Beim Brennvorgang entstehen verschiedene mineralische Bestandteile imKeramische SchleifscheibeBindemittel interagieren miteinander. Unter den gleichen Brenntemperatur-, Atmosphären- und Druckbedingungen schmilzt möglicherweise nur ein kleiner Teil einiger Komponenten. Das geschmolzene, verglaste Schleifscheibenbindemittel kühlt ab und bildet eine glasartige Phase, die sich gleichmäßig um die Schleifkörner verteilt und diese miteinander verbindet. Verglaste Schleifscheibenbindemittel mit einer Feuerfestigkeit unterhalb der Brenntemperatur werden zu Schmelzbindemitteln. Diejenigen mit einer Feuerfestigkeit höher als die Brenntemperatur werden zu gesinterten Bindemitteln; und solche mit einer Feuerfestigkeit nahe oder gleich der Brenntemperatur werden zu halb-gesinterten Bindemitteln.
(1) Bindemittel für keramisch hergestellte Schleifscheiben auf Korund--Basis
Sinterbindemittel werden hauptsächlich in Schleifmitteln auf Korundbasis-verwendet und sind in vielen Varianten erhältlich. Die am häufigsten verwendeten Arten sind Ton--Feldspat (K2O·Al2O3·SiO2) und Ton-Feldspat-Borosilikatglas (K2O·Al2O3·B2O3·SiO2).
Der Zusammensetzungsbereich für Ton-{0}}Feldspat-Bindemittel liegt zwischen 20 % und 50 % Ton und 50 % bis 80 % Feldspat. Bindemittel mit einem Tongehalt unter 30 % gelten als Schmelzbindemittel, solche mit höherem Tongehalt als Sinterbindemittel. Die Feuerfestigkeit des Bindemittels nimmt mit zunehmendem Tongehalt zu und mit zunehmendem Feldspatgehalt ab. Ton--Feldspat-Bindemittel sind kostengünstig und erfüllen die Leistungsanforderungen von allgemeinen -Korundschleifmitteln, sie können jedoch nicht zur Herstellung von grob-körnigen und weichen-Schleifmitteln verwendet werden.
Das Borosilikatglas in Ton-Feldspat-Borosilikatglas-Bindemitteln hat eine Feuerfestigkeit von 640-690 Grad und ist ein starkes Flussmittel. Bor-haltige Bindemittel sind alle geschmolzene Bindemittel; Sie verfügen über eine hohe Fließfähigkeit, eine gute Benetzbarkeit bei hohen Temperaturen und eine starke Reaktivität, was zur Verbesserung der Festigkeit des Schleifmittels beiträgt. Sie werden häufig zur Verbesserung der Festigkeit von Schleifmitteln sowie in grobkörnigen und weichen Schleifmitteln- mit geringem Bindemittelgehalt, Hochgeschwindigkeitsschleifscheiben und superharten Schleifmitteln verwendet.
(2) Bindemittel für keramisch hergestellte Schleifscheiben auf Basis von Siliziumkarbid-
SiC-Schleifmittel verwenden üblicherweise gesinterte Bindemittel. Bei hohen Temperaturen zerfällt SiC in C und Si, und diese Zersetzung verstärkt sich mit zunehmender flüssiger Phase im Bindemittel. Wenn der Sauerstoff nicht ausreicht, kommt es zu „Schwarzkern“-Defekten. Die Feuerfestigkeit des gesinterten Bindemittels ist höher als die Brenntemperatur und beim Sintern entsteht nur eine geringe Menge flüssiger Phase. Die geringe Menge C aus der Zersetzung der Schleifkörner wird oxidiert und auf der Oberfläche der SiC-Schleifkörner bildet sich ein dünner SiC-Film, der eine weitere Zersetzung von SiC verhindert. Gesinterte Bindemittel weisen eine schlechte Fließfähigkeit, Reaktivität und Benetzbarkeit bei hohen Temperaturen auf. Mit diesen Bindemitteln hergestellte Schleifmittel haben eine geringe Porosität, eine schlechte Schleifleistung und neigen dazu, das Werkstück zu verbrennen. Sie werden meist für SiC-Schleifmittel mit höherer Härte verwendet.
Zu den üblicherweise für SiC-Schleifmittel verwendeten Bindemitteln gehören Ton--Feldspat-Quarz-Typ, Ton--Feldspat--Quarz--Talk-Typ und Ton--Feldspat--Borosilikatglas-Typ. Der Rohstoffverhältnisbereich für Ton--Feldspat-Quarz-Bindemittel beträgt 15 % bis 30 % Quarz, 40 % bis 65 % Feldspat und 20 % bis 35 % Ton. Dabei handelt es sich meist um gesinterte Bindemittel, die relativ spröde sind und die Schleifmittel zum Schleifen härterer Werkstücke geeignet sind. Ton--Feldspat--Quarz--Talk-Bindemittel sind ebenfalls gesinterte Bindemittel, die hauptsächlich bei der Herstellung von SiC-Schleifmitteln mittlerer Härte oder höher verwendet werden. Sie haben ein hohes Säure-Basen-Verhältnis, eine hohe Beständigkeit gegen die Bildung von „schwarzen Kernen“ und verhindern, dass sich das Schleifmittel rot verfärbt. Ton-Feldspat-Borosilikatglasbindemittel haben eine höhere Festigkeit und eignen sich für die Herstellung von Hochgeschwindigkeits-SiC-Schleifscheiben mit 60 m/s. Diese Bindemittel sind vom Schmelztyp, haben ein hohes Säure-Basen-Verhältnis und die Produkte sind weniger anfällig für „Schwarzkern“-Defekte.
(3) Bindemittel für verglaste Diamant- und kubische Bornitrid-Schleifscheiben
Aufgrund der geringen thermischen Stabilität von Diamant und kubischem Bornitrid müssen superharte Schleifwerkzeuge durch Niedertemperaturbrennen mit Bindemitteln mit niedrigem Schmelzpunkt hergestellt werden. Das Brennen bei niedriger-Temperatur mit Bindemitteln mit niedrigem-Schmelzpunkt hat die folgenden Eigenschaften:
① Das Brennen bei niedriger-Temperatur mit Bindemitteln mit niedrigem-Schmelzpunkt kann Brennstoffkosten einsparen und den Brennzyklus verkürzen.
② Es kann die Qualität von Schleifwerkzeugen verbessern und fehlerhafte Produkte reduzieren. Das Brennen bei niedrigen Temperaturen vermeidet das Problem der schlechten thermischen Stabilität von Diamant und kubischem Bornitrid bei hohen Temperaturen.
③ Bindemittel mit niedrigem{0}}Schmelzpunkt bei Raumtemperatur umfassen Ton-Feldspat-Borosilikatglas-Fluorittyp, Borosilikatglas-Quarz-Korundpulver-festen Wasserglastyp, Ton-Bor-enthaltendes Nadelglas und Ton-Feldspat-Fensterglastyp.
Zu den gängigen Glasbindemitteln, die in Diamantschleifmitteln verwendet werden, gehört SiO2·ZnO·B2O3Glas, Na2O·Al2O3·B2O3·SiO2Glas und SiO2·Al2O3·TiO2·BaO·B2O3Glas. Schleifmittel aus kubischem Bornitrid verwenden üblicherweise SiO2·B2O3·N / A2O·PbO·ZnO-Glas. Aufgrund ihrer niedrigen Erweichungstemperatur, hohen Festigkeit und guten chemischen Stabilität werden Natriumborosilikatgläser häufig als Basisglas für keramische Bindemittel in Diamant- und kubischen Bornitrid-Schleifmitteln gewählt. Anschließend werden weitere Komponenten hinzugefügt und entsprechend den Anforderungen des Bindemittels angepasst, beispielsweise niedriger Schmelzpunkt, geringe Ausdehnung, hohe Festigkeit und gute Benetzbarkeit. Derzeit werden Glas-Keramiken als Glasbindemittel in Keramikmatrizen zur Herstellung von Diamant- und kubischen Bornitrid-Schleifmitteln verwendet. Zu diesen Glaskeramiken gehören Silikat-, Aluminosilikat-, Fluorosilikat- und Boratglaskeramik. Als Bindemittel werden üblicherweise Fluorosilikatglas-Keramiken verwendet; Sie basieren auf dem MgO·Al2O3·SiO2-System, wobei starke Flussmittel wie Fluor und Kalium zugesetzt werden, um die Schmelztemperatur und Kristallisationstemperatur der Fluorosilikatglas-keramik zu senken und so den niedrigen Schmelzpunkt zu erreichen, der für superharte Materialbindemittel erforderlich ist.
