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REACH- und RoHS-Verordnungen fordern die Zerspaner Spanbruch: bleifreie Werkstoffe effizient bearbeiten

Quelle: Pressemitteilung 3 min Lesedauer

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Hartmetall-Werkzeugfabrik Paul Horn GmbH
DIHAWAG
GGB Heilbronn GmbH
Schwarz AG - Warmpresswerk

Die Zulegierung von Blei in metallischen Werkstoffen wirkt sich auf den Zerspanprozess positiv aus. Durch die REACH- und RoHS-Verordnungen der EU ist die Zeit dieser leicht zu zerspanenden Werkstoffe in zahlreichen Anwendungsfällen vorbei. Die prozesssichere Bearbeitung muss jedoch auch in Zukunft gelingen. Die Paul Horn GmbH zeigt mit ihrem breiten Werkzeugportfolio für nahezu jede Anwendung eine passende Lösung.

Horn hat es mit dem neuen Supermini des Typs 105 geschafft, ein universelles Ausdrehwerkzeug mit gesinterter Spanformgeometrie zu entwickeln.(Bild: Horn/Sauermann)
Horn hat es mit dem neuen Supermini des Typs 105 geschafft, ein universelles Ausdrehwerkzeug mit gesinterter Spanformgeometrie zu entwickeln.
(Bild: Horn/Sauermann)

Das Hauptproblem bei der Zerspanung von bleifreien Legierungen, sei es Messing oder auch Automatenstahl, ist der meist nicht vorhandene prozesssichere Spanbruch. Doch was genau bewirkt der Legierungsbestandteil Blei?

Blei als Legierungselement bildet kleine «Nester»

In der Zerspanung erzeugt das Weichmetall in der Legierung Sollbruchstellen, da Blei kleine Nester beziehungsweise Einschlüsse im Legierungsgefüge bildet. Diese sorgen bei der Zerspanung für den guten Spanbruch und geringe Zerspankräfte. Des Weiteren wirkt das Schwermetall wie ein Schmierfilm, was sich positiv auf den Werkzeugverschleiss auswirkt.

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Die Umstellung auf Bleifrei-Legierungen war zunächst eine Herausforderung. Die guten Zerspaneigenschaften der mit Blei zulegierten Werkstoffe gingen verloren. Darüber hinaus erhöht sich der Verschleiss der Schneidkante signifikant.

Abhilfe schafften beim Einstechen und Längsdrehen Spanformgeometrien aus dem Stahlbereich sowie speziell gelaserte Sondergeometrien. Umfangreiche Untersuchungen zeigen, dass vor allem spanbrechende Geometrien für Stähle mit mittlerer Festigkeit bei bleifreien Werkstoffen sehr gut funktionieren.

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Grösste Herausforderung bei der Innenbearbeitung

Beim Innenausdrehen schaffen ebenfalls angepasste Geometrien einen prozesssicheren Spanbruch. Eine der grössten Herausforderungen bei der Innenbearbeitung sind lange Späne. Diese treten oftmals bei der Bohrungsbearbeitung auf. Sie wickeln sich um das Werkzeug, verstopfen Bohrungen oder führen im schlechtesten Fall zum Werkzeugbruch.

Bisher kamen hierzu speziell gelaserte oder geschliffene Spanformgeometrien zum Einsatz. Dies war jedoch mit einem entsprechenden Kostenfaktor der Schneidplatte verbunden. Horn hat es mit dem neuen Supermini des Typs 105 und dem Typ Mini mit I-Geometrie geschafft, universelle Ausdrehwerkzeuge mit gesinterter Spanformgeometrie zu entwickeln. Die Werkzeuge bieten im Einsatz eine hohe Prozesssicherheit durch die gute Spankontrolle. Die Schneidengeometrie reicht weit in den Eckenradius der Schneidplatte. Dies stellt die Spankontrolle auch bei kleinen Zustellungen sicher. Die Geometrie lässt sich universell für verschiedene Werkstoffgruppen einsetzen und eignet sich zum Innen-, Plan-, Kopier- und Rückwärtsdrehen.

I-Geometrie auch für das Werkzeugsystem «Mini»

Die Paul Horn GmbH hat auch für das Werkzeugsystem «Mini» der Typen 108, 111 und 114 eine Spanformgeometrie entwickelt. Die gesinterte I-Geometrie zielt besonders auf die Bearbeitung von Werkstoffen mit schlechten Spanbildungseigenschaften ab. Sie eignet sich für das Kopierdrehen, Längsdrehen, Rückwärtsdrehen sowie das Plandrehen.

Besonders bei kleinen Zustellungen in Stahl und nichtrostenden Stählen zeigt das Werkzeugsystem mit Geometrie seine Stärken in der Spankontrolle. Das führt zu einer höheren Prozessstabilität und einer längeren Standzeit im Einsatz. Bei der Entwicklung der I-Geometrie hat Horn auch die Zerspanung bleifreier Werkstoffe berücksichtigt.

Da diese Materialien in Zukunft aufgrund ihrer schlechteren Spanbildung eine Herausforderung darstellen, bietet der Werkzeughersteller für kleine seitliche Zustellungen Schneidplatten mit kleinen Eckenradien ab 0,05 mm an. Als Standard sind Eckenradien von 0,05 mm bis 0,2 mm lagerhaltig.

Die stirnseitig verschraubten Schneidplatten des Typs Mini zählen zu den Kernprodukten von Horn. Das Werkzeugsystem eignet sich für Dreh- und Fräsanwendungen. Bewährt haben sich die Präzisionswerkzeuge insbesondere beim Innenausdrehen sowie beim Inneneinstechen. Mit den schwingungsarmen Hartmetall-Werkzeugträgern erzeugen die Schneidplatten auch bei längeren Auskragungen gute Oberflächen und gewährleisten eine hohe Prozesssicherheit. Das Portfolio des Mini-Systems bietet Schneidplatten in verschiedenen Grössen für unterschiedliche Innendurchmesser. Darüber hinaus sind unterschiedliche Geometrien und Substrate sowie CBN- oder Diamantbestückungen verfügbar.

(böh)

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