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Graphit in Diamantschleifscheiben verbessert das Einsatzverhalten

Graphit in Diamantschleifscheiben verbessert das Einsatzverhalten

Rasterelektronenmikroskopie-Aufnahme des Schleifbelages mit Ausrichtung der Graphit-Flocken und anisotroper Steigerung der Wärmeleitfähigkeit

Im Januar dieses Jahres ist das DFG-Projekt „Einsatzverhalten sintermetallischer Diamantschleifscheiben mit Graphitaddition“ am IFW gestartet. Es knüpft an das erfolgreich abgeschlossene DFG-Projekt „Einsatzverhalten sintermetallischer Diamantschleifscheiben mit chemisch angebundenen Schleifkörnern“ an. Mit Fokus auf stoffschlüssige Anbindung von Diamant, Chrom- und Graphitzusätze und der Steigerung der Wärmeleitfähigkeit werden hier bis Ende 2025 erneut Erkenntnisse im Bereich der Schleifwerkzeugherstellung gewonnen. Gezielte Zugabe von Graphit schwächt die Bindung und ermöglicht so eine verbesserte Selbstschärfung im Schleifprozess. Die Ausrichtung von Graphit-Flocken in den Schleifbelägen steigert die Wärmeleitfähigkeit radial. Mikroskopische Untersuchungen beleuchten zudem das dynamische Einsatzverhalten auf Einzelkorn-Ebene. Das Gesamtziel: Ein belastungsspezifisches Modell für metallisch gebundene Diamantschleifscheiben zur Hartmetallbearbeitung.

Im Rahmen dieses Projektes werden neben der chemischen Anbindung von Diamantkörnern in einer Kupferbindung durch Zugabe von Chrom auch die Effekte der Zugabe von Graphit zur Schleifwerkzeugbindung untersucht.

Voruntersuchungen haben gezeigt, dass die gezielte Zugabe von Graphit zu einer Schwächung der Bindung führen kann. Dadurch resultiert während des Schleifprozesses eine verbesserte Selbstschärfung. Die Verwendung von flockenförmigen Graphit zur Herstellung der Schleifbeläge bewirkt eine Ausrichtung der Graphit-Flocken senkrecht zum ausgeübten Druck während des Sinterprozesses. In den so hergestellten Schleifscheiben kommt es zu einer Steigerung der Wärmeleitfähigkeit in radialer Richtung.

Bereits im vorangegangenen Projekt wurde nachgewiesen, dass eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit zu einem verbesserten Einsatzverhalten führt, begleitet von geringeren Temperaturen im Werkzeug-Werkstück-Kontakt. Zusätzlich zur makroskopischen Betrachtung des Einsatzverhaltens wird im Rahmen dieses Projekts auch die mikroskopische Ebene untersucht. Hierzu werden Einkornproben mit den jeweiligen Bindungssystemen hergestellt und in der Kinematik des Längsritzens eingesetzt. Diese Untersuchungen geben Aufschluss über das dynamische Einsatzverhalten eines Einzelkorns im Zusammenhang mit der umgebenden Bindung und dienen zur Beschreibung der Wirkzusammenhänge und Verschleißmechanismen beim Schleifen mit vollständigen Schleifscheiben.

Das Gesamtziel dieses Projekts besteht in der Entwicklung eines belastungsspezifischen Modells für die Auslegung von metallisch gebundenen Diamantschleifscheiben zur Bearbeitung von Hartmetall. Durch das Vorhaben wird die Wissenslücke bezüglich der Zusammenhänge zwischen der Zugabe von Graphit und Chrom zur Bindungsmatrix, den daraus resultierenden Schleifbelagseigenschaften sowie dem Einsatzverhalten sintermetallischer Diamantschleifscheiben geschlossen.

 

Kontakt:

Für weitere Informationen steht Ihnen Roman Lang, Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen der Leibniz Universität Hannover, unter Telefon +49 511 762 18223 oder per E-Mail (lang@ifw.uni-hannover.de) gern zur Verfügung.