Grundsätzliches zu superhartenSchleifmitteln Diamant und CBN 2- 4
Feilen, Trennschleifscheiben und Schleifkörper mit galvanisch gebundenem Diamant und CBN  5-24
Kunstharzgebundene Diamant-und CBN-Schleifwerkzeuge 25-33
Keramisch gebundeneSchleifwerkzeuge 34-35
Hinweis: PFERD-Qualität zertifiziert nach EN ISO 9001.

Superharte Schleifmittel

Superharte Schleifmittel sind:
1. Diamant
2. CBN Cubic boron nitride (kubisch kristallines Bornitrid)
Sie werden als superhart bezeichnet, weil sie die konventionellen Schleifmittel, Korund und Siliciumcarbid, hinsichtlich der Härte deutlich übertreffen (s. nebenstehende Graphik).Diamant kommt in der Natur vor, wird aber auch in ähnlicher Weise wie CBN synthetisch hergestellt.
Unter extrem hohem Druck und unter Ein-wirkung hoher Temperaturen wird reiner Kohlenstoff (C) zu Diamant bzw. werden die chemischen Elemente Bor (B) und Stickstoff (N) zu kubisch kristallinem Bornitrid synthetisiert.Durch die Synthesebedingungen können den Schleifmitteln jeweils unterschiedliche Schneideigenschaften verliehen werden.CBN steht - wie die Graphik zeigt - Diamant hinsichtlich der Härte nur wenig nach.

Vorteile von Schleifwerkzeugen mit superharten Schleifmitteln gegenüber konventionellen Schleifwerkzeugen mit Korund oder Siliciumcarbid

■ Hervorragende Standzeit und Profilhaltigkeit.
■ Kurze Bearbeitungszeiten.
■ Reduzierung der Nebenzeiten, weil seltener abgerichtet oder das Werkzeug gewechselt werden muss.
■ Vermeidung von thermischen Schädigungen des Werkstückes, weil geringere Schleiftemperaturen entstehen.
■ Gleichmäßiges Qualitätsniveau über eine Vielzahl von Werkstücken.

Die Schleifmittel Diamant und CBN konkurrieren nicht miteinander, sondern sie ergänzen sich.

Für die Stahlbearbeitung scheidet Diamant aus, da eine chemische Reaktion zwischen dem Eisen (Fe) im Stahl und dem Kohlenstoff (C) des Diamanten einen sehr schnellen Verschleiß des Diamantwerkzeuges verursacht. Die Bearbeitung von Stahl mit Diamant ist daher in der Regel unwirtschaftlich.

Diese Lücke schließt das CBN. Es steht dem Diamanten hinsichtlich der Härte nur wenig nach (siehe Graphik), reagiert jedoch mit dem Eisen (Fe) im Stahl nicht.

Aus diesem Grund ergeben sich oben stehende Anwendungsempfehlungen für Diamant- und CBN-Werkzeuge:

■ Hartmetall (gesintert)
■ Hartmetall (Grünling)
■ Glas
■ Keramik (auch Ing.-Keramik)
■ Porzellan
■ Verschleißschutzschichten
■ Ferrit
■ Silicium
■ Graphit, Elektrokohle
■ Duroplasten
■ glasfaserverstärkten Kunststoffen
■ Natur- und Kunststeinen
■ feuerfesten Stoffen

CBN-Werkzeuge eignensich zur Bearbeitung von:

■ Schnellarbeitsstählen
■ Werkzeugstählen Einsatzstählen
■ Kugellagerstählen
■ Chromstählenu.a.

Bei Diamant- und CBN-Werkzeugen erfolgt die Korngrößenangabe in der Regel nach dem FEPA Standard (FEPA = Fédération Européenne des Fabricants de Produits Abrasifs).Die Korngrößenangabe resultiert aus der Nennmaschenweite mehrerer Siebe undbezeichnet in etwa den Korndurchmesser,gemessen in µm. D.h. eine große Zahl bezeichnet eine grobe, und eine kleine Zahl bezeichnet eine feine Körnung.

Als Kornkonzentration bezeichnet man die Kornmenge je Volumeneinheit des Schleif-belages.Hierbei findet üblicherweise die Konzentrations-staffel C 25 bis C 200 (siehe nebenstehende Tabelle) Verwendung.Es ist üblich, Diamant- und CBN-Körnungen in der Gewichtseinheit Karat (ct) zu messen. Für die Konzentration C 25 ergibt sich somit je cm3 Belagvolumen ein Karatgewicht von 1,1 ct.Bei einer Konzentration von C 200 beträgt das Karatgewicht je cm3 Belagvolumen 8,8 ct.Eine hohe Kornkonzentration macht dasWerkzeug verschleißfest. Diese Eigenschaft ist insbesondere bei Profilschleifaufgaben oder beim Schleifen mit sehr kleinen Durchmessern erwünscht.Standzeitvorteile, die sich aus einer hohen Kornkonzentration ergeben, gleichen in der Regel die höheren Werkzeugkosten (bedingt durch höheres Diamant- oder CBN-Korn-volumen) mehr als aus.Als nachteilig können sich bei hoher Kornkonzentration die höheren Schleifkräfte und die höheren Prozesstemperaturen auswirken, so dass nicht grundsätzlich eine hohe Kornkonzentration die wirtschaftlich und technologisch beste Lösung darstellt.

Aufbau des Schleifbelages

Galvanisch gebundene Diamant- und CBN-Werkzeuge sind durch eine einschichtige Kornbelegung auf einem Metallgrundkörper gekennzeichnet. Die einzelnen Diamant- oder CBN-Kristalle werden durch eine Nickelschicht gebunden, deren Dicke in etwa dem halben Korndurchmesser entspricht. Die Kristalle werden hierdurch sicher gehalten, ragen jedoch weit aus der Bindung heraus, so dass sich ein sehr offenes Werkzeug mit außergewöhnlich großen Spanräumen ergibt.Das Profil galvanisch belegter Werkzeuge ergibt sich, da nur eine einzelne Kornschicht vorhanden ist, aus dem Profil des Grundkörpers. Es ist daher auch verständlich, dass galvanisch belegte Werkzeuge nicht abgerichtet werden können.

Vorteile

Galvanisch belegte Werkzeuge sind sehr schnittfreudig. Es können nahezu beliebige Grundkörpergeometrien belegt werden, so dass sich diese Werkzeuggruppe durch eine unübertroffene Flexibilität hinsichtlich der möglichen Werkzeugformen auszeichnet. Galvanisch belegte Werkzeuge sind aufgrund ihrer einschichtigen Belegung vergleichsweise preisgünstig.

Anwendungsbereiche

Durch die Wahl der Korngröße lassen sich die Eigenschaften galvanisch belegter Werkzeuge in einem weiten Bereich variieren. Während sich grobkörnige Werkzeuge insbesondere für weiche Materialien, wie z.B. glasfaserverstärkte Kunststoffe, bewährt haben, erfordert die Bearbeitung harter Werkstoffe deutlich feinere Körnungen.Die galvanisch erzeugte Nickelschicht ist äußerst hart und verschleißfest. Die daraus resultierende sehr feste Einbindung der Diamant- und CBN-Körner erlaubt es, nach diesem Herstellungsprinzip nicht nur Schleifwerkzeuge, sondern auch Feilen zu fertigen. Diamant-Feilen finden auf gehärteten Stählen und Hartmetall Anwendung.

Aufbau des Schleifbelages

Der Schleifbelag kunstharzgebundener Diamant- und CBN-Schleifscheiben besteht aus den Komponenten
■ Schleifkorn
■ Bindung
■ Füllstoff.
Die Bindung ist dicht verpresst, d.h. sie hat keine Poren (siehe Skizze).

Vorteile

Kunstharzgebundene Diamant- und CBN-Werkzeuge sind durch eine vergleichsweise geringe Bindungshärte gekennzeichnet. Das führt zu folgenden Einsatzvorteilen:
■ sehr hohe Abtragsleistungen
■ kurze Schleifzeiten
■ geringe Wärmeentwicklung,
d.h. „kühler Schliff”.

Anwendungsbereiche

Kunstharzgebundene Diamant- und CBN-Schleifwerkzeuge haben sich besonders rasch beim Werkzeugschleifen (Trocken- und Nassschliff) durchgesetzt. Die hier zu bearbeitenden Schneidstoffe Hartmetall (mit Diamant) bzw. Schnellarbeitsstahl oder Werkzeugstahl (mit CBN) erfordern ein äußerst verschleißfestes Schleifkorn, das nur wenig Wärme erzeugt. Darüber hinaus gibt es eine Vielzahl von Produktionsschleifprozessen, in denen sich kunstharzgebundene Diamant- und CBN-Schleifscheiben hervorragend bewährt haben.

Trocken- oder Nassschliff

Je nach Auslegung der Kunstharzbindung kann mit diesen Werkzeugen entwedertrocken oder nass geschliffen werden. Bitte bei Bestellungen angeben. Technologisch ist der Nassschleifprozess dem Trockenschleifprozess oftmals überlegen. Das gilt sowohl für die Standzeit als auch für die Zerspanungsleistung. Gekühlt wird mit einer Emulsion oder mit reinem Öl, wobei die Kühlung mit reinem Öl die Standzeit der Werkzeuge noch einmal erheblich steigert.

Aufbau des Schleifbelages

Ein wesentliches Kennzeichen der Keramikbindung ist die poröse Belagstruktur (siehe Skizze), da die Keramikbindung als einziger Bindungstyp mit Poren gefertigt werden kann. Die Elemente des Schleifbelages sind demnach
■ Schleifkorn
■ Bindung
■ Poren.

Vorteile

Die Porenräume in der Keramikbindung erleichtern beim Schleifprozess den Spänetransport und die Kühlmittelzufuhr. Dieser Aspekt ist insbesondere dann sehr bedeutungsvoll, wenn - wie beim Innenschleifen - ungünstige Kontaktverhältnisse, d.h. große Kontaktflächen zwischen Schleifscheibe und Werkstück vorliegen, wodurch der Kühlmitteltransport und die Spanabfuhr z.T. erheblich erschwert werden.Darüber hinaus können keramisch gebundene CBN-Werkzeuge ähnlich gut wie konventionelle Korund- oder SiC-Schleifwerkzeuge abgerichtet werden. Das Schärfen (Öffnen) der Werkzeuge, das bei kunstharzgebundenen Werkzeugen oftmals erforderlich ist, entfällt.Die Bindungsstruktur der Keramikbindung (Bindungshärte, Porenraumvolumen) kann sehr feinfühlig und exakt den Erfordernissen des Schleifprozesses angepasst werden.

Anwendungsbereiche

Keramisch gebundene CBN-Schleifkörper werden sehr erfolgreich für das Innenschleifen von Stählen eingesetzt (große Kontaktflächen). Es gibt jedoch zahlreiche andere Produktionsschleifprozesse (z.B. Entgraten der Bohrungen von Einspritzdüsen), für die sich keramisch gebundene Werkzeuge hervorragend eignen.

Trocken- oder Nassschliff

Keramisch gebundene Werkstoffe werden grund­sätzlich im Nassschliff eingesetzt, wobei der Einsatz von Öl die Standzeit erheblich steigert.