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 gleiche 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 Werkzeuglieferanten in ihren Klassentabellen unterschiedliche Bezeichnungen und Klassifizierungsmethoden verwenden.Dies kann es für den Endbenutzer schwierig machen, Sorten zu vergleichen, was ein besonders schwieriges Problem darstellt, da die Eignung einer Hartmetallsorte für eine bestimmte Anwendung die wahrscheinlichen Schnittbedingungen und die Werkzeugstandzeit erheblich beeinflussen kann.
Um sich in diesem Labyrinth zurechtzufinden, müssen Benutzer zunächst verstehen, woraus Hartmetall 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 Grundwerkstoff die gewünschten Eigenschaften zu verleihen, fügen Werkstoffhersteller ihm verschiedene Legierungselemente hinzu.Das Hauptlegierungselement ist Kobalt (Co).Ein höherer Kobaltgehalt sorgt für eine höhere Zähigkeit, ein niedrigerer Kobaltgehalt erhöht die Härte.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 Wahl einer zu harten Sorte kann zu Mikrorissen entlang 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 Kohlenstoffschichten aus Titannitrid, Aluminiumoxid und Titannitrid.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 Poliermethoden, die die oberste Schicht glätten und die Reibung verringern, wodurch die Wärmeentwicklung verringert wird.Der Preisunterschied ist in der Regel sehr gering und in den meisten Fällen empfiehlt es sich, die behandelte Sorte zu bevorzugen.
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 empfohlene Betriebsbereiche für Qualitäten zu beschreiben, die auf einem „Nutzungsbereich“ basieren, der als dreistellige alphanumerische Kombination ausgedrückt wird, z. B. P05-P20.
Der erste Buchstabe gibt die ISO-Materialgruppe an.Jeder Materialgruppe ist ein Buchstabe und eine entsprechende Farbe zugeordnet.
Die nächsten beiden Zahlen stellen die relative Härte der Sorten 05 bis 45 in Schritten von 5 dar. 05-Anwendungen erfordern eine sehr harte Sorte für günstige und stabile Bedingungen.45 Anwendungen, die sehr robuste Legierungen für raue und instabile Bedingungen erfordern.
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 können die mit P10–P20 gekennzeichneten Sorten in zwei Katalogen verschiedener Lieferanten unterschiedliche Härten aufweisen.
Eine Sorte mit der Bezeichnung P10–P20 in einer Drehklassentabelle kann eine andere Härte haben als eine Sorte mit der Bezeichnung P10–P20 in einer Fräsklassentabelle, selbst im selben Katalog.Dieser Unterschied lässt sich darauf zurückführen, dass die günstigen Bedingungen von Anwendung zu Anwendung unterschiedlich sind.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 bei Drehvorgängen unterschiedlicher Komplexität, die möglicherweise im Katalog eines Schneidwerkzeuglieferanten aufgeführt sind.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.
Genauso wie es keine offizielle Norm für den Umfang von Stempeln gibt, gibt es auch keine offizielle Norm für Markennamen.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, haben einige Anbieter ihre eigenen Anpassungen am System vorgenommen, und es wäre ratsam, sich dieser Änderungen bewusst zu sein.
Legierungen spielen bei Dreharbeiten mehr als bei jeder anderen Anwendung eine entscheidende Rolle.Aus diesem Grund bietet ein gedrehtes Profil die größte Auswahl an Sorten, wenn man sich den Katalog eines Anbieters ansieht.
Das breite Spektrum an Drehsorten ist das Ergebnis einer breiten Palette an Drehoperationen.In diese Kategorie fällt alles, vom kontinuierlichen Schneiden (bei dem die Schneidkante in ständigem Kontakt mit dem Werkstück steht und keinen Stößen ausgesetzt ist, aber viel Wärme erzeugt) bis zum unterbrochenen Schneiden (das starke Stöße erzeugt).
Das breite Sortiment an Drehsorten deckt auch eine große Anzahl von Durchmessern in der Produktion ab, 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 Gütenserien an.In jeder Serie reichen die Sorten von harten Materialien, die für die unterbrochene Bearbeitung geeignet sind, bis hin zu solchen, die für die kontinuierliche Bearbeitung geeignet sind.
Beim Fräsen ist das Sortenspektrum kleiner.Aufgrund der überwiegend intermittierenden Art der Anwendung erfordern Fräser robuste Sorten mit hoher Zähigkeit.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.Dadurch 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 eher zu einer Scherung als zu einem Schnitt.
Daher müssen die zum Abstechen verwendeten Sorten mit einer Vielzahl von Schnittgeschwindigkeiten kompatibel sein und der Untergrund muss stark genug sein, um am Ende des Vorgangs der Scherung standzuhalten.
Eine Ausnahme zu anderen Typen bilden flache Rillen.Aufgrund der Ähnlichkeiten zum Drehen bieten Anbieter mit einer großen Auswahl an Stechplatten häufig eine größere Auswahl an Sorten für bestimmte Materialgruppen und Bedingungen an.
Beim Bohren ist die Schnittgeschwindigkeit in der Mitte des Bohrers immer Null, und die Schnittgeschwindigkeit an der Peripherie hängt vom Durchmesser des Bohrers und der Drehzahl der Spindel ab.Für hohe Schnittgeschwindigkeiten optimierte Sorten sind nicht geeignet und sollten nicht verwendet werden.Die meisten Anbieter bieten nur wenige Sorten an.
Pulver, Teile und Produkte sind unterschiedliche Arten, wie Unternehmen die additive Fertigung vorantreiben.Hartmetall und Werkzeuge sind unterschiedliche Erfolgsbereiche.
Fortschritte bei den Materialien haben es möglich gemacht, einen Keramik-Schaftfräser zu entwickeln, der bei niedrigeren Schnittgeschwindigkeiten eine gute Leistung erbringt und in einem breiten Anwendungsbereich mit Hartmetall-Schaftfräsern konkurriert.Möglicherweise beginnt Ihr Geschäft mit der Verwendung von Keramikwerkzeugen.
Viele Geschäfte machen den Fehler zu glauben, dass fortschrittliche Tools Plug-and-Play-fähig sind.Diese Werkzeuge können in vorhandene Werkzeughalter oder sogar in die gleichen Fräs- oder Drehtaschen wie Hartmetalleinsätze passen, aber hier enden die Gemeinsamkeiten.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 22. März 2023