Diamantscheiben & deren Funktionsweise verstehen

Um die optimale Diamantscheibe für Ihre Anwendung auswählen, ist es hilfreich zu wissen, wie eine solche Scheibe hergestellt wird und wie sie funktioniert.

Mit diesem Hintergrundwissen steht der erfolgreichen Arbeit auf Ihrer Baustelle nichts mehr im Wege.

Hartlöten oder Sintern

Der Prozess, mit dem die Segmente mit dem Grundkörper verbunden werden, hat einen Einfluss auf die spätere Verwendung der Diamantscheibe. Bei günstigeren und in größeren Stückzahlen hergestellten Scheiben ist Hartlöten oder Sintern das Befestigungsverfahren der Wahl. Hartgelötete und gesinterte Scheiben sind für das Trockenschneiden von weichem Material auf Geräten mit geringer Leistung bestimmt. Die für diese Scheiben verwendeten Kerne sind in der Regel sehr einfach und durchlaufen deutlich weniger Bearbeitungsschritte als solche von Scheiben für aggressivere Anwendungen.

Laserschweißen

Von den drei häufigsten Techniken zur Verbindung der Segmente mit dem Kern ist das Laserschweißen das Verfahren, das die mit Abstand stärkste Verbindung herstellt. Als Pionier des Laserschweißens entwickelt und perfektioniert Norton die Laserschweißtechniken stetig weiter. Die aggressiveren Anwendungen für Diamantscheiben erfordern den Einsatz von Maschinen mit höherer Leistung, die härtere Materialien mit viel größeren Schnitttiefen nass schneiden können. Die Stahlkerne für diese aggressiven Anwendungen sind stärker, wärmebehandelt, präzisionsgeschliffen und gespannt. Durch die zusätzliche Materialstärke und die Wärmebehandlung ist der Kern in der Lage, der Biegebeanspruchung durch die schwerere Ausrüstung und die höhere Leistung standzuhalten. Der Präzisionsschliff auf der Oberfläche minimiert den Luftwiderstand, während die Spannung die Planheit der Scheibe in jedem Drehzahlbereich garantiert.

a. Diamantkristalle (Schnitt)

Um eine Schnittwirkung zu erzielen, sind in den Segmenten Industriediamanten eingelagert. Industriediamanten werden gegenüber Naturdiamanten bevorzugt, da Schlüsselmerkmale wie Kristallform, Größe und Festigkeit durch den Herstellungsprozess genau gesteuert werden können. Die Fähigkeit, die wichtigsten Eigenschaften von synthetischen Diamanten zu steuern, ermöglicht eine genaue Vorhersage der Schnittgeschwindigkeit und der Standzeit sowie eine konstante Wiederholgenauigkeit. Weitere wichtige Faktoren, die beim Diamanten zu berücksichtigen sind:

• Menge an Diamanten im Segment
• Qualität der Diamanten im Segment
• Größe der Diamanten im Segment

Menge an Diamant:

Je höher der Diamantgehalt im Segment, desto höher sind die Anforderungen an die Maschinenleistung. Einfach ausgedrückt bedeutet dies: Wird mehr Diamant zum Segment hinzugefügt, wird mehr Leistung benötigt, damit die Scheibe sauber schneidet. Dementsprechend weisen Scheiben für Hochleistungsmaschinen üblicherweise einen höheren Diamantgehalt im Segment aufweisen.

Qualität des Diamanten:

Die Qualität des Diamanten bestimmt die Hitzewiderstandsfähigkeit und wie präzise eine scharfe Schnittkante geschnitten werden kann. Hochwertigere Diamanten können bei höheren Temperaturen die Schnittkante länger erhalten.

Größe des Diamanten:

Der letzte Punkt, den es zu berücksichtigen gilt, ist die Größe der verwendeten Diamanten. Die Größen der einzelnen Diamanten werden in Korngrößen von 25-35 oder 50-60 angegeben. Je höher die Zahl, desto feiner sind die einzelnen Partikel. In der praktischen Anwendung werden feinere Diamantpartikel für extrem harte Materialien wie Hornstein oder Quarz verwendet, während größere und gröbere Partikel für weiche Materialien wie Asphalt und weiche Tonziegel verwendet wird.

b. Bindungssystem (Verschleiß)

Die Bindung ist eine Mischung aus Metallpulvern, die in verschiedenen Kombinationen verwendet werden, um spezifische Verschleißraten zu erreichen. Eine korrekt formulierte Bindung hält den Diamanten gerade lang genug an seinem Platz, um eine maximale Nutzung der Diamant-Schnittkante zu erreichen, bevor das Partikel freigegeben und die nächste Diamantschicht freigelegt wird.

Die Verschleißrate für das Segment kann vereinfacht ausgedrückt werden als Fähigkeit eines Metalls, Verschleiß durch Abrieb zu widerstehen. Metalle mit geringer Abriebfestigkeit wie Bronze gelten als weich. Weiche Bindungen bestehen meist aus weichen Metallen wie Bronze und sind beim Schneiden von sehr harten, weniger abrasiven Materialien wie Porzellan üblich. Harte Bindungen bestehen meist aus Hartmetallen wie Wolframcarbid und sind beim Schneiden von sehr weichen und abrasiven Materialien wie Asphalt oder frisch gegossenem Beton üblich.

Der beste Weg, sich das Verhältnis von Bindung und Material zu merken, ist der Spruch „Gegensätze ziehen sich an“ – harte Bindungen für weiche, abrasive Materialien; weiche Bindungen für harte, weniger abrasive Materialien. In einigen Extremfällen ist es möglich, die Härte der Scheibe einfach anhand der Farbe des Segments zu bestimmen. Da weiche Klingen einen hohen Bronzeanteil enthalten, weisen die weichen Scheiben für extrem harte Materialien einen Gelbstich im Segment auf.

Diamantscheiben schneiden nicht, sie schleifen! Die freiliegenden Diamantkristalle übernehmen dabei das Schleifen. Die Metallmatrix oder -bindung hält die Diamanten an ihrem vorgesehen Platz. Hinter jedem freiliegenden Diamanten befindet sich eine Art „Bindungsschweif“, der hilft, den Diamanten zu halten. Wenn sich die Scheibe im Material dreht, zerschleifen die freiliegenden Oberflächen der Diamanten das zu schneidende Material zu einem feinen Pulver.

Nach mehreren tausend Durchgängen durch das zu schneidende Material beginnen die freiliegenden Diamanten zu reißen und brechen. Das Bindungsmaterial, die den Diamanten hält, beginnt sich ebenfalls abzunutzen.

Schließlich zerbricht der Diamant vollständig und seine Bruchstücke werden zusammen mit dem Material, das er bearbeitet, weggefegt.

Während der Diamant abnutzt und bricht, führt die kontrollierte Abnutzung der Metallbindung (Erosion), die den Diamanten enthält, dazu, dass neue, scharfe Diamantspitzen freigelegt werden (Exposition). Dieser Zyklus von Erosion und Exposition geht weiter, bis der gesamte Diamant- und Metallbindungsabschnitt des Segments aufgebraucht ist. Sobald der schneidende Abschnitt verbraucht ist, schleift die Scheibe nicht mehr. Jetzt ist der Zeitpunkt erreicht, an dem der Anwender eine neue Scheibe einsetzen muss.