DE2421830A1 - ABRASIVE BODIES, IN PARTICULAR ABRASIVE DISCS AND PROCESS FOR THEIR PRODUCTION - Google Patents

Description

Patent on vrd Ue DIpI. Ing. Karl A. Brose 2421830Patent on vrd Ue DIpI. Ing.Karl A. Brose 2421830

Dipl.Ing. D. Kcri BroseDipl.Ing. D. Kcri Brose

D-8023 München- PutlacK WwBerSlr.2,T.Mde.793O57O,793i782D-8023 Munich-PutlacK WwBerSlr.2, T.Mde.793O57O, 793i782

1/Pz München-Pullach, 2. Mai1 / Pz Munich-Pullach, May 2nd

Case 1310Case 1310

CINCINNATI MILACRON INC., 4701 Marburg Avenue, Cincinnati, Ohio 45209, USACINCINNATI MILACRON INC., 4701 Marburg Avenue, Cincinnati, Ohio 45209, USA

Schleifkörper, insbesondere Schleifscheibe und Verfahren zu deren HerstellungAbrasive bodies, in particular grinding disks and processes for their manufacture

Die Erfindung betrifft Schleifkörper, insbesondere Schleifscheiben. Die Erfindung befaßt sich mit Schleifkörpern aus kubischem Bornitrid in keramischer Bindung und insbesondere mit Schleifscheiben aus kubischem Bornitrid in keramischer Bindung.The invention relates to grinding bodies, in particular grinding wheels. The invention is concerned with abrasive bodies made of cubic boron nitride in a vitrified bond and in particular with grinding wheels made of cubic boron nitride in a ceramic bond.

Seit der Entwicklung von kubischem Bornitrid ist es auf diesem Gebiet der Technik bekannt, dieses kubische Bornitrid als Schleifmittel bei Schleifscheiben zu verwenden. Die Härte, Festigkeit und anderen Eigenschaften von kubischem Bornitrid haben dieses zu einem vorteilhaften wenn auch teueren Schleifmittel für die Anwendung bei Schleifscheiben gemacht. Trotz seiner kostenungünstigen Natur hat sich kubisches Bornitrid beim Schleifen von Metallen und anderen harten Materialien als ausgesprochen zweckdienlich erwiesen. So wurde kubisches Bornitrid bei Schleifscheiben in Metallbindung, Bindung in organischem Harz und in keramischer Bindung verwendet.Since the development of cubic boron nitride, it has been known in the art to refer to this cubic boron nitride as Use abrasives on grinding wheels. Have the hardness, strength and other properties of cubic boron nitride made this an advantageous, albeit expensive, abrasive for use in grinding wheels. Despite his Cubic boron nitride has proven to be of an unfavorable nature when grinding metals and other hard materials proven expedient. For example, cubic boron nitride was used in grinding wheels in metal bond, bond in organic resin and in ceramic bond used.

Beim Schleifen von Metallen und anderen harten Materialien, wie beispielsweise Metallkarbiden, ist es von besonderer Bedeutung, daß die Schleifscheibe eine hohe Festigkeit, eine Widerstandsfähigkeit gegen Thermoschocks, eine Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Schocks, einen niedrigen Verschleiß, eine gute Form-When grinding metals and other hard materials, such as For example, metal carbides, it is of particular importance that the grinding wheel have high strength, resistance against thermal shocks, resistance to mechanical shocks, low wear, good shape

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haltigkeit, Freischnitteigenschaften (d. h., daß sie rieht mit dem geschliffenen Material aufgeladen wird, indem dieses an der Schleifscheibe haften bleibt), einen guten Schleifwirkungsgrad und eine gute Abtragungsgeschwindigkeit des Metalles aufweist. Alle diese Eigenschaften sind bei einem Schleifvorgang wie beispielsweise dem Innenschleifen von Metallteilen von besonderer Bedeutung. Bei einem InnenschleifVorgang, wie beim Schleifen einer Bohrung in einem Metallteil beispielsweise, ist es von besonderer Bedeutung, daß die Schleifscheibe über lange Zeitspannen ihre Form behält, während sie eine gute Festigkeit, einen guten Schleifwirkungsgrad und eine gute Metallabtragungsgeschwindigkeit zeigt. Ein zu großer und/oder unregelmäßiger Verschleiß der Schleifscheibe führt zu Dimensionsfehlern außerhalb der Toleranzgrenzen und einer nachteiligen Änderung der Form des geschliffenen Werkstückes. Ähnliche Probleme und Anforderungen treten beim Konturschleifen von Metallen auf, bei denen eine Schleifscheibe bestimmter Form verwendet wird. Wie beim Innenschleifen erfordert das Konturschleifen mit einer Schleifscheibe bestimmter Form, daß die Schleifscheibe ihre Ausgangsform über längere Zeitspannen beibehält, während sie einen guten Schleifwirkungsgrad und eine gute Metallabträgungsgeschwindigkeit zeigt. Die im vorstehenden aufgezählten vorteilhaften Eigenschaften von Schleifscheiben sind jedoch selbstverständlich bei allen Arten von Sohleifvorgängen in unterschiedlichen Maße von Bedeutung. Bei einigen Arten von Schleifvorgangen ist die genaue Beibehaltung der Form der Schleifscheibe nicht so wichtig, wie bei anderen Arten von Schleifvorgängen, jedoch müssen sämtliche Schleifseheiben in vorteilhafter Weise diejenigen Eigenschaften aufweisen, die eine wirtschaftliche Verwendung mit hohem Wirkungsgrad ermöglichen.durability, cut-off properties (i.e. that it righs with is charged to the ground material by sticking it to the grinding wheel), good grinding efficiency and has a good rate of metal removal. All of these properties are in a grinding process such as the internal grinding of metal parts is of particular importance. With an internal grinding process, as with grinding a hole in a metal part, for example, it is of particular importance that the grinding wheel over long periods of time maintains its shape while having good strength, grinding efficiency and metal removal rate shows. Excessive and / or irregular wear of the grinding wheel leads to dimensional errors outside the tolerance limits and an adverse change in the shape of the workpiece being ground. Similar problems and requirements arise when contour grinding metals, where a grinding wheel of a certain shape is used. As with internal grinding Contour grinding with a grinding wheel of a certain shape requires that the grinding wheel maintain its original shape over a longer period of time while exhibiting good grinding efficiency and metal removal rate. The above However, the listed advantageous properties of grinding wheels are of course for all types of Sole process of importance to different degrees. at some types of grinding operations is accurate retention The shape of the grinding wheel is not as important as it is for other types of grinding processes, but all grinding wheels must advantageously have the properties which enable economical use with a high degree of efficiency.

Die bekannten das kubische Bo-rnitrid in Kunstharzbindung enthaltenden Schleifscheiben haben sich in der Praxis unter harten Bedirgingen des Hochpräzisionsschleifens, wie beispielsweise beim Innenschleifen oder Konturschleifen als unzufriedenstellend er-The known ones containing the cubic boron nitride in synthetic resin bond In practice, grinding wheels have proven themselves under the tough conditions of high-precision grinding, for example in Internal grinding or contour grinding found to be unsatisfactory

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wiesen, da sie leicht ihre Form verlieren und einen sehr schlechten Widerstand gegen hohe Temperaturen aufweisen, die oft unter harten Schleifbedingungen auftreten. Die andere Art der bekannten Schleifscheiben, die das kubische Bornitrid in Metallbindung enthalten, sind ausgesprochen teuer und ihre Verwendung hat sich in der Praxis grundsätzlich auf das Schleifen von ausgesprochen harten Materialien, wie beispielsweise aus Metallkarbiden bestehender Bauteile für die Werkzeuge der spanabhebenden Bearbeitung beschränkt.as they lose their shape easily and a very bad one Have resistance to high temperatures often encountered under severe grinding conditions. The other kind of familiar Grinding wheels that contain the cubic boron nitride in metal bond are extremely expensive and their use has grown in practice basically on the grinding of extremely hard materials, such as those made of metal carbides Components for machining tools are limited.

Der hohe Ausdehnungskoeffizient der Metallbindung und die große Affinität, was die Beladung mit Schleifmaterial betrifft, haben die bekannten Schleifscheiben, die das kubische Bornitrid in Metallbindung enthalten, für die Verwendung beim Schleifen von Metall über längere Schleifzeiten unter strengen Bedingungen ungeeignet gemacht, wobei noch die schlechten Schnittgeschwindigkeiten hinzukommen. Die weitere Art bekannter Schleifscheiben, die das kubische Bornitrid in keramischer Bindung enthalten, haben sich lediglich eines sehr begrenzten Erfolges in der Praxis beim Metallschleifen erfreut, Insbesondere wenn die Schleifscheibe hohen mechanischen und thermischen Schocks ausgesetzt wird und gleichzeitig ihre Form über längere Zeitspannen unter strengen Schleifbedingungen einhalten muß. Eine Zerstörung der Bindung mit dem daran anschließenden Verlust der aus kubischem Bornitrid, bestehenden Schleifteilchen scheinen der hauptsächliche Grund für die schlechte Leistung von Schleifscheiben, die das kubische Bornitrid in keramischer Bindung enthalten, unter Schleifbedingungen mit hohen thermischen und mechanischen Schocks zu sein. Zusätzlich ist es bekannt, daß die nach dem Stand der Technik bekannten Schleifscheiben, die das kubische Bornitrid in keramischer Bindung enthalten, bei vielen Metallarten einen geringen Schleifwirkungsgrad zeigen und vergleichsweise hohe Schleifdrücke oder -kräfte erfordern, um eine Schleifwirkung zu erzielen.The high coefficient of expansion of the metal bond and the great affinity with regard to the loading of abrasive material have the known grinding wheels containing the cubic boron nitride in metal bond for use in grinding metal Made unsuitable for long grinding times under severe conditions, with poor cutting speeds to be added. The other type of known grinding wheels that contain the cubic boron nitride in a vitrified bond has had only very limited practical success in grinding metal, especially when the grinding wheel is exposed to high mechanical and thermal shocks and at the same time its shape over long periods of time under severe conditions Must comply with grinding conditions. A destruction of the bond with the subsequent loss of the cubic boron nitride Abrasive particles appear to be the primary reason for the poor performance of grinding wheels containing the cubic boron nitride contained in a vitrified bond, under grinding conditions to be with high thermal and mechanical shocks. In addition, it is known that those known in the prior art Grinding wheels that contain the cubic boron nitride in a vitrified bond have a low grinding efficiency for many types of metal and require comparatively high grinding pressures or forces in order to achieve an abrasive effect.

Es ist anstrebenswert, daß bei einem Schleifkörper beispielsweiseIt is desirable that in the case of an abrasive article, for example

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einer Schleifscheibe mit kubischem Bornitrid in keramischer Bindung, dieser freischleifend ist (d. h. der Beladung widersteht), bei niedrigen Schleifdrücken schleift, eine gute Haftung zwischen der Bindemittelphase und dem kubischen Bornitrid aufweist, um dadurch einem schnellen oder verfrühten Herausbrechen der kubischen Bornitridkörner mit der Folge des schnellen Verschleißes der Schleifscheibe des Verlustes deren Form zuwiderstehen, gegen mechanische und thermische Schocks widerstandsfähig ist und einen guten Schleifwirkungsgrad aufweist. Die nach dem Stand der Technik bekannten Schleifkörper (beispielsweise Schleifscheiben) mit kubischem Bornitrid in keramischer Bindung haben in der Praxis gezeigt, daß jeweils ein oder mehrere dieser oben erwähnten Eigenschaften fehlen.a grinding wheel with cubic boron nitride in a vitrified bond, which is free-grinding (i.e. withstands loading), grinds at low grinding pressures, has good adhesion between the binder phase and the cubic boron nitride, as a result of the rapid or premature breaking out of the cubic boron nitride grains with the consequence of rapid wear the grinding wheel to withstand the loss of its shape, resistant to mechanical and thermal shocks and has good grinding efficiency. The grinding tools known from the prior art (for example Grinding wheels with cubic boron nitride in a ceramic bond have shown in practice that one or more of these properties mentioned above are missing.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Schleifkörper mit kubischem Bornitrid in keramischer Bindung zu schaffen.The invention is based on the object of an improved abrasive body with cubic boron nitride in a ceramic bond to accomplish.

Weiterer Gegenstand der Erfindung ist es, einen Schleifkörper mit kubischem Bornitrid in keramischer Bindung zu schaffen, bei dem viele wenn nicht sogar sämtliche Nachteile und nachteiligen Eigenschaften der nach dem Stand der Technik bekannten Schleifkörper mit kubischem Bornitrid in keramischer Bindung vermieden werden.Another object of the invention is to create an abrasive body with cubic boron nitride in a ceramic bond the many if not all of the disadvantages and disadvantageous properties of the prior art abrasive articles with cubic boron nitride in ceramic bond can be avoided.

Weiterer Gegenstand der Erfindung ist es, eine Schleifscheibe mit kubischem Bornitrid in keramischer Bindung zu schaffen, welche einen verbesserten Schleifwirkungsgrad, einen verbesserten Widerstand gegen mechanische und thermische Schocks und eine verbesserte Formhaitlgkeit aufweist.Another object of the invention is to provide a grinding wheel with cubic boron nitride in a ceramic bond, which an improved grinding efficiency, an improved resistance against mechanical and thermal shocks and has an improved shape retention.

Diese und weitere Gegenstände der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung und in den angeführten praktischen Ausführungsformen der Erfindung noch näher erläutert. These and other objects of the invention are set out in the following Description and explained in more detail in the cited practical embodiments of the invention.

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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die oben erwähnte Aufgabe und Gegenstände, sowie weitere Vorteile durch einen Schleifkörper, beispielsweise eine Schleifscheibe, erzielbar sind, welcher eine SchleifSektion aufweist, die folgende Bestandteile aufweist:The invention is based on the recognition that the above-mentioned object and objects, as well as other advantages by a Abrasive bodies, for example a grinding wheel, can be achieved, which has a grinding section, the following components having:

I. Als Schleifmittelphase kubisches Bornitridschleifmittel und zwischen 0 und 90 % des Gesamtvolumens der Schleifmittelphase eines zweiten Schmirgelteilchens mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten, der im wesentlichen gleich dem Wärmeausdehnungskoeffizienten von kubischem Bornitrid ist, undI. As the abrasive phase, cubic boron nitride abrasive and between 0 and 90 % of the total volume of the abrasive phase of a second abrasive particle having a coefficient of thermal expansion substantially equal to the coefficient of thermal expansion of cubic boron nitride, and

II. als keramische Bindung, welche die Schleifmittelphase bindet, eine keramische Bindung mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten, der im wesentlichen gleich dem VJärmeausdehnungskoeffizienten von kubischem Bornitrid ist und die im wesentlichen nicht reaktionsfähig mit dem kubischen Bornitridschleifmittelteilchen und den zweiten zusätzlichen Schleifmittelteilchen ist, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß auf der Oberfläche der kubischen Bornitridschleifteilchen, welche die Grenzflächen zu der keramischen Bindung bilden, eine auf chemischen Wege gebildete dünne anhaftende Boroxydschicht vorgesehen ist.II. As a ceramic bond that binds the abrasive phase, a ceramic bond with a coefficient of thermal expansion, which is essentially equal to the coefficient of thermal expansion of cubic boron nitride and which is essentially non-reactive with the cubic boron nitride abrasive particle and the second additional abrasive particle which is thereby is characterized in that on the surface of the cubic boron nitride abrasive particles, which form the interfaces to the ceramic bond, a thin adhesive bond formed by chemical means Boron oxide layer is provided.

Beim Schleifen von Metallen zeigen die erfindungsgemäßen Schleifscheiben einen hohen Widerstand gegen thermische und mechanische Schocks beim Schleifen, einen guten Schleifwirkungsgrad und eine hohe Formhaitigkeit während des Schleifen^. Obwohl bei einer Ausführungsform nach der Erfindung- kubisches Bornitrid als einzige Sehleifteilchenart verwendet wird, soll bei einer anderen und in vielen Fällen bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung durch kubisches Bornitrid gebildete Schleifteilchen in Verbin-· dung mit Siliciumkarbidschleifteilchen als zweite Sehleifteilchenart verwendet werden. Bei weiteren Ausführungsformen nach der Erfindung können in der Kombination mit kubischem Bornitrid andere Arten von Schleiftälchen als zweite zusätzliche Schleifteilchen verwendet werden, deren Wärmeausdehnungskoeffizient imWhen grinding metals, the grinding wheels according to the invention show high resistance to thermal and mechanical shocks during grinding, good grinding efficiency and a high formality during grinding ^. Although in one embodiment According to the invention, cubic boron nitride is used as the only type of free-floating particles, should be used in another and in many cases preferred embodiment according to the invention Abrasive particles formed by cubic boron nitride in conjunction with silicon carbide abrasive particles as the second type of abrasive particles be used. In further embodiments according to of the invention, in combination with cubic boron nitride, other types of abrasive particles can be used as second additional abrasive particles are used, whose coefficient of thermal expansion is im

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wesentlichen gleich dem Wärmeausdehungskoeffizienten von kubischem Bornitrid ist. Das wirksame Schleifen verschiedener Metalle und anderer harter Materialien mit hohem Wirkungsgrad bedingt in vielen Fällen die Verwendung unterschiedlicher Schleifteilehen als zweite SchleifteÜchenart in der Kombination mit den aus kubischem Bornitrid bestehenden Schleifteilchen bei der praktischen Durchführung der Erfindung, wobei die Menge und Art der besonderen zweiten Schleifteilchenart, die in der Kombination mit kubischem Bornitrid als Schleifmittel verwendet wird, in vielen Fällen durch das Metall oder andereharte Material, das geschliffen werden soll, bestimmt werden kann. Folglich können durch den Fachmann auf dem Gebiet des Schleifens verschiedene Ausführungsformen der Erfindung praktisch durchgeführt werden, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. Bei dem erfindungsgemäßen Schleifkörper wird die Schleifmittelphase durch ^dIe darin enthaltenen Schleifteilchen gebildet.substantially equal to the coefficient of thermal expansion of cubic Is boron nitride. The effective grinding of various metals and other hard materials with high efficiency requires in many cases the use of different abrasive parts as a second type of abrasive in combination with the cubic boron nitride abrasive particles in the practice of the invention, the amount and type the particular second type of abrasive particle used in combination with cubic boron nitride as an abrasive in in many cases by the metal or other hard material should be ground, can be determined. Thus, those skilled in the art of grinding can recognize various Embodiments of the invention can be practiced without departing from the spirit of the invention. In the inventive Abrasive is the abrasive phase through ^ dIe abrasive particles contained therein.

Erfindungsgemäß wurde gefunden, daß Schleifkörper, wie beispielsweise Schleifscheiben, mit kubischem Bornitrid in keramischer Bindung verbessert werden.und die kubisches Bornitrid in keramischer Bindung enthaltenden Schleifscheiben nach dem Stand der Technik anhaftenden Nachteile nicht aufweisen, wenn auf der Oberfläche des kubischen Bornitrids, welche die Phasengrenzfläche zur keramischen Bindung bildet, auf chemischen Wege vor oder während der Ausbildung der keramischen Bindung eine dünne_/fest anhaftende Schicht aus Boroxyd gebildet wird.According to the invention it has been found that grinding bodies, such as grinding wheels, with cubic boron nitride in a ceramic bond are improved _{forms for the ceramic bond, a thin /} firmly adhering layer of boron oxide is formed by chemical means before or during the formation of the ceramic bond.

Bei Schleifmitteln aus kubischem Bornitrid nach dem Stand der Technik ist es bekannt, daß sich Boroxyd auf der Oberfläche des kubischen Bornitzids bildet. Eine zu starke Boroxydschicht ist für das Schleifen nachteilig, und schwächt oder verhindert die Haftung eines keramischen Bindemittels an dem Schleifmittel aus kubischem Bornitrid. Um diese Nachteile zu vermeiden und um die Bildung von Boroxyd zu vermeiden, wird nach dem Stand der Technik vorgeschlagen, die Herstellung von kubisches Bornitrid inIn the prior art cubic boron nitride abrasives, it is known that boron oxide settles on the surface of the cubic Bornitzid forms. Too thick a boron oxide layer is detrimental to grinding and weakens or prevents it Adhesion of a ceramic binder to the cubic boron nitride abrasive. In order to avoid these disadvantages and to avoid the To avoid the formation of boron oxide, the prior art proposes the production of cubic boron nitride in

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keramischer Bindung enthaltenden Gegenständen in einer reduzierenden Atmosphäre oder unter Bedingungen vorzunehmen, welche die Bo-roxydbildung behindern oder verhindern. Im Gegensatz zu der durch den Stand der Technik gegebenen Lehre beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, daß eine dünne fest anhaftende Boroxydschicht, die auf chemischen Wege auf den kubischen Bornitridschleifmitte!teilchen gebildet ist, beispielsweise durch die Reaktion der Oberfläche des kubischen Bornitrides mit Sauerstoff oder Luft, zu einer festen Bindung zwischen der Phase des keramischen oder glasartigen Bindemittels und dem kubischen Bornitridsehleifteilchen führt, wodurch Schleifscheiben mit kubischem Bornitrid in keramischer Bindung erzielbar sind, welche den nach dem Stand der Technik bekannten Schleifscheiben überlegen sind. Die dünne fest anhaftende Boroxydschicht, die auf chemischen Wege auf der Oberfläche des kubischen Bornitridschleifmittelteilchens gebildet ist, kann bei der praktischen Durchführung der Erfindung vor oder gleichzeitig mit der Herstellung der Schleifscheibe gebildet werden und weist eine derartige Dicke auf, daß die Boroxydschicht vollständig an dem kubischen Bornitridschleifmittelteilchen anhaftet und die physischen Eigenschaften oder die Struktur des kubischen Bornitrides nicht ändert. Ferner weist die dünne, fest anhaftende Boroxydschicht eine derartige Dicke auf, daß kein Boroxyd in loser Bindung vorhanden ist, welches sich leicht von dieser Schicht lösen könnte. .ceramic bond containing objects in a reducing Atmosphere or under conditions which hinder or prevent the formation of hydroxide. In contrast to the The teaching given by the prior art, the invention is based on the knowledge that a thin, firmly adhering boron oxide layer, which are chemically deposited on the cubic boron nitride abrasive! is formed, for example by the reaction of the surface of the cubic boron nitride with oxygen or air, to a firm bond between the phase of the ceramic or vitreous binder and the cubic boron nitride grinding particle leads, whereby grinding wheels with cubic boron nitride in a ceramic bond can be achieved, which are superior to the grinding wheels known from the prior art. The thin, firmly adhering boron oxide layer that is on chemical pathways on the surface of the cubic boron nitride abrasive particle may be prior to or simultaneously with manufacture in the practice of the invention the grinding wheel are formed and has such a thickness that the boron oxide layer completely on the cubic boron nitride abrasive particles and the physical properties or structure of the cubic boron nitride does not change. Furthermore, the thin, firmly adhering boron oxide layer has such a thickness that no boron oxide is loosely There is a bond that could easily become detached from this layer. .

Das bei der praktischen Durchführung der Erfindung verendete kubische Bornitrid ist ein Bornitrid kubisch kristalliner Struktur, welches die kubische Struktur von Zinkblende und eine Härte aufweist, die der Härte eines Diamanten genähert ist. Das Bornitrid kubisch kristalliner Struktur ist in dem US-Patent Nr. 2 9^7 617 beschrieben, auf dessen Offenbarungsgehalt hieridt Bezug genommen wird. Das kubische Bornitridschleifmittel wlj^d auf diesem Gebiet der Technik häufig als "Borazon" bezeichnet, wobei dieser Ausdruck ein eingetragenes Warenzeichen der GeneralThe cubic boron nitride used in practicing the invention is a cubic crystalline boron nitride Structure that has the cubic structure of zinc blende and a hardness that approximates the hardness of a diamond. That Boron nitride of a cubic crystalline structure is described in U.S. Patent No. 2,97,617, the disclosure of which is hereby incorporated by reference is taken. The cubic boron nitride abrasive wlj ^ d on This area of technology is often referred to as "Borazon", this term being a registered trademark of General

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Electric Company für Schleifmittel oder Schmirgelteilchen aus kubischem Bornitrid ist. Das bei der praktischen Durchführung der Erfindung verwendete Schleifmittel aus kubischem Bornitrid umfaßt das auf dem Gebiet der Technik in beschreibender Weise als "Borazon" bezeichnete kubische Bornitrid und den Einkristallinen- und aggregiert Mehrkristallinenzustand von kubischem Bornitrid. Electric Company for cubic boron nitride abrasives or abrasives. That in the practical implementation Cubic boron nitride abrasives used in the invention includes that in the art descriptively as "Borazon" denotes cubic boron nitride and the monocrystalline and aggregates multicrystalline state of cubic boron nitride.

Erfindungsgemäß kann wahlweise eine weitere Schleifteilchenart in Kombination mit dem kubischen Bornitridschleifteilchen verwendet werden. Ferner muß diese zweite Schleifteilchenart erfindungsgemäß einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, der im-wesentlichen gleich dem Wärmeausdehungskoeffizienten von kubischem Bornitrid ist. Als Beispiele derartiger wahlweiser zweiter Schleifteilchenart—en, die bei der praktischen Durchführung der Erfindung zweckdienlich sind, seien in nicht einschränkender Weise Siliciumkarbid, Wolframkarbid, Titankarbid, Borkarbid, Zirkonkarbid, Wolframborid, Titanborid, Zirkonborid, Wolframnitrid, Titannitrid und Zirkonnitrid erwähnt.Another type of abrasive particle may optionally be used in accordance with the present invention can be used in combination with the cubic boron nitride abrasive particle. Furthermore, this second type of abrasive particle must be used in accordance with the invention have a coefficient of thermal expansion substantially equal to the coefficient of thermal expansion of cubic boron nitride. As examples of such optional second types of abrasive particles used in practice the invention are useful, are in a non-limiting manner silicon carbide, tungsten carbide, titanium carbide, boron carbide, Zirconium carbide, tungsten boride, titanium boride, zirconium boride, Tungsten nitride, titanium nitride and zirconium nitride are mentioned.

Bei der praktischen Durchführung der Erfindung ist es erforderlich, daß die zweite Schleifteilchenart und das keramische oder glasartige Bindemittel einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, der im wesentlichen gleich dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des kubischen Bornitrids ist. Durch den im vorstehenden und folgenden verwendeten Ausdruck "Wärmeausdehnungskoeffizient" ist der auf das Volumen bezogene Ausdehnungskoeffizient bezeichnet. Die Definition und die Formel zur Berechnung des auf das Volumen bezogenen Wärmeausdehnungskoeffizienten kann in den üblichen Fachbüchern der Physik, Chemie, des Maschinenbaus und der Verfahrenstechnik nachgeschlagen werden, wie beispielsweise in dem "Handbook of Chemistry and Physios'; ^5th Auflage, herausgegeben durch die Chemical Rubber Comjmy.In the practice of the invention it is necessary to that the second type of abrasive particle and the ceramic or vitreous binders have a coefficient of thermal expansion, which is essentially equal to the coefficient of thermal expansion of the cubic boron nitride. Through the above and The term "coefficient of thermal expansion" used below denotes the coefficient of expansion related to the volume. The definition and the formula for calculating the volume-related thermal expansion coefficient can be found in the usual Textbooks in physics, chemistry, mechanical engineering and process engineering can be looked up, for example in the "Handbook of Chemistry and Physios'; 5th edition, edited by the Chemical Rubber Comjmy.

Obwohl es zur Erzielung der mit dem Schleifkörper nach der vor-Although it is necessary to achieve the

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liegenden Erfindung verbundenen Vorteile besonders zweckdienlich! sein kann bei der praktischen Durchführung der Erfindung als zweite Schleifmittelteiichenart Schleifmittelteilchen zu verwenden, deren Wärmeausdehnungskoeffizient der gleiche oder nahezu der gleiche ist, wie der Wärmeausdehnungskoeffizient von kubischem Bornitrid kann alternativ mit großer Wirksamkeit als zweite Schleifmittelteiichenart ein Schleifmittel verwendet werden, dessen Teilchen einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, der etwas, wenn auch nicht erheblich von dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des kubischen Bornitrids abweicht.lying invention associated advantages particularly useful! it may be possible to use abrasive particles as the second type of abrasive particle in the practice of the invention, whose coefficient of thermal expansion is the same or almost the same as the coefficient of thermal expansion of cubic Alternatively, boron nitride can be used with great effectiveness as a second type of abrasive, an abrasive the particles of which have a coefficient of thermal expansion that is somewhat, if not significantly, the coefficient of thermal expansion of the cubic boron nitride differs.

Bei einer bevorzugten Ausfürungsform der Erfindung wird ein aus Siliciumkarbid bestehendes Schleifmittel als das wahlweise Schleifmittel zusammen mit dem kubischen Bornitridschleifmittel verwendet. Die Schleifkörper mit kubischem Bornitrid in glas- i artiger oder keramischer Bindung nach der vorliegenden Erfindung ; können als einziges Schleifmittel kubisches Bornitrid enthalten ; oder sie können bis zu etwa 90 % des Gesamtvolumens der Schleifmittelphase eines zweiten Schleifmittels enthalten. So können im Bezug auf die Schleifmittelteilchenphase und auf der Basis des Gesamtvolumens der Schleifmittelphase 10 bis 100 Volumen-/? j an aus kubischem Bornitrid bestehenden Schleifmittelteilchen ' und zwischen 0 bis 90 Volumen-/? an einer zweiten Schleifmittelteiichenart vorliegen.In a preferred embodiment of the invention, an abrasive made of silicon carbide is used as the optional abrasive along with the cubic boron nitride abrasive. The abrasive bodies with cubic boron nitride in a vitreous or ceramic bond according to the present invention; may contain cubic boron nitride as the only abrasive; or they can contain up to about 90 % of the total volume of the abrasive phase of a second abrasive. Thus, with respect to the abrasive particle phase and based on the total volume of the abrasive phase, 10 to 100 volume /? j of cubic boron nitride abrasive particles' and between 0 to 90 volume /? present on a second type of abrasive part.

Das aus kubischem Bornitrid bestehende Schleifmittel und das zweite in Kombination mit dem kubischen Banitrid bei der praktischen Durchführung der Erfindung verwendete Schleifmittel können eine Siebfeinheit aufweisen, wie sie auf diesem Gebiet der Technik zur Verwendung bei Schleifkörpern allgemein bekannt ist,The abrasive made of cubic boron nitride and the second in combination with the cubic banitride in practical Abrasives used in the practice of the invention can have a screen fineness as is generally known in this field of technology for use in abrasive bodies,

ErfLndungsgemäß sind die aus kubischem Bornitrid bestehenden Schleifmittelteilchen und die zweite Art Schleifmittelteilchen durch eine glasartige oder keramische Bindung gebunden, um den Schleifkörper zu bilden. Diese glasartige oder keramische Bin- ·According to the invention, those made of cubic boron nitride Abrasive particles and the second type of abrasive particles bonded to the by a vitreous or ceramic bond Form grinding wheel. This glass-like or ceramic bond

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dung oder Bindemittel ist ein glasiges Bindemittel, welches erfindungsgemäß einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen muß, der im wesentlichen der gleiche ist, wie der Wärmeausdehnungskoeffizient des kubischen Bornitrids und es muß dieses Bindemittel nicht reaktionsfähig mit dem kubischen Bornitrid und dem zweiten Schleifmittel sein, welches in Kombination mit dem durch das kubische Bornitrid gebildeten Schleifmittel verwendet werden kann. Glasartige oder keramische Bindemittel, Vielehe während der Ausbildung der Bindung mit dem kubischen Bornitrid und den wahlweise vorhandenen zusätzlichen Schleifiittel unter Schwächung Zerstörung oder irgendeiner Behinderung der Schleiffähigkeit des kubischen Bornitrids und der wahlweise vorhandenen Schleifmittels reagieren und/oder die aufgrund dieser Reaktion eine schwache oder kleine oder gar keine Bindekraft zu dem kubischen Bornitrid und dem wahlweise vorhandenen Schleifmittel aufweisen sind folglich von der praktischen Durchführung der Erfindung ausgeschlossen. Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendeten glasartigen oder keramischen Bindemittel sind glasartige oder keramische Bindemittel, die während der Ausbildung der Bindung nicht mit dem aus kubischem Banitrid bestehenden Schleifmittel und dem wahlweise vorhandenen Schleifmittel reagieren und hierdurch (a) die Schleiffähigkeit des kubischen Bornitrids und des wahlweise vorhandenen Schleifmittels schwächen und zerstören oder auf eine andere Weise stören und/oder (b) eine kleine oder gar keine Bindekraft zu dem kubischen Bornitrid und den wahlweise vorhandenen Schleifmittelteilchen aufweisen. Bei der praktischen Durchführung der Erfindung wird ein glasartiges oder keramisches Bindemittel verwendet, welches einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, der im wesentlichen gleich dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des kubischen Bornitrids ist und welches hierdurch zu der Homogenität der Wärmeausdehnung und einem verbesserten Widerstand gegen thermische und mechanische Schocks des Schleif-; körpers nach der vorliegenden Erfindung beiträgt. Vorzugsweise ; sollte eine durchgehende keramische Bindung hergestellt werden, i ohne daß- extrem hohe Temperaturen oder lange Brennzeiten verwen_r manure or binder is a vitreous binder, which according to the invention must have a coefficient of thermal expansion which is essentially the same as the coefficient of thermal expansion of the cubic boron nitride and this binder must not be reactive with the cubic boron nitride and the second abrasive, which in combination with the abrasive formed by the cubic boron nitride can be used. Vitreous or ceramic binders, polygons during the formation of the bond with the cubic boron nitride and the optional additional abrasives react with weakening destruction or any hindrance to the abrasiveness of the cubic boron nitride and the optional abrasives and / or which due to this reaction a weak or small or having no bond strength at all with the cubic boron nitride and the optional abrasive are thus excluded from practicing the invention. The vitreous or ceramic binders used in the context of the present invention are vitreous or ceramic binders that do not react during the formation of the bond with the abrasive consisting of cubic banitride and the optional abrasive and thereby (a) the abrasiveness of the cubic boron nitride and the optional weaken and destroy or otherwise interfere with any existing abrasive and / or (b) have little or no bond strength to the cubic boron nitride and optional abrasive particles. In the practice of the invention, a vitreous or ceramic binder is used, which has a coefficient of thermal expansion which is substantially equal to the coefficient of thermal expansion of cubic boron nitride and which thereby to the homogeneity of the thermal expansion and an improved resistance to thermal and mechanical shocks of the grinding; contributes body according to the present invention. Preferably; should a continuous ceramic bonding are produced, i without that- extremely high temperatures or long firing times USAGE _r

409881/0776 I409881/0776 I.

det werden. Die glasartigen oder keramischen Bindungen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung zweckdienlich sind, sind glasartige oder keramische Bindungen, die in oxydierender Atmosphäre bei Temperaturen bis zu einschließlich 1.000° C (1.800⁰P) ausgebildet werden. Der Fachmann auf diesem Gebiet kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung.leicht glasartige oder keramische Bindungen herstellen, die zur praktischen Durchführung der Erfindung zweckdienlich sind. Die Erfindung befaßt sich nicht mit der Zusammensetzung der verschiedenen glasartigen oder keramischen Bindemittel, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung zweckdienlich sind.be det. The glass-like or ceramic bonds which are useful in the present invention are glass-like or ceramic bonds which are formed in an oxidizing atmosphere at temperatures up to and including 1000 ° C (1800 ⁰ P). Those skilled in the art can easily make vitreous or ceramic bonds within the scope of the present invention which are useful for practicing the invention. The invention is not concerned with the composition of the various vitreous or ceramic binders useful in the present invention.

Bei den Schleifkörperη nach der vorliegenden Erfindung können auf diesem Gebiet bekannte Stoffe verwendet werden, die die Herstellung derartiger Schleifkörper erleichtern und/oder als Schleifhilfsmittel dienen, vorausgesetzt, daß diese Materialien den'Wärmeausdehnungskoeffizienten des Bindemittels nicht erheblich ändern, derart, daß der Wärmeausdehnungskoeffizient des Bindemittels nicht im wesentlichen derselbe, wie der Wärmeausdehnungskoeffizient des kubischen Bprnitrids wäre und vorausgesetzt, daß diese Materialien nicht wesentlich mit dem kubischen Bo-rnitrid und dem zweiten wahlweise vorhandenen Schleifmittel des Schleifkörpers reagieren.In the case of the abrasive bodies according to the present invention In this field known substances are used, which facilitate the production of such abrasive articles and / or as Grinding aids are used, provided that these materials do not significantly reduce the coefficient of thermal expansion of the binder change so that the coefficient of thermal expansion of the binder is not substantially the same as the coefficient of thermal expansion of the cubic boron nitride and provided that these materials are not significantly related to the cubic Boron nitride and the second optional abrasive of the abrasive article react.

Als Schleifkörper nach der vorliegenden Erfindung kommen Schleifscheiben der allgemein auf diesem Gebiet bekannten Formen in Frage, wie beispielsweise die üblichen Scheiben-, Teller- und Schalen formen, sowie andere Formen. Bei den verschieden in Frage kommenden Formen sollen ebenfalls Schleifkörper erwähnt und hervorgehoben werden, bei denen die schleifenden Teilchen oder Körner hauptsächlich wenn nicht sogar ausschließlich in einer ümfangsschicht angeordnet sind, wobei diese Umfangsschicht den Schleifvorgang durchführt. Als Beispiel eines im Rahmen der vorliegenden Erfindung erwogenen Schleifkörpers weist somit eine scheibenförmige Schleifscheibe (1) eine an ihrem Umfang ange-Grinding wheels can be used as the grinding body according to the present invention the forms generally known in this field in question, such as the usual disc, plate and Shapes, as well as other shapes. With the different in question Coming forms should also be mentioned and emphasized abrasive articles in which the abrasive particles or Grains are mainly if not exclusively arranged in a circumferential layer, this circumferential layer being the Performs grinding process. As an example one in the context of the present Invention contemplated grinding body thus has a disc-shaped grinding wheel (1) attached to its circumference

40988 1/077640988 1/0776

ordnete Schicht auf, welche ausarranged layer on which off

I. kubischem Bornitridschleifmittel und zwischen Ö und 90 % I. cubic boron nitride abrasive and between Ö and 90 %

des Gesamtvolumens der Schleifmittelphase eines zweiten Schleifmittels mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten im wesentlichen gleich dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des kubischen Bornitzids undthe total volume of the abrasive phase of a second abrasive with a coefficient of thermal expansion substantially equal to the coefficient of thermal expansion of the cubic boron nitride and

II. als glasartiges Bindemittel, welches die Schleifmittelphase bindet einem glasartigen oder keramischen Bindemittel besteht, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient im wesentlichen gleich dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des kubischen Bornitrids ist und welches im wesentlichen nicht reaktionsfähig mit dem kubischen Bornitrid und dem zweiten Schleifmittel ist, welcher dadurch gekennzeichnet, ist, daß auf der Oberfläche der aus kubischem Bornitrid bestehenden Schleifmittelteilchen, welche die Phasengrenzfläche zu dem glasartigen oder keramischen Bindemittel bildet, eine darauf auf chemischem Wege vor oder während der Bildung der keramischen Bindung geformte, dünne anhaftende Boroxydschicht aufweist und daß (2) die Schleifscheibe einen an kubischen bornitridfreien verglasten oder gesinterten Kern aufweist, der die Umfangsschicht trägt, wobei der verglaste oder gesinterte -Kern einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, der im wesentlichen gleich dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des kubischen Bornitrides ist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird als weiteres Ausführungsbeispiel eine scheibenförmige Schleifscheibe erwogen, bei der das kubische Bornitrid und die Teilchen des zusätzlichen Schleifmittels durch das Gesamtvolumen der Schleifscheibe verteilt sind.II. As a vitreous binder, which binds the abrasive phase, consists of a vitreous or ceramic binder, whose coefficient of thermal expansion is essentially equal to the coefficient of thermal expansion of the cubic boron nitride and which is substantially non-reactive with the cubic boron nitride and the second abrasive which thereby characterized is that on the surface of the cubic boron nitride abrasive particles containing the Phase interface forms with the vitreous or ceramic binder, one thereupon chemically before or during Formation of the ceramic bond has formed, thin adhering boron oxide layer and that (2) the grinding wheel to one has cubic boron nitride-free vitrified or sintered core, who carries the peripheral layer, the glazed or sintered core has a coefficient of thermal expansion that is essentially equal to the coefficient of thermal expansion of the cubic boron nitride. In the context of the present invention, a disk-shaped one is used as a further embodiment Considered grinding wheel in which the cubic boron nitride and the particles of the additional abrasive make up the total volume are distributed around the grinding wheel.

Die Schüfkörper nach der vorliegenden Erfindung können Härtegrade aufweisen, wie sie allgemein auf dem Gebiet der verglasten oder gesinterten Schleifscheiben üblich sind. So kann, wie dies auf dem Gebiet der Technik allgemein bekannt ist, das Volumen des glasartigen Bindemittels, das Volumen der Schleifmittelteil-.The Schüfkörper according to the present invention can have degrees of hardness, as they are generally in the field of glazing or sintered grinding wheels are common. Thus, as is well known in the art, the volume of the vitreous binder, the volume of the abrasive part-.

409881/0 7 76 . !409881/0 7 76. !

chen und das Volumen der Porösität bei einem Schleifkörper geändert werden, um verschiedene Härtegrade zu erreichen.chen and the volume of the porosity changed in an abrasive article to achieve different degrees of hardness.

Zur Herstellung der Schleifkörper mit kubischen Bornitrid in keramischer Bindung können verschiedene Verfahren angewandt werden, die allgemein auf dem Gebiet der Herstellung von Schleifkörpern keramischen Aufbaus, beispielsweise Schleifscheiben, bekannt sind. Als Beispiel eines Verfahrens, welches angewendet werden kann, um die Schleifkörper nach der vorliegenden Erfindung herzustellen, können die aus kubischen Bornitrid bestehenden Schleifmittelteilchen, die aus Siliciumkarbid bestehenden Schleifmittelteilchen und das glasartige oder keramische Bindemittel innig miteinander vermischt werden, diese Mischung in eine zweckdienliche Form gebracht und in dieser gepreßt werden,/"wonach der gepreßte Gegenstand in Anwesenheit von Luft gebrannt und zwar bei einer Temperatur bis zu einschließlich 980° C (1.800° P) vorzugsweise 5^0° C (1.000° P) bis 870⁰ C (1.600° P) um den Schleifkörper zu bilden. Bei der praktischen Durchführung der Erfindung muß die Verglasung oder Sinterung und die Reifung der glasartigen oder keramischen Bindung bei Temperaturen bis zu einschließlich 980° C (1.800° P) erfolgen. Ferner ist es bei der Herstellung der Schleifkörper nach der vorliegenden Erfindung er-, forderlich, daß die Schleifkörper hinsichtlich der Zeit, der Temperatur bis zu einschließlich 98O⁰ C (1.800° F) und der Atmosphäre unter Bedinungen hergestellt werden, die nicht zu der Bildung zu großer Mengen an Boroxyd auf der Oberfläche des kubischen Bornitrides führen, während gleichzeitig die Bildung einer dünnen fest anhaftenden Schicht aus Boroxyd auf der Oberfläche des kubischen Bornitrides möglich sein muß.To produce the abrasive bodies with cubic boron nitride in a vitrified bond, various methods can be used which are generally known in the field of the production of abrasive bodies with a ceramic structure, for example grinding wheels. As an example of a method which can be used to make the abrasive articles of the present invention, the cubic boron nitride abrasive particles, the silicon carbide abrasive particles and the vitreous or ceramic binder can be intimately mixed to form this mixture and are pressed in this, / "after which the pressed object burnt in the presence of air and at a temperature up to and including 980 ° C (1800 ° P) is preferably 5 ^ 0 ° C (1000 ° P) to 870 ⁰ C (1600 In the practice of the invention, the vitrification or sintering and ripening of the vitreous or ceramic bond must take place at temperatures up to and including 980 ° C (1,800 ° P) Abrasive articles according to the present invention, required that the abrasive articles in terms of time, Te Temperatures up to and including 98O ⁰ C (1,800 ° F) and the atmosphere under conditions which do not lead to the formation of excessive amounts of boron oxide on the surface of the cubic boron nitride, while at the same time the formation of a thin, firmly adhering layer of boron oxide the surface of the cubic boron nitride must be possible.

Durch die Erfindung werden Schleifscheiben mit kubischen Bornitrid in keramischer'Bindung geschaffen, Vielehe wahlweise Siliciumkarbid oder andere Schleifmittel enthalten, deren Wärmeausdehnungskoeffizient im wesentlichen der gleiche ist, wie der Wärmeausdehnungskoeffizient des kubischen Bornitrides, wobeiThe invention makes grinding wheels with cubic boron nitride Created in ceramic bond, polygamy optional Silicon carbide or other abrasives contain their coefficient of thermal expansion is essentially the same as the coefficient of thermal expansion of the cubic boron nitride, where

4Ü3881 /07764Ü3881 / 0776

die glasartige oder keramische Bindung bzw. Bindemittel, viel ehe s einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, der im wesentlichen gleich dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des kubischen Bornitrids ist, im wesentlichen nicht reaktinsfähiec nit dem kubischen Bornitrid und dem wahlweisen Schleifmittel ist.the vitreous or ceramic bond or binding agent, much before s has a coefficient of thermal expansion which is substantially equal to the coefficient of thermal expansion of the cubic boron nitride is essentially non-reactive with the cubic Boron nitride and the optional abrasive.

Im folgenden wird die Erfindung und deren praktische Ausführung ohne irgendwelche Einschränkung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Bei den folgenden Beispielen sind die angegebenen Mengen in Gewichtsanteilen angegeben, falls keine andere
Dimension angegeben ist.In the following, the invention and its practical implementation are explained in more detail without any restriction on the basis of exemplary embodiments. In the following examples, the amounts given are given in parts by weight, unless otherwise
Dimension is specified.

Beispiel 1example 1

Zusammensetzungcomposition

Kubisches Bornitrid (Borazon I) 170/200 Körnung 37,88 Gew.?Cubic boron nitride (Borazon I) 170/200 grain size 37.88 wt.

schwarzes Siliciumkarbid l80iger Körnung 3^,85 Gew.?black silicon carbide 180 grit 3 ^, 85 wt.

Bindemittel 19,44 Gew.? 50 Gew.? Feststoffe enthaltende wässrigeBinder 19.44 wt. 50 wt. Aqueous solutions containing solids

Paraffinwachsemulsion 7,83 Gew.% Paraffin wax emulsion 7.83% by weight.

Das bei der oben angegebenen Zusammensetzung verwendete Bindemittel, wie es als Oxyde angegeben, im wesentlichen die folgende Zusammensetzung auf:The binder used in the above composition, as indicated as oxides, essentially the following composition:

K₂O 1,0, Na₂O 1,0, Al₂O 2,0, B₃O₃ 26,0 und SiO₂ 70,0
kubisches Bornitrid: Siliciumkarbid (Volumen) = 5^ : 50K ₂ O 1.0, Na ₂ O 1.0, Al ₂ O 2.0, B ₃ O ₃ 26.0, and SiO ₂ 70.0
cubic boron nitride: silicon carbide (volume) = 5 ^: 50

VerfahrensweiseProcedure

Das kubische Bornitrid und das Siliciunkarbid wurden vermischt und anschließend die 50 Gew. % Feststoffe enthaltende v.'Sssrige Paraffinwaehsemulsicn zubegeben und in die !-lischunr aus kubischemThe cubic boron nitride and the Siliciunkarbid were mixed and then 50 wt.% Solids v.'Sssrige Paraffinwaehsemulsicn zubegeben and cubic in the! -Lischunr from

4U9881 /07764U9881 / 0776

Bornitrid und Siliciumkarbid eingemischt. Das Bindemittel wurde dann zugegeben und in die Mischung sorgfältig eingemischt und
die darauf resultierende Mischung wurde anschließend bei 40° C (105 P) in einem Öfen getrocknet, um im wesentlichen das gesamte Wasser aus der Mischung zu entfernen. Nach Herausnehmen
aus dem Ofen wurde die getrocknete Mischung zerkleinert, indem sie durch ein 45 Mesh Sieb geleitet wurde. Die erforderliche Menge der- getrockneten teilchenförmigen Mischung wurde dann in eine zweckdienliche Form eingebracht, die vollständig zusammengebaute Form in einer Presse angeordnet und die Schleifscheibe auf die erforderliche Größe und Form gepreßt. Die Schleifscheibe wurde anschließend nach Herausnehmen aus der Form in einer oxydierenden Atmosphäre (beispielsweise Luft) gebrannt, indem sie mit einer Geschwindigkeit von'l50° C pro Stunde (300° F pro Stunde) erhitzt wurde, bis eine Temperatur von 830⁰ C (1.525° F) erreicht war und indem die Temperatur von 83O⁰ C (1.525° F) drei Stunden lang gehalten wurde.Boron nitride and silicon carbide mixed in. The binder was then added and thoroughly mixed into the mixture and
the resulting mixture was then dried in an oven at 40 ° C (105 P) to remove substantially all of the water from the mixture. After taking out
from the oven, the dried mixture was crushed by passing it through a 45 mesh sieve. The required amount of the dried particulate mixture was then placed in a convenient mold, the fully assembled mold placed in a press, and the grinding wheel pressed to the required size and shape. The abrasive disc was then (for example air) fired after removal from the mold in an oxidizing atmosphere by heating at a rate von'l50 ° C per hour (300 ° F per hour) until a temperature of 830 ⁰ C (1.525 ° F) was reached, and by adjusting the temperature of 83O ⁰ C (1,525 ° F) was maintained for three hours.

Beispiel 2Example 2

Zusammensetzungcomposition

Kubisches Bornitrid (Borazon I) 170/200 Körnung 37,69 Gew.% Cubic boron nitride (Borazon I) 170/200 grit 37.69% wt.

schwarzes Siliciumkarbid l80iger Körnung ' 3^,68 Gew.% black silicon carbide grit l80iger '^ 3, 68 wt.%

Bindemittel 19,83 Gew.% 50 Gew.% Feststoffe enthaltende wässrigeAqueous binder containing 19.83 wt.% 50 wt. % Solids

Paraffinwachsemulsion 7,80 Gew.?Paraffin wax emulsion 7.80 wt.

Das bei der oben angegebenen Zusammensetzung verwendete Bindemittel hatte als Oxyde ausgedrückt im wesentlichen die folgende Zusammensetzung:The binder used in the above composition Expressed as oxides, it had essentially the following composition:

K₂O 1,0, Na₃O 1,0, Li₂O 0,5, ZnO 2,0, CaO 1,1, MgO 7,2, Al₃O
8,7, B₂O₃ 27,0 und SiO₃ 51,5.K ₂ O 1.0, Na ₃ O 1.0, Li ₂ O 0.5, ZnO 2.0, CaO 1.1, MgO 7.2, Al ₃ O
8.7, B ₂ O ₃ 27.0 and SiO ₃ 51.5.

Kubisches Bornitrid: Silciumkarbid (Volumen) = 50 : 50Cubic Boron Nitride: Silicon Carbide (volume) = 50:50

409881/0776409881/0776

VerfahrensweiseProcedure

Die gleiche Verfahrensweise wie bei Beispiel 1 wurde befolgt. Beispiel 3The same procedure as in Example 1 was followed. Example 3

Zusammensetzungcomposition

Kubisches Bornitrid (Borazon I) 170/200 Körnung 35,^5 Gew.% Cubic boron nitride (Borazon I) 170/200 grit 35 ^ 5 wt.%

schwarzes Siliciumkarbid l80iger Körnung 36,93 Gevr.% black silicon carbide 80 grit 36.93 Gevr.%

Bindemittel 19,81 Gew.% 50 Gew.% Peststoffe enthaltende wässrigeBinder 19.81 wt.% 50 wt.% Aqueous Peststoffe containing

Paraffinwachsemulston 7,²Jl Gew.% Paraffin wax emulsions 7, ² Jl wt. %

Das in der obigen Formulierung verwendete Bindemittel wies dieselbe Zusammensetzung auf, wie das in Beispiel 2 verwendete Bindemittel. The binder used in the above formulation had the same Composition as the binder used in Example 2.

Kubisches Bornitrid: Siliciumkarbid (Volumen) = 47,4 : 52,6Cubic Boron Nitride: Silicon Carbide (volume) = 47.4: 52.6

VerfahrensweiseProcedure

Es wurde diesebe Verfahrensweise, wie in Beispiel 1 befolgt. Beispiel 4This procedure as in Example 1 was followed. Example 4

Zusammensetzungcomposition

j Kubisches Bornitrid (Borazon I) 170/200 Körnung 36,26 Gew.%j Cubic boron nitride (Borazon I) 170/200 grain size 36.26% by weight

schwarzes Siliciumkarbid l80iger Körnung 33,36 Gew.% black silicon carbide grit l80iger 33.36% wt.

j Bindemittel 22,88 Gew.? ι 50 Gew.fl» Peststoffe enthaltende wässrigej binder 22.88 wt. Aqueous containing 50% by weight of pesticides

Paraffinwachsemulsion 7,50 Gew.% Paraffin wax emulsion 7.50 % by weight

; Das in der obigen Formulierung verwendete Bindemittel wies die- ^! selbe Zusammensetzung, wie das in Beispiel 2 verwendete Binde-; The binder used in the above formulation had the- ^! same composition as the binding agent used in example 2

409881/0776409881/0776

mittel auf.medium on.

Kubisches Bornitrid: Siliciumkarbid" (Volumen) = 50 : 50Cubic Boron Nitride: Silicon Carbide "(volume) = 50:50

VerfahrensweiseProcedure

Es wurde dieselbe Verfahrensweise wie in Beispiel 1 befolgt. Beispiel 5The same procedure as in Example 1 was followed. Example 5

Zusammensetzungcomposition

Kubisches Bornitrid (Borazon I) 170/200 Körnung 36,26 Gew.% Cubic boron nitride (Borazon I) 170/200 grit 36.26% wt.

schwarzes Siliciumkarbid 4· F Körnung 33,36 Gew.% black silicon carbide grit 4 · F 33.36% wt.

Bindemittel 22,88 Gevj.% 50 Gew.% Peststoffe enthaltende wässrige Aqueous binders containing 22.88% by weight of 50% by weight of pesticides

Paraffinwachslösung 7,50 Gew.% Paraffin wax solution 7.50% by weight.

Das in der obigen Formulierung verwendete Bindemittel wies dieselbe Zusammensetzung wie das in Beispiel 2 verwendete Bindemittel auf.The binder used in the above formulation had the same Composition as the binder used in Example 2.

_: Kubisches Bornitrid: Siliciumkarbid (Volumen) = 50 : 50 : Verfahrensweise _: Cubic boron nitride: silicon carbide (volume) = 50:50: procedure

Es wurde dieselbe Verfahrensweise wie in Beispiel 1 befolgt. Beispiel 6
ί ZusammensetzungThe same procedure as in Example 1 was followed. Example 6
ί Composition

j Kubisches Bornitrid (Borazon I) 140/170 Körnung 36,83 Gew.% j Cubic boron nitride (Borazon I) 140/170 grit 36.83% wt.

schwarzes Siliciumkarbid 17O/2OO Körnung 37,94 Gew.% black silicon carbide 17O / 2OO grit 37.94% wt.

■ Bindemittel 20,35 Gew.5? ■ Binder 20.35% by weight?

j Kunstharz 5417 BRP ■ 4,88 Gew.*j Synthetic resin 5417 BRP ■ 4.88 wt. *

40988 1/077640988 1/0776

Das in der obigen Formulierung verwendete Bindemittel wies dieselbe Zusammensetzung wie das in Beispiel 2 verwendete Bindemittel auf.The binder used in the above formulation had the same Composition as the binder used in Example 2.

Das Kunstharz 5417 BRP ist ein Phenolharz, das von der Firma Union Carbide Corporation bezogen werden kann.The synthetic resin 5417 BRP is a phenolic resin produced by the company Union Carbide Corporation can be obtained.

Kubisches Bornitrid: Siliciumkarbid (Volumen) = 47,¹I : 52,6Cubic boron nitride: silicon carbide (volume) = 47, ¹ I: 52.6

VerfahrensweiseProcedure

Das kubische Bornitrid und das Siliciumkarbid wurden innig zusammengemengt und anschließend das Bindemittel zugegeben und ebenfalls sorgfältig eingemischt, worauf das Kunstharz 5417 BRP zugegeben wurde und ebenfalls sorgfältig eingemischt wurde. Die erforderliche Menge der daraus resultierenden homogenen Mischung wurde dann in eine zweckdienliche Form eingegeben, die vollständig zusammengesetzte Form in eine Warmpresse eingesetzt und die Schleifscheibe bei einer Formtemperatur von l6j>° C (325° F) gepreßt. Die Form wurde dann auf etwa 132° C (275° F) abgekühlt und die Schleifscheibe aus der Form abgezogen worauf die Schleifscheibe dann gebrannt wurde, indem sie in einer oxydierenden Atmosphäre (d. h. Luft) mit einer Geschwindigkeit von 150 C (300° F) pro Stunde auf eine Temperatur von 83O⁰ C (1.525° F) . erhitzt wurde und dann die Temperatur von 83O⁰ C (1.525° F) drei Stunden lang gehalten wurde.The cubic boron nitride and silicon carbide were intimately mixed together and then the binder was added and also carefully mixed in, whereupon the synthetic resin 5417 BRP was added and also carefully mixed in. The required amount of the resulting homogeneous mixture was then placed in a convenient mold, the fully assembled mold placed in a hot press, and the grinding wheel pressed at a mold temperature of 16 ° C (325 ° F). The mold was then cooled to about 132 ° C (275 ° F) and the grinding wheel stripped from the mold, after which the grinding wheel was then fired by placing it in an oxidizing atmosphere (i.e. air) at a rate of 150 ° C (300 ° F). per hour to a temperature of 83O ⁰ C (1,525 ° F). was heated and then the temperature of 83O ⁰ C (1,525 ° F) was maintained for three hours.

Beispiel 7Example 7

Zusammensetzungcomposition

Kubisches Bornitrid (Borazon I) 140/170 Körnung 36,83 Gew.% Cubic boron nitride (Borazon I) 140/170 grit 36.83% wt.

schwarzes Siliciumkarbid 170/200 Körnung 18,97 Gew.3black silicon carbide 170/200 grain size 18.97 wt. 3

schwarzes Siliciumkarbid 4F Körnung 18,97 Gew.% 4F black silicon carbide grit 18.97% wt.

Bindemittel 20,35 Gew.?Binder 20.35 wt.

Kunstharz 5417 BRP 4,88 Gew.% Resin 5417 BRP 4.88% wt.

4 Ü 3 8 8 1 /07764 nights 3 8 8 1/0776

Das in der obigen Formulierung verwendete Bindemittel wies dieselbe Zusammensetzung wie das in Beispiel 2 verwendete Binde-, mittel auf.The binder used in the above formulation had the same Composition as the binder used in Example 2, on.

Kubisches Bornitrid: Siliciumkarbid "(Volumen) = 47,¹I : 52,6Cubic boron nitride: silicon carbide "(volume) = 47, ¹ I: 52.6

VerfahrensweiseProcedure

Es wurde dieselbe Verfahrensweise wie in Beispiel 6 befolgt. Beispiel 8The same procedure as in Example 6 was followed. Example 8

Zusammensetzungcomposition

Kubisches Bornitrid (Borazon 1) 170/200 Körnung 59,25 Gew.% Cubic boron nitride (Borazon 1) 170/200 grit 59.25% wt.

schwarzes Siliciumkarbid l80iger Körnung 13,63 Gew.% black silicon carbide 80 grit 13.63 wt. %

Bindemittel 19,47 Gew.% 50 Gew.% Feststoffe enthaltende \iässrigeBinder 19.47 wt.% 50 wt.% Solids \ iässrige

ParaffinvBchsemulsion 7,65 Gew.$Paraffin wax emulsion 7.65 wt. $

Das in der obigen Formulierung verwendete Bindemittel wies dieselbe Zusammensetzung wie das in Beispiel 2 verwendete Bindemittel auf.The binder used in the above formulation had the same Composition as the binder used in Example 2.

Kubisches Bornitrid:. Siliciumkarbid (Volumen) = 80 : 20Cubic Boron Nitride :. Silicon carbide (volume) = 80:20

; Verfahrensweise; Procedure

! Es wurde dieselbe Verfahrensweise wie in Beispiel 1 befolgt. Beispiel 9! The same procedure as in Example 1 was followed. Example 9

Zusammensetzungcomposition

; Kubisches Bornitrid (Borazon I) 170/200 Körnung 15,44 Gew.JS 409881/0776; Cubic boron nitride (Borazon I) 170/200 grain size 15.44 wt 409881/0776

schwarzes Siliciumkarbid l8Oiger Körnung 56,46 Gew.% black silicon carbide 180 grit 56.46 wt. %

Bindemittel . · 20,17 Gew.% 50 Gew.% Feststoffe enthaltende WcässrigeBinders. · 20.17 wt.% 50 wt.% Solids containing Wcässrige

Paraffinwachsemulsion 7,93 Gew.5£Paraffin wax emulsion 7.93 wt. 5 pounds

Das in der obigen Formulierung verwendete Bindemittel wies dieselbe Zusammensetzung wie das in Beispiel 2 verwendete Bindemittel auf.The binder used in the above formulation had the same Composition as the binder used in Example 2.

Kubisches Bornitrid: Siliciumkarbid (Volumen) = 20 : 80Cubic boron nitride: silicon carbide (volume) = 20:80

VerfahrensweiseProcedure

Es wurde dieselbe Verfahrensweise wie in Beispiel 1 befolgt. Beispiel 10
ZusammensetzungThe same procedure as in Example 1 was followed. Example 10
composition

, Kubisches Bornitrid (Borazon I) 170/200 Körnung 42,98 Gew.#, Cubic boron nitride (Borazon I) 170/200 grain size 42.98 wt. #

; schwarzes Siliciumkarbid l80iger Körnung 30,05 Gew.% ; black silicon carbide grit l80iger 30.05% wt.

j Bindemittel 18,08 Gew.% j binder 18.08 wt%.

j 50 Gew.% Feststoffe enthaltende wässrige · I % solids j 50 wt. containing aqueous · I

j Paraffinwachslösung 8,89 Gew.?j Paraffin wax solution 8.89 wt.

\ Das in der obigen Formulierung verwendete Bindemittel wies die- \ J selbe Zusammensetzung^ wie das in Beispiel 2 verwendete Bindemit- ' tel auf. ! \ The formulation used in the above binder DIE \ J ^ same composition had Bindemit- as used in Example 2 'tel on. !

Kubisches Bornitrid: Siliciumkarbid (Volumen) = 56,8 : 43,2Cubic boron nitride: silicon carbide (volume) = 56.8: 43.2

VerfahrensweiseProcedure

Es wurde dieselbe Verfahrensweise wie in Beispiel 1 befolgt.The same procedure as in Example 1 was followed.

' 409881 /0776'409881/0776

Beispiel 11Example 11

Bei diesem Beispiel wurde eine erfindungsgemäße 42,545 χ 22,225 χ 17,145 mm (1,675 x 0,875 x 0,675 Zoll) große Schleifscheibe, die nach Beispiel 1 hergestellt war, mit einer vergleichbaren auf dem Markt erhältlichen Schleifscheibe mit kubischem Bornitrid in keramischer Bindung beim Schleifen der Innenbohrung von 52100-Stahllagern verglichen. Unter Verwendung eines üblichen Kühlmittels auf Wasserbasis, einer Scheibengeschwindigkeit von 3.657,6 m pro Minute (12.000 surface feet per minute (SFM)) und einer Arbeitsgeschwindigkeit von 91,44 bis 152,45 m pro Minute (300 bis 500 SPM) war bei der oben erwähnten Schleifscheibe nach der vorliegenden Erfindung zum Erzielen einer Schnittwirkung eine Kraft von 27,2 kg (60 Pfund) erforderlich, während die bekannte auf dem Markt erhältliche Schleifscheibe eine Kraft von 49,9 kg (110 Hund) bedingte,um zu einer Schneidwirkung zu kommen. Beim Schleifen von Metallen sind je höher die zum Schneiden erforderliche Kraft ist, desto größer auch der Energiebedarf, der Energieverbrauch, die Temperatur der Schleifscheibe und die Temperatur des aus,Metall bestehenden Werkstückes. Je höher jedoch die Temperatur der Schleifscheibe ist, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, daß die Schleifscheibe versagt. Je höher die Temperatur des aus Metall bestehenden Werkstückes während des Schleifens ist, desto größer ist die Verformung dieses Werkstükkes und desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, daß außerhalb der Toleranzen liegende geschliffene Werkstücke hergestellt werden. Folglich sind niedrige Schnittkräfte anzustreben und von besondrem Vorteil beim Schleifen von Metallen, insbesondere beim Präzisionsschleifen von Metallen, wie beispielsweise beim Innenschleifen. In this example, a 42.545 χ 22.225 according to the invention χ 17.145 mm (1.675 x 0.875 x 0.675 in) large grinding wheel, which was produced according to Example 1, with a comparable grinding wheel with cubic boron nitride available on the market in ceramic bond when grinding the inner bore of 52100 steel bearings. Using a common Water-based coolant, a disc speed of 3,657.6 meters per minute (12,000 surface feet per minute (SFM)) and an operating speed of 91.44 to 152.45 meters per minute (300 to 500 SPM) was achieved with the above-mentioned grinding wheel of the present invention required a force of 27.2 kg (60 pounds) to achieve a cutting action, while the prior art A grinding wheel available on the market required a force of 49.9 kg (110 dog) to achieve a cutting effect. When grinding metals, the higher the required to cut Force, the greater the energy demand, the energy consumption, the temperature of the grinding wheel and the temperature of the workpiece made of metal. The higher, however the temperature of the grinding wheel, the greater the likelihood that the grinding wheel will fail. The higher the The temperature of the workpiece made of metal during grinding, the greater the deformation of this workpiece and the greater the likelihood that out-of-tolerance ground workpieces will be produced. Consequently, low cutting forces are desirable and are of particular advantage when grinding metals, especially when Precision grinding of metals, such as internal grinding.

Beispiel 12 .Example 12.

In diesem Beispiel wurde bei einem Innenschle.ifversuch eine übliche Schleifscheibe mit keramisch gebundenem AluminiumoxydIn this example, an internal grinding test was carried out using a standard Grinding wheel with ceramic bonded aluminum oxide

409881/0776409881/0776

2Λ21β302Λ21β30

₂O,)-Schleifmittel mit der Schleifscheibe nach Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung unter den Schleifbedingungen, die in Beispiel 11 beschrieben sind, verglichen. Die übliche Schleifscheibe mit Aluminiumoxyd in keramischer Bindung führte zu einer Produktionsgeschwindigkeit von 287 Teilen pro Stande, während die Schleifscheibe nach Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung mit keramisch gebundenem kubischen Bornitrid zu einer Produktionsgeschwindigkeit von 300 Teilen pro Stunde führte. Ferner betrug die Lebensdauer der üblichen Aluminiumoxydschleifscheibe 500 Teile (äquivalent zu IO8 Minuten) während bei vergleichbaren Toleranzen und Oberflächengüte die Lebensdauer der Schleifscheibe nach Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung mehr als 76.400 Teile betrug. Die Schleifscheibe nach Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung hielt somit mehr als I50 mal langer als die übIi- : ehe Aluminiumoxydschleifscheibe. Eine derartige markierende Ver-■ längerung der Lebensdauer der Schleifscheibe stellt für die ! Schleifscheibe nach der vorliegenden Erfindung mit kubischem ! Bornitrid in keramischer Bindung im Vergleich mit der üblichen Schleifscheibe mit Aluminiumoxyd in keramischer Bindung erhebj liehe wirtscfceftliche Vorteile dar. Als Beispiel derartiger Vorteile sei erwähnt, daß die Schleifscheibe nach Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung mit keramisch gebundenem kubischem Bornitrid weniger Scheibenwechsel bedingt, was zu geringeren Totzeiten für die Bedienungsperson der Schleifmaschine und zu einer ; größeren Produktion führt als diese mit den üblichen Schleifscheiben mit keramisch gebundenem Aluminiumoxyd erzielbar ist. ; ₂ O,) abrasive compared to the grinding wheel according to Example 1 of the present invention under the grinding conditions described in Example 11. The usual grinding wheel with aluminum oxide in vitrified bond led to a production rate of 287 parts per stand, while the grinding wheel according to Example 1 of the present invention with vitrified cubic boron nitride led to a production rate of 300 parts per hour. Furthermore, the service life of the conventional aluminum oxide grinding wheel was 500 parts (equivalent to 10 8 minutes) while with comparable tolerances and surface quality the service life of the grinding wheel according to Example 1 of the present invention was more than 76,400 parts. The grinding wheel according to Example 1 of the present invention thus lasted more than 150 times longer than the usual aluminum oxide grinding wheel. Such a marked extension of the service life of the grinding wheel represents for the! Grinding wheel according to the present invention with cubic! Boron nitride in a vitrified bond compared with the usual grinding wheel with aluminum oxide in a vitrified bond represent considerable economic advantages. As an example of such advantages, it should be mentioned that the grinding wheel according to Example 1 of the present invention with ceramically bonded cubic boron nitride requires fewer wheel changes, which leads to lower dead times for the operator of the grinding machine and to one; results in higher production than can be achieved with the usual grinding wheels with ceramic-bonded aluminum oxide. ;

Beispiel 13 IExample 13 I.

In diesem Beispiel wurde die in Beispiel 2 der Erfindung beschriebene Schleifscheibe mit keramisch gebundenem kubischem Bornitrid mit einer auf dem Markt- erhältlichen Schleifscheibe mit keramisch gebundenem kubischen Bornitrid beim Innenschleifen von aus Gußeisen bestehenden Ventilstößelgehäusen, die auf eine Härte von Rockwell C55 gehärtet waren, verglichen. Die folgendenIn this example, that described in Example 2 of the invention was used Grinding wheel with vitrified bonded cubic boron nitride with a grinding wheel available on the market with ceramic-bonded cubic boron nitride during the internal grinding of valve tappet housings made of cast iron, which are based on a Hardness hardened by Rockwell C55 were compared. The following

k 0 9 k 0 9

Versuchsbedingungen wurden verwendet:Experimental conditions were used:

SchleifZykluszeit 6,5 bis 7,0 SekundenGrinding cycle time 6.5 to 7.0 seconds

Grobschliffgeschwindigkeit 2,46 cm³/Minute (0,15 Zoll³/Minute) [ Coarse sanding speed 2.46 cm ³ / minute (0.15 in ³ / minute) [

beim Abtragen von 0,2794 mm (0,011when removing 0.2794 mm (0.011

Zoll) des Durchmessers des Werkstük-Inch) of the diameter of the workpiece

keskes

Kühlmittel auf dem Markt erhältliches LeichtölCoolant Light oil available on the market

Schleifscheibengröße 14,29 x 12,70 χ 7,94 mm und 14,29 ^; Grinding wheel size 14.29 x 12.70 χ 7.94 mm and 14.29 ^;

x 9,53 x 7,94 mm Paar ιx 9.53 x 7.94 mm pair ι

Scheibengeschwindigkeit 2.225 m/Minute (7.300 SPM) Arbeitsgeschwindigkeit 67,66 m/Minute (222 SPM)Disc speed 2,225 m / minute (7,300 SPM) Working speed 67.66 m / minute (222 SPM)

Die auf dem Markt erhältliche bekannte Schleifscheibe mit kubischem Bornitrid in keramischer" Bindung konnte nicht zum Schneiden des Gußeisens gebracht werden, selbst nicht bei Kräften von mindestens 53,574 kg/cm Scheibenbreite (300 Pfund pro Zoll). Die erfindungsgemäße Schleifscheibe mit keramisch gebundenem kubischen Bornitrid, die nach Beispiel 2 hergestellt war, schnitt bei einer Kraft von etwa 10,7148 kg/cm Seheibenbreite (60 Pfund pro Zoll) unter Erzeugung von Qualitätsteilen in annehmbaren ; Zykluszeiten.The well-known cubic grinding wheel available on the market Boron nitride in a ceramic bond could not be made to cut the cast iron, even at forces of At least 53.574 kg / cm (300 pounds per inch) of disk width. The grinding wheel according to the invention with vitrified bonded cubic Boron nitride, made according to Example 2, cut at a force of about 10.7148 kg / cm (60 pounds per inch) with production of quality parts in acceptable; Cycle times.

Ϊ Beispiel 14Ϊ Example 14

; Unter den Schleifbedingungen, die in Beispiel 13 beschrieben ! sind, wurde eine auf dem Markt erhältliche Schleifscheibe mit , j Aluminiumoxydschleifmittel in keramischer Bindung mit der nach Beispiel 2 hergestellten erfindungsgemäßen Schleifscheibe mit ί kubischem Bornitrid in keramischer Bindung verglichen. Die j; Under the grinding conditions described in Example 13 ! are, a commercially available grinding wheel with, j alumina abrasive in a vitrified bond with the after Example 2 produced grinding wheel according to the invention with ί cubic boron nitride in ceramic bond. The j

Schleifscheibe mit Aluminiumoxyd in keramischer Bindung wies jGrinding wheel with aluminum oxide in vitrified bond pointed to j

eine Lebensdauer von 167 Teilen auf, während die Schleifscheibe nach der vorliegenden Erfindung, hergestellt nach Beispiel 2, eine Lebensdauer von 40.000 Teilen aufwies.a service life of 167 parts, while the grinding wheel according to the present invention, produced according to Example 2, had a life of 40,000 parts.

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Obwohl sämtliche Versuche beim Innenschleifen durchgeführt wurden, wird angenommen, daß bei anderen Arten von Schleifvorgängen ähnliche Resultate erzielbar sind. Es soll deshalb hervorgehoben werden, daß die vorliegende Erfindung nicht auf für das Innenschleifen bestimmte Schleifscheiben begrenzt ist, sondern Schleifscheiben für andere Arten von Schleifvorgängen ebenfalls umfaßt»Although all tests were carried out on internal grinding, it is believed that in other types of grinding operations similar results can be achieved. It should therefore be emphasized that the present invention does not apply to internal grinding certain grinding wheels is limited, but also includes grinding wheels for other types of grinding operations »

Im folgenden wird die Erfindung noch anhand von zwei in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigt:In the following the invention is further illustrated by two in the enclosed Drawings illustrate embodiments in more detail explained. It shows:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform des Schleifkörpers nach der vorliegenden Erfindung;Fig. 1 shows a first embodiment of the grinding wheel according to the present invention;

Fig. 2 eine Einzelheit der Schleifkörper nach der vorliegenden Erfindung in erheblich vergrößertem Maßstab; undFig. 2 shows a detail of the abrasive articles according to the present invention Invention on a significantly enlarged scale; and

FIg. 3 eine zweite Aus führungs form des Schleifkörper nach der vorliegenden Erfindung.FIg. 3 a second embodiment of the grinding wheel according to the present invention.

In den Zeichnungen zeigt die Figur 1 den erfindungsgemäßen Schleifkörper als stark schematisch dargestellte Schleifscheibe 1, Vielehe im Schnitt veranschaulicht ist und um die Achse 2 beim Schleifen gedreht wird. In der Schnittdarstellung von Figur 1 sind die Schleifmittelteilchen aus kubischem Bornitrid mit 3 bezeichnet, während die zweite Schleifmittelteilchenart mit ²J bezeichnet ist. Zur Unterscheidung sind die kubischen Bornitridteilchen als kleine Kreuze dargestellt und die zweite Schleifmittelteilchenart durch kleine Kreise veranschaulicht. Die Schleifmittelteilchen 3 und ¹J sind in der keramischen oder glasartigen Grundmasse 5 gebunden und bei der Aus führungs form von Figur 1 über den (?esamtquerschnitt_; der Schleifscheibe 1 gleichmäßig verteilt. 'In the drawings, FIG. 1 shows the grinding body according to the invention as a highly schematically illustrated grinding wheel 1, illustrated in section and rotated about axis 2 during grinding. In the sectional view of Figure 1, the abrasive particles of cubic boron nitride are designated by 3, while the second Schleifmittelteilchenart ² J is indicated. To distinguish them, the cubic boron nitride particles are shown as small crosses and the second type of abrasive particle is shown as small circles. The abrasive particles 3 and ¹ J are bound in the ceramic or glass-like matrix 5, and in the disclosed embodiment of Figure 1 esamtquerschnitt via the _(?, The grinding wheel 1 evenly distributed '

In Figur 2 ist eine Einzelheit des Schleifkörpers nach der vor- . liegenden Erfindung, wie sie sowohl bei der Ausführungsform nach , Figur 1 als auch bei der Ausführungsform nach Figur 3 gegeben ;In Figure 2 is a detail of the grinding wheel after the before. lying invention, as both in the embodiment according to Figure 1 and given in the embodiment of Figure 3;

4U9 8 81/0 7764U9 8 81/0 776

ist ebenfalls stark schematisch und in erheblicher Vergrößerung veranschaulicht. V/ie Figur 2 zeigt, weisen die Schleifmittelteilchen 3 aus kubischem Bornitrid an ihren die Phasengrenzfläche zum Bindemittel 5 bildenden Oberflächen eine dünne fest anhaftende Schicht 6 aus Boroxyd auf.is also illustrated very schematically and in considerable enlargement. As shown in Figure 2, the abrasive particles have 3 made of cubic boron nitride at their the phase interface to Binder 5 forming surfaces a thin firmly adhering layer 6 of boron oxide.

In Figur 3 ist eine zweite Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung ebenfalls in Form einer Schleifscheibe 11 veranschaulicht, die sich von der in Figur 1 veranschaulichte! Ausführungsform dahingehend unterscheidet, daß die aus den Schleifmittelteilchen 3 und 4 bestehende Schleifmittelphase lediglich in der den Umfangsbereich bildenden SchleifSektion vorgesehen sind, so daß der hinsichtlich des Durchmessers mittlere Bereich der Schleifscheibe 11 ausschließlich aus dem keramischen oder glasartigen Bindemittel 5 besteht.In Figure 3 is a second embodiment according to the present Invention also illustrated in the form of a grinding wheel 11, which is illustrated by the in Figure 1! Embodiment differs in that that from the abrasive particles 3 and 4 existing abrasive phase are only provided in the grinding section forming the peripheral area, so that the middle area of the grinding wheel 11 in terms of diameter is made exclusively of ceramic or glass-like Binder 5 is made.

Sämtliche der in der Beschreibung erwähnten und in den Zeichnungen erkennbaren technischen Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.All of those mentioned in the description and in the drawings recognizable technical details are important for the invention.

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Claims (19)

PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS / l.JSchleifkörper, insbesondere Schleifscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifsektion aus einer Schleifmittelphase aus kubischem Bornitrid und einem glasartigen oder keramis-chen Bindemittel besteht, welches die Schleifmittelphase bindet und welches einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, der im wesentlichen gleich dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des kubischen Bornitrides ist, wobei das Bindemittel mit den aus kubischem Bornitrid bestehenden Schleifmittelteilchen im wesentlichen nicht reaktionsfähig ist, und daß auf der die Phasengrenzfläche zu dem keramischen oder glasartigen Bindemittel bildenden Oberfläche der aus kubischem Bornitrid bestehenden Schleifmittelteilchen eine auf chemischen Wege erzeugte dünne anhaftende Boroxydschicht vorgesehen ist./ l.J grinding tool, in particular grinding wheel, characterized in that, that the grinding section consists of an abrasive phase made of cubic boron nitride and a vitreous or ceramic There is a binder, which binds the abrasive phase and which has a coefficient of thermal expansion that is im essentially equal to the coefficient of thermal expansion of the cubic Is boron nitride, the binder being essentially non-reactive with the abrasive particles consisting of cubic boron nitride, and that on which the phase interface is to the ceramic or vitreous binder-forming surface of the cubic boron nitride abrasive particles a thin, adhering boron oxide layer produced by chemical means is provided. 2. Schleifkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifmittelphase eine zweite Schleifmittelteilchenart enthält. 2. Abrasive article according to claim 1, characterized in that the abrasive phase contains a second type of abrasive particle. 3. Schleifkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifmittelphase aus 10 bis 100 Volumen-^ Schleifmittelteilchen aus kubischem Bornitrid und zwischen 0 und 90 % des Gesamtvolumens der Schleifmittelphase aus der zweiten Schleifmit-' telteilchenart besteht.3. Abrasive article according to claim 2, characterized in that the abrasive phase consists of 10 to 100 volume particles of cubic boron nitride and between 0 and 90 % of the total volume of the abrasive phase consists of the second abrasive particle type. j j 4. Schleifkörper nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ; gekennzeichnet, daß die zweite Schleifmittelteilchenart einen j Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, der im wesentlichen ·' gleich dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des kubischen Bornitri-4. Abrasive body according to one of the preceding claims, characterized ; characterized in that the second type of abrasive particle has a coefficient of thermal expansion that is substantially 'Equal to the coefficient of thermal expansion of the cubic boron nitride des ist.that is. j j 5. Schleifkörper nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifsektion aus einer Schleifmittel- ; phase mit 10 bis 100 Volumen-? Schleifmittelteilchen aus kubi-5. Abrasive body according to one of the preceding claims, characterized in that the grinding section consists of an abrasive ; phase with 10 to 100 volume? Abrasive particles made of cubic 409881 /0776409881/0776 -Xl-Xl sehern Bornitrid und von O bis 90 % des Gesamtvolumens der Schleifmittelphase einer zweiten Schleifmittelteilchenart mit einen WärmeausdehnungskoefTizienten, der in wesentlichen gleich dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des kubischen Bornitrides ist und einem glasartigen oder keramischen Bindemittel besteht, welches die Schleifmittelphase bindet, wobei das Bindemittel einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, der im wesentlichen gleich dem Wärmeausdehnunprskoeffizienten des kubischen Bornitrides ist und das Bindemittel mit den Schleifinittelteilchen aus kubischem Bornitrid und der zweiten Schleifnittelteilchenart im wesentlichen nicht reaktionsfähig ist und daß auf der die Phasengrenzfläche zu dem glasartigen oder keramischen Bindemittel bildenden Oberfläche der kubischen Bornitridteilchen eine auf chemischen Wege gebildete dünne anhaftende Boroxydschicht vorgesehen ist.visionaries boron nitride and up to 90% of the total volume of the abrasive phase coefficients of O a second Schleifmittelteilchenart with a Wärmeausdehnungskoef Ti, in substantially equal to the thermal expansion coefficient of the cubic boron nitride and is composed of a vitreous or ceramic binder which bonds the abrasive agent phase, wherein the binder has a coefficient of thermal expansion , which is substantially equal to the coefficient of thermal expansion of the cubic boron nitride and the binder with the abrasive particles of cubic boron nitride and the second abrasive particle type is substantially non-reactive and that on the surface of the cubic boron nitride particles forming the phase interface with the vitreous or ceramic binder is a chemical route formed thin adherent boron oxide layer is provided. 6. Schleifkörper nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifsektion als Schleifmittelphase 10 bis 100 Volumen-# kubisches Bornitrid und zwischen 0 und 90 % des Gesamtvolumens der Schleifmittelphase Schleifmittelteilchen aus Siliciumkarbid enthält, sowie als glasartiges oder keramisches Bindemittel, das die Schleifmittelphase bindet, ein Bindemittel dessen Wärmeausdehnungskoeffizient im wesentlichen gleich dem VJf! rme aus dehn unrcskoeffizienten von kubischem Bornitrid ist und welches zu den aus kubischem Bornitrid bestehenden Schleifmittelteilchen und zu den aus Siliciumkarbid bestehenden Schleifmittelteilchen im wesentlichen nicht reaktionsfähig ist und das auf der die Phasengrenze zu dem glasartigen oder keramischen Bindemittel bildenden Oberfläche des kubischen Bornitrides eine auf chemischem Wege erzeugte dünne anhaftende Bbroxydschicht vorgesehen ist.6. Abrasive body according to claim 5> characterized in that the abrasive section contains 10 to 100 volume cubic boron nitride as the abrasive phase and between 0 and 90 % of the total volume of the abrasive phase abrasive particles made of silicon carbide, as well as a vitreous or ceramic binder that binds the abrasive phase, a binder whose coefficient of thermal expansion is essentially equal to VJf! rme is made of tensile coefficients of cubic boron nitride and which is essentially non-reactive with the abrasive particles consisting of cubic boron nitride and with the abrasive particles consisting of silicon carbide and which is chemically chemically present on the surface of the cubic boron nitride which forms the phase boundary with the vitreous or ceramic binder produced thin adherent Bbroxydschicht is provided. 7. Schleifkörper nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifmittelphase aus 10 bis 100 VoIu- ' men-$ Schleifmittelteilchen aus kubischem Bornitrid und 0 bis 90 % des Gesamtvolumens der Schleifmittelphase aus der zweiten Schleifmittelteilchenart besteht. ^! 7. Abrasive article according to one of the preceding claims, characterized in that the abrasive phase consists of 10 to 100 volume of cubic boron nitride abrasive particles and 0 to 90 % of the total volume of the abrasive phase consists of the second type of abrasive particle. ^! 4Ü 9881 /07764Ü 9881/0776 8. Schleifkörper nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifmittelphase 10 bis 100 Volumen-^ kubisches Bornitrid und zwischen 0 bis 90 % des Gesamtvolumens der Schleifmittelphase Schleifmittelteilchen aus Siliciumkarbid enthält. "8. Abrasive article according to one of the preceding claims, characterized in that the abrasive phase contains 10 to 100 volume ^ cubic boron nitride and between 0 to 90 % of the total volume of the abrasive phase contains abrasive particles made of silicon carbide. " 9. Schleifkörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifmittelphase 50 % des Gesamtvolumens aus kubischem Bornitrid bestehende Schleifmittelteilchen und 50 % des Gesamtvolumens der Schleifmittelphase aus Siliciumkarbid bestehende Schleifmittelteilchen enthält.9. The abrasive article of claim 8 wherein the abrasive phase contains 50 % of the total volume of cubic boron nitride abrasive particles and 50 % of the total volume of the abrasive phase contains silicon carbide abrasive particles. 10. Schleifkörper nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifmittelphase als zweite Schleifmittelteilchenart Wolframkarbid, Titankarbid, Borkarbid, Zirkonkarbld, Wolfram-" borid^ Titanborid, Zirkbnborid, Wolframnitrid, Titannitrid und/ oder Zirkonnitrid enthält.10. Abrasive body according to claim 7 »characterized in that the abrasive phase as the second abrasive particle type tungsten carbide, titanium carbide, boron carbide, zirconium carbide, tungsten " boride ^ titanium boride, zirconium boride, tungsten nitride, titanium nitride and / or zirconium nitride. 11. Schleifkörper nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifmittelphase lediglich in dem die Schleifsektion bildenden Umfangsbereich des Schleifkörpers vorgesehen ist, während der Kern im wesentlichen aus dem keramischen oder glasartigen Bindemittel besteht. . . .11. Abrasive body according to one of the preceding claims, characterized in that the abrasive phase only in which the The circumferential area of the grinding wheel forming the grinding section is provided is, while the core consists essentially of the ceramic or vitreous binder. . . . 12. Verfahren zum Herstellen von Schleifkörpern, insbesondere Schleifscheiben nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß die aus kubischem Bornitrid bestehenden Schleifteilchen einem oxydierenden Medium ausgesetzt werden und eine dünne, fest anhaftende Schicht aus Boroxyd auf den die Phasengrenzflächen zur Bindemittelphase bildenden Oberflächen der Schleifmittelteilchen aus kubischem Bornitrid erzeugt wird.12. A method for producing grinding bodies, in particular grinding wheels according to one or more of the preceding claims , characterized in that the cubic boron nitride Existing abrasive particles are exposed to an oxidizing medium and a thin, firmly adhering layer of boron oxide is applied the surfaces of the abrasive particles made of cubic boron nitride which form the phase interfaces with the binder phase will. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Boroxydschicht vor der Herstellung der keramischen Bindung erzeugt wird. 40988 1/077613. The method according to claim 12, characterized in that the boron oxide layer is produced before the production of the ceramic bond will. 40988 1/0776 14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die '■ Boroxydschicht während der Herstellung der keramischen Bindung ; erzeugt wird.14. The method according to claim 12, characterized in that the '■ boron oxide layer during the production of the ceramic bond; is produced. 15« Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch ge- : kennzeichnet, daß die Boroxydschicht in einer derartigen Dicke
erzeugt wird, daß eine vollständige Haftung im wesentlichen ohne j Boroxydteilchen in loser Bindung gewährleistet ist, ohne daß ; durch das Boroxyd die physikalische Struktur und Eigenschaften ■ des kubischen Bornitrides geSndert werden. j15 «Method according to one of claims 12 to 14, characterized in that the boron oxide layer is of such a thickness
it is produced that a complete adhesion is ensured essentially without j boron oxide particles in loose bond, without; the physical structure and properties of the cubic boron nitride are changed by the boron oxide. j 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem kubis-chen Bornitrid eine
zweite Schleifmitteltelichenart verwendet wird, deren Wärmeausdehnungskoeffizient etwa gleich dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des kubischen Bornitrides ist und daß als Bindemittelphase
ein" Bindemittel verwendet wird, welches mit dem kubischen Bornitrid und mit der zweiten Schleifmittelteilchenart im wesentlichen nicht reaktionsfähig ist.16. The method according to any one of claims 12 to 15, characterized in that in addition to the cubic boron nitride a
The second type of abrasive material is used, the coefficient of thermal expansion of which is approximately equal to the coefficient of thermal expansion of the cubic boron nitride and that is used as the binder phase
a "binder is used which is substantially non-reactive with the cubic boron nitride and with the second type of abrasive particle. 17· Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß als · zweite Schleifmittelteilchenart Siliciumkarbid, Wolframkarbid, ! Titankarbid, Borkarbid, Zirkonkarbid, Wolframborid, Titanborid,
Zirkonborid, Wo]framnitrid, Titannitrid und/oder Zirkonnitrid
verwendet werden,17. The method according to claim 16, characterized in that the second type of abrasive particle is silicon carbide, tungsten carbide,! Titanium carbide, boron carbide, zirconium carbide, tungsten boride, titanium boride,
Zirconium boride, framnitride, titanium nitride and / or zirconium nitride
be used, 18. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aus kubischen Bornitrid bestehenden Schleif mittelteilchen,;die gegebenenfalls verwendete zweite Schleifmittelteilchenart und das glasartige oder keramische Bindemittel
innig miteinander vermischt werden, diese Mischung in eine zweckdienliche Form gebracht und in dieser gepreßt wird, daß der
dann gepreßte Gegenstand in Anwesenheit von Luft als oxydierendes Medium bei einer Temperatur bis zu einschließlich 98O⁰ C gebrannt wird.und daß hinsichtlich der Brennzeit und der Atmosphäre Bedingungen eingestellt werden, welche die Bildung zu gros-18. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the abrasive particles consisting of cubic boron nitride, the optionally used second abrasive particle type and the vitreous or ceramic binder
are intimately mixed with one another, this mixture is brought into an appropriate form and pressed in this so that the
then the pressed object is fired in the presence of air as an oxidizing medium at a temperature up to and including 98O ⁰ C. and that conditions are set with regard to the firing time and the atmosphere which make the formation too great. 409881/0776409881/0776 ser Mengen an Boroxyd auf der Oberfläche des kubischen Bornitrides ausschließen und gleichzeitig die Bildung einer dünnen,fest
anhaftenden Schicht aus Boroxyd auf der Oberfläche des kubischen Bornitrides gewährleisten.These amounts of boron oxide on the surface of the cubic boron nitride exclude and at the same time the formation of a thin, solid
Ensure adherent layer of boron oxide on the surface of the cubic boron nitride. 19. Verfahren nach Anspruch l8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Brenntemperatur zwischen 5^0° C und 870⁰ C eingehalten wird.19. The method according to claim l8, characterized in that a firing temperature between 5 ^ 0 ° C and 870 ⁰ C is maintained. 409881/0776409881/0776