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→Kubisches Bornitrid
==== Kubisches Bornitrid ====
Kubisches Bornitrid (cBN) konnte erstmals im Jahre 1957 synthetisiert werden und wird seit 1968 industriell hergestellt. Unter dem Handelsnamen Borazon wurde es von der Firma General Electric Company USA auf den Martk gebracht. Anders als die meisten anderen Schleifmittel wird cBN in Form eines Schleifbelages auf einen Grundkörper aufgebracht. Zu den wesentlichen Vorteilen des cBN gegenüber Diamant zählt die höhere thermische Stabilität und die Eignung zum Schleifen eisenhaltiger Werkstoffe.
* Herstellung
::- Mittels Pyrolyse von Borchlorammoniak unter Temperatur (1800-2700°C) und hohem Druck (50.000-90.000 bar) wird cBN unter Verwendung eines Katalysators gewonnen. Die chemische Gleichung zu dieser Reaktion lautet: BCl<sup>3</sup>•NH<sup>3</sup> -> (c)BN + 3HCl. Nach der Pressung werden die Presslinge weiter chemisch durch Reinigung in Säurebädern aufbereitet und zur Körnungsaufbereitung gegeben. Dabei werden die die Körner durch Oberflächenbehandlung oder Beschichtungen auf das jeweilige Einsatzgebiete vorbereitet. Die Klassierung der Körnung erfolgt wie bei Korund durch Sieben und Schlämmen.
* Eigenschaften und Vorteile
::- Bornitrid zeigt im Vergleich zum synthetischen und natürlichen Diamanten technologische und wirtschaftliche Vorteile bei der Schleifbearbeitung eisenhaltiger Werkstoffe. Im Vergleich zu den konventionellen Schleifmitteln bietet es vor allem beim Schleifen schwerzerspanbarer Stähle mit hohen Legierungsanteilen und Härten über 55 HRC Vorteile. <br>In Laborversuchen konnte festgestellt werden, dass sich eine Schicht Boroxid auf der Oberfläche der Körner bildet, wenn diese bei warmer, trockener Luft bei 1200°C geglüht werden. Diese Schicht wirkt stark verschleißhemmend. Das bedeutet, dass je heißer cBN wird (bis zu einem bestimmten Grad), desto höher wird dessen Standzeit.
==== Synthetischer Diamant ====
Da das Mienen von natürlichen Diamanten teuer ist und die Vorkommen begrenzt sind wird der überwiegende Teil der Industriediamanten synthetisch hergestellt.
* Herstellung
::- Aus reinem Graphit wird unter Drücken von bis zu 120.000 bar und Temperaturen um 2.000 °C unter Anwesenheit metallischer Katalysatoren Diamant synthetisiert. Durch die Optimierung der Synthesebedingungen, also dem Zusammenspiel von Temperatur, Druck und Katalysatoren, lässt sich die Wachstumsrate der Kristalle in einem Bereich von mehreren Prozenten regeln. Durch die optimierten Prozessparameter reduziert sich die Zeit bei der Synthese auf wenige Sekunden. Natürliche Kristalle sind wahrscheinlich vor 70 bis 150 Millionen Jahren in Tiefen unter 150 km unter einem Druck von ca. 67.000 bar und Temperaturen von 2000° Celsius entstanden. Sich auf die natürliche Entstehung neuer Diamanten zu verlassen war daher unmöglich.
* Eigenschaften
::- Die wichtigste Eigenschaft von Diamant ist wie bereits oben beschrieben seine enorme Härte. Mit 7.000-8.000 HK ist er ungefähr doppelt so hart wie herkömmliche Schleifmittel, wie Korund und Siliziumkarbid. Während die Härte bei diesen Kornarten von der Kristallorientierung weitgehend unabhängig ist, kann man beim synthetischen Diamanten eine ausgeprägte Abhängigkeit feststellen [HOWE75]. Danach beträgt die Härte in der (110)-Ebene 123 % und in der (100)-Ebene 138 % der Härte in der (111)-Ebene. Über die Zähigkeit von Diamantkörnern ist aus dem Schrifttum wenig bekannt. In begrenztem Maße kann das Syntheseverfahren und eine Nachbehandlung die Zähigkeit beeinflussen. Diamant hat im Vergleich zum Korund oder Siliziumkarbid eine sehr große Wärmeleitfähigkeit. Das Diamantkorn gibt daher die in der Zerspanungszone entstehende Wärme schnell an die Bindung weiter. Das kann z. B. unter extremen Bedingungen beim Einsatz einer Kunstharzbindung zu ihrer Zerstörung an der Schnittstelle Korn/Bindung und somit zu frühzeitigem Kornausbruch führen. Beschichtungen der Diamantkörner mit Nickel, Kobalt oder Verbundmetallen wirken daher als Wärmebremse. Sie können darüber hinaus den Haftschluss zwischen Korn und Bindung erhöhen. Unter Einwirkung kleiner Drücke setzt beim Diamanten bei Temperaturen ab ca. 900°C unter der Voraussetzung, dass genügend Sauerstoff vorhanden ist, eine Graphitisierung ein [GULB50].