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maschine+werkzeug 06/2012

Prozesssicher feinbearbeiten

Technik - Werkzeuge

Glätten - Oberflächen von Werkstoffen mit einer Härte über 60 HRC sind schwer zu glätten. Diamant-Werkzeuge von Baublies können bei der Feinbearbeitung mit guten Ergebnissen überzeugen.

Oberflächenqualität

Thermisch gespritzte Verschleißschutzschichten sind bei hoch beanspruchten Bauteilen nicht wegzudenken: Sie verlängern die Lebenszeit, sorgen für Prozess- und Ausfallsicherheit und optimieren die mechanischen Eigenschaften – vorausgesetzt, die Endbearbeitung stimmt. Hier versprechen Verfahren ohne Spanabnahme sehr gute Oberflächenqualitäten bei gleichzeitig verbesserten Randzoneneigenschaften.

Die Eigenschaften solcher thermisch gespritzter Verschleißschutzschichten beeinflussen die Endbearbeitungsverfahren mit geometrisch bestimmter Schneide erheblich. Ausgehend von der auf mechanischer Verklammerung, Adhäsion und Kohäsion bewirkten Haftung zwischen Substrat und Schicht, müssen die Kräfte einer mechanischen Endbearbeitung optimal dosiert sein. Ansonsten droht die Beschädigung oder gar Ablösung der Schicht.

Neben etablierten spanenden Verfahren mit geometrisch bestimmter und unbestimmter Schneide stehen Alternativen zur Verfügung. Beispielsweise Feinbearbeitungsverfahren ohne Spanabnahme verbessern die Werkstückqualität hinsichtlich besserer Randzoneneigenschaften. Die Untersuchungsergebnisse wurden mit dem Diamant-Glätten an thermisch gespritzten Manganhartstahl-Schichten (X120Mn12) erzielt.

»Bereits 2008 haben wir das Potenzial des Diamant-Glättens erkannt: Verbesserte Rauheit und Randzoneneigenschaft fielen dabei positiv auf, was wir durch die seither zusammengetragenen Ergebnisse untermauern können«, berichtet Dipl.-Ing. Danny Hösel vom Projekt ›Auftragschichten‹ der TU Chemnitz.

Zuerst wurden Werkstücke aus zwei unterschiedlichen Spritzchargen per Drehbearbeitung mit einer beschichteten Mischkeramik aus Aluminiumoxid und Titancarbonitrid vorbehandelt. Darauf folgte die Diamantglättung mit variierenden Glättgeschwindigkeiten, Glättvorschüben und Glättzustellungen. Aufgrund des federnd aufgenommenen Diamantkopfes mit einer Federkonstanten von 96 N/mm wurde über die Zustellung eine differierende Anpresskraft realisiert. Bei der Untersuchung zeigte sich, dass durch das Diamant-Glätten die Oberflächenqualitäten deutlich verbessert werden konnten. Jedoch stand die reduzierte Rauheit stets in Abhängigkeit zum Bearbeitungszustand nach dem Drehen, sodass für beide Chargen unterschiedliche Rauheitsergebnisse erzielt wurden.

  • Das Diamant-Glätten erzielt bei harten Werkstoffen gute Ergebnisse.

    Das Diamant-Glätten erzielt bei harten Werkstoffen gute Ergebnisse.

  • Auch filigrane Bauteile können dank der geringen Kräfte bearbeitet werden.

    Auch filigrane Bauteile können dank der geringen Kräfte bearbeitet werden.

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