{"id":22156,"date":"2023-08-18T17:18:12","date_gmt":"2023-08-18T09:18:12","guid":{"rendered":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/?p=22156"},"modified":"2023-08-18T17:19:04","modified_gmt":"2023-08-18T09:19:04","slug":"introduction-to-carbide-cutting-tools-from-5-aspects","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/de\/introduction-to-carbide-cutting-tools-from-5-aspects\/","title":{"rendered":"Einf\u00fchrung in Hartmetall-Schneidwerkzeuge aus 5 Aspekten"},"content":{"rendered":"
In a broader sense, cutting tools encompass both blades and abrasive tools. The majority of cutting tools are intended for machine use, although there are also manual versions. Due to the fact that cutting tools used in mechanical manufacturing are primarily employed for cutting metal materials, the term “cutting tools” is generally understood to refer to metal cutting tools\uff0cwhile tools used for cutting wood are referred to as woodworking tools.<\/p>\n

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Entwicklungsgeschichte von Hartmetall-Schneidwerkzeugen<\/h1>\n

The rapid development of cutting tools came in the late 18th century, paralleling the growth of machinery such as the steam engine. In 1783, Ren\u00e9 in France was the first to create a milling cutter. In 1792, Maudslay in the UK produced tap and die sets. The earliest documented reference to the invention of the twist drill dates back to 1822, but it wasn’t until 1864 that it became commercially produced. Tools at that time were made from integral high-carbon tool steel, with permissible cutting speeds of about 5 meters per minute.<\/p>\n

Im Jahr 1868 stellte Mushet im Vereinigten K\u00f6nigreich einen legierten Werkzeugstahl mit Wolfram her. Im Jahr 1898 erfanden Taylor und White in den USA den Schnellarbeitsstahl. 1923 erfand Schr\u00f6ter in Deutschland Hartlegierungen.<\/p>\n

Durch den Einsatz von legiertem Werkzeugstahl konnten die Schnittgeschwindigkeiten auf rund 8 Meter pro Minute gesteigert werden, durch Schnellarbeitsstahl auf mehr als das Doppelte und durch den Einsatz von Hartlegierungen noch einmal um mehr als das Doppelte. Auch die Oberfl\u00e4chenqualit\u00e4t und Ma\u00dfhaltigkeit der Werkst\u00fccke aus spanabhebenden Bearbeitungen verbessert sich deutlich.<\/p>\n

Aufgrund der relativ hohen Kosten von Schnellarbeitsstahl und Hartlegierungen wurden im Werkzeugbau geschwei\u00dfte und mechanisch geklemmte Strukturen eingef\u00fchrt. Zwischen 1949 und 1950 begann man in den USA mit der Verwendung von Wendeschneidplatten bei Drehwerkzeugen, die sich bald auch auf Fr\u00e4ser und andere Werkzeuge ausdehnten. 1938 erhielt Degussa in Deutschland ein Patent f\u00fcr keramische Schneidwerkzeuge. Im Jahr 1972 produzierte General Electric in den USA polykristalline synthetische Diamant- und polykristalline kubische Bornitrid-Eins\u00e4tze. Diese nichtmetallischen Werkzeugmaterialien erm\u00f6glichten den Werkzeugen das Schneiden mit noch h\u00f6heren Geschwindigkeiten.<\/p>\n

Im Jahr 1969 erhielt Sandvik in Schweden ein Patent f\u00fcr die Herstellung von Hartmetalleins\u00e4tzen mit Titankarbidbeschichtungen mittels chemischer Gasphasenabscheidung. Im Jahr 1972 entwickelten Bondhus und Laguiole in den USA die physikalische Gasphasenabscheidung, bei der Werkzeugoberfl\u00e4chen aus Hartmetall oder Schnellarbeitsstahl mit Hartschichten aus Titankarbid oder Titannitrid beschichtet wurden. Oberfl\u00e4chenbeschichtungsverfahren kombinieren die hohe Festigkeit und Z\u00e4higkeit des Grundmaterials mit der hohen H\u00e4rte und Verschlei\u00dffestigkeit der Oberfl\u00e4chenschicht, was zu einer besseren Schneidleistung dieser Verbundwerkstoffe f\u00fchrt.<\/p>\n

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Kategorisierung von Hartmetall-Schneidwerkzeugen nach Anwendung<\/h1>\n

Cutting tools can be classified into five categories based on the form of the workpiece’s machined surface. These include tools for processing various external surfaces, such as turning tools, planing tools, milling cutters, external grooving tools, and files; tools for hole machining, such as drills, reamers, boring tools, countersinks, and internal grooving tools; thread processing tools, including taps, dies, automatic opening and closing thread chasers, thread turning tools, and thread milling cutters; gear processing tools, including hob cutters, gear shapers, gear shaving cutters, and bevel gear processing tools; and cutting-off tools, including inserted-tooth circular saw blades, band saws, hacksaws, cut-off turning tools, and saw-milling cutters, among others. Additionally, there are combination tools.<\/p>\n

Basierend auf der Schneidbewegung und der entsprechenden Klingenform k\u00f6nnen Schneidwerkzeuge weiter in drei Kategorien eingeteilt werden. Allzweckwerkzeuge wie Drehwerkzeuge, Hobelwerkzeuge, Fr\u00e4ser (ausgenommen Formdrehwerkzeuge, Formhobelwerkzeuge und Formfr\u00e4ser), Bohrwerkzeuge, Bohrer, Reibahlen und S\u00e4gen; Formwerkzeuge, bei denen die Klingenform dieser Werkzeuge dem Profil des Werkst\u00fccks entspricht oder diesem nahe kommt, einschlie\u00dflich Formdrehwerkzeugen, Formhobelwerkzeugen, Formfr\u00e4sern, R\u00e4umnadeln, konischen Reibahlen und verschiedenen Gewindebearbeitungswerkzeugen; Zahnraderzeugungswerkzeuge, die zur Bearbeitung von Zahnradz\u00e4hnen oder \u00e4hnlichen Werkst\u00fccken mit Zahnraderzeugungsverfahren verwendet werden, wie z. B. W\u00e4lzfr\u00e4ser, Zahnradsto\u00dffr\u00e4ser, Zahnradschabfr\u00e4ser und Kegelradhobelwerkzeuge.<\/p>\n

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Kategorisierung von Hartmetall-Schneidwerkzeugen nach Form<\/h1>\n

Werkzeuge mit Griffen gibt es typischerweise in drei Ausf\u00fchrungen: rechteckiger Griff, zylindrischer Griff und konischer Griff. Drehwerkzeuge, Hobelwerkzeuge und andere haben im Allgemeinen einen rechteckigen Griff. Konische Griffe sind so konstruiert, dass sie axialem Schub standhalten und Drehmoment durch Reibungskr\u00e4fte \u00fcbertragen. Zylindrische Griffe werden typischerweise f\u00fcr kleinere Werkzeuge wie Spiralbohrer und Schaftfr\u00e4ser verwendet und das Drehmoment wird durch Reibung \u00fcbertragen, die beim Spannen entsteht. Der Griff vieler Werkzeuge besteht aus niedriglegiertem Stahl, w\u00e4hrend der Arbeitsteil mit Schnellarbeitsstahl verbunden ist und so die beiden Teile vereint.<\/p>\n

The working part of a cutting tool is the section responsible for generating and handling chips. It includes the cutting edge, structures that break or curl the chips, spaces for chip evacuation or storage, channels for cutting fluid, and other structural elements. For some tools, the working part is solely the cutting section, such as turning tools, planing tools, boring tools, and milling cutters. For others, the working part includes both the cutting section and the calibration section, such as drills, reamers, countersinks, internal grooving tools, and taps. The cutting section’s role is to remove chips using the cutting edge, while the calibration section’s role is to finish the machined surface and guide the tool.<\/p>\n

\"Schneidewerkzeug\"<\/p>\n

Grunds\u00e4tze zur Auswahl von Schneidwerkzeugmaterialien<\/h1>\n

Bei der Auswahl von Zerspanungswerkzeugen m\u00fcssen verschiedene Faktoren ber\u00fccksichtigt werden, wie zum Beispiel das Werkst\u00fcckmaterial, das Werkzeugmaterial und die Bearbeitungseigenschaften (Vor- oder Fertigbearbeitung). Die Wahl muss auf der Grundlage der konkreten Umst\u00e4nde getroffen werden.<\/p>\n

Aufgrund seiner hohen Biegefestigkeit, Schlagz\u00e4higkeit und guten Bearbeitbarkeit bleibt Schnellarbeitsstahl auch in der heutigen Zeit das am h\u00e4ufigsten verwendete Werkzeugmaterial. Hartmetall folgt als zweitbeliebteste Wahl.<\/p>\n

Polykristallines kubisches Bornitrid eignet sich zum Schneiden von verg\u00fctetem Stahl mit hoher H\u00e4rte, geh\u00e4rtetem Gusseisen und \u00e4hnlichen Materialien. Polykristalliner Diamant eignet sich zum Schneiden von Nichteisenmetallen, Legierungen, Kunststoffen und Glasfasern. Kohlenstoff-Werkzeugstahl und legierter Werkzeugstahl werden heute nur noch f\u00fcr Werkzeuge wie Feilen, Gewindebohrer und Matrizen verwendet.<\/p>\n

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Hartmetall-Schneidwerkzeugsorten<\/h1>\n

Hartmetallsorten f\u00fcr Schneidwerkzeuge werden je nach Anwendungsgebiet in sechs Typen eingeteilt: P, M, K, N, S und H, die jeweils f\u00fcr bestimmte Zwecke verwendet werden:<\/p>\n

P: Schneiden langer Sp\u00e4ne in Materialien wie Stahl, Stahlguss und Temperguss.<\/p>\n

M: Allgemeine Bearbeitung von Legierungen, einschlie\u00dflich legiertem Stahl, legiertem Gusseisen, rostfreiem Stahl und Manganstahl.<\/p>\n

K: Schneiden kurzer Sp\u00e4ne in Materialien wie Grauguss.<\/p>\n

N: Verarbeitung von Nichteisenmetallen und nichtmetallischen Werkstoffen.<\/p>\n

S: Bearbeitung hitzebest\u00e4ndiger und hochwertiger Legierungswerkstoffe.<\/p>\n

H: Schneiden von harten Materialien wie verg\u00fctetem Stahl und kaltgeh\u00e4rtetem Gusseisen.<\/p>\n

Jede Kategorie hat Untergruppennummern, z. B. 01, 10, 20, 30 und 40 f\u00fcr P, M, K und 01, 10, 20, 30 f\u00fcr N, S, H. Innerhalb jeder Untergruppe wird mit zunehmender Nummer die Die H\u00e4rte nimmt ab, w\u00e4hrend die Biegefestigkeit zunimmt.<\/p>\n

Die Grundzusammensetzung von P-Legierungen besteht aus TiC und WC als Basis, mit Co (oder Ni) als Bindemittel. Die Sorten M bis H haben alle WC als Basis und Co als Bindemittel, manchmal mit Zusatz von TaC und NbC.<\/p>\n

Wolfram-Kobalt-Legierungen (WC-Co) sind die am h\u00e4ufigsten verwendeten Hartmetallmaterialien und bestehen haupts\u00e4chlich aus Wolframkarbid (WC) und Kobalt (3% bis 30%). Bei der Verwendung f\u00fcr Schneidwerkzeuge liegt der Co-Gehalt im Bereich von 3% bis 13% und die durchschnittliche WC-Korngr\u00f6\u00dfe betr\u00e4gt 1 bis 5 \u03bcm. Bei Werkzeugen kann der Co-Gehalt bis zu 30% betragen, bei einer durchschnittlichen WC-Korngr\u00f6\u00dfe von 10 \u03bcm.<\/p>\n

WC-Co-Hartmetall kann zum Schneiden von Gusseisen, Nichteisenmetallen und nichtmetallischen Materialien verwendet werden. Es kann auch f\u00fcr Ziehmatrizen, Kaltstauchmatrizen sowie Mess- und Schneidwerkzeuge verwendet werden. Das Karbid kann basierend auf dem Kobaltgehalt in Legierungen mit niedrigem Kobaltgehalt, mittlerem Kobaltgehalt und hohem Kobaltgehalt sowie in mikrokristalline, feinkristalline, mittelkristalline und grobkristalline Legierungen basierend auf der WC-Korngr\u00f6\u00dfe eingeteilt werden.<\/p><\/div>\n

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