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Einleitung

Diamant- und Bornitrid (CBN) bezeichnet man als Superschleifmittel wegen ihrer deutlich höheren Härte im Vergleich zu traditionellen Schleifstoffen wie Korund (Al2O3) oder Siliziumkarbid (SiC).

Diamant und Bornitrid werden bei hochleistungsfähigen Schleifprozessen verwendet. Beide Schleifstoffe besitzen eine hohe Beständigkeit gegen Verschleiß, was aus wirtschaftlicher Perspektive die Schleifeffizienz steigert und die Bearbeitungskosten senkt.
Hauptvorteile von Diamant- und Bornitrid sind:

- lange Standzeit - seltenes Abrichten
- kurze Bearbeitungszeiten
- hohe Produktivität infolge eines seltenen Scheibenwechsels
- Eliminierung von thermischen Schäden durch niedrige Bearbeitungstemperaturen
- Beibehalten einer hohen Oberflächengüte



Anwendung von Diamant

Durch seine Härte, seine Verbrauchsbeständigkeit, sowie thermische Widerstandsfähigkeit ist Diamant als superhartes Schleifmittel prädestiniert. Durch diese Eigenschaften eignet es sich hervorragend zur Bearbeitung von:

- Hartmetall
- Glas und Keramik
- Ferrit, Silizium, Grafit
- Ferrit, Silizium, Grafit
- Naturstein
- feuerfesten Materialien (PKD, PKB)



Anwendung von Bornitrid

Bornitrid ist nach Diamant das zweithärteste aller bekannten Materialien. Im Gegensatz zu Diamant zeigt CBN jedoch eine sehr viel geringere Reaktivität gegenüber Eisen, so dass es sich hervorragend zur Stahlzerspannung eignet. Außerdem zeichnet sich CBN durch eine geringere Oxidationsneigung, eine hohe Temperaturbeständigkeit und große Warmhärte aus, die bei hohen Temperaturen sogar über die von Diamant liegt.

Durch die o.g. Vorteile wird CBN bei der Bearbeitung von langspanenden kohlenstoffhaltigen Werkstoffen verwendet, wie:

- Schnellarbeitsstahl (HSS)
- Werkzeugstahl
- Wälzlagerstahl
- Kohlungsstahl
- Nirostahl und hochlegierte Stähle mit Härte von über 55 HRC



Durchmesser

Für die Auswahl des Schleifscheibendurchmessers ist das verwendete Schleifmaschinenmodell ausschlaggebend. Falls die Möglichkeit besteht, ist es sinnvoll einen größeren Schleifscheibendurchmesser zu wählen. Dieser garantiert eine höhere Oberflächengüte und ist wegen der höheren Spannabfuhr aus ökonomischer Sicht zu empfehlen.



Grundkörper

Der Schleifscheibengrundkörper kann aus verschiedenen Werkstoffen hergestellt werden. Das Grundkörpermaterial beeinflusst durch seine Eigenschaften wie Schwingungsdämpfung und Wärmestreuung den Schleifablauf.

INTER-DIAMENT bietet folgende Werkstoffe an:

- Aluminium
- Verbundwerkstoff
- Stahl

In der nachfolgenden Tabelle werden die wesentlichen Schleifeigenschaften der Schleifscheibengrundkörper gegenüber gestellt:



Vergleich der Materialien des Grundköpers

GrundkörpermaterialSchwingungsdämpfungWärmeleitfähigkeitFestigkeit
Aluminiumschwachsehr gutgut
Kompositmittelzufridenstellendmittel
Stahlschwachgutsehr gut

Unser hauptsächlich angewandtes Grundkörpermaterial ist Aluminium als optiomale Lösung für mehrere Anwendungen.


Korngröße

Die Korngröße hat einen entscheidenden Einfluss auf den Schleifvorgang. Die Korngröße hängt von der Schleifmethode des zu bearbeitenden Materials sowie der gewünschten Oberflächenrauheit ab.



Vergleich der Korngrößen

Korngröße gem. FEPA (Diamant)Korngröße gem. FEPA (Bornitrid)Korngröße gem. FEPA, PN-85/M-59108 [µm]Korngröße US Standard ASTM E11 [mesh]
D181B181180/15080/100
D151B151150/125100/120
D126B126125/106120/140
D107B107106/90140/170
D91B9190/75170/200
D76B7675/63200/230
D64B6463/53230/270
D54B5453/45270/325
D46B4645/38325/400

Während des Schleifens sollte die Schleiftiefe nicht 1/3 über der nominalen Korngröße (s. Kennzeichnungsschema der Schleifscheiben) liegen. Für die Korngröße D126 gemäß FEPA beispielsweise sollte die Schleifzugabe nicht 0,042 mm überschreiten.

Die Wahl der Korngröße sollte anhand folgenden Kriterien erfolgen:

- Art des Schleifens (Grob - oder Fertigschleifen)
- gewünschte Oberflächengüte
- erwartete Schleifleistung


Konzentration

Die Konzentration bezeichnet den Anteil der Diamant- oder Bornitrid-Körnung in einer Volumeneinheit (cm³) des Schleifbelages. Angaben zur Standardkonzentration von Diamantschleifscheiben mit Kunstharzbindung stellt folgende Tabelle vor:



Standardwerte der Konzentration

Bezeichnung (Diamant)Korngehalt bei Diamant [Karat/cm3]Bezeichnung (Bornitrid)Korngehalt bei Bornitrid [Karat/cm3]
K251,1V601,05
K502,2V1202,09
K753,3V1803,13
K1004,4V2404,18
K1255,5V3005,22

Wahl der Bindung

Die wichtigsten Vorteile bei Schleifscheiben mit Kunstharzbindung sind: eine hohe Schleifeffizienz, kurze Bearbeitungszeiten sowie geringer Wärmeaustritt, der allen thermischen Beschädigungen entgegenwirkt. In Abhängigkeit von den Arbeitsumständen ist ein Schleifvorgang mit oder ohne Kühlmittelzufuhr möglich. Bei der Bestellung bitten wir Sie die Parameter (Nass- bzw. Trockenschliff) anzugeben.



Bindungshärte

Schleifscheiben mit Kunstharzbindung werden mit dem Buchstaben B gekennzeichnet und kommen in drei Härtestufen vor:

- weich - M
- mittel - S
- hart - T



Wahl der Bindungshärte

Die Wahl der Schleifscheibenhärte hängt von vielen Kriterien ab, die in folgender Tabelle präsentiert werden:



Kriterien der Bindungshärtewahl

WeichHart
Schleifbreitegroßklein
Korngrößekleingrob
ArbeitsbedingungenTrockenschliffNaßschliff
Härte des bearbeiteten Gegenstandeshochniedrig
Sonstigeshohe Wärmeempfindlichkeit des bearbeiteten Gegenstandeshohe Anforderungen hinsichtlich der Toleranz

Belagbreite W

Allgemeinhin gilt, dass die Belagbreite so klein wie möglich gehalten werden soll. Die Belagbreite der Schleifscheibe sollte immer kleiner sein als die des bearbeitenden Gegenstandes. Bei Nichtbeachtung wird die Schleifscheibe einem erheblich höheren Verschleiß ausgesetzt:



Belaghöhe X

Die Standardschleifbelghöhe hat keinen besonderen Einfluss auf den Schleifvorgang, sondern eher auf den Preis des Werkzeuges. Aus ökonomischer Sicht ist ein Gebrauch von Schleifkörpern mit einer größeren Belaghöhe zu empfehlen.



Kühlung

Schleifen mit Kühlung wird überall empfohlen, wo die Maschinenkonstruktion und Arbeitsweise dies ermöglichen. Das Kühlmittel leitet die Wärme ab und spült die abgehobenen Schleifspäne weg. Folglich werden beim Nassschleifen bessere Ergebnisse und eine höhere Wirtschaftlichkeit erzielt.

Mögliche Kühlmittel sind: Schleiföle mit EP-Zusätzen, Emulsionen (Wasser mit 0,5 - 2,0% Ölanteil), wässrige Salzlösungen mit EP-Zusätzen.

Beim Trockenschleifen sind ein geringer Anpressdruck und niedrige Umlaufgeschwindigkeiten empfohlen. Ferner soll der Schleifprozess in regelmäßigen Abständen unterbrochen werden, um das Werkstück sowie die Schleifscheibe abkühlen zu lassen.



Schleifgeschwindigkeit

Die Schleifgeschwindigkeit spielt beim Schleifen eine wesentliche Rolle. Sie verhält sich linear zur Körnung die am Schleifrand angebracht ist.
Die richtige Wahl der Schleifgeschwindigkeit, die vom bearbeiteten Material sowie dem Schleifvorgang abhängig ist, zählt zu den Hauptkriterien beim Schleifprozess.

Empfohlene Schleifgeschwindigkeit in Abhängigkeit von den Einsatzumständen wird in der nachfolgenden Tabelle dargestellt:



Empfohlene Schleifgeschwindigkeit

KörnungTrockenschliffNaßschliff
Diamant15 ÷ 20 m/s20 ÷ 40 m/s
Bornitrid15 ÷ 30 m/s25 ÷ 50 m/s

Öffnen der Schleifstruktur

In einer ordnungsgemäß verwendeten Schleifscheibe ragt das Korn aus der Bindung heraus, was überhaupt erst den Schleifvorgang ermöglicht (s. Abb.). Im Falle des "Zuklebens" vom Arbeitsbelag sinkt die Schleifeffektivität. In solchen Fällen wird empfohlen die Struktur der Schleifscheibe mit Hilfe einer Schleiffeile zu öffnen.



Wahl der Schleifscheibe

Bei der Schleifscheibenwahl müssen folgende Parameter ausgewählt werden:
- Schleifscheibentyp, Maßen des Schleifbelags, Durchmesser der Bohrung oder des Stiftes
- in Abhängigkeit von dem zu bearbeitenden Werkstoff ist darauf zu achten, dass die richtige Kornkonzentration, Korngröße und Bindungshärte gewählt werden
- die Schleifart (Naß- oder Trockenschliff) sollte gewählt werden



Kennzeichnungsschema

Schleifscheiben in Kunstharzbindung werden gemäß folgendem Schema gekennzeichnet:



Bestellbeispiel 1

Bei Bestellung einer Schleifscheibe mit den Parametern:

- Schleifscheibetyp 12A2
- Durchmesser: 125 mm
- Schleifbelagbreite: 6 mm
- Schleifbelaghöhe: 4 mm
- Bohrung: 20 mm
- Körnung: D107
- Konzentration: K75
- weiche Bindung
- Trockenschliff

sollte die Bestellung wie folgt aussehen:

12A2 125x6x4x32 D107 K75 MBs



Bestellbeispiel 2

Bei Bestellung einer Schleifscheibe mit den Parametern:

- Schleifscheibetyp: 14A1
- Durchmesser: 150 mm
- Schleifbelagbreite: 4 mm
- Schleifbelaghöhe: 6 mm
- Bohrung: 32 mm
- Körnung: B151
- Konzentration: V180
- mittelharte Bindung
- Nasschliff

sollte die Bestellung wie folgt aussehen:

14A1 150x4x6x32 B151 V240 SBm



Bestellung

Um die Schleifscheibe speziell nach Ihren Wünschen herzustellen bitten wir Sie bei Bestellung auf das Schleifmaschinenmodell und den Bearbeitungsvorgang hinzuweisen.



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