Die Herausforderungen des Hartdrehens meistern

Das Hartdrehen wird seit Jahrzehnten verwendet, um Rundschleifvorgänge zu rationalisieren und in vielen Fällen zu eliminieren. Es ist schnell, genau und dank Werkzeuglieferanten wie Kennametal steht ein breites Sortiment an vorhersagbaren, kostengünstigen Schneidwerkzeugen zur Verfügung, um selbst die schwierigsten gehärteten Stähle, Superlegierungen und Hartguss zu zähmen. Aber da die Luft- und Raumfahrt, die Automobilindustrie, die Stromerzeugung und andere Industrien immer noch robustere Metalle entwickeln, müssen sich auch die Hersteller von Schneidwerkzeugen mit Hochleistungswerkzeugen weiterentwickeln, um diese Materialien zu bewältigen.

Bester der Rasse

Genau das hat Kennametal Inc. vor Kurzem mit der Einführung von KBH10 erreicht, einer neuen Art von Hartdreheinsätzen aus polykristallinem kubischem Bornitrid (PcBN), die speziell für die Herausforderungen des anspruchsvollen Marktes von heute entwickelt wurden. Laut Helmut Gremer, leitender Ingenieur für globale Bearbeitungstechnologie, ergänzt die neue Wendeschneidplatte die bestehenden PcBN-Sorten KBH20 und KB5630 von Kennametal, indem sie die extreme Verschleißfestigkeit bietet, die zum erfolgreichen Drehen von gehärteten Metallen bis zu 65 Rc erforderlich ist, insbesondere dort, wo sehr feine Oberflächengüten erforderlich sind>

„Wir haben gesehen, dass viele Hersteller die zulässigen Toleranzen an Lagerzapfen, Ringen und Kolben, Zahnradnaben usw. verringern“, sagt er. „Zum Beispiel sind Maßtoleranzen von <4 μm oder weniger immer häufiger anzutreffen, ebenso wie Oberflächenanforderungen besser als Ra <0,4 μm. Diese neue Sorte schließt die Lücke für diese und andere Kunden, die eine überlegene Standzeit beim Schlichten solcher Teile benötigen.“

In einem Beispiel konnte ein bekannter Automobilhersteller die Werkzeuglebensdauer mehr als verdoppeln – von 150 Stück pro Kante auf 350 Stück – während eines Innenplanbearbeitungsvorgangs an einer Lagernabe aus legiertem Stahl 5115 mit einem Durchmesser von 140 mm (5,5 Zoll). zuvor auf 62 HRC wärmebehandelt. Und ein Hersteller von Antriebswellen erzielte ähnliche Ergebnisse und erhöhte die Standzeit von 250 auf 450 Stück pro Schneide beim Drehen von 58 HRC UC1 (ähnlich S53) Stahl auf seinen vertikalen Revolverdrehmaschinen, wobei er konstant eine Oberflächengüte von 6 Rz beibehielt.

Den harten Fall machen

In jedem Fall wurden Schnittgeschwindigkeiten von 180 m/min (590 sfm) mit Schnitttiefen von durchschnittlich 0,15 mm (0,006 Zoll) und Vorschüben im Bereich von 0,22 bis 0,32 mm pro Umdrehung (0,0087 bis 0,013 ipr) verwendet. Außerdem sparte der Kunde in jedem Fall Tausende von Dollar jährlich an Wendeplattenkosten im Vergleich zu seiner bestehenden Lösung und reduzierte gleichzeitig die Ausfallzeiten aufgrund von Werkzeugwechseln erheblich.

Das Substrat KBH10 ist komplett neu. Seine PcBN-Zusammensetzung ist für bis zu 20 Prozent höhere Schnittgeschwindigkeiten bei gleicher oder in einigen Fällen weitaus längerer Standzeit ausgelegt. Kennametal-Ingenieure waren häufig in der Lage, Oberflächenrauheiten von Ra 0,2 und Rz 1 zu erreichen, während die zuvor erwähnten Profil- und Maßtoleranzen konsequent eingehalten wurden. Und da KBH10 in mehreren verschiedenen Geometrien und Kantenpräparationen erhältlich ist, wird es schnell zur Wendeschneidplatte für viele Hersteller und deren Drehanwendungen.

„KBH10 eignet sich ideal für Feinschlichtbearbeitungen, ist aber robust genug, um leichte Unterbrechungen oder unterschiedliche Schnitttiefen zu bewältigen“, sagt Gremer. „Und weil der Schnittdruck und damit die Hitze reduziert werden, werden Krater- und Flankenverschleiß ebenfalls reduziert, was die Standzeit verlängert. Es gibt auch ein geringeres Vorkommen der weißen Schicht, die viele Hartteil-Bearbeitungsvorgänge plagt.“

Dieser letzte Teil wird durch die einzigartige Kantenvorbereitung von KBH10 erreicht. Anstelle des traditionellen Wasserfall- oder Radiushonens, der bei praktisch allen PcBN-Schneidwerkzeugen angewendet wird, hat Kennametal eine spezielle Form entwickelt, die sowohl schärfer als auch freier schneidet als konkurrierende Lösungen, aber dennoch robust genug ist, um den Strapazen des Hartdrehens standzuhalten.

„Vor fünf Jahren konnte noch niemand solche Kanten erzeugen, geschweige denn messen“, erklärt Gremer. „Aber dank einiger neuerer Fortschritte in der Metrologie und Werkzeugmaschinentechnologie können wir diese Honform durchgängig produzieren, was die passiven Schnittkräfte um bis zu 40 Prozent reduziert. Zusammen mit dem zäheren Substrat von KBH10 – ebenfalls neu – haben wir eine Wendeschneidplatte hergestellt, die eine feine Balance zwischen Verschleißfestigkeit, Härte und Schärfe erreicht.“

Das vollständige Produktsortiment von Kennametal finden Sie unter MSCDirect.com.