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Werkzeugstähle, die in modernen Industrien – beispielsweise beim Spritzgießen, Druckguss, Tiefziehen und Schmieden – für Formen eingesetzt werden, müssen sowohl Härte als auch Verschleißfestigkeit aufweisen, um den strengen Anforderungen im Einsatz gerecht zu werden. Nach der Wärmebehandlung erreichen Werkzeugstähle für die Formherstellung üblicherweise eine Härte von 58–62 HRC, wodurch sie zwar verschleißfest, aber schwer zerspanbar sind. Die Herausforderung, gehärtete Werkzeugstähle effizient zu schleifen, dabei jedoch enge Toleranzen und eine feine Oberflächenqualität zu gewährleisten, stellt für Formenbauer seit jeher ein wiederkehrendes Problem dar. Gewöhnliche Aluminiumoxid-Schleifscheiben für diese Anwendung weisen eine hohe Verschleißrate auf, erzeugen mehr Wärme und erfordern häufig mehrere Dressuroperationen. Kubisches Bornitrid (CBN)-Scheiben von Zhengzhou Ruizuan Diamond Tool Co., Ltd. bieten tatsächlich effektive Lösungen sowohl für Schrupp- als auch für Schlichtoperationen an gehärteten Werkzeugstählen.
Schruppen gehärteter Werkzeugstähle mit CBN: Hohe Materialabtragsrate
Vorbearbeitungsvorgänge an gehärteten Werkzeugen zielen in erster Linie darauf ab, möglichst schnell große Materialmengen zu entfernen, wobei thermische Schäden am Werkstück auf ein Minimum beschränkt werden sollen. Unter hoher Belastung verschleißen herkömmliche Schleifscheiben aufgrund der starken abrasiven Kräfte in der Kontaktzone rasch und verlieren ihre Schärfe, was zu einer Überlastung der Scheiben, einem hohen Spindelleistungsbedarf sowie letztlich zu Oberflächenverbrennung oder einer erneuten Härtung des Werkstücks führt.
Die einzigartige, inhärente Härte von CBN (zweitgrößte nach Diamant) garantiert, dass CBN-Schleifmittel auch unter anspruchsvollen Grobschliffbedingungen ihre Schärfe bewahren. Die metallgebundenen CBN-Scheiben von Ruizuan sind speziell für Hochvolumen-Schleifoperationen an Werkzeugstahl-Werkstücken konzipiert, die auf 65 HRC gehärtet wurden. Das bedeutet, dass die Metallbindung die harten CBN-Körner wirksam fixiert, während sie gleichzeitig schneiden – statt über die Oberfläche zu reiben. Dadurch werden Kräfte und Leistung reduziert, während deutlich mehr Wärme aus der Schneidzone abgeführt wird, als erzeugt wird. Bei der typischen Materialabnahme (0,5–1,0 mm) können Ruizuan-CBN-Scheiben diese Aufgabe in etwa der Hälfte der Zeit herkömmlicher Schleifscheiben abschließen.
Feinbearbeitung: Erzielung spiegelglatter Oberflächen
Die endgültige Oberflächenqualitätsanforderung an Formhohlräume – typischerweise Ra 0,2–0,4 µm oder feiner bei einer engen Toleranz von 0,005 mm – lässt sich mit herkömmlichen Schleifmitteln innerhalb einer vernünftigen Zeit nicht tatsächlich erreichen, da diese zahlreiche Dressiervorgänge erfordern, um die vorgesehene Form und Kontur über große Bearbeitungsflächen hinweg aufrechtzuerhalten.
Ruizuan-Hartmetallscheiben mit Harzbindung und feinkörniger Korngröße (B91, B76, B64) bieten eine hervorragende Spiegelfläche an gehärteten Werkzeugstählen. Die sanfte Schneidwirkung der Harzbindung erzeugt feine Oberflächenqualitäten und reduziert gleichzeitig Oberflächenspannungen sowie Unterschichtschäden. Dank der konsistenten Verschleißcharakteristik des CBN kann die Oberflächenqualität über eine große Fläche hinweg innerhalb derselben Dressierphase relativ konstant gehalten werden. Die stabile Bindungsstruktur ermöglicht langdauernde Feinschleifoperationen. Bei der praktischen Schleifbearbeitung von Formen haben Ruizuan-CBN-Scheiben wiederholt eine Oberflächenrauheit von Ra 0,2 µm erreicht, ohne dass nachfolgende Polieroperationen erforderlich waren.
Thermische Stabilität und Schutz der Oberflächenintegrität
Werkzeugstahlformen sind während des Schleifens äußerst empfindlich gegenüber thermischen Schäden. Die entstehende Wärme kann Oberflächenbrand, Rückvergüten, Rückhärten und verbleibende Zugspannungen hervorrufen. Diese Anomalien können letztendlich die Lebensdauer der Formen beeinträchtigen und zu Brüchen sowie Verschleiß führen.
Die außerordentlich hohe Wärmeleitfähigkeit (1300 W/m·K) von CBN leitet die beim Schleifen entstehende Wärme schnell von der Werkstückoberfläche weg in den Schleifscheibenkörper und das Kühlmittel ab. Herkömmliche Schleifmittel halten die Wärme vielmehr an der Werkstückoberfläche fest, statt sie abzuleiten. Zhengzhou Ruizuan wählt die Korngröße, Konzentration und Bindungsart von CBN-Schleifscheiben sorgfältig aus, um die Wärmeentwicklung wirksam zu reduzieren. Mit den CBN-Schleifscheiben von Ruizuan lässt sich selbst sehr empfindlicher Werkzeugstahl risikofrei schleifen; in einigen Fällen können sogar günstige Druck-Restspannungen erzeugt werden, die die Ermüdungsfestigkeit der Formen verbessern.
Kosteneffizienz und Produktivitätsgewinne
Im Vergleich zu Standard-Schleifscheiben aus Aluminiumoxid und Siliziumkarbid weisen CBN-Schleifscheiben einen höheren Anschaffungspreis auf, doch die Gesamtkosten für das Schleifen gehärteter Werkzeugstahlformen sind deutlich geringer. Eine Ruizuan-CBN-Schleifscheibe kann mehrere Tausend Formteile bearbeiten, während herkömmliche Scheiben nur einige Hundert Teile ermöglichen. Auch die Notwendigkeit von Dressieroperationen reduziert sich erheblich, wodurch der Formenbauer erhebliche Zeit für die eigentliche Produktion einspart. Berichten zufolge hat der Wechsel auf Ruizuan-CBN-Schleifscheiben in einem Formenbauunternehmen die gesamten Schleifkosten um zwei Drittel gesenkt, gleichzeitig stieg die Produktivität um 40 % und die Ausschussrate (verursacht durch thermische Schäden) sank um mehr als 50 %. Dies stellt eine wirklich bemerkenswerte Kapitalrendite (ROI) dar.
Zusammenfassung
Hartstähle, die tatsächlich in Formen eingesetzt werden, erfordern sowohl Produktivität als auch Genauigkeit bei ihren Schleifprozessen. Zhengzhou Ruizuan Diamond Tool Co., Ltd. bietet metallgebundene CBN-Schleifscheiben für das Vor- und Grobschleifen von hartgelegten Werkzeugstählen sowie harzgebundene CBN-Schleifscheiben für hochpräzise Feinschleifanwendungen – mit garantiert hoher thermischer Stabilität, langer Standzeit der Scheiben, reduzierten Kosten und ausgezeichneter Bauteilqualität. Seit 2014 hat Ruizuan einen hervorragenden Ruf aufgebaut und bietet maßgeschneiderte CBN-Lösungen an, die durch CE, SGS, TÜV und ISO 9001 zertifiziert sind. Kontaktieren Sie Ruizuan für eine Beratung zu Ihren Anforderungen im Bereich des Formenschleifens und testen Sie unsere effektiven CBN-Schleifscheiben für Werkzeugstähle.