183977. lajstromszámú szabadalom • Kerámiai kötőanyag és eljárás porózus korundköszörű testek előállítására
1 183 977 2 A találmány alkalmazási területe A találmány tárgya kerámiai kötőanyag javított tulajdonságú porózus korundköszörűtestek, különösen szabványporózus (TGL 29 - 806 jelű NDK-szabvány), a gyorsköszörüléshez használatos gyorsszerszámok előállítására. Az ismert műszaki megoldások jellemezése Az a—Alt03, a dotált korund és nagykorundtartalmú köszörűtestek régóta fontos csiszolószerek nehéz köszörülési munkák elvégzésére. A korundbázisú köszörűtestek teljesítőképessége a korund keménységén, magas olvadáspontján és a megmunkálandó anyagokkal szembeni kémiai passzivitásán alapszik (EL Hadert: Chemiker-Ztg. 90 {1966) 23, 801. old.). A kerámiai kötésű köszörűtestek a csiszolószemcsék és a kötőanyag kompozíció összekeverése, a nyers massza formázása, majd 1000 °C feletti hőmérsékleten végzett égetése útján állíthatók elő (S. Levine: Ceramic Age 64 (1954), 5., 13. old.; ugyanott 64 (1954) 6, 11. old.-tói kezdve; ugyanott 65 (1955) 1, 18. old. és 53. old.-tói kezdve). A kerámiai kötés főleg üvegből áll; másodlagos kristálykiválás lehetséges (M. W. Gormly: Amer. Ceram. Soc. Bull. 37 (1958) 3, 144. old.-tói kezdve). A kerámiai kötésű kész köszörűtest tulajdonságai szempontjából egyebek között az lényeges, hogy az üveges fázis a csiszolószemcséket teljesen nedvesítse és viszokózus folyással egymáshoz kösse, aminek következtében jó tapadás alakul ki; általában kívánatos, hogy az üveges fázis és a szemcsék között bizonyos affinitás álljon fenn (960 435 sz. német szabadalmi leírás). A kerámiai kötést a gyakorlatban különböző agyagásványok, földpát, mészpát, magnezit és adott esetben frittek keverékének 10-13. sz. Seger-kúpnak megfelelő hőfokon végzett égetésével alakítják ki (Ed. Foerst, W.: Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 3. kiadás, 12. köt., München-Berlin: Urban és Schwarzenberg 1960, 333. old.). Iparilag már bevált receptek az alábbi irodalomban találhatók: F. Singer, S. S. Singer: Industrielle Keramik, 2. köt.; Masszák, mázok, színező anyagok, előállítási eljárások, Berlin-Heidelberg-New York Springer 1969, 104. old. Az ott leírt porcelánszerű kötőanyagokon kívül zsírkőszerű összetételeket is javasoltak (861 528 sz. német szabadalmi leírás). Az égetési hőmérséklet mintegy 1100°C körüli értékre való csökkentése érdekében már régen csekély mennyiségű plasztikátok tartalmazó üveg bázisú kötőanyagokat alkalmaznak (F. Singer, S. S Singer fent megadott könyve; 2 907 148, 2 351 433, 2 324 377, 2 034 721 és 2 423 293 sz. amerikai egyesült államok-beli szabadalmi leírások, 1 261 009 és 960 435 sz. német szabadalmi leírás). A kerámiai kötőanyaggal kötött korundköszörűtestek fő hátránya a korlátozott használhatóságuk; kerületi sebességük nem haladhatja meg a 35 m|mp, kivételes esetekben 45 m/nrp értéket (lásd Ullmanns Encyklopädie, 15. köt (1964), 201. old.). A köszörülési technika jelenlegi gyakorlatából ismert, hogy a köszörűtestek használati tulajdonságainak javítása, főleg maximális kerületi sebességüknek 50 in/mp feletti értékre való fokozása számos előnnyel jár, főleg a forgácsolási teljesítmény, a megmunkálandó szerszám felületi minősége, a kopás és a ráfordított vágóerők csökkentése szempontjából. Ezért már olyan kerámiai kötőanyagot is javasoltak, amellyel a maximális kerületi sebesség 50—70 m/mp-re javítható. A 95 766 sz. NDK- 5 beli szabadalmi leírásban boroszilikát-üveg és talkum keverékét javasolják, míg a 95 985 sz. NDK-beli szabadalmi leírás |3-szpódumén, boroszilikát-üveg és kriolit (Na3AlF6) bázisú összetételt ismertet; a 95 986 sz. NDK-beli szabadalmi leírás szerint járulékosan még 10 talkumot adnak a kötőanyaghoz. A mindkét javaslat szerint szükséges fi-szpódumént az a-szpódunrén 950— 1000 °C között végzett hőkezeléssel kell előállítani. A 104 939 sz. NDK-beli szabadalmi leírásban ismertetett kötőanyag bárium-oxid-tartalmú boroszilikát-üveg- 15 bői és az alkálifémek, illetve alkáliföldfémek foszfátjaiból áll. A 2 258 540 sz. NSZK-beli közrebocsátási irat szerint 1—7 tömeg% báriumoxidot adnak a szokásos kötőanyaghoz. A felsorolt adalékokkal készített masszák égetési hőmérséklete 1250 °C és 1280 °C közötti, elő- 20 uyösen 1270 °C körüli hőfok, égetési idejük mintegy 2 óra; az égetési intervallum tehát szűk. A kapott köszörűtestek kizárólag gyorsköszörülésre alkalmasak, maximális kerületi sebességük 70 m|mp. Ez az összes javaslat fő hátránya. 25 A köszörűgépek és automaták jelenlegi fejlesztési trendje egyértelműen a gyorsköszörülés előtérbe kerülését mutatja. Az ehhez használható köszörűtesteknek használati tulajdonságai optimálisak kell, hogy legyenek, a maximális kerületi sebesség legalább 80 m/mp legyen. 30 Az utóbbi követelmény a manapság általában fennálló engedélyezési szempontok figyelembevételével mintegy 150 m/mp-es törő kerületi sebességet (Vb) tételez fel. A technika mai állása szerint a szabványporózus, a szokásos módon kerámiai kötőanyaggal előállított korund- 35 köszörűtestek a gyorsköszörülés követelményeit nem elégítik ki (105 755 sz. NDK-beli szabadalmi leírás). Ismert, hogy a korundköszörűtestek porózitásának erősebb fokozásával a mechanikai tulajdonságaik jelentősen romlanak. A tapasztalat azt mutatja, hogy a 40 kerámiailag kötött, nagyon porózus köszörűszerszámok maximális kerületi sebessége legfeljebb 40—45 m/mp. A találmány célja 45 A találmány célja olyan kerámiai kötőanyag kidolgozása volt, amellyel javított használati tulajdonságú porózus korundköszörűtesteket, főleg a gyorsköszörülésre alkalmas, szabványporózus köszörűszerszámokat 50 lehet előállítani. A találmány lényegének ismertetése 55 A találmány feladata olyan kötőanyag kombináció feltalálása volt, amellyel a legkülönbözőbb korundcsiszolószemcsék, így a-alumíniunroxid, dotált korund vagy sok korundot tartalmazó fázisok kerámiailag porózus köszörűtestté köthetők az alábbi feltételek mellett: 60 — égetés után a cserép szerkezete az egész keresztmetszeten át egyforma legyen (a szemcsék és pórusok közel statisztikai eloszlása; „közönséges kerámiai szerkezet”), — a termék előállítását a hagyományos technológiá- 65 val bevált berendezésekben lehessen elvégezni,
