CH715030B1 - Process for the production of thin abrasive articles. - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von dünnen keramisch gebundenen Schleifkörpern (2), wobei aus einem gesinterten keramischen Formkörper (1) mehrere dünne keramisch gebundene Schleifkörper (2) gewonnen werden.The present invention relates to a method for producing thin, vitrified bonded abrasive bodies (2), a plurality of thin vitrified bonded abrasive bodies (2) being obtained from a sintered ceramic shaped body (1).

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von keramisch gebundenen Schleifkörpern. The present invention relates to a method for making vitrified bonded abrasive articles.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

[0002] Gebundene Schleifwerkzeuge oder auch Schleifkörper werden in der Technik insbesondere zur Oberflächenbearbeitung eingesetzt. Zur Herstellung der gebundenen Schleifwerkzeuge werden Schleifkörner, beispielsweise solche auf Basis von Aluminiumoxid bzw. Korund, Siliziumcarbid, Diamant oder CBN, mit einem Bindemittel und gegebenenfalls weiteren Additiven, wie z.B. Füllstoffen, schleifaktiven Substanzen, Porenbildnern oder temporären Klebstoffen, zu einer Mischung verarbeitet, die dann in einer Pressform zu dem gewünschten Formstück gepresst wird. Der dabei entstehende Grünkörper wird anschliessend getrocknet, gegebenenfalls bei geeigneten Temperaturen von den zugesetzten Porenbildnern befreit und anschliessend keramisch gebrannt. Bonded grinding tools or grinding bodies are used in technology in particular for surface treatment. To produce the bonded grinding tools, abrasive grains, for example those based on aluminum oxide or corundum, silicon carbide, diamond or CBN, are mixed with a binding agent and optionally other additives, such as e.g. Fillers, abrasive substances, pore formers or temporary adhesives, processed into a mixture, which is then pressed in a press mold into the desired shape. The resulting green body is then dried, if necessary freed from the added pore-forming agents at suitable temperatures and then ceramically fired.

[0003] Je nach Einsatzzweck weisen die Schleifwerkzeuge unterschiedliche Durchmesser und Dicken auf, wobei der Arbeitsaufwand für die Herstellung einzelner Schleifkörper nahezu unabhängig davon ist, wie dick eine Scheibe ist oder welchen Durchmesser sie aufweist. Dünne Schleifkörper können nur einen geringen Abtrag beim Schleifen gewährleisten. So ist der Aufwand für die Herstellung von dünnen Schleifkörpern, berechnet auf den mit diesen Schleifkörpern erzielbaren Abtrag, im Vergleich zu dickeren Schleifkörpern relativ hoch. Da bei der Herstellung von Schleifkörpern der Arbeitsaufwand einen Grossteil der Herstellkosten ausmacht, ist der Einsatz von dünnen Schleifkörpern vergleichsweise teuer. Zwar können die Herstellkosten durch Automatisierung gesenkt werden, dies rechnet sich jedoch nur dann, wenn grosse Mengen an Scheiben produziert werden können. Depending on the intended use, the grinding tools have different diameters and thicknesses, the amount of work required for the production of individual grinding bodies being almost independent of how thick a disk is or what diameter it has. Thin grinding tools can only guarantee a small amount of material removed during grinding. The cost of producing thin grinding wheels, calculated on the basis of the removal that can be achieved with these grinding wheels, is relatively high compared to thicker grinding wheels. Since the amount of work involved in the production of grinding wheels accounts for a large part of the manufacturing costs, the use of thin grinding wheels is comparatively expensive. Although the manufacturing costs can be reduced through automation, this only pays off if large quantities of panes can be produced.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION

[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, ein Verfahren oder Möglichkeiten zu finden, die Kosten für die Herstellung von dünnen Schleifkörpern zu senken, ohne dass es dabei zu Qualitätseinbussen kommt. Bei der Auseinandersetzung mit diesem Problem hatten die Erfinder der vorliegenden Anmeldung die grundlegende Idee, in grossen Pressformen zunächst dicke zylindrische Formkörper zu fertigen und diese dann in einzelne dünne Schleifkörper zu teilen. Die ersten Versuche bestanden darin, mehrere dünne Scheiben aus einem Zylinder zu schneiden. Dazu wurde ein zylindrischer Grundkörper für konventionelle keramisch gebundene Schleifkörper mit Korund als Schleifkorn gefertigt. Der Zylinder wurde nach der Sinterung mit Hilfe einer Diamantsäge in Scheiben geschnitten, und die so erhaltenen dünnen Schleifkörper wurden planparallel gedreht und anschliessend einem Schleiftest unterzogen. Die Schleiftests ergaben, dass die Qualität der so gewonnenen dünnen Schleifkörper mit der von konventionell hergestellten Einzelschleifkörpern vergleichbar ist. Allerdings stellte sich bald heraus, dass das Schneiden der Zylinder in Einzelscheiben relativ kosten- und zeitaufwändig ist, so dass das ursprüngliche Ziel, dünne Schleifkörper kostengünstig herzustellen, auf diese Weise nur bedingt realisiert werden konnte. [0004] The object of the present invention is therefore to find a method or possibilities for reducing the costs for the production of thin abrasive bodies without any loss of quality. When dealing with this problem, the inventors of the present application had the basic idea of first producing thick cylindrical shaped bodies in large press molds and then dividing them into individual thin grinding bodies. The first attempts consisted in cutting several thin slices out of a cylinder. For this purpose, a cylindrical base body for conventional vitrified bonded abrasives with corundum as the abrasive grain was manufactured. After sintering, the cylinder was cut into disks with the aid of a diamond saw, and the thin abrasive bodies thus obtained were rotated plane-parallel and then subjected to a grinding test. The grinding tests showed that the quality of the thin grinding wheels obtained in this way is comparable to that of conventionally produced individual grinding wheels. However, it soon turned out that cutting the cylinders into individual disks is relatively costly and time-consuming, so that the original goal of producing thin grinding wheels inexpensively could only be achieved to a limited extent in this way.

[0005] Aufbauend auf der Grundidee haben die Erfinder der vorliegenden Anmeldung dann die Idee weiterentwickelt und mehrere dünne Schleifkörper in einem Pressvorgang in einer einzigen Pressform gefertigt, indem sie die für einen dünnen Schleifköper erforderliche Masse aus Schleifkorn, Binder und Additiven in die Form eingefüllt haben, die Masse geglättet und mit einer Zwischenscheibe abgedeckt haben, um dann die Masse für den nächsten Schleifkörper einzufüllen. Auch diese Methode lieferte qualitativ einwandfreie Schleifkörper, wobei sich die Kostenersparnis jedoch in Grenzen hält, da die Schleifkörper nach dem Pressvorgang als Einzelschleifkörper weiter verarbeitet werden müssen und somit lediglich das Pressen der Schleifkörper rationalisiert wurde. Hinzu kommt, dass das Einlegen der Zwischenscheiben zusätzliches Handling erfordert, was die Kosteneinsparung weiter reduziert. Building on the basic idea, the inventors of the present application then developed the idea further and manufactured several thin abrasive articles in one pressing process in a single mold by filling the mass of abrasive grain, binder and additives required for a thin abrasive article into the mold , have smoothed the mass and covered it with a washer, then poured in the mass for the next grinding wheel. This method also delivered flawless quality grinding wheels, although the cost savings are limited because the grinding wheels have to be processed as individual grinding wheels after the pressing process and thus only the pressing of the grinding wheels has been rationalized. In addition, the insertion of the intermediate panes requires additional handling, which further reduces the cost savings.

[0006] Die bevorzugte Lösung des Problems bestand schliesslich darin, eine dünne Zwischenschicht durch Aufstreuen von inerten Partikeln, d.h. Partikeln, die keine Reaktion mit der Schleifkorn-Bindemittel-Mischung eingehen, auf die für den gewünschten Einzelschleifkörper eingefüllte und geglättete Masse auszubilden. Auf die Zwischenschicht wurde dann die Masse für den nächsten Einzelschleifkörper eingefüllt, die nach dem Glätten wiederum mit einer Finally, the preferred solution to the problem consisted in creating a thin intermediate layer by sprinkling inert particles, i. Particles that do not react with the mixture of abrasive grains and binders are to be formed on the mass filled and smoothed for the desired individual abrasive body. The mass for the next individual abrasive was then poured into the intermediate layer, which was then smoothed with a

[0007] Zwischenschicht aus inerten Partikeln abgedeckt wurde. Dieser Vorgang wurde bis zur vollständigen Füllung der Form wiederholt, wobei die Masse für den letzten Einzelschleifkörper nicht mehr abgedeckt wurde. Beim Pressen mit hohem Druck wird der schichtförmig aufgebaute Formkörper derart verdichtet, dass er als ein zusammenhängender Körper der Pressform entnommen und anschliessend getrocknet und gesintert bzw. gebrannt werden kann. Der so erhaltene gesinterte Formkörper ist schichtweise aufgebaut, wobei der Zusammenhalt der dünnen Zwischenschichten aus inerten Partikeln, die kein Bindemittel enthalten, nicht sehr ausgeprägt ist. Dabei ist festzustellen, dass die radiale Reibung zwischen den einzelnen Schleifkörpern sehr gross ist, so dass sich die Schleifkörper nur schwer gegeneinander verschieben, aber leicht abheben lassen. Von dem so erhaltenen Sinterformkörper können nun auf Höhe der Zwischenschichten ohne grossen mechanischen Aufwand die gewünschten Einzelschleifkörper abgenommen werden. Die Schleifkörper müssen dann nur noch planparallel gedreht werden, um als dünne Schleifkörper eingesetzt werden zu können. Was covered intermediate layer of inert particles. This process was repeated until the mold was completely filled, whereby the mass for the last individual abrasive was no longer covered. When pressing at high pressure, the layered shaped body is compressed in such a way that it can be removed from the press mold as a coherent body and then dried and sintered or fired. The sintered shaped body obtained in this way is built up in layers, the cohesion of the thin intermediate layers made of inert particles which do not contain any binder being not very pronounced. It should be noted here that the radial friction between the individual grinding bodies is very large, so that the grinding bodies can only be moved with difficulty against one another, but can easily be lifted off. The desired individual grinding bodies can now be removed from the sintered shaped body obtained in this way at the level of the intermediate layers without great mechanical effort. The grinding wheels then only have to be rotated plane-parallel in order to be able to use them as thin grinding wheels.

[0008] Schichtförmig aufgebaute Schleifkörper sind in zahlreichen Dokumenten beschrieben. So beschreibt die EP 1 189 731 B1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von dünnen Schleifkörpern durch Pressen von mindestens einer Schicht, die aus Schleifkörnern gebildet ist, und zwei Schichten, die keine Schleifkörnern enthalten und die Schleifscheibe umschliessen, wobei die beiden Schichten ohne Schleifkörner als Verstärkungsschichten vorgesehen sind. [0008] Abrasive bodies with a layered structure are described in numerous documents. For example, EP 1 189 731 B1 describes a method and a device for producing thin abrasive bodies by pressing at least one layer formed from abrasive grains and two layers that do not contain abrasive grains and enclose the grinding wheel, the two layers without abrasive grains are provided as reinforcement layers.

[0009] In der DE 34 42 230 C2 wird ein Verfahren zur Herstellung eines Schleifkörpers mit mehreren Schleifschichten beschrieben, zwischen denen sich jeweils eine schleifinaktive, schwingungsdämpfende Dämpfschicht, die vorzugsweise aus einem Polymer besteht, befindet. In diesem Fall geht es darum, ein Verfahren zur Herstellung von schallgedämpften Schleifkörpern bereitzustellen. DE 34 42 230 C2 describes a method for producing an abrasive article with a plurality of abrasive layers, between each of which there is an inactive, vibration-damping damping layer, which is preferably made of a polymer. In this case, the aim is to provide a method for making soundproofed abrasive tools.

[0010] Die DE 100 62 473 A1 beschreibt einen Honring sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Honrings, wobei der Grundkörper des Honrings durch einen Scheibenstapel gebildet wird. Die einzelnen Scheiben werden mit Klebstoff- oder Bindemittelschichten fest miteinander zu dem gewünschten Honring verbunden. DE 100 62 473 A1 describes a honing ring and a method for producing a honing ring, the base body of the honing ring being formed by a stack of disks. The individual discs are firmly connected to one another with layers of adhesive or binding agent to form the desired honing ring.

[0011] Die DE 35 45 308 A1 beschreibt mehrschichtige Schleifkörper, die zur Schalldämpfung schichtweise unter Zwischenschaltung mindestens einer Schicht aus schwingungsdämpfenden Materialien aufgebaut sind, wobei die Schicht aus schwingungsdämpfenden Materialien in Form eines feinkörnigen, rieselfähigen Pulvers und/oder Granulats in die Form gebracht wird. DE 35 45 308 A1 describes multi-layer abrasives that are built up in layers for sound dampening with the interposition of at least one layer of vibration-damping materials, the layer of vibration-damping materials in the form of a fine-grain, free-flowing powder and / or granulate being brought into the form .

[0012] Sämtliche oben zitierten Dokumente haben die Herstellung von mehrschichtigen Schleifkörpern zum Ziel, wobei der mehrschichtige Aufbau immer einen technischen Hintergrund hat und damit unabdingbarer Teil des fertigen Schleifkörpers bei deren Einsatz ist. Ein mehrschichtiger Schleifkörper, der als Grundkörper zur Herstellung von einzelnen Schleifkörpern dient, um auf diese Weise kostengünstig dünne Schleifkörper herzustellen, konnte im Stand der Technik nicht ermittelt werden. All of the documents cited above have the aim of producing multi-layer abrasive bodies, the multi-layer structure always having a technical background and thus being an indispensable part of the finished abrasive body when it is used. A multi-layer abrasive body which serves as a base body for the production of individual abrasive bodies in order to produce thin abrasive bodies in this way could not be determined in the prior art.

[0013] Gelöst wird die oben genannte Aufgabe erfindungsgemäss durch ein Verfahren zur Herstellung keramisch gebundener Schleifkörper, wobei in einem ersten Schritt eine für mehrere dünne Einzelschleifkörper ausreichende Masse aus mindestens einer Mischung aus Schleifkörnern und Bindemittel in eine Form gegeben wird. Die Mischung kann optional zusätzlich schleifaktive und/oder schleifinaktive Füllstoffe, Additive und Porenbildner enthalten. Die Masse wird in der Form mit Hilfe einer Presse formschlüssig gepresst, und der so erhaltene Grünkörper wird anschliessend zu einem Formkörper gesintert. Der gesinterte Formkörper wird nach dem Abkühlen in einzelne Scheiben geteilt. The above-mentioned object is achieved according to the invention by a method for producing vitrified bonded abrasive articles, wherein in a first step a mass of at least one mixture of abrasive grains and binding agent sufficient for several thin individual abrasive articles is placed in a mold. The mixture can optionally additionally contain grinding-active and / or grinding-inactive fillers, additives and pore formers. The mass is positively pressed in the mold with the aid of a press, and the green body obtained in this way is then sintered to form a shaped body. After cooling, the sintered shaped body is divided into individual disks.

[0014] Nach dem oben beschriebenen Verfahren wird somit in einer Pressform ein überdimensionierter Schleifkörper oder zylindrischer Formkörper hergestellt und anschliessend in dünne Einzelscheiben aufgeteilt, wobei die oben beschriebenen Verfahrensschritte zunächst einen schichtweisen Aufbau des zylindrischen Formkörpers noch nicht beinhalten. Die Teilung kann beispielsweise auch durch Sägen mit einer Diamantsäge erfolgen. According to the method described above, an oversized grinding body or cylindrical shaped body is thus produced in a press mold and then divided into thin individual disks, the method steps described above initially not including a layered structure of the cylindrical shaped body. The division can also be done, for example, by sawing with a diamond saw.

[0015] Vorzugsweise erfolgt das Einfüllen der mindestens einen Mischung in die Form jedoch portionsweise, wobei zunächst eine für einen Einzelschleifkörper ausreichende Portion in die Form eingefüllt wird, die Masse anschliessend geglättet und dann mit einer Zwischenschicht bedeckt wird und dieser Vorgang so oft wiederholt wird, bis die Form gefüllt ist. [0015] The at least one mixture is preferably filled into the mold in portions, initially a portion sufficient for a single abrasive body is filled into the mold, the mass is then smoothed and then covered with an intermediate layer and this process is repeated as often as necessary until the mold is filled.

[0016] Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird die Zwischenschicht durch Einlegen einer Zwischenscheibe ausgebildet. Die Zwischenscheibe kann aus einem beliebigen Material bestehen, das keine Reaktion mit der Schleifkornmischung eingeht. So können beispielsweise dünne Metallbleche eingesetzt werden, die relativ preiswert hergestellt und problemlos wiederverwendet werden können. In one embodiment of the method according to the invention, the intermediate layer is formed by inserting an intermediate disk. The shim can be made of any material that does not react with the abrasive grain mixture. For example, thin metal sheets can be used that are relatively inexpensive to manufacture and can be reused without any problems.

[0017] Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht jedoch vor, dass die Zwischenschicht durch Aufstreuen von inerten Partikeln auf die für den gewünschten Einzelschleifkörper eingefüllte und geglättete Masse ausgebildet wird. Geeignete inerte Partikel sind beispielsweise lose Korundkörner, die auf die für den gewünschten Einzelschleifkörper eingefüllte und geglättete Masse gestreut werden. Die Schichtdicke der Zwischenschicht aus losen Korundkörnern beträgt vorteilhaft 0.5 mm bis 5 mm, vorzugsweise ca. 1 mm. Dabei muss die Schichtdicke stark genug gewählt werden, dass kein Verkleben der benachbarten Schleifscheiben erfolgt, und gleichzeitig gering genug, damit der mehrschichtige Formkörper nach dem Pressen zusammenhält und als Ganzes weiter verarbeitet werden kann. Die Korngrösse der losen Korundkörner beträgt vorteilhaft F60 bis F1000 nach den Standards 42-1:2006 und 42-2:2006 des europäischen Verbands der Schleifmittelhersteller (FEPA). A particularly preferred embodiment of the present invention provides, however, that the intermediate layer is formed by sprinkling inert particles onto the mass filled and smoothed for the desired individual abrasive body. Suitable inert particles are, for example, loose corundum grains which are sprinkled onto the mass that has been filled in and smoothed for the desired individual abrasive body. The layer thickness of the intermediate layer of loose corundum grains is advantageously 0.5 mm to 5 mm, preferably approx. 1 mm. The layer thickness must be strong enough that there is no sticking of the neighboring grinding wheels, and at the same time small enough so that the multi-layer molded body holds together after pressing and can be further processed as a whole. The grain size of the loose corundum grains is advantageously F60 to F1000 according to the standards 42-1: 2006 and 42-2: 2006 of the European Association of Abrasive Manufacturers (FEPA).

[0018] Natürlich können auch beliebige andere Partikel für die Zwischenschicht eingesetzt werden, solange sie keine Reaktion mit der Schleifkorn-Bindemittel-Mischung zeigen. Allerdings bietet sich der Einsatz von Korund an, da das erfindungsgemässe Verfahren bevorzugt für die Herstellung keramisch gebundener Schleifkörper mit Schleifkörnern auf Basis von Aluminiumoxid bzw. Korund vorgesehen ist. Of course, any other particles can also be used for the intermediate layer as long as they do not show any reaction with the abrasive grain / binder mixture. However, the use of corundum is advisable, since the method according to the invention is preferably intended for the production of ceramic-bonded abrasive bodies with abrasive grains based on aluminum oxide or corundum.

[0019] Dabei ist das Verfahren nicht auf die Herstellung von Schleifkörpern mit gleicher Stärke und Zusammensetzung beschränkt, sondern es können in einem Pressvorgang dünne Schleifkörper mit unterschiedlicher Stärke (Dicke) hergestellt werden, die anschliessend als zusammenhängender Formkörper in einem Sinterzyklus gesintert werden. Es ist sogar möglich, nach dem erfindungsgemässen Verfahren Schleifkörper mit unterschiedlicher Zusammensetzung herzustellen, wenn entsprechende unterschiedliche Mischungen portionsweise in die Pressform eingefüllt und mit einer Zwischenschicht getrennt werden. Unter der Voraussetzung, dass sich die aus den unterschiedlichen Mischungen gewonnenen Schicht aus losem Korund als Zwischenschicht eingesetzt werden. Sollten die jeweiligen Grünkörper unterschiedliche Sinterzyklen erfordern, bietet es sich an, Metallbleche als Zwischenschichten einzulegen, so dass die Grünkörper nach dem Pressvorgang getrennt weiter verarbeitet werden können. Dabei ist anzumerken, dass es prinzipiell natürlich auch möglich ist, unterschiedliche Zwischenschichten für einen Pressvorgang zu wählen, wenn beispielsweise unterschiedliche Schleifscheiben hergestellt werden sollen. The method is not limited to the production of abrasive bodies with the same strength and composition, but thin abrasive bodies with different strengths (thickness) can be produced in one pressing process, which are then sintered as a coherent molded body in a sintering cycle. It is even possible to produce abrasive bodies with different compositions by the method according to the invention if corresponding different mixtures are poured into the mold in portions and separated with an intermediate layer. Provided that the layer of loose corundum obtained from the different mixtures is used as an intermediate layer. If the respective green bodies require different sintering cycles, it is advisable to insert metal sheets as intermediate layers so that the green bodies can be further processed separately after the pressing process. It should be noted that in principle it is of course also possible to choose different intermediate layers for a pressing process if, for example, different grinding wheels are to be produced.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0020] Bevorzugte Ausführungsfonnen der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen beschrieben, wobei diese lediglich als Erläuterung gedacht und nicht einschränkend auszulegen sind. In den Zeichnungen zeigen: <tb><SEP>Figur 1 eine perspektivische Darstellung der einzelnen Komponenten einer Zusammenstellung für den Brennvorgang; <tb><SEP>Figur 2 eine Explosionsdarstellung der Fig.1; <tb><SEP>Figur 3 eine perspektivische Ansicht von oben auf die Fig. 1; <tb><SEP>Figur 4 ein schematischer Ablaufplan für das erfindungsgemässe Verfahren.Preferred embodiments of the invention are described below with reference to drawings, these being intended only as an explanation and not to be interpreted as restrictive. In the drawings show: <tb> <SEP> FIG. 1 shows a perspective view of the individual components of an assembly for the burning process; <tb> <SEP> FIG. 2 shows an exploded view of FIG. 1; <tb> <SEP> FIG. 3 shows a perspective view from above of FIG. 1; <tb> <SEP> FIG. 4 shows a schematic flow chart for the method according to the invention.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS

[0021] Die Figur 1 zeigt die einzelnen Komponenten einer Zusammenstellung für den Brennvorgang. Diese Zusammenstellung umfasst einen Formkörper 1, der aus mehreren Schleifkörpern 2 und Zwischenschichten 3 aufgebaut ist. Zu der Zusammenstellung gehört auch ein Untersetzer 4, auf dem der Formkörper 1 während des Brennvorgangs sowie beim Transport zum Brennofen hin und vom Ofen weg gelagert wird. Zur besseren Übersicht wurden die Zwischenschicht 3 und der Schleifkörper 2 in der Figur 1 auch jeweils separat dargestellt. Je nach Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann die Zwischenschicht 3 aus losen Korundkörnern oder auch als Zwischenscheibe ausgebildet sein. Der Untersetzer 4 ist ein feuerfester Keramikträger, der nach dem Brennvorgang für den nächsten Brennzyklus wieder eingesetzt werden kann. FIG. 1 shows the individual components of a compilation for the burning process. This combination comprises a shaped body 1, which is made up of several abrasive bodies 2 and intermediate layers 3. The set also includes a coaster 4 on which the molded body 1 is stored during the firing process and during transport to and from the kiln. For a better overview, the intermediate layer 3 and the grinding body 2 are each shown separately in FIG. Depending on the configuration of the present invention, the intermediate layer 3 can be formed from loose corundum grains or as an intermediate disk. The coaster 4 is a refractory ceramic support which can be used again for the next firing cycle after the firing process.

[0022] Die Figur 2 zeigt aus einer seitlichen Perspektive eine Zusammenstellung für einen Brennvorgang eines mehrschichtigen gesinterten Formkörpers 1, der aus insgesamt vier Schleifkörpern 2 besteht, die jeweils über eine Zwischenschicht 3 miteinander verbunden sind. Die Zwischenschicht 3 kann im vorliegenden Fall beispielsweise aus losen Korundkörnern gebildet sein, die beim Pressen so weit verdichtet werden, dass die Zwischenschicht 3 den Formkörper 1 ohne zusätzlichen Binder zusammenhält, Im Vergleich zu den Schleifkörpern 2 ist die Zwischenschicht 3 relativ dünn ausgebildet, so dass gewährleistet ist, dass der Formkörper 1 als Ganzes zusammenhält und entsprechend verarbeitet werden kann. Dabei ist die Stabilität der Zwischenschicht 3 jedoch gering genug, dass die einzelnen Schleifkörper 2 nach dem Sintern bei einer geringen mechanischen Belastung entlang der Zwischenschicht 3 vom Stapel abgehoben und voneinander getrennt werden können. Die Zwischenschicht 3 wirkt damit wie eine Perforierung. Der gesinterte Formkörper 1 ist auf einem keramischen Untersetzer 4 gelagert, auf den er nach dem Pressen abgestellt wird, um dann in den Sinterofen gefahren zu werden. From a side perspective, FIG. 2 shows a compilation for a firing process of a multilayer sintered molded body 1, which consists of a total of four grinding bodies 2, which are each connected to one another via an intermediate layer 3. In the present case, the intermediate layer 3 can be formed from loose corundum grains, for example, which are compressed during pressing to such an extent that the intermediate layer 3 holds the molded body 1 together without an additional binder. In comparison to the grinding bodies 2, the intermediate layer 3 is relatively thin, so that it is ensured that the molded body 1 holds together as a whole and can be processed accordingly. In this case, however, the stability of the intermediate layer 3 is low enough that, after sintering, the individual grinding bodies 2 can be lifted off the stack and separated from one another with a low mechanical load along the intermediate layer 3. The intermediate layer 3 thus acts like a perforation. The sintered molded body 1 is mounted on a ceramic saucer 4, on which it is placed after pressing, in order to then be driven into the sintering furnace.

[0023] Die Figur 3 zeigt den gesinterten Formkörper 1 aus Figur 2 aus einer etwas anderen Perspektive, wobei der Betrachter in der Draufsicht in das Innere des Schleifkörperstapels schaut. Der aus Schleifkörperschichten 2 und Zwischenschichten 3 aufgebaute mehrschichtige Formkörper 1 ist auf einem keramischen Untersetzer 4 abgesetzt, der als Träger für den Transport des Grünkörpers von der Presse zum Sinterofen vorgesehen ist. FIG. 3 shows the sintered molded body 1 from FIG. 2 from a slightly different perspective, the viewer looking into the interior of the stack of abrasive bodies in the top view. The multilayer molded body 1 made up of abrasive body layers 2 and intermediate layers 3 is placed on a ceramic coaster 4, which is provided as a carrier for transporting the green body from the press to the sintering furnace.

[0024] In Figur 4 ist ein vereinfachter Ablaufplan für die kostengünstige Herstellung von dünnen keramisch gebundenen Schleifwerkzeugen illustriert. Zunächst werden Schleifkörner, ein keramischer Binder, ein Porenbildner und gegebenenfalls Kleber und Additive gemischt (Schritt 21). Anschliessend wird die so entstandene Masse aus dem Mischer entfernt, gesiebt und in eine Form gegeben (Schritt 22). Vorzugsweise erfolgt das Einfüllen in die Form portionsweise, wobei zunächst eine für einen Einzelschleifkörper ausreichende Portion in die Form eingefüllt wird, die Masse anschliessend geglättet und dann mit einer Zwischenschicht bedeckt wird, wobei dieser Vorgang so oft wiederholt wird, bis die Form gefüllt ist. Anschliessend wird die eingefüllte Masse mitsamt Zwischenschichten mit einer Presse gepresst (Schritt 23). Der so erhaltene Grünkörper wird ggf. getrocknet und in einem Ofen gebrannt (Schritt 24). Nach dem Brennen und Abkühlen werden die Schleifkörper beispielsweise durch geringe mechanische Belastung entlang der Zwischenschicht vom gesinterten Formkörper abgetrennt und vereinzelt (Schritt 25). In Figure 4, a simplified flow chart for the cost-effective production of thin, vitrified bonded grinding tools is illustrated. First of all, abrasive grains, a ceramic binder, a pore former and, if necessary, glue and additives are mixed (step 21). The resulting mass is then removed from the mixer, sieved and placed in a mold (step 22). The mold is preferably filled in portions, first filling the mold with a sufficient portion for a single abrasive, then smoothing the mass and then covering it with an intermediate layer, this process being repeated until the mold is filled. The mass filled in, together with the intermediate layers, is then pressed using a press (step 23). The green body obtained in this way is optionally dried and fired in an oven (step 24). After firing and cooling, the grinding bodies are separated from the sintered shaped body and separated, for example by low mechanical stress, along the intermediate layer (step 25).

Herstellung von SchleifkörpernManufacture of grinding tools

[0025] In einem Schleiftest sollte geprüft werden, ob das veränderte Herstellverfahren einen Einfluss auf die Schleifleistung hat. Dazu wurden für sämtliche getesteten Schleifkörper die gleichen, in der Tabelle 1 wiedergegebenen Rohmaterialbestandteile eingesetzt, so dass durch den Schleiftest ein direkter Vergleich der unter unterschiedlichen Bedingungen hergestellten Schleifkörper möglich ist. Die Mengen der einzelnen Komponenten sind jeweils auf das Schleifkorn (100%) bezogen. In a grinding test it should be checked whether the changed manufacturing process has an influence on the grinding performance. For this purpose, the same raw material components listed in Table 1 were used for all of the tested grinding wheels, so that the grinding test enables a direct comparison of the grinding wheels produced under different conditions. The quantities of the individual components are based on the abrasive grain (100%).

Tabelle 1Table 1

[0026] <tb>Schleifkorn<SEP>Korund<SEP>100 <tb>keramischer Binder<SEP>Oxidmischung<SEP>11 <tb>Kleber<SEP>Polymer-Lösung<SEP>2 <tb>Zusatzstoffe<SEP>Diverse Additive<SEP>3 <tb>Porenbildner<SEP>Holzkohle<SEP>6[0026] <tb> abrasive grain <SEP> corundum <SEP> 100 <tb> ceramic binder <SEP> oxide mixture <SEP> 11 <tb> glue <SEP> polymer solution <SEP> 2 <tb> Additives <SEP> Various additives <SEP> 3 <tb> pore builder <SEP> charcoal <SEP> 6

[0027] Die Komponenten wurden in einen Trommelmischer eingebracht und in 23 Mischschritten ca. 60 Minuten gemischt, bis optisch eine Homogenität und Rieselfähigkeit der Masse zu erkennen war. Anschliessend wurde die Masse dem Mischer entnommen und ausgesiebt. Die gesiebte Masse wurde zur Herstellung einer Vergleichsscheibe in eine Form gegeben und mit einer Presse bei Drücken von 90 bar formschlüssig gepresst. Der so erhaltenen Grünkörper hatte die Abmessungen (Durchmesser x Höhe x Bohrung) 280 x 35 x 157 mm und wurde in einem Ofen bis zu einer Maximaltemperatur von 1200 °C mit einem vorbestimmten Brennprogramm gebrannt. The components were introduced into a drum mixer and mixed in 23 mixing steps for about 60 minutes until the mass was visually homogeneous and pourable. The mass was then removed from the mixer and sieved out. To produce a comparative disk, the sieved mass was placed in a mold and pressed in a form-fitting manner with a press at pressures of 90 bar. The green body obtained in this way had the dimensions (diameter x height x bore) 280 x 35 x 157 mm and was fired in a furnace up to a maximum temperature of 1200 ° C. with a predetermined firing program.

[0028] Die gleiche Masse wurde portionsweise in eine höhere Form mit gleichem Durchmesser gegeben, wobei eine für einen Einzelschleifkörper ausreichende Portion in die Form eingefüllt wurde, die Masse anschliessend geglättet und dann mit einer Zwischenschicht bedeckt wurde und dieser Vorgang so oft wiederholt wurde, bis die Form mit einer Masse für insgesamt vier Schleifkörper gefüllt war. Als Zwischenschicht wurde eine Schicht aus Edelkorund Weiss in der Körnung F80 mit einer Schichtstärke von ca. 1 mm gewählt. The same mass was added in portions to a higher mold with the same diameter, a sufficient portion for a single abrasive was poured into the mold, the mass was then smoothed and then covered with an intermediate layer and this process was repeated until the mold was filled with a compound for a total of four grinding wheels. A layer of white corundum in grain size F80 with a layer thickness of approx. 1 mm was selected as the intermediate layer.

SchleiftestsGrinding tests

[0029] Die fertigen Schleifkörper hatten die in der folgenden Tabelle 2 beschriebenen Eigenschaften Das Muster A wurde auf konventionelle Art als Einzelscheibe in einer kleinen Form gefertigt. Beim Muster B handelte es sich um ein Randstück aus dem gesinterten mehrschichtigen Formkörper. Das Muster C wurde aus der Mitte des gesinterten mehrschichtigen Formkörpers entnommen. Zum Test der Scheiben wurde in einem ersten Schritt das Grenzzeitspanungsvolumen bzw. die äquivalente Grenzspandicke heq_thbis zum Auftreten von Schleifbrand und in einem zweiten Schritt das Grenzzeitspanungsvolumen bzw. die äquivalente Grenzspandicke heq_vbezüglich des Überschreitens des zulässigen Verschleisslimits bestimmt. Beide Werte sind ebenfalls in der Tabelle 2 festgehalten. The finished abrasive had the properties described in Table 2 below. Sample A was manufactured in a conventional manner as a single disk in a small form. Sample B was an edge piece from the sintered multilayer molded body. The sample C was taken out from the center of the sintered multilayer molded body. To test the wheels, in a first step the limit metal removal rate or the equivalent limit chip thickness heq_th bis to the occurrence of grinding burn and in a second step the limit metal removal rate or the equivalent limit chip thickness heq_v with regard to exceeding the permissible wear limit. Both values are also recorded in Table 2.

Tabelle 2Table 2

[0030] <tb>Abmessungen (mm)<SEP>275 x 30 x 160<SEP>275 x 30 x 160<SEP>275 x 30 x 160 <tb>Gewicht (g)<SEP>3907<SEP>3921<SEP>3911 <tb>Dichte (g/cm<3>)<SEP>1.881<SEP>1.874<SEP>1.897 <tb>Schleifbrandgrenze (%)*<SEP>103<SEP>105<SEP>102 <tb>Verschleissgrenze (%)**<SEP>105<SEP>110<SEP>104 <tb>* Schleifbrandgrenze = maximal erreichbare äquivalente Spanungsdicke heq_th, die schleifbrandfrei, d.h. ohne thermomechanische Randschichtschädigung anwendbar ist. <tb>** Verschleissgrenze = maximal erreichbare äquivalente Spanungsdicke heq_v, die bei Erhaltung eines vorgegebenen Verschleisskriteriums anwendbar ist.[0030] <tb> Dimensions (mm) <SEP> 275 x 30 x 160 <SEP> 275 x 30 x 160 <SEP> 275 x 30 x 160 <tb> Weight (g) <SEP> 3907 <SEP> 3921 <SEP> 3911 <tb> Density (g / cm <3>) <SEP> 1.881 <SEP> 1.874 <SEP> 1.897 <tb> Grinding burn limit (%) * <SEP> 103 <SEP> 105 <SEP> 102 <tb> Wear limit (%) ** <SEP> 105 <SEP> 110 <SEP> 104 <tb> * grinding burn limit = maximum achievable equivalent chip thickness heq_th, which is free of grinding burn, i.e. can be used without thermomechanical surface layer damage. <tb> ** Wear limit = maximum achievable equivalent chip thickness heq_v that can be used while maintaining a specified wear criterion.

[0031] Die Scheiben wurden auf einer Reishauer-Maschine RZ 260 unter Einsatz von Kühlöl und einem Diamantabrichtwerkzeug getestet. Als Werkstück wurde ein Prüfrad aus dem Werkstoff 16MnCr5 ausgewählt. The disks were tested on a Reishauer RZ 260 machine using cooling oil and a diamond dressing tool. A test wheel made of 16MnCr5 was selected as the workpiece.

[0032] Beim Schleifbrandtest wurde durch systematische Vergrösserung des Axialvorschubes (Z-Vorschub) bei ansonsten gleichen Schnittwerten und Schnittbedingungen in drei Stufen mit drei Egalisierhüben, einem Schrupphub und einem Schlichthub gearbeitet. Auf diese Weise konnte in der 2. Stufe für den Schrupphub eine einheitliche Zustellung sichergestellt werden. Der Schleifbrandnachweis erfolgte nach dem Schlichthub (3. Stufe) mittels Nitalätzung. In the grinding burn test, work was carried out in three stages with three equalizing strokes, one roughing stroke and one finishing stroke by systematically increasing the axial advance (Z advance) with otherwise the same cutting values and cutting conditions. In this way, a uniform infeed could be ensured for the roughing stroke in the 2nd stage. After the finishing stroke (3rd stage), the grinding burn was verified by means of nital etching.

[0033] Der Verschleisstest wurde mit einer vergleichbaren Technologie durchgeführt, wobei in der 2. Stufe beim Schrupphub mit variablem Z-Vorschub gearbeitet und nach dem Schlichthub (3. Stufe) der Verschleiss im Nutzungsbereich der Schleifschnecke während des Schrupphubes bestimmt wurde. Bei einer Überschreitung einer Formabweichung des Profils fff> 6 µm nach DIN 3960 bei vorgegebener Schleifgeschwindigkeit wird die Leistungsgrenze erreicht. The wear test was carried out with a comparable technology, working in the 2nd stage of the roughing stroke with variable Z feed and after the finishing stroke (3rd stage) the wear in the area of use of the grinding worm was determined during the roughing stroke. If the shape deviation of the profile fff> 6 µm according to DIN 3960 is exceeded at the specified grinding speed, the performance limit is reached.

[0034] Es kann festgehalten werden, dass sich mehrere dünne keramisch gebundene Schleifkörper ohne Qualitätseinbusse problemlos in einem Pressvorgang fertigen lassen. Die Herstellkosten pro Schleifkörper können insbesondere aufgrund der Rationalisierung des Pressvorgangs und des Sinterschrittes deutlich gesenkt werden. Bei der Verwendung von losem Korund als inerte Partikel für die Zwischenschicht kann eine Kosteneinsparung von bis zu 30% realisiert werden. It can be stated that several thin, vitrified bonded grinding bodies can be manufactured in one pressing process without any loss of quality. The manufacturing costs per grinding wheel can be significantly reduced, in particular due to the rationalization of the pressing process and the sintering step. When using loose corundum as inert particles for the intermediate layer, a cost saving of up to 30% can be realized.

BEZUGSZEICHENLISTEREFERENCE LIST

[0035] 1 Formkörper 2 Schleifkörper 3 Zwischenschicht 4 Untersetzer 21 Verfahrensschritt (Mischen) 22 Verfahrensschritt (Einfüllen) 23 Verfahrensschritt (Pressen) 24 Verfahrensschritt (Sintern) 25 Verfahrensschritt (Vereinzeln) 1 Molded body 2 Grinding body 3 Intermediate layer 4 Saucer 21 Process step (mixing) 22 Process step (filling) 23 Process step (pressing) 24 Process step (sintering) 25 Process step (singulation)

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung keramisch gebundener Schleifkörper (2), wobei - eine für mehrere Einzelschleifkörper (2) ausreichende Masse aus mindestens einer Mischung aus Schleifkörnern und Bindemittel in eine Form gegeben wird, wobei die Mischung optional zusätzlich schleifaktive und/oder schleifinaktive Füllstoffe, Additive und Porenbildner enthalten kann, - die Masse in der Form mit Hilfe einer hydraulischen Presse formschlüssig gepresst wird und - der so erhaltene Grünkörper anschliessend zu einem Formkörper (1) gesintert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der gesinterte Formkörper (1) nach dem Abkühlen in einzelne Schleifkörper (2) geteilt wird.1. A method for producing vitrified bonded abrasive articles (2), wherein - a mass of at least one mixture of abrasive grains and binding agent sufficient for several individual abrasive bodies (2) is placed in a mold, the mixture optionally additionally containing active and / or non-active fillers, additives and pore formers, - the mass in the form is pressed positively with the aid of a hydraulic press and - the green body obtained in this way is then sintered to form a shaped body (1), characterized in that the sintered shaped body (1) is divided into individual grinding bodies (2) after cooling. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einfüllen der mindestens einen Mischung in die Form portionsweise erfolgt, wobei zunächst eine für einen Einzelschleifkörper (2) ausreichende Portion in die Form eingefüllt wird, die Masse anschliessend geglättet und dann mit einer Zwischenschicht (3) bedeckt wird und dieser Vorgang so oft wiederholt wird, bis die Form gefüllt ist.2. The method according to claim 1, characterized in that The at least one mixture is poured into the mold in portions, initially a portion sufficient for a single abrasive body (2) is poured into the mold, the mass is then smoothed and then covered with an intermediate layer (3) and this process is repeated as often until the mold is filled. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (3) durch Einlegen einer Zwischenscheibe ausgebildet wird.3. The method according to claim 2, characterized in that the intermediate layer (3) is formed by inserting an intermediate disk. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (3) durch Aufstreuen von inerten Partikeln, d.h. Partikeln, die keine Reaktion mit der Schleifkorn-Bindemittel-Mischung eingehen, auf die für den gewünschten Einzelschleifkörper (2) eingefüllte und geglättete Masse ausgebildet wird.4. The method according to claim 2, characterized in that the intermediate layer (3) by sprinkling inert particles, i.e. Particles that do not react with the mixture of abrasive grains and binders are formed on the mass filled and smoothed for the desired individual abrasive body (2). 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (3) aus den inerten Partikeln eine Schichtdicke von 0.5 bis 5 mm aufweist.5. The method according to claim 4, characterized in that the intermediate layer (3) made of the inert particles has a layer thickness of 0.5 to 5 mm. 6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (3) aus den inerten Partikeln eine Schichtdicke von ca. 1 mm aufweist.6. The method according to claim 4, characterized in that the intermediate layer (3) made of the inert particles has a layer thickness of approx. 1 mm. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (3) durch Aufstreuen von losen Korundkörnern auf die für den gewünschten Einzelschleifkörper (2) eingefüllte und geglättete Masse ausgebildet wird.7. The method according to any one of claims 4 to 6, characterized in that the intermediate layer (3) is formed by sprinkling loose corundum grains onto the mass filled and smoothed for the desired individual abrasive body (2). 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Korngrösse der losen Korundkörner F60 bis F1000 nach FEPA-Standards 42-1:2006 und 42-2:2006 beträgt.8. The method according to claim 7, characterized in that the grain size of the loose corundum grains is F60 to F1000 according to FEPA standards 42-1: 2006 and 42-2: 2006.