Charakterisierung thermischer und mechanischer Eigenschaften von bronzegebundenen CBN-Schleifscheiben

Für die effiziente Zerspanung moderner Werkstoffe ist die Verwendung hochharter Schneidstoffe wie Diamant oder kubisches Bornitrid (cBN) unabdingbar. Neben der Bearbeitung von Hartmetallen oder technischen Keramiken eignet sich cBN hervorragend zum Schleifen von verschleißfesten Stählen. Dies ist darauf zurückzuführen, dass es sich im Gegensatz zu den üblicherweise eingesetzten Diamantkörnern inert gegenüber dem im Stahl enthaltenden Eisen verhält. Weiterhin zeichnen sich sowohl die Diamant- als auch die cBN-Körner durch eine hohe Härte und Wärmeleitfähigkeit aus. Dies ist entscheidend, da für viele Schleifprozesse die Temperatur, welche während des Schleifprozesses erzeugt wird, den produktivitätslimitierenden Faktor darstellt. Hohe Prozesstemperaturen beim Schleifen können das Bauteil durch Schleifbrand schädigen oder dessen Eigenschaften verändern. Typische Beispiele für thermische Schädigungen sind Änderungen der Gefügestruktur oder die Erzeugung von Zugeigenspannungen im Werkstück. Durch die Nutzung von cBN-Körnern in einer sintermetallischen Bindung können folglich Schleifwerkzeuge hergestellt werden, die nur einen geringen Wärmeeintrag in das Werkstück verursachen. Aufgrund der hohen mechanischen Stabilität der Metallbindung zeichnen sich diese Werkzeuge durch hohe Kornhaltekräfte und eine hohe Verschleißfestigkeit aus. Die Eigenschaften dieses Verbundes aus Schleifkorn und Bindung werden jedoch stark durch die jeweiligen Eigenschaften der Verbundpartner und den Herstellungsprozess beeinflusst.