Schlüsseleigenschaften von Schneidwerkstoffen für erfolgreiche Präzisionsbearbeitung

Der Werkzeugwerkstoff ist der grundlegende Faktor, der die Schneidleistung bestimmt. Er beeinflusst Bearbeitungseffizienz, -qualität, -kosten und Standzeit maßgeblich. Die Entwicklung der zu bearbeitenden Materialien hat auch die Werkzeugwerkstoffentwicklung stark vorangetrieben.

Hochleistungs-Werkzeugwerkstoffe sind die Grundvoraussetzung für effizientes Arbeiten. Beim Metallschneiden kontaktiert der Schneidteil direkt Werkstück und Span, nimmt große Schneidkräfte und Stoßkräfte auf und erzeugt starke Reibung mit Werkstück und Span, was die Schneidetemperatur erhöht. Der Schneidteil arbeitet also unter harten Bedingungen: hohe Temperatur, hoher Druck, starke Reibung. Die grundlegenden Werkstoffeigenschaften zu beherrschen, ist daher essenziell.

Welches sind die grundlegenden Eigenschaften von Schneidwerkstoffen?

1. Hohe Härte

Die Härte des Werkzeugwerkstoffs muss höher sein als die des zu bearbeitenden Werkstücks. Andernfalls kann die scharfe Schneidgeometrie unter hoher Temperatur und Druck nicht erhalten bleiben – die Basiseigenschaft jedes Schneidwerkstoffs.

2. Ausreichende Festigkeit und Zähigkeit

Der Schneidteil muss während des Schneidens große Schneid- und Stoßkräfte aufnehmen.

Festigkeit ist die Eigenschaft, Schneidkräfte ohne Schneidenbruch oder -ausbrüche zu widerstehen, meist durch Biegefestigkeit ausgedrückt.

Schlagzähigkeit ist die Fähigkeit, unter unstetigen Schnittbedingungen oder Stoßbelastung nicht auszubrechen. Allgemein gilt: je höher die Härte, desto niedriger die Schlagzähigkeit, desto spröder der Werkstoff. Härte und Zähigkeit sind ein Widerspruchspaar, den der Werkzeugwerkstoff lösen muss.

3. Hohe Verschleißfestigkeit

Verschleißfestigkeit ist die Fähigkeit, Verschleiß zu widerstehen. Generell: je härter der Werkstoff, desto besser die Verschleißfestigkeit. Sie hängt auch vom metallografischen Gefüge ab: Je mehr Karbide, je feiner die Partikel, je gleichmäßiger die Verteilung, desto höher die Verschleißfestigkeit.

4. Gute Wärmeleitfähigkeit

Werkzeugwerkstoffe mit guter Wärmeleitfähigkeit weisen verbesserte Thermoschock- und Thermorissbeständigkeit auf. Dies ist besonders wichtig beim unstetigen Schneiden mit spröden Werkstoffen, insbesondere bei der Bearbeitung von Werkstücken mit schlechter Wärmeleitfähigkeit.

5. Gute Fertigbarkeit

Zur erleichterten Herstellung muss der Werkzeugwerkstoff gute Bearbeitungseigenschaften für Präzisionsteile aufweisen: Schmieden, Schweißen, Zerspanen, Wärmebehandeln und Schleifen.

6. Bessere Wirtschaftlichkeit

Wirtschaftlichkeit ist ein Hauptindikator zur Bewertung neuer Werkzeugwerkstoffe und eine Hauptgrundlage für die richtige Werkzeugauswahl und Kostensenkung.

7. Hohe Warmfestigkeit (Rotglutbeständigkeit)

Warmfestigkeit, auch Rotglutbeständigkeit genannt, ist der Hauptkennwert für die Leistungsfähigkeit von Schneidwerkstoffen. Sie spiegelt umfassend die Fähigkeit wider, bei hohen Temperaturen Härte, Verschleißfestigkeit, Festigkeit, Oxidationsbeständigkeit, Anhaftungswiderstand und Diffusionsbeständigkeit beizubehalten.

Diese Punkte sind die Eigenschaften von Werkzeugwerkstoffen für die Präzisionsbearbeitung. Die Werkzeugwahl – besonders bei hochpräzisen Teilen – ist streng, um Bearbeitungsanforderungen zu erfüllen und die Vorteile von CNC-Drehmaschinen voll auszuschöpfen.