Geformtes keramisches Schleifkorn sowie Verfahren zur Herstellung eines geformten keramischen Schleifkorns

Die Erfindung betrifft ein geformtes keramisches Schleifkorn, einen Schleifartikel sowie ein Verfahren zur Herstellung eines geformten keramischen Schleifkorns.

Stand der Technik

Geformte keramische Schleifkörner auf Basis von alpha-A 03 (alpha-Aluminiumoxid) sind aus dem Stand der Technik bekannt. Bei geformten Schleifkörnern handelt es sich um Schleifkörner, welche eine definierte Form und eine definierte Größe haben. Die Schleifkörner erhalten ihre definierte Form und definierte Größe aufgrund eines definierten Formgebungsprozesses. So sind zum Beispiel in WO 2014/020075 AI verschiedene vorteilhafte Geometrien für keramische Schleifkörner beschrieben. Aus dem Stand der Technik sind ferner nicht geformte bzw. unregelmäßig geformte Schleifkörner bekannt, welche auch als gebrochene Schleifkörner bezeichnet werden. Der Vorteil von geformten keramischen Schleifkörnern liegt in ihrer höheren Schleifleistung gegenüber nicht geformten bzw. unregelmäßig geformten Schleifkörnern.

Zur Herstellung von geformten keramischen Schleifkörnern sind aus dem Stand der Technik unter anderem zwei Verfahren bekannt, welche ebenfalls in WO 2014/020075 AI beschrieben sind. Als Ausgangsstoff für die Herstellung von geformten keramischen Schleifkörnern ist alpha-A Os aus dem Stand der Technik bekannt. Wird alpha-A 03 als Ausgangsstoff verwendet, eignet sich insbesondere das sogenannte Schlicker- Verfahren für die Herstellung der Schleifkörner. Es ist aus dem Stand der Technik auch bekannt, Vorläuferprodukte des alpha-A Os, die erst bei der Herstellung der Schleifkörner in alpha-A Os umgewandelt werden, als Ausgangsstoff für die Herstellung zu verwenden. Beispiele für geeignete Vorläuferprodukte sind die Aluminiumoxidhydroxide Böhmit (gamma-AIO(OH)) und Diaspor (alpha-AIO(OH)) sowie die Aluminiumorthohyd- roxide Gibbsit (gamma-AI(OH)3) und Bayerit (alpha-AI(OH)3). Für die Herstellung der Schleifkörner aus diesen Vorläuferprodukten wird das sogenannte Sol-Gel-Verfahren verwendet, das Schleifkörner von sehr feiner Mikrostruktur hervorbringt.

Es existiert zahlreiche Literatur zu geformten und teilweise geformten Sol-Gel-Schleif- körnern. Auch der Einfluss von ZrCh (Zirkonoxid) in Sol-Gel-Schleifkörnern ist bereits vielfach untersucht worden. Der Ausgangsstoff, alpha-A Os oder Vorläuferprodukt des alpha-A Os, und das Herstellverfahren, Sol-Gel-Verfahren oder Schlicker-Verfahren, bewirken jedoch Unterschiede im Verhalten der daraus hergestellten geformten keramischen Schleifkörner.

Offenbarung der Erfindung Die Erfindung geht aus von einem geformten keramischen Schleifkorn, auf Basis von alpha-A 03 (alpha-Aluminiumoxid). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das geformte keramische Schleifkorn auf Basis von alpha-A 03 einen Anteil an ZrCh (Zirkonoxid) von 5 Gew.% bis 30 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des geformten keramischen Schleifkorns, enthält. Dabei weist das alpha-A 03 eine mittlere Kristallitkorn- größe von 0,5 μηη bis 3 μηη, vorzugsweise von 0,6 μηη bis 2 μηη, auf, und das ZrCh eine mittlere Kristallitkorngröße von 0,25 μηη bis 8 μηη, vorzugsweise von 0,3 μηη bis 1,5 μηη. Insbesondere ist das ZrCh mit einem Anteil von 10 Gew.% bis 25 Gew.%, ganz insbesondere von 15 Gew.% bis 22 Gew.%, enthalten. Es wurde gefunden, dass sich ein erhöhter Anteil an ZrCh auf die Schleifleistung von

Schleifartikeln, die mit den erfindungsgemäßen Schleifkörnern bestückt sind, vorteilhaft auswirkt. Es wird vermutet, dass durch den erhöhten Anteil an ZrCh ein kontinuierlicher, mikrokristalliner Abbau der Schleifkörner erreicht wird, der fortlaufend neue und scharfe Schneidkanten freisetzt. Ein erhöhter Anteil an ZrCh könnte mit einer erhöhten Anzahl an Schwachstellen im Gefüge der Schleifkörner verbunden sein, die sich positiv auf die Schleifeigenschaften der Schleifkörner auswirken. Ein Schleifkorn mit einem Anteil an alpha-A 03 und ZrC^ wird auch als zweiphasiges Schleifkorn bezeichnet.

Unter einem geformten Schleifkorn wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Schleifkorn verstanden, welches eine definierte Geometrie aufweist. Ein geformtes Schleifkorn von definierter Geometrie weist eine definierte dreidimensionale Form von definierter Größe auf. Die definierte Form von definierter Größe wird durch einen definierten Formgebungsprozess bei der Herstellung des Schleifkorns erhalten. Die definierte Geometrie des geformten Schleifkorns soll reproduzierbar sein. Das geformte Schleifkorn soll wiederholt und gezielt in der gewünschten definierten Geometrie herstellbar sein. Ein geformtes Schleifkorn ist insbesondere kein gebrochenes oder teilweise gebrochenes Schleifkorn, welches durch Zerkleinern, insbesondere Brechen, herstellbar ist.

Als definierte dreidimensionale Formen kommen insbesondere geometrische Körper in Frage, die zwei oder mehr Flächen, eine oder mehrere Kanten und eine oder mehrere Ecken und/oder Spitzen haben. Eine oder mehrere Flächen der geometrischen Körper können eben oder gekrümmt sein. Eine gekrümmte Fläche kann konkav oder konvex sein. Eine oder mehrere Kanten und/oder eine oder mehrere Ecken und/oder eine oder mehrere Spitzen können scharf oder abgerundet sein. Eine oder mehrere Kanten können eine Fase aufweisen. Beispiele für geometrische Körper, die sich für geformte Schleifkörner eignen, sind Polyeder, zum Beispiel Tetraeder, Pentaeder, Hexaeder und andere. Alternativ zu Polyeder sind auch Rotationskörper, zum Beispiel Kegel, Zylinder und andere, für geformte Schleifkörner geeignet. Der geometrische Körper des geformten Schleifkorns kann insbesondere ein Prisma, eine Pyramide, ein Zylinder oder ein Kegel sein.

Dabei weist das geformte Schleifkorn zumindest eine Grundfläche auf, die mehreckig, zum Beispiel dreieckig oder viereckig, oder nicht eckig bzw. gekrümmt, zum Beispiel rund oder oval, sein kann. Bei einer Grundfläche mit mehreren Ecken können eine o- der mehrere Seitenkanten gerade oder gekrümmt sein. Der geometrische Körper weist außerdem insbesondere zumindest eine Seitenfläche auf. Weist das keramische Schleifkorn zumindest eine Grundfläche, zumindest eine Seitenfläche und zumindest eine Spitze auf, so kann es nach Art eines Kegels geformt sein. Der geometrische Kör- per kann insbesondere eine Grundfläche und mehrere Seitenflächen sowie zumindest eine Spitze aufweisen. Ein derartiges Schleifkorn kann nach Art einer Pyramide geformt sein. Die zumindest eine Seitenfläche kann eine Mantelfläche bilden. Alternativ oder zusätzlich kann der geometrische Körper des geformten Schleifkorns zumindest eine Deckfläche aufweisen, die mehreckig, zum Beispiel dreieckig oder viereckig, oder nicht eckig bzw. gekrümmt, zum Beispiel rund oder oval, sein kann. Bei einer Deckfläche mit mehreren Ecken können eine oder mehrere Seitenkanten gerade oder gekrümmt sein. Die zumindest eine Deckfläche und die zumindest eine Grundfläche können die gleiche geometrische Form oder unterschiedliche geometrische Formen haben. Die Deckfläche und die Grundfläche können im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sein. Sie können jedoch auch winklig zueinander angeordnet sein. Der Flächeninhalt der Grundfläche und der Deckfläche kann im Wesentlichen gleich groß oder verschieden groß sein.

Die zumindest eine Deckfläche ist mit der Grundfläche über zumindest eine Seitenfläche verbunden. Dabei kann die zumindest eine Seitenfläche eine Mantelfläche zwischen der Grundfläche und der Deckfläche bilden. Wird die Grundfläche und die Deckfläche von je einem Vieleck mit einer Anzahl n an Ecken gebildet, so kann das geformte Schleifkorn zum Beispiel n Seitenflächen aufweisen. Der geometrische Körper kann nach Art eines Prismas mit einer Grundfläche und einer Deckfläche sowie mehreren Seitenflächen geformt sein. Der geometrische Körper kann auch nach Art eines Zylinders mit einer Grundfläche und einer Deckfläche sowie einer Seitenfläche geformt sein. Ferner kann der geometrische Körper mit einer Grundfläche und einer Deckfläche sowie mehreren Seitenflächen auch nach Art eines Pyramidenstumpfes geformt sein. Weiterhin kann der geometrische Körper mit einer Grundfläche und einer Deckfläche sowie einer Seitenfläche auch nach Art eines Kegelstumpfes geformt sein. Die zumindest eine Grundfläche und/oder Deckfläche kann zum Beispiel durch ein gleichseitiges und gleichwinkliges Vieleck, insbesondere ein gleichseitiges und gleichwinkliges Dreieck oder Viereck, gebildet sein. Alternativ kann die zumindest eine Grundfläche auch von einem nicht gleichseitigen Vieleck gebildet sein. Ferner eignen sich gerade oder schiefe geometrische Körper. So kann das geformte Schleifkorn zum Beispiel ein gerades oder schiefes Prisma, eine gerade oder schiefe Pyramide, ein gerader oder schiefer Zylinder oder ein gerader oder schiefer Kegel sein.

Weist der geometrische Körper des geformten Schleifkorns zumindest eine Grundfläche, zumindest eine Deckfläche und eine oder mehrere Seitenfläche auf, so ist der Körper des Schleifkorns vorzugsweise flach ausgebildet. Als ein flacher geometrischer Körper wird ein Körper angesehen, dessen zumindest eine Grundfläche und/oder Deckfläche eine, insbesondere maximale Erstreckung aufweist, die um ein Vielfaches größer als eine, insbesondere maximale Erstreckung zwischen der Grundfläche und der Deckfläche entlang der einen oder mehreren Seitenflächen ist. Die Erstreckung der Grundfläche und/oder Deckfläche kann zum Beispiel von einer Länge einer Seiten- kante der Grundfläche und/oder Deckfläche definiert sein. Die Erstreckung zwischen der Grundfläche und der Deckfläche entlang einer Seitenfläche kann von einer Dicke des Körpers definiert sein. So kann das Verhältnis von Erstreckung der Grundfläche und/oder Deckfläche zu Erstreckung zwischen Grundfläche und Deckfläche des geometrischen Körpers zum Beispiel in einem Bereich von 2 bis 10, insbesondere in einem Bereich von 2 bis 5 betragen. So beträgt zum Beispiel das Verhältnis von Seitenkan- tenlänge zu Dicke des geometrischen Körpers von 2 bis 10, insbesondere von 2 bis 5.

Das geformte Schleifkorn von definierter Geometrie kann auch durch eine beliebige dreidimensionale Form gebildet sein, die reproduzierbar hergestellt werden kann. Unter einer beliebigen dreidimensionalen reproduzierbaren Form soll eine Form verstanden werden, bei der in freier Form mehrere Flächen zusammen einen dreidimensionalen Körper bilden.

In einer Ausführungsform kann die definierte dreidimensionale Form des keramischen Schleifkorns ein regelmäßiges dreiseitiges gerades Prisma sein. Das keramische

Schleifkorn weist dabei eine Grundfläche und eine Deckfläche auf, die jeweils von drei gleich langen Seitenkanten gebildet werden. Dabei sind die Grundfläche und die Deckfläche im Wesentlichen gleich groß. Die Grundfläche und die Deckfläche sind im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Die Grundfläche und die Deckfläche sind durch drei im Wesentlichen gleiche Seitenflächen voneinander beabstandet, welche eine Mantelfläche des Prismas bilden. Das regelmäßige dreiseitige gerade Prisma ist insbesondere flach ausgebildet. Das Verhältnis von Seitenkantenlänge zu Dicke des Prismas liegt zum Beispiel in einem Bereich von 2 bis 10, insbesondere in einem Bereich von 2 bis 5, ganz insbesondere in einem Bereich von 2,75 bis 4,75.

Es versteht sich, dass bei einem realen geformten Schleifkorn herstellungsbedingt Abweichungen von einem idealen bzw. exakten geometrischen Körper auftreten können. Je nach Herstellungsverfahren und je nach Formgebungsverfahren treten unterschiedlich stark ausgeprägte Abweichungen auf. So können zum Beispiel durch das Herstel- lungsverfahren insbesondere an den Kanten, Ecken und/oder Spitzen Verrundungen auftreten. Ferner kann eine oder mehrere Flächen, zum Beispiel eine Grund-, Deckoder Seitenfläche, des geometrischen Körpers in unregelmäßiger Weise Unebenheiten aufweisen. Diese können zum Beispiel durch Lufteinschlüsse gebildet sein. Verformungen können zum Beispiel auch durch einen Trocknungsprozess auftreten.

Als Ausgangsstoff für die Herstellung des erfindungsgemäßen keramischen Schleifkorns wird alpha-A 03 verwendet. Alpha-A G^ ist dem Fachmann an sich bekannt und im Handel, zum Beispiel in Pulverform, erhältlich. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird also von alpha-A 03 selbst als Ausgangsstoff ausgegangen. Es wird insbesondere kein Vorläuferprodukt des alpha-A Os, wie zum Beispiel Böhmit (gamma- AIO(OH)), als Ausgangsstoff verwendet.

Als Ausgangsstoff für die Herstellung des erfindungsgemäßen keramischen Schleifkorns wird ferner ZrCh verwendet. ZrCh ist dem Fachmann ebenfalls an sich bekannt und im Handel, zum Beispiel in Pulverform, erhältlich.

Unter einer mittleren Kristallitkorngröße wird hier die Korngröße des alpha-A Os- bzw. ZrG Kristallitkorns in dem geformten keramischen Schleifkorn verstanden. Es wurde im Rahmen der vorliegenden Erfindung gefunden, dass eine geringe mittlere Kristallitkorngröße einen höheren Werkstoffabtrag als eine größere mittlere Kristallitkorngröße erzielt. Dabei bedeutet eine mittlere Kristallitkorngröße, dass ein Mittelwert aus einer bestimmten Anzahl an Messwerten für die Kristallitkorngröße gebildet wird. Die Kristallitkorngröße kann mittels an sich bekannter Verfahren, wie zum Beispiel REM- oder XRD-Analyse, bestimmt werden. Zum Beispiel können die Abbildungen einer REM- Analyse mit Hilfe des Linienschnittverfahrens ausgewertet werden. Das Linienschnitt- verfahren (auch als Linienverfahren bezeichnet) ist dem Fachmann aus der Gefügeanalyse an sich bekannt. Dabei wird für die Bestimmung der Korngröße ein Mittelwert aller gemessenen Schnittsegmentlängen gebildet. Gegebenenfalls kann bei der Ermittlung des Mittelwerts noch ein Korrekturfaktor berücksichtigt werden.

In einer Ausführungsform beträgt ein Verhältnis der mittleren Kristallitkorngröße des al- pha-A Os zu der mittleren Kristallitkorngröße des ZrCh von 0,4 bis 7.

In einer weiterführenden Ausbildung enthält das Schleifkorn einen Stabilisator zur Stabilisierung des ZrÜ2 mit einem Anteil von maximal 20 Gew.%, wobei der Stabilisator ein Oxid der Metalle Yttrium, Magnesium, Calcium oder Cer oder eine Mischung zweier o- der mehrerer dieser Oxide ist. Als Stabilisator eignen sich insbesondere Y2O3, Ce02, MgO, CaO. Ein derartiges ZrÜ2 wird auch als stabilisiertes ZrÜ2 bezeichnet. Im Handel erhältlich ist beispielsweise ein mit 3 Mol% an Y2O3 stabilisiertes ZrÜ2, welches im Handel auch unter der Bezeichnung 3Y-TZP bekannt ist. Die Stabilisierung bewirkt, dass das ZrÜ2 beim Abkühlen in der tetragonalen Phase bleibt und nicht in die mono- kline Phase übergeht. Die Stabilisierung kann auch bewirken, dass das ZrÜ2 beim Abkühlen in der kubischen Phase bleibt und nicht in die tetragonale Phase übergeht. Enthält das ZrÜ2 hingegen keinen Stabilisator spricht man auch von unstabilisiertem ZrÜ2. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einem stabilisierten ZrÜ2 nicht nur ein vollständig stabilisiertes oder im Wesentlichen vollständig stabilisiertes ZrÜ2 verstanden, sondern auch ein teilstabilisiertes ZrÜ2. Zum Beispiel geht ein teilstabilisiertes beim Abkühlen zumindest teilweise in die tetragonale Phase über. Insbesondere soll das ZrÜ2 zumindest soweit stabilisiert sein, dass es beim Abkühlen nicht oder zumindest nicht vollständig in die monokline Phase übergeht.

Des Weiteren enthält das Schleifkorn bevorzugt MgO mit einem Anteil von maximal 0,5 Gew.%, insbesondere 0,02 Gew.% bis 0,4 Gew.%. Das MgO kann insbesondere als Mittel zur Hemmung des Kornwachstums dienen. MgO ist dem Fachmann an sich bekannt und im Handel zum Beispiel in Pulverform erhältlich.

Das geformte keramische Schleifkorn enthält ferner vorzugsweise S1O2 mit einem Anteil von 0,01 Gew.% bis 2 Gew.%, insbesondere von 0,015 Gew.% bis 1 Gew.%, ganz insbesondere von 0,02 Gew.% bis 0,5 Gew.%. Ein niedriger Anteil an S1O2 wirkt insbe- sondere in der Weise, dass ein Riesenkornwachstum im Gefüge verhindert bzw. reduziert wird und damit die Schleifleistung verbessert wird.

In einer Ausführungsform enthält das geformte keramische Schleifkorn Na2Ü mit einem Anteil von 0,01 Gew.% bis 0,5 Gew.%, vorzugsweise von 0,015 Gew.% bis 0,2 Gew.%. Ein niedriger Anteil an Na2Ü kann insbesondere bewirken, dass ein Riesenkornwachstum im Gefüge verhindert bzw. eingeschränkt wird und damit die Schleifleistung verbessert wird.

In einer Variante enthält das geformte keramische Schleifkorn CaO mit einem Anteil von 0,01 Gew.% bis 0,03 Gew.%. Auch ein niedriger Anteil an CaO kann insbesondere bewirken, dass ein Riesenkornwachstum im Gefüge verhindert bzw. verringert wird und damit die Schleifleistung verbessert wird.

Ferner ist in einer Variante des geformten keramischen Schleifkorns Fe2Ü3 mit einem Anteil von 0,01 Gew.% bis 0,2 Gew.% enthalten. Ein niedriger Anteil Fe2Ü3 bewirkt insbesondere, dass ein Riesenkornwachstum im Gefüge verhindert bzw. vermindert wird und damit die Schleifleistung verbessert wird.

Das geformte keramische Schleifkorn hat insbesondere eine Dichte, welche von 92% bis 99,9%, insbesondere von 96% bis 99,9%, der theoretischen Dichte beträgt. Eine hohe Dichte bewirkt eine größere Festigkeit der Schleifkörner und geht mit einer geringeren Anzahl an Poren einher. Die Dichte des Schleifkorns kann mit an sich bekannten Verfahren, zum Beispiel Quecksilberporosimetrie, bestimmt werden. Es wurde gefunden, dass eine hohe Anzahl an Poren unerwünscht ist. Dabei wird vermutet, dass bei einer hohen Anzahl an Poren beim Schleifen eines Werkstücks mit dem geformten keramischen Schleifkorn Verrundungen an den Schneidkanten auftreten und metallischer Schleifstaub in die Poren eingetragen wird.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf einen Schleifartikel, welcher geformte keramische Schleifkörner auf Basis von alpha-A 03 mit einem Anteil an ZrCh von 5 Gew.% bis 30 Gew.% enthält, wobei das alpha-A 03 eine mittlere Kristallitkorngröße von 0,5 μηη bis 3 μηη aufweist, und das ZrCh eine mittlere Kristallitkorngröße von 0,25 μηη bis 8 μηη aufweist.

In einer Variante des Schleifartikels sind neben den geformten keramischen Schleifkörnern auch nicht geformte, insbesondere gebrochene, Schleifkörner und/oder teilweise geformte Schleifkörner enthalten. Diese nicht geformten Schleifkörner und/oder teilweise geformten Schleifkörner dienen zum Beispiel als Stützkörner. In dieser Variante des Schleifartikels beträgt der Anteil an geformten keramischen Schleifkörnern zum Beispiel maximal 80%, insbesondere von 50% bis 80%, ganz insbesondere von 60% bis 70%, bezogen auf die Gesamtmenge an Schleifkörnern. Nicht geformte keramische Schleifkörner weisen im Unterschied zu geformten keramischen Schleifkörnern keine definierte Geometrie auf. Sie weisen keine definierte dreidimensionale Form von definierter Größe auf. Bei der Herstellung derartiger Schleifkörner findet kein definierter Formgebungsprozess statt. Nicht geformte Schleifkörner sind von unregelmäßiger Gestalt und sind zufällig geformt. Sie können durch Zerkleinern, zum Beispiel durch Brechen, hergestellt werden, wobei das Zerkleinern auf zufällige Weise erfolgt, so dass die Schleifkörner von Bruchstücken gebildet sind. Derartige nicht geformte, insbesondere gebrochene Schleifkörner sind dem Fachmann hinlänglich bekannt. Ihre Herstellung ist zum Beispiel in EP 947485 AI beschrieben. Teilweise geformte keramische Schleifkörner weisen im Unterschied zu geformten keramischen Schleifkörnern keine vollständig definierte Geometrie auf. Teilweise geformte Schleifkörner weisen im Unterschied zu nicht geformten Schleifkörnern teilweise eine definierte Geometrie mit einer teilweise definierten dreidimensionalen Form von teilweise definierter Größe auf. Zum Beispiel weisen teilweise geformte Schleifkörner zumindest eine definierte Seitenfläche, insbesondere zumindest zwei definierte Seitenflächen auf, und/oder zumindest eine definierte Kante, insbesondere zumindest zwei definierte Kanten. Teilweise geformte Schleifkörner weisen zumindest eine zufällig geformte Seitenfläche und/oder zumindest eine zufällig geformte Kante auf. Derartige Schleifkörner können beispielsweise hergestellt werden, indem zunächst eine Formgebung zu einem Vorläuferprodukt und anschließend eine Zerkleinerung des Vorläuferprodukts erfolgt. So kann zum Beispiel zunächst eine Schicht mit zwei im Wesentlichen planparallelen Seitenflächen geformt werden. Diese Schicht kann anschließend in zufälliger Weise zerkleinert werden, wodurch unregelmäßig geformte Bruchkanten entstehen. Derartige teilweise geformte Schleifkörner sind beispielsweise beschrieben in DE 102015108812 AI.

Weiterhin umfasst der Schleifartikel in einer Variante neben den zweiphasigen geformten keramischen Schleifkörnern mit einem Anteil an ZrCh von 5 Gew.% bis 30 Gew.% auch einphasige geformte keramische Schleifkörner auf Basis von alpha-A Os. Unter einem einphasigen Schleifkorn wird ein Schleifkorn aus alpha-A Os mit einem Anteil an ZrC^ von im Wesentlichen 0 Gew.% verstanden. Ein einphasiges Schleifkorn hat demnach im Wesentlichen keinen Anteil an ZrCh. Ein einphasiges Schleifkorn ist im Wesentlichen frei von ZrCh. Unter dem Ausdruck„frei von" bzw.„im Wesentlichen frei von" bzw.„kein Anteil an" bzw.„im Wesentlichen kein Anteil an" wird verstanden, dass ein geringfügiger Anteil an ZrCh, zum Beispiel durch Verunreinigung, nicht völlig ausgeschlossen werden kann. In dieser Variante umfasst der Schleifartikel eine Mischung aus zweiphasigen geformten keramischen Schleifkörnern und einphasigen geformten keramischen Schleifkörnern. Bezogen auf die Gesamtmenge an geformten keramischen Schleifkörnern eines derartigen Schleifartikels beträgt der Anteil an einphasigen geformten keramischen Schleifkörnern maximal 80%, insbesondere größer als 0% und maximal 80%, ganz insbesondere mindestens 5% und maximal 50%, gegenüber dem Anteil an zweiphasigen geformten keramischen Schleifkörnern.

In einer weiteren Variante des Schleifartikels können neben den zweiphasigen und ein- phasigen geformten keramischen Schleif körnern auch nicht geformte, insbesondere gebrochene, Schleifkörner und/oder teilweise geformte Schleifkörner enthalten sein. Diese wirken beispielsweise als Stützkörner.

Es wurde gefunden, dass ein Schleifartikel mit einer Mischung aus einphasigen geformten keramischen Schleifkörnern und zweiphasigen geformten keramischen Schleifkörnern ebenfalls eine erhöhte Schleifleistung liefert. Ein solcher Schleifartikel hat gegenüber einem Schleifartikel mit zweiphasigen geformten Schleifkörnern ohne einen Anteil an einphasigen geformten Schleifkörnern den Vorteil, dass der Schleifartikel kostengünstiger ist.

Bei dem Schleifartikel handelt es sich insbesondere um einen beschichteten Schleifartikel. Der Schleifartikel umfasst insbesondere eine flexible Unterlage mit zumindest einer Schicht, insbesondere aus Papier, Pappe, Vulkanfiber, Schaumstoff, einem Kunststoff, einem textilen Gebilde, insbesondere einem Gewebe, Gewirke, Gestricke, Geflecht, Vlies, oder einer Kombination dieser Materialien, insbesondere Papier und Gewebe, in einer oder mehreren Schichten. Die flexible Unterlage verleiht dem Schleifarti- kei hinsichtlich Haftung, Dehnung, Reiss- und Zugfestigkeit, Flexibilität und Stabilität spezifische Eigenschaften. Bei einem beschichteten Schleifartikel haften die Schleifkörner insbesondere mittels eines Grundbinders auf der flexiblen Unterlage. Mit dem Grundbinder werden die Schleifkörner insbesondere in der gewünschten Stellung und Verteilung auf der Unterlage vorfixiert. Dem Fachmann sind geeignete Grundbinder zum Anbringen von Schleifkörnern auf einer flexiblen Unterlage aus dem Stand der Technik hinlänglich be- kannt. Als Grundbinder kommen insbesondere Kunstharze, wie zum Beispiel Phenolharz, Epoxidharz, Harnstoffharz, Melaminharz, Polyesterharz, in Betracht. Zusätzlich zu dem Grundbinder kann der Schleifartikel zumindest einen Deckbinder, beispielsweise zwei Deckbinder, aufweisen. Der oder die Deckbinder sind insbesondere schichtweise auf dem Grundbinder und den Schleifkörnern aufgebracht. Dabei verbindet der oder die Deckbinder die Schleifkörner fest untereinander und fest mit der Unterlage. Dem Fachmann sind ferner geeignete Deckbinder aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Als Deckbinder kommen insbesondere Kunstharze, wie zum Beispiel Phenolharz, Epoxidharz, Harnstoffharz, Melaminharz, Polyesterharz, in Betracht. Darüber hinaus können weitere Bindemittel und/oder Zusatzstoffe vorgesehen sein, um dem Schleifartikel spezifische Eigenschaften zu verleihen. Derartige Bindemittel und/oder Zusatzstoffe sind dem Fachmann geläufig.

Alternative Schleifartikel, wie zum Beispiel gebundene Schleifartikel, sind ebenfalls möglich. Bei gebundenen Schleifartikeln handelt es sich insbesondere um kunstharzgebundene Trenn- und Schruppscheiben, die dem Fachmann geläufig sind. Für kunstharzgebundene Trenn- und Schruppscheiben wird aus Schleifmineralien sowie Füllstoffen, Pulverharz und Flüssigharz eine Masse gemischt, die dann zu Trenn- und Schruppscheiben in verschiedenen Stärken und Durchmessern gepresst werden.

Der Schleifartikel kann in unterschiedlichen Konfektionsformen vorliegen, zum Beispiel als Schleifscheibe oder als Schleifband, als Bogen, Rollen oder Streifen.

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zur Herstellung von geformten keramischen Schleifkörnern, welches die folgenden Schritte umfasst:

a) Herstellen eines Schlickers aus zumindest einem alpha-A Os-Pulver, einem

ZrÜ2-Pulver und einem Dispersionsmittel, wobei in dem Schlicker ein Feststoffgehalt von 50 Gew.% bis 90 Gew.% und eine mittlere Partikelgröße von 0,1 μηη bis 8 μηη beträgt;

b) Einfüllen des Schlickers in Vertiefungen einer Gießform, wobei die Vertiefungen eine definierte Geometrie aufweisen;

c) Trocknen des Schlickers in den Vertiefungen zu Schleifkornvorläufern, wobei ein Feststoffgehalt der Schleifkornvorläufer von 85 Gew.% bis 99,9 Gew.% beträgt; d) Entfernen der Schleifkornvorläufer aus den Vertiefungen; e) Sintern der Schleifkornvorläufer zu Schleifkörnern auf Basis von alpha-A 03 mit einem Gehalt an ZrCh von 5 Gew.% bis 30 Gew.% und einer Dichte von 92% bis 99,9% der theoretischen Dichte, wobei das alpha-A 03 eine mittlere Kristallitkorn- größe von 0,5 μηη bis 3 μηη und das ZrCh eine mittlere Kristallitkorngröße von 0,25 μηη bis 8 μηη aufweist.

Das erfindungsgemäße Verfahren basiert auf dem Schlicker-Verfahren. Die Herstellung der erfindungsgemäßen geformten keramischen Schleifkörner erfolgt insbesondere nicht nach dem aus der Literatur hinlänglich bekannten Sol-Gel-Verfahren. Die einzelnen Verfahrensschritte werden nachfolgend näher erläutert.

Gemäß Schritt a) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Schlicker aus zumindest einem alpha-A Os-Pulver, einem ZrC^-Pulver und einem Dispersionsmittel hergestellt. Als Dispersionsmittel eignet sich insbesondere Wasser. Für die Herstellung des Schlickers kann handelsübliches alpha-A Os-Pulver sowie handelsübliches ZrC^-Pulver der gewünschten Reinheit verwendet werden. Die Herstellung des Schlickers kann insbesondere in einem Dissolver erfolgen.

Der gemäß Schritt a) hergestellte Schlicker weist einen Feststoffgehalt von 50 Gew.% bis 90 Gew.% und eine mittlere Partikelgröße von 0,1 μηη bis 8 μηη auf. Die mittlere Partikelgröße des Feststoffanteils in dem Schlicker kann insbesondere von 0,1 μηη bis 4 μηη, ganz insbesondere von 0,1 μηη bis 2 μηη, und ferner insbesondere 0,1 μηη bis 1 μηη betragen. Es wurde gefunden, dass diese geringe mittlere Partikelgröße des Feststoffanteils in dem Schlicker die Bildung von Schleifkörnern mit verhältnismäßig geringer mittlerer Kristallitkorngröße begünstigt. Wie bereits eingangs erwähnt, wirkt sich eine verhältnismäßig geringe mittlere Kristallitkorngröße vorteilhaft auf die Schleifleistung aus.

Unter einer mittleren Partikelgröße wird der Wert D50 der Partikelgrößenverteilung verstanden, wobei der Wert D50 bedeutet, dass 50% der Partikel kleiner sind als der angegebene Wert. Dem Fachmann ist die Beschreibung einer Partikelgrößenverteilung anhand von D-Werten (zum Beispiel D10, D50, D90, D95, D99, D100) hinlänglich bekannt. Um eine mittlere Partikelgröße des Feststoffanteils in dem Schlicker von 0,1 μηη bis 8 μηη zu erzielen, kann der Schritt a) des Verfahrens auch einen Mahlvorgang umfassen. Der Mahlvorgang wird in einer Mühle, zum Beispiel einer Kugelmühle, vorgenommen. Insbesondere kann der Mahlvorgang nach der Dispergierung der pulverförmigen Anteile des alpha-A Os und des ZrCh in dem Dispersionsmittel erfolgen.

In einer Ausführungsform des Verfahrens wird insbesondere im Schritt a) dem Schlicker ein Bindemittel hinzugefügt. Geeignete Bindemittel sind dem Fachmann geläufig. Zum Beispiel eignen sich insbesondere verschiedene Polysaccharide und Oligomere. Der fertige Schlicker enthält insbesondere einen Anteil an Bindemittel von 0,1 Gew.% bis 2 Gew.%. Das Bindemittel bewirkt eine höhere Festigkeit des Schleifkornvorläufers, also des ungesinterten Schleifkorns, und erleichtert dadurch die Handhabung, beispielsweise bei der Entformung des Schleifkornvorläufers aus der Gießform.

In einer Weiterbildung des Verfahrens wird insbesondere im Schritt a) dem Schlicker ein Feuchthaltemittel hinzugefügt. Als Feuchthaltemittel eignet sich insbesondere Gly- cerin. Der fertige Schlicker enthält insbesondere einen Anteil an Feuchthaltemittel von 0,2 Gew.% bis 10 Gew.%, insbesondere 0,5 Gew.% bis 8 Gew.%, ganz insbesondere 1 Gew.% bis 6 Gew.%. Das Feuchthaltemittel begünstigt den späteren Trocknungspro- zess gemäß Schritt c) und verhindert, dass der Schleifkornvorläufer zu trocken und damit brüchig wird.

Insbesondere im Schritt a) des Verfahrens können dem Schlicker weitere Zusatzstoffe hinzugefügt werden. Zum Beispiel kann ein Dispergiermittel zugegeben werden. Die Menge an zugegebenem Dispergiermittel beträgt zum Beispiel von 0,1 Gew.% bis 2 Gew.%.

Weiterhin kann ein Netzmittel, zum Beispiel ein Polyglykolether, zugegeben werden. Die Menge an zugegebenem Netzmittel beträgt zum Beispiel von 0,05 Gew.% bis 2 Gew.% von 0,1 Gew.% bis 0,6 Gew.%.

Gemäß Schritt b) wird der Schlicker in Vertiefungen einer Gießform eingefüllt, wobei die Vertiefungen eine definierte Geometrie aufweisen. Dieser Verfahrensschritt dient der Formgebung des Schlickers zur Ausbildung von geformten keramischen Schleifkörnern. Um geformte keramische Schleifkörner von definierter Geometrie zu erhalten, wird der Schlicker in Vertiefungen von definierter Geometrie eingebracht. Die Gießform enthält eine Vielzahl an Vertiefungen, in die der Schlicker eingefüllt wird. Die Vertiefungen haben eine definierte Geometrie, welche die Geometrie der geformten keramischen Schleifkörner definiert. Die Vertiefungen von definierter Geometrie bilden die Negativformen für die Herstellung des geformten keramischen Schleifkorns. Unter einer definierten Geometrie der Vertiefungen wird eine definierte dreidimensionale Form von definierter Größe im Rahmen der vorliegenden Erfindung verstanden. Die Vielzahl an Vertiefungen der Gießform haben insbesondere alle die gleiche definierte Geometrie, um eine Vielzahl an geformten keramischen Schleifkörner von der gleichen Geometrie in einem Arbeitsschritt herzustellen. Alternativ kann die Gießform auch Vertiefungen von unterschiedlicher definierter Geometrie aufweisen, um geformte keramische Schleifkörner von unterschiedlicher Geometrie in einem Arbeitsschritt herzustellen. Die Vertiefungen sind insbesondere an der Oberseite der Gießform vorgesehen und sind zur Oberseite der Gießform hin offen ausgebildet, so dass der Schlicker von oben in die Vertiefungen eingefüllt werden kann. Das Einfüllen kann drucklos erfolgen. Überschüssiger Schlicker kann zum Beispiel mittels einer Rakel von der Oberfläche der Gießform entfernt werden. Die Gießform kann aus einem Metall, zum Beispiel Aluminium, oder aus einem Kunststoff, zum Beispiel Silikon, Polyurethan oder Polyvinylchlorid, gebildet sein.

Das Trocknen des Schlickers gemäß Schritt c) erfolgt vorzugsweise bei einer Temperatur von 25 °C bis 60 °C, insbesondere von 30 °C bis 50 °C. Das Trocknen erfolgt bevorzugt in einem Trocknungsofen. Während des Trocknens wird zumindest ein Teil des Dispersionsmittels entfernt. Das Trocknen dauert insbesondere von 5 Minuten bis 4 Stunden, ganz insbesondere von 20 Minuten bis 40 Minuten. Erfolgt das Trocknen bei zu hoher Temperatur innerhalb von relativ kurzer Zeit, treten durch Schwindung Verformungen der Schleifkornvorläufer auf, die in der Regel nicht gewünscht sind, um

Schleifkörner von definierter Geometrie zu erhalten. Durch den Schritt c) des Verfahrens werden Schleifkornvorläufer gebildet, die einen Feststoffgehalt von 85 Gew.% bis 99,9 Gew.% aufweisen.

In einem nachfolgenden Schritt d) werden die Schleifkornvorläufer aus den Vertiefungen entfernt. Dieser Verfahrensschritt des Entformens der Schleifkornvorläufer kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Die Schleifkornvorläufer können zum Beispiel mittels Schwerkraft aus den Vertiefungen entnommen werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Entfernen durch Umlenken der Gießform um einen verhältnismäßig engen Radius erfolgen. Das Entfernen kann durch zusätzliche Hilfsmittel, wie zum Beispiel Bürsten, Druckluft, Unterdruck und/oder Vibrationen, unterstützt werden.

In Schritt e) werden die Schleifkornvorläufer gesintert. Das Sintern der Schleifkornvorläufer erfolgt insbesondere bei einer Temperatur von 1300 °C bis 1700 °C, insbesondere von 1450 °C bis 1600 °C. Dabei werden Schleifkörner auf Basis von alpha-A 03 mit einem Gehalt an ZrCh von 5 Gew.% bis 30 Gew.% und einer Dichte von 92% bis 99,9% der theoretischen Dichte gebildet, wobei das alpha-A 03 eine mittlere Kristallitkorngröße von 0,5 μηη bis 3 μηη und das ZrCh eine mittlere Kristallitkorngröße von 0,25 μηη bis 8 μηη aufweist.

Die Erfindung betrifft auch geformte keramische Schleifkörner, welche nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden. Schließlich betrifft die Erfindung auch einen Schleifartikel, welcher geformte keramische Schleifkörner umfasst, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden.

Figuren

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen geformten keramischen Schleifkorns;

Figur 2 ein Ausschnitt aus einer schematischen Schnittdarstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schleifartikels;

Figur 3 ein Diagramm zur Darstellung der Schleifleistung des Schleifartikels gemäß Figur 2

Figur 4 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung der Verfahrensschritte zur Herstellung des geformten keramischen Schleifkorns. In Figur 1 ist eine beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen geformten keramischen Schleifkorns 10 schematisch dargestellt. Die geometrische Form des Schleifkorns 10 wird durch ein regelmäßiges dreiseitiges gerades Prisma mit den Seitenkanten 12 und der Höhe 14 gebildet. Die Grundfläche 16 und die Deckfläche 18 werden dementsprechend jeweils von drei gleich langen Seitenkanten 12 gebildet. Die Grundfläche 16 und die Deckfläche 18 sind gleich groß und sind durch die Höhe 14 voneinander beabstandet. Die drei Seitenflächen 17 werden von Rechtecken gebildet und sind gleich groß. In der beispielhaften Ausführungsform nach Figur 1 haben die Seitenkanten 12 eine Länge von 1400 μηη. Die Höhe 14 beträgt 410 μηη. In einer alternativen Ausführungsform können die Länge der Seitenkante 12 auch 1330 μηη und die Höhe 14 400 μηη betragen.

Figur 2 zeigt einen Ausschnitt aus einer beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schleifartikels 50 mit Schleifkörnern 10 in einer schematischen Schnittdarstellung. Der Schleifartikel 50 ist in der dargestellten Ausführungsform ein beschichteter Schleifartikel 50 mit einem Trägerelement 52 aus Vulkanfiber. Das Trägerelement 52 aus Vulkanfiber dient als flexible Unterlage für die Schleifkörner 10. Vulkanfiber ist ein Verbundmaterial aus Zellstoff, insbesondere Baumwoll- oder Zellulosefasern, und ist dem Fachmann als flexible Unterlage für Schleifartikel aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Die Schleifkörner 10 sind mittels eines Grundbinders 54, zum Beispiel aus Phenolharz, auf dem Trägerelement 52 befestigt. Die Schicht aus Grundbinder 54 und Schleifkörnern 10 ist mit einem Deckbinder 56, zum Beispiel aus Phenolharz, beschichtet.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von geformten keramischen Schleifkörnern wird anhand des Ablaufdiagramms gemäß Figur 4 näher erläutert. Das Herstellverfahren 100 umfasst die folgenden Schritte. In einem ersten Schritt 110 erfolgt das Herstellen eines Schlickers aus zumindest einem alpha-A Os-Pulver, einem ZrCh- Pulver und einem Dispersionsmittel, wobei in dem Schlicker ein Feststoffgehalt von 50 Gew.% bis 90 Gew.% und eine mittlere Partikelgröße von 0,1 μηη bis 8 μηη beträgt. In einem zweiten Schritt 120 erfolgt das Einfüllen des Schlickers in Vertiefungen einer Gießform, wobei die Vertiefungen eine definierte Geometrie aufweisen. Danach wir in einem dritten Schritt 130 das Trocknen des Schlickers in den Vertiefungen zu Schleifkornvorläufern vorgenommen, wobei ein Feststoffgehalt der Schleifkornvorläufer von 85 Gew.% bis 99,9 Gew.% beträgt. Nach dem Trocknen des Schlickers werden in einem vierten Schritt 140 die Schleifkornvorläufer aus den Vertiefungen entfernt. Ferner wird in einem fünften Schritt 150 das Sintern der Schleifkornvorläufer zu Schleifkörnern auf Basis von alpha-A 03 mit einem Gehalt an ZrCh von 5 Gew.% bis 30 Gew.% und einer Dichte von 92% bis 99,9% der theoretischen Dichte vorgenommen, wobei das al- pha-A Os eine mittlere Kristallitkorngröße von 0,5 μηη bis 3 μηη und das ZrCh eine mittlere Kristallitkorngröße von 0,25 μηη bis 8 μηη aufweist.

Figur 3 zeigt in einem Diagramm die Schleifleistung von unterschiedlichen Schleifartikeln, die mit geformten keramischen Schleifkörnern mit unterschiedlichem Anteil an ZrÜ2 hergestellt wurden. In dem Diagramm ist auf der y-Achse als Maß für die

Schleifleistung der in einem Schleiftest gemessene Materialabtrag S in Gramm pro Platte aufgetragen, auf der x-Achse die Anzahl an Platten P, die in dem Schleiftest geschliffen wurden. Es wurden insgesamt drei Schleiftests mit drei verschiedenen Beispielen von Schleifartikeln mit geformten keramischen Schleifkörnern durchgeführt. In einem ersten erfindungsgemäßen Beispiel wurde ein Schleifartikel mit geformten keramischen Schleifkörnern mit einem Anteil an ZrÜ2 von 22 Gew.% verwendet (im Folgenden auch als Variante AZ22 bezeichnet). In einem zweiten erfindungsgemäßen Beispiel wurde ein Schleifartikel mit geformten keramischen Schleifkörnern mit einem Anteil an ZrC^ von 16 Gew.% verwendet (im Folgenden auch als Variante AZ16 bezeichnet). In einem dritten Vergleichsbeispiel wurde ein Schleifartikel mit einphasigen geformten keramischen Schleifkörnern verwendet, welche kein ZrÜ2 (0 Gew.% ZrCh) enthielten (im Folgenden auch als Variante A bezeichnet). Die Schleifkörner der Varianten AZ22, AZ16 und A wurden wie folgt hergestellt. Zunächst wurde für jede der Varianten AZ22, AZ16 und A ein Schlicker hergestellt (vgl. Figur 4, Schritt 110). Hierfür wurden die in Tabelle 1 aufgeführten Mengen an Wasser als Dispersionsmittel sowie Dolapix als Dispergator mit den in Tabelle 1 aufgeführten Mengen an pulverförmigem alpha-A Os, pulverförmigem ZrÜ2 (für die Varianten AZ22, AZ16) und pulverförmigem MgO in einem Dissolver homogenisiert. Bei dem pulverförmigem ZrÜ2 handelte es sich um teilstabilisiertes Zr02 (mit 3 Mol% an Y2O3 stabilisiertes ZrCh). Dem Schlicker wurden ferner die weiteren in Tabelle 1 aufgeführten Mengen an den organischen Additiven Optapix AC 112 als Bindemittel, Glydol N109 als Netz- mittel und Glycerin als Feuchthaltemittel hinzugefügt. Anschließend wurde der Schlicker in einer Kugelmühle gemahlen. Der fertige Schlicker wies eine mittlere Partikelgröße von 0,2 μηη auf.

Tabelle 1:

Der fertige Schlicker wurde für jede der drei Varianten AZ22, AZ16 und A in einem nachfolgenden Schritt in Vertiefungen einer Gießform eingefüllt, wobei die Vertiefungen eine definierte Geometrie aufwiesen (vgl. Figur 4, Schritt 120). Das Einfüllen des Schli- ckers in die Vertiefungen erfolgte manuell mittels eines Handrakels. Die Gießform hatte die Form einer Platte mit einer Stärke von 3 mm und bestand aus Silikon. Die Gießform wies eine Vielzahl an Vertiefungen der gleichen Geometrie auf. Um zu geformten keramischen Schleifkörnern, wie in Fig. 1 dargestellt, zu gelangen, waren die Vertiefungen in der Gießform als Negativformen eines regelmäßigen dreiseitigen geraden Prismas mit einer Kantenlänge von 1,7 mm und einer Tiefe von 0,5 mm ausgebildet.

In einem weiteren Schritt wurde der Schlicker in den Vertiefungen der Gießform getrocknet (vgl. Figur 4, Schritt 130). Die Trocknung erfolgte bei einer Temperatur von 40 °C für eine Dauer von ca. 1 Stunde. Dabei konnten Schleifkornvorläufer mit einem Feststoffgehalt von zum Beispiel 96 Gew.% gewonnen werden.

Nach dem Trocknen wurden die Schleifkornvorläufer aus den Vertiefungen der Gießform entfernt (vgl. Figur 4, Schritt 140). Hierfür wurde die Gießform um einen engen Radius umgelenkt. Das Entformen wurde außerdem durch eine Bürste mechanisch unterstützt.

In einem nachfolgenden Schritt wurden die Schleifkornvorläufer zu Schleifkörnern gesintert (vgl. Figur 4, Schritt 150). Das Sintern erfolgte bei einer Temperatur von 1530 °C für eine Dauer von 120 Minuten für die Varianten AZ16 und AZ22 sowie bei einer Temperatur von 1560 °C für eine Dauer von 180 Minuten für die Variante A. Nach dem Sintern wiesen die Schleifkörner eine Dichte von 98% (Variante AZ22), 97% (Variante AZ16) und 95% (Variante A95) der theoretischen Dichte auf. Die Schleifkörner hatten einen Gehalt an ZrCh von 16 Gew.% (Variante AZ16, erfindungsgemäßes Beispiel 1), 22 Gew.% (Variante AZ22, erfindungsgemäßes Beispiel 2) und 0 Gew.% (Variante A, Vergleichsbeispiel). In der Variante AZ22 betrug die mittlere Kristallitkorngröße des al- pha-A Os 1,28 μηη, in der Variante AZ16 betrug die mittlere Kristallitkorngröße des al- pha-A Os 1,39 μηη. Die mittlere Kristallitkorngröße des ZrCh betrug in der Variante AZ22 0,61 μηη und in der Variante AZ16 0,57 μπτι.

Die jeweiligen Schleifartikel 50 in Form von Schleifscheiben, die mit den Schleifkörnern AZ22, AZ16 und A hergestellt wurden, waren wie folgt aufgebaut (vgl. Fig. 2). Als Trägerelement 52 wurde jeweils eine Fiberscheibe aus Vulkanfiber mit einem Durchmesser von 180 mm und einer Dicke von 0,8 mm verwendet. Als Grundbinder 54 wurde eine Mischung aus Phenolharz (35 - 50 Gew.%) und Kreide (30 - 45 Gew.%) verwendet. Dabei betrug die verwendete Menge an Grundbinder 100 - 120 g/m ² in nassem Zustand. Die Menge an Schleifkörnern 10, die auf das Trägerelement 52 mit Grundbinder 54 aufgetragen wurde, betrug 640 - 740 g/m ² . Als Deckbinder 56 wurde für die Varianten AZ22 und AZ16 eine Mischung aus Phenolharz (20 - 30 Gew.%), Kreide/Kaolin-Mischung 1:1 (30 - 40 Gew.%) und Kryolith (5 - 20 Gew.%) eingesetzt. Für die Variante A wurde als Deckbinder 56 eine Mischung aus Phenolharz (20 - 30 Gew.%), Kreide (35 - 45 Gew.%) und Kryolith (5 - 20 Gew.%) eingesetzt. Die eingesetzte Menge an Deckbinder betrug 760 - 950 g/m ² in feuchtem Zustand.

Zur Bestimmung der in Figur 3 dargestellten Schleifleistung der jeweiligen mit den Schleifkörnern AZ22, AZ16 und A hergestellten Schleifartikel wurde folgender Schleiftest auf einer Prüfanlage durchgeführt. Der jeweilige Schleifartikel in Form einer Schleifscheibe wurde auf einem Stützteller montiert. Als Werkstücke zum Schleifen wurden Stahlplatten aus den Werkstoffen 1.0332 und 1.8974 mit einer Bearbeitungsfläche von 6 mm x 285 mm eingesetzt. Zur Bestimmung des Materialabtrags pro Stahlplatte wurden die Stahlplatten vor und nach dem Schleiftest gewogen. Während des Schleiftests wurden die Stahlplatten aus den Werkstoffen 1.0332 und 1.8974 abwechselnd überschliffen. Die jeweilige Schleifscheibe wurde mit einer Drehzahl von 4181 U/min angetrieben und die Werkstücke mit einem Vorschub von 1,5 mm/s an der Schleifscheibe vorbeigeführt. Die Werkstücke wurden dabei mit einem Gewicht von 6 kg an die Schleifscheibe gedrückt. Mit jeder der drei Schleifscheiben mit den Schleifkörnern AZ22, AZ16 und A wurden 80 Stahlplatten bearbeitet.

Das Diagramm nach Figur 3 zeigt eine deutlich erhöhte Schleifleistung für die beiden Schleifkörner AZ22 und AZ16 im Vergleich zu dem einphasigen Schleifkorn A. Ferner zeigt das Diagramm eine höhere Schleifleistung für das Schleifkorn AZ22 im Vergleich zu dem Schleifkorn AZ16 in einer ersten Phase des Schleiftests (bis ca. 35 Platten) und umgekehrt eine höhere Schleifleistung für das Schleifkorn AZ16 im Vergleich zu dem Schleifkorn AZ22 in einer zweiten Phase des Schleiftests (ab ca. 35 Platten bis 80 Platten). In der ersten Phase des Schleiftests ist die Abnutzung der Schleifkörner geringer als in der zweiten Phase (ab ca. 35 Platten bis 80 Platten).