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WB Werkstatt + Betrieb 06/2017

3D-hybrides AU-Q-CVD-II: der Standzeitmultiplikator

Werkzeugbeschichtung, Gebrauchsdauer, Produktivität

3D-hybrides AU-Q-CVD-II: der Standzeitmultiplikator

Dank diverser Beschichtungssysteme erreichen Präzisionswerkzeuge für die Leichtmetallzerspanung heute nie gekannte Leistungshöhen. Mithilfe des neuen HAUQ-CVD-Verfahrens lassen sich nun neue Schichten erzeugen, die das Werkzeugleben vielfach verlängern.

Leichtmetalle sind ebenso wie Schwermetalle in zahlreichen Sektoren der Fertigungsindustrie etabliert. Über die Zuordnung eines Metalls zu einer der beiden Gruppen entscheidet ihre Dichte. Metalle und Legierungen, deren Dichte 5 g/cm3 nicht überschreitet, gehören zur Gruppe der Leichtmetalle. Die wichtigsten sind Aluminium, Magnesium, Natrium, Kalium, Lithium, Beryllium und Titan. Als für die Zerspanung relevanteste Leichtmetallwerkstoff-Gruppe kann Aluminium mit seinen Legierungen betrachtet werden; ebenfalls von großer Bedeutung ist die Werkstoffgruppe auf der Basis von Magnesium. Die dritte Gruppe schließlich ist die zur Herstellung hochbeanspruchter Bauteile unverzichtbare auf der Grundlage von Titan.

Eine sehr scharfe Schneide ist nötig für die Leichtmetallzerspanung

Alle drei Werkstoffgruppen gelten als mechanisch relativ schwer bearbeitbar. Und doch muss ihnen spanend mittels Fräsen, Bohren, Reiben und – seltener – durch Räumen ihre geometrische Endform gegeben werden. Für die Zerspanung dieser Legierungen werden Werkzeuge aus Hochleistungs-Schnellarbeitsstahl (HSS), Hartmetall, Cermet und polykristallinem Diamant verwendet.

Grundvoraussetzung für eine bestmöglich gefräste oder gebohrte Aluminium-, Magnesium- oder Titanoberfläche ist eine besonders scharfe Schneide. Das bedeutet, dass das Werkzeug den kleinsten möglichen Keilwinkel haben muss und auch keine Mikroschartigkeit im gesamten Schneidenbereich aufweisen darf. Für diese Aufgabe eignet sich am besten HSS. Leider neigt der Schneidstoff zum Kaltverschweißen mit dem bearbeiteten Werkstoff.

Um diese Neigung zu minimieren, ist es nötig, sowohl die Rauheit der Spanfläche als auch die der Freifläche so gering wie möglich zu halten, damit sich in den Schleifriefen kein Spanabrieb festetzen kann. Sich dort festsetzende Mikrostaubpartikel oder Mikrospäne reiben sich sonst mit dem abfließenden Span und erhöhen die Temperatur an der Schneide.

von Lienhard J. Paterok und Leonhard F. Paterok

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