«EcoBrass»: Werkzeugentwicklung für abrasive Metalle Zerspanen von Bleifrei-Messing

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Messing mit einem hohen Bleianteil lässt sich oftmals durch den Werkstoff CuZn21Si3P – auch «EcoBrass» genannt – ersetzen. Die Bearbeitung von bleifreiem Messing ist anspruchsvoll. Es ist abrasiv und lässt die Schneide schnell verschleissen. Iscar bietet mit Sonderwerkzeugen Lösungen, die die Standzeiten verlängern, die Oberflächengüte erhöhen und die Prozesssicherheit steigern.

Blei (Pb) verleiht anderen Metallen in Legierungen spezifische Eigenschaften, verbessert zum Beispiel ihre Zerspanbarkeit und erhöht die Korrosionsbeständigkeit. Doch Blei ist giftig. Der Körper nimmt elementares Blei vor allem in Form von Staub über die Lunge auf.

Die MAK-Kommission der Deutschen Forschungsgemeinschaft hat diese Fraktionen von Blei als krebserzeugend eingestuft. Das Tückische: Blei reichert sich selbst bei Aufnahme kleinster Mengen über einen längeren Zeitraum im Körper an, zum Beispiel in den Knochen, und wird nur sehr langsam wieder ausgeschieden. Es schädigt unter anderem Blutbildung, Nervensystem und Muskulatur. Im Extremfall kann eine Bleivergiftung zum Tod führen.

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Legierungselement Blei auf ein Minimum beschränken

Aufgrund immer strengerer Verbraucherschutzvorschriften müssen Hersteller den Anteil des Legierungselements Blei in vielen Bauteilen auf ein Minimum, im besten Fall auf null, reduzieren. Die Herausforderung besteht darin, die gewünschten Eigenschaften des Materials auch bei Bleifreiheit sicherzustellen.

Denn industriell bedeutende Zerspanungsmessinge enthalten beispielsweise zwischen 0,5 und 3,5 Prozent Blei. Das Blei liegt im Kristallgitter als fein dispergierte Phase vor. Je mehr Blei enthalten ist, umso besser lässt sich der Werkstoff zerspanen. Die anfallenden Späne sind kurz.

Umweltfreundliche Alternative: schwer zerspanbar

Klassisches Messing mit einem hohen Bleianteil lässt sich oft durch den Werkstoff CuZn21Si3P – auch «EcoBrass» genannt – ersetzen. Das siliziumhaltige Sondermessing ist sehr korrosionsbeständig und eignet sich unter anderem für den Einsatz in Sanitäranwendungen. Silizium sorgt für die Entzinkungs- und Spannungsriss-Korrosionsbeständigkeit.

Bei «EcoBrass» sind weniger als 0,1 Prozent Blei enthalten – gut für die Gesundheit, gut für die Umwelt, aber schwer zu verarbeiten. Denn bleiarme oder bleifreie Werkstoffe bereiten Probleme bei der Zerspanung: Neben hoher Abrasivität und hohem Verschleiss an der Schneide nimmt die Gratbildung zu und die Späne werden viel länger.

Angepasste Schneidstoffe und Spangeometrien

An dieser Stelle setzt Iscar mit effektiven Lösungen zur erfolgreichen Zerspanung an. Mit optimal an die Aufgabe angepassten Schneidstoffen und Spangeometrien verlängern Anwender die Standzeit, erhöhen die Oberflächengüte, steigern Zeitspanvolumen sowie Produktivität und profitieren von mehr Prozesssicherheit.

So meistert beispielsweise die rhombische Wendeplatte CCGT 09T304 der «Iscoturn-Reihe» das Schruppen beim Drehen. Durch die scharf geschliffene Schneide und den positiven Spanwinkel müssen Anwender nur geringe Schnittkräfte aufwenden und können in kurzer Zeit viel Material abtragen – auch von schwer zerspanbarem «EcoBrass». Die positive 35-Grad-Wendeschneidplatte VCGT 110302 mit 7-Grad-Freiwinkel eignet sich im Anschluss fürs Schlichten.

Und auch für das Abstechen von «EcoBrass» bietet Iscar mit der «Slimgrip-Platte» GFT 1.0J-0.1 ein passendes Werkzeug an. Bei grösseren Durchmessern bewähren sich diamantbeschichtete Schneiden und Schneidstoffe wie PKD, CVD-Diamanten und MKD mit höherem Leistungsprofil.

(böh)

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