Hartmetallschneiden mit pcd-Werkzeugen

Hartmetall, das sich durch seine große Härte und Sprödigkeit auszeichnet, wird häufig für Werkzeugmaterialien, Formen und verschiedene verschleißfeste Teile. Traditionell wurde Hartmetall aufgrund seiner Härte hauptsächlich durch Schleifen geformt und veredelt. Mit der Entwicklung von superharten Werkzeugen, insbesondere von Werkzeugen aus polykristallinem Diamant (PKD), ist das Schneiden von Hartmetall jedoch eine effiziente Alternative geworden. Im Folgenden werden der Prozess und die Vorteile der Verwendung von PKD-Werkzeugen für das Schneiden von Hartmetall im Detail erläutert.

Merkmale des Hartmetallmaterials

1. Hohe Härte und Sprödigkeit: Hartmetall hat einen Härtegrad von HRA87-95 (HRC67~82) und ist damit wesentlich härter als die meisten gehärteten Stähle. Diese extreme Härte trägt zu seiner Sprödigkeit und mangelnden Plastizität bei, was bei der Bearbeitung aufgrund möglicher Kantenausbrüche bei mechanischer Beanspruchung eine Herausforderung darstellt.
2. Pulverförmige Spänebildung: Die Sprödigkeit des Hartmetalls führt zu einer Spanbildung in Pulverform, was eine glattere Oberfläche zur Folge hat.
3. Hohe Wärmeleitfähigkeit und niedrigere Schnitttemperaturen: Die Wärmeleitfähigkeit von Hartmetall liegt zwischen 17 W/(m-k) und 88 W/(m-k) und übertrifft die von gehärtetem Stahl bei weitem, was zu niedrigeren Temperaturen während des Schneidprozesses führt.
4. Konzentrierte Schnittkräfte: Bei der Hartmetallbearbeitung konzentrieren sich die Schnittkräfte in der Nähe der Schneide, was den Werkzeugverschleiß, insbesondere in Form von Flankenverschleiß, beschleunigt.

Bearbeitung von Hartmetall mit PKD-Werkzeugen

Bei der Verwendung von PKD-Werkzeugen für die Bearbeitung von Hartmetall müssen mehrere Aspekte berücksichtigt werden, um die dem Material innewohnende Sprödigkeit zu mindern:

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• Strategische Anpassungen der Vorschubgeschwindigkeit: Am Eingangs- und Ausgangspunkt eines Schnitts kann eine Verringerung der Vorschubgeschwindigkeit oder das Anbringen einer Fase dazu beitragen, die Kantenausbrüche zu minimieren.
• Eine scharfe Schneide beibehalten: Eine scharfe Schneide ist entscheidend für die Verringerung von Spannungskonzentrationen, die zu einer Verschlechterung des Werkzeugs führen können.
• Verwendung von Schneidflüssigkeiten: Die Verwendung von Kerosin als Schneidflüssigkeit kann den Schneidprozess vereinfachen, die Hitze kontrollieren und den Werkzeugverschleiß verringern.

Vorteile von PKD-Werkzeugen bei der Hartmetallbearbeitung

1. Verbesserte Leistung der Form: Das Schneiden mit PKD-Werkzeugen erzeugt Druckeigenspannungen auf der Oberfläche von Formen aus Wolframkobaltkarbid, was deren Festigkeit und Leistung verbessert. Dies steht im Gegensatz zu den hohen Temperaturen und möglichen Schäden, die durch herkömmliche Schleifmethoden verursacht werden.
2. Gesteigerte Effizienz: PKD-Werkzeuge können die Zerspanungseffizienz erheblich steigern und bieten im Vergleich zu anderen Bearbeitungsmethoden eine schnellere Produktionsrate.
3. Verbesserte Langlebigkeit der Werkzeuge: PKD-Werkzeuge zeichnen sich durch eine überragende Haltbarkeit aus, wodurch die Lebensdauer verlängert und die Häufigkeit des Werkzeugaustauschs verringert wird.

Schlussfolgerung

Für Branchen, die auf Präzision und Langlebigkeit angewiesen sind, wie z. B. die Automobilindustrie oder die Luft- und Raumfahrt, bietet der Einsatz von PKD-Werkzeugen für die Bearbeitung von Hartmetall eine erhebliche Verbesserung von Produktivität und Qualität. Die technologischen Fortschritte bei PKD-Werkzeugen bieten nicht nur eine praktikable Alternative zum herkömmlichen Schleifen, sondern erweitern auch die Möglichkeiten bei der Bearbeitung hochharter Werkstoffe wie Hartmetall. Durch den Einsatz von PKD-Werkzeugen können die Hersteller effizientere, kostengünstigere und qualitativ hochwertigere Produktionsprozesse erreichen, die für die Aufrechterhaltung des Wettbewerbsvorteils auf Märkten mit hohen Anforderungen unerlässlich sind.

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