Die Verbesserung und Entwicklung von Werkzeugmaterialien ist eines der wichtigen Themen in der aktuellen Entwicklung der Metallverarbeitung, denn gute Werkzeugmaterialien können nicht nur die Schneidarbeit effektiv und schnell erledigen, sondern auch die Werkzeuglebensdauer aufrechterhalten. Die am häufigsten verwendeten Materialien für Drehwerkzeuge sind folgende:
1. Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt
Drehwerkzeuge aus Kohlenstoffstahl mit hohem-Gehalt bestehen aus Kohlenstoffstahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,8 % bis 1,5 %. Sie werden nach dem Abschrecken und Härten verwendet. Aufgrund der Reibung beim Schneiden neigen sie zum Anlassen und Erweichen und wurden durch andere Werkzeuge wie Schnellarbeitsstahl ersetzt. Es eignet sich im Allgemeinen nur zum Schneiden weicher Metallmaterialien. Zu den häufig verwendeten gehören SK1, SK2, SK7 usw.
2. Schnellarbeitsstahl
Schnellarbeitsstahl ist eine Art Legierung auf Stahlbasis, die allgemein als weißes Drehwerkzeug bekannt ist. Es wird durch Zugabe von Legierungselementen wie W, Cr, V und Co zu Kohlenstoffstahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,7 % bis 0,85 % hergestellt. Beispielsweise enthält das 18-4-4-Hochgeschwindigkeitsstahlmaterial 18 % Wolfram, 4 % Chrom und 4 % Vanadium. Die beim Schneidvorgang von Schnellarbeitsstahl-Drehwerkzeugen erzeugte Reibungswärme kann bis zu 6000 Grad erreichen und eignet sich daher zum Gewindedrehen bei Geschwindigkeiten unter 1000 U/min. Zu den häufig verwendeten Schnellarbeitsstahl-Drehwerkzeugen gehören SKH2, SKH4A, SKH5, SKH6, SKH9 usw.
3. Schneidwerkzeuge aus Nicht-Gusseisenlegierungen
Dabei handelt es sich um eine Legierung aus Kobalt, Chrom und Wolfram. Aufgrund seines schwierigen Schneidprozesses wird es durch Gießen hergestellt und wird daher auch als superharte Gusslegierung bezeichnet. Das repräsentativste ist Stellit. Seine Werkzeugzähigkeit und Verschleißfestigkeit sind ausgezeichnet. Seine Härte bleibt bei 8200 Grad unverändert und seine Hitzebeständigkeit übertrifft die von Schnellarbeitsstahl bei weitem, sodass er für Hochgeschwindigkeits- und Tiefschnittoperationen geeignet ist.
4. Gesinterte karbonisierte Schneidwerkzeuge
Hartmetall-Schneidwerkzeuge sind Produkte der Pulvermetallurgie. Der Hauptbestandteil von Wolframcarbid-Schneidwerkzeugen besteht zu 50 % bis 90 % aus Wolfram, wobei als Bindemittel Titan-, Molybdän-, Tantal- und Kobaltpulver hinzugefügt werden. Anschließend werden sie durch Erhitzen und Sintern vervollständigt. Karbonisierte Schneidwerkzeuge haben eine höhere Härte als andere Materialien und eignen sich zum Schneiden härterer Metalle oder Steine. Aufgrund ihres spröden und harten Materials können sie nur in Blechform hergestellt und anschließend mit einem flexiblen Werkzeughalter verschweißt werden. Auf diese Weise kann bei stumpfer oder rissiger Schneide eine andere Schneide oder eine neue Klinge ausgetauscht werden. Diese Art von Drehwerkzeug wird als Einweg-Drehwerkzeug bezeichnet.
Karbonisierte Schneidwerkzeuge werden aufgrund ihrer unterschiedlichen Schneideigenschaften gemäß internationalen Standards (ISO) in die drei Typen P, M und K eingeteilt und sind jeweils mit den Farben Blau, Gelb und Rot gekennzeichnet.
Klasse P eignet sich zum Schneiden von Stahl und umfasst sechs Typen: P01, P10, P20, P30, P40 und P50. P01 ist ein Hochgeschwindigkeits-Präzisionsdrehwerkzeug mit geringer Stückzahl und hoher Verschleißfestigkeit. P50 ist ein Low-{10}}Schruppdrehwerkzeug mit großer Anzahl und hoher Zähigkeit. Der Werkzeughalter ist zur Identifizierung blau lackiert.
Klasse K eignet sich zum Schneiden spröder und harter Materialien wie Stein und Gusseisen. Es gibt fünf Typen: K01, K10, K20, K30 und K40. K01 ist ein Hochgeschwindigkeits-Präzisionsdrehwerkzeug und K40 ist ein Niedriggeschwindigkeits-Schruppdrehwerkzeug. Die Werkzeughalter dieser Typen sind zur Kennzeichnung rot lackiert.
Die Klasse M liegt zwischen der Klasse P und der Klasse M und eignet sich zum Schneiden von Materialien mit höherer Zähigkeit. Die Werkzeughalter dieses Typs sind an der gelben Lackierung zu erkennen.
5. Keramische Drehwerkzeuge
Keramische Drehwerkzeuge werden aus Aluminiumoxidpulver hergestellt, dem eine kleine Menge an Elementen zugesetzt und dann bei hohen Temperaturen gesintert wird. Ihre Härte, Hitzebeständigkeit und Schnittgeschwindigkeit sind höher als die von Wolframkarbid. Aufgrund ihrer Sprödigkeit eignen sie sich jedoch nicht für diskontinuierliches oder schweres Drehen, sondern nur für das Hochgeschwindigkeits-Feindrehen.
6. Diamantmesser
Bei der anspruchsvollen Oberflächenbearbeitung können zum Polieren Rund- oder Industriediamanten mit Kantenflächen verwendet werden. Es kann eine glattere Oberfläche erzielen und wird hauptsächlich zum Präzisionsdrehen von Kupferlegierungen oder Leichtmetalllegierungen verwendet. Beim Drehen muss eine hohe Geschwindigkeit von mindestens 60 bis 100 m/min und in der Regel 200 bis 300 m/min verwendet werden.
7. Boroxid
Kubisches Boroxid (CBN) ist ein Material, das in den letzten Jahren stark gefördert wurde. Seine Härte und Verschleißfestigkeit sind nach Diamant unübertroffen. Dieses Schneidwerkzeug eignet sich für die Bearbeitung von harten und verschleißfesten Legierungen der Eisengruppe, Legierungen auf Nickelbasis- und Legierungen auf Kobaltbasis-.
