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Bohren und Gewindebohren in rostfreie Stähle – ein starkes Doppel für ein glänzendes Ergebnis

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Zwei neue Bohrer von Titex Plus zeigen beim Bohren und Gewindebohren rostfreier austenitischer Stähle eindrucksvoll die Verbindung hoher Prozesssicherheit mit ausgezeichneter Produktivität und ermöglichen ein gutes Fertigungsergebnis sowohl auf modernen CNC-Bearbeitungszentren als auch auf konventionellen Werkzeugmaschinen.

Autoren: Dr. Peter Müller, Dr. Roland Heiler

Mit dem neuen HSS-E Spiralbohrer VA Inox möchte der Hersteller eine Lücke zwischen herkömmlichen Schnellstahlbohrern und Hochleistungs-Vollhartmetallbohrern schließen. Der Bohrer ermöglicht das prozesssichere Bohren auch unter schwierigen und instabilen Bedingungen, bei denen Vollhartmetallbohrer durch Werkzeugbruch versagen würden. Beim Einsatz herkömmlicher HSS-E Spiralbohrer für die VA-Bearbeitung lässt sich jedoch häufig die Spanbildung nicht beherrschen. Es tritt, wenn überhaupt, ein nur unzureichender Spanbruch auf und es bilden sich schnell Wirrspäne und Spanknäul. Die Nuten- und Spitzengeometrie des neuen Bohrers wurde deshalb soweit optimiert, dass auch bei zähen austentischen Stählen ein hervorragender Spanbruch entsteht. Durch den speziellen Spitzenanschliff wird zugleich eine stabile und scharfe Schneidengeometrie geschaffen, die auch bei höheren Vorschubgeschwindigkeiten die Vorschubkräfte in Grenzen hält.
Materialverschweißungen werden minimiert
Das Bohren und nachfolgende Gewindeschneiden ist eine anspruchsvolle Aufgabe, zumal die Verarbeitung der rostfreien Stähle häufig in klein- und mittelständischen Unternehmen auf älteren Werkzeugmaschinen erfolgt, eine innere Kühlmittelzufuhr oftmals nicht zur Verfügung steht und der Einsatz von Vollhartmetallwerkzeugen nicht möglich ist.
Bei der Bearbeitung von rostfreien austenitischen Stählen spielt die Beherrschung der Materialverschweißungen am Werkzeug eine herausragende Rolle. Verschweißt das Material mit der Werkzeugoberfläche, reißen die abfließenden Späne zyklisch diese Aufschweißungen mit sich weg und zerstören dabei die Werkzeugoberfläche. Für die Herstellung des neuen Bohrers wurde daher ein spezielles Schleifverfahren entwickelt, durch das eine sehr glatte Werkzeugoberfläche entsteht. Zusätzlich werden die Werkzeuge mit Tinal Futura Top beschichtet, einer extrem glatten Multilayer Hartstoffbeschichtung. Die resultierende Oberfläche ist nun so glatt, dass Verschweißungen minimiert werden. Dadurch sind mit dem Bohrer Schnittwerte möglich, die typischerweise 4-mal so hoch wie bei konventionellen HSS-E-Werkzeugen für die VA-Bearbeitung liegen.
Durch seine hervorragende Spanbildung eignet sich der Bohrer aber außer der Bearbeitung von rostfreien, austenitischen Stählen auch hervorragend für das Bohren anderer weich-zäher Werkstoffe, insbesondere weicher Kupferlegierungen (E-Cu), Aluminium-Knetlegierungen und weicher Baustählen.
Gute Lösungauch für das Gewinden
In fast jede zweite Bohrung muss im nachfolgenden Fertigungsschritt noch ein Gewinde eingebracht werden. Auch hier kämpft der Fertigungstechniker bei der Bearbeitung rostfreier austenitischer Stähle mit einer ungünstigen Spanbildung und häufig auftretenden Wirrspänen bzw. Späneknäueln. Standzeiten und Schnittgeschwindigkeiten sind beim Gewindeschneiden in diesen Werkstoffen ebenfalls unbefriedigend. Gerade im Bereich der Lebensmittelindustrie, aber auch bei chemischen Apparaten darf häufig nicht auf die spanlose Alternative Gewindeformen zurückgegriffen werden, da das typische, krallenförmige Gewindeprofil hier unerwünscht ist. Auch Gewindefräsen ist bei tieferen Gewinden in diese Werkstoffe nicht geeignet, so dass oftmals nur Gewindeschneiden bzw. Gewindebohren als Fertigungslösung in Frage kommt.
Bei Grundlochgewinden über 1,5 x d Gewindetiefe in langspanende Werkstoffe wurden bisher fast ausschließlich blanke oder gedampfte Gewindebohrer eingesetzt, da herkömmlich beschichtete Gewindebohrer die bereits ungünstige Spanbildung weiter verschlechtern. Diese Gewindebohrer erreichen jedoch hinsichtlich Schnittgeschwindigkeit und Standweg bei weitem nicht die Leistungswerte hartstoffbeschichteter Werkzeuge.Hier sollten die neuen Sprint 50 TFT Gewindebohrer von Titex Plus zum Einsatz kommen.
Die Gewindebohrer werden aus pulvermetallurgisch hergestelltem Schnellarbeitsstahl (HSS-E-PM) gefertigt. Der HSS-E-PM zeichnet sich durch eine hohe Zähigkeit bei gleichzeitig hoher Härte und Warmfestigkeit aus. Möglich wird dies durch eine sehr gleichförmige Verteilung der feinen Karbide im Gefüge. Zugleich verbessert der Kobaltanteil von 8,5 % die Warmfestigkeit des Schneidstoffs und ermöglicht höhere Schnittgeschwindigkeiten als bei konventionellem HSS-E. Für einen guten Spantransport bei tieferen Gewinden in lang-spanende zähe Materialien ist dieser Gewindebohrer mit einem 50°-Drallwinkel ausgeführt. Die für das Gewindebohren typischen langen und dünnen Späne werden dadurch gut eingerollt und aus dem Gewinde gefördert. Die Gewindegänge im Führungsteil sind zusätzlich abgeschrägt, so dass sich auch beim Reversieren keine Späne zwischen Werkzeug und geschnittenem Gewinde verklemmen können.
Gewinden von Stählen bis ca. 1 000 N/mm²
Auch dieser Gewindebohrer ist mit Tinal Futura Top beschichtet und ermöglicht dadurch die prozesssichere und schnelle Fertigung von Gewinden in rostfreien austenitischen Stählen, aber auch Bau- und Vergütungsstähle bis zu einer Zugfestigkeit von ca. 1 000 N/mm². Im Vergleich zu herkömmlichen Gewindebohrern lassen sich dabei 2–3-fache Schnittwerte und Standwege erzielen.
Günther & Co. GmbHTel. 069/789020, Fax 069/78902574
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