Influence of hard milling on the surface integrity of hot working steel

Die Effizienz und Qualität von Umform- und Formpressprozessen ist stark abhängig von der Oberflächenqualität der Werkzeuge, Pressbacken und Formen. Die Eigenschaften dieser Werkzeuge sind signifikant abhängig vom Material, der Geometrie und deren Genauigkeit sowie der Oberflächengüte. Das Bearbeiten von Warmarbeitsstählen nach dem Härten stellt eine große Herausforderung an den mehr axialen Fräsprozess. In dieser Arbeit werden die Bearbeitung sowie die daraus resultierende Belastung auf die oberflächennahen Bereiche untersucht. Untersucht wurden die meist verwendeten Materialien die im Druckguss Verwendung finden, 1.2343, 1.2344, 1.2367 und 1.2340. Es wurde festgestellt, dass es durch Wahl von passenden Bearbeitungsparametern zu einer signifikanten Reduktion von oberflächennahen Verformungen durch pflügende Abtrag, sowie von Rissen und Verformungen der Mikrostruktur und von lokalen oberflächennahen Härteanstiegen durch die Bearbeitung kommt im Vergleich zu ungünstigen Bedingungen wie Bearbeiten mit verschlissenem Werkzeug.

The efficiency of forming and moulding processes highly depends on the surface quality of the manufactured tools, dies and moulds. The capability of these tools is significantly defined by the tooling material, the geometrical precision and the integrity of the sub-surface. Machining of hot working steels in their hardened state is a major challenge for multi-axis hard milling processes in the tooling sector. In this study the machining and the related impact to the generated sub-surface was investigated. The most utilized hot working steels, especially in the field of die casting, 1,2343, 1,2344, 1,2367 and 1,2340 were considered. It was observed that mainly by choosing appropriate cutting parameters, ploughing-related sub-surface deformation as well as cutting, tearing and deformation of the microstructure and local machining-related sub-surface hardness-increase can be significantly decreased in contrast of choosing "worst case" scenarios in terms of centre milling and milling with worn milling tools.