Beyond the Surface? Mehr als nur eine Schichtlösung
Lösungen für die Zerspanung und Umformung
(PresseBox) - In der Zerspanung werden Beschichtungen seit Jahren mit Selbstverständlichkeit eingesetzt um die Leistungsfähigkeit und Standzeit der Werkzeuge zu erhöhen, ähnliches gilt auch für die Um-formung. Dabei ist es eine sehr komplexe Aufgabe, Werkzeuge für ihren Einsatz zu optimieren. Altbewährte Standardschichten geraten oft an ihre Grenzen, wenn es um spezielle Anwendun-gen, anspruchsvolle Materialien und besonders wirtschaftliche Ergebnisse geht. Heute ist mehr gefragt, als nur die eine Schicht. Anwender profitieren erst richtig, wenn alle Faktoren vom Aus-gangsmaterial, der angepassten Schicht mit speziell abgestimmter Schichtarchitektur und -struktur, bis hin zur Nachbehandlung aufeinander abgestimmt sind.
Das Zerspanen ist ein Prozess, an den immer höhere Anforderungen hinsichtlich Produktivität und Bearbeitungsgeschwindigkeit gestellt werden. Der beim Prozess entstehende Verschleiß an Werkzeugen ist ein wesentlicher Verlustfaktor. Werkzeugbeschichtungen wirken diesem Mechanismus entgegen und sind darum heute unverzichtbar in der Metallbearbeitung.
Als Anbieter von innovativen Oberflächentechnologien entwickelt Sulzer Metaplas, eine Tochter der Sulzer Metco, seit Jahren maßgeschneiderte Systemlösungen, um Werkzeuge widerstands-fähiger, produktiver und langlebiger zu machen. Das Besondere an Sulzers ganzheitlicher Her-angehensweise ist die Betrachtung und Abstimmung aller Einflussfaktoren. Ausgehend von den anwendungsspezifischen Anforderungen, findet Sulzer so die bestmögliche Kombination von:
? Vor- und Nachbehandlung der Werkzeugoberfläche,
? Beschichtungsmaterial,
? Schichtarchitektur und
? Anlagentechnologie, mit der die Beschichtung aufgetragen wird, statt.
Gezielt abgestimmte Vor- und Nachbehandlungen für die Zerspanung
Die Werkzeugschneide ist im modernen Zerspanprozess hohen Drücken (> 2 GPa), hohen Temperaturen, sowie Temperaturwechselbeanspruchungen ausgesetzt.
Es existieren verschiedene Vorbehandlungsmethoden, die Werkzeuge auf eine anschließende Beschichtung vorbereiten und gleichzeitig die Schichthaftung signifikant verbessern. Zusammen mit der Beschichtung führt eine Präparation der Werkzeugschneidkante zu erhöhten Schnitt- und Vorschubgeschwindigkeiten und längeren Standzeiten. Auch die Nachbehandlungen (Kantenbearbeitung, Oberflächenbehandlung und -strukturierung) spielen eine entscheidende Rolle, insbesondere bei der Vermeidung von Anfangsverschleiß z.B. durch Auf-bauschneidenbildung. Zahlreiche Tests haben gezeigt, dass beispielsweise bei Verzahnungswerkzeugen durch gezielte Präparationen Leistungssteigerungen von mehr als 100% erzielt werden. Nur so lassen sich Produktionskosten wirtschaftlich senken.
Maßgeschneiderte Schichten ? Leistungsstarke Zerspanung mit M.POWER
Die auf TiSi-basierenden M.POWER-Schichten liefern als Allrounder hervorragende Ergebnisse. Diese Schichten sind für sehr harte Stähle (bis zu 65 HRC Rockwell-Kernhärte) mit einem variablen Karbidanteil und für mittelharte Stähle (40 HRC Rockwell-Kernhärte) einsetzbar. Um den unterschiedlichsten Anwendungsbereichen gerecht zu werden, wird das Schichtdesign entsprechend angepasst. Somit sind die Oberflächen gerüstet für die Bearbeitung von hoch- und niedriglegierten Stählen bis hin zu gehärteten Werkstoffen und Titan.
M.POWER-beschichtete Kopierfräser zeigten in Kurz- und Langzeittests aufgrund eines redu-zierten Schneidkantenverschleißes und einer gesteigerter Oberflächengüte nahezu verdoppelte Standzeiten. Die M.POWER-Familie unterstreicht eindrucksvoll ihr Leistungspotenzial in An-wendungen, bei denen hohe Schnittgeschwindigkeiten, hohe Temperaturen an der Schneide und hohe Zeitspanvolumina gefordert sind.
Umformung: F.FUSION für den Aluminiumdruckguss
Beim Druckgießen von Aluminium müssen Oberflächen hohen Belastungen standhalten, allen voran sehr hohen Temperaturen während des Aluminiumeinspritzprozesses. Diese hohen Temperaturen macht sich die neue PVD-Schicht F.FUSION zu nutzen. Sie bildet selbstständig eine schützende Oxidschicht, und senkt somit die Klebewirkung, die beispielsweise durch ungleichmäßiges Aufbringen der Trennstoffe entstehen kann, dramatisch.
Die Hochleistungsschicht weist eine Härte von ca. 28 GPa und einen Elastizitätsmodul von ca. 400 ± 40 GPa bei applizierten Schichtdicken von bis zu 10 ?m auf.
Anwendungserfahrungen zeigen, dass eine Standard-PVD-Schicht eine Reinigung der Kerne bereits nach 2 Tagen erfordert hatte, F.FUSION-Schichten dagegen erst nach 7 Tagen gereinigt werden müssen. Tauchexperimente mit ventilierter Schmelze zeigten, dass die F.FUSION-Schicht den gegenwärtigen Marktschichten auch hinsichtlich des Lochfraßes eindeutig überle-gen ist. Praxistests zeigen zudem, dass F.FUSION zu einer Verminderung der Kernstiftbrüche und somit einer signifikanten Verbesserung der Prozesssicherheit führt.
Es ist eine Verminderung des Trennmittelversagens zu verzeichnen, womit eine bessere Ent-formung ermöglicht wird. Neben dem Schutz von Kernstiften, können auch Formeinsätze und Kavitäten gegen Verklebungen, Lochfraß und Verschleiß geschützt werden.
Verlängerte Standzeiten und reduzierter Maschinenstillstand führen durch die Oberflächenbe-schichtung mit F.FUSION zu erheblichen Kosteneinsparungen.
Um Verbesserungen voranzubringen, ist eine enge Kooperation mit den Kunden wichtig. So können Verbesserungspotenziale in der Produktivität, in der Qualität und nicht zuletzt im Zu-sammenspiel zwischen Werkstoff, Beschichtung und Anwendung erkannt und genutzt werden. Durch kompetente Partner wie Sulzer können Kunden die Wirtschaftlichkeit ihrer Bauteile und Werkzeuge über deren gesamten Lebenszyklus erhöhen.
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Datum: 26.07.2013 - 10:36 Uhr
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