Kubisches Bornitrid (CBN)

Kubisches Bornitrid (CBN) Im Jahre 1969 brachte General Electric das kubische Bornitrid - kurz CBN genannt - unter der Marken-Bezeichnung „BORAZON“ als revolutionäre Entwicklung im Bereiche der hochharten Schleifstoffe auf den Markt. Hergestellt in der Retorte erreicht es eine Eigenhärte von etwa 4700 N/mm² nach Knoop, d.h. es ist mehr als halb so hart wie Diamant (7000 N/mm²) und nicht ganz doppelt so hart wie Siliziumkarbid (SiC) mit 2500 - 2700 N/mm². Zu dem ursprünglich monokristallinen CBN, welches eher blockig splittert, gesellte sich einige Jahre später die mikrokristalline Version, mit einer völlig anderen, wesentlich feineren Splittercharakteristik.
Das Einsatzspektrum von CBN beginnt schon bei relativ weichen, aber zähen Werkstoffen (etwa ab 50 HRc) und reicht bis zu sehr harten, karbidhaltigen Legierungen (Werkzeugstähle, Sonderstähle, HSS, usw.). Für amorphe und keramische Werkstoffe ist CBN so wenig geeignet, wie für die Bearbeitung von Hartmetallen. In keramischer Bindung lassen sich die Scheiben wesentlich einfacher und rationeller mit unterschiedlichen Profilen versehen und/oder konditionieren. Wegen der hohen Standzeit werden heute immer mehr konventionelle Schleifscheiben durch solche aus CBN verdrängt, besonders dort, wo die Serien gross oder wiederkehrend sind. So lassen sich mit CBN-Scheiben G-Werte von 1200 bis 15000 erreichen, was 500- bis ca. 5000-mal mehr ist, als was man unter günstigen Einsatzbedingungen mit konventionellen Schleifstoffen erreichen könnte. CBN wird galvanisch 1-schichtig, in Kunstharz, in spröder Bronze oder in keramischer Bindung eingesetzt. Im Präzisionsschleifsektor geht der Trend aber ganz eindeutig in Richtung keramischer Bindung. Abhängig von der Art des Einsatzes werden CBN-Schleifscheiben - mit Ausnahme von galvanisch gebundenen Scheiben - in unterschiedlichen Konzentrationen hergestellt. Unter dem Begriff Konzentration versteht man das Karat-Gewicht pro cm³ Belagsvolumen.
Thermische Eigenschaften von CBN CBN weist - im Gegensatz zum Diamant - eine höhere thermische Stabilität auf. Die Oxidation erfolgt erst oberhalb etwa 1400°C. Die üblichen, relativ hohen Schleiftemperaturen greifen CBN weder bei der Bearbeitung von Eisen, von Nickel noch von Kobalt chemisch an. Die hervorragenden Zerspanungseigenschaften von CBN bewirken einen „kühlen“ Schliff. Die gute Wärmeleitfähigkeit von CBN - sie beträgt etwa das Fünffache der Wärmeleitfähigkeit von Kupfer - unterstützt diesen Effekt zusätzlich. Richtig eingesetzt, wird deshalb ein grosser Teil der erzeugten Schleifwärme von der CBN-Schleifscheibe aufgenommen und an den Kühlschmierstoff und/oder die Umgebung abgegeben. Das Werkstück erwärmt sich dadurch deutlich weniger stark, als im Vergleich zur Bearbeitung mit Korund, da letzteres weit weniger Wärme absorbieren kann. Grafik zu den thermischen Eigenschaften von hochharten Schleifstoffen (es öffnet sich ein neues Fenster)