Optimale Drehwerkzeuge & Kühlschmierstoffe für Aluminiumlegierungen wählen

Aluminiumlegierungen sind die Sammelbezeichnung für aluminiumbasierte Legierungen. Durch Zugabe von Cu, Si, Mg, Zn, Mn etc. bleiben die Vorteile von Rein-Aluminium erhalten, während die „Festigkeit“ der Legierung stark steigt. Einige Sorten erreichen oder übertreffen Qualitätsstahl und werden zu idealen Konstruktionswerkstoffen – weit verbreitet in Maschinenbau, Transport, Antriebstechnik, Luftfahrt.

Besondere Anforderungen an Kühlschmierstoffe beim Aluminiumlegierungsdrehen

Richtiger Einsatz von Kühlschmierstoff verbessert Drehbedingungen und erzielt doppelte Wirkung mit halbem Aufwand. Beim numerischen Drehen von Aluminiumlegierungen sind besondere Anforderungen an den Kühlschmierstoff zu beachten:

Festigkeit und Härte von Aluminiumlegierungen sind weit höher als bei Rein-Aluminium. Verglichen mit Stahl: geringere Festigkeit/Härte, kleine Schnittkräfte, gute Wärmeleitfähigkeit. Nach Herstellverfahren zwei Kategorien: Guss-Aluminiumlegierungen (Gusslegierungen) und Knet-Aluminiumlegierungen (Verformungslegierungen). Gusslegierungen: geringe Plastizität, Dehnung < 4 %, ungeeignet für Druckumformung, meist gute Zerspanbarkeit. Knetlegierungen in verschiedenen Zuständen: weich, Festigkeit/Härte nicht hoch. Zerspanungsschwierigkeit liegt in hoher Plastizität: leichtes Aufkleben am Werkzeug, Aufbauschneidenbildung, schlechte Oberflächenqualität. Bei Hochgeschwindigkeitsschnitt: Schneide kann Aufschweißen → Werkzeug verliert Schneidfähigkeit, Genauigkeit und Rauheit leiden. Zudem: großer Wärmeausdehnungskoeffizient → thermische Werkstückverformung beim Schneiden → Genauigkeitsverlust.

Aus diesen Gründen ist die Wahl des Kühlschmierstoffs für Aluminiumlegierungen entscheidend: Er muss gute Schmierung, Korrosionsschutz, Kühlung und Filterfähigkeit bieten. Spezielle Aluminiumlegierungs-Kühlschmierstoffe wählen – diese enthalten spezielle Aluminiuminhibitoren, die Werkstückoberfläche während der Bearbeitung schützen. Aluminiumlegierungs-Kühlschmierstoff bietet guten Oxidationsschutz, exzellente Schmierung und Hochdruckeigenschaften. Geeignet für diverse Aluminiumbearbeitungsprozesse: Drehen, Fräsen, Bohren, Schleifen, Reiben, Gewindeschneiden (Sack-/Durchgangsloch).

Anforderungen an Aluminiumlegierungs-Drehwerkzeuge

Aus der Zerspanbarkeit von Aluminiumlegierungen ergibt sich: Unabhängig vom Bearbeitungstyp (Bohren, Drehen, Bohren) muss das Werkzeug verschleißfest, scharf und mit folgenden geometrischen Merkmalen ausgelegt sein: großer Winkel, großer Freiwinkel, großer Hauptablenkwinkel, kleiner Nebenablenkwinkel, positiver Schneidenwinkel, glatte Schneidenoberfläche.

Winkel (Rake Angle): Bei Erhalt der Schneidkantenfestigkeit: großer Winkel → schärfere Schneide, reduzierte Schnittverformung, bessere Spanabfuhr → geringere Schnittkraft und -temperatur. Negative Winkel vermeiden.

Freiwinkel (Clearance Angle): Beeinflusst Flankenverschleiß und Oberflächenqualität direkt. Schnittdicke ist wichtiges Kriterium. Schruppen: großer Vorschub, hohe Last, viel Wärme → gute Wärmeableitung nötig → kleinerer Freiwinkel. Schlichten: scharfe Schneide, Flankenreibung & elastische Verformung reduzieren → größerer Freiwinkel.

Hauptablenkwinkel (Main Cutting Edge Angle): Angemessene Reduzierung verbessert Wärmeableitung und senkt Mitteltemperatur im Bearbeitungsbereich.