專利名稱：磨料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以氧化鋁為基的經(jīng)表面處理的研磨用顆粒以及一種由此制成的，特別是一種在基體上施加的磨料。
砂紙是一種公知的磨料形式，它在單個(gè)磨粒之間具有大的空隙，所有磨粒的切削尖端均在同一的平面中且與基體的平面平行。為了制作這種砂紙，則把合成樹脂層或者膠合層涂敷在基體上，然后以靜電的方式跟重力相反地撒入一定數(shù)量的磨粒，從而豎立在第一膠合層中(聯(lián)邦德國公開說明書第2125942號)。
結(jié)果表明它是有缺點(diǎn)的，即這些在電場下這種制作方法中的裸露的磨粒具有差的彈性(Springverhalten)和修整性能。例如，公知的聯(lián)邦德國公開說明書第2125942號中曾提出，為了抑制由于靜電充電的強(qiáng)度太微弱而使磨粒從基體上落下，則把一種高粘性的物質(zhì)涂敷成一層較薄的膜，只要把磨粒保持到將其埋入膠合層之中。
靜電涂敷法存在的一些缺點(diǎn)是必須顯著地提高電場電壓，從而出現(xiàn)不希望有的放電或者必需在制作區(qū)有高的相對空氣濕度。
但是，所有這些措施不可能阻止大多數(shù)情況下用磨粒涂敷基體的不正?，F(xiàn)象和使廢品率提高，因?yàn)樵谀チ系纳a(chǎn)批料之內(nèi)還要確定彈性方面的主要差別，從而大大地降低了生產(chǎn)率。
另一個(gè)缺點(diǎn)在于，磨粒在基體中的固定強(qiáng)度是不夠的，由此導(dǎo)致只好忍受這種磨料的磨削率的損失。
本發(fā)明的目的在于提供一種不存在上述缺點(diǎn)的磨粒。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，即用一種吸濕性的物質(zhì)和(或)親水的物質(zhì)對磨粒進(jìn)行表面處理，此時(shí)該物質(zhì)的量為磨粒量的0.001～5.0%(重量)，最好該物質(zhì)量為磨粒量的0.1～0.5%(重量)。
為了查明所說的磨粒是否具有所要求的性能，則以磨料的比電阻確定磨粒的電導(dǎo)率以對它進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟樽C，結(jié)果證明，它是合乎目的的。合適的比電阻為小于3.5×1010歐姆×厘米，最好為0.05×1010～2.5～1010歐姆×厘米。
按照FEPA標(biāo)準(zhǔn)，本發(fā)明的適合的磨粒為以細(xì)粒，特別以粗粒的氧化鋁為基的磨粒。
剛玉被認(rèn)為是以氧化鋁為基的磨粒，如白剛玉、高純電冶剛玉、標(biāo)準(zhǔn)剛玉、經(jīng)高溫處理的藍(lán)剛玉、鋯剛玉、燒結(jié)剛玉或者相應(yīng)的單相或多相組分。還可以使用各種不同剛玉例如白剛玉、藍(lán)剛玉、鋯剛玉、燒結(jié)剛玉的混合物。
為了達(dá)到本發(fā)明的目的，所述的磨粒必須用一種吸濕性的物質(zhì)和(或)親水的物質(zhì)涂敷。
用作吸濕性的物質(zhì)可以是周期表中的Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ族、主族金屬的或Ⅰ或Ⅱ族過渡金屬的碳酸鹽、碳酸氫鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽、氟化物或者氯化物，但是適合的為碳酸鈉、碳酸氫鈉、氯化鎂、硝酸鈣、氯化鐵可以單獨(dú)的或者混合物使用。
用作親水的物質(zhì)有微細(xì)粉末金屬氧化物，例如二氧化硅、氧化鋁或者二氧化鈦，可以單獨(dú)的或者以它們相互的混合物使用。
微細(xì)粉末金屬氧化物的以d50數(shù)值表示的初級顆粒粒度，適合的為1～500毫微米，最好為10～50毫微米，適合的比表面積為5～500米2/克，最好為50～380米2/克。
也可以用吸濕性物質(zhì)和親水物質(zhì)以任何比例組成的混合物，只要其含量在給出的數(shù)值范圍之內(nèi)。
根據(jù)涂敷，可以使用于不同目的的磨粒。
用吸濕性的物質(zhì)和(或)親水物質(zhì)涂敷過的以氧化鋁為基礎(chǔ)的磨粒特別適合于電場下具有一種增附劑的基體的平均涂敷，因此適合于改善分散性。
對這址椒ɡ此擔(dān)搜躉林?，还可用与茰O沼窕旌系娜魏位旌銜錚蕕緋∠碌ジ鱟櫸值牟煌栽人遣豢贍蓯褂?，但是皽悮织d⒚韉拇磧捎誥哂邢嗤牡裕識鞘強(qiáng)梢允褂玫摹 本發(fā)明所需的電場強(qiáng)度為20，000～100，000v/m。涂敷在環(huán)境的相對濕度為30～90%下進(jìn)行。
采用以經(jīng)極細(xì)的親水物質(zhì)處理的磨粒為基的磨料，還能使磨粒在柔韌性的基體上或者在與合成樹脂結(jié)合的磨料中顯示出突出的鑲嵌或附著性能。這樣的磨料特別適合于必須具有高磨削率的磨帶和砂輪。
用作基體的有公知的可優(yōu)選利用的材料，如紙、塑料、亞麻布或者應(yīng)用的纖維增強(qiáng)的織物類型。通常，增附劑被涂敷在這些基體的一側(cè)上。
用作增附劑的有常用的膠料或者粘合劑，如木膠、酚醛塑料、酚醛樹脂、聚醛樹脂、尿素樹脂、甲醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂或者聚氨酯樹脂。
在基體上涂敷之前，本發(fā)明先用吸濕性物質(zhì)和(或)親水物質(zhì)處理磨粒。為此，要使吸濕性物質(zhì)溶解，使不溶的親水物質(zhì)在載體中分散，把磨粒或者所述的磨?；旌衔锛尤氲剿f的溶液或懸浮液中，通過干燥，例如通過蒸發(fā)或者噴霧干燥，使其干縮，從而使溶劑或者載體分離。必須稱量單個(gè)組分，以致于得出一種用于本發(fā)明的磨粒和物質(zhì)組分的涂敷的磨粒。
另一種用高分散親水物質(zhì)處理可能性在于，把磨粒放入混合機(jī)中(擺動(dòng)式混合機(jī)、回轉(zhuǎn)式混合機(jī)、重力式混合機(jī))并與諸如由所述的材料中選擇的物質(zhì)或者與由所述的一系列材料組成的一種混合物干混。
本發(fā)明的重量比通過適當(dāng)選擇磨粒與物質(zhì)的數(shù)量來調(diào)整。
然后，可以把經(jīng)處理的磨粒輸?shù)焦耐糠笤O(shè)備中，在其中以公知方式進(jìn)行制作。
憑借對照研究指出，用相應(yīng)地制作的磨粒，一方面可以明顯地改善分散性，另一方面還可以明顯地改善磨削率。
實(shí)施例1使用由不同生產(chǎn)批料制成的，按FEPA標(biāo)準(zhǔn)粒度為36和60的經(jīng)高溫處理的標(biāo)準(zhǔn)剛玉(Dural HT)，均分各自的試料數(shù)量，其中一半按照本發(fā)明，用高分散Al2O30.2%(重量)[d50＝20毫微米，BET＝100±15米2/克(注BET法為Brunauer-Emmett-Teller-Methode的縮寫，測定表面積的方法)通過在水中打成漿，再在200℃下干燥制成。在保持恒定含量的條件下，在一種測試儀中測定分散性，此時(shí)作為用于分散性的組分的重量百分比的度量單位，即為粘附在粘結(jié)帶上的顆粒，為此它們必須地電場下克服重力從基體跳到粘結(jié)帶上。以保持恒定的條件在圓柱狀的顆粒堆(直徑30毫米，粒量2克)中測定表面電導(dǎo)性一以比電阻值表示。
測量儀手搖發(fā)電機(jī)5.000V，測量范圍1×106～4×109歐姆其結(jié)果示于表Ⅰ表ⅠDuralHT粒度36未經(jīng)處理用AlO0.2%處理過A 比電阻歐姆×厘米 ＞12×10100，4×1010分散性%892B 比電阻歐姆×厘米 ＞12×10100，2×1010分散性%1296C 比電阻歐姆×厘米 ＞12×10101，0×1010
分散性%096粒度60DuralHTD 比電阻歐姆×厘米 ＞12×10100，9×1010分散性%496E 比電阻歐姆×厘米 ＞12×10100，6×1010分散性%5496F 比電阻歐姆×厘米 ＞12×10100，9×1010分散性%1294實(shí)施例2同實(shí)施例1所述，僅用高純電冶剛玉作為磨粒，用Al2O30.2%(重量)經(jīng)干混處理。
其結(jié)果顯示于表Ⅱ表Ⅱ高純電冶剛玉未經(jīng)處理用Al2O30.2%處理過粒度36(Abramant
)A 比電阻歐姆×厘米 ≥12×10100，4×1010分散性%2696B 比電阻歐姆×厘米 ≥12×10101，5×1010分散性3296C 比電阻歐姆×厘米 10×10100，6×1010分散性%5097實(shí)施例3用吸濕性物質(zhì)
使該物質(zhì)溶解在水中，加入磨料并在200℃下蒸發(fā)來制作粒度為60的DuralHT試樣。這里顯然可不再測定分散性，因?yàn)楸砻骐妼?dǎo)性即各自以比電阻作測量單位就足夠了。其結(jié)果示于表Ⅲ表ⅢDuralHT粒度60未經(jīng)處理經(jīng)處理物質(zhì)FeCl312×1010歐姆×厘米 ＜0，02×1010歐姆×厘米NaHCO312×1010歐姆×厘米 ＜0，02×1010歐姆×厘米MgCl212×1010歐姆×厘米 ＜0，02×1010歐姆×厘米Ca(NO3)212×1010歐姆×厘米 ＜0，02×1010歐姆×厘米由比電阻可以看出，為了達(dá)到本發(fā)明的比電阻，添加吸濕性物質(zhì)的數(shù)量大體上可以小于0.5%(重量)。另外，用碳酸氫鈉0.01(重量)來制作粒度為36的DuralHT試料粒度36DuralHT未經(jīng)處理經(jīng)處理NaHCO3＞12×1010歐姆×厘米 0，1×1010歐姆×厘米實(shí)施例4均分粒度為36(Dural HT)經(jīng)高溫處理的藍(lán)剛玉的生產(chǎn)批料，其中一半按照本發(fā)明用Al2O30.2%(重量)(初級粒度d50＝20毫微米，BET＝100±15米2/克)在重力式混合機(jī)中干混來處理。在恒定的條件下，用這些試料在恒定條件下制作韌性的磨帶，用工業(yè)帶式磨床對寬3毫米的鋼板棱邊進(jìn)行試驗(yàn)(鋼板材料DIN17222 Nr.10605)。以最大的加工總棱邊長度以及帶的磨除量作為磨削率的測量單位。其結(jié)果示于表Ⅳ。
表ⅣDuralHT粒度36未經(jīng)處理經(jīng)處理磨除量，克9301170加工棱邊長度，米6，28，8
實(shí)施例5均分粒度為F24(Dural HT)經(jīng)高溫處理的藍(lán)剛玉的生產(chǎn)批料，其中一半接照本發(fā)明用Al2O30.2%(重量)(初級粒度d50＝20毫微米，BET＝100±15米2/克)在重力式混合機(jī)中干混來處理。
用這些試料，在恒定的條件下，以下述配方制作切割圓盤。
圓盤的組分有酚醛樹脂(粉末狀和流體狀)19%(重量)磨粒68%(重量)填料13%(重量)在加入流體狀酚醛樹脂的情況下，加入顆粒狀原料把粒狀原料加工成能成細(xì)三角狀的均質(zhì)料并且在壓力為200公斤/厘米2的壓機(jī)中在添加外面為二層織物的情況下，在壓模中壓制。圓盤的硬化諸如通常在190℃烘箱中進(jìn)行。
用一臺商用切割機(jī)對橫載面尺寸為50×20毫米的18/8鎳鉻扁鋼作切割來求得磨削率。為此，每片圓盤完成10個(gè)切割面，以圓盤效率作為測量單位，求得由此產(chǎn)生的磨損。這表明“圓盤直徑減少毫微米”。其結(jié)果示于表Ⅴ。
表Ⅴ圓盤尺寸(毫米)230×2.5×2218/8鎳鉻扁鋼50×20毫米10個(gè)切割面粒度F24DuralHT 未經(jīng)處理經(jīng)處理直徑減少(毫米)446454
截面5mm4mm相對效率因數(shù)100%120%
權(quán)利要求
1.一種以氧化鋁為基的磨粒，其特征在于所說的磨粒用一種吸濕性物質(zhì)和(或)一種親水物質(zhì)進(jìn)行表面處理，此處物質(zhì)數(shù)量占磨粒數(shù)量的0.001～5.0%(重量)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨粒，其特征在于物質(zhì)數(shù)量占磨料數(shù)量的0.1～0.5%(重量)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的磨粒，其特征在于經(jīng)處理的磨粒的表面電導(dǎo)性，以顆粒堆的比電阻來測定，小于3.5×1010歐姆×厘米，最好為0.05×1010～2.5×1010歐姆×厘米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3所述的磨粒，其特征在于用作吸濕性物質(zhì)的有周期系中的Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ族、主族金屬或者Ⅰ或Ⅱ族過渡金屬的碳酸鹽、碳酸氫鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽、氟化物或者氯化物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4所述的磨粒，其特征在于用作吸濕性物質(zhì)的有碳酸鈉、碳酸氫鈉、氯化鎂、硝酸鈣或者氯化鐵。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～3所述的磨粒，其特征在于用作親水物質(zhì)的有極微細(xì)粉末金屬氧化物，其以d50值表示的初級顆粒的粒度為1～500毫微米，其按照BET法測定的比表面積為5～500米2/克。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磨粒，其特征在于用作親水物質(zhì)的有極微細(xì)粉末金屬氧化物，其以d50值表示的初級顆粒的粒度為10～50毫微米，其按照BET法測定的比表面積為50～380米2/克。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、6和7所述的磨粒，其特征在于用作親水物質(zhì)的有極微細(xì)粉末二氧化硅、氧化鋁或者二氧化鈦。
9.一種用根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨粒，通過涂敷一種在基體上存在的增附劑來制作的磨料，其特征在于所說的磨料在處理環(huán)境中相對空氣濕度為30～90%下，在電場為20，000～100，000v/m，用一種吸濕性物質(zhì)或者親水物質(zhì)涂敷。
全文摘要
本發(fā)明敘述了一種以氧化鋁為基的新型磨粒，這種新型磨粒以良好的分散性以及以在韌性磨粒中或者在與合成樹脂結(jié)合的磨體中以良好的鑲嵌性著稱。
文檔編號C01F7/02GK1031243SQ88104040
公開日1989年2月22日 申請日期1988年6月28日 優(yōu)先權(quán)日1987年7月24日
發(fā)明者賴納·孔茨, 阿爾貝特·巴布爾, 阿萊斯·察恩特奈斯克, 賴納·迪特里希 申請人:隆察股份公司