Alterung kunstharzgebundener Schleifkörper

Status:

abgeschlossen 02/2000

Zielsetzung:

Kunstharzgebundene Schleifkörper, die im Nassschliff eingesetzt werden, können unter dem Einfluss der wässrigen, meist alkalischen Kühlmedien einen Abfall der Bindungsfestigkeit und Härte zeigen. Zur Erklärung dieses Alterungsphänomens geht man heute von der Vorstellung aus, dass Wassermoleküle und insbesondere OH-Ionen in die Grenzfläche zwischen Schleifkorn und Harzbindung eindringen und nach einem Verdrängungsmechanismus Kunstharzmoleküle von der Schleifkornoberfläche ablösen. Die verminderte Haftung kann zu einer Verringerung der Bruchgeschwindigkeit führen. Im Zuge der Erarbeitung der europäischen Norm EN 12413 "Sicherheitsanforderungen für Schleifkörper aus gebundenen Schleifmitteln" hat sich hieraus die Frage ergeben, inwieweit auch bereits während der Lagerhaltung aufgenommene Feuchtigkeit eine Verminderung der Festigkeit erwarten lässt, und ob folglich die Verwendung kunstharzgebundener Schleifkörper, insbesondere solcher für das Freihandschleifen bzw. Freihandtrennschleifen, zeitlich begrenzt werden muss.

Aktivitäten/Methoden:

Das Alterungsverhalten kunstharzgebundener Trenn-, Schrupp- und Präzisionsschleifscheiben wurde in normaler Laborluft und im Feucht-Wechselklima nach FW24 DIN 50016 "Werkstoff-, Bauelemente- und Geräteprüfung - Beanspruchung im Feucht-Wechselklima" untersucht. Die Alterungsdauer in normaler Laboratmosphäre bei Raumtemperatur und einer mittleren relativen Feuchte von etwa 50 % betrug bis zu drei Jahre im Falle der Trenn- und Schruppschleifscheiben und bis zu einem Jahr bei den Präzisionsschleifscheiben. Dem Feucht-Wechselklima mit zyklisch wechselnden Temperaturen von 23 °C und 40 °C sowie Feuchten zwischen 83 % und 92 % wurden die Trenn- und Schruppschleifscheiben bis zu zwei Jahren, die Präzisionsschleifscheiben bis zu einem Jahr ausgesetzt. Als Alterungsindikatoren dienten die Bruchgeschwindigkeit sowie die Einpunktseitenlast bei den Trenn- und Schruppschleifscheiben bzw. der Elastizitätsmodul bei den Präzisionsschleifscheiben.

Ergebnisse:

Die Lagerung kunstharzgebundener Schleifkörper unter feuchtwarmen Bedingungen kann bereits innerhalb weniger Monate zu Alterungseffekten führen. Diese Effekte äußerten sich bei Trenn- und Schruppschleifscheiben in einer Verminderung von Bruchgeschwindigkeit und Seitenbelastbarkeit. Einzelne Prüfmuster erfüllten schon nach wenigen Monaten Lagerungszeit nicht mehr die sicherheitstechnischen Anforderungen im Hinblick auf die Mindestbruchgeschwindigkeit. Präzisionsschleifscheiben alterten im feuchtwarmen Klima schneller als Trenn- und Schruppschleifscheiben. Die Ursache hierfür dürfte in dem im Vergleich zu den Trenn- und Schruppschleifscheiben offeneren Gefüge liegen. Dadurch wird das Eindringen von Feuchtigkeit begünstigt. Innerhalb eines Jahres nahm die Bruchgeschwindigkeit je nach Schleifscheibenspezifikation um bis zu 60 % ab. In ähnlicher Weise wie die Bruchgeschwindigkeit veränderte sich der Elastizitätsmodul mit zunehmender Lagerungszeit. Der Elastizitätsmodul, der zerstörungsfrei zu bestimmen ist, kann daher zur groben Beurteilung des Alterungszustandes kunstharzgebundener Präzisionsschleifscheiben herangezogen werden. Bei Lagerung in Räumen unter normalen Umgebungsbedingungen, also Temperaturen um 20 °C und Luftfeuchten um 50 %, lassen kunstharzgebundene Schleifkörper dagegen selbst im Laufe mehrerer Jahre keine sicherheitstechnisch relevanten Festigkeitseinbußen erwarten. Unter den üblichen Lagerbedingungen bei Raumtemperaturen um 20 °C und Luftfeuchten um 50 % stellt die Alterung kunstharzgebundener Schleifkörper kein sicherheitstechnisch relevantes Problem dar.

Weitere Informationen:

Stand: