Die Innengewindefertigung – ob Durchgang oder Sackloch – gehört zu den anspruchsvollsten Zerspanungsaufgaben. Warum? Zuerst werden die Bauteile gefräst, gedreht oder gebohrt, dann erst folgt das Einbringen der Gewinde. Kurz gesagt, Gewinden ist einer der letzten, wenn nicht gar der letzte Arbeitsschritt.
Wenn hier Prozessfehler auftreten, muss deswegen oft zeitaufwendig und kostenintensiv nachgearbeitet werden. Im schlimmsten Fall kommt es zum Ausschuss des fast fertigen Bauteils und die vorangegangene Arbeit war umsonst. Aus diesem Grund ist an diesem kritischen Punkt Prozesssicherheit das A und O.
So müssen Gewindewerkzeuge nicht nur hohe Standzeiten besitzen, sondern auch während ihrer gesamten Lebensdauer eine konstante Gewindequalität und -toleranz erreichen. Das stellt nicht zuletzt an die Beschichtung spezifische Anforderungen: „Seit vielen Jahren sind alt hergebrachte TiN- und TiCN-Schichten die Referenz auf Gewindewerkzeugen“, so Manfred Weigand, Produktmanager Round Tools bei CemeCon.
„Mit der Entwicklung unseres HiPIMS-Schichtwerkstoffs TapCon Gold eigens für HSS-Gewindebohrer und -former gibt es erstmals einen Performancesprung zu eben diesen Schichten, der goldfarbene Schichtwerkstoff öffnet den Weg in die Zukunft“.
Niedriges Drehmoment mit TapCon Gold
Bei der Gewindeherstellung ist das Drehmoment ein entscheidender Faktor. Je niedriger es ist, umso größer ist nicht nur die Sicherheitsreserve, bis das Werkzeug an seine Grenzen kommt, sondern umso besser ist im Allgemeinen die Qualität des geschnittenen bzw. geformten Gewindes.
Die Praxis zeigt, mit TapCon Gold haben Anwender hier alle Vorteile auf ihrer Seite. Bei der Bearbeitung von Vergütungsstahl (vc = 42 m/min) mit einem HSS-Gewindebohrer (M8 x 1,25 mm) sorgt die TapCon Gold-Beschichtung für ein Drehmoment von 2,73 Nm. Mit einer TiN-Wettbewerbsschicht hingegen werden deutlich höherer Werte von 3,37 Nm erreicht.
Dazu Manfred Weigand: „Das Geheimnis dieses Erfolgs liegt in der einzigartigen HiPIMS-Technologie. Damit hergestellte Schichtwerkstoffe – wie TapCon Gold – sind extrem glatt, sehr dicht und haftfest, und das auch auf komplexen Werkzeuggeometrien. Insbesondere beim Gewindebohren und -formen ist das ausschlaggebend für geringe Drehmomente.“
Die hohe Glätte und die sehr guten tribologischen Eigenschaften von TapCon Gold verhindern zudem Materialanhaftungen an den Gewindebohrern und erreichen eine ausgezeichnete Spanabfuhr. Auch das Einlaufverhalten ist dank der sehr reibungsarmen Oberfläche hervorragend. Die hohe Zähigkeit des HiPIMS-Schichtwerkstoffs schützt zudem die Schneiden beim Gewinden optimal.
Des Weiteren führt die spezifische Zusammensetzung des Schichtwerkstoffes zu einer eindrucksvollen Zerspanleistung. „Mit HiPIMS passen wir die Schichtdicke optimal an den Durchmesser des Gewindewerkzeugs an. Zudem bieten wir Herstellern an, die fertig geschliffenen Werkzeuge zu entgraten, um die Schneiden für das Beschichten vorzubereiten“, ergänzt Manfred Weigand.
Sehr gute Zerspanergebnisse überzeugen
Auch Werkzeughersteller sind schon auf den neuen HiPIMS-Schichtwerkstoff aufmerksam geworden. „Bei diesem kritischen Prozessschritt schauen die Hersteller ganz genau hin, bevor sie sich auf etwas Neues einlassen. Diverse Werkzeughersteller haben TapCon Gold erfolgreich getestet und mit der Serienproduktion begonnen. Die Ergebnisse übertreffen alle Erwartungen!“, ist Manfred Weigand begeistert von den sehr guten Zerspanergebnissen.
Ein Beispiel: Beim Bearbeiten von C45 schnitten Gewindebohrer mit einer herkömmlichen TiN-Schicht durchschnittlich 432 Gewinde (+/-10 Prozent), mit TapCon Gold waren es durchschnittlich 690 Gewinde (+/-10 Prozent). Das ist eine Steigerung von zirka 60 Prozent. Dabei ist die Qualität des geschnittenen Gewindes bis zur letzten Bohrung hervorragend.
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