DFG Kornbeschichtung

Schleifprozesse zählen zu den Schlüsseltechnologien der Hochpräzisionsfertigung. Die dabei eingesetzten Werkzeuge müssen intensiven thermischen und mechanischen Belastungen standhalten – insbesondere an der Grenzfläche zwischen Schleifkorn und Bindung, dem sogenannten Interface. Diese Zone hat einen signifikanten Einfluss auf die Kornhaltekraft und somit auf das Verschleißverhalten in mikroskopischer Ebene sowie auf die Schneidfähigkeit der Werkzeuge. In der Praxis führen Versagensmechanismen, wie etwa Kornausbrüche, häufig zu reduzierten Standzeiten.

In dem Projekt wird der Einfluss verschiedener Kornbeschichtungen auf das Einsatzverhalten metallgebundener Schleifscheiben systematisch untersucht. Der Fokus liegt dabei auf Diamantkörnern, die mit unterschiedlichen metallischen Schichten – etwa Nickel, Titan oder Kupfer – versehen sind. Diese Beschichtungen sollen eine stoffschlüssige Verbindung zwischen Korn und Bindung erzeugen, wodurch Kornhaltekraft und Wärmeleitfähigkeit verbessert werden.

Zielsetzung

Das Ziel des Projekts ist die gezielte Optimierung der Interface-Eigenschaften zwischen Diamantkorn und Bindung bei metallgebundenen Schleifscheiben. Durch die systematische Untersuchung des Einflusses unterschiedlicher Beschichtungen, Schichtdicken und Bindungszusammensetzungen sollen die Kornhaltekraft, die Wärmeleitfähigkeit und die Standzeit der Werkzeuge signifikant verbessert werden. Auf Basis der erarbeiteten Mechanismen werden neue Schleifwerkzeuge mit erhöhter Leistungsfähigkeit entwickelt.

Vorteile

•  Höhere Standzeiten durch verbesserte Kornhaltekraft und geringeren Verschleiß
• Effizientere Schleifprozesse durch optimierte Wärmeableitung

Vorgehen

Im Projekt werden die Wechselwirkungen zwischen Diamantkorn, Bindung und verschiedenen metallischen Beschichtungen untersucht, um den Einfluss auf die Eigenschaften des Interfaces zu verstehen. Dafür werden Beschichtungsart, Schichtdicke, Korngröße und Bindungszusammensetzung variiert und die Beschichtungen vor dem Sintern charakterisiert. Es folgen Versuche mit unterschiedlichen Sinterparametern, Biegebruchversuche sowie REM-, FIB- und EDX-Analysen und Wärmeleitfähigkeitsmessungen. Abschließend werden Einzelkornschleif- und Schleifversuche durchgeführt, um Verschleißverhalten und Werkstückqualität zu bewerten.

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