Bingen/Deutschland, 27. September 2010 – Eine große Bandbreite an Leistungsanforderungen beim Fräsen im High-End-Bereich bedienen zwei neue Werkzeugbeschichtungen, die sich in ihren Anwendungsprofilen ergänzen: BALINIT® ALCRONA PRO und BALINIT® ALNOVA. Dies zeigt Oerlikon Balzers anhand von Einsatzbeispielen – auch auf der AMB 2010 in Stuttgart (Halle 1/C58).
Die Trends im Fräsen fordern von Werkzeugbeschichtungen immer höhere Leistungskraft bei wachsender Standzeit und Prozesssicherheit. Trotz vielfältiger Höchstanforderungen können es sich Lohnfertiger jedoch kaum erlauben, für jede Anwendung eine maßgeschneiderte Schicht einzusetzen. Für diese Herausforderung hat der Beschichtungsspezialist Oerlikon Balzers zwei neue Lösungen entwickelt: die im Frühjahr 2010 eingeführten AlCrN-Schichten BALINIT® ALCRONA PRO und BALINIT® ALNOVA. Die Einsatzprofile dieser PVD (Physical Vapor Deposition)-Schichten bauen aufeinander auf (siehe Grafik): BALINIT® ALCRONA PRO ersetzt nun BALINIT® ALCRONA und positioniert sich wie ihre bewährte Vorgängerin als Allround-Schicht für hohe Ansprüche beim Zerspanen, Stanzen und Umformen. Sie spielt ihre Vorteile wie etwa hohe Warmhärte, Beständigkeit gegen Abrasivverschleiß und Temperaturwechsel vor allem in der (Nass-)Bearbeitung von niedrig- und unlegierten Stählen, Stählen mit hoher Festigkeit und einer Härte bis 45 HRC aus, im Einzelfall auch höher.
Diese Leistungsbandbreite ergänzt BALINIT® ALNOVA als High-End-Schicht speziell für Schaftfräser. Die auf der modernen Beschichtungsanlage INNOVA neu entwickelte Schicht zeichnet sich durch eine noch höhere Warmhärte, ausgezeichnete Oxidationsbeständigkeit sowie die Realisierung besonders stabiler Schneidkanten aus und erschließt damit Leistungsbereiche zur Bearbeitung gehärteter und vergüteter Stähle mit Härtegraden bis annähernd 60 HRC. In Tests konnten beide Schichten Leistungssteigerungen von 15 bis 30 Prozent gegenüber Werkzeugen mit anderen Hochleistungsschichten erreichen. In welchen Anwendungen ihre jeweiligen Stärken liegen, zeigen Einsatzbeispiele, die Oerlikon Balzers auf der AMB in Stuttgart zum Teil auch in filmischer Form präsentiert.
Turbolader: 50 Prozent höhere Standzeit
Im Automotive-Bereich gilt es die wachsende Zahl an Turboladern immer produktiver zu fertigen. Die zur Bearbeitung der Turbolader-Warmseite eingesetzten hochwarmfesten Werkstoffe besitzen jedoch eine sehr hohe Zähigkeit, erfordern beim Fräsen große spezifische Schnittkräfte und belasten die Schneidkanten thermisch stark. Bestimmte Stähle (zum Beispiel 1.4839) sorgen durch ihre hohen Anteile an Chrom und Nickel zudem für starken abrasiven Verschleiß. Für diese Zwecke zeigte sich eine mit BALINIT® ALNOVA beschichtete Wendeschneidplatte als gute Wahl: Im Einsatz bei einem Autohersteller ließ sich so die Standzeit um 50 Prozent erhöhen.
Impeller: Herausforderung für Schneidkanten
Die Bearbeitung von Impellern ist eine höchst anspruchsvolle Aufgabe und erfordert hohe Werkzeug-Standzeiten. Die ummantelten Rotoren werden „aus dem Vollen“ gefräst, jeder Fertigungsfehler bedingt somit ein Fehlteil. Vor diesem Hintergrund sind Werkzeugwechsel bei unfertiger Bauteilbearbeitung kritisch und somit hohe Standzeiten gefragt. Diesen Anspruch gilt es zu erfüllen bei der hoch abrasiven und thermisch belastenden Bearbeitung von Impeller-Werkstoffen wie Inconel oder Titanlegierungen (TiAl6V4). Hierbei werden hohe Ansprüche an die Formstabilität der Schneidkanten gestellt. Aus diesem Grund eignet sich BALINIT® ALNOVA besonders gut für diese Aufgabe.
Implantate: Schichten gehen nicht in die Knie
Auch bei der Herstellung von Implantaten gilt es extrem harte Werkstoffe mit höchsten Qualitätsanforderungen effizient zu bearbeiten. Materialien wie Titan- oder CoCrMo-Legierungen für die Fertigung von Kniegelenken wirken stark abrasiv, neigen zu Aufklebungen, verlangen große spezifische Schnittkräfte. Entsprechen stark werden die Schneidkanten belastet. Die Schicht der Wahl ist deshalb auch hier BALINIT® ALNOVA.
Kegelräder: schneller Schnitt gefragt
In der Windkraftindustrie werden Kegelräder zur Verstellung der Rotorflügel und Drehung des Turms immer häufiger mit Schaftfräsern im sogenannten Zeilenverfahren gefertigt. Bei dieser Arbeitsweise entstehen hohe Temperaturen, zugleich sind jedoch hohe Schnittgeschwindigkeiten bei hoher Vorschubleistung erforderlich. Für die Bearbeitung entsprechender Stähle (1.2312 1000 N/mm2, 40CrMnNiMo8-6-4) empfiehlt sich BALINIT® ALCRONA PRO, auch da sich die Schicht mit hohen Schnittdaten fahren lässt.
Werkzeug- und Formenbau:
Die Potenz der beiden neuen AlCrN-Schichten wird auch deutlich im Werkzeug- und Formenbau, einem der größten Anwendungsfelder für Schaftfräser. Hier kommt es zunehmend darauf an, in Stähle oder Legierungen (zum Beispiel 1.2344, 1.2312, AlZnCuSi1,5) immer komplexere Formen in einem Arbeitsgang zu fräsen. Zugleich ist höchste Präzision gefragt, um Ausschuss oder Nachbearbeitung zu verringern. Dabei darf bei der Bearbeitung trotz Werkzeugbeschichtung nur wenig Schnittdruck aufgebaut werden. Und oft soll das Endergebnis eine Nachbehandlung wie etwa Polieren erübrigen. In solch anspruchsvollen Fällen bewährt sich das Paket Beschichtung und Schneidkantenpräparation von Oerlikon Balzers besonders: „Wir betrachten bei der Bereitstellung von Beschichtungen immer das gesamte Zerspansystem mit allen beteiligten Elementen. Ziel ist die präzise Abstimmung von Schichteigenschaften, Werkzeugsubstrat und -geometrie samt Schneidkantenausführung auf den Werkzeugeinsatz – auch im Hinblick auf und für das Nachschleifen und Wiederbeschichten ohne Leistungsverlust“, so Gerhard Peyerl, Verkaufs- und Marketingleiter von Oerlikon Balzers Coating Germany.
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