Hartbearbeitung: Hart am Limit

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Einschneidend Von Maxime Mader veröffentlicht am 20/06/2022

Bei Praxistests in 1.2379 durchgehärtet auf 60 HRC konnten die Mini-Fräser für die Hartbearbeitung überzeugen

Bei der Hartbearbeitung geht es meist um die Zerspanung von Werkstoffen jenseits von 50 HRC. Dabei handelt es sich um Stähle, die überwiegend im Werkzeug- und Formenbau zum Einsatz kommen. Speziell dafür hat ISCAR eine Serie an Vollhartmetall (VHM)-Fräsern entwickelt, mit denen Anwender Materialien bis 72 HRC problemlos bearbeiten können.

In der Vergangenheit wurden diese sehr harten Eisenwerkstoffe meist geschliffen oder erodiert. Der Einsatz dieser Technologien erforderte allerdings eine Vielzahl an Arbeitsschritten. Das machte die Herstellung eines Bauteiles aufwendig, zeitintensiv und damit teuer.

Das Hartfräsen verbessert diese Situation zwar deutlich, bringt allerdings auch hohe Anforderungen an das Zerspanungswerkzeug mit sich – beispielsweise muss ihre Mikro- und Makrogeometrie an die teils extremen Bedingungen angepasst werden. Großen Einfluss auf die Performance der Fräser haben zudem das Substrat und die Beschichtung. Denn die Kombination und das perfekte Zusammenspiel dieser Komponenten garantiert letztlich den Erfolg bei der Bearbeitungsaufgabe.

Know-how und Erfahrung für neue Herausforderungen

ISCAR kann bei der Entwicklung von innovativen Werkzeuglösungen in nahezu jedem Bereich der Zerspanungstechnik auf umfassende Referenzen und sehr großes Know-how zurückgreifen. Um die immer wieder neuen Aufgaben bewältigen zu können, stehen zudem zahlreiche Ingenieure und Anwendungstechniker weltweit in ständigem Kontakt und teilen ihre Erfahrungen.

Deshalb hat ISCAR heute ein speziell entwickeltes Programm an VHM-Fräsern für die Hartbearbeitung bis 72 HRC im Programm. Neben der sehr guten Schneidkantenstabilität des Grundsubstrates bietet die neue AlTiCCrSiN-beschichtete Schneidstoffsorte IC902+ auch eine verbesserte Verschleißfestigkeit und eine größere Temperaturbeständigkeit. Dadurch kann der Anwender entweder höhere Schnittparameter fahren und die Durchlaufzeit des Werkstücks verkürzen, oder er erzielt eine längere Standzeit und damit mehr Prozesssicherheit.

Fräser für jede Härte

Dabei stehen die beiden Typen EB-H3 (Mini-Kugelfräser) sowie EC-H3 (Mini-Torusfräser) im Fokus. Die Mini-Fräser-Reihe für die High-Speed-Miniaturbearbeitung bieten die ideale Kombination aus Geometrie, Substrat und Beschichtung. Die Fräser verfügen über drei Schneiden mit ungleicher Teilung und erlauben lange Standzeiten. Der 6er-Schaft verleiht dem Werkzeug große Stabilität.

Auch wenn diese Werkzeuge gezielt für die Anforderungen in der Hartbearbeitung entwickelt wurden, so erlaubt das besondere Design und die bestmögliche Kombination von Hartmetall und Beschichtung die Bearbeitung einer Vielzahl unterschiedlicher Werkstoffe. Als wahre Multitalente eignen sich die Werkzeuge sowohl für Stähle unter 45 HRC, wie beispielsweise Werkzeugstahl 1.2312 mit etwa 30 HRC, nicht gehärtete Stähle, rostfreie Stähle und Legierungen, als auch für harte Stähle von 45 bis 72 HRC. Dazu gehört unter anderem Böhler M390 mit 62 HRC. Anwender können aber auch sehr abrasive Stähle, Edelstahl oder Wolfram-Kupfer problemlos mit den Werkzeugen zerspanen.

Erfolgreiche Praxistests

Erfolgreiche Anwendungen in 1.2379 durchgehärtet auf 60 HRC – dem Werkstoffklassiker aus dem Werkzeug- und Formenbau – zeugen von der Leistungsfähigkeit der neuen Werkzeuglinie: Um die Leistungsfähigkeit unter realen Bedingungen abbilden zu können, fuhr ISCAR bei einem großen Werkzeug- und Formenbaubetrieb Testreihen. Unter anderem wurde die Performance des Hochvorschubfräser (HVF) vom Typ EFF-S6 060-180R0.725 HH mit einem Durchmesser von sechs Millimetern gemessen. Das Ergebnis: Beim Schruppen erzielte der neue Mini-HVF-Fräser Standzeiten von 150 Minuten.

Überzeugt von diesen Testergebnissen, spielte ISCAR die Werkzeugfamilie in die Serienproduktion ein, um reale Standzeiten unter wechselnden Bedingungen zu ermitteln. Dabei lag diese durchschnittlich bei mehr 100 Minuten. Die bisher eingesetzten Werkzeuge eines Wettbewerbers kamen im Durchschnitt bei gleichen Schnittdaten – einer Schnittgeschwindigkeit von 60 Metern pro Minute und einem Vorschub von 2.425 Millimetern pro Minute – auf lediglich 60 Minuten. Auch der Mini-Kugelfräser übertraf bei diesem Vergleichstest im 3D-Schlichten die Erwartungen des Kunden deutlich:

Der Kugelfräser EB-H3 010-050 H50 HH mit einem Durchmesser von einem Millimeter erreicht bei einem Test mit einer Schnittgeschwindigkeit von 72 Metern pro Minute, einem Vorschub von 0,023 Millimetern und Schnitttiefen von 0,02 (axial) und von 0,04 Millimetern (radial) eine Standzeit von 140 Minuten.