Innovative Beschichtungslösungen wirken sich positiv auf die Produktivität von Präzisionswerkzeugen aus: Das Supernitrid SN² von Cemecon ermöglicht Steigerungsraten von 50 %.
Zerspaner in der industriellen Produktion stehen unter Druck: Die Ansprüche an Produktdesign, Komplexität und Präzision nehmen zu, die Variantenvielfalt steigt, neue High-Tech-Materialien kommen hinzu, und die Produktlebenszyklen werden stetig kürzer. Ohne eine flexible und optimierte Fertigung ist kein Geld an der Schneide zu verdienen. Neben modernen Verfahren und hochdynamischen Maschinen sind leistungsfähige Präzisionswerkzeuge mit auf die Anwendung hin maßgeschneiderten Beschichtungen ein Schlüssel zum Erfolg.
Beschichter und Werkzeughersteller reagieren mit neuen Hartmetallsorten, komplexen Geometrien und noch leistungsfähigeren Beschichtungen. Speziell im letztgenannten Bereich haben die Entwicklungen in den vergangenen Jahren einen großen Sprung nach vorn gemacht. Ein Beispiel sind die neuen Supernitride des Typs SN² der Cemecon AG, Würselen. Die Produktivität der damit beschichteten Werkzeuge steigt erheblich – in vielen Fällen um bis zu 50 %.
„Die Oberflächengüte der Beschichtung hat deutlichen Einfluss auf die entstehenden Kräfte im Zerspanprozess und somit auf die effektive Standzeit des Werkzeugs“, erklärt Gerhard Hagedorn, Product Manager Round Tools bei Cemecon: „Beschichtungen von vor drei, vier Jahren brachten erst 30 Prozent der Leistung einer modernen Supernitrid-Beschichtung.“ SN²-beschichtete Werkzeuge seien dem bislang üblichen Standard deutlich überlegen.
Die Hochleistungs-Beschichtungen der SN²-Klasse seien extrem hart und durch das fast gänzliche Fehlen der Schichteigenspannung besonders verschleißbeständig. „In diesem Bereich werden schon fast Werte wie bei CVD-Beschichtungen erreicht“, weiß Hagedorn. „Dank Nanokomposit-Struktur bieten die SN²-Beschichtungen makellose, dropletfreie Oberflächen und hohe Zähigkeit.“ Dies sorge für eine sehr gute Zerspanqualität – zeitaufwändiges Nacharbeiten entfalle.
Durch die hohe Oberflächengüte fließen Späne schneller ab, was höhere Schnittgeschwindigkeiten auch bei Trockenbearbeitung oder Minimalmengenschmierung ermöglicht. Gerhard Hagedorn: „Die Supernitride der jüngsten Generation sorgen für noch höhere Standzeiten und somit für eine weiter gesteigerte Produktivität.“ Dies gilt beispielsweise beim Bohren von 100Cr6. Hier kommen die positiven Eigenschaften von SN² voll zur Geltung: eine glatte Spannut, hohe Warmhärte und ein hohes Verschleißvolumen. Der Vorschub kann um bis zu 100 % erhöht sein – bei deutlich längerer Standzeit.
Anwendungsbeispiel Bohren von 100Cr6:
Material: 100Cr6
Werkzeug: Bohrer, Ø 1,5 mm
Bearbeitung: Bohren
Parameter:
Tinalox SN²: Vc = 106 m/min
f = 0,14 mm/U
TiAlN: Vc = 74 m/min
f = 0,07 mm/U
Leistungskriterium: Verschleiß
Ergebnis: Tinalox SN² ermöglicht 1023 Bohrungen bei deutlich gesteigerter Vorschubgeschwindigkeit; mit TiAlN sind 955 Bohrungen möglich.
Ein weiteres Beispiel für die Leistungsfähigkeit der neuen Beschichtungsklasse ist das Tieflochbohren. Mit der je nach Werkstoff – Stahl, Aluminium oder Aluminium-Legierungen – abgestimmten Beschichtung bietet ein spiralisierter Vierfasenbohrer der Wolf Werkzeugtechnologie GmbH, Bruchmühlbach-Miesau, deutliche Vorteile im Bereich der Bohrungsqualität. Er erreicht den Grundtoleranzgrad IT7 und bessere Schnittwerte im Vergleich zu klassischen Einlippen-Tieflochbohrern:
Beispiel Stahlbearbeitung:
Vc: 90 (60 -110) m/min
Fv: 0,25 (0,15 – 0,30) mm/U
Beispiel Aluminiumbearbeitung:
Vc: 150 (100 -170) m/min
Fv: 0,3 (0,2 -0,5) mm/U
„Werkzeughersteller, die mit Cemecon zusammenarbeiten, können ihren Kunden mit innovativen Beschichtungen neue Perspektiven aufzeigen, um die Produktivität des Gesamtsystems Zerspanung um ein Vielfaches zu steigern“, hebt Gerhard Hagedorn hervor. Ohnehin stelle sich für Werkzeughersteller zunehmend die Frage, ob das Beschichten nicht zur eigenen Kernkompetenz gehören muss. Gleichzeitig sei dies jedoch eine für den Werkzeughersteller branchenfremde Technik, die sich zudem mit hoher Geschwindigkeit weiterentwickle. Diesem rasanten Fortschritt zu folgen sei schwierig und mit hohen Entwicklungskosten verbunden – ein Hemmnis insbesondere für kleine und mittelgroße Werkzeughersteller.
Hier sind umfassende Dienstleistungen von Beschichtern gefordert, die es Werkzeugherstellern erlauben, diese strategische Lücke zu schließen. Dazu gehört das Angebot, ihnen eigene, angepasste Beschichtungslösungen bereitzustellen, die eine Differenzierung am Markt zulassen. Gerhard Hagedorn: „Basis hierfür sind unsere Erfahrungen aus dem eigenen Beschichtungsservice und unsere technologische Spitzenstellung.“
Zu den von Cemecon offerierten Lösungen gehören die Beschichtungsanlagen des Typs CC800/9. Damit können Werkzeughersteller auch auf dem Gebiet des Beschichtens auf der Höhe der Zeit sein. Mit den Anlagen bieten die Westdeutschen ein flexibles Konzept, das mittels schnell und einfach installierter Updates stets auf dem Stand der Technik zu halten ist. Udo Stüber, Executive Director Sales International bei Cemecon: „Wer sich für eine CC800/9 entscheidet, profitiert auch noch nach Jahren von seiner Investition, da wir unsere Prozesse regelmäßig verbessern. Das beste Beispiel hierfür ist die Sputter-Technik mit ihrem hohen Potenzial in Sachen Schichtwerkstoffe und -qualität.“ Neben einer großen Bandbreite an Schichtwerkstoffen und einer hohen Schichtrate biete das neue Modell CC800/9 sinox auch eine hohe Prozesssicherheit. Werkzeughersteller mit eigenen Beschichtungskapazitäten sollen damit SN²- und sogar Oxidschichten wie PVD Al2O3 produktionssicher herstellen können. re
Mittels Updates stets auf dem Stand der Technik
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