Profilschleifen von Hartlegierungen und Hartverbundwerkstoffen mit konventionellen Schleifmitteln

Schulte, M.

Der volkswirtschaftliche Verlust durch Verschleiß wird allein in Deutschland pro Jahr auf mehrere Milliarden Euro geschätzt. Der sich daraus ergebenden Forderung nach höheren Wirkungsgraden technischer Prozesse wird insbesondere durch den Einsatz verschleißbeständiger Werkstoffe entsprochen. Hartlegierungen und Hartverbundwerkstoffe weisen einen hohen Verschleißwiderstand in Verbindung mit einer guten Bruchsicherheit auf, weshalb sich dieser Werkstoffgruppe ein breites Anwendungsfeld eröffnet. Ihre hervorragenden Eigenschaften erhalten Hartlegierungen und Hartverbundwerkstoffe durch die Einlagerung von Hartphasen mit keramischen Eigenschaften in die metallische Matrix.

Der Endformgebung von Hartlegierungen und Hartverbundwerkstoffen durch eine spanende Bearbeitung steht der hohe Verschleißwiderstand der Hartphasen entgegen, weshalb im Allgemeinen das Fertigungsverfahren Schleifen unter Einsatz des hochharten Schleifmittels CBN (kubisches Bornitrid) herangezogen wird. Für das Schleifen von Profilen ist eine wirtschaftliche Fertigung mit teuren CBN-Schleifscheiben aber nur für große Losgrößen sinnvoll. Insbesondere eine Kleinserienfertigung und häufig variierende Profiltypen erfordern den Einsatz von konventionellen Schleifscheiben trotz des höheren Verschleißes, da sie aufgrund der einfachen Profilierbarkeit und der deutlich geringeren Anschaffungskosten die wirtschaftlichere Variante darstellen.

Die vorliegende Dissertationsschrift hatte das Ziel, die Schleifbearbeitung von Hartlegierungen und Hartverbundwerkstoffen bei Einsatz konventioneller Schleifmittel zu optimieren. Für das Planschleifen werden anhand von Korundschleifscheiben unterschiedlicher Spezifikation geeignete Prozessparameterkombinationen ermittelt, die einen minimalen Schleifscheibenverschleiß hervorrufen. Die gewonnen Erkenntnisse lassen sich auf Profilschleifprozesse übertragen. Im Hinblick auf die Kenntnis der zeitlichen und räumlichen thermomechanischen Werkstückbelastung kommt eine Prozesssimulation mithilfe der Finite-Elemente-Methode zum Einsatz. Die Kenntnis der Werkstückbelastung erweist sich zum Verständnis der technologischen Zusammenhänge als hilfreich und erlaubt eine Beurteilung der dem Prozess zugrunde liegenden Randbedingungen.

Veröffentlicht als

Dissertation Universität Dortmund, Vulkan Verlag, Essen, 2004, ISBN 3-8027-8725-0