Schleifen von Verschleißschutzschichten aus Hartmetall

 

Die Automobilindustrie steht vor der Herausforderung, die vom Gesetzgeber vorgegebenen Ziele hinsichtlich des Klimaschutzes einzuhalten. Neben der Einhaltung von CO2-Zielen beinhaltet der Klimaschutz auch die Reduktion des umweltschädlichen Feinstaubs, der unter anderem beim Bremsvorgang mit konventionellen Bremsscheiben aus Grauguss entsteht. Um den Feinstaub um 70 - 90 % zu reduzieren, werden Verschleißschutzschichten aus Hartmetall, wie beispielsweise Wolframkarbid in Edelstahlmatrix, mit dem Laserauftrags-schweißverfahren auf Bremsscheiben aufgetragen. Diese besitzen neben dem Korrosionsschutz vor allem den Vorteil, nur eine geringe Menge an umweltschädlichem Feinstaub beim Bremsvorgang zu erzeugen. Die verfahrensbedingte Inhomogenität in den Werkstoffeigenschaften und Formtole-ranzen nach dem Laserauftragsschweißen bedingt eine schleiftechnische Nachbearbeitung durch einen Doppelseitenplanschleifprozess. Die beidseitige Bearbeitung erfolgt aufgrund von höherer Stabilität durch die Abstützung sowie höheren wirtschaftlichen Potentials durch die parallele Bearbeitung von beiden Seiten. Bislang wurde der Schleifprozess von Hartmetallschichten, wie beispielsweise Wolframkarbid in Edelstahlmatrix, nicht systematisch untersucht. Aufgrund der Neuheit des Anwendungsfalls ist weiterhin unbekannt, inwieweit die Prozesseingangsparameter, wie der Karbidgehalt, die Prozesskinematik und -parameter sowie die Schleifscheibenspezifikation einen Einfluss auf den Zerspanungsprozess, die Schleifkräfte und -temperatur, die Kornbelastung und die Spanbildung besitzen. Insbesondere die Zweiphasigkeit des Werkstoffs mit unterschiedlichen Materialeigenschaften stellt die Zerspanung hinsichtlich der Spanbildung und mechanischer Belastung von der Schleifscheibe vor eine große Herausforderung.

Das Ziel dieses Teilprojektes ist die Identifikation des Einflusses von den Prozesseingangsparametern auf die Spanbildung sowie die Prozesszustands- und Prozessergebnisgrößen beim Schleifen von hartmetallbeschichteten Bauteilen. Dabei stehen vor allem die Zerspanungsmechanismen im Fokus.