DE102012017969B4 - Agglomerat-Schleifkorn mit eingelagerten Mikrohohlkugeln - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein aus einer Mischung von einzelnen Schleifkörnern und Hohlkörpern aufgebautes Agglomerat-Schleifkorn, wobei die Schleifkörner und die Hohlkörper mit einer Bindemittelmatrix aus Aluminosilikat und Alkalisilikat zusammengehalten werden und das Agglomerat-Schleifkorn eine offene Porosität und eine geschlossene Porosität von jeweils 5 Vol.-% bis 40 Vol.-% aufweist, wobei die Gesamtporosität des Agglomerat-Schleifkorns weniger als 50 Vol.-% beträgt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Agglomerat-Schleifkorn mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.
  • Agglomerat-Schleifkörner sind in der Schleifmittelbranche seit langem bekannt und werden üblicherweise in Schleifscheiben und Schleifbändern eingesetzt. Es handelt sich dabei um Zusammenballungen aus einzelnen Schleifkörnern mit einer vorgegebenen mittleren Korngröße, wobei die Schleifkörner mittels einer Bindemittelmatrix zusammengehalten werden. Als Bindemittel können anorganische oder organische Binder eingesetzt werden, wobei als organische Binder häufig Phenolharze Anwendung finden, während als anorganische Binder glasartige oder keramische Materialien eingesetzt werden.
  • Ein großer Vorteil von Agglomerat-Schleifkörnern besteht darin, dass feinteilige kompakte Schleifkörner als Primärteilchen eingesetzt werden können, aus denen dann ein im Vergleich zu den Ausgangskörnern relativ großes Agglomerat-Schleifkorn gebildet wird, das aus einer Vielzahl von Einzelkörnern besteht und im Vergleich zu einem Einzelkorn mit einer vergleichbaren Größe einen vollkommen unterschiedlichen Verschleißmechanismus beim Schleifprozess zeigt.
  • Während ein Einzelkorn in der Regel je nach Druckverhältnissen beim Schleifen abstumpft oder zerstört wird, kann das Agglomerat-Schleifkorn gezielt so ausgewählt und eingesetzt werden, dass einzelne verschlissene Primärschleifkörner aus der Bindemittelmatrix des Agglomerat-Schleifkorns herausbrechen und stattdessen darunterliegende Schleifkörner zum Einsatz kommen, so dass immer wieder neue Schneidkanten freigesetzt werden. Derartige Agglomerat-Schleifkörner besitzen daher eine hohe Lebensdauer, zeichnen sich durch einen kühlen Schliff aus und erzeugen über die gesamte Lebenszeit ein homogenes gleichmäßiges Schliffbild.
  • Bei der Bearbeitung von Oberflächen mit Schleifmitteln werden in Abhängigkeit von dem zu bearbeitenden Werkstoff, dem eingesetzten Schleifverfahren und der angestrebten Oberflächenqualität ganz unterschiedliche Anforderungen an das Schleifmittel gestellt. So erfordert die Bearbeitung von Oberflächen unterschiedlicher Materialien, wie z. B. Holz, Metall, Keramik, Naturstein oder Kunststoff, auch unterschiedliche Schleifbedingungen und Schleifmittel, die individuell auf den jeweiligen Anwendungsfall abgestimmt werden müssen.
  • Während beim Einsatz von Einzelschleifkörnern lediglich der Schleifkorntyp und die Schleifkorngröße variiert werden können, bieten sich beim Einsatz von Agglomerat-Schleifkörnern zahlreiche weitere Möglichkeiten, das Agglomerat-Schleifkorn für den jeweiligen Anwendungsfall zu optimieren.
  • In der EP 2 174 751 A1 werden Schleifkornagglomerate beschrieben, die aus feinteiligen Primärschleifkörnern aufgebaut sind, welche mit einem Binder auf Aluminosilikatbasis zusammengehalten werden. Der eingesetzte anorganische Binder härtet bei Temperaturen unterhalb von 450°C vollständig aus, wobei Schleifkornagglomerate von außerordentlich hoher Festigkeit gebildet werden, die für eine Reihe von Anwendungen, bei denen schwierig zu bearbeitende Werkstoffe mit hohen Drücken geschliffen werden, große Vorteile aufweisen. Für milde Schleifbedingungen sind diese Schleifkornagglomerate aufgrund ihrer hohen Festigkeit weniger gut geeignet.
  • Die US 4,799,939 beschreibt erodierbare Agglomerate, die einzelne Schleifkörner enthalten, die in einer erodierbaren Matrix aus Binder und Hohlkörpern angeordnet sind. Die Hohlkörper sind vorzugsweise Hohlkugeln und haben die Funktion, die Bindemittelmatrix leicht abbaubar zu machen. Die Hohlkugeln besitzen einen geringen Durchmesser, damit möglichst viele dieser Hohlkugeln in die Bindemittelmatrix eingelagert werden können. Als Bindemittel werden vorzugsweise organische Verbindungen eingesetzt.
  • Die GB 2 021 626 offenbart ein Schleifkorngranulat, wobei Schleifkörner und porenbildende Teilchen mit einem Kunstharzbinder zusammengehalten werden. Die Granulate weisen eine Korngröße zwischen 420 μm und 2000 μm auf, wobei die Einzelschleifkörner eine Korngröße von weniger als 250 μm besitzen und in einer Menge von 15 bis 40 Volumenprozent zugegen sind, während die porenbildenden Teilchen eine Größe von 44 μm bis 297 μm aufweisen und in einer Menge von 2 bis 75 Volumenprozent vorliegen. Das Bindemittel hat einen Anteil von 10 bis 50 Volumenprozent. Da es sich gezeigt hat, dass eine zufriedenstellende Bindung auch dann schon erreicht wird, wenn ein Volumen an Bindemittel zur Verfügung gestellt wird, das wesentlich kleiner ist als das Volumen zwischen den festen Teilchen, können die fertiggestellten Aggregate ein Netzwerk von miteinander verbundenen Poren aufweisen. Diese offene Porosität kann bis zu 50 des Gesamtvolumens des Aggregats erreichen.
  • Insbesondere bei der bevorzugten Verwendung von Kunstharzbindungen werden gemäß der beiden letztgenannten Schriften relativ weiche Schleifkornagglomerate erhalten, die für milde Schleifbedingungen gut geeignet sind.
  • Aufgrund der bereits genannten unterschiedlichen Werkstoffe und Schleifbedingungen besteht allerdings weiterhin ein großer Bedarf an spezifischen Agglomerat-Schleifkörnern für die spanende Bearbeitung von Oberflächen, die für spezielle Schleifoperationen, insbesondere auch für mittelschwer, bei nicht zu starken Drücken zu bearbeitende Werkstoffe, weiterentwickelt und optimiert sind.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Agglomerat-Schleifkorn mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weiterentwicklungen und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Agglomerat-Schleifkorns sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Bei dem Versuch, ein Agglomerat-Schleifkorn für die Bearbeitung von unterschiedlichen, mittelschwer zu bearbeitenden Werkstoffen zu entwickeln und zu optimieren, wurde gefunden, dass besonders gute Resultate erhalten werden, wenn das betreffende Agglomerat-Schleifkorn eine relativ feste Bindung zwischen den einzelnen Schleifkörnern und dabei gleichzeitig einen bestimmten Anteil an geschlossener und offener Porosität aufweist. Die feste Bindung wird mit einer Bindemittelmatrix aus Aluminosilikat und Alkalisilikat mit einem molaren Mengenverhältnis von Al2O3 zu SiO2 zwischen 1:2 und 1:20 erhalten, wobei die Bindemittelmatrix bei Temperaturen unterhalb von 500°C ausgehärtet ist. Die geschlossene Porosität kann vorzugsweise durch die Zugabe von Hohlkörpern, die bei der Fertigung der Agglomerat-Schleifkörner mit den einzelnen Schleifkörnern vermischt werden, eingestellt werden. Die Einstellung der offenen Porosität erfolgt in erster Linie über die Menge an eingesetztem Bindemittel.
  • Da die Aushärtung der Bindemittelmatrix bei einer für einen anorganischen Binder extrem niedrigen Temperatur erfolgt, können auch temperaturempfindliche Einzelschleifkörner eingesetzt werden, um daraus ein stabiles Agglomerat-Schleifkorn zu erhalten. Dabei sind die Einzelschleifkörner ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Korund, Schmelzkorund, Sinterkorund, Zirkonkorund, Siliziumcarbid, Borcarbid, kubisches Bornitrid, Diamant und Mischungen davon.
  • Für die Bindemittelmatrix wird vorzugsweise eine Mischung aus einem Aluminosilikat, einem Alkaliwasserglas und Wasser eingesetzt, wobei als Aluminosilikat Metakaoline, Flugaschen, Hüttenschlacken, Gesteinsstäube, Feinsande und aktivierte Tone eingesetzt werden können, die äußerst feinteilig sind und eine ausreichende Aktivität besitzen, um durch Polykondensationsreaktionen der silikatischen und aluminosilikatischen Baugruppen bei Temperaturen unter 50000 aluminosilikatische Gele auszubilden.
  • Neben diesen Rohstoffen, die in großen Mengen als Neben- und Abfallprodukte bei der Energiegewinnung und aus der Grundstoffindustrie anfallen, können jedoch auch beliebige andere Materialien eingesetzt werden, die Aluminiumoxid und Siliziumoxid in den vorgesehenen Mengen und in ausreichend reaktiver Form enthalten, um eine Polykondensation einzuleiten und dreidimensionale Netzwerke aus SiO4- und AlO4-Tetraedern auszubilden. So können statt der Aluminosilikate auch reaktive Aluminiumoxide oder Hydroxide zusammen mit SiO2-reichen Wassergläsern eingesetzt werden.
  • Bei der Verwendung von Schleifkornagglomeraten gemäß der EP 2 174 751 hatte sich gezeigt, dass die mit Hilfe der anorganischen Bindung erreichte hohe Festigkeit der Schleifkornagglomerate sich bei einigen Schleifoperationen nachteilig auswirkt. Insbesondere wurden bei empfindlichen Werkstoffen Oberflächendefekte festgestellt, die darauf zurückgeführt wurden, dass aufgrund der sehr festen Bindung das Herausbrechen der einzelnen, verbrauchten Schleifkörner aus dem Agglomerat-Schleifkorn bei bestimmten Druckverhältnissen nicht mehr richtig funktioniert, was letztendlich dann zu Oberflächendefekten führt, wenn beispielsweise einzelne Schleifkörner aus der Bindemittelmatrix hervorstehen. Es wurde gefunden, dass diese Nachteile durch das Einlagern von Hohlkörpern ausgeglichen werden können, womit die Struktur und Härte der Agglomerat-Schleifkörner gezielt auf die Vorgaben des Schleifprozesses eingestellt werden können. Durch einen steigenden Anteil an Hohlkörpern verhält sich das Agglomerat-Schleifkorn beim Einsatz weicher, wobei jedoch überraschenderweise die Druckfestigkeit des Agglomerat-Schleifkorns nicht im gleichen Maße abnimmt, so dass auch weiterhin die Verarbeitbarkeit, die Transportfähigkeit und eine ausreichende Standfestigkeit des Agglomerat-Schleifkorns garantiert ist.
  • Darüber hinaus wurde gefunden, dass höhere Abtragsleistungen bei geringerem Schleifkornverschleiß erzielt werden können, wenn das Agglomerat-Schleifkorn neben der durch den Einbau von Hohlkörpern erzielten geschlossenen Porosität auch einen bestimmten Anteil an offener Porosität aufweist, die durch die Menge an Bindemittel gesteuert werden kann. Dabei sollte sowohl die offene Porosität als auch die geschlossene Porosität jeweils einen Anteil von 5 Vol.-% bis 40 Vol.-% aufweisen. Es wurde auch gefunden, dass die Gesamtporosität des Agglomerat-Schleifkorns unter 50 Vol.-% liegen sollte, da der Verbund der Einzelkörner im Agglomerat-Schleifkorn offensichtlich destabilisiert wird, wenn die Summe aus offener und geschlossener Porosität 50 Vol.-% oder mehr beträgt. Die Ermittlung des optimalen Verhältnisses von offener Porosität zu geschlossener Porosität ist Gegenstand weiterer Untersuchungen.
  • Im Rahmen der vorliegenden Arbeiten erfolgte die Bestimmung der Volumenanteile an geschlossener Porosität, Schleifkörnern und Bindemittelmatrix über die eingesetzten Gewichtsanteile der jeweiligen Ausgangsstoffe, wobei auf Basis der mit Hilfe der Quecksilber-Porosimetrie gemessenen Volumenanteile an offenen Poren anhand der eingesetzten Mengen und der jeweiligen spezifischen Gewichte auf die Volumenanteile der Ausgangsstoffe zurückgerechnet wurde. Die auf diese Weise errechneten Werte für die Volumenanteile wurden anhand von Schliffbildern überprüft. Dabei zeigte sich eine gute Übereinstimmung zwischen den errechneten Volumenanteilen und den in den Schliffbildern optisch erkennbaren Volumenverteilungen.
  • Ein Beispiel für ein derartiges Schliffbild ist in der 1 wiedergegeben.
  • Die 1 zeigt eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme eines Schliffbildes eines erfindungsgemäßen Agglomerat-Schleifkorns in 100-facher Vergrößerung. Das Agglomerat-Schleifkorn, das aus Zirkonkorund-Schleifkörnern 1 (ZK 40 P180, Treibacher Schleifmittel), Glaskugeln 2 und Binder 3 aufgebaut ist, weist eine nahezu sphärische Gestalt auf, wobei die Zirkonkorund-Schleifkörner 1 als helle unregelmäßige Bereiche, die Glaskugeln 2 als sphärische Gebilde mit einem hellen Rand, die Bindemittelmatrix 3 als graue Bereiche zwischen den Zirkonkorund-Schleifkörnern 1 und den Glaskugel 2 und die offenen Poren 4 als dunkle Bereiche neben den grauen Bereichen zwischen den Zirkonkorund-Schleifkörnern 1 und den Glaskugeln 2 zu erkennen sind. Das in der 1 wiedergegebene Agglomerat-Schleifkorn entspricht einer Zusammensetzung nach Beispiel 4, bei dem 30 Vol.-% der Schleifkörner durch Hohlkörper ersetzt sind.
  • Als Erklärung für die überraschend guten Schleifergebnisse wird eine optimale Kombination von drei unterschiedlichen Faktoren angesehen. Dabei ist zunächst die hohe Festigkeit der anorganischen Bindung zu sehen, die den zusätzlichen Vorteil hat, dass diese Festigkeit bei geringen Temperaturen erreicht wird, so dass insbesondere auch thermisch weniger stabile Schleifkörner problemlos zu anorganisch gebundenen Agglomerat-Schleifkörnern mit hoher Bruchfestigkeit verarbeitet werden können. Eventuelle Nachteile der festen Bindung werden durch die Einlagerung von Hohlkörpern ausgeglichen, welche die Festigkeit des Agglomerat-Schleifkorns insgesamt wieder etwas verringern und gleichzeitig den Selbstschärfungsmechanismus erleichtern, wobei die beim Schleifen durch die Zerstörung der Hohlkörpern entstehenden Poren zusätzlich den direkten Kontakt von Kühlschmierstoffen mit der Werkstoffoberfläche ermöglichen, wodurch die Oberflächenqualität des bearbeiteten Werkstoffes verbessert wird. Gleichzeitig wird Raum für Späne und abgetragenes Material bereitgestellt. Die offenen Poren, die das erfindungsgemäße Agglomerat-Schleifkorn aufweist, bringen den Vorteil, dass bei der Einbindung des Agglomerat-Schleifkorns im Schleifmittel das Agglomerat-Schleifkorn über die offenen Poren mit Bindemittel infiltriert werden kann und somit eine außerordentlich stabile Einbindung des Agglomerat-Schleifkorns im Schleifmittel erreicht wird. Dieser Effekt wirkt sich äußerst positiv auf die Schleifleistung aus, da insbesondere bei dem Arbeiten mit Schleifbändern üblicherweise ein hoher Anteil des Schleifmittelverschleißes auf ein Herausbrechen des gesamten Schleifkorns aus der Bindung zurückzuführen ist, ohne dass das Schleifkorn wesentlich am Schleifprozess teilgenommen hat, was durch die gute Einbindung des Agglomerat-Schleifkorns verhindert oder zumindest reduziert werden kann.
  • Bei den aktuellen Arbeiten hat sich herausgestellt, dass sowohl die offene Porosität als auch die geschlossene Porosität jeweils im Bereich von 5 bis 40 Vol.-% liegen sollte, wobei die Summe aus offener und geschlossener Porosität (Gesamtporosität) jedoch insgesamt weniger als 50 Vol.-% des Agglomerat-Schleifkorns ausmachen sollte. Die Gesamtporosität ist dabei vorteilhaft so hoch, dass die Schüttdichte des Agglomerat-Schleifkorns weniger als 1.0 g/cm3, vorzugsweise weniger als 0.9 g/cm3, beträgt.
  • Als Ausgangsmaterial für die geschlossenen Poren können Hohlkörper aus beliebigen Materialen eingesetzt werden. Aufgrund der angestrebten hohen Festigkeit der Bindung im Agglomerat-Schleifkorn werden vorzugsweise anorganische Hohlkörper auf Basis von Aluminiumoxid, Siliziumoxid, Zirkonoxid, Titanoxid, Ceroxid und/oder Mischungen davon eingesetzt. Besonders bewährt für den Einsatz im erfindungsgemäßen Agglomerat-Schleifkorn haben sich in diesem Zusammenhang Hohlkugeln aus Glas, die preisgünstig auf dem Markt in unterschiedlichen Größen erhalten werden können. Die Hohlkugeln aus Glas besitzen eine ausreichende Festigkeit, um die gewünschte Bruchfestigkeit des Agglomerat-Schleifkorns zu gewährleisten. Sie lassen sich darüber hinaus mit dem anorganischen Binder auf Basis von Aluminosilikat und Alkalisilikat problemlos im Agglomerat-Schleifkorn einbinden. Dabei ist die Festigkeit der Hohlkugeln aus Glas nicht so hoch, dass der Selbstschärfungsmechanismus des Agglomerat-Schleifkorns versagen würde.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Agglomerat-Schleifkorns sieht vor, dass das Agglomerat-Schleifkorn 5 Gew.% bis 30 Gew.% Bindemittelmatrix, 60 Gew.% bis 90 Gew.% Schleifkörner und 0.5 Gew.% bis 15 Gew.% Hohlkörper umfasst. Ausgedrückt in Volumenprozent weist eine vorteilhafte Ausgestaltung des Agglomerat-Schleifkorns 5 Vol.-% bis 40 Vol.-% Bindemittelmatrix, 10 Vol.-% bis 70 Vol.-% Schleifkörner, 5 Vol.-% bis 40 Vol.-% Hohlkörper und 5 Vol.-% bis 40 Vol.-% offene Poren auf.
  • Der Volumenanteil an Schleifkörnern im Agglomerat-Schleifkorn ist vorzugweise größer als der Volumenanteil an Hohlkörpern, wobei das Volumenverhältnis von Schleifkörnern zu Hohlkörpern vorteilhaft zwischen 9:1 und 1.5:1, besonders vorteilhaft zwischen 6:1 und 2:1, beträgt. Besonders gute Ergebnisse wurden gefunden, wenn ca. 30 Vol.-% der Schleifkörner durch Hohlkörper ersetzt waren.
  • Trotz der eingelagerten Hohlkörper und der offenen Poren ist die Kornbruchfestigkeit (CFF nach Vollstädt) der Agglomerat-Schleifkörner aufgrund des eingesetzten anorganischen Binders relativ hoch und liegt zwischen 10 N und 40 N. Die entsprechenden Messungen der Kornbruchfestigkeit wurden mit einem Testgerät durchgeführt, das für Festigkeitsuntersuchungen von Diamanten entwickelt wurde (Vollstädt, Diatest SI). Dabei wird das Schleifkorn in einer Stempelzelle zerdrückt und es wird die Maximalkraft (Compressive Fracture Force = CFF) aufgezeichnet, bei der das Korn zerspringt. Der Drucksensor wird für die zu messenden Agglomerat-Schleifkörner für den Messbereich von 0 bis 200 Newton angepasst. Zur Vorbereitung der Proben wird eine passende Fraktion im Bereich zwischen 850 μm und 710 μm (= 20 mesh bis 24 mesh) ausgesiebt, die dann weiter über einen Rütteltisch in Bezug auf die Kornform sortiert wird. Von den dabei erhaltenen Messfraktionen werden jeweils 150 bis 200 Einzelmessungen durchgeführt, so dass sich statistisch hinreichend abgesicherte Werte für die mittlere Kornfestigkeit ergeben. Hohe CFF-Werte garantieren eine gute Verarbeitbarkeit und Transportfähigkeit der Agglomerat-Schleifkörner.
  • Vorzugsweise liegen die Partikeldurchmesser der Schleifkörner und der Hohlkörper jeweils mit einem mittleren Teilchendurchmesser zwischen 250 μm und 5 μm in einer vergleichbaren Größenordnung, wobei das Verhältnis des mittleren Teilchendurchmessers der Schleifkörner zum mittleren Teilchendurchmesser der Hohlkörper vorzugsweise zwischen 2:1 bis 1:2 liegt. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Agglomerat-Schleifkörner sieht vor, dass der mittlere Teilchendurchmesser der Hohlkörper größer oder gleich ist als bzw. wie der mittlere Teilchendurchmesser der Schleifkörner.
  • Das Verhältnis des Volumenanteils oder der Anzahl der Schleifkörner zum Volumenverhältnis oder Anzahl der Hohlkörper ist entscheidend für die Festigkeit des Agglomerat-Schleifkorns. Je nach Anwendungsfall kann durch einfaches Variieren dieses Verhältnisses das Agglomerat-Schleifkorn dem jeweiligen Verwendungszweck angepasst werden, wobei das Verhältnis des Volumenanteils der Schleifkörner im Agglomerat-Schleifkorn zum Volumenanteil der Hohlkörper vorteilhaft zwischen 6:1 und 2:1 liegt. Da der mittlere Teilchendurchmesser der Hohlkörper bevorzugt größer oder gleich ist als bzw. wie der mittlere Teilchendurchmesser der Schleifkörner, sieht eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Agglomerat-Schleifkorns somit vor, dass zahlenmäßig mehr Schleifkörner als Hohlkörper im Agglomerat-Schleifkorn vorhanden sind.
  • Neben den oben geschilderten Variationsmöglichkeiten und der Einstellung der offenen Porosität besteht weiterhin die Möglichkeit, die Eigenschaften des Agglomerat-Schleifkorns durch Veränderungen der Bindemittelmatrix zu variieren. So umfasst die Bindemittelmatrix in einer vorteilhaften Ausführungsform ca. 20 Gew.% bis 60 Gew.% eines Phosphats, bezogen auf das Gesamtgewicht des Bindemittels. Daneben kann das Bindemittel ca. 2 Gew.% bis ca. 15 Gew.% eines Feinkorns mit einer mittleren Korngröße von 0.35 μm umfassen. In diesem Fall hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, Feinkörnungen aus der Gruppe, bestehend aus Korund, Schmelzkorund, Sinterkorund, Zirkonkorund, Siliziumcarbid, Borkarbid, kubische Bornitrid, Diamant und/oder Mischungen davon einzusetzen. Da durch das Feinkorn vor allem die Bindemittelmatrix verändert werden soll, ist es nicht erforderlich, eine zu den jeweils eingesetzten Schleifkörner äquivalente Feinkörnung einzusetzen. Somit bietet es sich an, als Feinkorn Schmelzkorund einzusetzen, der auf dem Markt in großen Mengen preisgünstig erhältlich ist.
  • Neben den oben aufgeführten Bestandteilen kann der Binder zusätzlich Füllstoffe und/oder Schleifhilfsmittel umfassen, wozu sämtliche bekannten Füllstoffe und Schleifhilfsmittel, insbesondere aus der Gruppe der Sulfide, Phosphate, Carbonate und/oder Halogenide und/oder Sulfid-, Phosphat-, Carbonat- und/oder Halogenidhaltige Komplexverbindungen aus der Gruppe, umfassend die Elemente Natrium, Silizium, Kalium, Magnesium, Calcium, Aluminium, Mangan, Kupfer, Zink, Eisen, Titan, Antimon und/oder Zinn eingesetzt werden können.
  • Das erfindungsgemäße Agglomerat-Schleifkorn besitzt vorzugsweise einen mittleren Durchmesser zwischen 0.05 und 3 mm, während die mittlere Korngröße der einzelnen im Agglomerat-Schleifkorn miteinander verbunden Schleifkörner vorzugsweise zwischen 30 μm und 200 μm liegt.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung von Agglomerat-Schleifkörnern mit einer offenen Porosität von 5 Vol.-% bis 40 Vol.-%, einer geschlossenen Porosität von 5 Vol.-% bis 40 Vol.-% und einer Gesamtporosität von weniger als 50 Vol.-%. Dazu wird eine Mischung aus einzelnen Schleifkörnern, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Korund, Schmelzkorund, Sinterkorund, Zirkonkorund, Siliziumcarbid, Borcarbid, kubisches Bornitrid, Diamant und/oder Mischungen davon, und den Agglomerat-Schleifkörnern eine geschlossene Porosität vermittelnden Hohlkörpern in eine Bindemittelmatrix auf Basis von Aluminosilikat und Alkalisulfat mit einem molaren Mengenverhältnis von Al2O3 zu SiO2 im Bereich zwischen 1:2 und 1:20 eingebunden. Das Verfahren umfasst die Schritte:
    • – Vermischen der Schleifkörner und Hohlkörper mit dem Bindemittel aus Aluminosilikat, Alkalisilikat und Wasser,
    • – Trocknen der so erhaltenen Agglomerat-Schleifkorn-Grünkörper bei einer Temperatur von 80°C bis 150°C,
    • – Klassieren der getrockneten Agglomerat-Schleifkorn-Grünkörper zu einer definierten Körnung und
    • – Aushärten der klassierten Agglomerat-Schleifkörner bei einer Temperatur unter 500°C.
  • Das Klassieren der Agglomerat-Schleifkörner erfolgt vorzugsweise entsprechend der FEPA-Norm (Federation of European Producers of Abrasives).
  • Im Folgenden wird die Erfindung zusätzlich anhand von Beispielen ausführlich erläutert.
  • Beispiel 1 (Vergleich)
  • Zur Herstellung des Vergleichsbeispiels wurden 3 kg Schleifkörner (ZK40 2180, Treibacher Schleifmittel) mit 25 g Metakaolin (OPACILITE, Imerys) und 333 g Korund Feinkorn (ESK 21400F, Treibacher Schleifmittel) in einem Intensivmischer (Typ RO1, Fa. Eirich) für 5 Minuten im Gegenstrom gemischt. Anschließend wurde ein Teil der Mischung zur Granulat-Herstellung auf einen rotierenden Pelletier-Teller (Typ TR04, EIRICH) bei 200 U/min. und in einer der Stufe 8 bis 9 entsprechenden Neigung vorgelegt und dabei mit einer verdünnten Wasserglaslösung (30%) besprüht. Bei sukzessiver Zugabe von Kornmischung und Wasserglas wurden die sich bildenden Granulate, die aufgrund der Schwerkraft zum Rand des Granulier-Tellers befördert werden, aufgefangen. Insgesamt wurden 500 g Wasserglaslösung hinzugegeben. Die so erhaltenen Agglomerat-Schleifkorn-Grünkörper wurden klassiert, wobei eine Fraktion im Bereich zwischen 1180 μm und 850 μm abgetrennt, anschließend bei 125°C eine Stunde im Umluft-Trockenschrank getrocknet und dann in einem Drehrohrofen bei 450°C kalziniert wurde.
  • Beispiele 2 bis 5
  • Die Herstellung der Beispiele 2 bis 5 erfolgte wie in Beispiel 1, wobei jedoch sukzessiv jeweils 10 Vol.-% der Schleifkörner durch Hohlkugeln auf Basis von Siliziumoxid und Aluminiumoxid (E-Spheres, Fa. Erbslöh) mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 80 μm ersetzt wurde. Es wurden jeweils 300 g Schleifkorn (ZK40 P180) durch 34.5 g E-Spheres ersetzt.
  • Beispiele 7 bis 9
  • Die Herstellung der Muster erfolgte wie in Beispiel 4, wobei jedoch der Anteil an offenen Poren durch unterschiedliche Mengen an Binder variiert wurde. Dabei wurden für Beispiel 7 lediglich 250 ml einer verdünnten Wasserglaslösung zusammen mit 12.5 g Metakaolin und 166.5 g Korund Feinkorn als Binder eingesetzt. Für die Beispiele 8 und 9 wurden jeweils 750 ml bzw. 1000 ml Wasserglaslösung zusammen mit 37.5 g bzw. 50 g Metakaolin und 499.5 g bzw. 666 g ESK P1400F eingesetzt.
  • Beispiele 10 und 11
  • Die Herstellung der Agglomerat-Schleifkörner erfolgte analog zu Beispiel 4, wobei jedoch in Beispiel 10 Hohlkörper mit einem geringeren mittleren Teilchendurchmesser und in Beispiel 11 Hohlkörper mit einem größeren mittleren Teilchendurchmesser eingesetzt wurden, während als Einzelschleifkörner unverändert Zirkonkorund ZK 40 P180 verwendet wurde.
  • Schleiftests
  • Aus nach den oben beschriebenen Beispielen 1 bis 11 hergestellten Agglomerat-Schleifkörnungen mit einer mittleren Korngröße von ca. 1 mm wurden Vulkanfiberscheiben hergestellt, mit denen ein Rundstab aus Stahl 1.4301 (X5CrNi18-10; V2A) mit einem Durchmesser von 20 mm geschliffen wurde. Dabei wurden mit einer Motordrehzahl von 2700 U/min und einer Anpresskraft von 20 N fünf Schleifintervalle von jeweils 30 Sekunden mit einer Scheibengeschwindigkeit von 30 m/s durchgeführt. Neben dem Materialabtrag wurde der Kornverschleiß gemessen und daraus der G-Faktor berechnet. Darüber hinaus wurde die Oberfläche optisch bewertet, wobei zwischen sehr gut = vollkommen homogene Oberfläche, gut = homogene Oberfläche mit geringen Unregelmäßigkeiten, mittel = im Wesentlichen homogene Oberfläche mit deutlich erkennbaren Unregelmäßigkeiten und schlecht = inhomogene Oberfläche unterschieden wurde.
  • Die Zusammensetzung und einige physikalische Daten der Beispiele 1 bis 11 sind in der folgenden Tabelle 1 zusammengefasst. Tabelle 1
    Beispiel Nr. Zusammensetzung (Vol.-%) Schüttdichte g/cm3 Bruchfestigkeit CFF (N)
    Schleifkorn ZK40 P180 Binder Hohlkörper (80 μm) offene Poren
    1 (Vergleich) 65.9 15.3 - 18.8 0.92 19
    2 61.1 15.8 6.8 16.3 0.88 17.5
    3 53.5 15.5 13.4 17.6 0.85 17
    4 47.7 15.8 20.4 16.1 0.81 14.5
    5 39.8 15.4 26.6 18.2 0.72 13
    6 (Vergleich) 32.6 15.1 32.6 19.7 0.68 11.5
    7 46.6 7.7 20.0 25.7 0.74 10.5
    8 46.0 22.8 19.7 12.5 0.86 17.5
    9 44.0 29.2 18.9 7.9 0.90 24
    Hohlkörper
    10 49.1 16.3 20.9 (55 μm) 13.7 0.82 15.2
    11 44.7 14.8 19.2 (120 μm) 21.3 0.78 14.8
    Anmerkung: Die Volumenanteile an offenen Poren wurden durch Quecksilber-Porosimetrie bestimmt. Auf Basis der gefundenen Werte wurde dann unter Bezugnahme auf die eingesetzten Mengen die Volumenanteile für die Schleifkörner, die Bindermatrix und die Hohlkörper errechnet. Dazu wurden für die Schleifkörner sowie für das für die Bindermatrix eingesetzte Feinkorn ein spezifisches Gewicht von 4.0, für den silikatischen Binder (Metakaolin und Wasserglas) ein spezifisches Gewicht von 2.4 und für die Hohlkugeln aus Glas ein spezifisches Gewicht von 0.46 g/cm3 angenommen.
  • Die Ergebnisse der Schleiftests sind in der folgenden Tabelle 2 zusammengefasst: Tabelle 2/Schleiftests ZK40 P180
    Beispiel Nr. Abtrag (g) Kornverschleiß (g) Oberfläche G-Faktor
    1 (Vergleich) 10.8 0.7 schlecht 15.4
    2 14.5 0.8 gut 18.2
    3 15.8 0.85 sehr gut 18.6
    4 16.4 0.87 sehr gut 18.8
    5 17.0 1.0 sehr gut 17.0
    6 (Vergleich) 15.4 1.4 sehr gut 11.0
    7 14.8 0.88 sehr gut 16.8
    8 15.7 0.93 gut 16.9
    9 14.4 1.0 mittel 14.4
    10 13.4 0.8 gut 16.8
    11 12.5 1.2 sehr gut 10.4
  • Bei den Beispielen 1 bis 6 wurde ausgehend von dem Vergleichsbeispiel 1, das keine Hohlkörper enthält, sukzessiv ein Teil der Einzelschleifkörner durch Hohlkörper ersetzt. Schon bei einem Ersatz von 10 Vol.-% der Schleifkörner durch Hohlkörper (Beispiel 2) ist eine deutliche Verbesserung des G-Faktors (Quotient aus Materialabtrag und Verschleiß) zu erkennen, wobei insbesondere auch die Oberflächenqualität stark verbessert ist. Durch den weiteren Ersatz der Einzelschleifkörner durch Hohlkugeln wird zwar die Bruchfestigkeit der Agglomerat-Schleifkörner verringert, was sich beim Schleiftest jedoch nicht negativ auswirkt, da die Schnittigkeit des Agglomerat-Schleifkorns erhöht wird, was sich in der hohen Abtragsleistung widerspiegelt. Gleichzeitig ist die Bruchfestigkeit des Agglomerat-Schleifkorns immer noch hoch genug, um den Kornverschleiß in Grenzen zu halten, so dass hohe G-Werte resultieren. Die besten Resultate werden bei einem Ersatz von ca. 30 Vol.-% der Einzelschleifkörner durch Hohlkörper erzielt (Beispiel 4). Höhere Anteile an Hohlkörper, wie in den Beispielen 5 und 6, bei denen jeweils ca. 40 Vol.-% bzw. ca. 50 Vol.-% der Schleifkörner durch Hohlkörper ersetzt sind, führen zu einer Destabilisierung der Agglomerat-Schleifkörner, so dass ein erhöhter Kornverschleiß bei allerdings immer noch sehr guten Abtragsleistungen zu verschlechterten G-Werten führt, wobei jedoch insbesondere bei den Beispielen mit hohen Anteilen an Hohlkörpern stets eine hervorragende Werkstück-Oberflächengüte zu verzeichnen ist.
  • Bei den Beispielen 7 bis 9 wurde das Verhältnis von offenen Poren zu geschlossenen Poren variiert. Die Erhöhung der offenen Porosität in Beispiel 7 führt zu einer deutlichen Verschlechterung der Bruchfestigkeit und zu einem dadurch bedingten erhöhten Kornverschleiß und einem verschlechterten G-Wert im Vergleich zu Beispiel 4. Die Verringerung der offenen Porosität in den Beispielen 8 und 9 hat zwar eine Erhöhung der Bruchfestigkeit zur Folge, was sich jedoch nicht positiv auf das Schleifergebnis auswirkt, da trotz der hohen Bruchfestigkeit der Agglomerat-Schleifkörner ein hoher Kornverschleiß zu erkennen ist. Der hohe Kornverschleiß ist möglicherweise darauf zurückzuführen, dass die Einbindung der Agglomerat-Schleifkörner mit geringerer offener Porosität in das Schleifmittel nicht mehr optimal ist, wodurch ein Herausbrechen des gesamten Agglomerat-Schleifkorns aus der Bindung ermöglicht wird, was durch die hohe Bruchfestigkeit des Agglomerat-Schleifkorns noch begünstigt wird. Der Zusammenhang zwischen der offenen Porosität und der Einbindung in das Schleifmittel ergibt sich aus der Möglichkeit, die offenen Poren beim Einbinden des Agglomerat-Schleifkorns mit flüssigem Bindemittel zu infiltrieren und so das Agglomerat-Schleifkorn im Schleifmittel zu verankern.
  • Bei den Beispielen 10 und 11 wurde die Teilchengröße der Hohlkörper variiert, wobei als Ergebnis festgehalten werden kann, dass die besten Ergebnisse erzielt wurden, wenn die Teilchengröße der Hohlkörper in etwa der Teilchengröße der Schleifkörner entspricht. Besonders gute Ergebnisse wurden erzielt, wenn die mittlere Teilchengröße der Hohlkörper geringfügig größer war als die mittlere Teilchengröße der Schleifkörner.
  • In diesem Zusammenhang soll noch einmal darauf hingewiesen werden, dass die oben beschriebenen Gesetzmäßigkeiten und vorteilhaften Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Agglomerat-Schleifkörner insbesondere für die spanende Bearbeitung von Oberflächen gelten, wenn mittelschwer, bei nicht zu starken Drücken zu bearbeitende Werkstoffe eingesetzt werden. Für andere Werkstoffe und andere Schleifbedingungen gelten möglichweise andere Gesetzmäßigkeiten, die Gegenstand weiterer Untersuchungen sind.
  • Beispiele 12 bis 17
  • Die Herstellung der Beispiele 12 bis 17 erfolgte wie in den Beispielen 1 bis 6, wobei jedoch anstelle der Zirkonkorunds ZK40 in der Körnung P180 Halbedelkorund FRPL in der Körnung 2320 als Einzelschleifkörner eingesetzt wurde. Dementsprechend wurde die Teilchengröße der Hohlkörper angepasst, wobei anstelle der Hohlkörper auf Basis von Siliziumoxid und Aluminiumoxid mit einem mittleren Durchmesser von 80 μm nun Hohlkörper mit der Bezeichnung „Q-cel 5070” (Potters, Ballotini GmbH) auf Basis von Siliziumoxid mit einem mittleren Durchmesser von 55 μm mit dem Halbedelkorund gemischt wurden. Die sonstigen Bedingungen wurden beibehalten.
  • Zur Herstellung des Vergleichsbeispiels 12 wurde eine Mischung aus 3 kg Schleifkörnern (FR2L 2320, Treibacher Schleifmittel), 25 g Metakaolin (O2ACILITE, Imerys) und 333 g Korund Feinkorn (ESK P1400F) in einem Intensivmischer (Typ RO1, Fa. Eirich) für 5 Minuten im Gegenstrom gemischt. Anschließend wurde ein Teil der Mischung zur Granulat-Herstellung auf einen rotierenden Pelletier-Teller (Typ 2R04, EIRICH) bei 200 U/min. und in einer der Stufe 8 bis 9 entsprechenden Neigung vorgelegt und dabei mit einer verdünnten Wasserglaslösung (30%) besprüht. Bei sukzessiver Zugabe von Kornmischung und Wasserglas wurden die sich bildenden Granulate, die aufgrund der Schwerkraft zum Rand des Granulier-Tellers wanderten, aufgefangen. Insgesamt wurden 500 g Wasserglaslösung hinzugegeben. Die so erhaltenen Agglomerat-Schleifkorn-Grünkörper wurden klassiert, wobei eine Fraktion im Bereich zwischen 1180 μm und 850 μm abgetrennt, anschließend bei 125°C eine Stunde im Umluft-Trockenschrank getrocknet und dann in einem Drehrohrofen bei 450°C kalziniert wurde.
  • Für die Beispiele 13 bis 17 wurde wiederum 10 Vol.-% der Schleifkörner sukzessiv durch 10 Vol.-% Hohlkugeln mit einem mittleren Durchmesser von 55 μm ersetzt.
  • Beispiele 18 bis 20
  • Die Herstellung der Beispiele 18 bis 20 erfolgte wie in Beispiel 15, wobei jedoch der Anteil an offenen Poren durch unterschiedliche Mengen an Binder variiert wurde. Dabei wurden für Beispiel 18 lediglich 250 ml einer verdünnten Wasserglaslösung zusammen mit 12.5 g Metakaolin und 166.5 g ESK P1400F als Binder eingesetzt. Für die Beispiele 19 und 20 wurden jeweils 750 ml bzw. 1000 ml Wasserglaslösung zusammen mit 37.5 g bzw. 50 g Metakaolin und 399.5 g bzw. 666 g ESK P1400F eingesetzt.
  • Beispiele 21 und 22
  • Die Herstellung der Agglomerat-Schleifkörner erfolgte analog zu Beispiel 15, wobei jedoch in Beispiel 21 Hohlkörper mit einem geringeren mittleren Teilchendurchmesser (30 μm) und in Beispiel 22 Hohlkörper mit einem größeren mittleren Teilchendurchmesser (80 μm) eingesetzt wurden, während als Einzelschleifkörner unverändert Halbedelkorund FRPL P320 verwendet wurde.
  • Schleiftests
  • Aus nach den oben beschriebenen Beispielen 12 bis 22 hergestellten Agglomerat-Schleifkörnungen mit einer mittleren Korngröße von ca. 1 mm wurden Vulkanfiberscheiben hergestellt, mit denen ein Rundstab aus Stahl 1.4301 (X5CrNi18-10; V2A) mit einem Durchmesser von 20 mm geschliffen wurde. Dabei wurden mit einer Motordrehzahl von 3700 U/min und einer Anpresskraft von 30 N fünf Schleifintervalle von jeweils 30 Sekunden mit einer Scheibengeschwindigkeit von 30 m/s durchgeführt. Neben dem Materialabtrag wurde der Kornverschleiß gemessen und daraus der G-Faktor berechnet. Darüber hinaus wurde die Oberfläche optisch bewertet, wobei zwischen sehr gut = vollkommen homogene Oberfläche, gut = homogene Oberfläche mit geringen Unregelmäßigkeiten, mittel = im Wesentlichen homogene Oberfläche mit deutlich erkennbaren Unregelmäßigkeiten und schlecht = inhomogenen Oberfläche unterschieden wurde. Tabelle 3
    Beispiel Nr. Zusammensetzung (Vol.-%) Schüttdichte g/cm3 Bruchfestigkeit CFF (N)
    Schleifkorn FRPL P320 Binder Hohlkörper (55 μm) offene Poren
    12 (Vergleich) 63.9 14.8 - 21.3 0.94 22.5
    13 58.2 15.0 6.4 20.4 0.90 18
    14 50.2 14.5 12.5 22.8 0.85 15
    15 43.1 14.3 18.5 24.1 0.78 14.8
    16 37.3 14.4 24.8 23.5 0.72 13.7
    17 (Vergleich) 31.4 14.5 31.4 22.7 0.63 13.4
    18 44.8 7.4 19.2 28.6 0.9 17.2
    19 44.2 22.0 19.0 14.8 0.85 18.8
    20 42.9 28.5 18.4 10.2 0.87 21.4
    Hohlkörper
    21 42.2 14.0 18.1 (30 μm) 25.7 0.76 17.4
    22 45.3 15.0 19.4 (80 μm) 20.3 0.73 18.2
  • Die Zusammensetzung und einige physikalischen Daten, wie Bruchfestigkeit und Schüttdichte der nach den Beispielen 12 bis 22 gewonnenen Agglomerat-Schleifkörner sind in der Tabelle 3 zusammengefasst. Die Volumenprozente an Schleifkörner, Binder und Hohlkörper wurden wie bei den in der Tabelle 1 präsentierten Beispielen auf Basis der gemessenen offenen Porosität zurückgerechnet.
  • Die Ergebnisse der Schleiftests sind in der folgenden Tabelle 4 wiedergegeben: Tabelle 4/Schleiftests FRPL 2320
    Beispiel Nr. Abtrag (g) Kornverschleiß (g) Oberfläche G-Faktor
    12 (Vergleich) 1.8 0.2 schlecht 9.0
    13 2.2 0.18 gut 12.2
    14 2.3 0.22 sehr gut 10.5
    15 2.6 0.18 sehr gut 14.4
    16 2.6 0.21 sehr gut 12,4
    17 (Vergleich) 2.3 0.24 sehr gut 9.6
    18 2.2 0.19 gut 11.6
    19 2.2 2.1 gut 10.5
    20 2.4 2.6 mittel 9.2
    21 1.9 0.2 mittel 9.5
    22 1.6 0.2 sehr gut 8.0
  • Die Beispiele 12 bis 22 wurden nach dem gleichen Muster wie die Beispiele 1 bis 11 aufgebaut. Die bereits bei den aus den gröberen Schleifkörnern aufgebauten Agglomerat-Schleifkörnern gefundenen Gesetzmäßigkeiten, konnten bestätigt werden. So wurden die besten Resultate mit einem Agglomerat-Schleifkorn erzielt, bei dem ca. 30 Vol.-% der Einzelschleifkörner durch Hohlkörper ersetzt sind (Beispiel 15). Auch für die aus feineren Schleifkörnern aufgebauten Agglomerat-Schleifkörner hat sich bestätigt, dass Hohlkörper und Schleifkörner vorteilhaft die gleichen Teilchengrößen aufweisen sollten, was sich aus dem Vergleich der Beispiele 21 und 22 mit Beispiel 15 ergibt.

Claims (10)

  1. Agglomerat-Schleifkorn, umfassend eine Vielzahl von einzelnen, in eine Bindemittelmatrix eingebundenen Schleifkörnern, wobei – die Schleifkörner ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Korund, Schmelzkorund, Sinterkorund, Zirkonkorund, Siliziumcarbid und Mischungen davon, – die Bindemittelmatrix Aluminosilikat und Alkalisilikat mit einem molaren Mengenverhältnis von Al2O3 zu SiO2 von 1:2 bis 1:20 umfasst, – die Bindemittelmatrix bei Temperaturen unter 500°C ausgehärtet ist und – das Agglomerat-Schleifkorn eine offene Porosität von 5 bis 40 Vol.-% aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Agglomerat-Schleifkorn neben den Schleifkörnern in die Bindemittelmatrix eingebundene Hohlkörper umfasst, die dem Agglomerat-Schleifkorn eine geschlossene Porosität vermitteln, wobei die Hohlkörper einen Volumenanteil von 5 Vol.-% bis 40 Vol.-% besitzen, wobei die Summe aus geschlossener und offener Porosität weniger als 50 Vol.-% des Agglomerat-Schleifkorns beträgt.
  2. Agglomerat-Schleifkorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenanteil der Schleifkörner zum Volumenanteil der Hohlkörper ein Verhältnis zwischen 9:1 und 1.5:1 aufweist.
  3. Agglomerat-Schleifkorn nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenanteil der Schleifkörner zum Volumenanteil der Hohlkörper ein Verhältnis zwischen 6:1 und 2:1 aufweist.
  4. Agglomerat-Schleifkorn nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Agglomerat-Schleifkorn 10 Vol.-% bis 80 Vol.-% Schleifkörner, 5 Vol.-% bis 40 Vol.-% Hohlkörper, 5 Vol.-% bis 40 Vol.-% Bindemittelmatrix und 5 Vol.-% bis 40 Vol.-% offene Poren aufweist.
  5. Agglomerat-Schleifkorn nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifkörner und die Hohlkörper einen mittleren Teilchendurchmesser im Bereich zwischen 250 μm und 5 μm aufweisen, wobei das Verhältnis des mittleren Teilchendurchmessers der Schleifkörner zum mittleren Teilchendurchmesser der Hohlkörper 2:1 bis 1:2 beträgt.
  6. Agglomerat-Schleifkorn nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkörper ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Hohlkörpern auf Basis von Aluminiumoxid, Siliziumoxid, Zirkonoxid, Titanoxid, Ceroxid und/oder Mischungen davon.
  7. Agglomerat-Schleifkorn nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkörper Hohlkugeln aus Glas sind.
  8. Agglomerat-Schleifkorn nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Agglomerat-Schleifkorn 5 Gew.% bis 30 Gew.% Bindemittelmatrix, 60 Gew.% bis 95 Gew.% Schleifkörner und 0.3 Gew.% bis 20 Gew.% Hohlkörper umfasst.
  9. Agglomerat-Schleifkorn nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Agglomerat-Schleifkorn eine Kornbruchfestigkeit (CFF) nach Vollstädt von 10 N bis 40 N aufweist.
  10. Verfahren zur Herstellung von Agglomerat-Schleifkörnern nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine Mischung aus einzelnen Schleifkörnern und Hohlkörpern in eine Bindemittelmatrix aus Aluminosilikat und Alkalisilikat mit einem molaren Mengenverhältnis von Al2O3 zu SiO2 im Bereich zwischen 1:2 bis 1:20 eingebunden werden, mit den Schritten: – Vermischen der Schleifkörner und Hohlkörper mit dem Bindemittel aus Aluminosilikat, Alkalisilikat und Wasser, – Trocknen der so erhaltenen Agglomerat-Schleifkorn-Grünkörper bei einer Temperatur von 80°C bis 150°C, – Klassieren der getrockneten Agglomerat-Schleifkorn-Grünkörper zu einer definierten Schleifkörnung und – Aushärten der getrockneten und klassierten Agglomerat-Schleifkörner bei einer Temperatur unter 500°C.
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