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![]( "Buchcover ISBN 9783867760522")
Einfluss von Schneidwerkzeug-Beschichtungen auf die Standzeit beim Scherschneiden mit hohen Geschwindigkeiten
von Dieter Schmoeckel und Matthias SchüßlerZiel des Forschungsvorhabens war es, über eine Verschleißanalyse mit Hilfe von gezielten Maßnahmen bei der Wahl des Werkzeugwerkstoffs und dessen Beschichtung den Werkzeugverschleiß beim Scherschneiden im geschlossenen Schnitt zu vermindern.
Die eingesetzten Blechwerkstoffe - zwei Elektrobleche und zwei rost- und säurebeständige Bleche - wurden ausgesucht, um die Werkzeuge möglichst unterschiedlichen Beanspruchungen auszusetzen. Die beiden Elektrobleche entfalten vorherrschend abrasive Verschleißmechanismen, während die rost- und säurebeständigen Bleche eher zu Adhäsionen neigen.
Die Versuchsergebnisse haben gezeigt, daß bei den Elektroblechen V360 - 50A bzw. V135 - 50A und beim ferritischen Chrom-Titan-Blech (X5 CrTi 12) der Stirnflächenverschleiß überwiegt, während beim austenitischen Chrom-Nickel-Blech (X5 CrNi 18 9) der Mantelflächenverschleiß dominiert. Bei dominantem Mantelflächenverschleiß bietet sich der Kaltarbeitsstahl X 155 CrVMo 12 1 in Verbindung mit einer TiC/TiN-Beschichtung nach dem CVD-Verfahren an. Ein derartig präpariertes Werkzeug kann auch ohne Stirnflächenbeschichtung, d. h. im nachgeschliffenen Zustand, gefahren werden. Mindestens ebenso gute Ergebnisse werden erzielt mit S 6-5-3 als Grundwerkstoff und einer TiN-Beschichtung nach dem PVD-Verfahren, wenn eine hohe Schneidgeschwindigkeit (> 0,6 m/s) gewählt wird. Hartmetall, ein Werkstoff der im Zusammenhang mit allen anderen Versuchsblechen Maßstäbe setzte hinsichtlich der Verschleißfestigkeit, kann in Verbindung mit X5 CrNi 18 9 nicht überzeugen.
Herrscht Stirnflächenverschleiß vor, sollte der TiN(PVD)-beschichtete S 6-5-3 mit Stirnflächenbeschichtung eingesetzt werden. Ist ein Nachschliff erforderlich, bietet ein derart präpariertes Werkzeug immer noch gute bis sehr gute Ergebnisse. Bei den Reaktionsschichten hingegen wirkt sich ein stirnflächenseitiger Nachschliff der Werkzeuge aufgrund der auftretenden Schneidkantenversprödung eher standmengenerhöhend aus. Borierter oder nitrierter Kaltarbeitsstahl erlaubt in Verbindung mit Elektroblech nahezu ebenso gute Standmengen wie die besten Werkzeuge mit Auflageschicht.
Die eingesetzten Blechwerkstoffe - zwei Elektrobleche und zwei rost- und säurebeständige Bleche - wurden ausgesucht, um die Werkzeuge möglichst unterschiedlichen Beanspruchungen auszusetzen. Die beiden Elektrobleche entfalten vorherrschend abrasive Verschleißmechanismen, während die rost- und säurebeständigen Bleche eher zu Adhäsionen neigen.
Die Versuchsergebnisse haben gezeigt, daß bei den Elektroblechen V360 - 50A bzw. V135 - 50A und beim ferritischen Chrom-Titan-Blech (X5 CrTi 12) der Stirnflächenverschleiß überwiegt, während beim austenitischen Chrom-Nickel-Blech (X5 CrNi 18 9) der Mantelflächenverschleiß dominiert. Bei dominantem Mantelflächenverschleiß bietet sich der Kaltarbeitsstahl X 155 CrVMo 12 1 in Verbindung mit einer TiC/TiN-Beschichtung nach dem CVD-Verfahren an. Ein derartig präpariertes Werkzeug kann auch ohne Stirnflächenbeschichtung, d. h. im nachgeschliffenen Zustand, gefahren werden. Mindestens ebenso gute Ergebnisse werden erzielt mit S 6-5-3 als Grundwerkstoff und einer TiN-Beschichtung nach dem PVD-Verfahren, wenn eine hohe Schneidgeschwindigkeit (> 0,6 m/s) gewählt wird. Hartmetall, ein Werkstoff der im Zusammenhang mit allen anderen Versuchsblechen Maßstäbe setzte hinsichtlich der Verschleißfestigkeit, kann in Verbindung mit X5 CrNi 18 9 nicht überzeugen.
Herrscht Stirnflächenverschleiß vor, sollte der TiN(PVD)-beschichtete S 6-5-3 mit Stirnflächenbeschichtung eingesetzt werden. Ist ein Nachschliff erforderlich, bietet ein derart präpariertes Werkzeug immer noch gute bis sehr gute Ergebnisse. Bei den Reaktionsschichten hingegen wirkt sich ein stirnflächenseitiger Nachschliff der Werkzeuge aufgrund der auftretenden Schneidkantenversprödung eher standmengenerhöhend aus. Borierter oder nitrierter Kaltarbeitsstahl erlaubt in Verbindung mit Elektroblech nahezu ebenso gute Standmengen wie die besten Werkzeuge mit Auflageschicht.