Werkzeuge Spezielle Schneidengeometrie sorgt für hohe Oberflächengüte

Autor / Redakteur: Iris Gehard / Rüdiger Kroh

Rostfreier Stahl ist nur schwer zerspanbar und auch Spezialwerkzeuge verschleißen dabei schnell. Bei einem Schaftfräser sorgen eine besondere Nano-Beschichtung sowie eine Schneidengeometrie mit ungleichem Drallwinkel für eine optimale Spanabfuhr und damit für weniger Verschleiß und hohe Prozesssicherheit.

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Bild 1: Die Schneide des Schaftfräsers zeigte nach der Schruppoperation am Werkstoff 1.4571 noch keine Verschleißerscheinungen.
Bild 1: Die Schneide des Schaftfräsers zeigte nach der Schruppoperation am Werkstoff 1.4571 noch keine Verschleißerscheinungen.
(Bild: Wexo)

Die Eigenschaften von rostfreiem Stahl, wie höhere Adhäsionsneigung und Duktilität sowie die geringe Wärmeleitfähigkeit, sorgen dafür, dass der Werkstoff auch mit Spezialwerkzeugen nur schwer zerspanbar ist und diese zudem relativ schnell verschleißen. Außerdem kommt es am Werkstück häufig zu ausgeprägter Gratbildung und die angestrebte Oberflächengüte kann oft nicht erreicht werden. Um die Prozesssicherheit beim Bearbeiten von Inox zu erhöhen, hat Wexo mit dem X-Top 400 einen Schaftfräser entwickelt, bei dem Schneidengeometrie und Schnittparameter so optimiert wurden, dass mit Ra-Werten von etwa 0,4 µm eine besonders hohe Oberflächengüte erreicht wird und nahezu gratfreie Werkstoffkanten erzeugt werden können.

Ungleiche Drallwinkel erlauben eine verbesserte Spanabfuhr

Ungleiche Drallwinkel erlauben eine verbesserte Spanabfuhr und tragen zur hohen Laufruhe des Vollhartmetallfräsers bei. Die eingesetzte Nano-Komposit-Beschichtung zeichnet sich zudem durch eine hohe thermische Stabilität und eine dichte Schichtstruktur mit guten Gleiteigenschaften aus. Damit reduziert sich der Verschleiß am Werkzeug und die Standzeit erhöht sich deutlich.

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Da rostfreier Stahl meist in rauen Umgebungen – beispielsweise bei Ventilen, Armaturen oder Pumpen – eingesetzt wird, muss er sowohl sehr korrosionsbeständig sein, als auch unter hohen Temperaturen eine ausgeprägte mechanische Festigkeit aufweisen. Genau diese Eigenschaften wirken jedoch einer guten Zerspanbarkeit entgegen und erschweren selbst das Bearbeiten mit Spezialwerkzeugen. „Im Vergleich zu anderen Stählen hat rostfreier Stahl beispielsweise eine höhere Adhäsionsneigung, verklebt also stärker am Werkzeug”, erläutert Björn Hamel, Produktmanager der Wexo Präzisionswerkzeuge GmbH. „Um dem entgegenzuwirken muss der Fräser mit einer Oberflächenbeschichtung versehen sein, an der sich möglichst wenig Material festsetzen kann.“

Glatte Schichtoberfläche und hohe Warmhärte

Für den X-Top-Fräser wurde daher eigens eine spezielle TiAlN-TiSiN-Beschichtung entwickelt, die eine sehr glatte Schichtoberfläche mit guten Gleiteigenschaften bildet. So ist bei der Bearbeitung des Werkstücks eine optimale Spanabfuhr gewährleistet. Die Nano-Komposit-Beschichtung weist zudem eine besonders hohe thermische Stabilität beziehungsweise Warmhärte auf. „Auch das ist ein entscheidender Faktor für die Prozesssicherheit, da rostfreier Stahl nur eine geringe Wärmeleitfähigkeit besitzt. Die bei der Bearbeitung entstehende Hitze muss also durch das Werkzeug kompensiert werden“, so Hamel.

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