Mikro- und Makrozerspanung von PM-Stählen

Voraussetzungen für die wirtschaftliche Zerspanung von gehärteten Stahlwerkstoffen sind neben entsprechend steif ausgelegten Maschinen insbesondere optimierte Bearbeitungsprozesse und geeignete Werkzeuge. Neu- und Weiterentwicklungen im Bereich der Schneidstoff- und Beschichtungstechnologien zeigen hierbei großes Potenzial für eine wirtschaftliche und prozesssichere Hartdreh- und -fräsbearbeitung von Stählen mit Rockwellhärten um 65 HRC. Ziel der Arbeiten am IWF war daher die Erarbeitung einer Fertigungsstrategie bestehend aus Schneidstoff, Werkzeuggeometrie und kinematischen Zerspanungsgrößen, die ein prozesssicheres und wirtschaftliches Hartdrehen und -fräsen ermöglicht. Der makroskopisch zu zerspanende pulvermetallurgisch hergestellte Schnellarbeitsstahl HS6-5-3, Werkstoffnummer 1.3344 (auch AISI M3 oder PM23), lag in einer anwendungstypischen Kernhärte von 65±3 HRC vor. Die Ergebnisse zeigen, dass die Hartbearbeitung von pulvermetallurgisch erzeugten Stählen auch im Härtebereich von 65 HRC prozesssicher möglich ist. Für experimentelle Untersuchungen zum Mikrofräsen wurde der Werkstoff PM X190CrVMo20 eingesetzt. Im Ergebnis wurde eine Werkzeuggeometrie entwickelt, mit der es möglich ist, die Mikrozerspanung von PM-Stählen hoher Härte zu ermöglichen. Werkzeugbruch konnte durch diese Entwicklung als Hauptversagenskriterium eliminiert werden. In Zerspanversuchen konnten Aussagen zu geeigneten Schneidstoffen und Beschichtungen sowie Werkzeuggeometrien als auch Richtwerten beim Werkzeugeinsatz erarbeitet werden.