Schleifbrand – vermeiden und überwachen!

Was ist Schleifbrand?

Unter dem Begriff Schleifbrand versteht man im Allgemeinen eine thermische Schädigung eines Bauteils verursacht durch einen unsachgemäß geführten Schleifprozess, bei dem zu viel Prozessenergie in Form von Wärme in das Bauteil abgeführt wird. Dabei überhitzt der Werkstoff ebenso schnell wie er wiederum abgekühlt wird. Dieser Vorgang ähnelt einer Härtung des Werkstoffes. Es bilden sich sogenannte "Schleifbrand-Zonen" im Randgefüge des Bauteils, die eine hohe Zugspannung aufweisen. Genügend hohe Zugspannungen führen zu schleifbrandinduzierten Mikrorissen, welche bei dynamischer Belastung der Bauteile in der späteren Verwendung anwachsen und zum Bauteilversagen führen können. Schleifbrand ist damit die häufigste Ursache des mechanischen Versagens von dynamisch belasteten Funktionsbauteilen.

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Ursachen für Schleifbrand

Ursachen des Schleifbrandes sind in den meisten Fällen entweder

  • eine zu schlechte Versorgung der Schleifstelle mit Kühlschmierstoff (auch KSS genannt),
  • Zusetzungserscheinungen der Schleifscheibenoberfläche mit Schleifspänen (Schleifscheibe zu feinkörnig oder zu fein abgerichtet, Porenraum zwischen den Schleifkörnern zu klein, …),
  • oder aber eine zu hohe Zustellung bzw. ein zu hohes Spanungsvolumen. Das heißt ein zu hohes Materialvolumen, dass von der Schleifscheibe je Sekunde abgeschliffen wird.

Ansätze für die Vermeidung von Schleifbrand

Um Schleifbrand zu vermeiden muss man für eine ausreichende KSS-Versorgung sorgen. Diese ist erreicht, wenn man einen KSS-Strahl realisiert, der an der Schleifstelle eine Strahlgeschwindigkeit von ca. 30-50% der Schleifscheibenumfangsgeschwindigkeit besitzt. Dies gewährleisten grindaix Nadeldüsen in hervorragendem Maße. Wichtig ist die Kenntnis, bei welchem KSS-Druck an der KSS-Düse, welche KSS-Menge in welcher KSS-Geschwindigkeit austritt. Ist dies gewährleistet kann Schleifbrand vermieden werden. Diese Kennlinien liefert die Fa. Grindaix für jede Ihrer KSS-Düsen mit. Damit vermindert man die Schleifbrandgefahr in 80% aller Anwendungsfälle zufriedenstellend.

Eine weitere Möglichkeit Schleifbrand zu vermeiden besteht darin, dass ein stets genügend großer Porenraum zwischen den Schleifkörnern der Schleifscheibe besteht, um Kühlschmierstoff in die Schleifzone transportieren zu können. Oftmals aber benötigt man gerade feine Schleifscheiben mit geringsten Porenräumen um feine Oberflächenqualitäten schleifen zu können. Diese Porenräume setzen sich rasch mit Schleifspänen zu, die zwischen den Schleifkörner verkeilt festsitzen. Diesen kann man dadurch lösen, indem man die Porenräume der Schleifscheiben mit einer grindaix Reinigungsnadeldüse (pdf) freispült. Der Kühlschmierstoff kann somit wieder in die Schleifzone gelangen und die Schleifbrandgefahr wird deutlich reduziert.

Die Vermeidung einer zu hohen Zustellung bzw. eines zu hohen Zerspanungsvolumens begrenzt in direktem Maße die Produktivität und bietet sich als Optimierungspunkt nicht sinnvoll an. Sofern die beiden ersten Maßnahmen zur Vermeidung von Schleifbrand umgesetzt werden, sollte auch eine genügend hohe Zustellung und damit gering bleibende Taktzeit gewährleistet sein ohne Schleifbrand hinnehmen zu müssen.

Prüfverfahren für Schleifbrand

Grundsätzlich gibt es viele verschiedene Möglichkeiten Schleifbrand zu erkennen und zu messen. Am geläufigsten sind dabei folgende Verfahren:

  • Nitalätzung
  • Barkhausenrauschen
  • Oberflächenrissprüfung

Eindeutig kann man Schleifbrand mit zerstörenden Messverfahren nachweisen. Dazu gehören:

  • Anfertigen eines Gefügeschliffes (Randzonenquerschnitt)
  • Aufnahmen unter dem Raster-Elektronenmiktroskop
  • Mikrohärteprüfung (Tiefenverlauf) eines Gefügeschliffes

Weitere Informationen zum Thema "Schleifbrand-Prüfung" finden Sie hier.

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