Kombination der natürlichen Porosität und des inneren Volumens der durch die Z-Light-Blasen eingeführten Porosität).
Die kommerziellen Schleifscheiben wurden zusammen mit den mit der neuen Verbindung gemachten Scheiben (alle Scheiben enthielten 8,1 Volumen-% gebrannte Verbindung) bei der kontinuierlich abrichtenden Schleichgangschleifung von Titanblöcken getestet.
Die Bedingungen der Schleiftests waren wie folgt:
Schleifmaschine: Blohm #410 PROFIMAT
Naßschleifen: 10% Trim MasterChemical® VHP E200 mit Wasser
Werkstück Materialgrund: Titanblöcke
Werkstücksteilgröße: 159 · 102 mm
Schnittweite: 25,4 mm
Schnittiefe: 2,54 mm
Kantenradius der Schleifscheibe: Oberseite gerade abgerichtet (kein Radius auferlegt)
Plattengeschwindigkeit: 2,12 mm/sec; 3,18 mm/sec; oder 4,23 mm/sec.
Scheibenseitenabrichtung: kontinuierliches Abrichten der Scheibe bei 0,76 um/Umdrehung
Scheibengeschwindigkeit: 23 m/sec (4500 sfpm) 860 rpm
Zahl der Schleifungen pro Testlauf: 2 Schleifungen pro Tafelgeschwindigkeit.
Die radiale Abnutzung wurde durch Schleifen einer Ziegelplatte, um das Profil der Scheibe zu erhalten, nach jedem Schleifvorgang gemessen. Die Platten wurden mit einem optischen Vergleichsmesser mit 50-facher Vergrößerung abgetastet. Der radiale Abrieb (durchschnittlicher Kantenradius in um) von der Spur wird mit einem Meßschieber als maximaler radialer Abrieb gemessen. Die Ergebnisse sind unten gezeigt. Tabelle 4 Testergebnisse der radialen Scheibenabnutzung
Aus diesem Schleiftest kann man schließen, daß die Siliziumcarbidkornscheiben, sie mit der erfindungsgemäßen neuen Verbindung und keramischen Hohlkugeln verwendet werden, verbesserte mechanische Festigkeit mit Beständigkeit gegenüber Scheibenprofilverlust aufweisen, und akzeptable Oberflächenglättung, Leistungsaufnahme und Schleifkraft im Verhältnis zu herkömmlichen Siliziumcarbidscheiben aufweisen.

Claims

1. Schleifscheibe, umfassend Siliziumcarbidschleifkorn, etwa 5 bis 21 Volumen-% keramische Hohlkugeln, und eine glasartige Verbindung, wobei die glasartige Verbindung nach dem Brennen auf Gew.-% -Basis mehr als 50% SiO&sub2;, weniger als etwa 16% Al&sub2;O&sub3;, etwa 0,05 bis etwa 2, 5% K&sub2;O, weniger als etwa 1,0% Li&sub2;O und von etwa 9 bis etwa 16 B&sub2;O&sub3; umfaßt.

2. Scheibe nach Anspruch 1, wobei die keramischen Hohlkugeln geschmolzenen Mullit und Siliziumdioxid umfassen.

3. Scheibe nach Anspruch 2, wobei die keramischen Hohlkugeln eine Größe von etwa 1 bis 1000 um aufweisen.

4. Scheibe nach Anspruch 2, wobei die Scheibe etwa 34 bis 50 Volumen-% Siliziumcarbidschleifkorn umfaßt.

5. Scheibe nach Anspruch 1, wobei die Scheibe etwa 4 bis etwa 20 Volumen-% glasartige Verbindung umfaßt.

6. Scheibe nach Anspruch 1, wobei die Scheibe etwa 30 bis etwa 55 Volumen-% Porosität aufweist.

7. Scheibe nach Anspruch 1, wobei die glasartige Verbindung auf gewichtsprozentualer Basis nach dem Brennen etwa 55 bis etwa 65% SiO&sub2;, etwa 12 bis weniger als 16% Al&sub2;O&sub3; und weniger als 0,5% Li&sub2;O umfaßt.

8. Verfahren zur Herstellung eines Schleifwerkzeugs zum Schleifen von Nichteisenmaterialien umfassend die folgenden Schritte:

a) Bereitstellung einer glasartigen Verbindungsmischung, wobei die glasartige Verbindungsmischung nach dem Brennen eine glasartige Verbindung erzeugt, die auf Gewichts-%-Basis mehr als etwa 50% SiO&sub2;, weniger als 16% Al&sub2;O&sub3;) etwa 0,05 bis 2,5% K&sub2;O, weniger als etwa 1,0% Li&sub2;O und etwa 9 bis etwa 16% B&sub2;O&sub3; umfaßt;

b) Zugeben der glasartigen Verbindungsmischung zu einer Mischung umfassend Siliziumcarbidschleifkörner und keramische Hohlkugeln;

c) Formen der Schleifwerkzeugbestandteile; und

d) Brennen der geformten Schleifwerkzeugkomponenten ohne eine Temperatur von 1 100ºC zu überschreiten, um das Schleifwerkzeug zu bilden;

wobei das Schleifwerkzeug im wesentlichen frei von sichtbaren Oxidationsspuren des Siliziumcarbidkorns ist.