Tief-, aber auch Verzahnungs- und Flachschleifen, etwa zur Herstellung von Werkzeugen, Getrieben, Wälzlagern sowie Komponenten im Turbinenbau, mit zum Teil schwer zu zerspanenden Hightech-Werkstoffen, sind oftmals geprägt durch große Kontaktflächen, hohe Zustellungen und erheblichen Materialabtrag. Dabei kommt es unter anderem darauf an, zu hohe Temperaturen und damit Schleifbrand oder andere metallurgische Schäden zu vermeiden. Schleifscheiben, die unter diesen extremen Bedingungen eingesetzt werden, haben ein poröses Bindungssystem mit hochdurchlässigem Kornabstand.
Thomas Kaftal, Director Engineered Markets von Saint-Gobain Abrasives: „Wir optimieren unsere Schleifwerkzeuge kontinuierlich sowohl über die Korngröße, -qualität und -konzentration als auch durch die Bindungschemie und -struktur. Für die QUANTUM X-Schleifscheiben kombinieren wir verschiedene unserer Premium-Korn- und Bindungstechnologien:
VITRIUM3 für extreme Kornhaltekräfte in einer porösen und doch hochfesten Bindungsstruktur, VORTEX2 für einen gleichmäßigen, hochdurchlässigen 3D-Kornabstand sowie das QUANTUM-Keramikkorn für noch mehr Schneidleistung. Diese Kombination ergibt QUANTUM X-Hochleistungsschleiflösungen, die optimal für Prozesse mit hoher Wärmeempfindlichkeit und Beanspruchung ausgelegt sind, um maximale Leistung bei gleichzeitig reduzierten Prozesskosten zu erreichen.“
Kühles Schleifen schützt Werkzeug und Werkstück
Porosität durch Kornabstand und Porosität der Bindung – mit beidem beeinflussen QUANTUM X-Schleifwerkzeuge den Schleifprozess positiv: Die Poren unterstützen die Zuführung des Kühlschmiermittels in die Schleifzone. Die dort entstehenden Späne oder Rückstände werden schnell und zuverlässig abgeführt.
Mit der VORTEX2-Technologie ist Norton in der Lage, die perfekte Kornform sowie die optimale 3D-Verteilung von Schleifkörnern zu steuern. Dadurch können extrem gleichmäßige Kornabstände mit großen Porenvolumina und Durchlässigkeit zur Maximierung der Kühlschmier-Diffusion in der Schleifzone realisiert werden.
Optimal ergänzt wird die VORTEX2-Technologie durch VITRIUM3. Diese extrem starke Bindung erlaubt mehr Kühlmittelzufuhr und Spanraum dank kleinerer Bindungsbrücken. Dieses geringere Bindungsvolumen, bei sehr hohen Kornhaltekräften, gewährleistet ein Plus an freiem Kornmaterial, wodurch ein scharfer Schnitt mit mehr Materialabtrag ermöglicht wird.
Darüber hinaus steht deutlich weniger Bindungsfläche in Kontakt mit dem Werkstück. Dadurch sinken die Temperaturen in der Kontaktzone, die Schleifkräfte sind niedriger, und die Spindel wird weniger belastet. Das Ergebnis sind ein besonders kühler Schliff und eine verbesserte Werkstückqualität.
Zusätzlich hat VITRIUM³ sehr hohe Kornhaltekräfte gegenüber herkömmlichen Bindungsformeln, was zu verbesserter Formhaltigkeit und Kantenstabilität führt. So wird unter anderem der verschleißintensive Abrichtaufwand reduziert, und auch das Abrichtwerkzeug hält länger.
QUANTUM-Korn mit besserem Bruchverhalten
Thomas Kaftal: „Unsere Schleifscheibenentwicklung zielt darauf ab, hohe Zerspanleistungen mit möglichst geringen thermischen Wechselwirkungen zu gewährleisten. Die extrem hohe Porosität durch die Kornverteilung und die dünnen Bindungsstege sind ein Ansatz. Darüber hinaus haben wir mit dem QUANTUM-Korn innovative Entwicklungen im Korn-Bruchverhalten vorangetrieben. Das macht QUANTUM X-Werkzeuge besonders leistungsfähig, zuverlässig und effizient.“
Das QUANTUM-Korn ist ein Hochleistungs-Aluminiumoxid mit spezieller chemischer Zusammensetzung sowie einer besonderen Form auf Basis der patentierten Norton SG-Technologie und liefert die perfekte Mischung aus Scharfkantigkeit und Zähigkeit. Das heißt unter anderem: kontrollierter Kornbruch auf mikrometrischen Niveau.
Hierdurch bilden sich bereits bei kleineren Belastungen scharfe Kanten, wodurch die Schwellenleistung gesenkt wird. Die Schneidleistung wird vervielfacht und führt in Verbindung mit VORTEX2 und VITRIUM3 zum dargestellten, kühlen Schliff – bei geringeren Schleifkräften, hohen Schleifgeschwindigkeiten und gesteigerter Schnitteffizienz.
Hohe Kundenzufriedenheit dank höherer Produktivität, Qualität und Wirtschaftlichkeit
In der Praxis überzeugt QUANTUM X die Kunden und sorgt immer wieder für entscheidende Prozessverbesserungen: So etwa beim Tiefschleifen eines Fuß- bzw. Tannenbaumprofils aus einer Rene-Nickel-Legierung: Gegenüber herkömmlichen Schleifmitteln aus dem Marktumfeld erhöhte sich laut Hersteller die Scheibenstandzeit um 40 Prozent, die Abrichtkompensation reduzierte sich um 20 Prozent und die Gesamtkosten des Werkstücks konnten um 20 Prozent gesenkt werden.
Beim Tiefschleifen einer Turbinenschaufel aus einer ähnlichen Nickel-Chrom-Superlegierung verringerte das QUANTUM X-Werkzeug gegenüber dem bisher eingesetzten Standardschleifmittel die Taktzeit um 50 Prozent. Die Standzeit des QUANTUM X-Werkzeugs lag um 40 Prozent höher, und die Gesamtkosten pro Werkstück konnten um 25 Prozent gesenkt werden.
In einem dritten Fallbeispiel, beim Flachschleifen von Rundmessern aus unbehandeltem WZ-Stahl, wurde durch den Einsatz einer QUANTUM X-Scheibe der Energieverbrauch gegenüber dem bisher eingesetzten Schleifwerkzeug um 20 Prozent gesenkt; unter anderem dank der deutlich geringeren Schleifkräfte. Gleichzeitig konnte die Scheibenstandzeit um 30 Prozent erhöht werden. Die Gesamtstückkosten waren am Ende um 20 Prozent niedriger.
Nachhaltige Produktion von QUANTUM X schont Umwelt
Um das Porenvolumen in keramischen Bindungssystemen zu erzeugen und zu steuern, werden häufig Porenbildner verwendet, wie beispielsweise das umweltgefährdende Naphthalin. Zur Herstellung der VITRIUM3-Bindung gelingt es Saint-Gobain Abrasives, eine hohe Porosität ohne Zugabe eines künstlichen Porenbildners herzustellen. Darüber hinaus wird QUANTUM X im Niedrigbrandverfahren hergestellt, was mit einem minimierten Energieverbrauch einhergeht.
Thomas Kaftal: „Dies alles hat einen positiven Einfluss auf die Eigenschaften der Werkzeuge und ist zusätzlich ein wichtiger Beitrag zum Umweltschutz und zur Verbesserung unserer CO2-Bilanz. Zusätzlich kann der Anwender mit QUANTUM X-Werkzeugen mit höheren Vorschüben, Geschwindigkeit und Druck seine Produktivität auch mit der vorhandenen Maschinenleistung deutlich steigern.“
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