Schwer Zerspanbares, leicht zerspanen

Die herausragende Festigkeit von schwer zerspanbaren Werkstoffen stellt hohe Anforderungen an das Werkzeug. Gerade bei der Bearbeitung von Titan, das sich durch eine niedrige Wärmeleitfähigkeit und hoher Zugfestigkeit auszeichnet, werden die Werkzeuge thermisch und mechanisch extrem stark beansprucht, sodass sie einem äußerst hohen Verschleiß unterliegen. Zudem werden die Schneiden sehr starken Belastungen ausgesetzt, da die Zerspanung insbesondere bei der Bohrbearbeitung zu hohen Schnittkräften führt. Für die Bearbeitung eignen sich demnach Werkzeuge mit einer besonderen Beschichtung, welche sich durch hohe Warmhärte und thermischer Beständigkeit auszeichnet. Ein Paradebeispiel dafür ist der WTX-Ti von CERATIZIT. Der Hochleistungsbohrer wurde aufgrund des Wandels auf dem Werkstoffmarkt entwickelt und begeistert durch seine Performance in schwer zerspanbaren Materialien, wie etwa hochfesten und säurebeständigen Stählen, Titan oder hochwarmfesten Superlegierungen.

Seit seiner Einführung auf der EMO 2017 hat sich der Bohrer in vielen Produktionen bewährt und ist das Werkzeug der ersten Wahl, wenn Hochleistungen bei der Zerspanung von Werkstoffen mit hoher Festigkeit erforderlich sind. Das Entwicklerteam von CERATIZIT hat mit dem WTX-Ti im Grunde auf die Bedürfnisse ihrer Kunden reagiert und das Werkzeug den Anforderungen entsprechend ausgelegt. „Wichtig war uns, dass wir einen leistungsfähigen Bohrer entwickeln, der nicht nur in Titan und Inconel funktioniert“, erklärt Felix Meggle, zuständiger Produktmanager für den Bereich Bohren bei CERATIZIT und ergänzt: „Bei der Entwicklung lag unser Augenmerk darauf, dass der WTX-Ti auch bei der Bearbeitung von austenitischen und martensitischen Edelstählen sowie Hastelloy Spitzenergebnisse liefert.“

Bei allen Neuproduktentwicklungen von CERATIZIT steht immer der Kunde und dessen Bedürfnisse im Fokus. Neben der Universalität des Bohrers spielten deshalb Prozesssicherheit und Produktivitätssteigerung bei der Entwicklung des WTX-Ti eine übergeordnete Rolle. Keine leichte Aufgabe, wie Felix Meggle bemerkt: „Bei der Bearbeitung von hochwarmfesten Superlegierungen haben wir sehr hohe Temperaturen an der Schneidkante und zudem sind die Werkstoffe extrem abrasiv. Das Werkzeug muss also sehr schnittfreudig und gleichzeitig äußerst stabil sein, um Standzeiten zu bringen“, betont er. Laut des Bohrexperten wurden früher häufig VA-Bohrer beispielsweise für die Bearbeitung von Inconel eingesetzt, weil diese sehr scharf sind. Sie stellen allerdings keine optimale Lösung dar, denn die Hitze und die hohe Abrasivität führen beim Einsatz schnell zu Ausbrüchen am Werkzeug.

Um diesen Verschleiß zu reduzieren, wurden beim WTX-Ti einige Optimierungen vorgenommen. So ist es mit mikrogeometrischen Kantenschutzverrundungen gelungen, eine sehr scharfe und gleichzeitig sehr stabile Schneide zu erzeugen, die den hohen Belastungen standhält. Die polierten Spannuten beim WTX-Ti sorgen für einen sicheren Späneabtransport sowie für weniger Reibung des Spans in der Spankammer und verringern somit die Temperaturentwicklung. Bei all den Optimierungsmaßnahmen sei letztendlich aber die Beschichtung entscheidend gewesen, gib der Produktmanager zu verstehen. „Der WTX-Ti ist dank der neuesten Generation der DRAGONSKIN-Beschichtung besonders verschleißfest und eignet sich aufgrund ihrer hohen thermischen Belastbarkeit und ihrer äußerst glatten Oberfläche ideal für den Prozess“, so Meggle. In Kombination mit den außergewöhnlich schnittigen und stabilen Schneidkanten könne der WTX erstaunliche Ergebnisse liefern und Wettbewerbsprodukte weit hinter sich lassen.

Belegen kann der Produktmanager seine Behauptung mit diversen Tests, die mit dem Werkzeug seit seiner Einführung vor gut einem Jahr gemacht wurden. „Im austenitischen Edelstahl beispielsweise haben wir in einem internen Test über 72 m Standweg erreicht. Das ist schon gewaltig“, betont Meggle. Aber auch beim Kunden verzeichnete der Bohrer erstaunliche Erfolge. Bei einem Bauteil aus Inconel 718 überzeugte der WTX-Ti mit über 3000 Bohrungen bei – für dieses Material –ordentlichen Schnittwerten. Der Bohrer mit dem Ø4,40 mm wurde mit einer Schnittgeschwindigkeit von Vc= 40m/min und einem Umdrehungsvorschub von f=0,04 mm/U eingesetzt. Insgesamt wurde dabei ein Standweg von 36 m erreicht und die Produktivität aufgrund der erhöhten Schnittdaten um den Faktor 10 gegenüber dem Wettbewerb verbessert. Die Werkzeug-Standzeiten konnten sogar um das Dreifache gesteigert werden.

Diese Zahlen lassen vor allem jene Fertigungsbetriebe hellhörig werden, die viel Zerspanungsarbeit in diesen Materialien leisten müssen. Viele davon kommen aus der Luft- und Raumfahrt oder dem Energiesektor – also genau den Branchen, in denen die Prozesssicherheit an erster Stelle steht. „Wir können mit dem WTX-Ti ein Werkzeug mit hoher Prozesssicherheit anbieten, das darüber hinaus auch eine Produktivitätssteigerung mit sich bringt. Was will man mehr“, freut sich Felix Meggle. Auch wenn mit dem WTX-Ti ein erstklassiges Bohrwerkzeug für die Bearbeitung von schwer zerspanbaren Materialien gelungen ist, arbeitet das Entwicklerteam von CERATIZIT an weiteren Optimierungen. Der Markt wird nicht stillstehen und die Werkzeughersteller sind immer wieder aufs Neue gefordert, auf die Veränderungen am Markt zu reagieren. CERATIZIT verfügt dabei über sehr gute Voraussetzungen: Neben der Kompetenz in der Entwicklung von Vollhartmetallwerkzeug hat der Konzern Zugriff auf spezialisiertes Hartmetall für diese Anwendungen. Ein Vorteil, der in Form von hochwertigen Werkzeugen direkt an die Kunden weitergegeben wird.

Weitere Infos unter www.wnt.com