Während des Schleifens eines Werkstücks kann eine thermische Schädigung des Materials entstehen: der Schleifbrand. Er betrifft insbesondere die geschliffenen Randzonen des Werkstücks und tritt immer dann auf, wenn sich während des Schleifens gehärteter Oberflächen zu hohe Wärme entwickelt. Eine solche Überhitzung kann Anlassvorgänge oder Neuhärtezonen erzeugen. Die Gefahr besteht darin, dass es zu Enthärtung und Gefügeveränderungen kommt, die im schlimmsten Fall zur Rissbildung und somit zu Ausfällen am Werkstück führen kann.
Wie erkenne ich Schleifbrand?
Bei sehr stark geschädigten Werkstücken kann es zu markanten Verfärbungen (blau bis schwarz) und zu „Schleifkommabildung“ kommen.
Meistens ist der Schleifbrand aber nicht sichtbar. Man spricht in diesem Fall von einem „verdeckten“ Schleifbrand. Negative Druckspannungen treten hierbei nur in tieferen Schichten auf, was seine Aufdeckung erheblich erschwert und spezielle Prüfmethoden nötig macht.
Um Schleifbrand sicher zu erkennen, haben sich drei Verfahren durchgesetzt. Die Nitalätzung (mit Salpetersäure) ist eine der ältesten und gebräuchlichsten Prüfmethoden. Sie erfolgt entsprechend der ANSI/AGMA-Norm 2007 bzw. ISO-Norm 14104 durch Ätzung im Tauchbad. Die zerstörungsfreie Methode ist äußerst sicher, denn man sieht nach erfolgter Prüfung deutlich eine dunkle Färbung der von Schleifbrand betroffenen Werkstückpartien.
Ein zweites Prüfverfahren ist das Barkhausenrauschen. Vereinfacht ausgedrückt, wird hierbei das Werkstück magnetisiert. Die im Material generierten Impulse erzeugen eine Art Rauschen, dessen Intensität gemessen wird. Die dritte Methode ist die Oberflächenrissprüfung nach dem Magnetpulververfahren. Auch hier wird das Werkstück magnetisiert. Mittels des Pulvers erkennt man magnetische Streufelder, die auf querverlaufende Risse im Material hinweisen.
Was können die Gründe für Schleifbrand sein?
Die Schädigungen durch Schleifbrand schlagen sich natürlich auch ökonomisch nieder. Der höhere Ausschuss verursacht mehr Zeit- und Kostenaufwand und die Produktivität wird signifikant beeinträchtigt. Somit stellt sich verstärkt die Frage nach den Ursachen.
Die Gründe für das Auftreten von Schleifbrand sind, entsprechend der Komplexität des Schleifprozesses, vielfältig. Die Vorschubgeschwindigkeit, der Zustand der Schleifscheibe, schlechte Kühlschmierwirkung (die wiederum durch fehlerhafte Spezifikation, Menge, Druck oder die falsche Form oder Anordnung der Düsen bewirkt sein kann) sowie die Werkstück-Geometrie sind Parameter, die einzeln oder in ihrem Zusammenspiel zu Schleifbrand führen können.
Wie kann ich Schleifbrand vermeiden?
Die Frage stellt sich, wie man den Schleifbrand und die zum Teil erheblichen Kosten sowie den Produkttivitätsverlust, den er mit sich bringt, vermeidet. Ein wirksames Mittel ist die Verwendung von speziell für diesen Bereich definierten Hochleistungs-Schleifölen wie z.B. esgeGrind NUS 1500, esgeGrind ZRS 1500 oder esgeGrind ZRS-G 1500. Bei diesen Schleifölen handelt es sich um farblose, dünnflüssige, chlorfreie und ölnebelarme Metallbearbeitungsöle, die speziell für das Hochgeschwindigkeitsschleifen entwickelt wurden. Also genau die Art von Anwendung, in der die Gefahr von Schleifbrandbildung besonders hoch ist. Aufgrund der ausgezeichneten Kühl- und Schmiereigenschaften handelt es sich bei diesen Schmierstoffen um eine wirkungsvolle Maßnahme, um Schleifbrand wirksam zu verhindern.
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