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CemeCon: Innovative Schicht für Titan- und Aluminiumbearbeitung Titan und Aluminium produktiver bearbeiten

| Redakteur: Konrad Mücke

Der auf Titanboriden basierende Schichtwerkstoff AluCon von CemeCon optimiert erheblich die spanende Bearbeitung von Aluminium und Titan. Die Beschichtung vermeidet Aufbauschneiden und widersteht hohen Temperaturen. Zudem können die beschichteten Werkzeuge mit und ohne Kühlschmiermittel arbeiten.

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Beim Drehen von Aluminium bis 30 Prozent längere Standzeit: mit AluCon im HiPIMS-Verfahren beschichtete Wendeschneidplatte.
Beim Drehen von Aluminium bis 30 Prozent längere Standzeit: mit AluCon im HiPIMS-Verfahren beschichtete Wendeschneidplatte.
(Bild: CemeCon)

Wegen ihrer niedrigen spezifischen Masse und dennoch hohen Festigkeit nutzt vor allem die Luft- und Raumfahrt Titan- und Aluminiumlegierungen. Diese und weitere NE-Metalle lassen sich allerdings nur schwierig spanend bearbeiten. Um produktiv und wirtschaftlich zu arbeiten, benötigen die Fertigungsbetriebe speziell abgestimmte Werkzeuge. Dabei bevorzugen sie ausgereifte High-End-Werkzeuge, die hinsichtlich ihrer Geometrien, Substrate und Beschichtungen weitgehend optimiert sind.

Beschichtungen bereits bewährt

Die bisher schon vom Hersteller CemeCon verwirklichte Beschichtung AluSpeed ist nur sehr wenig affin zu NE-Metallen. Deshalb arbeiten damit beschichtete Dreh-, Fräs- und Bohrwerkzeuge zuverlässig und prozesssicher. Sie erreichen lange Standzeiten auch bei hohen Schnitt- und Vorschubgeschwindigkeiten. Die aus Boriden bestehenden Schichten sind besonders hart und damit weitaus besser als andere im PVD-Verfahren aufgebrachte Beschichtungen. Insbesondere das Beschichtungsverfahren HiPIMS sorgt dafür, dass man die herausragenden physikalischen Eigenschaften dieses Schichtwerkstoffs umfassend nutzen kann.

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Optimierte Werkstoff- und Verfahrenskombination

Der aktuell vorgestellte Schichtwerkstoff AluCon basiert auf Titanboriden (TiB2) und wird im HiPIMS-Verfahren aufgebracht. Er ermöglicht innovative, leistungsfähige Werkzeugkonzepte. Er ist die Weiterentwicklung des bewährten Schichtwerkstoffs AluSpeed. Er verbindet die Vorteile des TiB2-Werkstoffs mit der hohen Schichthaftung, Dichte und Härte einer im HiPIMS-Verfahren aufgebrachten Beschichtung. Derart beschichtete Bohrer, Fräser, Reibahlen, Gewindewerkzeuge und Wendeschneidplatten bearbeiten besonders produktiv und effizient Aluminium, Kupfer, bleifreies Kupfer, Titan und deren Legierungen.

Auch für scharfe Schneiden

Der aktuelle Schichtwerkstoff hat eine Härte von 5000 HV0,05. Er kann in unterschiedlichen Schichtdicken aufgebracht werden. Eine sehr dünne Variante eignet sich speziell für Werkzeuge mit scharfen Schneiden zum Bearbeiten von Aluminium. Zudem trägt die feine Kristallstruktur zu schärferen Schneiden bei. Aufgrund ihrer äusserst niedrigen Affinität zu NE-Metallen schützt die Beschichtung AluCon bestens vor Aufbauschneiden. Sie ist extrem glatt. Das vermindert die Reibung. Somit erwärmen sich das Werkzeug, das Werkstück und die Späne deutlich weniger als beim Bearbeiten mit anderen, auch unbeschichteten Werkzeugen. Zudem werden die Späne problemlos abgeführt. Sie neigen deutlich weniger dazu, an den Schneiden der Werkzeuge anzuhaften. Die dichte, geschlossene Struktur der im HiPIMS-Verfahren aufgetragenen Schicht vermindert zudem, dass Moleküle des Werkstückstoffs diffundieren. Das reduziert zusätzlich den Verschleiss speziell bei hohen Temperaturen bis 1000° C. Beim Bearbeiten mit derart beschichteten Werkzeugen verwirklichen Fertigungsbetriebe deutlich längere Standzeiten.

Standzeit bis 30 Prozent länger

Beispielsweise beim Drehen von Aluminium erreichen Wendeschneidplatten, die mit der HiPIMS-Beschichtung versehen sind, bis zu 30 Prozent längere Standzeit. Die innovative Schicht kombiniert optimal eine sehr gute Haftung, Härte und dennoch duktile Eigenschaften. Von ihren Vorteilen kann man beim Bearbeiten mit und ohne Kühlschmiermittel profitieren. Zusätzlich lassen sich meist die Schnitt- und Vorschubgeschwindigkeiten optimieren. Somit eignet sich die innovative Schicht AluCon (als Weiterentwicklung der Beschichtung AluSpeed) ideal zum wirtschaftlichen und produktiven Bearbeiten schwer zerspanbarer Titan-Aluminium-Legierungen insbesondere im Flugzeugbau. - kmu - SMM

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