Die grundlegenden Beschichtungstypen von Schaftfräsern

Der Hartmetall-Schaftfräser ist auch als Hartmetall-Schaftfräser bekannt. Die Härte des Werkzeugs selbst liegt im Allgemeinen zwischen HRA88-96 Grad. Aber mit einer Beschichtung auf der Oberfläche kommt der Unterschied. Der günstigste Weg, die Leistung eines Schaftfräsers zu verbessern, ist das Hinzufügen der richtigen Beschichtung. Es kann die Standzeit und Leistung des Werkzeugs verlängern.

Was sind die Grundbeschichtungen von Schaftfräsern auf dem Markt?

1. TiN – Titannitrid – grundlegende verschleißfeste Beschichtung für allgemeine Zwecke

TiN ist die am weitesten verbreitete verschleiß- und abriebfeste Hartstoffbeschichtung. Es verringert die Reibung, erhöht die Chemikalien- und Temperaturbeständigkeit und verringert das Anhaften von Material, das häufig bei der Bearbeitung von weichen Stählen auftritt. TiN eignet sich zur Beschichtung von Werkzeugen aus Hartmetall – Bohrer, Fräser, Schneidwerkzeugeinsätze, Gewindebohrer, Reibahlen, Stanzmesser, Schneidwerkzeuge, Scher- und Biegewerkzeuge, Matrizen, Formen usw. Da es biokompatibel ist, kann es für medizinische Instrumente (chirurgische und zahnärztliche) und implantierbare Geräte verwendet werden. Aufgrund seines goldenen Farbtons hat TiN auch als dekorative Beschichtung breite Verwendung gefunden. Die gebrauchte TiN-Beschichtung lässt sich leicht von Werkzeugstählen ablösen. Die Wiederaufbereitung von Werkzeugen kann insbesondere beim Einsatz teurer Werkzeuge die Kosten erheblich senken.

2. TiCN – Titanium Carbo-Nitride – verschleißfeste Beschichtung gegen Haftkorrosion

TiCN ist eine hervorragende Allzweckbeschichtung. TiCN ist härter und schlagfester als TiN. Es kann zur Beschichtung von Schneidwerkzeugen, Stanz- und Umformwerkzeugen, Spritzgussteilen und anderen Verschleißteilen verwendet werden. Da es biokompatibel ist, kann es auf medizinischen Instrumenten und implantierbaren Geräten verwendet werden. Abhängig von der Anwendung, dem Kühlmittel und anderen Bearbeitungsbedingungen kann die Bearbeitungsgeschwindigkeit erhöht und die Werkzeuglebensdauer um das bis zu 8-fache verlängert werden. Die TiCN-Beschichtung wird aufgrund ihrer relativ geringeren thermischen Stabilität für ausreichend gekühltes Schneiden empfohlen. Die verbrauchte TiCN-Schicht lässt sich leicht ablösen und das Werkzeug neu beschichten. Die Wiederaufbereitung teurer Werkzeuge kann somit die Kosten erheblich senken.

3. Die Aluminium-Titan-Nitrid-Beschichtung (AlTiN)

Es ist eine chemische Verbindung der drei Elemente Aluminium, Titan und Stickstoff. Die Beschichtungsdicke liegt zwischen 1–4 Mikrometer (μm).

Das Besondere an der AlTiN-Beschichtung ist die sehr hohe Hitze- und Oxidationsbeständigkeit. Das liegt unter anderem an der Nanohärte von 38 Gigapascal (GPa). Daraus folgt, dass das Beschichtungssystem trotz einer höheren Schnittgeschwindigkeit und einer höheren Schnitttemperatur stabil bleibt. Im Vergleich zu unbeschichteten Werkzeugen erhöhen AlTiN-Beschichtungen je nach Anwendung eine bis zu vierzehnmal längere Standzeit.

Die stark aluminiumhaltige Beschichtung eignet sich sehr gut für Präzisionswerkzeuge, die harte Materialien wie z.B. Stahl (N/mm²)

Die maximale Anwendungstemperatur beträgt 900° Celsius (ca. 1.650° Fahrenheit) und hat gegenüber der TiN-Beschichtung eine um 300° Celsius höhere Hitzebeständigkeit.

Eine Kühlung ist nicht zwingend erforderlich. In der Regel erhöht die Kühlung aber zusätzlich die Standzeit des Werkzeugs.

Wie bei der TiAlN-Beschichtung allgemein erwähnt, ist zu beachten, dass sowohl die Beschichtung als auch der Werkzeugstahl für den Einsatz in harten Werkstoffen geeignet sein müssen. Deshalb haben wir Spezialbohrer aus Hartmetall mit AlTiN beschichtet.

4.TiAlN – Titan-Aluminium-Nitrid – verschleißfeste Beschichtung für Hochgeschwindigkeitsschneiden

TiAlN ist eine Beschichtung mit ausgezeichneter Härte und hoher Wärme- und Oxidationsbeständigkeit. Der Einbau von Aluminium führte zu einer Erhöhung des thermischen Widerstands dieser PVD-Verbundbeschichtung gegenüber der Standard-TiN-Beschichtung um 100°C. TiAlN wird typischerweise auf Hochgeschwindigkeits-Schneidwerkzeugen beschichtet, die auf CNC-Maschinen zur Bearbeitung von Materialien mit höherer Zähigkeit und unter schwierigen Schnittbedingungen verwendet werden. TiAlN eignet sich besonders für monolithische Hartmetallfräser, Bohrer, Schneidplatten und Stoßmesser. Es kann in Trocken- oder Fast-Trocken-Bearbeitungsanwendungen eingesetzt werden.