DE2600353C2 - Verfahren zum Herstellen von bahn- oder blattförmigen Schleifwerkzeugen - Google Patents
Verfahren zum Herstellen von bahn- oder blattförmigen SchleifwerkzeugenInfo
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Description
Gegenstand der Erfindung ist ein verbessertes
Verfahren zum Herstellen von bahn- oder blattförmigen Schleifwerkzeugen, wobei Bindemittel und Schleifkortier
auf eine Unterlage, /um Beispiel aus Papier. Gewebe. Vulkanfiber, Vliesstoff oder Folie aufgetragen
und getrocknet bzw. gehärtet werden.
Bei den bekannten Verfahren wird üblicherweise aiii
ein Trägermaterial, zum Beispiel Vulkanfiber, eine Grundbindcniittelschicht auf Phenolharzbasis mit oder
ohne Füllstoff aufgetragen, dann werden entweder mit Hilfe des Scliwerkraflfeldes oder des elektrostatische
Kraftfeldes Sciileifkonier an die- Oberfläche de:
Grundbindcmiltelsehicni herangebracht und diese nach
dem Antrocknen der Grundbmdemitieischicht mit einer
Deckbindemiiielsehicht überzogen, wobei das Bindemittel
das Schleifkorn soweit umgibt, daß noch genügend Kornspitzen aus der Bindemitlelschii.nl
herausragen und schleifwirksam werden können. 1 ür den Schleiferfolg ist neben der Art und Form der
Schleifkörnei auch die 1 laftung der Schleilkorner an der
sie umgebenden Bindemitlclschichi. der Matrix maßgebend.
Als Schleifkörnei" sind insbesondere solche aus Korund und Siliciumcarbid bekannt. Die Benetzbarkeil
ihrer Oberflächen mit den Bindemitieln ist die
entscheidende Voraussetzung für die Standfestigkeit des Schleifwerkzeugs. Die Festigkeit der Bindung des
ein/einen Schleifkorns in der Matrix wird dabei weniger
durch das Ausfüllen der Korrumebcnheiten durch das Bindemittel, sondern insbesondere durch die Grenzflächcnwecliselwirkungskräfte
bestimmt.
Als Maß für die Festigkeit der Schleifkornhindung in
der Matrix dient die Standzeil, worunter der Schieil kornverlust wählend des .Schleifvorgangs zu verstehen
ist. Der Abschliff des Werkstücks, ausgedrückt in
Gewichtsieilcn pro Zeiteinheit, wird durch ArI und
Form des .Schleifkorn^ unter Einbeziehung von Flasu/ität
und Härte der Matrix beeinflußt.
Ziel des wirtschaftlich optimalen Schleifvorgangs ist
ein hoher Abschliff am Werkstück bei geringem Schleifkornverlusi am Schleifwerkzeug. Damit wnd du.
bestmögliche Ausnützung des Schleifwerkzeugs hinsichtlich Zerspanung und Standzeit ohne häufiges
Auswechseln der Schleifwerkzeuge bei gleichbleibender Schliffgüte garantiert. Als vergleichende relative Maßzahl
für den Schleiferfolg dient der Schleifquotient »Q«, der d:s Verhältnis von abgeschliffener Menge in
Gewichtsteilen am Werkstück (Zerspanung) zu der Menge an Schleifkornverlust in Gewichtsteilen ausdrückt,
je größer der Wert für »Q« ist, am so größer ist die Zerspanung bei gleichem Schleifkornverlust oder
um so kleiner ist der SchleifKornverlust bei gleicher Zerspanung.
Zur Verbesserung der Einbettung des Schleifkorns in die Bindemittelmatrix ist der Zusatz von nicht
ionogenen Netzmitteln bekannt, die eine ausreichende Benetzung der Schleifkornoberfläche mit dem Bindemittel
ermöglichen. Aufgrund ihres amphiphUen Aufbaus reichern sich jedoch die Netzmittelmoleküle an
den festen Grenzflächen an, so daß sie im Sinne einer Trennschicht wirksam werden können. Deshalb zeigen
derart eingebundene Schleifkörner trotz hervorragender mikroskopischer Einbettung in der Matrix bei
mechanischer Belastung, zum Beispiel während des anfänglichen Schleifvorgangs, starken Kornverlust: Die
.SchleifwirksamkeJ! wird damit schon zu Beginn des
Schleifprozesses überproportional herabgesetzt.
Anstelle der üblichen Netzmittel können die Schleif·
körner auch mit einer sehr dünnen hitzegehärteten Vinylpolysiloxanschicht umhüllt werden (0,0001 bis
0,34 Gew.-%. bezogen auf das Gewicht der Schleifkörner), die unter anderem auch für die Herstellung von
Phenolharz gebundenen Schleifkörnern auf einem flexiblen Träger Verwendung finden können (vgl.
US-PS 28 78 111). Hier wird von der bekannten haftungsvermittelnden Wirkung der Vinyipolysiloxane
gegenüber Phenolharzen Gebrauch gemacht, wodurch die Haftfestigkeit des Schleifkorns in der Matrix bei den
Bedingungen des Naßschliffs verbessert werden soll. Es wird jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen, daß bei
.Schichtdicken von X)1J5% keine bessere Wirkung als
nut iinbeschichieten Schleifkörnern erziel; und bei beträchtlich größeren Schichtdicken bereits die Festigkeit
des Schleifmittels beeinträchtigt wird, so daß diese
geringer ist als mit iinbeschichieten Schleifkörnern. Die Polysiloxane können somit ebenfalls als Trennschicht
wirksam werden.
Aus der FR-PS 12 97 8J4 ist ein Verfahren zum
Herstellen von flexiblen Schleifwerkzeugen bekannt, bei dem die Schlcifkörner zuerst mit einem Überzug aus
einem hitzehärtbaren synthetischen Harz versehen werden. I \,im werden diese so umhüllten Schleifkörner
auf einen Träger aulgetragen, der vorher einseitig mit
einer sehr dünnen Schicht aus synthe''vhcm Harz imprägniert worden ist und anschließend einer Härtung
durch Erhitzen auf etwa 150''C unterzogen, wobei das
Umhüllungsharz schmilzt und dann polymerisiert und sich dabei sowohl über die Schlcifkörner selbst als auch
über den Träger ausbreitet, so daß nach beendeter Polymerisation des Harzes eine gute Haftung der
Schlcifkörner gesichert ist. Als Harze werden hierbei hitzehärtbare Epoxy- oder Phenolharze verwendet. Auf
die so beschichteten Träger kann zusätzlich eine sehr dünne Harzschicht des Bindemittels aufgetragen und
einer erneuten Härtung unterzogen werden.
Diese FR-PS vermittelt demnach die Lehre, daß eine verbesserte Haftung zwischen Schleifkorn und Bindemittelmatrix
dadurch erreicht werden kann, wenn die Schleifkörner vor dem Einbetten in die Grundbindemittelschicht
auf dem Träger mit dem gleichen oder einem anderen Harzbindemittel als dem zur Grundschicht
verwendeten umhüllt worden sind und das Umhüllungsharz erst nach dem Einbetten vollständig ausgehärtet
26 OO 353
wird.
Aus der DE-OS 22 24 589 ist hingegen ein Schleifmaterial bekannt, bei dem sich auf einem flexiblen Träger
eine relativ dicke, flexible poröse Schleifschicht befindet, die das Schleifkorn enthält. Die Schleifkörner
werden dabei mit einem ersten Bindemitlei vorbeschichtet und dann mit einem zweiten Bindemittel
fixiert, wobei das erste Bindemittel eine geringere Wärmebeständigkeit als das zweite Bindemittel besitzt.
Durch diese unterschiedliche Wärmebeständigkeit der beiden Bindemittel werden Vorteile beim kontinuierlichen
Auftragsverfahren erreicht, weil dadurch ein Agglomerieren der Schleifkörner verhindert werden
soll. Dieser Vorteil bei der Herstellung ist aber aufgrund der thermolabilen Eigenschaften des ersten Bindemittels
mit einem leichteren Ausbrechen des Schleifkorns bei der Anwendung verbunden.
Bei allen bekannten flexiblen Schleifwerkzeugen mit
einer Bi.ndemittelmatrix auf Phenolha.'zbasis ist jedoch
nicht zu verhindern, daß der während des Schleifvorgangs auftretende Wärmestau zu einem thermischen
Abbau der Bindungskräfte in der das Schleifkorn umgebenden Matrix und damit zum Ausbrechen des
Schleifkorns führt. Es ist daher ebenfalls bereits bekannt, anstelle der bisher üblichen Kunstharzbindemittel
ausschließlich die thermisch beständigeren Polyimidharze als Bindemittel zu verwenden.
So können beispielsweise nach dem in der I 1S-PS
32 95 940 beschriebenen Verfahren Polyamidsaurc/wischenprodukte
zusammen mit Schleifkörnern auf einen Träger aufgebracht und anschließend auf dem Träger
durch Hitze- und/oder chemische Einwirkung in die Polyimide umgewandelt werden. Dieses Verfahren ist
jedoch ziemlich kompliziert und erfordert Spezialeinrichtungen für die Durchführung im kontinuierlichen
Auftragsverfahren. Darüber hinaus sind zur Verbesserung der thermischen und hydrolytischen Stabilität der
Polyimidstruktur Temperaturen von 300 bis 500''C erforderlich, wodurch bei diesem Verfahren die
Verwendung von einfachem Trägermaterial, wie Papier,
entfällt.
Es stellt sich somit die Aufgabe, beim Herstellen von
Schleifbändern eine Möglichkeit zu schaffen, um die fertigungstechnischen Vorteile bei der Verwendung von
Phenolresolen auf bestehenden Schleifbandfertigungsanlagen mit den schleiftechnologischen Vorteilen
thermisch beständigerer Amid- und/oder Imidgruppen enthaltender Harze zu kombinieren.
Diese Aufgabe bei Verfahren zum Herstellen von bahn- oder blattförmigen Schleifwerkzeugen durch
Aufbringen eines Harzbindemittels auf Phenolharzbasis und gegebenenfalls Füllstoffen als Grund- und Deckschicht
auf ein Trägermaterial und Einbetten von Schleifkörnern auf Grundlage von AbOi und/oder SiC
zwischen dieser Grund- und Deckschicht, wobei die Schleifkörner vor dem Einbetten mit einem anderen
Harzbindemittel als dem zur Grund- und Deckschicht verwendeten umhüllt worden sind und dieses Harzbindemittel
in einer Menge von 0.1 bis 15 Gewichtsteilen Festharz auf 100 Gewichtsttile Schleifkörner teilweise ,
oder vollständig ausgehärtet worden ist, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vor dem Einbetten mit
einem Amid- und/oder Imidgruppen enthaltenden Harzüberzug versehene Schleifkörner verwendet werden.
t
Unter den Amid- und/oder Imidgruppen enthaltenden Harzbindemitteln, die für die Umhüllung der
Schleifkörner vor dem Einbetten Verwendung finden.
sind Polyimide, die sowohl Imid- als auch Amidgruppen
enthalten, Polyesterimide und Polyhydantoine zu verstehen.
Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden diese Harzbindemittel vorteilhaft in
einer Menge von 1,5 bis 5 Gcwichtsteilen Festharz auf 100 Gewichisteile Schleifkörner eingesetzt. Die Harzbindemittel
werden vorzugsweise in Form einer 10- bis 30gew.-%igen Lösung in einem organischen Lösungs-,
mittel auf die Schleifkörner unter vollständiger Benetzung der Kornoberflächen aufgetragen.
Beispiele für derartige Lösungsmittel sind chlorierte Kohlenwasserstoffe, wie Dichlormethan, aromatische
Kohlenwasserstoffe, wie Toluol, Kresol oder Styrol. Durch Auswahl der Feststoffkonzentration in der
Lösung kann die Schichtdicke des Festharzes auf der Kornoberfläche beliebig variiert werden. Gegebenenfalls
können die Schleifmittel zusammen mit Füllstoffen, wie Caiciumfluorid, Kaliumfluoroborat oder Kryolith
, auf die Schleifkörner aufgetragen werden.
Das Verfahren ist einfach durchzuführen. Durch die Behandlung der Schleifkörner mit den Amid- und/oder
Imidgruppen enthaltenden Harzbindemitteln in einem getrennten Verfahrensschritt, das heißt bevor sie auf
den Träger aufgetragen werden, können diese für die teilweise oder vollständige Aushärtung beliebig hoch
erhitzt werden, um die thermische Stabilität der Polyimidstruktur zu verbessern. Für die anschließende
Beschichtung des Trägermaterials im kontinuierlichen Auftragsverfahren sind keine Spezialvorrichtunger,
erforderlich, sondern diese kann auf bereits vorhandenen Schleifbandfertigungsanlagen vorgenommen werden,
die üblicherweise für die Beschichtung mit Phenolharzen Verwendung finden.
Neben diesen fertigungstechnischen Vorteilen wird mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens aber auch
eine wesentliche Verbesserung der Kornhaftung in der Phenolharzmatrix erzielt, da offensichtlich durch die
Umhüllung der Schleifkörner mit den Amid- und/oder Imidgruppen enthaltenden Harzbindemitteln der während
des .Schleifvorgangs auftretende Wärmestau, der üblicherweise in der thermisch weniger beständigen
Phenolharzmatrix zu einem thermischen Abbau der Bindungskräfte führt, mit der Folge des Kornausbruchs
in seiner Wirkung herabgesetzt oder doch wesentlich vermindert ist, was sich in einer verbesserten Standzeit
des Schleifwerkzeugs äußert. Es war nicht vorhersehbar, daß mit der Umhüllung der Schleifkörner durch die
an sich bekannten thermisch beständigeren Amid- und/oder Imidgruppen enthaltenden Harzbindemittel in
der Phenolharzmatrix eine so ausgezeichnete Kornhaftungsverbcsserung
er/ielt werden konnte, die insbesondere unter den Bedingungen des Trockenschliffs eine
verbesserte Standzeit des Schleifwerkzeugs zur Folge hat. Der hiermit erzielte Schleiferfolg wird durch die
hohen Zahlcnwerte für den Schleifquotienten »Q«
belegt, wie aus den folgenden Beispielen ersichtlich.
Die Mischung, bestehend aus 30 Gewichtsteilen eines ungesättigten Polyesterimidharzes (unter Mitverwendung
eines Initiators, z. B. Säureperoxid, eines Accelerators, ζ. B. Kobaltoktoat, gefüllt mit Calciumcarbonat im
Verhältnis Festharz : Füllstoff wie I : 0.5) und Monostyrol
(2,5 Mol Monostyrol auf I Mol Doppelbindung des Polyesterimidharzes) und 70 Gewichtsteilen Dichlormethan,
wird zu 5 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile Schleifkorn (Korund. Körnung 24) durch Walzen bei
20°C aufgebracht. Das befeuchtete Schleifkorn wird unter Schüttelbewegung bei 60cC während 10 Minuten
getrocknet und anschließend bei 110°C während 5 Minuten gehärtet. Die Konglomerate an ummanteltem
Korn werden in einer Kugelmühle gebrochen und anschließend gesiebt, wobei Rest-Konglomerate und
Korn/Harzstaub entfernt werden. Die mikroskopische Überprüfung zeigt eine vollständige Ummantelung des
Korns.
Nach vorgenanntem Verfahren ummanteltes Schleifkorn wird auf eine im Walzenauftrag mit 175 g/m2
wäßrigem Phenolresol üblicher Provenienz beschichtete Vulkanfiberscheibe von 0,8 mm Dicke mit einer
Streudichte von 800 g/m2 aufgestreut, bei 40° bis 800C
während 20 Minuten getrocknet und anschließend mit einer Deckbindemittelschicht, bestehend aus wäßrigem
Phenolresol üblicher Provenienz und Caiciumcarbonat (Gewichtsverhältnis wie 1 : 1) beschichtet. Die Auftragsmenge der Harz-Füllstoff-Schicht beträgt 700 g/m2. Der
Härtevorgang der Einbindung erfolpt nach üblichen technischen Maßstäben, d. h. 2 Stunden bis zu 950C wird
vorgetrocknet und dann während 12 Stunden bei 1200C ausgehärtet.
Die Vulkanfiber-Schleifscheibe zum Vergleichstest wurde unter sonsi gleichen Bedingungen gefertigt, mit
dem Unterschied, daß Schleifkörner (Korund, Körnung 24) ohne Umhüllung mit einer stickstoffhaltigen
Polyester-Styrol-Copolymerisatschicht verwendet wurden.
Der Schleiftest am Winkelschleifer gegen Stahlblech im Flächenschliff erbrachte während der lOminütigen
Schleifdauer einen Schleifquotienten Qr = 25 für umhüllungsfreies Korn und Qr = 79 für umhülltes Korn.
Bei praktisch gleichbleibender Zerspanung ist der Kornverlust von 4,4 g/10 min für nicht umhülltes Korn
auf 1,2 g/10 min für umhülltes Korn zurückgegangen.
Beispiel 2
Die Lösung eines schwach verzweigten Polyhydantoinharzes (Viskosität der l5°/oigen Lösung in Kresol beträgt bei 20°C im Rotovisko 2000 ± 500 mPa · s) in Toluol mit 10% Festharzgehalt wird zu 15 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile Schleifkorn (Halbedeikorund, -, Körnung 24) durch Walzen bei 20°C aufgebracht. Das befeuchtete Korn wird unter Schüttelbewegung bei neigender Temperatur von 60° bis 1500C während 60 Minuten getrocknet, dann während zwei Stunden bei 2200C gehärtet. Die Konglomerate an ummanteltem
Die Lösung eines schwach verzweigten Polyhydantoinharzes (Viskosität der l5°/oigen Lösung in Kresol beträgt bei 20°C im Rotovisko 2000 ± 500 mPa · s) in Toluol mit 10% Festharzgehalt wird zu 15 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile Schleifkorn (Halbedeikorund, -, Körnung 24) durch Walzen bei 20°C aufgebracht. Das befeuchtete Korn wird unter Schüttelbewegung bei neigender Temperatur von 60° bis 1500C während 60 Minuten getrocknet, dann während zwei Stunden bei 2200C gehärtet. Die Konglomerate an ummanteltem
κι Korn werden in einer Kugelmühle gebrochen und anschließend gesiebt, wobei Konglomerate, die nicht
mehr augebrochen werden konnten, und Korn/Harzstaub entfernt wurden. Die mikroskopische Überprüfung
zeigt eine vollständige Ummantelung des Korns.
r> Nach vorgenanntem Verfahren ummanteltes Schleifkorn wird auf eine im Walzenauftrag mit 175 g/m2
wäßrigem Phenolresol üblicher Provenienz beschichtete Vulkanfiberscheibe von 0,8 mm Dicke mit einer
Streudichte von 800 g/m2 aufgestreut, bei 40° bis 8O0C
während 20 Minuten getrocknet und anschließend mit einer Deckbindemittelschicht, bestehend aus wäßrigem
Phenolresol üblicher Provenienz und Caiciumcarbonat (Gewichtsverhältnis wie 1 : 1) beschichtet. Die Auftragsmenge der Harz/Füllstoff-Schicht beträgt 700 g/m2. Der
.'j Härtevorgang der Einbindung erfolgt nach üblichen
technischen Maßstäben, d. h. 2 Stunden bis zu 950C wird
vorgetrocknet und dann während 12 Stunden bei 1200C ausgehärtet.
Die Vulkanfiberscheibe zum vergleichenden Schleiftest wurde unter gleichen Bedingungen gefertigt, mit
dem Unterschied, daß Schleifkörner (Halbedelkorund, Körnung 24) ohne Umhüllung verwendet wurden.
Der Schleiftest am Winkelschleifer gegen Stahlblech im Flächenschliff erbrachte während der lOminütigen
J") Schleifdauer einen Schleifquotienten von Qr = 25 für
umhüllungsfreics Korn und von Qr - 111 für umhülltes
Korn. Bei praktisch gleichbleibender Zerspanung ist der Kornverlust von 4,4 g/10 min für nicht umhülltes Korn
auf 0,8 g/10 min fürumhülltes Korn zurückgegangen.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zum Herstellen von bahn- oder blattförmigen Schleifwerkzeugen durch Aufbringen eines Harzbindemittels auf Phenolharzbasis und gegebenenfalls Füllstoffen als Grund- und Deckschicht auf ein Trägermaterial und Einbetten von Schleifkörnern auf Grundlage von Al2O3 und/oder SiC zwischen dieser Grund- und Deckschicht, wobei die Schleifkörner vor dem Einbetten mit einem anderen Harzbindemittel ais dem zur Grund- und Deckschicht verwendeten umhüllt worden sind und dieses Harzbindemittel in einer Menge von 0,1 bis 15 Gewichtsteilen Festharz auf 100 Gewichtsteile Schleifkörner teilweise oder vollständig ausgehärtet worden ist, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einbetten mit einem Amid- und/oder lmidgruppen enthaltendem Harzüberzug versehene Schleifkörner verwendet werden.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19762600353 DE2600353C2 (de) | 1976-01-07 | 1976-01-07 | Verfahren zum Herstellen von bahn- oder blattförmigen Schleifwerkzeugen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19762600353 DE2600353C2 (de) | 1976-01-07 | 1976-01-07 | Verfahren zum Herstellen von bahn- oder blattförmigen Schleifwerkzeugen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2600353A1 DE2600353A1 (de) | 1977-07-21 |
| DE2600353C2 true DE2600353C2 (de) | 1983-04-07 |
Family
ID=5967092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19762600353 Expired DE2600353C2 (de) | 1976-01-07 | 1976-01-07 | Verfahren zum Herstellen von bahn- oder blattförmigen Schleifwerkzeugen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2600353C2 (de) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US3578425A (en) * | 1967-03-14 | 1971-05-11 | Gen Electric | Diamond and boron nitride particles coated with a polymerized dianhydride |
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-
1976
- 1976-01-07 DE DE19762600353 patent/DE2600353C2/de not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2600353A1 (de) | 1977-07-21 |
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