Maßgeschneiderte Beschichtungen für Außengewindewerkzeuge

Spanlose Umformung von Gewinden schont Ressourcen

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LMT Tool Systems bietet das weltweit größte Produktprogramm für die Gewindeherstellung. Eine besondere Kompetenz liegt hierbei auf der spanlosen Umformung von Gewinden – bei der Innen- und vor allem der Außengewindeherstellung.

Autoren: Uwe Kretzschmann*, Dr.-Ing. Philipp Immich* und Stefan Möller**

LMT Fette-Rollköpfe können auf nahezu allen Bearbeitungsmaschinen in den verschiedensten Positionen eingesetzt werden. Je nach Bauart der Maschine sind sie auf Längsschlitten, Querschlitten, Revolvern, Spindelkopf von Drehmaschinen, Bearbeitungszentren und Rollmaschinen montierbar. Auch auf CNC-Maschinen bietet der Einsatz von LMT Fette-Rollköpfen entscheidende Vorteile: Durch die Einsparung teurer Maschinenzeit wird das Gewinde sekundenschnell in einem einzigen Durchgang fertiggestellt, während das CNC-gesteuerte Schneiden bzw. Strehlen dagegen meist mehrere Durchgänge erfordert.
LMT Fette bietet eine Vielfalt von Rollen- und Rollkopfausführungen, beispielsweise für
  • Gewinde-Durchmesser von 1,4 bis 230 mm
  • alle gebräuchlichen Gewindearten
  • viele Sonder- und Spezialprofile
  • nahezu alle Werkstücke
  • fast alle Werkstoffe
Die Vorteile der spanlosen Gewindefertigung sind
  • hohe Wirtschaftlichkeit
  • kurze Bearbeitungs- und Taktzeiten
  • extrem lange Standzeiten
  • gesteigerte Gewindefestigkeit
  • hohe Oberflächengüte
  • große Genauigkeit
… und als weiterer besonderer Vorteil: kein Späneabfall. Somit ist das Rollen mit einem Gewinderollkopf auch materialsparend und schont wertvolle, natürliche Ressourcen.
Fortschritt vorantreiben
Seit Jahrzehnten treibt LMT Fette den technologischen Fortschritt des Gewinderollverfahrens voran. So war es die logische Konsequenz, dass die Entwickler von LMT Fette aus Schwarzenbek auch die aktuellen Herausforderungen unserer Kunden aufgenommen und mit einer maßgeschneiderten Lösung versehen haben.
Moderne Werkstoffe stellen immer höhere Anforderungen an alle Arten von Zerspanungswerkzeugen. Mit dem Ziel, Fertigungsschritte in der Warmbehandlung möglichst zu eliminieren, haben hochfeste Werkstoffe längst in die betriebliche Praxis Einzug gehalten. Ein starkes Mittel zur Leistungssteigerung bei den Zerspanungswerkzeugen ist hierbei der Einsatz von Hochleistungsbeschichtungen. Hier hat sich LMT Fette in nunmehr über 30 Jahren ein großes Knowhow aufgebaut, was immer wieder durch innovative Hochleistungsbeschichtungen unter Beweis gestellt wird.
Im Bereich der spanlosen Außengewindeherstellung hat LMT Fette die weltweit erste Beschichtung von Gewinderollen – Protec Power – erfolgreich eingeführt und damit einen neuen Leistungsstandard definiert.
Bisher eingesetzte Gewinderollwerkzeuge stoßen an ihre Grenzen, wenn es um die Bearbeitung hochfester Werkstoffe (u003E1600 N/mm²) oder Hochleistungswerkstoffe, wie Nickel- oder Titanbasislegierungen geht.
Wirtschaftlich können diese Werkstoffe nur dann bearbeitet werden, wenn unter anderem die Verschleißteile eine ausreichend hohe Standzeit aufweisen. Das Verschleißteil bei Rollköpfen stellt die Gewinderolle dar. Die beim Umformprozess auftretenden extrem hohen Flächenpressungen führen zu Verschleißerscheinungen wie Rissbildung und Materialausbrüchen. Diese entstehen infolge von Oberflächenzerrüttungen. Eine Werkstoffermüdung durch die dynamische Wälz- und Walkbewegung führt zu einer Ermüdung des Rollkörpers im Randbereich. Weiterhin gibt es auch abrasiven Verschleiß: Mechanische Beanspruchung der Oberfläche durch feinste Partikel führt zu einer Zerfurchung der Oberfläche und damit zu einem Ausfall.
Ausgehend von diesem Belastungskollektiv ergab sich der Lösungsansatz für die Entwickler von LMT Fette: Veränderung der Oberflächeneigenschaften zur Senkung des abrasiven und adhäsiven Verschleißes durch Beschichtungen und Oberflächendiffusionsverfahren.
Realisiert wurde dieser Lösungsansatz in einer Weltneuheit für Gewinderollen: Protec Power. Durch die Kombination von Diffusionsbehandlung und einem Beschichtungsverfahren wird eine wesentlich verbesserte Lebensdauer des Werkstoffverbunds erreicht. Diese Lösung wurde maßgeschneidert für den Anwendungsfall der Umformung von hoch- und höherfesten Werkstoffen konzipiert und ausgelegt.
Protec Power-Rollen ermöglichen den Vorstoß in eine neue Leistungsdimension im Gewinderollen im Hinblick auf Qualität der erzeugten Oberfläche und vor allem der Standzeit der Rollen.
Ein beeindruckendes Beispiel für die gesteigerte Leistungsfähigkeit von Protec Power-Rollen wurde in der Bearbeitung von Schrauben-Werkstoff 10.8 mit einer Zugfestigkeit von ca. 1100 N/mm² erreicht. Zum Einsatz kam hier ein Axial-Gewinderollkopf von LMT Fette. Die Standzeit pro Rollensatz betrug bisher ca. 300 Gewinde – durch den Einsatz von Protec Power-Rollen konnte die Standzeit pro Rollensatz auf 4200 Gewinde gesteigert werden. Dies entspricht einer Steigerung von 1400 % – bei gleichen Einsatzparametern!
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