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DIE SUPERSCHLEIFMITTEL DIAMANT UND KUBISCHES BORNITRID (CBN) GELTEN
ALS DIE HÄRTESTEN BEKANNTEN SCHLEIFSTOFFE.
Bestimmung von Bestellungeneignen sich demzufolge zur Bearbeitung
von Werkstoffen, welche mit konventionellen Schleifmitteln
(Siliziumkarbid, Korund) schwer oder gar nicht bearbeitbar sind.
Beide
Schleifmittel haben dieselbe Kristallstruktur, wobei Diamant aus
reinem Kohlenstoff, CBN hingegen aus den Elementen Bor und
Stickstoff besteht.
Trotz ihrer
physikalischen Verwandschaft ist ihr chemisches Verhalten
unterschiedlich.
Aufgrund seiner
Steifheit und Abriebsfestigkeit ist der Diamant ein wichtiges
Schleifmittel zur Schleifung von Hart- und Sprödematerialen wie Wolframkarbyd, Metallegierungen und
Oxydkeramiken. Er wird zur Vearbeitung von harten und hochfesten
Materialen wie Kubischenitridbor; hartstahlen, Hochleistungsstahlen,
Kaltgusseisen.
|
CBN |
Mono Crystal Diamond |
Poli
Crystals Diamond
|
Metal Coated Diamond
|
Beim Lösen
eines Schleifproblems steht die Frage “werstoffgeeignetes
Schleifmittel” immer an erster Stelle. Oft empfiehlt es sich, einen
entsprechenden Prinzipversuch durchzuführen.
Ein weiterer
Unterschied zwischen den beiden Schleifmitteln besteht in ihrer
thermischen Stabilität. In Anwesenheit von Sauerstoff verbrennt
Diamant bei Temperaturen ab 700ºC stabil, CBN ist jedoch bis 1400º
stabil. Mit reinem Oel oder oelhaltigem Emulsionen kann die
Standzeit von CBN-Schleifwerkzeugen wesentlich verbessert werden.
Je nach
Bindung, Werkstoff und Schleifverfahren stehen heute zahlreiche
Diamant- und CBN-Sorten verschiedener Form, Festigkeit und
Grösse zur Verfügung.
Durch ständige
Forschung und Weiterentwicklung unserer Produkte sind wir in der
Lage, immer die optimalen Sorten im Bezug setzen.
KORNGRÖSSEN
Neben der
Schleifstoffqualität bestimmt die Korngrösse weitgehend die Leistung
der Scheibe, den zeitlichen Werkstoffabtrag, die
Wirtschaftlichkeit des Schleifvorganges und die Güte der erzielten
Schleifflächen.
Zur
Gewährleistung einwandfreier Schnittigkeit bei vorgeschriebener
Rauhtiefe sind Korngrössen enger Kalibrierung unerlässlich; sie werden
durch Siebung oder Präzisionsschlämmung erzeugt.
Mit grössen
Körnungen hat er eine hörere Leistung. Andererselts aber erhöhen die
kleinen Körnungen die Qualität der Empfindlichkeit
der Oberflaechen, erniedrigen sie jedoch die Paso-Hebekapazitaet.
Die
Schleifwerkzeuge der MicroDiam sind nach den FEPA-Normen hergestellt
und markiert.
FEPA-Standard
|
US-Standard ASTM-E-11-70
Maschenzahl Je Zoll
|
ISO R
565/1972
Nennmaschenweite(um)
|
D
|
CBN
|
|
|
D301
|
B301
|
50/60
mesh |
300/250
|
D251
|
B251
|
60/70
mesh |
250/212
|
D213
|
B213
|
70/80
mesh |
212/180
|
D181
|
B181
|
80/100
mesh |
180/150
|
D151
|
B151
|
100/120
mesh |
150/125
|
D126
|
B126
|
120/140
mesh |
125/106
|
D107
|
B107
|
140/170
mesh |
106/90
|
D91
|
B91
|
170/200
mesh |
90/75
|
D76
|
B76
|
200/230
mesh |
75/63
|
D64
|
B64
|
230/270
mesh |
63/53
|
D54
|
B54
|
270/325
mesh |
53/45
|
D46
|
B46
|
325/400
mesh |
45/38
|
BINDUNGEN
Die
Scheibenleistung und Wirtschaftlichkeit der Schleifoperation werden
neben der Schleifstoffqualität und Korngrösse in hohem Masse durch
eine optimal gewählte und gefertigte Bindung bestimmt.
Verbindungenund
Diamantkörnungen bilden den schleifenden Teil der Scheibe. Neben der
Körnungsgrösse und Konzentration beeinflusst die
Verbindung auch selbst die Schhleifsleistung.
Im allgemein
haben die Scheiben mit harter Verbindung eine laengere Lebensdauer.
Die
Scheibenquervorschub und die Lebensdauer der Scheibe befinden sich
in einem umgekehrten Verhaeltnis. Je höher die Scheibenquervorschub wird, desto kürzer wird die Lebendauer der
Scheibe.
SCHLEIFEN IST UNMÖGLICH OHNE ALTERUNG DER SCHEIBE.
Je nach
Schleifprozess und Einsatzbedingungen werden MicroDiam
Schleifwerkzeuge mit verschiedenen Bindungstypen angeboten:
Kunstharzbindungen
Metallbindungen
KUNSTHARZBINDUNGEN
Die Scheiben
mit Kunstharzbindungen sind im allgemein mit ihren höhen
Schneideleistungen bekannt. Die Kunstharzbindungen werden zum
mittleren, feinen und superfeinen Schleifen bevorzugt. Solch
Scheiben sind besonders zur Paso-Hebung geeignet, daher können
sie sowohl beim Trockenschleifen als auch beim Trockenschleifen als
auch beim Nassschleifen verwendet werden.
METALLBINDUNGEN
Die
Abtragleistung solcher Scheiben ist etwas geringer als bei
Kunstharzbindungen. Aufgrund ihrer z.T. wesentlich besseren Verschleissfestigkeit sind sie für Schleifprozesse geeignet,die mit
Kunstharzscheiben nur schwer zu bewältigen sind.
Wir empfehlen,
Metallbindungen ohne Kühlung nur in Ausnahmefählen bei kleineren
Kontaktflächen einzusetzen.
Bindungshärte
|
<WEICH------------HART> |
SYMBOL
|
J
L N
P
R |
SB
Naßschlief
SYB
Naßschlief, viel Pasogehalt
SKB
Trockenschlief, sehr hart Bindung
CSP
Sehr hart Bindung, Profilhaltigkeit
KONZENTRATION
Die
Konzentration ist das Verhältnis des Diamant-oder CBN- Gewichtes in
Karat (0,2g) zu einem Kubikzentimeter Belagvolumen.
Nach FEPA entsprict die Konzentration “100” einem Diamant- Inhalt
von 4,4 Karat pro Kubikzentimeter Belagvolumen;
alle andern Konzentrationen sind proportional.
Die
Konzentration beeinflusst in hohem Masse das Schnitvermögen und die
Standzeit der Scheibe; sie bestimmt aber auch weitgehend
ihren Preis.
Für Diamant-und
CBN- Scheiben übliche Konzentration
Diamant
|
Karat/cm3
|
CBN
|
Karat/cm3
|
C50
C75
C100
C125
|
≥2,2ct/cm3
≥3,3ct/cm3
≥4,4ct/cm3
≥5,5ct/cm3
|
V120
V180
V240
V300
|
≥2,09ct/cm3
≥3,13ct/cm3
≥4,18ct/cm3
≥5,22ct/cm3
|
WIR
GARANTÝEREN, DÝESEN NORMEN ENTSPRECHENDE DÝAMANT-UND CBN-MENGEN ZU
VEARBEÝTEN.
MECHANIK DES SCHLEIFWORGANGS
Unter Schleifen
versteht man das Abspanen einer Werkstoffschicht mit Hilfe gekörnter
Schneidstoffe.
Im Gegensatz zu
anderen spanabtragenden Bearbeitungen wird Drehen, Fräsen etc. Wird
das Material beim Schleifen
jedoch von geometrisch nich definierten Schneiden abgetragen.
Grundsätzlich ist zu unterscheiden, ob der
Schleifstoff in einem Schleifstoff in einem Schleifwerkzeug gebunden
vorliegt, oder ob es sich um loses Korn, wie es in Form
von Schleifpaste zum Polieren verwendet wird, handelt.
Die Wahl der am
besten geeigneten Schleifscheibe ist von der Maschine
(Schleifverfahren, Einstellmöglichkeiten, Stabilität) und
dem Werkstoff(hart-spröde wie HM, Keramik etc. oder zähhart wie HSS,
Hartguss etc.) abhängig.
Die
Spezifikationen werden von den folgenden Umständen beeinflusst:
Korngrösse:
erforderliche Oberflächengüte, Schleifverfahren
Schleifmittel:
Werkstoff, z.B. Hartmetall=Diamant, HSS=CBN
Konzentration:
Kontaktfläche, Korngrösse, Schleifverfahren
Bindung:
Schleifmittel, Korngrösse
SELBSTSCHÄRFUNG
Wenn eine
Scheibe bei optimalen Bedingungen arbeitet, schärft sich der Belag
durch Aufsplitterung verbrauchter und/oder Freilegung
neuer Schleifmittelkörner weitgehend selbst. Werden die
Schleifkräfte durch hohe Zustellung, niedrige Scheibenumfangs-od. Hohe Tischgeschwindigkeit zu gross, kann das
Kort frühzeitig aus der Bindung herausfallen.Bei kleiner
Zustellung, hoher Scheibenumfangs oder langsamer
Tischgeschwindigkeit sind die Schleifkräfte geringer.
Dies kann zu
einer Abplattung der Schleifkörner und dadurch zu ungünstigen
Schleifergebnissen führen. In beiden
Fällen kann die Selbstschärfung oft durch eine entsprechende
Anpassung der Maschinenparameter verbessert werden.
DER
G-WERT
Das
Verschleissverhalten einer Diamant-oder CBN-Schleifscheibe wird mit
dem G-Wert festgehalten:
G=abgetragenes
Werkstoffvolumen(cm3)
Verschleissvolumen des Schleifbelages(cm3)
Bei Kenntnis
von Belagvolumen und Scheibenpreis kann mit dem G-Wert die
Wirtschaftlichkeit einer
Schleifoperation beurteilt werden, wobei die Personal und
Maschinenkosten auch zu berücksichtigen sind.
EMPFOHLENE SCHEIBENUMFANGS-GESCHWINDIGKEITEN
Trocken lassen
sich nur gut wärmleitende Werkstoffe bearbeiten. Unnötige
Wärmeentwicklung bei
Diamant ist
wenn immer möglich durch Kühlung zu vermeiden.
Grundsätzlich
wird CBN mit höheren Umfangsgeschwindigkeiten eingesetzt.
Voraussetzung dafür ist eine effiziente Kühlschmierung
und eine stabile Maschine. Damit können Standzeit und
Oberflächenrauheit verbessert werden.
Schleifstoff
|
Bindungstyp
|
Nasschleifen-m/s
|
Trockenschleifen-m/s
|
Diamant
|
Bakelit
Metall
|
20-30
15-25
|
10-20
10-15
|
CBN
|
Bakelit
Metall
|
40-80
40-80
|
15-30
10-20
|
OBERFLÄCHENGÜTE
Die
oberflächen-qualität höngt von der Korngrösse, der Schleifoperation
und damit auch vom Werkstoff. Die vorliegenden Rictwerte
beziehen sich auf allgemeines Werkzeugschleifen (Kreuz-schliff) mit
Diamant und CBN in kunstharzgebundenen Topfscheiben
auf der Hartmetallsorte K20 bzw. HSS.
Um mit CBN eine
gleichwertige Oberfläche zu erreichen, muss eine um zweibis dreifach
feinere Korngrösse gewählt werden.
Fepa-Korngrössen
|
Mittl.Rauhwert
Ra(um) |
Oberflächengüte
|
Schleifvorgang
|
Diamant CBN |
Diamant
CBN |
N
|
-------- B301
-------- B251
-------- B213
--------
B181
-------- B151
-------- B126 |
-------- 301
-------- 251
-------- 213
-------- 181
-------- 151
-------- 126
|
N8
N8-N7
N7
N7-N6
N6
N6
|
Schruppen
|
D181 B107
D151 B91
D126 B76
|
0,53 107
0,50
91
0,45
76 |
N6-N5
N6-N5
N6-N5
|
Grobschleifen
|
D107 B64
D91 B54
D76 B46
|
0,40
64
0,33
54
0,25
46 |
N5
N5-N4
N5-N4
|
Vorschleifen
|
D64 ------
D54 ------
D46 ------
|
0,18
------
0,16
------
0,15
------ |
N4
N4-N3
N4-N3
|
Feinschleifen
|
MD25 ------
MD20 ------
MD10 ------ |
0,12
------
0,05
------
0,025 ------
|
N3
N3-N2
N2-N1
|
Ultrafeinschleifen
|
|
N1
|
N2
|
N3
|
N4
|
N5
|
N6
|
N7
|
N8
|
Ra(um)
|
0,025
|
0,05
|
0,10
|
0,2
|
0,4
|
0,8
|
1,60
|
3,20
|
Ra(um)
|
0,500
|
0,80
|
1,25
|
2,5
|
5,0
|
8,0
|
16,0
|
32,0
|
Ra(um)
|
0,400
|
0,63
|
1,00
|
2,0
|
4,0
|
6,3
|
10,0
|
16,0
|
PENDELSCHLEIFEN UND TIEFSCHLEIFEN
Beim
Pendelschleifen wird gewöhnlich mit Tischgeschdigkeiten von ³ 6m/min
und einer Zustellung von£0,05 mm gearbeitet. Weil der
Schleifbelag bei diesem Verfahren bei jedem Überlauf erneut in den
Werkstoff eingreift, ist er, dem Totalabtrag und
der gewählten Zustellung entsprechend, vielen Eintrittsstössen
ausgesetzt. Beim
Tiefschleifen ist die Tischgeschwindigkeit stark reduziert, dafür
wird mit der grösstmöglichen Zustellung gearbeitet,d.h. der Belag ist
nur sehr wenigen Eintrittsstössen ausgezetzt. Der Vorteil
liegt beim Tiefschleifen nicht unbedingt bei der kürzeren
Schleifzeit oder höheren Abtragsleistung. Wesentlich ist
die Tatsache, dass der Belag nur zweimal bei einer sehr langsamen
Tischbewegung in das Material
eingreift. Der Belagverschleiss wird wesentlich vermindert und die
Wirtschaftlichkeit entsprechen erhört. Voraussetzungen
beim Tiefschleifen sind stabile Maschine mit ausreichender
Spindelleistung und eine effiziente Kühlung.
ABRICHTEN UND
SCHÄRFEN VON DIAMANT-UND CBN-SCHLEIFSCHEIBEN
Sowohl bei
Diamant-als auch bei CBN-Scheiben hat das Abrichten den Zweck, die
Geometrie der Scheibe in Ordnung zu bringen und
Rund-resp. Planlauffehler zu eliminieren. Ausserdem können Scheiben,
welche durch ungleichmässingen Einsatz
verformt sind oder unrund laufen, nachprofiliert bzw. erneut
abgerichtet werden. Dazu wird die Oberfläche des Schleifbelags
mit Siliziumkarbid-oder Korundscheiben bis zum erforderlichen Mass
abgetraten. Bei CBN-Scheiben kann dazu auch ein
Multikorn-Diamantabrichtwerkzeug verwendet werden.
Vor allem bei
CBN-Scheiben genügt diese Vorbereitung den Anforderungen nicht.
Durch die unterschiedliche Spanbildung beider
Bearbeiterung von Schnellstahl und dergleichen muss das
CBN-Korntiefer in den Werkstoff eindringen, und der Span benötigt
einen grösseren Spanraum, um abgeführt zu werden.
Das Schärfen
der Belagoberfläche ist deshalb eine absolute Nowendigkeit.
Geschärft werden die Scheiben am besten direkt auf der
Maschine. Man drückt dazu einen Schärfstein kräftig gegen den Belag
der rotierenden Scheibe. Ein geringer
Kühlmittelfluss ist dabei von Vorteil, zumindest sollte der Stein
angefeuchtet sein.
Wird die
Scheibe danach in der gleichen Drehrichtung eingesetzt, ist die
Grundlage für optimale Schleifleistung gegeben. Dasselbe gilt
für Diamant-schleifscheiben.
EMPFEHLUNGEN ZUR TAUGLICHEN VERWENDUNG VON DIAMANT-UND CBN SCHLEIFSCHEIBEN
Diamant- und
CBN-Geraete sin teuer, daher bei der Vervündung dieser Geraeten muss
man sorgfaeltig handeln.
-Kühler wird im
allgemein zum schnelleren Schneiden und zur Erreichung einer
besseren Oberflaechenempfindlichkeit und einer
laengeren Lebensdauer der Scheiben verwendet. Obwohl die Scheiben
mit Resinate-Verbindung trocken verwendet
werden, mit ihnen kann man überall, wo möglich ist, auch
Naßschleifen durchführen.
Bei dem
Naßschleifen mit den CBN-Schleifen kann die Lebensdauer der Scheibe
durch Verwendung des Reinöles ziemlich verlaengert
werden. Wenn eine Emulsion zu verwenden ist, wird eine Emulsion mit
20% Ölgeheit bei vielen
Durchführungen
ein gutes Ergebnis bringen.
-Reines Wasser
oder rosthemmendes Wasser wird CBN-Körnungen beschaedigt, daher soll
man das vermaiden. Verwenden Sie
bitte eine Maschine ohne Vibration jedoch mit höher Leistung.Die
Scheiben sind schon balanziert, wird es jedoch
empfohlen, die Balance der Scheiben erneut zu kontrollieren.
-Um die volle
Belastung zu sichern, Welle und Flansch der Maschiene sind zu
kontrollieren.
-Vor und nach
der Schraubenbefestigung ist die Belastung der Scheibe zu
kontrollieren.
Bei den
Topfscheiben ist ein Keil (Zwischenblech) zu verwenden. Bei den
geraden Scheiben, wird die
Scheibe auf der
Welle leicht geschlagen, bis sie richtig laeuft.
-Eck-Schleifen
wird im allgemein nicht empfohlen.Da das Eck-Schleifen
verliert den Winkel zu schnell,
kann es zu
einer falschen Abriebung bzw. Schleifung verursachen.
-Wenn die
Scheibe zur Wiedereinsetzung von der Maschine raus genommen wird,
müssen Scheibe und Flansh genauso
gekennzeichnet werden, damit Flansh in gleicher Art befestigt werden
und man soll sie festigen bis die Markierungen sich treffen.
-Vermeiden Sie
vor höhen Temperaturen, höhen Belastungen sowie vor den höhen
Tischbewegungen.
Bestimmung von Bestellungen
Bitte geben Sie
die folgenden einzelnen Angaben.
1-Art des
Schleifmittels
(Diamant oder
CBN)
2-Abmessungen
a-Durchmesser
der Scheibe
b-Breite und
Höhe der Schleifkante
c-Grosse der
Mittelloch
3-Die Qualitaet
der gewünschten Oberflaechenempfindlichkeit
4-CBN-oder
Diamantkonzentration
5-Art der
Verbindung
6-Naß- oder
Trockenschleifen (für das Naßschleifen bitte geben Sie Art der
Kühler an)
7-Die
Materialen, die zu schleifen sind
8-Einzelheiten
über die Maschine, z.B. Leistung usw...
9-Art der
Arbeit (Per Hand oder automatisches Schleifen)
10-Gewünschte
Schneidegeschwindigkeit, Belastungs- und Tischgeschwindigkeit
DIE
WIRTSCHAFTIGEN ARBEITSGESCHWINDIGKEITEN DER DIAMANT-UND CBN-SCHEIBEN
DIAMANTSCHEIBEN |
|
Kunsharzbindungen
|
Metallbindungen
|
Art des Schleifens
|
Naßschliff
|
Trockenschliff
|
Naßschliff
|
Trockenschliff
|
Oberflaechenscheiben
|
20-30 m/s
|
|
15-25 m/s
|
|
Innenzylindirisches
Schleifen |
16-25 m/s
|
15-20 m/s
|
15-20 m/s
|
10-15 m/s
|
Aussenzylindirisches
Schleifen |
20-30 m/s
|
|
15-25 m/s
|
|
Werkzeugschleifen
|
18-28 m/s
|
15-20 m/s
|
15-20 m/s
|
10-15 m/s
|
|