Angesichts der zunehmend anspruchsvollen Herausforderungen in der Fertigung: Wie können die Bearbeitung von harten Materialien Effizienz- und Präzisionsengpässe überwinden? Die Antwort könnte in einem kleinen, aber entscheidenden Werkzeug liegen: dem Vollhartmetallgewindebohrer. Mit außergewöhnlichen Leistungseigenschaften werden Vollhartmetallgewindebohrer zur bevorzugten Wahl für die Bearbeitung von harten Materialien. Dieser Artikel untersucht ihre Eigenschaften, Vorteile und Anwendungen, um eine optimale Auswahl und Verwendung zu ermöglichen.

Vollhartmetallgewindebohrer, wie der Name schon sagt, werden vollständig aus Hartmetall hergestellt - einschließlich Schaft und Schneidabschnitte. Dieses Design bietet außergewöhnliche Härte und Verschleißfestigkeit und ermöglicht ein effizientes und stabiles Gewindeschneiden in Materialien bis zu einer Härte von HRC 63. Ihre Vorteile zeigen sich besonders bei Werkstücken mit hoher Härte, schwer zu bearbeitenden Materialien und hochpräzisen Anwendungen.

Im Vergleich zu herkömmlichen Hochgeschwindigkeitsstahl-Gewindebohrern oder teilbeschichteten Alternativen bieten Vollhartmetallgewindebohrer mehrere deutliche Vorteile:

• Überlegene Verschleißfestigkeit: Die inhärente Härte von Hartmetall übertrifft die von Hochgeschwindigkeitsstahl bei weitem, wodurch diese Gewindebohrer größerer Reibung und Verschleiß standhalten können. Dies verlängert die Werkzeugstandzeit, reduziert die Austauschhäufigkeit und senkt letztendlich die Produktionskosten.
• Höhere Schnittgeschwindigkeiten: Mit größerer Hitzebeständigkeit und Kantenstabilität können Vollhartmetallgewindebohrer mit deutlich höheren Geschwindigkeiten arbeiten, was die Effizienz verbessert und die Produktionszyklen verkürzt.
• Erhöhte Maßgenauigkeit: Die überlegene Steifigkeit von Vollhartmetall minimiert Vibrationen und Verformungen während der Bearbeitung und gewährleistet präzise Gewindemaße und Oberflächenqualität.
• Breitere Anwendbarkeit: Geeignet für Durchgangs- und Sacklochgewinde, passen sich diese Gewindebohrer an unterschiedliche Bearbeitungsanforderungen an.

Um die Leistung von Vollhartmetallgewindebohrern zu verstehen, muss man die Zusammensetzung und die Eigenschaften von Hartmetall verstehen. Hartmetall (auch Wolframkarbid genannt) ist ein Verbundwerkstoff, der aus einer harten Phase (typischerweise Wolframkarbid, WC) für Härte und Verschleißfestigkeit und einer Binderphase (normalerweise Kobalt, Co) für Zähigkeit und Kohäsion besteht. Durch Anpassen des Verhältnisses dieser Phasen und Steuern der Korngröße können Hersteller die Eigenschaften von Hartmetall für spezifische Anwendungen anpassen.

Das für Vollhartmetallgewindebohrer verwendete Hartmetall verwendet typischerweise ultrafeine Kornstrukturen, wie z. B. die Sorte K44 UF. Dieses Material weist Folgendes auf:

• Ultrafeine Kornstruktur: Mit Korngrößen zwischen 0,4 und 0,6 Mikrometern erhöht dies die Härte und Festigkeit und verbessert gleichzeitig die Oberflächengüte.
• Außergewöhnliche Härte: HRA-Härte bis zu 92,5 (HV30-Härte bis zu 1680), was eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Verschleiß und Verformung bietet.
• Hohe Festigkeit: Querzugfestigkeit von über 4000 N/mm², wodurch eine Beständigkeit gegen erhebliche Schnittkräfte ermöglicht wird.
• Hohe Dichte: Bei 14,05 ± 0,15 g/cm³ erhöht dies die Steifigkeit und Stabilität.

Die Sorte K44 UF eignet sich besonders für die Herstellung von Gewindebohrern, da sie Härte, Festigkeit und Zähigkeit ausgleicht - entscheidend für komplexe Bearbeitungsumgebungen. Hier bezeichnet „K“ die Materialgruppe, „UF“ steht für ultrafeines Korn und „40“ steht für die Verschleißfestigkeitsbewertung.

Neben Vollhartmetallgewindebohrern gibt es eine weitere gängige Variante: aufgelötete Hartmetallgewindebohrer. Diese unterscheiden sich hauptsächlich in Materialzusammensetzung und Herstellung:

• Vollhartmetallgewindebohrer: Diese werden vollständig aus Hartmetall durch Präzisionsschleifen hergestellt und bieten überlegene Genauigkeit und Konsistenz.
• Aufgelötete Hartmetallgewindebohrer: Sie verfügen typischerweise über einen Hochgeschwindigkeitsstahlkörper mit Hartmetallspitzen, die auf die Schneidkanten aufgelötet sind. Obwohl sie wirtschaftlicher sind, gehen sie Kompromisse bei Präzision und Haltbarkeit ein.

Die Auswahl hängt von den Anwendungsanforderungen ab. Für Materialien mit hoher Härte, die Präzision und Langlebigkeit erfordern, ist Vollhartmetall vorzuziehen. Für Materialien mit geringerer Härte, bei denen die Kosten Priorität haben, kann aufgelötetes Hartmetall ausreichen.

Aufgrund ihrer außergewöhnlichen Leistung werden Vollhartmetallgewindebohrer häufig verwendet in:

• Luft- und Raumfahrt: Bearbeitung kritischer Komponenten wie Motorteile und Fahrwerke, bei denen hochfeste Legierungen präzise, zuverlässige Gewinde erfordern.
• Automobil: Herstellung von Motorblöcken und Getriebekomponenten, die hohen Temperaturen, Drücken und Belastungen standhalten - was Gewinde mit überlegener Festigkeit und Verschleißfestigkeit erfordert.
• Formenbau: Herstellung von Präzisionsformen aus hochfesten Stählen, bei denen Gewindegenauigkeit und Oberflächenqualität von größter Bedeutung sind.
• Medizinische Geräte: Herstellung von Implantaten und Instrumenten aus Edelstahl oder Titanlegierungen, die biokompatible, korrosionsbeständige Gewinde erfordern.
• Elektronik: Bearbeitung von Komponenten aus Aluminium- oder Kupferlegierungen, bei denen Gewindepräzision und Oberflächengüte entscheidend sind.

Die Auswahl des geeigneten Gewindebohrers ist entscheidend für die Bearbeitungsqualität und -effizienz. Zu den wichtigsten Überlegungen gehören:

1. Werkstückmaterial: Unterschiedliche Materialien erfordern spezifische Gewindebohrertypen. Hochfeste Stähle erfordern Gewindebohrer mit größerer Härte und Verschleißfestigkeit, während Aluminiumlegierungen schärfere Designs mit besserer Spanabfuhr benötigen.
2. Gewindeart: Wählen Sie Gewindebohrer basierend auf Gewindenormen (metrisch, UNC, UNF usw.), Präzisionsgraden und Richtung (rechts- oder linksgängig).
3. Lochtyp: Durchgangslöcher können Gewindebohrer mit geraden Nuten oder Spiralnuten verwenden; Sacklöcher erfordern Spiralnuten- oder Gewindebohrer mit Maschinenspitzenausführung.
4. Beschichtungen: Optionen wie TiN, TiCN oder TiAlN erhöhen die Verschleißfestigkeit, Hitzebeständigkeit und Schmierfähigkeit. Wählen Sie basierend auf Material und Bedingungen.
5. Größe: Der Gewindeburchmesser sollte die Nenngröße des Gewindes leicht überschreiten, um Genauigkeit zu gewährleisten.
6. Markenreputation: Etablierte Marken bieten in der Regel eine bessere Qualitätskontrolle und Unterstützung.

Die richtige Handhabung verlängert die Lebensdauer des Gewindebohrers und verbessert die Effizienz:

• Optimieren Sie die Schnittparameter: Passen Sie die Drehzahl, den Vorschub und das Kühlmittel basierend auf Material, Gewindeart und Gewindebohrergröße an.
• Verwenden Sie hochwertiges Kühlmittel: Effektives Kühlen und Schmieren reduzieren Hitze und Reibung und verlängern die Werkzeugstandzeit.
• Verschleiß überwachen: Ersetzen Sie abgenutzte Gewindebohrer umgehend, um die Bearbeitungsqualität aufrechtzuerhalten.
• Reinheit beibehalten: Entfernen Sie regelmäßig Späne und Ablagerungen, um ein Verstopfen zu verhindern.
• Richtig lagern: Bewahren Sie Gewindebohrer in trockenen, sauberen Umgebungen auf und vermeiden Sie den Kontakt mit anderen Werkzeugen.

Vollhartmetallgewindebohrer stellen eine optimale Lösung für die Bearbeitung von harten Materialien dar. Durch das Verständnis ihrer Eigenschaften, Vorteile und der richtigen Verwendung können Hersteller die Effizienz maximieren, Kosten senken und sich einen Wettbewerbsvorteil verschaffen. Mit dem Fortschritt der Bearbeitungstechnologie werden diese Werkzeuge ihre Rolle in der Präzisionsfertigung weiter ausbauen.