Feinstkornhartmetalle zum Bohren und Fräsen

FKM 1998
Heft Nummer 234
Vorhaben Nr. 205

Kurzfassung:

Mit der Entwicklung der feinst- und ultrafeinstkörnigen Hartmetalle konnte erreicht werden, die Härte und Biegefestigkeit gegenüber Hartmetallen konventioneller Korngröße deutlich zu erhöhen. Damit sind wichtige Voraussetzungen für den Einsatz als Schneidstoff für Vollhartmetallwerkzeuge zum Bohren und Fräsen erfüllt. Für die Werkzeuganwendung dieser Schneidstoffe an Stählen liegen nur unzureichende Anwendungsempfehlungen vor. Ziel dieses Projektes war es, das Einsatzverhalten von Feinstkornhartmetallwerkzeugen bei der Zerspanung von Stahlwerkstoffen zu untersuchen. Beim Bohren von Stahlwerkstoffen konnte nachgewiesen werden, dass bei der Anwendung von Feinst- und Ultrafeistkornhartmetallwerkzeugen unter Verwendung von KSS eine deutliche Erhöhung der Standwege im Vergleich zu Hartmetallwerkzeugen konventioneller Korngröße möglich ist. Darüber hinaus kann aufgrund der höheren Biegefestigkeit eine Steigerung insbesondere des Vorschubes vorgenommen werden, wodurch die Prozessleistung durch entsprechend hohe Schnittparameter in Bereiche gesteigert werden kann, die zum Versagen von Werkzeugen aus Hartmetall konventioneller Korngröße führen. Der Einsatz einer inneren KSS-Versorgung führt bei Feinstkornhartmetallen zu einer weiteren Steigerung der Standwege und bewirkt, dass die Bearbeitungskräfte auch bei zunehmenden Verschleiß nahezu konstant bleiben. Damit sind wichtige Voraussetzungen für stabile Zerspanprozesse gegeben. Eine wichtige Erkenntnis der Fräsuntersuchungen mit KSS ist, dass sich unbeschichtete Werkzeuge aus Hartmetall konventioneller Korngröße als verschleißfester erwiesen haben als entsprechende Werkzeuge aus Feinstkornhartmetall. Die Eigenschaften der hohen Härte und der hohen Biegefestigkeit von Feinstkornhartmetallen lassen sich aufgrund der vergleichsweise geringen Warmhärte im Prozess nicht umsetzen. Durch den Einsatz von hartstoffbeschichteten Fräswerkzeugen aus Feinstkornhartmetall kann der Werkzeugverschleiß signifikant reduziert werden. Die hohe Verschleißfestigkeit von hartstoffbeschichteten Feinstkornhartmetallfräsem erlaubt eine Vorschuberhöhung, ohne dass eine Verschleißzunahme festzustellen ist. Darüber hinaus ist auch die Bearbeitung ohne Kühlschmierstoff möglich, da der Werkzeugverschleiß im Trockenschnitt nur in geringem Maße zunimmt. Beschichtete Fräswerkzeuge aus Feinstkornhartmetall zeichnen sich durch eine höhere Verschleißfestigkeit aus als Hartmetalle konventioneller Korngröße. Da sich die erreichbare Oberflächengüte mit zunehmenden Werkzeugverschleiß verschlechtert, ergeben sich Vorteile bezüglich der Bauteilqualität durch den Einsatz von verschleißfesten beschichteten FeinstkornhartmetaIIfräsern. Berichtsumfang:
94 S., 63 Abb., 68 Lit. Beginn der Arbeiten:
01.07.95 Ende der Arbeiten:
31.12.97 Zuschussgeber:
FKM I AiF-Nr. 10283 Forschungsstelle:
Institut für Fertigungstechnik und Spanende Werkzeugmaschinen Universität Hannover Institutsleiter:
Prof. Dr.-lng. Dr.-lng. E.h. H. K. Tönshoff Bearbeiter und Verfasser Dr.-lng. B. Karpuschewski Dipl. -lng. C. Arendt Obmann des Fachkreises:
R. Ankenbrand, Fa. Flender AG, Bocholt Vorsitzender des Beirates:
Prof. Dr.-lng. H. Kipphan Heidelberger Druckmaschinen AG, Heidelberg