CERADRESS CVD zum Abrichten

CERADRESS CVD - Einsatz in Profilrollen

Diamant-Profilrollen kommen in allen Bereichen der Mittel- und Großserienproduktion zum Einsatz. Bei der Schleifbearbeitung muss die Geometrie des Bauteils schnell und prozesssicher erzeugt und auf die Schleifscheibe übertragen werden.

Die mit CERADRESS CVD Diamant verstärkten Profilrollen behalten die Geometrie-Information des später zu schleifenden Werkstücks und übertragen diese auf die Schleifscheibe in einem quasi „Einstechprozess“.

Die Güte der erzielbaren Geometrie- sowie Oberflächenqualitäten am Werkstück werden durch die Profilrolle bestimmt und lassen sich im Abrichtprozess anschließend nur bedingt beeinflussen. Ein Garant für den erfolgreichen Einsatz der Schleifscheibe ist die ausgereifte Diamantierung der Profilrollen in den stärker verschleißenden Bereichen der Schleifscheibe, mit CERADRESS CVD Diamant.

Wahl der Diamantierung

Die Wahl der Diamantierung beeinflusst im Wesentlichen das Abrichtergebnis. Die höchste Packungsdichte durch gestreute Diamanten erzielt zwar feine Oberflächen am Werkstück, aber durch handgesetzte Diamantierung lässt sich gezielt das Abrichtverhalten, die Standzeit und die Oberflächengüte beeinflussen.

Die Einbindung der CERADRESS CVD Diamanten in einer hochfesten, wärmeableitenden Sinterbindung führt zu hohen Standzeiten der Werkzeuge. Die stark beanspruchten Kantenbereiche der Rollen sind durch CERADRESS CVD oder Naturdiamantnadeln (Processed Longs) verstärkt.

Wichtige Anwendungsbereiche sind

Automobilindustrie z.B. Kurbel- und Nockenwellen
Automobilzulieferer z.B. Düsennadeln, Ventile
Turbinenbau z.B. Laufschaufeln, Statoren


CERADRESS CVD wird in stehenden und rotierenden Abrichtwerkzeugen eingesetzt. Besonders gute Ergebnisse wurden beim Abrichten von Schleifscheiben weicher und mittlerer Härte erzielt.

CNC-Abrichten mit Formrollen bestückt mit CERADRESS CVD

Diamant-Formrollen werden zum Abrichten gerader und profilierter konventioneller Schleifscheiben in CNC-Schleifmaschinen eingesetzt. Dabei erstreckt sich der Einsatzbereich von der Einzelteilfertigung des Werkzeugs bis zur Massenfertigung z.B. des Motorenbaus (Ventile, Düsennadeln). Diamant-Formrollen können durch die Wahl der Diamantierung – dem Einsatz von CERATONIA Naturdiamanten oder synthetischen Diamanten in gestreuter oder handgesetzter Anordnung – in Verbindung mit einer verschleißfesten Sinterbindung gezielt an die Bearbeitungsaufgaben angepasst werden.

Besonders die mit CERADRESS CVD Stäbchen bestückten Formrollen ermöglichen es, auf den Schleifprozess schnell und flexibel Einfluss zu nehmen. Wichtige Größen zur Auslegung der CERADRESS CVD Belegung einer Formrolle für eine spezifische Abrichtaufgabe sind die Schleifscheibenspezifikation, die geforderten Werkstückgeometrien und Oberflächenqualitäten, die Maschinenspezifikationen sowie wirtschaftliche Aspekte.

Ceraton CVD für die Zerspanung

CERATON CVD


Die bewährten CVD-Diamantschneidstoffe für die Zerspanung, auch im unterbrochenen Schnitt und für Verschleißteile

CERATON ist generell für die Bearbeitung von NE-Materialien geeignet, die auch mit CERADITE PKD bearbeitet werden können. Auch Anwendungen, die aufgrund der hohen Anforderung an die zu erzielende Oberfläche den Einsatz von Einkristall (synthetischem oder Natur) erfordern, wurden schon mit CERATON CVD erfolgreich bewältigt. Dort, wo CERADITE PKD keine ausreichende Standzeit erzielt, wie bei der Zerspanung von Werkstoffen mit hoher Abrasivität im Drehen und Fräsen, empfiehlt sich der Einsatz von CERATON CVD.

Die CERATON CVD Diamant-Dickschicht bietet ein hohes Potential bei der Trockenzerspanung von NE-Materialien. Die Reibungskoeffizienten von PKD im Vergleich zur CVD-Dickschicht liegen bei AlSi-Legierungen bei μ=0.20 zu μ=0.08 und bei Aluminiumbronze μ=0.15 zu μ=0.10. Gegenüber einer auf Hartmetall aufgedampften Diamantbeschichtung liegt die CERATON CVD-Diamant-Dickschicht sogar um den Faktor 3 bis 4 niedriger. In die Spanfläche von Schneiden lassen sich, wie bei CERADITE PKD, auch Spanleitformen mittels Laser einbringen. Hierbei wird meist die Schichtdicke von 800μ oder 1.000μ eingesetzt.

Produkttypen / Abmessungen und -bezeichnungen

Die Oberflächen der CERATON CVD Blanks oder Zuschnitte sind poliert oder matt lieferbar. In der Zerspanung wird diese meist poliert und in Verschleißschutzanwendungen oft matt eingesetzt. Die Absprache erfolgt mit dem Werkzeughersteller - je nach Anforderungen der Anwendung.

Seit dem Jahr 2004 hat sich unser CERATON MW als beste und universellste Type erwiesen, ob im Drehen, im unterbrochenen Schnitt im Kugelkopffräser oder in der Fräswendeplatte. Im Fokus der Weiterentwicklung stand die permanente Verbesserung der Konstanz und Homogenität der Materialeigenschaften, so daß die Chargen mit optimaler Gleichmäßigkeit produziert werden und entsprechend verlässlich die Zerspanungsleistung erbringen. Diese Produktqualität macht CERATON CVD heute sicherlich zum meistverwendeten CVD-Schneidstoff der Industrie.

Wenn CVD statt CERADITE PKD dann CERATON MW.

Die freistehenden Schichten sind abgeleitet, wie traditionell bei CERADITE PKD, meist als 500μ-Schicht im Einsatz. Die Schicht mit 800μ oder 1000μ stellt für Anwendungen, die erhöhte Anforderungen an die Wärmeableitung stellen, eine bessere Alternative dar. Ebenso besteht dann die Möglichkeit der Einbringung von Spanleitformen durch den Werkzeughersteller möglichst nah an der Schneidkante. Auch lässt sich die Diamantschicht leichter lasern als die HM Trägerschicht, was die Einbringung der Freiwinkel erleichtert - sofern die Werkzeugfertigung mit Laser arbeitet. Bei einer dickeren Schicht wird der Schleifaufwand natürlich höher.

Werkzeugherstellung

Grundsätzlich kann CERATON CVD ähnlich wie Naturdiamant oder synthetische Einkristalle verarbeitet werden. Zur Befestigung auf dem Hartmetallträger empfiehlt sich das Löten im Hoch-Temperatur- Vakuum unter Verwendung von Aktivlot. Die feinkörnige Gegenseite (<1μ) wird, als spätere Spanfläche, in poliertem Zustand geliefert. Eine Bearbeitung mittels Funkenerosion ist nicht möglich, da CERATON CVD als reiner Diamant nicht elektrisch leitfähig ist. Besonders die Verwendung von Lasern zur Endbearbeitung der Schneidkante erfordert keine elektrische Leitfähigkeit und lässt eine hervorragende Scheidkantenqualität erzielen, ohne Schleifvorgang.

Eigenschaften und Vorteile

Die Korngröße der Substratseite - welche später in Zerspanungswerkzeugen zur Schneidkante wird - liegt unter 1μ. Im Vergleich zu CERADITE PKD CD F1 mit 0.5 - 0.8 μ durchschnittlicher Korngröße, zeigt die Schneidkante von CERATON CVD MW eine wesentlich geringere Schartigkeit.

Auf der gegenüberliegenden Seite (Wachstumsseite) liegt die Korngröße der säulenförmigen Kristalle bei 20μ. Die “tieferen Schichten” leiten somit die Kräfte gut ab. Es vereinen sich also die hohe Stabilität gegen Impuls und Verschleiß von feinem CERADITE PKD (gute Oberfläche) mit denen groberer Korngröße (hohe Standzeit). Auch die Diamantdichte, die in CERADITE PKD der Type M (Mischkorn) verwendet wird, liegt bei CERATON CVD in der Natur des Produktes: 99,x % Diamant

Direkte Kristallverbindungen und Reinheit bewirken neben geringer Neigung zu Ausbrüchen auch unschlagbare Resistenz gegen chemischen Verschleiß. Die äußerst hohe Härte von 83 GPa liegt ca. 60 % über der von den gängigen Sorten von CERADITE PKD (50 GPa) und über der von Naturdiamant (56-102 GPa je nach Orientierung des Einkristalls). Die thermische Leitfähigkeit entspricht der von Naturdiamant (siehe Tabellen). Die Qualität der Werkstück-Oberfläche sowie die Standzeiten übertreffen wesentlich die von CERADITE PKD. Mit CERATON CVD bestückte Werkzeuge sind wesentlich preisgünstiger als die mit synthetischem Einkristall. Einschlüsse wie z. B. bei dotiertem CVD würden zwar die elektrische Leitfähigkeit erhöhen, aber die positiven Eigenschaften wie Härte, thermische Leitfähigkeit und Festigkeit reduzieren in Richtung PKD-Niveau. Daher gibt es hierfür keine sinnvolle Anwendung.

Herstellung: Synthese / Oberfläche / Zuschnitte

CVD bezeichnet das Herstellungsverfahren: Chemical-Vapour-Deposition. CERATON CVD wird bei Temperaturen um 1.200 °C im Vakuum hergestellt. Dem Wasserstoff wird Methangas zugesetzt woraus der Kohlenstoff entzogen und in Diamant verwandelt wird. Dies geschieht ohne Zugabe von metallischen Katalysatoren. An der Oberfläche eines Trägers (Substrat), über den das Gas strömt, keimen die Diamantkristalle und wachsen zu einer gleichmäßigen polykristallinen Diamantschicht mit zufälliger Orientierung der einzelnen Kristalle. Ein Lapp-, oder Polierprozess bringt die Rückseite (Wachstumsseite) auf die erforderliche Dickentoleranz.

Die Oberfläche der Substratseite wird für Anwendungen in der Zerspanung poliert. Die Rohplatten - oft als Blanks bezeichnet - trennen wir nach Kundenzeichnungen mit Laser in die gewünschten Formen.

Zusatzangaben hinter der Bezeichnung

Zusatzangaben hinter der Bezeichnung

Zur Übersicht unsere Zusatzangaben hinter der Bezeichnung der Abmessung bei CERATON CVD Zuschnitten:



1. Buchstabe (Substratseite)

 

P poliert

M matt

L geläppt



2. Buchstabe (Lasereintrittsfläche)

S gelasert von Substratseite

G gelasert von Wachstumsseite ( G=Growth Side)

(Bedingt durch den Schnittwinkel von 5 bis 7 Grad ist die Kantenlänge größer als die Nominalgröße am Laseraustritt.)



3. Buchstabe (Wachstumsseite)

(bei Rohplatten nur 2 Ziffern, denn die Angabe der Seite für den Lasereintritt entfällt)


A as grown - unbearbeitet

5 ca. 50 % angeschliffen

P poliert

L geläppt/matt


Beispiele für poliert, von Wachstumsseite gelasert (Wachstumsseite hier definiert):


P GA as grown - unbearbeitet

P G5 ca. 50 % angeschliffen

P GP poliert

P GL geläppt

Technischer Vergleich MW, M+ und M4

Vergleich der Materialeigenschaften

Die Tabellen zeigen Werte, die in der Literatur von Herstellern angegeben werden. Die beiden Balken pro Material entsprechen den jeweiligen Maximal- und Minimalwerten. Die Werte für „Einkristall“ stehen für synthetische Einkristalle und Naturdiamanten. Maximal und Minimalwerte ergeben sich auch aus den unterschiedlichen Orientierungsrichtungen beim Einkristall. Bei CERATON CVD sind die Kristalle zufällig orientiert.