Oberflächen-Beschichtungen

Beschichtete Gewindewerkzeuge erbringen höhere Standzeiten und erlauben eine deutliche Anhebung der Schnittdaten. Durch die Hartstoff-Beschichtung erhöht sich die Verschleißfestigkeit des Gewindebohrers erheblich. Die Bildung von Kaltverschweißungen und Aufbauschneiden wird verhindert. Durch die stark reduzierte Reibung und das bessere Gleitverhalten der beschichteten Werkzeuge werden die Schnittkräfte herabgesetzt, der Schneidenverschleiß verringert und die Oberflächengüte der geschnittenen Gewinde wesentlich verbessert. 
 

TiN (Titannitrid)

Monolayer Beschichtung

Farbe: goldgelb

Mikrohärte: 2.300 HV

Temperaturbeständigkeit: bis 600 °C

Wärmeleitfähigkeit: 0,07 kW/mK

Reibungskoeffizient: 0,4

Schichtdicke: 1,5 – 3 µm

Die TiN-Beschichtung empfiehlt sich vor allem bei weichen bis zähharten Stählen, Guss und vielen NE-Metallen. Als kostengünstige Allround-Schicht bietet TiN ein breites Anwendungsspektrum. Ein weiterer Vorteil: TiN-Werkzeuge können bis zu fünfmal nachbeschichtet werden, ohne dass ein vorheriges Entschichten nötig wäre.

TiN+ (Titannitrid + Gleitschicht)

Zweilagige Multilayer Beschichtung

Farbe: dunkelgrau

Mikrohärte: 3000 HV

Temperaturbeständigkeit: bis 500 °C

Wärmeleitfähigkeit: 0,07 kW/mK

Reibungskoeffizient: 0,15 – 0,20

Schichtdicke: 2 – 4 µm


Die TiN+-Beschichtung ist eine Kombination aus der TiN-Hartstoffschicht und einer darüberliegenden Gleit-Deckschicht. TiN+ erhöht die Standzeit und verbessert den Spanabfluss. 
TiN+ empfiehlt sich in der CNC-Bearbeitung vor allem bei weichen bis zähharten Stählen bis 1200 N/mm2, VA-Stähle bis 1100 N/mm2 und vielen NE-Metallen wie Kupfer, Messing, Bronze und Rein-Titan. 

Nachteil: TiN+-Werkzeuge müssen vor dem Nachbeschichten entschichtet werden.

TiCN (Titancarbonitrid)

Mehrlagig gradierte Beschichtung

Farbe: grauviolett / blaugrau

Mikrohärte: 3.000 HV

Temperaturbeständigkeit: bis 400 °C

Wärmeleitfähigkeit: 0,10 kW/mK

Reibungskoeffizient: 0,3

Schichtdicke: 4 – 7 µm

 

Die TiCN-Beschichtung bringt deutliche Vorteile bei hochfesten Stählen, abrasiven Werkstoffen (wie GG, hochfesten Alu-Legierungen) und auch bei unterbrochenen Schnitten, da die Beschichtung relativ unempfindlich gegen Schlagbelastungen ist. Wenn TiN nicht ausreicht und erhöhte Anforderungen an Härte und Zähigkeit gestellt werden, dann kommt TiCN zum Einsatz. Wegen der verminderten Hitzebeständigkeit ist allerdings eine intensive Kühlung der TiCN-beschichteten Werkzeuge wichtig.

TiAlN (Titanaluminiumnitrid)

Nanostrukturierte Beschichtung

Farbe: schwarzviolett / violettgrau

Mikrohärte: 3.300 HV

Temperaturbeständigkeit: bis 900 °C

Wärmeleitfähigkeit: 0,05 kW/mK

Reibungskoeffizient: 0,25

Schichtdicke: 1,5 – 3 µm

Die TiAlN-Beschichtung weist eine erhöhte chemische Stabilität und Hitzebeständigkeit auf und ist deshalb leistungssteigernd einzusetzen bei hohen Temperaturbelastungen, eingeschränkten Kühlungsmöglichkeiten (wie etwa bei kleinen Abmessungen und tiefen Bohrungen) und erhöhten Schnittgeschwindigkeiten (über 60 m/min). TiAlN bietet darüber hinaus Vorteile bei abrasiven und schwer zerspanbaren Werkstoffen und – mit Einschränkungen – auch in der Trockenbearbeitung. 
TiAlN-Werkzeuge lassen sich nachbeschichten – bis zu fünfmal, ohne vorheriges Entschichten. 
Die TiAlN-Schicht ist auch in den Varianten TiAlN-FUTURA und TiAlN+WC/C lieferbar.

X.TREME (TiAlN-TiN-Basis)

Multilayer Beschichtung

Farbe: rotviolett

Mikrohärte: 3.600 HV

Temperaturbeständigkeit: bis 800 °C

Wärmeleitfähigkeit: 0,05 kW/mK

Reibungskoeffizient: 0,3

Schichtdicke: 3 – 4 µm


Die mehrlagige X.TREME-Schicht verbindet die Vorzüge von TiN, TiCN und TiAlN, bietet im Vergleich zu TiN eine zwei- bis dreimal höhere Leistung und ist als Allround-Schicht mit verbesserter Wärme-Isolierung und hoher Zähigkeit nahezu universell einsetzbar – auch und gerade bei der MMS-Anwendung und HSC-Bearbeitung. 

Kombi-Schicht (TiAlN + Weichstoff-Gleitschicht)

Mehrlagig lammelare Beschichtung

Farbe: dunkelgrau

Mikrohärte: 3000 HV

Temperaturbeständigkeit: bis 800°

Reibungskoeffizient: 0,15 – 0,20

Schichtdicke: 2 - 3 µm

 

Bestgeeignet für die Trockenbearbeitung ist die Kombination aus Hartstoff- und Weichstoffschicht. Extrem hartes und temperaturfestes TiAlN-X an den Schneidkanten und eine spezielle Gleitschicht mit minimalen Reibungsbeiwerten bewirken eine enorme Verschleißfestigkeit und einen zuverlässigen Spanabfluss. Die Folge sind signifikante Leistungssteigerungen bei duktilen und hochfesten Werkstoffen, beim Gewindeschneiden mit hohen Schnittgeschwindigkeiten (HSC), bei der Trockenbearbeitung von Stahl und AlSi-Legierungen und beim Einsatz der Minimalmengen-Schmierung (MMS). Unser Gewindebohrer-Typ ÖKO wird mit Kombischicht geliefert.

CrN (Chromnitrid)

Monolayer Beschichtung

Farbe: silbergrau

Mikrohärte: 1.800 HV

Temperaturbeständigkeit: bis 700 °C

Reibungskoeffizient: 0,3


Die CrN-Schicht ist hinsichtlich thermischer Stabilität und Korrosionsbeständigkeit der TiN- und TiCN-Schicht überlegen. Sie bietet günstige Reibwerte und eine hohe Abriebfestigkeit und Zähigkeit. 
Als Ersatz für die hartverchromte Oberfläche eignet sich die CrN-Schicht zur Bearbeitung von Kupfer, Kupferlegierungen, Titanlegierungen und langspanendem Aluminium ohne Si-Gehalt.

Nitrierung

Tenifer-behandelt

Die Nitrierung bewirkt eine Erhöhung der Oberflächenhärte (1.100 – 1.200 HV bei einer Nitriertiefe von 0,02 – 0,03 mm) und eine wesentliche Verbesserung des Verschleißwiderstandes sowie der Gleiteigenschaften. Bei feinen Steigungen (< 0,5 mm) besteht allerdings die Gefahr der Versprödung der Gewindezähne. Die nitrierte Oberfläche empfiehlt sich bei stark verschleißend wirkenden Werkstoffen wie etwa Grauguss, Stählen mit höherem Perlitgehalt, Titanlegierungen, AlSi-Legierungen mit hohem Si-Anteil (> 10%), Bakelit und anderen Duroplasten.

Vaporisierung

Dampfangelassen

Die Vaporisierung erzeugt eine kristalline Eisenoxidschicht von 0,003 bis 0,010 mm Tiefe, die den Gleitwiderstand und die direkte Reibung zwischen Gewindebohrer und Werkstück verringert und dem Schneidöl eine bessere Haftung gibt. Dadurch wird die Gefahr von Aufbauschneiden und Kaltaufschweißungen („Anklebungen“ von Spanteilchen), zum Beispiel bei kohlenstoffarmen Stählen, weitgehend vermieden. Das Vaporisieren ist nur für die Bearbeitung von Eisenwerkstoffen geeignet.

Caldurierung

Nitriert und dampfbehandelt

Die Caldurierung ist eine Kombination aus Nitrieren und Dampfanlassen und verbindet die Vorzüge beider Oberflächenbehandlungen. Empfehlenswert sind caldurierte Gewindebohrer bei der Bearbeitung von Werkstoffen, die gleichermaßen zäh sind und verschleißend wirken. Wir setzen die caldurierte Oberfläche vor allem bei unserem Allround-Gewindebohrer Typ POLY ein.

Hartverchromung 

HCr

Die Hartverchromung (HCr) verbessert die Gleiteigenschaften durch Reduzierung der Oberflächen-Rauigkeit des Gewindebohrers. Die durch elektrolytische Abscheidung aufgetragene Hartchromschicht von ca. 0,005 mm Dicke hat eine Härte von 1.000 bis 1.200 HV. Das Hartverchromen ist zu empfehlen bei Werkstoffen mit niedriger Festigkeit, vor allem bei Kupfer und Cu-Legierungen. 
Die Vorteile der verminderten Reibung und der dadurch reduzierten Schnittkräfte gehen bei einer Zerspanungstemperatur von über 250 °C allerdings wieder verloren.

TN2 = TIALN (Titanaluminiumnitrid) + TIN (Titannitrid)

Zweilagige Multilayer Beschichtung

Farbe: gold

Mikrohärte: 3.500 HV

Temperaturbeständigkeit: bis 800 °C

Reibungskoeffizient: 0,3

 

Die TN2-Beschichtung zeichnet sich durch sehr gute Abriebfestigkeit, hohe thermische Beständigkeit und niedrigen Reibungskoeffizienten aus. Durch die Reduzierung der Reibung wird die Lebensdauer des Werkzeugs erheblich verlängert und die Qualität der bearbeiteten Oberfläche verbessert. Durch die Kombination der extrem harten TiAIN-Schicht mit der formbaren TiN-Schicht haben wir eine intelligente, selbstregulierende Struktur der Werkzeugoberfläche, die sich den verarbeitungsbedingten Spannungen anpasst, wodurch die Widerstandsfähigkeit des Werkzeugs gegen Brüche verbessert wird. TN2 ist insbesondere für die Werkzeuge zur Bearbeitung von Stählen (Rm < 1000 MPa), Edelstählen, Guss und Nicht-Eisen-Metallen.

TC = TIN (Titannitrid) + TiCN (Titancarbonitrid)

Multilayer Beschichtung

Farbe: anthrazit

Mikrohärte: 3.700 HV

Temperaturbeständigkeit: bis 400 °C

Reibungskoeffizient: 0,2

 

TC ist eine mehrschichtige, allgemein verwendete Beschichtung, die sich durch eine sehr hohe Härte, gute Beständigkeit und einen niedrigen Reibungskoeffizienten auszeichnet.
Die TiN-Basisschicht bietet eine hohe Adhäsion an einem Werkzeug und einen beträchtlichen Widerstand gegen dynamische Belastungen. Die obere TiCN/TiC-Schicht mit ihrer hohen Härte und dem niedrigen Reibungskoeffizienten gewährleistet einen sehr guten Widerstand gegen Abrieb. Die Kombination der oben genannten Eigenschaften ermöglicht den Schutz der Kanten vor Materialablagerungen und von Absplitterungen. Aufgrund der relativ geringen Temperaturbeständigkeit sollte die richtige Kühlung des Werkzeugs angewendet werden. Die Beschichtung ist hauptsächlich für die Werkzeuge zur Bearbeitung von Stählen (insbesondere mit hoher Festigkeit Rm > 1000 MPa), Guss, Nicht-Eisen-Metallen und gehärtete Werkstoffen.

HL = TIALN + WC (Wolframcarbid / Hardlube) 

Multilayer Beschichtung

Farbe: dunkelgrau

Mikrohärte: 3.000 HV

Temperaturbeständigkeit: bis 800 °C

Reibungskoeffizient: 0,15

 

Die Hochleistungseigenschaften der HL-Beschichtung wurden durch die Anwendung der fortschrittlichen Nanokomposit-Struktur erreicht. Die TiAIN-Schicht mit ihrer hohen Härte und Temperaturbeständigkeit bietet eine stabile, abriebfeste Basis der Beschichtung. Die obere WC/C-Schicht besteht aus Wolframkarbid-Nanokristalliten, die von einer Kohlenstoffschicht umgeben sind und weist ausgezeichnete tribologische Eigenschaften auf. Harte WC-Trennungen sorgen für Abriebfestigkeit, wobei die hervorragenden Gleiteigenschaften von Kohlenstoff erhalten bleiben. Durch die Kombination der Vorteile von zwei Schichten ist die HL-Beschichtung ideal für die Bearbeitung einer Vielzahl von Werkstoffen, sie verbessert die Spanabfuhr, reduziert die Schnittkräfte und schützt die Schneidkanten vor den Auswirkungen hoher Temperaturen. HL-beschichtete Werkzeuge können mit Mindestschmiermenge arbeiten. Die Beschichtung ist für die Bearbeitung von Stählen, Edelstählen, Guss, Nicht-Eisen-Metallen, Superlegierungen und Titan.

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