DD294657A5 - BINDER SUPPLEMENT FOR CERAMICALLY BONDED CORONARY GRINDING BODIES FOR COMPREHENSIVE SPEED UP TO 35 M / S - Google Patents

BINDER SUPPLEMENT FOR CERAMICALLY BONDED CORONARY GRINDING BODIES FOR COMPREHENSIVE SPEED UP TO 35 M / S Download PDF

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DD294657A5 DD34102590A DD34102590A DD294657A5 DD 294657 A5 DD294657 A5 DD 294657A5 DD 34102590 A DD34102590 A DD 34102590A DD 34102590 A DD34102590 A DD 34102590A DD 294657 A5 DD294657 A5 DD 294657A5
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Gunter Wagner
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Bergakademie Freiberg,De
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Bindemittelversatz der fuer keramisch gebundenen Korundschleifkoerpern fuer Umfangsgeschwindigkeiten bis 35 m/s Anwendung findet. Ziel der Erfindung ist es, die Rohstoffkosten fuer die Bindemittelzusammensetzung und den energetischen Aufwand bei der Schleifkoerperherstellung zu senken. Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, eine bor- und bleifreie Bindemittelzusammensetzung fuer die Schleifkoerperherstellung zu entwickeln, die die Sinterung der Schleifkoerper bei Temperaturen 1 250C gestattet. Erfindungsgemaesz wird die technische Aufgabe dadurch geloest, dasz der Bindemittelversatz eine Mischung aus{Korundschleifkoerper; Bindemittelversatz; Silicatschlacke; Phosphorherstellung; Kaolin; Feldspatsand; kobalt-titanhaltiges Abprodukt}The invention relates to a binder offset of ceramic bonded Korundschleifkoerpern for peripheral speeds up to 35 m / s application finds. The aim of the invention is to reduce the raw material costs for the binder composition and the energy expenditure in Schleifkoerperherstellung. The invention has for its object to develop a boron-free and lead-free binder composition for Schleifkoerperherstellung, which allows the sintering of the abrasive body at temperatures 1 250C. According to the invention, the technical problem is solved by the fact that the binder offset is a mixture of {corundum abrasive bodies; Binder offset; Silicate slag; Phosphorus production; Kaolin; feldspar; cobalt-titanium-containing waste}

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen Bindemittelversntz, der bei der Herstellung von keramisch gebundenen Korundschleifkörpern für Umfangsgeschwindigkeiten bis 35m/s Anwendung findet.The invention relates to a binding agent used in the production of ceramic bonded corundum abrasive bodies for peripheral speeds up to 35m / s application.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Die Herstellung und Anwendung keramisch gebundener Schleifkörper wird in hohem Maße von der Beschaffenheit und dem thermischen Verhalten des keramischen Bindemittels bestimmt. Zur Gewährleistung einer konstanten Schleifkörperqualität müssen enge Toleranzwerte in der Zusammensetzung des Bindemittels eingehalten werden.The manufacture and use of ceramic bonded abrasive articles is largely determined by the nature and thermal behavior of the ceramic binder. To ensure a constant abrasive quality, close tolerances must be maintained in the composition of the binder.

Neben den üblichen Bindemittelzusammensetzungen auf der Basis von Kaolin und Feldspat (z. B. SU 808 259) sind auch Bindemittel auf der Grundlage glimmerreicher Sande, die 0,4-0,7 Masseanteile Glimmer der Mischkristallreihe Zinnwaldit-Protolithionit enthalten (DD 222240), bekannt. Nach DD 227638 ist es möglich, Spiegelglaspulver oder Gemische aus Spiegelglaspulver und unbelegtem Glaspulver mit einer Teilchengröße von <63μηη als Bindemittel zur Herstellung keramisch gebundener Schleifkörper einzusetzen. Nachteilig bei den aufgeführten Bindemitteln sind die erforderlichen hohen Brenntemperaturen bei der Schleifkörperherstellung, die z.B. beim Bindemittel gemäß DD 227638 bei über 1250°C liegen. Der Nachteil der hohen Brenntemperaturen kann durch den Einsatz von borhaltigen Bindemitteln (SU 1247 253, DE 2211442, DE 2345759, DE 3616257, GB 1194110) oder Bindemitteln auf der Basis eines Bleiglases (SU 573336) beseitigt werden. Nachteilig beim Einsatz borhaltiger Bindemittel bzw. der Bindemittel auf Bleiglasbasis sind jedoch die bedeutend höheren Rohstoffkosten. Deshalb wurde in der DD 255640 vorgeschlagen, bis zu 50 Masseanteile in % des borhaltigen Bindemittels durch aufgemahlenes Flachglas zu ersetzen.In addition to the usual binder compositions based on kaolin and feldspar (eg SU 808 259), there are also binders based on mica-rich sands which contain 0.4-0.7% by weight of mica of the mixed-crystal series tin-forestite protolithionite (DD 222240), known. According to DD 227638 it is possible to use mirror glass powder or mixtures of mirror glass powder and uncoated glass powder with a particle size of <63μηη as a binder for the production of ceramic-bonded abrasive articles. A disadvantage of the binders listed are the required high firing temperatures in the abrasive article production, e.g. when binder according to DD 227638 at over 1250 ° C. The disadvantage of the high firing temperatures can be eliminated by the use of boron-containing binders (SU 1247 253, DE 2211442, DE 2345759, DE 3616257, GB 1194110) or binders based on a lead glass (SU 573336). However, the disadvantage of using boron-containing binders or binders based on lead glass is the significantly higher raw material costs. For this reason DD 255640 proposed replacing up to 50% by weight of the boron-containing binder by means of ground flat glass.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, dia Rohstoffkosten für die Bindemittelzusammensetzung und den energetischen Aufwand bei der Schleifkörperherstellung zu senken.The aim of the invention is to reduce the raw material costs for the binder composition and the energy expenditure in the production of abrasive articles.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, eine bor- und bleifreie Bindemittelzusammensetzung für die Schleifkörperherstellung zu entwickeln, die die Sinterung der Schleifkörper bei Temperaturen £ 1250°C gestattet. Erfindungsgemäß wird die technische Aufgabe dadurch gelöst, daß der Bindemittelversatz eine Mischung ausThe invention has for its object to develop a boron-free and lead-free binder composition for abrasive article production which permits sintering of the abrasive article at temperatures of 1250 ° C. According to the invention, the technical object is achieved in that the binder offset a mixture of

0,4 bis 0,8, vorzugsweise 0,58-0,62, Masseanteilen von bei der Phosphorherstellung anfallender Silicatschlacke mit einer Korngröße < 63 \im, 0.4 to 0.8, preferably 0.58-0.62, parts by weight of silicate slag obtained in the production of phosphorus with a particle size <63 μm ,

0,1 bis0,2, vorzugsweiseO,14-0,18, Masseanteilen Kaolin,0.1 to 0.2, preferably O, 14 to 0.18, by weight of kaolin,

0,1 bis0,3, vorzugsweise 0,18-0,22, Masseanteilen Feldspatsand,0.1 to 0.3, preferably 0.18 to 0.22, by weight of feldspar sand,

0,03 bis 0,05, vorzugsweise 0,038-0,042, Masseanteilen kobalt-titanhaltigem Abprodukt der ,From 0.03 to 0.05, preferably 0.038-0.042, parts by weight of cobalt-titanium-containing effluent of

Hartmetallaufbereitung ist.Carbide processing is.

Die bei der Phosphorherstellung anfallende Silicatschlacke ist durch ein SiOj-CaO-Verhältnis von 0,8 bis 0,95 gekennzeichnet und besitzt etwa folgende Zusammensetzung:The silicate slag obtained in the production of phosphorus is characterized by a SiOj-CaO ratio of 0.8 to 0.95 and has approximately the following composition:

CaOCaO 47,8%47.8% Fe2O3 Fe 2 O 3 0,3%0.3% SiO,SiO, 41,5%41.5% FF 2,9%2.9% AI2O,AI 2 O, 2,6%2.6% PjO6 PjO 6 0,98%0.98%

Das eingesetzte kobalt-titanhaltige Abprodukt fällt bei der Hartmetaltaufbereitung an und besitzt etwa folgende Zusammensetzung:The cobalt-titanium-containing waste product used accumulates in the preparation of hardmetal and has approximately the following composition:

CoOCoO 37,8%37.8% Fe2O3 Fe 2 O 3 2,75%2.75% TiO2 TiO 2 42,1 %42.1% AI2O3 Al 2 O 3 1,94%1.94% CaOCaO 3,4%3.4% Glühverlustloss on ignition 11,8%11.8%

Das kobalt-titanhaltige Abprodukt bewirkt eine blaue Färbung der gesinterten Schleifkörper.The cobalt-titanium-containing product causes a blue color of the sintered abrasive. Durch die erfindungsgemäße Bindemittelzusammensetzung ist es möglich, die aus einem Gemisch von Schleifmittel und vonBy the binder composition according to the invention it is possible to use a mixture of abrasive and Bindemittel geformten Schleifkörper bereits bei PK 125 zu brennen.Binder shaped abrasive already burn at PK 125. Ausführungsbeispielembodiment Zur Herstellung eines keramisch gebundenen Schleifkörpers für Umfangsgeschwindigkeiten bis 35 m/s wurde der folgendeFor producing a ceramic bonded abrasive body for peripheral speeds up to 35 m / s, the following became Bindemittelversatz (Versatz A) verwendet:Binder offset (offset A) uses:

0,6 Masseanteile Silicatschlacke, die bei der Phosphorherstellung anfällt (chemische Analyse: SiO2 43,6%, AI2O3 4,8%, CaO 45,6%, K2O 0,35%, Na2O 0,15%)0.6 parts by weight of silicate slag obtained in the production of phosphorus (chemical analysis: SiO 2 43.6%, Al 2 O 3 4.8%, CaO 45.6%, K 2 O 0.35%, Na 2 O 0, 15%)

0,16 Masseanteile Kaolin Salzmünde (chemische Analyse: SiO2 54%, AI2O3 31 %, KjO 1,0%, CaO 0,4%, MgO 0,4%, Fe2O3 0,7%) 0,20 Masseanteile Feldspatsand Kahla (chemische Analyse: SiO2 89,8%, AI2O3 4,7%, K2O 2,94%, MgO 0,9%, Fe2O3 0,26%) 0,04 Masseanteile kobalt-titanhaltiges Abprodukt der Hartmetallaufbereitung (chemische Analyse: CoO 37,9%, TiO2 42,1 %,0.16 parts by weight of kaolin salt mullen (chemical analysis: SiO 2 54%, Al 2 O 3 31%, KjO 1.0%, CaO 0.4%, MgO 0.4%, Fe 2 O 3 0.7%) 0 , 20 parts by weight Kahla feldspar sand (chemical analysis: SiO 2 89.8%, Al 2 O 3 4.7%, K 2 O 2.94%, MgO 0.9%, Fe 2 O 3 0.26%) 0, 04 parts by weight cobalt-titanium-containing waste product of the carbide treatment (chemical analysis: CoO 37.9%, TiO 2 42.1%,

AI2O31,94%, Fe2O3 2,75%, CaO 3,40%, Glühverlust 11,8%)Al 2 O 3 1.94%, Fe 2 O 3 2.75%, CaO 3.40%, loss on ignition 11.8%)

0,16 Masseantoile dieses Bindemittelversatzes wurden mit 0,84 Masseanteilen Normalkorund Korngröße 32 vermischt und auf bekannte Weise zu Schleifscheiben verarbeitet. Brenntemperatur und Eigenschaften der mit dem erfindungsgemäßen Bindemittelversatz hergestellten Schleifscheibe sind in der Tabelle 1 aufgeführt. Werden Schleifscheiben mit einem bekannten Bindemittelversatz (Bindung B 500) (Versatz B), bestehend aus 0,72 Masseanteilen Feldspat, 0,25 Masseanteilen Kaolin und 0,003 Masseanteilen Kalkspat, hergestellt, so sind Brenntemperaturen bei PK 135 erforderlich, um die erwünschte Qualität zu erreichen. Mit dem erfindungsgemäßen Bin^emittelversatz A wird diese Qualität schon bei einer Brenntemperatur PK 125 erreicht. Die erreichten Parameter sind in der Tabelle 1 zusammengestellt.0.16 Masseantoile this binder offset were mixed with 0.84 parts by weight of normal corundum grain size 32 and processed in a known manner to grinding wheels. Firing temperature and properties of the grinding wheel produced with the binder offset according to the invention are listed in Table 1. If grinding wheels with a known binder offset (bond B 500) (offset B) consisting of 0.72 mass fractions feldspar, 0.25 mass fractions kaolin and 0.003 mass fractions calcite are prepared, firing temperatures at PK 135 are required to achieve the desired quality , With the inventive binder offset A, this quality is already achieved at a firing temperature PK 125. The achieved parameters are summarized in Table 1.

Tabelle 1Table 1 Zusammensetzung und Eigenschaften der SchleifkörperComposition and properties of the abrasive particles

Masseanteile Normakorund NK32Mass proportions Normakorund NK32 0,840.84 0,840.84 Bindemittelversatzbinder offset AA BB Masseanteile BindemittelMass fractions binder 0,160.16 0,160.16 Brenntemperaturfiring temperature PK125PK125 PK135PK135 Rohdichte (g/cm3)Bulk density (g / cm 3 ) 2,082.08 2,112.11 Biegefestigkeit (MPa)Bending strength (MPa) 21,321.3 22,122.1 Volumenschwindung (%)Volume shrinkage (%) 0,20.2 0,30.3 offene Porosität (%)open porosity (%) 28,028.0 29,029.0

Claims (2)

1. Bindemittelversatz für keramisch gebundene Korundschleifkörper für Umfangsgeschwindigkeiten bis 35 m/s, der Kaolin und Feldspatsand enthält, gekennzeichnet dadurch, daß er eine homogene Mischung aus1. Binder offset for ceramic bound Korundschleifkörper for peripheral speeds up to 35 m / s containing kaolin and feldspar sand, characterized in that it consists of a homogeneous mixture 0,4 bis 0,8 Masseanteilen von bei der Phosphorherstellung anfallender Silicatschlacke mit0.4 to 0.8 parts by weight of incurred in the production of phosphorus silicate with einer Korngröße < 63 μιτι,
0,1 bis 0,2 Masseanteilen Kaolin,a grain size <63 μιτι,
0.1 to 0.2 parts by weight of kaolin, 0,1 bis0,3 Masseanteilen Feldspatsand,0.1 to 0.3 parts by weight of feldspar sand, 0,03 bis 0.05 Masseanteilen kobalt-titanhaltigem Abprodukt der Hartmetallauf bereitung ist.0.03 to 0.05 parts by weight of cobalt-titanium-containing waste product of hard metal preparation. 2. Bindemittelversatz nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß er eine homogene Wirkung aus 0,58 bis 0,62 Masseanteilen von bei der Phosphorherstellung anfallender Silicatschlacke, 0,14 bis 0,18 Masseanteilen Kaolin,2. binder offset according to claim 1, characterized in that it has a homogeneous effect of 0.58 to 0.62 parts by mass of incurred in the production of phosphorus silicate, 0.14 to 0.18 parts by weight of kaolin, 0,18 bis 0,22 Masseanteilen Feldspatsand,0.18 to 0.22 parts by weight of feldspar sand, 0,038 bis 0,042 Masseanteilen kohalt-titanhaltigem Abprodukt der Hartmetallaufbereitung0.038 to 0.042 parts by weight cohalt-titanium-containing waste product of the carbide treatment
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