5.7.6.3 Zerspanung
Zum Drehen, Fräsen und Bohren werden
traditionell Hartmetallwerkzeuge eingesetzt. Diese konventionellen
Schneidstoffe auf Metallbasis sind thermisch nur begrenzt
belastbar und verschleißen. Sie werden daher typischerweise
mit Kühlschmierstoffen versorgt.
Keramisch basierte Werkstoffe behalten ihre Festigkeit auch
bei deutlich höheren Betriebstemperaturen. Diese neuen
Werkstoffe erlauben damit höhere Bearbeitungsgeschwindigkeiten
mit hoher Prozesssicherheit unter Wegfall von Kühlschmierstoffen,
was nicht nur produktionstechnisch, sondern auch wegen der
Entsorgungsfrage umwelttechnisch günstig ist.
Auf dem Markt sind eine Fülle solcher Schneidwerkstoffe,
die auf Aluminiumoxid, Siliciumnitrid und Mischkeramiken basieren
und durch polykristallines, kubisches Bornitrid (PCBN) ergänzt
werden. Diese eignen sich hervorragend für die Zerspanung
auch von harten Werkstoffen mit hoher Vickershärte. Neben
dem Hartdrehen wird in der Praxis auch verstärkt das
Hartdrehen vor dem Schleifen angewendet. Mischkeramik und
PCBN-Schneidwerkstoffe empfehlen sich für Hartfeindrehbearbeitung
von Werkstücken mit Härten bis 64 HRC. In der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung
von Gusseisenwerkstoffen und in der Hartzerspanung werden
durch solche Schneidkeramiken die Fertigungszeiten und Produktionskosten
deutlich reduziert.
In der Großserienfertigung der Automobilindustrie und
bei den Zulieferern haben Siliciumnitridkeramiken beim Hochgeschwindigkeitsdrehen,
Aufbohren und Fräsen von Gusseisen bedeutende Marktanteile
gewonnen. Auch Mischkeramiken polykristallines kubisches Bornitrid
werden hier in der zunehmenden Substitution des Schleifens
durch das Drehen ebenfalls immer häufiger eingesetzt.
Schneidkeramik benötigt deutlich höhere Härte
als der zu zerspanende Werkstoff. Diese hohe Härte beeinträchtigt
letztendlich die Zähigkeit der Schneidwerkstoffe. Deshalb
gibt es in der Literatur oft Hinweise, dass Schneidkeramik
nicht im unterbrochenen Schnitt einsetzbar ist. Es soll hier
aber darauf hingewiesen werden, dass es sehr wohl möglich
ist, mit PCBN-Werkstoffen auch Bearbeitung mit unterbrochenem
Schnitt durchzuführen.
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