Da es keine internationalen Standards gibt, die Hartmetallsorten oder -anwendungen definieren, müssen sich Benutzer auf ihr eigenes Urteilsvermögen und ihr Grundwissen verlassen, um erfolgreich zu sein.#Base
Während sich der metallurgische Begriff „Hartmetallsorte“ speziell auf mit Kobalt gesintertes Wolframkarbid (WC) bezieht, hat der Begriff in der Bearbeitung eine breitere Bedeutung: gesintertes Wolframkarbid in Kombination mit Beschichtungen und anderen Behandlungen.Beispielsweise gelten zwei Wendeschneidplatten aus demselben Hartmetallmaterial, aber mit unterschiedlichen Beschichtungen oder Nachbehandlungen als unterschiedliche Sorten.Es gibt jedoch keine Standardisierung bei der Klassifizierung von Hartmetall- und Beschichtungskombinationen, sodass verschiedene Anbieter von Schneidwerkzeugen in ihren Sortentabellen unterschiedliche Bezeichnungen und Klassifizierungsmethoden verwenden.Dies kann es für den Endbenutzer schwierig machen, Sorten zu vergleichen, was ein besonders heikles Thema ist, da die Eignung einer Hartmetallsorte für eine bestimmte Anwendung die wahrscheinlichen Schnittbedingungen und die Werkzeugstandzeit stark beeinflussen kann.
Um sich in diesem Labyrinth zurechtzufinden, muss der Benutzer zunächst verstehen, woraus eine Hartmetallsorte besteht und wie sich jedes Element auf verschiedene Aspekte der Bearbeitung auswirkt.
Der Träger ist das blanke Material des Schneideinsatzes oder Vollwerkzeugs, das beschichtet und nachbehandelt wird.Es besteht in der Regel zu 80-95 % aus WC.Um dem Substrat die gewünschten Eigenschaften zu verleihen, fügen Materialhersteller ihm verschiedene Legierungselemente hinzu.Das Hauptlegierungselement ist Kobalt (Co) – ein höherer Kobaltgehalt führt zu einer höheren Zähigkeit, während ein niedrigerer Kobaltgehalt die Härte erhöht.Sehr harte Substrate können 1800 HV erreichen und bieten eine hervorragende Verschleißfestigkeit, sind jedoch sehr spröde und nur für sehr stabile Bedingungen geeignet.Das sehr feste Substrat hat eine Härte von etwa 1300 HV.Diese Substrate können nur mit niedrigeren Schnittgeschwindigkeiten bearbeitet werden, sie verschleißen schneller, sind aber widerstandsfähiger gegen Schnittunterbrechungen und widrige Bedingungen.
Das richtige Gleichgewicht zwischen Härte und Zähigkeit ist der wichtigste Faktor bei der Auswahl einer Legierung für eine bestimmte Anwendung.Die Auswahl einer zu harten Sorte kann zu Mikrobrüchen der Schneidkante oder sogar zu einem katastrophalen Ausfall führen.Gleichzeitig verschleißen zu harte Sorten schnell oder erfordern eine Reduzierung der Schnittgeschwindigkeit, was die Produktivität verringert.Tabelle 1 enthält einige grundlegende Richtlinien für die Auswahl des richtigen Härtemessers:
Die meisten modernen Hartmetalleinsätze und Hartmetallwerkzeuge sind mit einer dünnen Schicht (3 bis 20 Mikrometer oder 0,0001 bis 0,0007 Zoll) beschichtet.Die Beschichtung besteht üblicherweise aus Schichten aus Titannitrid, Aluminiumoxid und Titancarbonitrid.Diese Beschichtung erhöht die Härte und schafft eine Wärmebarriere zwischen der Aussparung und dem Substrat.
Auch wenn es erst vor etwa einem Jahrzehnt an Popularität gewonnen hat, ist das Hinzufügen einer zusätzlichen Nachbeschichtungsbehandlung zum Industriestandard geworden.Bei diesen Behandlungen handelt es sich in der Regel um Sandstrahlen oder andere Poliertechniken, die die oberste Schicht glätten und die Reibung verringern, wodurch die Wärmeentwicklung verringert wird.Der Preisunterschied ist in der Regel gering und in den meisten Fällen empfiehlt sich eine Nachbearbeitung zur Sortenauswahl.
Anweisungen zur Auswahl der richtigen Hartmetallsorte für eine bestimmte Anwendung finden Sie im Katalog oder auf der Website des Lieferanten.Obwohl es keinen formellen internationalen Standard gibt, verwenden die meisten Anbieter Diagramme, um den empfohlenen Betriebsbereich der Qualitäten basierend auf dem „Bereich“ zu beschreiben, der als Kombination aus drei Buchstaben und Zahlen ausgedrückt wird, z. B. P05-P20.
Der erste Buchstabe gibt die Materialgruppe gemäß ISO-Norm an.Jeder Materialgruppe ist ein Buchstabe und eine entsprechende Farbe zugeordnet.
Die nächsten beiden Zahlen geben den relativen Härtegrad der Sorte an und reichen von 05 bis 45 in 5er-Schritten. 05-Anwendungen erfordern eine sehr harte Sorte, die für günstige und stabile Bedingungen geeignet ist.45 Eine Anwendung, die eine sehr robuste Sorte erfordert, die für raue und instabile Bedingungen geeignet ist.
Auch für diese Werte gibt es keinen Standard, daher sollten sie als relative Werte in der jeweiligen Bewertungstabelle interpretiert werden, in der sie erscheinen.Beispielsweise kann eine mit P10-P20 gekennzeichnete Sorte in zwei Katalogen verschiedener Lieferanten eine unterschiedliche Härte aufweisen.
Selbst im selben Katalog kann eine Sorte mit der Bezeichnung P10-P20 in der Sortentabelle für das Drehen eine andere Härte haben als eine Sorte mit der Bezeichnung P10-P20 in der Sortentabelle für das Fräsen.Dieser Unterschied beruht auf unterschiedlich günstigen Bedingungen für verschiedene Anwendungen.Dreharbeiten lassen sich am besten mit sehr harten Sorten durchführen, beim Fräsen erfordern günstige Bedingungen jedoch aufgrund der intermittierenden Natur eine gewisse Kraft.
Tabelle 3 enthält eine hypothetische Tabelle mit Legierungen und deren Verwendung in verschiedenen komplexen Drehvorgängen, die im Katalog eines Schneidwerkzeuglieferanten aufgeführt sein könnten.In diesem Beispiel wird Klasse A für alle Drehbedingungen empfohlen, jedoch nicht für starke Schnittunterbrechungen, während Klasse D für starke Drehunterbrechungen und andere sehr ungünstige Bedingungen empfohlen wird.Tools wie der Grades Finder von MachiningDoctor.com können anhand dieser Notation nach Sorten suchen.
So wie es keinen offiziellen Standard für den Umfang einer Klasse gibt, gibt es auch keinen offiziellen Standard für die Klassenbezeichnung.Die meisten großen Anbieter von Hartmetalleinsätzen folgen jedoch den allgemeinen Richtlinien für ihre Sortenbezeichnungen.„Klassische“ Namen haben das sechsstellige Format BBSSNN, wobei:
Die obige Erklärung ist in vielen Fällen richtig.Da es sich jedoch nicht um einen ISO/ANSI-Standard handelt, nehmen einige Anbieter ihre eigenen Anpassungen am System vor, und es ist ratsam, sich dieser Änderungen bewusst zu sein.
Sorten spielen bei Drehanwendungen mehr als bei jeder anderen Anwendung eine entscheidende Rolle.Wenn Sie daher den Katalog eines Anbieters durchsuchen, wird das Drehteil die größte Auswahl an Sorten aufweisen.
Dieses breite Spektrum an Drehsorten ist das Ergebnis einer breiten Palette von Drehoperationen.Diese Kategorie reicht vom kontinuierlichen Schneiden (bei dem die Schneidkante ständig mit dem Werkstück in Kontakt steht und keinen Stößen ausgesetzt ist, aber viel Wärme erzeugt) bis zum unterbrochenen Schneiden (bei dem starke Stöße auftreten).
Eine breite Palette an Drehqualitäten ist auch mit unterschiedlichen Durchmessern in der Produktion verbunden, von 1/8″ (3 mm) für Schweizer Maschinen bis 100″ für den schweren industriellen Einsatz.Da die Schnittgeschwindigkeit auch vom Durchmesser abhängt, werden unterschiedliche Sorten benötigt, die für niedrige oder hohe Schnittgeschwindigkeiten optimiert sind.
Große Anbieter bieten oft für jede Materialgruppe eigene Seriengüten an.Die Sorten in jeder Serie reichen von harten Materialien für unterbrochenen Schnitt bis hin zu harten Materialien für kontinuierlichen Schnitt.
Beim Fräsen ist das Sortenspektrum kleiner.Aufgrund der intermittierenden Natur der Anwendung erfordern Fräswerkzeuge zähe Sorten mit hoher Schlagfestigkeit.Aus dem gleichen Grund muss die Beschichtung dünn sein, da sie sonst Stößen nicht standhält.
Die meisten Lieferanten fräsen unterschiedliche Materialgruppen mit starren Trägern und unterschiedlichen Beschichtungen.
Beim Abstechen oder Einstechen ist die Sortenauswahl aufgrund von Schnittgeschwindigkeitsfaktoren begrenzt.Das heißt, der Durchmesser wird kleiner, je näher der Schnitt der Mitte kommt.Daher wird die Schnittgeschwindigkeit schrittweise reduziert.Beim Schneiden zur Mitte hin erreicht die Geschwindigkeit am Ende des Schnitts schließlich den Wert Null, und der Vorgang wird zu einer Scherung statt zu einem Schnitt.
Daher muss die Trennqualität mit einem breiten Spektrum an Schnittgeschwindigkeiten kompatibel sein und das Substrat muss stark genug sein, um der Scherung am Ende des Vorgangs standzuhalten.
Eine Ausnahme zu anderen Typen bilden flache Rillen.Aufgrund der Ähnlichkeit zum Drehen bieten Anbieter mit einer großen Auswahl an Stecheinsätzen häufig eine größere Auswahl an Sorten für bestimmte Materialgruppen und Bedingungen an.
Beim Bohren ist die Schnittgeschwindigkeit in der Mitte des Bohrers immer Null, während die Schnittgeschwindigkeit an der Peripherie vom Durchmesser des Bohrers und der Drehzahl der Spindel abhängt.Für hohe Schnittgeschwindigkeiten optimierte Sorten sind nicht geeignet und sollten nicht verwendet werden.Die meisten Anbieter bieten nur wenige Sorten an.
Viele Geschäfte machen den Fehler zu glauben, dass fortschrittliche Tools Plug-and-Play-fähig sind.Diese Werkzeuge passen in bestehende Werkzeughalter und passen sogar in die gleichen Aufsteckfräser- oder Drehtaschen wie Hartmetalleinsätze, aber hier enden die Gemeinsamkeiten.
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 21. August 2023