Hartmetallbearbeitung

Was ist Hartmetallbearbeitung?

Die Hartmetallbearbeitung umfasst die Zerspanung oder Formgebung von extrem harten Materialien, die aus einer Mischung von Wolframcarbidpartikeln und einem Bindemittel wie Kobalt bestehen. Diese Werkstoffe zeichnen sich durch eine sehr hohe Härte und Verschleißfestigkeit aus, weshalb sie häufig in hochbelasteten Bauteilen, Schneidwerkzeugen und Verschleißteilen eingesetzt werden. Aufgrund dieser Härte ist Hartmetall jedoch auch besonders schwierig zu bearbeiten und stellt eine Herausforderung für konventionelle Schneidwerkzeuge dar.

Herausforderungen bei der Hartmetallbearbeitung

Die Bearbeitung von Hartmetall bringt einige besondere Herausforderungen mit sich:

1. Hohe Härte und Verschleißfestigkeit: Hartmetall ist extrem hart und resistent gegen Verschleiß. Dies führt dazu, dass herkömmliche Schneidstoffe, wie Hartmetall selbst, Keramik oder Schnellarbeitsstahl (HSS), schnell verschleißen oder nicht in der Lage sind, das Material effektiv zu bearbeiten.
2. Wärmeentwicklung: Die hohe Härte des Materials führt zu hohen Schnittkräften und damit auch zu einer beträchtlichen Wärmeentwicklung. Dies kann sowohl das Werkzeug als auch das Werkstück schädigen.
3. Sprödigkeit: Hartmetall ist zwar hart, aber auch spröde. Dadurch besteht die Gefahr von Ausbrüchen oder Rissen während der Bearbeitung, besonders wenn das Werkzeug nicht optimal geschärft oder nicht die richtige Schneidgeschwindigkeit verwendet wird.
4. Hohe Werkzeugkosten: Aufgrund der schnellen Abnutzung herkömmlicher Schneidstoffe bei der Bearbeitung von Hartmetall steigen die Werkzeugkosten schnell, da häufiger neue Werkzeuge benötigt werden.
5. Lange Bearbeitungszeiten: Konventionelle Bearbeitungsverfahren, wie das Schleifen mit Siliziumkarbid oder elektroerosives Bearbeiten, sind oft sehr zeitaufwendig und führen zu langen Produktionszeiten.

Wie bearbeitete man konventionell Hartmetall ohne den Einsatz von Diamantschneidstoffen?

Vor dem Einsatz von Diamantschneidstoffen wurde die Bearbeitung von Hartmetall hauptsächlich durch folgende konventionelle Verfahren durchgeführt:

• Schleifen mit Siliziumkarbid oder Aluminiumoxid: Diese Materialien wurden verwendet, um Hartmetall durch abrasives Schleifen zu bearbeiten. Allerdings verschleißen die Schleifmittel schnell, und die Bearbeitungszeiten sind lang.
• EDM (Elektroerosives Bearbeiten): Hierbei wird Hartmetall durch Funkenentladung bearbeitet. Dieses Verfahren ist sehr präzise, jedoch langsam und teuer, insbesondere aufgrund des Elektrodenverschleißes.
• Schneiden und Fräsen mit Hartmetallwerkzeugen: Hartmetall-Werkzeuge wurden ebenfalls eingesetzt, verschlissen jedoch rasch beim Zerspanen von Hartmetall, was zu häufigen Werkzeugwechseln führte.

Vorteile von Diamantschneidstoffen

Diamantschneidstoffe haben die Bearbeitung von Hartmetall revolutioniert, da sie viele der zuvor genannten Herausforderungen besser bewältigen können:

1. Hohe Härte und Verschleißfestigkeit: Diamant ist das härteste bekannte Material und übertrifft die Härte von Hartmetall bei weitem. Dadurch verschleißen Diamantwerkzeuge wesentlich langsamer als herkömmliche Schneidstoffe, was zu deutlich längeren Standzeiten führt. Das bedeutet, dass weniger Werkzeugwechsel erforderlich sind, was die Produktionskosten reduziert.
2. Effizientere Wärmeableitung: Diamant hat eine sehr gute thermische Leitfähigkeit, was dazu führt, dass während des Schneidens weniger Wärme in das Werkzeug und das Werkstück übertragen wird. Dadurch werden thermische Schäden am Werkstück minimiert und die Werkzeugstandzeit verlängert.
3. Geringeres Risiko von Ausbrüchen: Durch die extreme Schärfe der Diamantwerkzeuge und die präzise Schnittführung wird das Risiko von Rissen oder Ausbrüchen an sprödem Hartmetall deutlich verringert. Dies führt zu einer höheren Bearbeitungsqualität und geringerer Ausschussrate.
4. Höhere Schnittgeschwindigkeit und Effizienz: Mit Diamantschneidstoffen können deutlich höhere Schnittgeschwindigkeiten erreicht werden, was die Bearbeitungszeiten drastisch reduziert. Dies steigert die Effizienz in der Produktion und senkt die Betriebskosten.
5. Bessere Oberflächenqualität: Aufgrund der hohen Schärfe und Präzision von Diamantwerkzeugen kann eine bessere Oberflächenqualität erreicht werden, was oft Nachbearbeitungsschritte überflüssig macht. Dies führt zu einer schnelleren Fertigung und höherer Produktqualität.

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