Schleifmittel

Was sind eigentlich Schleifmittel?

Schleifmittel sind Hartstoffkörner, die zur Erzielung des Werkstoffabtrages meistens in Schleifwerkzeuge gebunden sind. Die wohl bekanntesten Schleifwerkzeuge sind: Schleifpapier, Schleifsteine und Bürsten mit Schleifborstenbesatz. Schleifmittel dienen wie schon erwähnt zum abtragen anderer Werkstoffe. Dies geschieht durch Reibung auf dem zu bearbeiteten Werkstoff.

Aus was bestehen Schleifmittel?

Zum einen gibt es synthetische Kornwerkstoffe wie: Diamanten, Chromoxide, Korunde, Siliziumcarbide und kubisches Bornitrid.

Zum anderen gibt es die „natürlichenKornwerkstoffe wie: Quarz (jeder kennt Quarzsand), Schmirgel (das wohl bekannteste), Granat und Naturdiamanten.

Auf Wikipedia ist jeder dieser Stoffe sehr gut erläutert, was mich veranlasst hat aus Wikipedia zu zitieren, warum sollten man das Rad ein zweites mal erfinden?

Einsatzgebiete

Schleifsteine können in vielerlei Hinsicht eingesetzt werden. So kann man zum Beispiel von Hand schleifen, oder für Flächen auf eine Maschine setzen. Eingesetzt werden hier oftmals Bandschleifer oder eben ein Akkuschrauber mit entsprechendem Schleifaufsatz.

Diamant

Diamant ist der härteste natürlich vorkommende Stoff, jedoch mit einer Warmbeständigkeit bis 800 °C nur beschränkt einsatzfähig. Für die Zerspanung werden natürliche Diamanten, die in der Regel etwas härter sind, wie auch künstlich hergestellte Diamanten verwendet. Künstliche Diamanten weisen eine geringe Färbung auf, die durch metallische Verunreinigungen, bedingt durch den Herstellungsprozess, hervorgerufen wird. Das Diamantschleifkorn kommt in drei Formen zum Einsatz. Als monokristallines Korn mit einer Vielzahl an Schneiden, länglich kristallisierte Körnungen, die bei ausgerichteter Einbindung in den Schleifkörper eine gute Ausnutzung des Schleifmittels erlauben und als gesinterte Körnung, die eine hohe Oberflächengüte des Werkstücks ermöglichen und wesentlich zäher sind. Je nach Verwendungszweck werden sie in Nickel, Kupfer, Kunstharz oder einer speziellen Legierung eingebunden beziehungsweise auf einem Stahlgrundkörper galvanisch gebunden. Sie dienen zum Präzisionsschleifen von Hartmetall, Grauguss, Glas, Keramik, Porzellan, feuerfester Steine, Germanium, Graphit, Schneidkeramik, Silizium, Gummi, Buntmetall, Eisencarbidlegierungen, Nickel- und Chromlegierungen, Kugellagerstahl, Werkzeugstähle mit großen Kohlenstoff- und geringen Vanadiumanteil.

Korund

Korund ist das am häufigsten eingesetzte Schleifmittel. Seine wichtigen Eigenschaften, Härte und Zähigkeit, hängen von seiner Reinheit ab, die bereits an der Farbe erkennbar ist. Während Härte, und somit auch die Sprödigkeit mit dem Reinheitsgrad steigen, steigt die Zähigkeit durch Zusatz von Metalloxiden sowie die Abkühlgeschwindigkeit bei der Herstellung des Schleifmittels. Je nach Zusammensetzung der Eigenschaften wird Edelkorund in folgende Arten unterteilt:

  • Edelkorund-weiß besteht zu über 99,9 % aus Al2O3. Wegen seiner hohen Härte und Warmbeständigkeit bis 2000 °C eignet sich Edelkorund für zähharte Stähle über 60HRC (Werkzeugstahl), zum Schleifen und Polieren von Glas, alle Stähle die einen kühlen Schliff benötigen.
  • Edelkorund-rosa weist geringe Fremdstoffanteile auf, die ihm eine etwas höhere Kornzähigkeit verleihen und den Einsatz für das Form- und Profilschleifen aufgrund der höheren Kantenfestigkeit ermöglichen. Ansonsten entspricht er dem Edelkorund.
  • Rubinkorund besitzt weiter Beimengungen lösbarer Metalloxide, insbesondere Cr2O3. Höchste Zähigkeit erlauben das Schleifen hochlegierter Stähle.
  • Normalkorund ist braun und weist über 94 % Al2O3 auf. Sein Einsatzgebiet sind vorwiegend unlegierte und niedriglegierte Stähle sowie Stahlguss und Grauguss. Seine Zähigkeit erlaubt auch hohe Anpresskräfte an das Werkstück.
  • Halbedelkorund ist eine Mischung aus Normalkorund und weißen Edelkorund, mit dem Stähle hoher Härte und Festigkeit geschliffen werden, die nicht wärmeempfindlich sind.
Bornitrid

Bornitrid ist nur in der kubischen Kristallform als Schleifmittel geeignet und muss daher mittels Hochdrucksynthese aus hexagonal kristallinen Bornitrid hergestellt werden. Das kubisch kristalline Bornitrid kann sowohl als monokristallines wie auch als polykristallines Schleifkorn Verwendung finden, wobei zweites eine höhere Zähigkeit aufweist. Als Bindung kommen Sinterbronze, Kunstharz und Keramik in Frage. Die keramische Bindung erfreut sich einer immer breiteren Beliebtheit, da sie Poren für den Transport des Kühlmittels und der Späne bereitstellt. Die Schleifkörper werden auf einen stählernen oder keramischen Grundkörper geklebt oder gelötet um die Kosten für das extrem teure Bornitrid zu minimieren. Die thermische Beständigkeit beruht auf der Bildung einer Schicht aus Boroxid, die jedoch mit Wasser in Lösung geht. Die Kühlmittel sollten also mineralisch oder wasserarm sein. Bis ungefähr 1300 °C ist der nach Diamant härteste bekannte Stoff Bornitrid warmbeständig. Ab ungefähr 730 °C übersteigt seine Härte sogar die von Diamant. Bornitrid eignet sich somit zum Präzisionsschleifen von Diamant bei hohen Temperaturen und dem Schleifen zähharten Stählen wie HSS-Stahl, Warm- und Kaltarbeitsstahl, es ist ungeeignet für weiche Stähle, Hartmetalle, Nichteisenmetalle, Beschichtungen aus Chrom und Nickel sowie Nichtmetalle.

Siliciumcarbid

Siliciumcarbid ist wärmebeständig bis ca. 1370 °C und zeichnet sich durch seine harten, scharfkantigen Kristalle aus. Ein Schleifkorn besteht meist aus nur einem oder wenigen Kristallen. Es ist härter und spröder als Korund. Das Anwendungsgebiet umfasst Nichteisenmetalle, rostfreie Stähle, keramische und mineralische Werkstoffe, kohlenstoffreiche Stähle und das Abrichten. Siliciumcarbid neigt unter hohen Temperaturen zur Abgabe von Kohlenstoffatomen an aufnahmefähige Stoffe wie Eisen. Daneben gibt es noch das hochwertigere grüne Siliciumcarbid für die Bearbeitung von Glas, Porzellan, Marmor, Edelstein, Kunststein und für die Feinbearbeitung von Leicht- und Buntmetallen sowie Leder.

Was muss ein Werkstoff erfüllen um ein Schleifmittel zu sein?

Das ist schnell beantwortet. Ein Schleifmittel ist sehr zäh und hart, damit es den hohen Anforderungen stand halten kann. Es ist hitzebeständig und sollte auch eine chemische Beständigkeit haben, damit es auch beim mechanischen Schleifen, z.b. in Kombination mit Schmier- und Kühlstoffen nichts von seiner Leistung einbüßt. So kann man kurz und knapp sagen das ein Schleifstein DAS Multifunktionswerkzeug zum schärfen der verschiedensten Dinge ist.