Schneidstoffe Mehr Zerspanungsleistung beim Drehen von ISO-P-Stahl

Autor / Redakteur: Rolf Olofsson / Peter Königsreuther

Sandvik Coromant präsentiert die neuen Wendeschneidplatten GC4415 und -4425 für das Stahldrehen. Im Zuge dessen, erfahren Sie von einem Experten mehr, über die Bedeutung der richtigen Sortenauswahl.

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Sandvik Coromant hat mit GC4415 und GC4425 zwei neue Stahldrehsorten auf den Markt gebracht, die ISO-P-Stähle prozesssicherer in Form bringen. Laut Hersteller hat man sich dabei auch was von den alten Römern abgeschaut.
Sandvik Coromant hat mit GC4415 und GC4425 zwei neue Stahldrehsorten auf den Markt gebracht, die ISO-P-Stähle prozesssicherer in Form bringen. Laut Hersteller hat man sich dabei auch was von den alten Römern abgeschaut.
(Bild: Sandvik Coromant)

Eine alte römische Kriegsstrategie und die neuen ISO-P-Stahldrehsorten von Sandvik Coromant haben etwas gemeinsam, was die Zerspanungsleistung bei Stahldrehprozessen steigert. Denn ein weit verbreiteter Irrglaube in der Metall verarbeitenden Industrie ist, dass die Bearbeitung von Stahl simpel ist. Der wirklich erfahrene Zerspanungspraktiker weiß aber ganz genau, dass die Drehbearbeitung von ISO-P-Stahl eine echte Herausforderung darstellt.

Die erste Schwierigkeit besteht schon darin, dass sich die Werkstoffe mit ISO-P-Klassifizierung voneinander unterscheiden – das Spektrum reicht von duktilen, kohlenstoffarmen bis hin zu hochlegierten Stahlsorten. Auch variieren die Härte der ISO-P-Stähle und natürlich die Anwendungsart – folglich auch die Bearbeitungsbedingungen beim Drehen. Die Wahl der richtigen Wendeschneidplatten-Sorte (WSP), die diesem breiten Anforderungsprofil gerecht wird, ist aber anspruchsvoll.

Das sollte eine WSP-Beschichtung leisten

Bei der Auswahl der richtigen WSP-Sorte ist sowohl die Bruchfestigkeit als auch die Härte der Schneidkante zu beachten – Letztere muss nämlich die extremen Temperaturen in der Schneidzone aushalten können, damit sie sich nicht plastisch verformt.

Auch eine Beschichtung ist wichtig, weil sie Freiflächen- und Kolkverschleiß sowie Aufbauschneiden verhindert. Man bedenke auch, dass die Beschichtung auf dem Substrat gut anhaftet, weil sonst der schnelle Werkzeugausfall droht.

Angesichts dieses Anforderungskatalogs ist es wichtig, den Aufbau einer Stahldrehsorte zu verstehen. Denn nur wer das weiß, kann die Entscheidung bei der anwendungsspezifischen Auswahl der WSP-Sorte richtig treffen.

Mehr über Substrataufbau und -beschichtung

Alle Hartmetallsorten beinhalten einen Hartmetallkern, der auch als Substrat bezeichnet wird. Das Substrat bestimmt wie zäh und fest die Sorte ist. Auch die Widerstandsfähigkeit gegen plastische Deformation hängt davon ab.

Das Hartmetallsubstrat ist in der Regel mit Titancarbonitrid (TiCN), Aluminiumoxid (Al2O3) oder Titannitrid (TiN) beschichtet, was der Wendeschneidplatte eine hohe Kanten-, Verschleiß- und Haftfestigkeit verleiht. Letztlich macht sie das gegen Freiflächen- und Kolkverschleiß sowie Aufbauschneidenbildung sehr unempfindlich. Die optimale Haftung sowie damit eine möglichst lange Werkzeugstandzeit werden durch mikroskopische Details, die bei der Entwicklung der Beschichtung unbedingt berücksichtigt werden müssen, bestimmt.

Jetzt marschieren die Römer-Legionen ins Spiel

Bei herkömmlichen Aluminiumoxidbeschichtungen ist die Kristallorientierung zufällig (Bild unten links). Wenn aber das Kristallwachstum innerhalb der Beschichtung so gesteuert werden kann, dass alle Kristalle in die gleiche Richtung ausgerichtet sind (Bild unten rechts), führt dies zu verbesserten Verschleißfestigkeitsmerkmalen.

Bild 3: Links sieht man das zufällig angeordnete Kristallgefüge (rötlich), das sich bei einer konventionellen CVD-Aluminiumoxidbeschichtung auf dem WSP-Substrat ausbildet. Wendet man die Inveio-Technologie von Sandvik Coromant an, wachsen alle Kristalle in die selbe Richtung und verdicken sich zur Oberfläche hin (grünlich).
Bild 3: Links sieht man das zufällig angeordnete Kristallgefüge (rötlich), das sich bei einer konventionellen CVD-Aluminiumoxidbeschichtung auf dem WSP-Substrat ausbildet. Wendet man die Inveio-Technologie von Sandvik Coromant an, wachsen alle Kristalle in die selbe Richtung und verdicken sich zur Oberfläche hin (grünlich).
(Bild: Sandvik Coromant)

Und ein Beispiel aus der römischen Geschichte soll die Bedeutung der Kristallorientierung erläutern: Die römischen Legionen setzen während einer Belagerung häufig eine Schildmauer ein (frei nach Asterix auch Schildkröte genannt). Bei der auch Testudo-Formation genannten Taktik werden alle Schilde so ausgerichtet und dicht gepackt, dass es keine Lücken mehr gibt, in die der Gegner einwirken kann. So sorgte die Schildmauer beim römischen Vormarsch für die erfolgreiche Abwehr entgegenkommender Angriffe.

Und ähnlich funktioniert die Kristallorientierung in einer WSP-Beschichtung: Die dicht gepackten, unidirektionalen Kristalle wirken wie die römische Schildmauer und sorgen für den nötigen Widerstand gegen schwierige Bedingungen in der Schneidzone.

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