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Werkzeuge Hochleistungs-Supermini mit neuer Beschichtung, neuem Substrat und neuer Mikrogeometrie

| Redakteur: Mag. Victoria Sonnenberg

Der Supermini Typ 105 von Horn erhielt zur AMB 2016 neue Hochleistungsvarianten. Mit neuer Beschichtung, neuem Substrat und neuer Mikrogeometrie soll er beim Ausdrehen von Bohrungen zwischen 0,2 mm und 6,8 mm neue Maßstäbe setzen.

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Beim neuen Supermini von Horn ist alles neu: neues Substrat, neue Mikrogeometrie, neue Beschichtung.
Beim neuen Supermini von Horn ist alles neu: neues Substrat, neue Mikrogeometrie, neue Beschichtung.
(Bild: Horn)

Horn folgt damit dem Wunsch der Kunden, die bei steigendem Anteil von rostfreien und hochlegierten sowie bei inhomogenen Stahlqualitäten ihren Fertigungsdurchsatz beschleunigen wollen.

Bei Bohrdurchmessern zwischen 0,2 mm und 6,8 mm löst das Werkzeugsystem Supermini Typ 105 mit weit über 1.500 Schneidplattenvarianten viele unterschiedliche Zerspanungsaufgaben. Es beweist seine Stärken in einem breiten Anwendungsspektrum beim Ausdrehen, Einstechen, Fasen, Gewindedrehen, Axialeinstechen, Ausspindeln, Plandrehen und Nutstoßen kleiner und kleinster Durchmesser. Das bisherige Einsatzspektrum, das Bearbeiten von Stählen, Guss, NE-Metallen, exotischen Werkstoffen mit hoher Härte sowie das Bearbeiten von Klein- und Kleinstteilen mit spezieller Mikrogeometrie, wird nun ergänzt durch Hochleistungsvarianten zur Beschleunigung der Bearbeitung von anspruchsvollen Stahlqualitäten wie rostfrei, hochlegiert oder schwankend inhomogen.

Hochhomogenes zähes Substrat

Um bei dem hochentwickelten System 105 weitere Leistungssteigerungen zu erzielen, musste nacheinander in logischer Reihenfolge an mehreren Stellschrauben gedreht werden: Am Substrat, der Mikrogeometrie und der Beschichtung. In den ersten Testreihen änderte man nur das Substrat, alle andern Parameter blieben unverändert. Im Optimierungsprozess erzielte man nur durch Änderung des Substrats bereits Leistungssteigerungen zwischen 20 und 40 %. Allerdings erwies sich das Herstellen eines hoch homogenen Substrats als sehr anspruchsvoll aufgrund der engen Führung der schmalen Prozessfenster.

Höhere Schnittigkeit bei geringerem Schnittdruck

Des Weiteren erforschte man den Zusammenhang von Mikrogeometrie und Beschichtung in Bezug auf Schichthaftung und Eigenspannung. In den Tests zeigte sich eine höhere Schneidkantenbelastung durch geänderte Mikrogeometrie, die aber durch das zähere Substrat aufgefangen werden konnte. Die schärfere Schneidengeometrie sorgte für höhere Schnittigkeit bei verringertem Schnittdruck – allerdings mit höherer Belastung der direkten Schneidkante. Um dieser höheren Belastung zu begegnen, entwickelten die Beschichtungsspezialisten bei Horn, aufbauend auf einer speziellen Substratvorbereitung, ein abgestimmtes Schichtsystem für die Kombination aus neuem zähem Substrat und schnittiger Schneidkante. Sie entwickelten eine komplett neue Technologie zur Abscheidung einer dichteren Schicht mit einem homogeneren Schichtaufbau. Diese glattere neue Schicht verbesserte die Gleiteigenschaften erheblich, so der Hersteller. Weniger Reibung erzeugt weniger Wärmeeintrag ins Werkzeug und damit weniger Wärmestress an der direkten Schneidkante. Als Schichtabschluss sorgt eine goldene Verschleißschicht der besseren Verschleißerkennung. Dieser aufwendige Optimierungsprozess verdeutlichte eindrucksvoll den Zusammenhang zwischen der Schichthaftung auf dem Substrat, dem Schichtaufbau und den Eigenspannungen. Wobei die Haftung der ersten Schicht durch Verklammerung mit dem Substrat entscheidend ist für ein ausgewogenes Verhältnis von Schichthaftung zu Eigenspannung.

Ausgiebige Versuchsreihen mit Vergleichen zu bisherigen Substraten und Beschichtungen zeigten eine deutliche Standzeiterhöhung auf das Mehrfache. Mit dieser Sicherheit im Hintergrund stellte man den „Hochleistungs-Supermini“ Kunden zu Testzwecken zur Verfügung. Die dokumentierten Ergebnisse von Kundenversuchen zeigen, dass die neue Sorte EG35 den bisherigen Sorten mit Abstand überlegen ist: Beim Werkstoff Co28Cr6Mo0,2C mit 1000 N/mm² erhöhte sich die Standzeit um 60 %. Beim Werkstoff 11SMN30+C stieg die Standzeit auf über 100 % und beim Werkstoff 40CrMoV13-9 sogar noch deutlicher, so der Hersteller.

Seit der AMB 2016 steht der neue Supermini in der Ausdrehversion als Hochleistungsvariante mit neuem Substrat, neuer Mikrogeometrie und neuer Beschichtung zur Verfügung. Dieser neue Typ 105 zeichne sich durch eine neue TiAlN-Beschichtung mit goldfarbenem Toplayer zur Verschleißerkennung, Härte, extrem dichtem Schichtaufbau und guter Schichthaftung aus. Inhouse-Beschichtung ermöglicht kurze Lieferzeiten und sogar „GreenLine“-Abwicklung. Verfügbar ist der Supermini als Standardprodukt in den Durchmesservarianten von 0,2 mm bis 6,8 mm in Längen von 5 × D bei 0,2 mm Durchmesser, bis 35 mm bei 6 mm Durchmesser. Wie alle anderen Supermini-Varianten passen auch die Hochleistungsschneidplatten mit rechter oder linker Ausführung in das bewährte Haltersystem mit und ohne Innenkühlung.

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