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Kurzantwort: Für Hartmetall ist Diamant das richtige Schleifmittel. Beginnen Sie beim Werkzeugschleifen mit einer Kunstharzbindung, Körnung D91–D151 bei 100–125% Konzentration; für hohen Abtrag, Formschleifen und Serienfertigung auf Metallbindung wechseln.
Weiterführende Lektüre: Kunstharzgebundene Diamantschleifscheibe · Metallgebundene Diamantschleifscheibe · Leitfaden für Diamantschleifscheiben-Formen (1A1, 11V9, 6A2, 12V9).
Warum Diamant bei Hartmetall eingesetzt wird
Hartmetall ist extrem hart (etwa HRA 89–93 / ~1600 HV) und würde eine konventionelle Schleifscheibe aus Aluminiumoxid oder Siliziumkarbid zerstören. Diamant ist noch härter und behält eine scharfe Schneide, sodass er Hartmetall effizient abträgt und dabei die Werkzeuggeometrie hält. Hartmetall ist zudem nicht eisenhaltig, es gibt also keine chemische Reaktion mit Diamant — der Versagensmechanismus, der Diamant bei Stahl ausschließt, greift hier nicht.
Welche Bindung für Hartmetall
| Bindung | Am besten geeignet für | Oberfläche | Standzeit |
|---|---|---|---|
| Kunstharz | Spannuten, Spanräume, Umfangsschleifen von Werkzeugen | Sehr gut | Mittel |
| Metall | Form, Tiefschleifen, Wendeschneidplatten in Serie | Gut | Sehr lang |
| Keramisch | Präzisionsflächen und Formen | Sehr gut | Gut |
| Galvanisch | Dünne Profile, Trennen | Mäßig | Einzelschicht |
Die meisten Arbeiten beim Hartmetall-Werkzeugschleifen erfolgen trocken oder mit feinem Nebel beziehungsweise Öl; für hohen Abtrag Überflutungskühlung einsetzen. Unten finden Sie die Spezifikation, von der die meisten Betriebe ausgehen.
Formen für Hartmetallwerkzeuge
- 11V9 / 12V9 — Spannuten- und Spanraumschleifen an Fräsern und Bohrern.
- 1A1 — Umfangsschleifen von Spannuten und zylindrischen Werkzeugen.
- 6A2 / 6A9 — Schleifen von Tellerflächen und Radien sowie Arbeiten an Werkzeugen & Fräsern.
- 12A2 / 14A1 — spezialisiertes Profil- und Hinterschleifen.
Kantenausbrüche und Risse vermeiden
- Den Schnitt kühl halten — Hartmetall ist an der Schneide spröde und wärmeempfindlich.
- Für die letzten Durchgänge die feinste Körnung wählen, die noch wirtschaftlich abträgt.
- Nicht verweilen; Verweilzeit reduzieren und Tischgeschwindigkeit erhöhen, um Brandflecken zu vermeiden.
- Scheibe auswuchten und scharfe, gut abgerichtete Körnung verwenden, um Mikroausbrüche zu vermeiden.
Welche Auslegung sollte ich wählen?
| Parameter | Typischer Wert |
|---|---|
| Bindung | Kunstharz (Werkzeugschleifen) oder Metall (Form/Serie) |
| Körnung (FEPA D) | D91–D151 allgemein; D46–D64 zum Finishen |
| Konzentration | 100–125% allgemein; 125–150% für hohen Abtrag |
| Form | 11V9, 12V9, 1A1, 6A2 je nach Kontur |
| Schnittgeschwindigkeit | 20–35 m/s (Kunstharz), 25–45 m/s (Metall) |
| Kühlmittel | Trocken/Nebel für leichte Arbeiten; Überflutung oder Öl für schwere |
Im Schleifversuch bestätigen; Hartmetallsorten unterscheiden sich in Härte und Kobaltgehalt.
Was passiert, wenn Diamant auf Wolframcarbid trifft
Hartmetall besteht aus Wolframcarbidkörnern, die in einer Kobaltmatrix gesintert sind. Diamant ist härter als die WC-Körner und schneidet sie sauber; das weichere und zähere Kobalt verschmiert und wird mit dem Span abgeführt. Das Gleichgewicht zwischen beiden macht das Hartmetallschleifen heikel: Bei zu viel Wärme wird das Kobalt angegriffen, die WC-Körner verlieren ihren Halt, und die Schneide bröckelt.
Deshalb wird Hartmetall fast immer nass geschliffen, und deshalb muss die Scheibe offen bleiben. Eine Kunstharzbindung mit D91–D126 und 100–125% Konzentration trägt ab, ohne die Schneide in Wärme zu versenken. Erhöhen Sie die Zustellung, und dieselbe Scheibe erzeugt an der Schneide Schleifbrand, lange bevor sie verschleißt.
Wie richte ich die Bearbeitung ein?
- Scheibe auf das Werkzeug abstimmen. Spannuten und Spanräume werden mit einer Tellerschleifscheibe 11V9 oder 12V9 geschliffen, Umfangsarbeiten mit 1A1, komplexe Profile mit einer passenden Formscheibe.
- Aufspannen und anzeigen. Den Scheibenrand auf 0,005 mm oder besser anzeigen. Rundlauf ist die häufigste Ursache für ausgebrochene Hartmetallschneiden.
- Ausrichten und abrichten. Mit einem Diamantwerkzeug ausrichten, dann die Stirnfläche mit einem Aluminiumoxid-Stab öffnen, damit frischer Diamant aus der Kunstharzbindung vorsteht.
- Nassparameter einstellen. 20–25 m/s, 0,005–0,03 mm pro Durchgang, Überflutungskühlung mit 5–8% auf den Kontaktbogen gerichtet.
- Das erste Werkzeug kurz schleifen. 0,05 mm stehen lassen und die Schneide vor dem Fertigschleifen unter Vergrößerung prüfen, damit eine falsche Einstellung ein Werkzeug kostet und nicht eine ganze Charge.
- Schneide halten. Kantenausbruch und Radius messen; Körnung oder Konzentration erst ändern, wenn Aufspannung und Kühlmittel nachweislich in Ordnung sind.
Wie behebe ich typische Probleme?
| Symptom | Wahrscheinlichste Ursache | Was ändern |
|---|---|---|
| Mikroausbrüche an der Schneide | Rundlauf der Scheibe, zu grobe Körnung oder zu hohe Zustellung | Scheibe neu anzeigen, auf D64–D91 wechseln, Zustellung halbieren |
| Dunkle oder narbige Stellen am Hartmetall | Auswaschen des Kobalts durch Überhitzung | Kühlmitteldurchfluss erhöhen, Drehzahl reduzieren, Konzentration prüfen |
| Feine Risse entlang der Schneide | Thermoschock durch unterbrochene Kühlmittelzufuhr oder Trockendurchgänge | Überflutung konstant halten, keine Luftstrahlen auf ein heißes Werkzeug richten |
| Scheibe setzt zu und schneidet nicht mehr | Verglasen der Kunstharzbindung, verschmutztes Kühlmittel | Mit einem Aluminiumoxid-Stab abrichten, Tank reinigen, Durchfluss erhöhen |
| Maße driften über die Charge | Scheibenverschleiß oder Wärmedehnung | Neu abrichten, Maschine stabilisieren lassen, Offset neu setzen |
Bei Hartmetall ist die Kantenqualität das entscheidende Maß – nicht nur der Enddurchmesser.
Was gehört in eine RFQ?
- Werkzeugtyp: Fräser, Bohrer, Reibahle oder Wendeschneidplatte und die zu schleifende Kontur.
- Hartmetallsorte: Submicron-Sorten vertragen feinere Körnung; grobe Sorten brauchen mehr Freiraum.
- Scheibe: Form, Durchmesser, Körnung (FEPA D), Konzentration und Bindung.
- Maschine: Drehzahlbereich der Spindel, Kühlmittelart und -druck sowie ob die Scheibe auf oder neben der Maschine abgerichtet wird.
- Qualitätsziel: Grenze für Kantenausbrüche und Oberflächengüte.
- Stückzahl: Werkzeuge pro Woche – sie entscheidet, ob sich eine langlebigere Metallbindung preislich lohnt.
Passende Diamant- & CBN-Schleifscheiben für diese Anwendung ansehen.
Auf einer Werkzeugschleifmaschine ist die Scheibe meist nur ein kleiner Teil der Kosten, das Hartmetallwerkzeug macht den größten Teil aus. Eine Scheibe, die 15% mehr Werkzeuge pro Abrichten liefert, ist fast immer einen höheren Preis wert, denn jedes verschrottete Werkzeug trägt die Kosten für den Rohling, die Schleifzeit und die Prüfung.
Untertabelle 1 — nach Werkstofffamilie
| Werkstoff | Typische Bearbeitung | Empfohlene Bindung | Körnung (FEPA D) | Konzentration | Typisches Ra |
|---|---|---|---|---|---|
| Hartmetall (WC-Co) | Schneid- & Werkzeugschleifen | Kunstharz / Metall | D91–D181 | 100–150% | 0,1–0,4 µm |
| PCD / PCBN | Kantenvorbereitung, Umfang | Metall / keramisch | D46–D91 | 125–150% | 0,05–0,2 µm |
| Hochleistungskeramik (Al₂O₃, ZrO₂, Si₃N₄) | Fläche / Form | Keramisch / Kunstharz | D64–D151 | 75–125% | 0,2–0,6 µm |
| Optisches Glas / Flachglas, Quarz | Kante, Fase, CNC | Metall / Kunstharz | D64–D126 | 75–125% | 0,05–0,3 µm |
| Halbleiter (Si, SiC, Saphir) | Rückschleifen, Vereinzeln | Galvanisch / Kunstharz | D126–D400+ | 100–200% | <0,02 µm (fein) |
| Ferrit / weichmagnetisch | Fläche / Form | Kunstharz / Metall | D91–D181 | 100–150% | 0,2–0,8 µm |
| Graphit / Kohlenstoff | Formen / Trennen | Galvanisch / Metall | D181–D301 | 75–125% | — |
| CFK / Verbundwerkstoffe | Schneiden, Nuten | Galvanisch | D252–D400 | — | — |
| Thermische Spritzschichten | Schleifen, Polieren | Kunstharz / Metall | D126–D252 | 75–100% | 0,1–0,4 µm |
| Stein / Quarzkomposit | Kante, Kalibrieren | Metall / galvanisch | D181–D400 | — | — |
| Zirkonoxid (Dental / Medizin) | Finishbearbeitung, Polieren | Kunstharz / keramisch | D46–D126 | 75–100% | 0,1–0,3 µm |
| Stahl / Gusseisen (eisenhaltig) | — | Kein Diamant — CBN verwenden | — | — | — |
Richtwerte zur Planung; endgültige Körnung, Konzentration und Bindung mit einem Schleifversuch auf Ihrer Maschine bestätigen.
Anwendungsgrenze — wann kein Diamant verwendet werden darf
Diamant ist das härteste Schleifmittel und die richtige Wahl für harte, spröde, nicht eisenhaltige Werkstoffe wie Hartmetall, Keramik, Glas, Silizium, Saphir, Ferrit, Graphit und Verbundwerkstoffe. Er darf nicht für eisenhaltige Metalle — Stahl, Gusseisen und deren Legierungen — verwendet werden, weil der Kohlenstoff im Diamanten bei Schleiftemperaturen (etwa über 700 °C / 1300 °F) mit Eisen reagiert. Diese chemische Affinität verursacht schnellen, abnormalen Diamantverschleiß (Graphitisierung) und zerstört die Schleifscheibe. Für Stahl, gehärteten Stahl, Gusseisen und andere eisenhaltige Werkstücke stattdessen CBN (kubisches Bornitrid) verwenden.
