Der vermehrte Einsatz von Leichtbauwerkstoffen wie Titan, Aluminium und CFK unter anderem in der Luft und Raumfahrt sowie der Automobilindustrie stellt Zerspaner vor große Herausforderungen. Die hochpräzise Bearbeitung der Hightech-Materialien ist wirtschaftlich oft nur mit leistungsstarken Beschichtungen realisierbar, die auf die jeweiligen Anwendungen zugeschnitten sind. CemeCon ist Experte rund um leistungsstarke Beschichtungstechnologien und realisiert dank intensiver Forschungs- und Entwicklungsarbeit immer wieder Lösungen, um Premiumwerkzeugen den entscheidenden Kick zu verleihen.
CFK prozesssicher fräsen mit CCDia AeroSpeed
Aufgrund ihrer Härte und hohen Wärmleitfähigkeit eignen sich die Multilayer-Diamantschichten von CemeCon besonders für die Zerspanung schwieriger Materialien wie kohlefaserverstärkter Kunststoffe und Composites. CCDia AeroSpeed wurde exakt auf die Bearbeitung von CFK abgestimmt. Schon beim Bohren liefert sie höchste Präzision und Prozesssicherheit und beweist jetzt auch mit extremer Glätte und Haftung beim Fräsen ihr Potenzial. Späne und Reibungswärme werden rasch aus der Kontaktzone abgeführt und Delaminationen vermieden. Denn dank scharfer Schneiden trennen mit CCDia AeroSpeed beschichtete Fräser die abrasiven Fasern des CFK sehr gut. So ist die hohe Qualität der gefrästen Oberflächen jederzeit reproduzierbar.
Im Standzeitvergleich mit unbeschichteten Werkzeugen heben sich CCDia AeroSpeed beschichtete Fräser klar ab: Ein Fräser mit 6 Schneiden hält im Vollschnitt von M21E (vc = 320 m/min; f = 0,18 mm; ae = d) um ein Vielfaches länger – 65 m im Gegensatz zu 0,3 m. Künftig könnten so hochwertige Fräser mit der Diamantbeschichtung mehrere Bearbeitungsschritte ersetzen, als Beispiel sei Schruppen von CFK mit anschließendem Wasserstrahlschneiden genannt.
Höchste Leistung mit HiPIMS
Basis der leistungsstarken Premiumbeschichtungen im PVD-Sektor ist die Anlagentechnologie von CemeCon. Mit der CC800/9 HiPIMS entstehen Hochleistungsbeschichtungen, die sich für anspruchsvolle Applikationen wie die Bearbeitung hitzebeständiger Superlegierungen, rostfreier Stähle und schwer zerspanbarer Materialien für die Luft- und Raumfahrt, Medizin- und Automobilbranche eignen. Die Beschichtungsanlage enthält ein patentiertes HiPIMS-Verfahren, eine Weiterentwicklung des Sputterns. Es vereint dank der sehr hohen Metallionisation von nahezu 100 Prozent extrem glatte Oberflächen mit großer Haftung. Durch die Hochleistungspulse ergibt sich eine bessere Verschleißfestigkeit. Ein dichterer Schichtaufbau und eine neue, optimierte Gitterstruktur erhöhen die thermische Stabilität der HiPIMS-Beschichtung. So entstehen nicht nur neue Beschichtungen, auch die Leistungsfähigkeit der bewährten PVD-Beschichtungen wird mit der innovativen Technologie signifikant verbessert.
Für harte Fälle HARDLOX
Der jüngste Erfolg der HiPIMS-Technologie ist die Premiumbeschichtung HARDLOX. Die Hochleistungsbeschichtung eignet sich ideal für die Zerspanung von Materialien jenseits von 50 HRC.
Auch bei der Bearbeitung des sehr schwer zerspanbaren Titans hebt sich HARDLOX von anderen Beschichtungen ab. Gerade die starke Neigung zur Adhäsionsbildung treibt bei der Bearbeitung des Leichtbaumaterials Zerspanern den Schweiß auf die Stirn. Dank seiner geringen Rauheit reduziert HARDLOX diese Kaltaufschweißungen deutlich. Die Standzeit kann so um 85 Prozent gegenüber unbeschichteten Werkzeugen gesteigert werden. Gegenüber anderen beschichteten Varianten lässt sich bei gleicher Standzeit die Produktivität um 30 Prozent erhöhen. Selbiges gilt auch für die anspruchsvolle Zerspanung von Edelstahl.
HPN1 Plus für mehr Produktivität
Materialien wie Stähle, Guss und austenitische rostfreie Stähle wirtschaftlicher und prozesssicherer fräsen, stechen oder drehen – sowohl nass als auch trocken – ist das Einsatzgebiet der speziell für Wendeschneidplatten entwickelte HiPIMS-Beschichtung HPN1 Plus. Dank hoher Schichtdicke von 6 µm liefert sie ein entscheidendes Plus in puncto Verschleißbeständigkeit und überzeugt mit hervorragenden Zerspanparametern.
Hier ein Vergleich der HiPIMS-Beschichtung gegenüber herkömmlichen Beschichtungen: Beim Planfräsen von Edelstahl 1.4541 (X6CrNiTi 18-10) mit Luftkühlung (ap=0,5 mm; vc=220 m/min; fz=0,3 mm) zeigten die mit HPN1 Plus beschichteten Wendeschneidplatten nach 75 min einen Verschleiß von VB = 0,28 µm. AlTiN und TiAlN beschichtete Werkzeuge lagen mit VB = 0,37 bzw. VB = 0,45 µm deutlich darüber.
HYPERLOX Plus: Die Bohrerbeschichtung
Auch HYPERLOX Plus wurde ursprünglich für die Nass- und Trockenbearbeitung auf Wendeschneidplatten entwickelt. Nun hat CemeCon die Premiumbeschichtung auch auf anspruchsvolle Bohroperation abgestimmt. Das Ergebnis kann sich sehen lassen: HYPERLOX Plus bietet beim Bohren in Materialien wie Stahl und Guss nicht nur gute Bearbeitungsergebnisse, sondern auch ein Standzeitplus für die Werkzeuge. Grundlage der Bohrerbeschichtung ist die hohe Verschleißbeständigkeit dank optimierter Schichtdicke in Kombination mit hoher Oberflächenglätte. Der erhöhte Aluminiumgehalt sorgt zudem für eine bessere Temperaturstabilität.
In der Praxis zeigt HYPERLOX Plus beim Bohren in 42CrMo4 (Zugfestigkeit 950 N/mm2) ihr Potenzial gegenüber einer 3 µm-dicken AlTiN-Beschichtung: Der Bohrer mit Innenkühlung (Durchmesser 5,8 mm, Bohrtiefe 7xD) hält beim Bearbeiten des Vergütungsstahls (vc = 12 m/min, f = 0,20 mm/Umdrehung) wesentlich länger. Im Vergleich war die Standzeit um 65 Prozent höher!
Für NE-Metalle: CC AluSpeed
NE-Metalle stellen Zerspaner vor besondere Herausforderungen. Gerade Aluminiumlegierungen sind aufgrund des meist enthaltenen Siliziums sehr abrasiv und neigen zu Aufbauschneiden sowie Aufschweißungen. Aufgrund seiner äußerst geringen Affinität zu NE-Metallen schützt CC AluSpeed optimal vor Aufbauschneiden. Die tribologischen Eigenschaften der Beschichtung vermindern Reibung und reduzieren somit die Temperatur im Zerspanprozess. Das sorgt für eine optimale Spanabfuhr und verhindert problematische Adhäsionen. So erreicht der Anwender höhere Standzeiten bei der Bearbeitung von Aluminium und anderen NE-Metallen.
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