Die Schneideigenschaften der Beschichtung sind deutlich besser als die von TiN-Beschichtungen; die Standzeit der Bearbeitungswerkzeuge zeigt, dass PVD-Beschichtungen zahlreiche Vorteile bieten. Allerdings werden bestimmte Beschichtungen wie Al2O3 und Diamant eher mittels CVD-Verfahren aufgebracht. Al2O3 ist eine hitzebeständige und oxidationsbeständige Beschichtung, die die spezifische Geometrie des Werkzeugs sowie die beim Zerspanen entstehende Wärme isolieren kann. Durch Ulthard-Werkzeuglösungen Zudem lassen sich die Vorteile verschiedener Beschichtungen kombinieren, um eine bessere Schneidleistung zu erzielen und den Anforderungen der Zerspanung gerecht zu werden. Im Folgenden werfen wir daher einen Blick auf die Anwendungsanalyse von Superhartwerkzeuglösungen im Hartdrehen!

　　Zum Beispiel weist TiN niedrige Reibungseigenschaften auf; beschichtete Hartmetallwerkzeuge zeigen im Vergleich zu unbeschichteten Hartmetallwerkzeugen deutliche Verbesserungen hinsichtlich Festigkeit, Härte und Verschleißfestigkeit. Eine Beschichtung kann den Werkstoffverschleiß der Schicht verringern; TiCN reduziert den Verschleiß der Rückseite des Schneidwerks, während TiC-Beschichtungen eine hohe Härte aufweisen und Al2O3-Beschichtungen über ausgezeichnete Wärmeisolierungseigenschaften verfügen. In den letzten Jahren haben einige Hersteller durch den Einsatz verbesserte Beschichtungswerkstoffe und andere Maßnahmen die Leistung beschichteter Werkzeuge erheblich gesteigert. So setzen beispielsweise bestimmte US-amerikanische und japanische Hersteller beschichtete Wendeschneidplatten ein, die mit dem schweizerischen AlTiN-Beschichtungswerkstoff sowie mit neuartigen patentierten Beschichtungstechnologien hergestellt werden: Mit diesen können Werkstücke mit einer Härte von HRC 45 bis 55 bei hohen Drehgeschwindigkeiten kostengünstig aus Hartmetall bearbeitet werden. Die Härte dieser Werkzeuge liegt bei HV 4500 bis 4900, die Standzeit beträgt das Vierfache der üblichen beschichteten Wendeschneidplatten – bei nur 30 % der Kosten – und zudem weisen sie eine sehr gute Haftfestigkeit auf. Bei keramischen Werkstoffen ermöglichen ständige Verbesserungen in ihrer Zusammensetzung und in der Press- und Formgebungstechnik, insbesondere durch Fortschritte in der Nanotechnologie, eine signifikante Verstärkung keramischer Werkzeuge; so lassen sich Werkzeugstähle mit einer Härte von HRC 47 bis 58 mit Geschwindigkeiten von 498,56 m/min spanen. Selbst bei Drehtemperaturen von 1500 bis 1600 °C bleibt die Härte erhalten und es kommt zu keiner Oxidation; in naher Zukunft wird Keramik nach Schnellarbeitsstahl und Hartmetall die dritte Revolution in der Zerspanung einleiten.

　　Keramikwerkzeuge zeichnen sich durch hohe Härte (HRA 91–95), hohe Festigkeit (Biegefestigkeit 750–1000 MPa), gute Verschleißfestigkeit, ausgezeichnete chemische Stabilität, geringe Neigung zur Anhaftung, niedrigen Reibungskoeffizienten sowie günstige Kosten aus. Darüber hinaus ermöglichen sie Schnittgeschwindigkeiten, die das 2- bis 5-Fache derjenigen von Hartmetallwerkzeugen betragen. Sie eignen sich besonders für die Bearbeitung hochharter Werkstoffe, für Feinbearbeitungsoperationen sowie für Hochgeschwindigkeitsbearbeitungen und können eine Vielzahl von gehärteten Stählen mit einer Härte von bis zu HRC 65 sowie gehärtete Gusseisen bearbeiten. Keramikwerkzeuge weisen zudem eine sehr hohe Warmhärte auf; bei 1200 °C erreichen sie noch eine Härte von HRA 80. Im normalen Zerspanungsprozess zeichnen sich Keramikwerkzeuge durch eine außerordentlich hohe Standzeit aus; häufig verwendete Typen sind Aluminiumoxid-basierte Keramiken, Siliziumnitrid-basierte Keramiken, Metallokeramiken sowie Faserverstärkte Keramiken. Lösungen für ultraharte Werkzeuge.

　　Komposite Polykubanit-Bor-Nitrid-(PCBN)-Werkzeuge mit hohem CBN-Gehalt zeichnen sich durch hohe Härte, gute Verschleißfestigkeit, hohe Druckfestigkeit und gute Schlagzähigkeit aus. Bei CBN-Werkzeugen mit niedrigem CBN-Partikelgehalt wird Keramik als Bindemittel eingesetzt; obwohl deren Härte geringer ist, kompensiert dies die schlechte Wärmebeständigkeit und die geringe chemische Inertheit des Ausgangsmaterials. Nachteilig bleiben jedoch die mangelnde Wärmebeständigkeit und die geringe chemische Inertheit; solche Werkzeuge eignen sich vor allem für die Zerspanung von hitzebeständigen Legierungen, Gusseisen sowie Eisenbasis-Sintermetallen. Sie finden auch Anwendung bei der Zerspanung gehärteter Stähle. Daher ist eine Kosten-Nutzen- und Bearbeitungsqualitätsanalyse durchzuführen, um die geeignete Wahl zu treffen. Abbildung 3 zeigt den Verschleiß der Schnittfläche nach der Bearbeitung von Grauguss mit Al2O3-, Si3N4- und CBN-Werkzeugen; dabei übertrifft das Schneideverhalten von PCBN-Werkzeugen jenes von Al2O3- und Si3N4-Werkzeugen. Bei der Zerspanung von gehärtetem Stahl können sowohl Keramik- als auch PCBN-Werkzeuge eingesetzt werden; bei trockener Zerspanung von gehärtetem Stahl sind Keramikwerkzeuge kostengünstiger als PCBN-Werkzeuge. Bei geringen Vorschüben sind Keramikwerkzeuge besonders geeignet. PBN-Werkzeuge eignen sich für die Bearbeitung von Werkstücken mit einer Härte über HRC 60; Keramikwerkzeuge weisen eine sehr gute thermochemische Stabilität auf, doch erreichen sie weder die Zähigkeit noch die Härte von PCBN-Werkzeugen. Bei einer Härte unter HRC 60 sind sie insbesondere für automatisierte und hochpräzise Bearbeitungsprozesse geeignet. Lösungen mit ultraharten Werkzeugen.

　　Darüber hinaus weisen PCBN-Werkzeuge bei gleichem Verschleiß der Rückseite des Schneidwerks eine im Vergleich zu Keramikwerkzeugen relativ stabile Restspannung an der Werkstückoberfläche auf. Folglich kann die durch die Wärmeentwicklung im Schnittbereich verursachte lokale Erweichung des Metalls im Bereich der Schneidspitze den Verschleiß der PCBN-Werkzeuge wirksam verringern. Bei der trockenen Zerspanung von gehärtetem Stahl mit PCBN-Werkzeugen sind folgende Grundsätze zu beachten: Die gewählte Schnitttiefe darf nur so groß sein, dass die Steifigkeit der Werkzeugmaschine dies zulässt. Zudem ist zu berücksichtigen, dass bei geringen Schnitttiefen die Wärmeleitfähigkeit von PCBN-Werkzeugen schlecht ist, sodass die Wärme im Schnittbereich nicht rechtzeitig abgeführt wird; dadurch kann auch im Scherbereich ein deutlicher Erweichungseffekt des Metalls auftreten, was den Verschleiß der Schneidkante verringert.

　　Das oben Genannte ist Ulthard-Werkzeuglösungen Analyse der Anwendung im Hartdrehen – für weitere Informationen stehen wir Ihnen jederzeit gerne zur Verfügung!