Projekt

 

Werkzeugmaschinenlabor

Wiederbeschichtung von PM-HSS Wälzfräsern zum Hochleistungswälzfräsen im Trockenschnitt


Wälzfräser aus pulvermetallurgisch hergestelltem Schnellarbeitsstahl (PM-HSS) haben in vielen Unternehmen insbesondere bei kleinen und mittleren Unternehmen eine hohe Verbreitung. Die Einführung von PVD-Beschichtungen hat auch bei PM-HSS Wälzfräsern zu einer deutlichen Leistungssteigerung geführt. Der spanflächenseitige Nachschliff des verschlissenen Werkzeugs führt jedoch zum Verlust der Verschleißschutzwirkung der Hartstoffschicht auf der Spanfläche des Werkzeugs. Alternativ werden die Werkzeuge überbeschichtet, jedoch hat auch dies Standlängeneinbußen und/oder eine Reduktion der Schnittparameter zur Folge.

Beim Einsatz von PVD beschichteten Wälzfräsern aus Hartmetall ist die Prozesskette Einsatz des Werkzeugs, Entschichten, Nachschleifen, Strahlen, Wiederbeschichten, eventuell Strahlen etabliert. Mit einer derartigen Behandlung kann den Standlängeneinbußen entgegengewirkt werden.

Die gesteigerte Wirtschaftlichkeit des Trockenwälzfräsens mit Hartmetall soll nun auf den Schneidstoff PM-HSS übertragen werden. Erste Versuche haben gezeigt, dass die Mechanismen der Verfestigung des Schicht-Substratverbunds beim PM-HSS andere gegenüber denen beim Hartmetall sind. Eine direkte Übertragung der Prozesskette zur Wiederaufbereitung von Hartmetall Wälzfräsern ist nicht möglich.

Die Zielsetzung des Vorhabens ist die Ermittlung des Einflusses des Aufbereitungsvorgangs auf das Einsatzverhalten von PM-HSS Wälzfräsern im Zerspanprozess. Potenzielle Einflussgrößen auf den Werkzeugverschleiß sind dabei neben den aufbereitungsbedingten Veränderungen im Interface das Schichtsystem sowie das Werkzeugsubstrat.

Insgesamt dienen die gefundenen Zusammenhänge sowohl den Beschichtern als auch den Werkzeugherstellern dazu, durch die gezielte Anpassung des Substratwerkstoffs sowie des Be- und Entschichtungsprozesses die negativen Veränderungen im Verschleißverhalten wiederbeschichteter PM-HSS Wälzfräser zu minimieren. Somit können die aufbereiteten Werkzeuge bei hoher Produktivität eingesetzt werden, wodurch die Wirtschaftlichkeit des Hochleistungswälzfräsens mit PM-HSS gesteigert wird.