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WB Werkstatt + Betrieb 06/2017

Auf Sonderwünsche eingestellt

Werkzeugbeschichtung, Werkstoffe, Sortenspezifikation

Auf Sonderwünsche eingestellt

Hochspezialisierte Hartstoff-Beschichtungen haben die Fähigkeiten von Werkzeugen zum Bohren, Reiben und Gewindefertigen auf ein neues Niveau gehoben. Und die Entwicklung geht weiter. Maßstab für weitere Leistungssteigerungen ist die Spezifik des Anwendungsfalls.

Die Ausdifferenzierung der in der Metallbranche verwendeten Werkstoffe erfordert nicht nur eine kontinuierliche Weiterentwicklung der Schneidstoffe und Werkzeuggeometrien, sondern auch der Verschleißschutzbeschichtungen und deren Herstellungstechnologien. Die Stellschraube Beschichtung kann die Leistung von Zerspanungswerkzeugen weiter signifikant verbessern. Steigerungen um den Faktor zwei bis drei sind nicht ausgeschlossen.

Die Präsentation der weltweit ersten Titannitrid-(TiN-)Beschichtung auf HSS-Bohrwerkzeugen im Jahr 1980 war ein Meilenstein in der Zerspanungswelt. Was zu Anfang als Marketing-Instrument belächelt wurde – goldene Werkzeuge in der Metallzerspanung –, wurde zum Status quo einer gesamten Branche.

TiN-Kristalle wachsen bei Hitze nicht und behalten so die hohe Härte bei

Innerhalb der letzten Jahrzehnte hat sich die Palette unterschiedlicher Hartstoffschichten stark erweitert. Neben einer großen Härte, guten Reibeigenschaften sowie thermochemischer Beständigkeit ermöglichen Beschichtungen gegebenenfalls höhere Schnittparameter, Standzeiten und Standmengen sowie eine Umstellung auf Trockenbearbeitung oder auf eine Zerspanung mit Minimalmengenschmierung. Einige Beispiele für innovative Schichtsysteme, die die Fortschritte der vergangenen Jahre widerspiegeln und ihnen weitere hinzufügen, indem für sie aktuelle Erfordernisse der Anwender als Maßstab gelten, sollen im Folgenden vorgestellt werden.

›Signum‹ heißt eine Schicht, die mit einer Härte von 5500 HV eine der härtesten nitridischen Schichten im Markt darstellt. Die außerordentliche Schichthärte war auf Basis einer speziellen Nanokomposit-Struktur mit einem Schichtaufbau aus Titanaluminiumnitrid (TiAlN) und Siliziumnitrid (SiN) realisierbar. In den Nanokomposit-Strukturen sind extrem feine TiAlN-Kristallite mit einem Durchmesser bis 10 nm in einer glasartigen, hochwarmfesten Siliziumnitridmatrix eingebettet.

von Jasmin Herter und Gunar Giersch

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