DE2835543A1 - Nichttoxischer aktiver fuellstoff in schleifscheiben - Google Patents
Nichttoxischer aktiver fuellstoff in schleifscheibenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen nichttoxischen aktiven Füllstoff für Schleifscheiben.
Schleifscheiben, z.B. zum Trennschleifen, bestehen aus einem Schleifmittel, einem Bindemittel und aktiven Füllstoffen.
Die Wirkungsweise dieser Füllstoffe ist nicht mit hinreichender Sicherheit geklärt , möglicherweise haben
sie die Aufgabe, während des Schleifvorganges die Kontaktzone
zu kühlen und zwischen Schleifmittelkorn und Werkstück einen Schutz- und Gleitfilm zu bilden. Dadurch wird eine
übermäßige Abnutzung der Schleifscheiben verhindert und
eine gute Schnittqualität erreicht. Bei Abwesenheit derartiger aktiver Füllstoffe zeigt die Schnittfläche Anlauffarben,
während sie bei Verwendung eines wirksamen Füll-Stoffs ein blankes Aussehen aufweist.
Im Laufe der Zeit wurde eine große Anzahl von Substanzen zum Einsatz als aktive Füllstoffe vorgeschlagen. Nach
US-PS 2 216 135 kann man z.B. alle nicht wasserhaltigen,
aber wasserlöslichen, nicht oxidierenden anorganischen Alkali- und Erdalkalisalze mit Schmelzpunkten von 700 12000C
als aktive Füllstoffe verwenden. Gemäß US-PS
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1.984.423 können aber auch oxidierende Stoffe, wie Kaliumpermanganat oder Natriumbichromat, oder gemäß US-PS
2.258.774 niedrig schmelzende Metalle, wie Zink, Cadmium, Zinn, Blei, Antimon und Wismut, eingesetzt werden. In der
Technik haben sich jedoch insbesondere für Verwendung in·
Trennschreiben nur Bleichlorid (PbCl^) und Antimonsulfid (Sb0S.,) durchgesetzt, evtl. im Gemenge mit weiteren Hilfsstoffen.
Beim Schleifvorgang verdampfen diese Stoffe. Da Blei und
Antimon eine hohe Toxizität aufweisen, ergeben sich bei Verwendung von mit diesen Stoffen ausgerüsteten Schleifscheiben
Umweltprobleme. Man hat versucht, dem Rechnung zu tragen, indem die Schleifmaschinen mit Absaugvorrichtungen
ausgerüstet wurden. Diese Vorrichtungen sind jedoch sehr aufwendig, erschweren die Schleifarbeiten und vermögen
häufig auch nicht die Einhaltung der gesetzlich vorgeschriebenen MAK-Werte zu gewährleisten. Deswegen
erschien es zweckmäßiger, die umweltbelastenden Substanzen
20 zu vermeiden.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, Bleichlorid
bzw. Antimonsulfid als aktiven Füllstoff in Schleifscheiben durch einen ähnlich wirksamen, ungiftigen und preiswerten
Stoff zu ersetzen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Einsatz von Alkalichloroferraten (II,III) der allgemeinen Formel I
3b AxFe+; Fe+^+Clx + 2y + 3 z (D
wobei A = mindestens ein Alkalimetall- bzw. Ammoniumion,
x =1 bis 10,Y=O bis 1, ζ = 0 bis 1 ist und y und ζ nicht gleich- , .
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zeitig O sind. Insbesondere eignen sich als aktiver Füllstoff
Alkalichloroferrate (II) der allgemeinen Formel I, wobei A mindestens ein Alkalimetallion, χ = 1 bis 6, y = 1
und z=0 ist in Mengen von 5 bis 15 Gew.-% bezogen auf das Gewicht der gesamten Schleifscheibe.
Die erfindungsgemäß als aktiver Füllstoff für Schleifscheiben zu verwendenden Alkalichloroferrate (II,III) sind
nichttoxisch und hinsichtlich der Schnittleistung ähnlich wirksam wie die zu ersetzenden toxischen Stoffe. Sie sind
darüberhinaus auch preiswert herzustellen, z.B. nach einem in einer getrennten Anmeldung verfolgten Verfahren, bei
dem ein oder mehrere Alkalichloridebzw.Ammonchlorid,wasserfreies
Eisen(III)chlorid und Eisenpulver miteinander verschmolzen
werden.
Als Alkalimetallionen kommen im Prinzip Lithium-, Natrium-
und Kaliumionen in Betracht. Auch der Einbau von Ammoniumionen anstelle von Alkalimetallionen bzw. zusätzlich zu
diesen kann in Betracht gezogen werden. Der Einbau von Lithiumionen bringt allerdings Nachteile mit sich. Bei der
technischen Anwendung muß der aktive Füllstoff eine möglichst kleine Hygroskopizität besitzen. Die Hygroskopizität
des erfindungsgemäßen Füllstoffes hängt von Art und Menge des Alkaligehalts und vom Eisen(III)-gehalt ab. Sie
vermindert sich in der Reihe Lithium, Natrium, Kalium.
Zu geringer Alkaligehalt und zu großer Eisen (III)-Gehalt erhöhen die Hygroskopizität. Sehr großer Alkaligehalt
erhöht die Hygroskopizität ebenfalls. Am vorteilhaftesten sind Eisen(III)-arme Natrium- bzw. Kaliumchloroferrate,
etwa der Zusammensetzung A FeCl _ (x = 1 bis 6), also
z.B. die bekannten Verbindungen KFeCl3, K3FeCl4,
NaKoFeCIg oder Mischungen derselben untereinander oder
im Gemisch mit Kaliumchlorid bzw. Natriumchlorid.
Die erfindungsgemäßen Füllstoffe können allein oder mit
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ORIGINAL INSPECTED
f-
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anderen Füllstoffen gemischt für Schleifscheiben verwendet
werden.
Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Füllstoffe für Schleifscheiben
hat es sich überraschenderweise herausgestellt, daß man gegenüber der Verwendung von Bleichlorid und
•Antimonsulfid mit erheblich kleineren Mengen auskommen kann, ohne daß die Schnittqualität leidet. So genügt
ein Zusatz von 10 % Alkalichloroferrat (II) anstelle von
20 % Bleichlorid. Dies wirkt sich in vorteilhafter Weise so aus, daß die Sprenggeschwindigkeit, d.h. die Umfangsgeschwindigkeit, bei der die Schleifscheibe zerspringt,
der mit dem erfindungsgemäßen Füllstoff hergestellten Schleifscheibe um etwa 10 % gegenüber den mit Bleichlorid
hergestellten gesteigert werden kann.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele erläutert, ohne sie jedoch in irgendeiner Weise darauf zu beschränken.
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ORIGINAL INSPECTED
Es wurden gleichartige Versuchs-Trennschleifscheiben aus
Phenolharz, Korundpulver und aktivem Füllstoff von ca. 600 mm Durchmesser und ca. 8 mm Dicke hergestellt. Die Scheiben
wurden auf einer Schleifmaschine mit steigender Umfangsge-5 schwindigkeit in Rotation versetzt bis eine Zerstörung
eintrat. Der entsprechende Wert ist unter Sprenggeschwindigkeit in Tabelle I aufgeführt.
Sodann wurden Scheiben gleicher Zusammensetzung zum Trenn-10 schleifen eingesetzt. Dazu wurden stabförmige Werkstücke
von 100 χ 100 mm Querschnitt aus einer für Prüfzwecke
standardisiertaiLegierung "CK 45 normalisiert" eingesetzt.
Es wurden mit der jeweiligen Trennscheibe eine Anzahl von Schnitten senkrecht zur Längsachse durchgeführt und der
15 Durchmesserverlust der Trennscheibe pro Schnitt bestimmt.
Außerdem wurde die spezifische Trennleistung ermittelt, die
2 sich aus Abnahme des Werkstücks pro Zeit in cm /s ergibt,
und der Leistungsfaktor ermittelt, der den Quotienten aus
Abnahme des Werkstücks und Abnahme des Querschnitts der
20 Trennscheibe, jeweils gemessen in cm , darstellt. Darüber-
hinaus wurde die Leistungsaufnahme der Schleifmaschine während des Schleifvorgangs registriert und das Profil
der Trennscheibe und das Aussehen der Schnittfläche des Werkstücks nach dem Schleifvorgang begutachtet. Die entsprechenden
Werte sind in Tabelle I zusammengestellt.
Die in Tabelle I mit V 1 und V 2 bezeichneten Beispiele sind Vergleichsbeispiele ohne Verwendung eines aktiven
Füllstoffs bzw. mit Bleichlorid als Füllstoff gemäß Stand der Technik.
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ORIGINAL INSPECTED
■Tabelle I
a) Beispiel Nr,
V 2
b) Füllstoff
c) Gew.-% Füllstoff
d) Scheibendurchmesser (mm)
e) Scheibendicke (mm)
f) Scheibengewicht (kg)
g) Sprenggeschwindigkeit (m/s)
h) Anzahl der Schnitte i) Umfangsgeschwindigkeit (m/s)
k) Leistungsaufnahme (A) 1) Durchmesserverlust
pro Schnitt (mm) m) Spez.TrennIeistung
(cm2/s)
n) Leistungsfaktor o) Scheibenprofil p) Schnittqualität
PbCl.
21
14-15
K2FeCl4
10,4
| 605 | 600 | 603 |
| 7,9 | 7,6 | 7,9 |
| 5,1 | 5,8 | 5,3 |
| 160 | 144 | 156 |
| 2x5 | 2x5 | 3x5 |
| 100 | 100 | 100 |
| 120 | 120 | 125 |
24-26
Na2FeCl4
10,7
600 8,2 5,3
155
4x5
100 120
23-26
| K2FeCl4 · | K2FeCl4 |
| K FeCl3 | 2KCl |
| 10,0 | 8,6 |
| 605 | 602 |
| 7,9 | 8,0 |
| 5,3 | 5,3 |
| 155 | 155 |
| 4x5 | 4x5. |
| 100 | 100 |
| 130 | 130 |
23-25
17-19
| 6,9-7 | ,0 | 7,3-7 | ,4 | 6,6-6 | ,8 | 6,6-6 | ,8 | 6,6-6 | ,8 | .6,6-6, | 8 |
| 1 ,2-1 | ,3 | 3,6-3 | ,8 | 2,1-2 | ,2 | 2,1-2 | ,3 | 2,1-2 | ,3 | 2,8-3, | 1 |
| rund | eckig | eckig | eckig | eckig | eckig | ||||||
| blau | blank | blank | blank | blank | blank |
Claims (3)
1. Nichttoxischer aktiver Füllstoff für Schleifscheiben ,
dadurch gekennzeichnet, daß er besteht aus Alkalichlorof erraten (II,III) der allgemeinen Formel I
" A Fe++ Fe+++ Cl (I)
b Äx*e y *e ζ C1x+2y + ζ
wobei A = mindestens ein Alkalimetall· bzw. Ammoniumion, χ = 1 bis 10, y = 0 bis 1 und ζ = 0 bis 1 ist und y
und ζ nicht gleichzeitig 0 sind.
2. Verwendung von Alkalichloroferrat (II) der allgemeinen
Formel I, wobei A mindestens ein Alkalimetallion, χ = 1 bis 6, y = 1 und ζ = 0 ist, als nichttoxischer
aktiver Füllstoff in Schleifscheiben in Mengen von 5 bis 10 Gew.-% bezogen auf das Gewicht der gesamten Schleifscheibe.
3. Schleifscheiben dadurch gekennzeichnet, daß sie als
nichttoxischen aktiven Füllstoff Alkalichloroferrate (TI,III) der in Anspruch 1 angegebenen Formel enthalten.
030009/0161
©FUQiNAL INSPECTED
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