Werkstoffe Schneidmittel
Werkstoffe Schneidmittel für Siliziumnitrid-Keramikbauteile In vielen Teilen der Technik spielen Keramikwerkstoffe eine immer wichtigere Rolle. Neben Oxid-Keramiken wie Aluminiumoxid (Al 2 O 3 ) kommen auch Nichtoxid-Keramiken wie Siliziumnitrid (Si 3 N 4 ) verstärkt zum Einsatz. Die Bearbeitung der harten Materialien ist eine Herausforderung. Um Si 3 N 4 - Bauteile künftig effizienter bearbeiten zu können, hat die ELGAN Diamantwerkzeuge GmbH & Co. KG aus Nürtingen neue Schneidmittellösungen entwickelt. Siliziumnitrid zeichnet sich vor allem durch eine hohe Bruchzähigkeit aus. Hinzu kommt, wie bei sämtlichen Keramiken, eine hohe Temperaturstabilität und geringe Wärmeausdehnung. Diese Eigenschaften prädestinieren das Material vor allem für Anwendungen im allgemeinen Maschinenbau, im Motorenbau, in der Lagerindustrie oder in der Medizintechnik. Für Hybrid-Wälzlager kommen beispielsweise Wälzkörper aus Si 3 N 4 zum Einsatz. Daneben gibt es aber auch Vollkeramiklager. Lager mit Keramikkomponenten zeichnen sich durch eine sehr hohe Laufruhe aus, sie eignen sich besonders für den Einsatz unter schwierigen Bedingungen. Davon profitiert nicht zuletzt auch die E-Mobilität. Wo keine Kraftstoffverbrennung stattfindet, geraten mit einem Male bislang ungehörte Laufgeräusche in den Fokus. Mit keramischen Lagerwerkstoffen lassen sich selbst diese Geräusche auf ein Minimum reduzieren. ziumnitrid-Werkstücken möglich ist. Im Einzelfall werden Anpassungen an die Besonderheit der Werkstücke und Bearbeitungsparameter vorgenommen, etwa um ein spezielles Kühlmittel verwenden zu können. „Wir bieten unseren Kunden ein Komplettpaket an, exakt auf den Anwendungsfall und seine Stückzahlen zugeschnitten“, betont Thomas Witt. Mit den Lösungen von ELGAN für das Honen von Si 3 N 4 sind mehrere Zehntel Millimeter Bearbeitungstiefe, folglich hohe Abtragsraten möglich. Die Performance übertrifft damit auch das Schleifen. Die typischen Schleifwerkzeuge für Si 3 N 4 arbeiten sich per Linienkontakt am Werkstück entlang. Im Unterschied dazu besteht zwischen den Schneidmittelleisten der Werkzeuge von ELGAN und dem Werkstück ein verhältnismäßig großer Flächenkontakt. Die Leisten haben in der Regel eine Breite von mehreren Millimetern, pro Werkzeug finden sich eine oder mehrere Leisten über den Umfang verteilt. Die Konsequenz liegt auf der Hand: Ein großer Flächenkontakt bewirkt ein großes Abtragsvolumen. „Die Besonderheit unserer neuen Schneidmittel für die Siliziumnitrid-Bearbeitung besteht in einer konstant bleibenden Performance“, erklärt Thomas Witt, Teamleiter Schneidmittelentwicklung bei ELGAN, „sie gewährleisten dem Anwender das ‚Durchschneiden‘ bis zum Ende der Bearbeitung.“ Bislang standen die Bearbeitungsbetriebe vor dem Problem, dass viele Schneidmittel relativ schnell ihre Schneidleistung verlieren, sodass an ein „Durchschneiden“ nicht zu denken war. Oft ließen sich daher die Taktzeiten nicht einhalten. ELGAN drehte an vielen Stellschrauben, um die Leistung bis zum Ende der Standzeit auf einem konstant hohen Niveau zu halten: Der Schneidstoff wird metallisch gebunden, die Korngrößen, Kühlmittel und Schnittdaten individuell auf den Anwendungsfall abgestimmt. Das Know-how besteht darin, alle Parameter so zu wählen, dass sich der Effekt der Selbstschärfung einstellt. Fehlt dieser Effekt, flachen die Schneidkörner ab und können nicht mehr ins Material eindringen. Dieser Ansatz spielt auch für andere Anwendungen eine Rolle. Erstmals gelingt er jedoch bei der Siliziumnitrid-Bearbeitung. Die Schneidmittel stehen aktuell für Werkzeuge für die Innen- und Außenbearbeitung zur Verfügung. Als ein Unternehmen der Nagel-Gruppe kann ELGAN aber auch komplette Produktionslösungen anbieten. Der Kunde erhält dann Schneidmittel, Werkzeuge und Bearbeitungsmaschine aus einer Hand. Die Nagel Maschinen- und Werkzeugfabrik GmbH, Nürtingen, entwickelt hochmoderne Zentren für das Honen und Superfinishen, auf denen auch die Bearbeitung von Sili- Ein abgestumpftes Schneidmittel eines Werkzeugs, das nicht „durchgeschnitten“ hat, zeigt abgeflachte Schneidkörner, die nicht mehr ins Material eindringen können. Bei den von ELGAN optimierten Schleifmitteln und Prozessen bleiben die Schneidkörner scharf. Typisch: In Zerspanungsrichtung bildet die Metallbindung hinter den Schneidkörnern eine Abstützung aus. Vor den Schneidkörnern kolkt die Bindung dagegen aus. Auf diese Weise schärfen sich die Werkzeuge von selbst nach, sodass ein „Durchschneiden“ möglich wird. Weitere Infos: www.elgan.de 24 dihw 13 · 2 2021
Werkstoffe Neue Stahldrehgeneration Hohe Performance, höchste Wirtschaftlichkeit Innovationen im Bereich des Hartmetalls, der Beschichtung sowie des Spanflusses ermöglichen die Entwicklung einer völlig neuen Sortengeneration für den Stahldrehprozess. Die perfekte Abstimmung dieser Parameter führt zu den neuen, wirtschaftlichen Stahldrehsorten BCP10T, BCP15T, BCP20T und BCP25T. Die neuen Boehlerit-Stahlsorten bieten eine ausgezeichnete Performance und Bearbeitungssicherheit während des gesamten Drehprozesses. Ein neu entwickelter Spanbrecher mit einer modifizierten Fase führt zur optimalen Vibrationsunterdrückung der Maschine und garantiert einen hervorragenden Spanfluss und -bruch. Die neuen BCP15T- und BCP25T-Stahlsorten sind besonders für Drehanwendungen mit unterbrochenen Schnitt geeignet. Die neu entwickelte AlTiN-PVD-Schicht ist den hohen Temperatur- und Zähigkeitsanforderungen gewachsen und garantiert mit der goldenen Farbe eine ideale Verschleißerkennung. Die prozesssichere PVD-Beschichtung spielt ihre Stärke bei kleinen Bauteilen, niedriger Schnittgeschwindigkeit und bei häufigem Eintritt ins Material aus. Stahldrehsorten eignen sich besonders für den kontinuierlichen Schnitt. Die neuen Sorten BCP10T und BCP15T werden für den mittleren Anwendungsbereich bei hohen Schnittgeschwindigkeiten, langen Eingriffszeiten und stabilen Schrupp-Anwendungen empfoh- Weitere Infos: www.boehlerit.com len, während die Sorten BCP20T und BCP25T hervorragende Resultate bei mittleren Schnittgeschwindigkeiten erzielen. Die neuen Drehsorten sind laut Boehlerit die ideale Lösung für die steigenden Herausforderungen im gesamten Prozess der Stahldrehbearbeitung. Die neuen BCP10T- und BCP20T-Sorten hingegen wurden in Hinblick auf ein neues zweifarbiges CVD-Beschichtungskonzept entwickelt. Die CVD-Schicht basiert sowohl auf dem etablierten MT-TiCN-Schichtsystem gegen Freiflächenverschleiß als auch auf einer α-Al 2 O 3 - Schicht, um die Wendeschneidplatte vor zu hohen Temperaturen zu schützen und den Kolkverschleiß zu reduzieren. Auch hier wird die einfache Verschleißerkennung durch eine gelbe TiN-Decklage an den Freiflächen erreicht. Beide Bis zu 30 Prozent mehr Standzeit durch Kühlung direkt an der Schneide.
