开孔的、陶瓷结合的磨具、用于其制造的方法以及用于其制造的致孔剂混合物技术

在用于制造开孔的陶瓷结合的磨具的方法中使用由具有不同的烧成曲线的至少两种聚合物构成的致孔剂混合物，所述烧成曲线的最大值相差至少20℃。优选地，所述聚合物是热塑性塑料，所述热塑性塑料能够在燃烧时只分解成CO2和水。产生的磨具具有多峰的孔大小分布。

Open - hole, ceramic - bonded abrasives, methods for its manufacture, and a mixture of pore - causing agents for its manufacture

A pore forming agent mixture consisting of at least two polymers with different burning curves is used in the method of making ceramic bonded grinding tools for opening holes. The maximum value of the firing curves is at least 20 degrees. Preferably, the polymer is a thermoplastic, and the thermoplastic can be decomposed only into CO2 and water at the time of combustion. The production of the grinding tool has a multi peak distribution of the size of the hole.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】开孔的、陶瓷结合的磨具、用于其制造的方法以及用于其制造的致孔剂混合物
本专利技术涉及一种用于制造开孔的陶瓷结合的磨具的方法以及其适合的致孔剂，其中将包括至少两种聚合物的致孔剂混合物用作致孔剂。此外，本专利技术还涉及一种能按照根据本专利技术的方法制造的开孔的、陶瓷结合的磨具。
技术介绍
在尤其用于表面处理的技术中使用陶瓷结合的磨具。为了制造磨具，将磨粒，例如这种基于氧化铝、碳化硅、金刚石或CBN的磨粒，与粘合剂并且必要时其他的添加剂，例如填充材料、磨削活性物质、致孔剂或暂时性粘合材料加工成混合物，所述混合物然后压制成期望的形状。紧接着，干燥在此产生的生坯，必要时在适合的温度下清除添加的致孔剂并且紧接着烧瓷。根据使用目的，磨具具有确定的孔隙度，其中孔应当实现有效地使用冷却润滑剂并且吸收和引离磨削屑，使得在工件热负荷小的情况下实现高的材料剥离。常见的是：向混合物添加人造致孔剂，其中所述致孔剂是能够在低温下通过蒸发、升华或燃烧从生坯中除去的物质。用于陶瓷结合的磨具的、最著名的且总是最多使用的致孔剂是萘，所述萘已经能够在大约80℃下通过升华除去。尤其在毒性方面并且也主要在强的且典型的固有气味方面可见应用萘的缺点，使得生产厂中的工人和居民受排气困扰并且危害健康。尽管采取相应的耗费的且成本密集的保护措施，但在使用萘时不能够完全避免环境危害和困扰。因此，过去采取大量试验来通过替选的致孔剂来替代萘，然而，这经常败于：这些替选的物质不显示出或仅不充分地显示出对于制造陶瓷结合的磨具所需要的正面特性，即例如在造型之后小的回弹，良好的混合性能，与液体湿润体系相关的小的泡胀趋势，在制成物中稳定的、均匀的分布和小的分离趋势，少量放热的且尽可能不含残留物的烧尽特性。在EP2540445A1中描述一种用于由粘结磨料制造工具的方法，其中将二羧酸以及二羧酸和二羧酸的水合物的混合物用作致孔剂。该方法的缺点在于：在二羧酸分解时释放巨大的气体体积，所述气体体积能够引起生坯的机械损伤，这必须通过时间耗费的且成本耗费的温度控制来避免。此外，二羧酸必须附加地用相对大的耗费在添加粘合剂的条件下造粒，以便能够无问题地在用于生坯的混合物中使用，这使磨具的制造附加地复杂化并且变贵。DE19628820A1描述一种用于制造多孔的陶瓷制品的方法，其中将以固体聚集态形式存在的、在物料中不溶解的或不可泡胀的、不可变形的、由聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯构成的丙烯酸酯玻璃作为能燃尽的致孔剂添加给陶瓷物料，其中所述丙烯酸酯玻璃能以限定的粒度分类。上述文献中描述的方法的缺点在于：燃尽时，在狭窄的温度区间中释放丙烯酸酯玻璃的燃烧和分解产物，由此短期极其强烈地对要用于净化排气的再燃烧装置加负荷，这随之引起不完全燃烧的危险，从而加重环境负荷。此外，聚丙烯酸酯也不完全无臭味地燃烧，当较大的量突然燃烧时，这尤其表现为是负面的。此外，存在通过在致孔剂被烧尽时短暂地释放的大的气体体积来生成力的危险，由此会损伤磨具。德国技术DE202010015210U1公开将热塑性塑料制粒用作新型的致孔剂。该文献未披露任何细节：应当使用哪种热塑性材料并且所述热塑性制粒应当如何使用。
技术实现思路
因此，还存在对于一种致孔剂和一种用于制造开孔的磨具的方法的需求，其克服现有技术的缺点。所述目的通过用于制造开孔的、陶瓷结合的磨具的方法实现，其中使用致孔剂混合物，所述致孔剂混合物包括至少两种具有不同烧成曲线的聚合物。不同的聚合物的至少两个烧成曲线的最大值相差至少20℃，其中混合物的全部聚合物的烧成曲线的最大值分别小于750℃。术语烧成曲线在此应理解为排放变化，所述排放变化表示烧尽物质关于炉中燃烧的时间过程和温度变化、例如关于在线性温度升高下的炉中燃烧的时间进程的变化的排放浓度。通过使用具有不同的烧成曲线的多种聚合物的混合物达到：致孔剂的释放在更大的时间区间期间持续，使得能够克服开始时描述的问题，即再燃烧设备的短暂的超负荷和磨具损伤。优选地，使用如下聚合物，其燃烧产物在完全燃烧时基本上由二氧化碳和水构成，使得也能够解决气味形成和危害健康的问题。在此前提条件是：同样在燃烧时产生的CO进一步转化成CO2。本专利技术的尤其有利的设计方案提出：由三种聚合物构成的混合物用作致孔剂，由此能够进一步优化并且延伸混合物的烧成曲线，使得还能够更有效地消除上述问题。优选地，为致孔剂混合物设有选自热塑性塑料的聚合物，然而其中如果热固性塑料在上述温度范围中分解并且分解产物能够在低于750℃下燃烧以只产生二氧化碳和水，那么也考虑热固性塑料作为致孔剂。当不同的热塑性聚合物选自：聚乳酸(PLA)，聚丙烯酸酯(PMMA)，聚乙烯(PE)，聚丙烯(PP)，聚醋酸乙烯酯(PVA)，聚乙烯醇缩丁醛(PVB)和聚酮(PK)，其中尤其有利的混合物包含小于50体积％的聚丙烯酸酯时，尤其能够实现上述要求的特性。然而，致孔剂混合物应当不仅具有在相对宽的温度区间之上延伸的烧成曲线，而且也具有对于用于陶瓷结合的磨具的致孔剂所需要的其他的正面特性，即例如，良好的混合性能和小的泡胀趋势，在制成物中均匀稳定的分布和小的分离，在压制物料时小的回弹以及对环境和工作场所的小的负荷。因此已发现：在本专利技术的优选的实施方式中，热塑性聚合物中的至少一种具有结晶区域，由此改进物料的可压制性。已发现本专利技术的尤其有利的设计方案是用热塑性聚合物的混合物作为致孔剂，其中致孔剂混合物包括20体积％至80体积％的聚乙烯，10体积％至50体积％的聚丙烯酸酯和10体积％至50体积％的聚乳酸、聚醋酸乙烯酯或聚乙烯醇缩丁醛并且优选仅由这些组成部分构成。此外，在不同的聚合物混合物的研究期间中发现：混合物的烧成曲线具有与各个聚合物的烧成曲线不同的轮廓，所述轮廓并非通过各个聚合物的烧成曲线的简单叠加而得出。根据本专利技术的用于制造开孔的、陶瓷结合的磨具的制造方法包括-将磨粒与陶瓷结合剂、上述类型的致孔剂混合物和辅助材料(例如，粘接材料和其他添加剂)混合，以便获得混合物；-压制由混合物构成的生坯；并且-烧制生坯，以便获得陶瓷结合的磨具。混合尤其能够通过以下方式进行：提供要用于磨削工艺的(优选呈限定的粒度的)磨粒，并且首先与粉状的粘合剂混合。然后，向混合物添加液态的暂时性粘接材料，借助所述粘接材料将作为粉末来添加的陶瓷结合剂固定在磨粒表面上。例如，糊精能够用作暂时性粘接材料。紧接着，添加致孔剂和其他添加剂，其中致孔剂同样如磨粒那样呈固态形式以限定的粒度使用，所述粒度对应于期望的孔的大小并且优选近似地处于所使用的磨粒的粒度范围中。根据本专利技术使用的聚合物颗粒的形状也有利地与磨粒的形状相匹配。优选地，聚合物颗粒用作立方形或球形颗粒。尤其将填充材料、磨削助剂、湿润剂和表面活性剂用作其他添加剂，所述添加剂还用于：调节物料的流变性，使得实现或简化压制成均匀的生坯。根据本专利技术的方法的其他有利的实施方式在于：致孔剂混合物在引入到物料中之前与暂时性粘接材料混合，由此同样能够改进磨具的均匀性，其中通常有益的是：粘接材料的烧成温度高于致孔剂的烧成温度，使得粘接材料在除去致孔剂之后才燃烧。在新的致孔剂的开发工作期间已发现：在将热塑性聚合物的混合物用作致孔剂的情况下能够获得具有改进的均匀性和更高的磨削性能的磨具。由于磨具的改进的均匀性而可行的是：生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开孔的、陶瓷结合的磨具，所述磨具具有在20体积％和80体积％之间的孔比重，其中所述孔具有在50μm和2000μm之间的平均直径，其特征在于，所述磨具具有多峰的孔大小分布，所述多峰的孔大小分布具有至少两个孔大小最大值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.01 CH 00463/151.一种开孔的、陶瓷结合的磨具，所述磨具具有在20体积％和80体积％之间的孔比重，其中所述孔具有在50μm和2000μm之间的平均直径，其特征在于，所述磨具具有多峰的孔大小分布，所述多峰的孔大小分布具有至少两个孔大小最大值。2.根据权利要求1所述的磨具，其特征在于，所述孔大小最大值中的至少两个孔大小最大值位于100μm和1000μm之间的范围中。3.根据权利要求1或2所述的磨具，其特征在于，所述磨具具有双峰的孔大小分布，所述双峰的孔大小分布具有细孔和粗孔，其中所述细孔形成100μm和400μm之间的孔大小最大值而所述粗孔形成350μm和1000μm之间的孔大小最大值。4.根据权利要求1或2所述的磨具，其特征在于，所述磨具具有三峰的孔大小分布，所述三峰的孔大小分布具有细孔、中等孔和粗孔，其中所述细孔形成100μm和300μm之间的孔大小最大值，所述中等孔形成250μm和450μm之间的孔大小最大值而所述粗孔形成400μm和1000μm之间的孔大小最大值。5.根据权利要求1至4中任一项所述的磨具，其特征在于，所述孔大小分布的所述孔大小最大值相隔至少100μm。6.一种用于制造开孔的、陶瓷结合的磨具的致孔剂混合物，其中所述致孔剂混合物包括至少两种不同的形成孔的聚合物，其特征在于，至少两种不同的形成孔的所述聚合物具有不同的烧成曲线，其中每个所述烧成曲线都具有一最大值，其中形成孔的所述聚合物中的至少两种聚合物的所述烧成曲线的最大值相差至少20℃，并且其中全部形成孔的所述聚合物的所述烧成曲线的最大值小于750℃。7.根据权利要求6所述的致孔剂混合物，其特征在于，形成孔的所述聚合物的燃烧产物仅包括二氧化碳和水。8.根据权利要求6或7所述的致孔剂混合物，其特征在于，所述致孔剂混合物包括至少三种不同的形成孔的聚合物。9.根据权利要求6至8中任一项所述的致孔剂混合物，其特征在于，形成孔的所述聚合物选自热塑性塑料和热固性塑料。10.根据权利要求9所述的致孔剂混合物，其特征在于，形成孔的所述聚合物是热塑性塑料，所述热塑性塑料选自：聚乳酸(PLA)，聚丙烯酸酯(PMMA)，聚乙烯(PE)，聚丙烯(PP)，聚酮(PK)，聚醋酸乙烯酯(PVA)和聚乙烯醇缩丁醛(PVB)。11.根据权利要求6至10中任一项所述的致孔剂混合物，其特征在于，形成孔的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂娜·迪达维德，马蒂亚斯·米勒，
申请(专利权)人：雷肖尔股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH