Bohrwerkzeuge aus Schnellarbeitsstahl – gute Qualität zu einem angemessenen Preis-Leistungs-Verhältnis

Hartmetall oder HSS?

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Hartmetall oder HSS? Die Kompetenzen der Schneidstoffe sind klar verteilt. Insbesondere bei der Klein- und Mittelserienfertigung, bei instabilen Bearbeitungsverhältnissen und immer dann, wenn Zähigkeit gefordert wird, setzen Anwender nach wie vor auf Bohrwerkzeuge aus Schnellarbeitsstahl (HSS). Der Produktbereich HSS-Bohrwerkzeuge bei Gühring punktet mit einer großen Programmbreite und einer sehr hohen Fertigungstiefe.

Bei Bearbeitungssituationen mit schwierigen Aufspannverhältnissen oder zum Beispiel bei der Bearbeitung von dünnen Bauteilen oder Blechen, bei denen allgemein die Gefahr zum Durchbiegen oder zur Vibration der Bauteile besteht, sind HSS-Werkzeuge den Hartmetallwerkzeugen vorzuziehen. Werkzeuge aus Schnellarbeitsstahl können die hierbei auftretenden Belastungen wie zum Beispiel Querkräfte besser kompensieren und bieten dadurch eine hohe Prozesssicherheit. Zudem sind die HSS-Werkzeuge auch in der Fertigung von kleinen oder mittleren Losgrößen gefragt, da sie dort gute Qualität zu einem angemessenen Preis-Leistungs-Verhältnis versprechen.

HSS ist nicht gleich HSS: Legierung und Veredelung

Bohrer aus Schnellarbeitsstahl werden aus hochwertigen, sorgfältig ausgewählten Stahlsorten gefertigt. Je nach Einsatzfall der Bohrwerkzeuge kann entweder konventioneller HSS als Schneidstoff verwendet werden oder aber höherlegierte Sorten (HSCO) oder pulvermetallurgisch hergestellte Stähle (HSS-E-PM). Wolfram und Molybdän als Legierungselemente erhöhen dabei die Verschleißfestigkeit und die Anlassbeständigkeit des Schneidstoffes. Kobalt steigert zudem die Warmhärte und Anlassbeständigkeit. Schnellarbeitsstahlbohrer aus kobaltlegiertem HSCO eignen sich daher beispielsweise bei hohen Schnitttemperaturen oder bei ungünstiger Kühlung.

Neben blanken Werkzeugen und beschichteten Werkzeugen mit erhöhter Verschleißfestigkeit kommen bei speziellen Einsatzfällen Werkzeuge mit weiteren Oberflächenveredelungen zum Einsatz. Fasennitrierte HSS/HSCO-Bohrer sind zum Beispiel für die Bearbeitung von Grauguss, Al mit hohem Si-Gehalt oder Stählen mit hohem Perlitgehalt empfehlenswert. Dampfbehandelte Werkzeuge können Kaltverschweißungen, wie sie beispielsweise bei der Bearbeitung von kohlenstoffarmen Stählen auftreten, vermeiden.

Mit einer jährlichen Reinvestition von ungefähr sieben Prozent des Umsatzes investiert Gühring in großem Maße in die Forschung und Entwicklung für seine Präzisionswerkzeuge. Neben modernen Schneidstoffen und speziell ausgelegten Hartmetallsorten, wird – entgegen der gängigen Annahmen – auch der Bereich HSS kontinuierlich weiterentwickelt. So wurden einige Werkzeugspezialisten aus Schnellarbeitsstählen realisiert, die für bestimmte Anwendungsbereiche oder Bearbeitungsaufgaben zugeschnitten sind und Vollhartmetall hinsichtlich der Erfüllung dieser besonderen Bedingungen in den Schatten stellen.

Kein Flugzeug ohne HSS

In der Luftfahrt Status Quo: Bohrwerkzeuge aus HSS/HSCO werden aufgrund ihrer Eigenschaften unter anderem bei Maschinenverhältnissen mit begrenzter Leistung, das heißt mit begrenzten Drehzahlen zum Beispiel bei Mehrspindelautomaten, eingesetzt. Auch bei Maschinen mit instabilen Bearbeitungsverhältnissen wie bei Ständer- oder Handbohrmaschinen kommen sie zum Einsatz und sind beispielsweise bei Nietlochbohrungen in der Luftfahrtindustrie nach wie vor unverzichtbar.

Ihre höhere Zähigkeit gegenüber Hartmetallwerkzeugen und die damit einhergehenden Werkzeugeigenschaften wie zum Beispiel die Fähigkeit zur Verformung bei der Einwirkung von Querkräften, sorgen für eine hohe Prozesssicherheit ohne Werkzeugbruch. Der Montagebohrer Aero-X aus Gühring-HSCO-Stahl kommt auf Handbohrmaschinen oder maschinell zum Einsatz und eignet sich für allgemeine Montagearbeiten, etwa im Flugzeugbau. Das Bohrwerkzeug ist aus 8-%-kobaltlegiertem Schnellarbeitsstahl gefertigt, wodurch er eine erhöhte Warmfestigkeit besitzt. Somit bietet er Höchstleistungen auch bei hohen Temperaturen und ermöglicht das Arbeiten in schwerzerspanbaren Materialien. Mit einem eigens entwickelten 135°-Spezial-Kreuzanschliff können exakte Bohrungstoleranzen bei geringen Vorschubkräften realisiert werden. Die reduzierten Radialkräfte ermöglichen prozesssicheres Arbeiten. Der Aero-X hat außerdem einen ansteigenden Kern, der das Werkzeug zusätzlich stabilisiert, bei gleichzeitig geringsten Kräften. Eine speziell geformte Spannut sowie die Bronze-Oxid-Oberfläche mit verbesserten Schleifoberflächen führen Späne prozesssicher ab.

20xD ohne Entspanzyklen

Der GT 2000 ist ein spiralisierter HSS-E-PM-Tieflochbohrer, mit dem Bearbeitungstiefen von bis zu 20 x D in einem Zug und ohne Innenkühlung möglich sind. Dadurch werden Bearbeitungszeiten im Vergleich zu herkömmlichen HSS-Tieflochbohrern deutlich reduziert – bei gleichzeitig höheren Standwegen. Durch die eigens entwickelte Spitzengeometrie, die sich durch einen 4-Flächen-Anschliff mit einer S-förmigen Ausspitzung auszeichnet, wird eine sehr gute Spanbildung erreicht. Die parabolische Spannut verbessert die Spanabfuhr im Vergleich mit herkömmlichen HSS-Tieflochbohrern zudem deutlich.

Als Schneidstoff kommt ein pulvermetallurgischer HSS-Stahl zum Einsatz. Dieser zeichnet sich im Vergleich zu herkömmlichen HSS-Werkstoffen durch die höhere Dichte und Gleichmäßigkeit des Gefüges – und dadurch durch eine höhere Verschleißbeständigkeit – aus. Dadurch ergeben sich Einsatzgebiete auf Drehmaschinen, die zu instabil für Vollhartmetall-Spiralbohrer sind, oder Bearbeitungszentren, bei denen keine Möglichkeit für Innenkühlung besteht. Im Vergleich zu konventionellen Werkzeugen konnte die Bearbeitungszeit auf ein Drittel verkürzt und ein dreifacher Standweg erreicht werden. Die titanaluminiumnitrid-basierte Kopfbeschichtung sorgt für eine hohe Verschleißbeständigkeit der Werkzeugschneide, die in der Bearbeitung stark belastet wird.

Langlebig in rostfreien Stählen

Der Sirius-beschichtete HSCO-VA-Spiralbohrer ermöglicht wirtschaftliches und prozesssicheres Bohren in VA-Materialien. Geringe Vorschubkräfte und beste Zentriereigenschaften resultieren aus dem 130°-Kreuzanschliff. Reduzierte Radialkräfte machen prozesssicheres Arbeiten sowie punktgenaues Anbohren ohne Ankörnen oder Anzentrieren möglich. Ein wirkungsvoller Verschleißschutz und höhere Standzeiten werden dank der Sirius-Beschichtung garantiert. Speziell geformte Spannuten stellen eine prozesssichere Spanbildung und Spanabfuhr, besonders bei der VA-Bearbeitung, sicher. 5-%-kobaltlegierter Schnellarbeitsstahl ermöglicht durch seine hohe Warmhärte das Arbeiten in VA-Materialien bei hohen Temperaturen und sorgt für eine lange Werkzeuglebensdauer.

Die Sirius-Schicht wurde gezielt für die Bearbeitung rostfreier Stähle entwickelt. Sie verbindet geringe Spanreibung mit hohem Verschleißwiderstand durch die innovative Kombination von TiAlN und ZrN. Während des Bohrens in VA sind die Schneiden der HSCO-VA-Spiralbohrwerkzeuge extremer Belastung ausgesetzt. Eine mechanisch besonders widerstandsfähige Schicht mit niedrigem Reibwert vermeidet dabei Beschädigungen an den Schneidkanten. Grundvoraussetzung dafür ist eine sehr geringe chemische Wechselwirkung mit rostfreien Stählen. Die zäh-harte TiAlN-Funktionsschicht garantiert eine hohe Verschleißbeständigkeit. Zirkonnitrid in der Deckschicht verbessert den Spanfluss signifikant, da die chemischen Reaktionen zwischen Beschichtung und Werkstück gesenkt werden. Die Sirius bietet damit sehr gute Voraussetzungen für die Zerspanung von VA-Werkstoffen.

Gühring KG
www.guehring.de



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