Hartmetalle (wie YG7, YG8 usw.) werden aufgrund ihrer hohen Härte, Verschleißfestigkeit und Hochtemperaturbeständigkeit häufig in der Metallzerspanung eingesetzt. Aufgrund ihrer extrem hohen Härte (HRA 89–93) ist jedoch ein effizientes Schleifen mit herkömmlichen Schleifscheiben schwierig. Daher ist die Auswahl der richtigen Schleifscheibe entscheidend. Dieser Artikel erläutert die wissenschaftlich fundierte Auswahl von Schleifscheiben anhand von Faktoren wie Hartmetalleigenschaften, Schleifscheibenmaterialien, Korngröße und Bindemitteln.

Eigenschaften und Schleifschwierigkeiten von Hartmetallmaterialien

Hartmetallwerkstoffe (wie die YG- und YT-Serie), gesintert aus Wolframkarbid (WC) und Kobalt (Co), weisen eine extrem hohe Härte und Verschleißfestigkeit auf. Die wichtigsten Herausforderungen beim Schleifen sind:

Hohe Härte: Mit gewöhnlichen Schleifscheiben aus Aluminiumoxid lässt sich kein effektives Schleifen erzielen.

Anfälligkeit für Absplitterungen: Durch unsachgemäßes Schleifen können Mikroabsplitterungen an der Schneide entstehen und die Standzeit des Werkzeugs beeinträchtigen.

Thermische Empfindlichkeit: Hohe Temperaturen können die Kobalt-Bindungsphase aufweichen und so die Leistung des Werkzeugs beeinträchtigen.

Schlüsselfaktoren für die Auswahl einer Schleifscheibe

Schleifscheiben-Schleifmittel

Zum Schleifen von Hartmetallwerkstoffen werden üblicherweise folgende Schleifmittel verwendet:

Diamant:

Aufgrund seiner höchsten Härte (Mohshärte 10) und hervorragenden Verschleißfestigkeit eignet es sich am besten zum Schleifen von Hartmetallwerkstoffen. Ideal für Präzisions- und Hochpräzisionsschleifen, jedoch mit höheren Kosten.

Kubisches Bornitrid (CBN):

In der Härte ist es nach Diamant das zweithärteste und weist eine bessere Hochtemperaturbeständigkeit auf, sodass es sich für das Hochgeschwindigkeitsschleifen eignet. Geeignet für die hochpräzise Bearbeitung, aber relativ teuer.

Empfehlung:

Für Hartmetallwerkstoffe sollten Diamantschleifscheiben bevorzugt werden. Bei begrenztem Budget können CBN-Schleifscheiben in Betracht gezogen werden.

Bindemittel

Bindemittel beeinflussen die Festigkeit und Schleifleistung von Schleifscheiben:

Kunstharzbindung (B):

Gute Elastizität, geeignet für Präzisionsschleifen, geringere Wahrscheinlichkeit, das Werkstück zu verbrennen, jedoch geringe Verschleißfestigkeit.

Metallbindung (M):

Hohe Festigkeit, lange Lebensdauer, geeignet für hocheffizientes Schleifen, jedoch mit schlechter Selbstschärfeigenschaft.

Keramische Bindung (V):

Hochtemperaturbeständig, für Hochgeschwindigkeitsschleifen geeignet, jedoch relativ spröde.

Empfehlungen:

1.Für Präzisionsschleifen: Harzgebundener Diamant Schleifscheiben.

2. Für hocheffizientes Schleifen: Metallgebundene Diamantschleifscheiben.

 

Härte der Schleifscheibe

Die Härte einer Schleifscheibe gibt an, wie schwer Schleifkörner abfallen:

Weiche Schleifscheiben (Klasse G–K): Gute Selbstschärfeigenschaft, geeignet für Präzisionsschleifen und verringert die Verbrennungsgefahr.

Harte Schleifscheiben (Klasse L~P): Verschleißfest, geeignet zum Grobschleifen, neigt jedoch zur Wärmeentwicklung.

Empfehlungen:

Zum Präzisionsschleifen von Hartmetallwerkstoffen: Weiche Schleifscheiben (z. B. Sorte J).

Zum Grobschleifen: Schleifscheiben mittlerer Härte (z. B. Güteklasse L).

Schleifscheibenformen

Abhängig von den Schleifpositionen und Werkzeugtypen sind folgende Schleifscheibenformen üblich:

Flachschleifscheibe (1A1):

Geeignet zum Schleifen des Werkzeugspitzenwinkels, des Außendurchmessers und der Rückseite und wird auch häufig zum Einstechen verwendet.

Tellerförmige Schleifscheibe (12V9 usw.):

Anwendbar zum Schleifen von Spantaschen, Spiralnuten, Umfangszähnen und Stirnzähnen.

Schalenförmige Schleifscheibe (11V9, 12A2):

Wird häufig zum Präzisionsschleifen von Randzähnen, Endzähnen und komplexen Konturen verwendet.

Topfförmige Schleifscheibe (6):

Geeignet zum Schärfen feinzahniger Werkzeuge, um eine Beschädigung benachbarter Zähne zu vermeiden.

Körnung der Schleifscheibe

Die Auswahl der Schleifscheibenkörnung hängt von der Schleifstufe (Grobschleifen oder Feinschleifen) und den Anforderungen an die Oberflächenrauheit ab:

Grobschliff: Es werden meist gröbere Körnungen verwendet, wie etwa D46, D54 oder über D64 (entsprechend ca. 230-270 Mesh).

Präzisionsschleifen: Es werden feinere Körnungen empfohlen, beispielsweise unter D20 oder sogar bis zu 1000 Mesh, um eine höhere Oberflächengüte zu erzielen.

Besondere Anforderungen: Für hochpräzises Schleifen können Diamantschleifscheiben mit ultrafeiner Körnung (z. B. Körnung unter D8 oder unter 2000 Mesh) ausgewählt werden.

 

Gängige Schleifscheiben

Harzgebundene Diamantschleifscheibe

Werkzeugtypen: Präzisionswerkzeuge wie Hartmetall-Drehwerkzeugs, Bohrer, Reibahlen usw.

Schleifpositionen:

Kantenpräzisionsschleifen: Endbearbeitung scharfer Schneidkanten (z. B. Spanwinkel, Freiwinkel, Fasen).

Komplexe Profile: Konturschleifen von Formwerkzeugen (z. B. Kugelkopfwerkzeuge, Verzahnungswerkzeuge).

Merkmale:

Die Kunstharzbindung weist eine gute Elastizität und geringe Schleifvibrationen auf und ist für hohe Anforderungen an die Oberflächenqualität geeignet.

Diamantschleifkörner haben eine hohe Härte und starke Verschleißfestigkeit und eignen sich für Materialien mit hoher Härte wie Hartmetalle (WC-Co).

 

Hochleistungs-Nutschleifscheibe

Werkzeugtypen: Hartmetallwerkzeuge, die ein Nutenschneiden oder eine Grobbearbeitung erfordern, wie Schaftfräser, Bohrer, Sägeblätter usw.

Grobbearbeitung von Nuten: Schnelles Formen von Spantaschen, Spiralnuten und geraden Nuten von Werkzeugen.

Tiefe Nut/großer Aufmaßabtrag: Effizienter Materialabtrag, meist als Schruppschleifverfahren eingesetzt.

Merkmale:

Hohe Bindungsstärke (Metall- oder Keramikbindung) mit robusterer Radstruktur.

Dicke Schleifschicht und großer Spanfüllraum, geeignet für Arbeitsbedingungen mit großen Schnittkräften.

Vergleichsartikel	Harzgebundene Diamantschleifscheibe	Hochleistungs-Nutschleifscheibe
Anleihentyp	Harz (gute Elastizität, Vibrationsreduzierung)	Harz/Metall/Keramik (hohe Festigkeit)
Hauptanwendungen	Präzisionsschleifen von Schneidkanten, Formflächen	Grobes Einstechen, großes Abtragen
Oberflächenqualität	Ra unter 0,2 μm	Relativ rau (erfordert eine Nachbearbeitung)
Schleifkraft	Leichtes Schneiden, Verbrennungen vermeiden	Schwere Zerspanung, hoher Vorschub
Lebensdauer der Schleifscheibe	Länger (Harz hat gute selbstschärfende Eigenschaften)	Kürzer (schneller Verschleiß bei der Grobbearbeitung)

Häufige Probleme und Lösungen

Problem 1: Schneller Verschleiß der Schleifscheibe. Mögliche Ursache: Ungeeignetes Bindemittel oder zu feine Körnung. Lösung: Wechseln Sie zu Metallbindemittel oder verwenden Sie eine gröbere Körnung.
Problem 2: Kantenausbrüche Mögliche Ursache: Schleifscheibe zu hart oder Vorschub zu hoch. Lösung: Weichere Schleifscheibe wählen und Vorschub reduzieren.
Problem 3: Schleifbrand Mögliche Ursache: Unzureichende Kühlung oder schlechte Selbstschärfeigenschaft der Schleifscheibe. Lösung: Kühlung verbessern und auf kunstharzgebundene Schleifscheiben umsteigen.

Zusammenfassung

Bei der Auswahl von Schleifscheiben für Hartmetallwerkstoffe sollten Faktoren wie Schleifmittel (Diamant/CBN), Körnung, Bindemittel und Härte umfassend berücksichtigt werden:
Grobschliff: Diamantschleifscheibe (80#~150#) + Metallbindemittel + mittlere Härte.
Präzisionsschleifen: Diamantschleifscheibe (400#~1200#) + Harzbindemittel + weiche Härte.
Optimierungsparameter: Lineargeschwindigkeit und Vorschubgeschwindigkeit steuern und für ausreichende Kühlung sorgen.