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Christian Kronholz, 2010

Titel Diamantschleifsegmente zur trockenen Bearbeitung mineralischer Materialien
Autor/Autorin Kronholz, Christian
Verleger Essen : Vulkan-Verl.
Erscheinungsjahr 2010
Gesamttitel Werkstofftechnologische Schriftenreihe ; Bd. 2
Hochschulschrift Zugl.: Dortmund, Techn. Univ., Diss., 2010
ISBN 978-3-8027-8810-9
Sprache Deutsch (ger)
Schlagwörter Schneidkeramik; Diamant; Korund; Quarzglas; Teilchenverbundwerkstoff; Herstellung; Pulvermetallurgie; Temperaturverteilung; Werkzeugverschleiß; Mineralischer Werkstoff; Schleifen; Trockenbearbeitung
Bezugsquelle 31,50 € beim Vulkan-Verlag

Kurzfassung

Die vorliegende Arbeit beschreibt Untersuchungen zur Adaptierung und Herstellung von Diamantschleifsegmenten für eine trockene Bearbeitung mineralischer Materialien. Ziel war es, durch zusätzliche wärmeisolierende Partikel (Korund, Quarzglas) in der metallischen Binderphase den Temperaturgradienten im Schleifsegment möglichst so zu beeinflussen, dass diese Partikel quasi als Hitzeschutzschild für die im Segment enthaltenen Diamanten fungieren. Als erstes wurde der Einfluss auf den Herstellungsprozess bei unterschiedlichen Korngrößen dieser  wärmeisolierenden Partikel untersucht. Auch die Auswirkungen auf das resultierende Eigenschaftsprofil der Schleifsegmente wurden betrachtet. Bewertungskriterien waren dabei neben Porositäts- und Gefügeanalysen auch die Biegebruchfestigkeiten der gesinterten Schleifsegmente.

Durch diffraktometrische Untersuchungen konnte der Einfluss der pulvermetallurgischen Herstellung auf die gewählten Binderphasen (Kobalt und Bronze) analysiert werden. Zudem lag ein besonderes Augenmerk auf Identifizierung der Phasengrenzen und Phasenveränderungen der metallischen Binder dieses neu entstanden heterogenen Materialverbundes.

Buchumschlag der Dissertation © LWT

Von Interesse war außerdem die Phasengrenzschicht zwischen Diamant und Binderphase, sowie den eingebetteten wärmeisolierenden Partikeln mit der metallischen Binderphase. Die Analysen der Grenzschicht wurden mittels transmissions- und rasterelektronenmikroskopischen Untersuchungsreihen durchgeführt. So konnten auch Ursachen für die später betrachtete Leistungsfähigkeit des jeweiligen Segmentes während der realitätsnahen Verschleißuntersuchungen abgeleitet werden. Die Auswirkungen der Partikel auf die Wärmeverteilung im Schleifsegment wurden anschließend in einem stationären Versuchsaufbau und während der realitätsnahen Verschleißuntersuchungen analysiert. Die neu entwickelten Diamantsegmente wurden zusätzlich mit industriellen Segmenten verglichen. Abschließend erfolgte eine weiterreichende Analyse mittels eines rechnergestützten Finite Elemente Modells. Hierbei wurden sehr gute Übereinstimmungen bei der Temperaturentwicklung und dem Wärmeverlauf im gesamten Schleifsegment erreicht und Hinweise auf zukünftige Optimierungen erreicht. Zudem wurden alternative wärmeisolierende Materialien auf ihre Eignung hin mittels des Finiten Elemente Modells untersucht. Einige bisher noch nicht im Blickpunkt stehende Materialien werden daher für weitere Untersuchungen vorgeschlagen.

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