DE1147136B

DE1147136B - Abrasive bodies with electrically conductive particles as filler

Info

Publication number: DE1147136B
Application number: DED32232A
Authority: DE
Inventors: Loring Coes Jun
Original assignee: DEUTSCHE NORTON GmbH
Current assignee: DEUTSCHE NORTON GmbH
Priority date: 1958-12-30
Filing date: 1959-12-29
Publication date: 1963-04-11
Also published as: US3062633A; GB885192A

Description

Schleifkörper mit elektrisch leitenden Teilchen als Füllstoff Gegenstand der Erfindung ist eine organisch gebundene Schleifscheibe, die elektrisch leitend ist, um damit gewisse Maschinensteuervorgänge zu ermöglichen, sowie ein leicht durchführbares Verfahren zur Herstellung solcher Schleifscheiben.Abrasive article with electrically conductive particles as a filler The invention is an organically bonded grinding wheel that is electrically conductive is in order to enable certain machine control processes, as well as an easy one to carry out Process for the production of such grinding wheels.

Man hat bereits mehr oder weniger stromleitende Schleifscheiben dadurch herzustellen versucht, daß man dem Gemisch von Schleif- und Bindemittel stromleitende Stoffe, wie Graphit, Metall oder Metalloxyde, z. B. Eisenoxyd, zusetzte. Wenn man aber davon so viel zusetzte, daß die Scheibe genügend stromleitend war, erwies sie sich als nicht genügend fest, um ausreichende Stoß- und Sprengfestigkeit bei angemessener Schleifleistung zu besitzen.You already have more or less electrically conductive grinding wheels tries to produce that the mixture of abrasive and binder is electrically conductive Substances such as graphite, metal or metal oxides, e.g. B. iron oxide added. If but so much of it added that the disk was sufficiently conductive, she proved Proven to be insufficiently strong to provide adequate shock and explosion resistance when reasonable Own grinding performance.

Diesem Mangel wird erfindungsgemäß dadurch abgeholfen, daß dem Schleifgemisch außer dem stromleitenden Füllstoff, wie Graphit, Metall oder Metalloxyd, eine elektrisch leitende Flüssigkeit, vorzugsweise Formamid oder ein Derivat von ihm, wie Dimethylformamid, Diäthylformamid oder ein Gemisch von ihnen, zugesetzt wird. Diese Flüssigkeiten üben zugleich eine plastifizierende Wirkung aus, so daß das Formen der Scheibe begünstigt wird, bleiben jedoch beim endgültigen Heißpressen in der Scheibenmasse erhalten, so daß sie dauernd zur Stromleitfähigkeit der Scheibe beitragen, deren Stoß- und Sprengfestigkeit durch verringerten Zusatz fester stromleitender Füllstoffe gesichert ist.This deficiency is remedied according to the invention by the fact that the grinding mixture apart from the electrically conductive filler, such as graphite, metal or metal oxide, an electrical one conductive liquid, preferably formamide or a derivative of it, such as dimethylformamide, Diethylformamide or a mixture of them is added. These liquids at the same time exert a plasticizing effect, so that the shaping of the disc favors will, however, remain in the pane mass during the final hot pressing, so that they continuously contribute to the conductivity of the disc, its impact and Explosion resistance ensured by reducing the addition of solid, electrically conductive fillers is.

Die üblichen organischen Bindemittel für Schleifscheiben sind nicht stromleitend, sondern sogar sehr gute Isoliermittel. Auch das allgemein als Schleifmittel gebräuchliche Aluminiumoxyd ist ein ausgesprochener Nichtleiter. Das andere übliche Schleifmittel Siliziumkarbid ist ein Halbleiter, doch sind aus ihm hergestellte organisch gebundene Schleifscheiben ebenfalls ausgesprochen nichtleitend, weil in ihnen die Schleifkörner keine zusammenhängende Strombahn bilden infolge der zwischen den Schleifkörnern liegenden Bindemittelschicht.The usual organic binders for grinding wheels are not conductive, but also very good insulating materials. Also generally as an abrasive Common aluminum oxide is a definite non-conductor. The other usual Abrasives Silicon carbide is a semiconductor, but it is made from it Organically bonded grinding wheels are also extremely non-conductive, because in the abrasive grains do not form a coherent current path as a result of the between them the binder layer lying on the abrasive grains.

Eine organisch gebundene Siliziumkarbid-Schleifscheibe kann bekanntlich nicht einmal dadurch hinreichend elektrisch leitend gemacht werden, daß man den Schleifkörnern einen aus Metall, Metalloxyd oder Graphit bestehenden Füllstoff zugibt, es sei denn, daß man davon so viel zugäbe, daß die Scheibe nur noch sehr geringe Schleif- und Festigkeitseigenschaften aufwiese.As is known, an organically bonded silicon carbide grinding wheel can cannot even be made sufficiently electrically conductive by the Adding a filler made of metal, metal oxide or graphite to abrasive grains, unless one admits so much of it that the disc is only very small Had grinding and strength properties.

Demgegenüber verfügen die erfindungsgemäßen Schleifscheiben bei genügender elektrischer Leitfähigkeit als Zwischenglied einer elektronisch gesteuerten selbsttätigen Schleifvorrichtung über eine ausreichende Festigkeit und gute Schleifeigenschaften. Die Plastifizierungsmittel, die nach den getroffenen Feststellungen den organisch gebundenen Schleifscheiben eine für die Zwecke der Erfindung genügende Leitfähigkeit bei ausreichender Festigkeit verleihen, sind Formamid und dessen Derivate, Dimethylformamid und Diäthylformamid Beispiel Es wurde eine Schleifscheibe aus folgenden Bestandteilen hergestellt: In der üblichen Weise wurde zunächst das körnige Aluminiumoxyd in einem Mischtrog mit dem Plastifizierungsmittel angefeuchtet. Dann wurden die 3,25 kg des Bindemittelgemisches zugesetzt und mit dem Mischen fortgefahren, bis das mit dem Plastifizierungsmittel angefeuchteteSchleifmittel möglichst das gesamte Bindemittel aufgenommen und der Rest sich gut verteilt hatte. Sodann wurde das Gemisch gesiebt und gut in der Schleifscheibenform verteilt. Diese Form wurde in eine Presse gebracht und 1 Stunde lang mit einem Druck von 310 kg/cm2 bei einer Temperaturvon 160'C heiß gepreßt. Nach dem Abkühlen der Scheibe und der Form und dem Herausnehmen aus dieser war die Scheibe fertig. Sie hatte ein spezifisches Gewicht von 2,76 g/cm3.In contrast, the grinding wheels according to the invention have sufficient strength and good grinding properties when used as an intermediate element of an electronically controlled automatic grinding device with sufficient electrical conductivity. The plasticizers which, according to the findings made, give the organically bonded grinding wheels a conductivity which is sufficient for the purposes of the invention with sufficient strength are formamide and its derivatives, dimethylformamide and diethylformamide Example A grinding wheel was made from the following components: In the usual way, the granular aluminum oxide was first moistened with the plasticizer in a mixing trough. The 3.25 kg of the binder mixture was then added and mixing continued until the abrasive moistened with the plasticizer had absorbed as much of the binder as possible and the remainder was well distributed. The mixture was then sieved and distributed well in the grinding wheel mold. This mold was placed in a press and hot-pressed at a pressure of 310 kg / cm2 at a temperature of 160 ° C for 1 hour. After the disk and the mold had cooled and removed from them, the disk was ready. It had a specific weight of 2.76 g / cm3.

In der obigen Aufstellung ist als Bindemittel Phenolharz BR 2417 angegeben. Dieses enthält genügend Hexamethylentetramin, um es für den Abbindeprozeß quer zu verbinden. Das Kalziumoxydpulver ist ein Entwässerungsmittel, das sich mit beim Abbinden frei werdendem Wasser verbindet.In the list above, phenolic resin BR 2417 is specified as the binder. This contains enough hexamethylenetetramine to cross it for the setting process associate. Calcium oxide powder is a dehydrating agent that works with Setting released water connects.

Der spezifische elektrische Widerstand dieser Schleifscheibe war 500 Ohmcm, und die zum Bersten führende Umfangsgeschwindigkeit betrug 138 m/sec, was durchaus befriedigend war. Der aus der Gruppe von Formamid und seinen Dimethyl- und Diäthylderivaten ausgewählte Stoff hat einen spezifischen elektrischen Widerstand von etwas weniger als 1 Megohmcm. Die Einverleibung des Graphits setzte demgemäß den Widerstand der Schleifscheibe stark herab. Die Bezeichnung »Plastifizierungsmittel# ist im Sinne der Schleiftechnik gebraucht, in der flüssige Stoffe, die zum Anfeuchten der Schleifkörner verwendet werden, als Plastifizierungsmittel bekannt sind. Sonach wird jede Flüssigkeit, die neben körnigem festem Bindemittel für Schleifmittel gebraucht wird, um die Mischung formbar zu machen, Plastifizierungsmittel genannt.The specific electrical resistance of this grinding wheel was 500 ohm cm, and the circumferential speed leading to the bursting was 138 m / sec, which was quite satisfactory. The substance selected from the group of formamide and its dimethyl and diethyl derivatives has a specific electrical resistance of a little less than 1 megohmcm. The incorporation of the graphite accordingly greatly reduced the resistance of the grinding wheel. The term »plasticizer # is used in the context of grinding technology, in which liquid substances that are used to moisten the abrasive grains are known as plasticizers. Accordingly, any liquid that is used in addition to a granular solid binder for abrasives to make the mixture malleable is called a plasticizer.

In der endgültigen Schleifscheibe haben Fortnamid und seine beiden Derivate als solche selbständigen Bestand. Keines von ihnen reagiert mit dem Phenolharz. Von Formamid, Dimethylformamid und Diäthylformamid ist jedes als solches in der Schleifscheibe nach ihrem Abbinden vorhanden. Es ist in ihr als absorbierte Flüssigkeit verteilt. Mischungen können selbstverständlich verwendet werden und bleiben ebenfalls unverändert. Von den drei erfindungsgemäß verwendbaren stromleitenden Flüssigkeiten wird Dimethylformamid bevorzugt. Es ist weniger flüchtig als Formamid, so daß beim Abbindevorgang weniger verlorengeht. Diäthylformamid ist zwar auch ganz befriedigend, jedoch zur Zeit nicht im Handel. Diese Flüssigkeiten sind Lösungsmittel für das ungehärtete Phenolformaldehyd, sind jedoch in dem gehärteten Phenolformaldehydharz unlöslich, so daß jede dieser Flüssigkeiten sich im Aushärtungsprozeß abscheidet, ohne jedoch aus dem Schleifkörpergebilde zu entweichen. Die meisten für Schleifscheiben verwendbaren organischen Bindemittel sind in diesen Formamiden lösbar, die aber auch mit einem in ihnen nicht lösbaren Bindemittel gebraucht werden könnten.In the final grinding wheel, Fortnamid and his two have Derivatives as such stand alone. None of them react with the phenolic resin. Each of formamide, dimethylformamide and diethylformamide is included as such in the Grinding wheel present after it has set. It is in her as an absorbed liquid distributed. Mixtures can and will of course be used unchanged. Of the three electroconductive liquids that can be used according to the invention dimethylformamide is preferred. It is less volatile than formamide, so that when Less setting process is lost. Diethylformamide is also quite satisfactory, but not currently on sale. These liquids are solvents for that uncured phenol-formaldehyde, however, are in the cured phenol-formaldehyde resin insoluble, so that each of these liquids separates in the hardening process, but without escaping from the abrasive structure. Most for grinding wheels usable organic binders are soluble in these formamides, but the could also be used with a binder that is not soluble in them.

Die Leitfähigkeit der hergestellten Schleifscheibe als Steuerglied eines elektronischen Stromkreises für einen Schleifvorgang war viel größer als notwendig. Für einige Schleifscheibengrößen ist die elektrische Leitfähigkeit für den praktischen Gebrauch in gewissen elektronischen Stromkreisen ausreichend, wenn der spezifische elektrische Widerstand nicht größer als 1 Megohmcm ist. So hatte die hergestellte Scheibe eine Leitfähigkeit von etwa dem Zweitausendfachen der erfindungsgemäß notwendigen Leitfähigkeit. Die Sprengfestigkeit war ebenfalls größer, als für viele Schleifvorgänge erforderlich. Für viele praktische Schleifvorgänge genügt es, wenn die Sprenggeschwindigkeit am Scheibenumfang wenigstens 75 m/sec ist. Bekanntlich hat eine Schleifscheibe einer bestimmten Zusammensetzung bei jedem Durchmesser ungefähr dieselbe Sprenggeschwindigkeit. Gewisse Unterschiede werden zwar durch verschiedene Verhältnisse des mittleren Lochdurchmessers verursacht, doch sind diese Unterschiede von so geringer Größenordnung, daß sie in der Regel unbeachtet bleiben können.The conductivity of the grinding wheel produced as the control element of an electronic circuit for a grinding process was much greater than necessary. For some sizes of grinding wheel, the electrical conductivity is sufficient for practical use in certain electronic circuits if the specific electrical resistance is not greater than 1 megohmcm. The disk produced had a conductivity of about two thousand times the conductivity required according to the invention. The explosion resistance was also greater than required for many grinding operations. For many practical grinding processes it is sufficient if the blasting speed at the disc circumference is at least 75 m / sec. It is known that a grinding wheel of a given composition has approximately the same blasting speed for any diameter. Although certain differences are caused by different ratios of the mean hole diameter, these differences are of such a small order of magnitude that they can usually be ignored.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Abrasives with an organic bond, e.g. B. phenolic resin, and a solid filler consisting of electrically conductive particles, e.g. B. graphite, magnetite or a mixture of them, characterized in that it contains an electrically conductive liquid, preferably formamide, dimethylformamide, diethylformamide or a mixture of them.

2. A method for producing abrasive articles according to claim 1 by mixing the abrasive, the solid electrically conductive fillers and the organic binder, pressing this mixture in a mold and heating to harden the binder, characterized in that the mixture is prior to molding by adding the electrically conductive liquid is plasticized. 3. The method according to claim 2, characterized by the use of an organic binder which is soluble in the conductive liquid.

Documents considered: German Auslegeschrift No. 1001818; Swiss patents No. 257 484, 170 521.