Hartmetallwerkzeug-Schleifen: Diamantscheiben für scharfe, langlebige Schneiden

Hartmetall gehört zu den wichtigsten Schneidwerkstoffen in der modernen Fertigung und zeichnet sich durch hohe Härte sowie gute Verschleißfestigkeit aus. Aufgrund charakteristischer Eigenschaften von Hartmetall wie hoher Sprödigkeit, geringer Wärmeleitfähigkeit und starker Abrasivität stellt das effektive Schleifen jedoch eine bedeutende Herausforderung für die Werkzeugindustrie dar. Diamant-Schleifscheiben sind die einzigartige Alternativwahl für diesen Zweck, da sie eine ausgezeichnete Oberflächenqualität und Werkzeugform erreichen können. REZZ ist seit 2014 der professionelle Hersteller von Schleifscheiben und liefert maßgeschneiderte Diamantscheibenlösungen für die Herstellung von Hartmetallwerkzeugen.

Warum Diamant für das Hartmetallschleifen unverzichtbar ist

Hartmetall (so die informelle Bezeichnung) enthält oft Hartmetallpartikel, die durch Kobalt zusammengehalten werden, und zählt zu den widerstandsfähigsten Materialien gegen Kratzer in der Fertigung. Sein hoher Härtegrad – üblicherweise im Bereich von 86–93 HRA – macht Hartmetall sehr verschleißfest, aber äußerst schwierig zu schneiden oder zu bearbeiten. Standard-Schleifscheiben können kein Hartmetall bearbeiten – hierfür ist eine Diamantscheibe erforderlich.

Andere Schleifmittel verlieren bei Abnutzung rasch ihre Schneidfähigkeit, während Diamantscheiben dieses Problem nicht aufweisen. Das Schleifverhältnis (Verhältnis der abgetragenen Werkstückmasse zur abgenutzten Scheibenmasse) von Diamantscheiben bei Hartmetallanwendungen ist deutlich höher als das aller anderen Schleifmaterialien. Die hohe Wärmeleitfähigkeit des Diamanten leitet Wärme vom Schleifpunkt weg und verhindert so eine übermäßige Erwärmung des Hartmetalls.

Scheibenauswahl: Harzbindung vs. Metallbindung vs. Glasurbindung

Wählen Sie das geeignete Bindungssystem aus. Für eine bestimmte Schleifoperation ist jeweils eine andere Bindung für optimale Leistung am besten geeignet.

Harzbindungsscheiben werden bei Hartmetallschleifarbeiten am häufigsten eingesetzt; die Bindung ist relativ locker und verleiht der Scheibe bis zu einem gewissen Grad selbstschärfende Eigenschaften. Sie eignen sich besser für Teile, die nicht wiederholt geschliffen werden müssen. Harzbindungsdiamantscheiben weisen eine geringere Hitzebeständigkeit als Metallbindungsdiamantscheiben auf. Zudem funktionieren sie mit einigen speziellen Schleifflüssigkeiten nicht optimal.

Metallbindungsscheiben werden häufig beim Schleifen von Hartmetall in der Serienfertigung eingesetzt, wo Langlebigkeit oberste Priorität hat. Metallgebundene Scheiben neigen weniger zur Selbstschärfung und müssen häufiger dressiert werden.

Vitrierte Scheiben sind so konstruiert, dass sie eine höhere Festigkeit als metallgebundene Scheiben aufweisen und gleichzeitig eine höhere Porosität wie harzgebundene Scheiben besitzen, sodass das Kühlmittel effektiver zugeführt werden kann. Diese Scheiben sind die optimale Wahl beim Schleifen komplizierter Geometrien an Hartmetallwerkzeugen, bei denen die Form entscheidend ist. Sie enthalten 50 Prozent Abrasivstoff und bieten dadurch eine längere Standzeit als harzgebundene Scheiben.

Dressing und Wartung für optimale Leistung

Das Schleifen von Hartmetallwerkzeugen erfordert besondere Sorgfalt beim Dressing der Diamantscheiben. Beim Dressing ist besonders darauf zu achten, die Schleifkörner der Scheibe ausreichend scharf zu halten und gleichzeitig das gewünschte Profil der Scheibe präzise einzustellen – und dies möglichst wirtschaftlich im Hinblick auf den kostspieligen Diamant.

Rotierende Diamant-Abtragswerkzeuge Bestehend aus einer diamantbestückten Rolle, die gegen die Scheibe reibt, um die scharfen Spitzen freizulegen und die Scheibenform zu korrigieren, ist dies die häufigste Dressiermethode für Diamantscheiben, die zum Schleifen von Hartmetall eingesetzt werden. Die Verwendung von bremsgesteuerten Auswuchtgeräten ermöglicht es, das Auswuchten und Dressieren gleichzeitig durchzuführen und so die Anzahl der Prozessschritte zu minimieren. Die optimale Dressierrate variiert je nach Anwendung und Scheibengröße; übermäßiges Dressieren verkürzt jedoch die Lebensdauer der Diamantscheibe, während unzureichendes Dressieren zu erhöhten Schleifdrücken und Werkzeugbeschädigungen führt. Die Menge an Auswuchten/Dressieren sollte anhand eines gut etablierten Dressierplans für jede Scheibeklasse bestimmt werden. Es wird empfohlen, den Dressierplan für jede Scheibe schriftlich festzuhalten.

Schleifparameter für Kantenqualität und Werkzeuglebensdauer

Bei der Hartmetallschleifung beeinflussen die Schleifparameter stark die Schnittkantenqualität und die Werkzeuglebensdauer. Die richtige Wahl der Parameter kann das Auftreten von Ausbrüchen und thermischen Schäden vermeiden und die Lebensdauer des Werkzeugs verlängern.

Die Scheibendrehzahl kann ebenfalls mit einer schlechten Werkzeuglebensdauer zusammenhängen. Sehr niedrige Spindeldrehzahlen erfordern im Allgemeinen mehr Werkzeugkraft oder verringern alternativ die Materialabtragsraten. Zu hohe Drehzahlen hingegen führen zu einer Überhitzung der Hartmetallschneidflächen und verursachen thermische Schäden, während sehr niedrige Spindeldrehzahlen den Materialabtrag minimieren. Heutzutage arbeiten die meisten modernen Hartmetall-Schleifmaschinen mit hohen Drehzahlen, um möglichst große Materialmengen abzutragen und gleichzeitig übermäßige Wärmeentwicklung an der Schleifkante zu minimieren.

Vorschubgeschwindigkeit und Schnitttiefe sind entscheidende Parameter. Tiefe Schnitte können insbesondere bei der Verwendung von Hartmetallsorten mit geringem Kobaltgehalt zu Ausbrüchen und thermischen Schäden führen. In Experimenten wurde berichtet, dass eine Ultraschallvibration die Kantenbearbeitung beim Schleifen verbessert. Schleifkräfte und thermische Schäden wurden durch die Ultraschallvibration verringert.

Kühlmittelzufuhr erfolgt unter hohem Druck; ein gezielt ausgerichteter Kühlmittelstrom hält die Schleifzone kühl und entfernt Hartmetallpartikel effizient vom Schleifkörper. Bei CBN-Schleifscheiben ist die Kühlmitteldüse so konstruiert, dass das Kühlmittel direkt in die Schleifzone geleitet wird – und zwar so, dass es die Luftschicht um die sich mit hoher Drehzahl drehende Scheibe durchdringt.

Fazit

Der Bedarf an wirksamen und wirtschaftlichen Schleifscheiben zeigt sich besonders deutlich bei der Herstellung von Hartmetallwerkzeugen. Da scharfe Schneidwerkzeuge für eine lange Werkzeuglebensdauer erforderlich sind, setzen Konstrukteure von Hartmetalleinsätzen auf Diamantscheiben als überlegene Schleifmittelalternative. Es ist entscheidend, den richtigen Bindungstyp zu nutzen, eine wirksame Scheibenvorbereitung (Dressen und Schärfen) durchzuführen und geeignete Schleifbedingungen einzustellen, um eine optimale Qualität sicherzustellen und die Lebensdauer der Scheibe maximal auszuschöpfen.

REZZ bietet eine umfassende Palette spezialisierter Diamantschleifscheiben für die Hartmetallwerkzeugindustrie. Kontaktieren Sie uns, um mehr über unsere Schleidlösungen zu erfahren.