Grinding behavior of sintered metal diamond grinding wheels with chemically bonded abrasive grains
Final Report Abstract
Das Einsatzverhalten von sintermetallisch gebundenen Diamantschleifscheiben ist von verschiedenen Faktoren abhängig, darunter den Eigenschaften des Bindungssystems und ihrer Herstellungsprozesse. Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, die Zusammenhänge zwischen der chemischen Bindung von Diamanten im Bindungssystem, den Schleifbelagseigenschaften und dem Einsatzverhalten der Werkzeuge im Schleifprozess zu verstehen. Arbeitspaket 1 befasst sich mit den Bindungsmechanismen. Es wurden Sinterversuche durchgeführt, um die Auswirkungen von Sintertemperatur, Sinterzeit und Chrompartikelgröße auf die Bruchbiegespannung zu untersuchen. Eine Bildung von Chromkarbid konnte nachgewiesen werden, wobei niedrigere Partikelgrößen zu einer erhöhten Benetzung der Diamantoberfläche führten. Arbeitspaket 2 untersucht die mechanischen und thermischen Eigenschaften der Bindung. Dabei konnte gezeigt werden, dass die Zugabe von Chrom die Bruchbiegespannung und die Wärmeleitfähigkeit signifikant erhöhen kann. In AP2.1 wurden makroskopisch-statisch die Auswirkungen von Chromgehalten und Diamantkonzentrationen auf die Bruchbiegespannung und die Wärmeleitfähigkeit der Schleifscheiben analysiert. AP2.2 betrachtete makroskopisch-dynamisch das Einsatzverhalten der Schleifscheiben und zeigte, dass eine moderate Zugabe von Chrom die Schleifkräfte senkt. AP2.3 fokussierte sich mikroskopisch-statisch auf Einzelkornproben und untersuchte die Kornhaltekraft und die Ausbruchsmechanismen. Eine höhere Chromkonzentration führte zu einer erhöhten Kornhaltekraft. AP2.4 betrachtete mikroskopisch-dynamisch das Verschleißverhalten eines einzelnen Diamantkorns. Es zeigt sich, dass eine höhere Härte der Bindung die Belastbarkeit des Korns erhöht. In AP 4 wurden Simulationsmodelle zur Beschreibung der Schleifbeläge entwickelt. Die Simulationen zeigen, dass eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit zu einer besseren Wärmeverteilung und niedrigeren Temperaturen in der Schleifkontaktzone führt. Insgesamt liefert diese Forschung wichtige Erkenntnisse über die chemische Bindung von Diamanten in Schleifscheiben, die Auswirkungen auf ihre Eigenschaften und ihr Einsatzverhalten haben. Die gewonnenen Erkenntnisse können dazu beitragen, Schleifwerkzeuge gezielt anwendungsspezifisch anzupassen und deren Leistungsfähigkeit zu steigern.
Publications
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Diamantanbindung durch Carbidbildung, Diamond Business, Ausgabe 2 (2021)
Berend Denkena; Alexander Krödel & Roman Lang
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Fabrication and use of Cu-Cr-diamond composites for the application in deep feed grinding of tungsten carbide. Diamond and Related Materials, 120, 108668.
Denkena, B.; Krödel, A. & Lang, R.
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Grinding Behaviour Of Metal-bonded Diamond Grinding Wheels With An Additive Of Chromium As A Carbide-forming Element. World PM2022 Proceedings. EPMA.
Denkena, Berend; Bergmann, Benjamin & Lang, Roman
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Influence of the powder metallurgy route on the mechanical properties of Cu–Cr–diamond composites. SN Applied Sciences, 4(6).
Denkena, Berend; Bergmann, Benjamin & Lang, Roman
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Metallisch gebundene Diamantschleifscheiben mit Zugabe von Chrom als Karbidbildner, Diamond Business, Ausgabe 4 (2022)
Berend Denkena; Benjamin Bergmann & Roman Lang
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Optimierung von Diamantschleifscheiben. VDI-Z, 164(07-08), 42-44.
Lang, Roman; Bergmann, Benjamin & Denkena, Berend
