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1 Herzlich Willkommen (Arial Schriftgröße 24 fett) Entdecken, was dahinter steckt (Arial Schriftgröße 20 kursiv, fett)

2 HORN Technologietage 2015 Fachvortrag: Ein- und Abstechen rostfreier Werkstoffe Referent: Christian Stark 2

3 Agenda Fokus - nichtrostende Stähle Verwendung, Eigenschaften, Einteilung, Zerspanprozess, Anforderung an die Schneide, Geometrieanforderungen Bearbeitungsbeispiele anhand diverser Werkzeuglösungen Hülse Klemmhalter mit Spannfingerkühlung Ring gratfreies Abstechen und passendes Schichtsystem Getriebewelle Schneidplatte mit IK Ventilsitz Kassettensystem 845 3

4 Die Verwendung Industrie: Haushalt: Bauwesen: Medizin: Tanks, Abgasanlagen, Verschraubungen, Fittings, Töpfe, Messer, Lampen, Spülen, Tragwerke, Fassaden, Dacheindeckungen, Schwimmbäder, Schrauben, Platten, Operationswerkzeuge, Hauptaugenmerke: Korrosionsbeständigkeit, mechanische Belastbarkeit, Langlebigkeit, Hygiene, Ästhetik, Optik, 4

5 Eigenschaften - Korrosionsbeständigkeit Kohlenstoffstahl Nichtrostender Stahl O 2 O2 O 2 Fe O Fe O O 2 O 2 Cr O2 O Cr O Fe C Fe C Fe Fe Fe Cr C Fe C Fe Cr Fe Freie Eisenatome verbinden sich mit Luftsauerstoff zu Eisenoxid (Rost). Freie Chromatome verbinden sich mit Luftsauerstoff zu Chromoxid (Passivschicht). 5

6 Einteilung ferritisches Gefüge z. B martensitisches Gefüge z. B austenitisches Gefüge z. B (V2A) (V4A) austenitischferritisches Gefüge z. B Quelle: Informationsstelle Edelstahl Rostfrei 6

7 Ferritische korrosionsbeständige Stähle Hauptlegierungsbestandteil: Cr Auspuffanlagen Verwendung: Beschläge, Verkleidungen, Apparatebau, Konstruktionselement, Silos, Tanks und Fahrzeugaufbauten Eigenschaften: gute spanlose Umformeigenschaften (kaltumformbar), schweißbar, schlecht zerspanbar Quelle: Informationsstelle Edelstahl Rostfrei 7

8 Martensitische und ausscheidungshärtende nichtrostende Stähle Hauptlegierungsbestandteil: Cr, C (Kohlenstoffmartensite) oder Ni (Nickelmartensite) Verwendung: Achsen, Wellen, Schrauben, chirurgische Instrumente, Wälzlager, Fertigungsmittel, Federn und Schneidwerkzeuge Rasierklingen Eigenschaften: härtbar, gut zerspanbar, bedingt schweißbar, hohe Festigkeit Quelle: Informationsstelle Edelstahl Rostfrei 8

9 austenitisch-ferritische nichtrostende Stähle (Duplex Stähle) Hauptlegierungsbestandteil: Cr, Ni, Mo Verwendung: Offshore Plattformen, Luftfahrtindustrie Aufzugsturm aus Duplex Rohren Eigenschaften: schweißbar, hoch korrosionsbeständig Quelle: Informationsstelle Edelstahl Rostfrei 9

10 austenitische korrosionsbeständige Stähle Hauptlegierungsbestandteil: Cr, Ni, Mo, Mangan im Fall der Manganaustenite Verwendung: Nahrungsmittel-, Pharma- und Kosmetikindustrie, chemische Apparatebau, Fahrzeugbau, Haushalt, chirurgische Instrumente und Sanitär Tauchpumpe Eigenschaften: gut kaltumformbar, gut schweißbar, schwer zerspanbar Quelle: SPECK Pumpen 10

11 Geometrieanforderungen z. B.: Geometrie.3V mit IK kleine Schneidkantenverrundung kleine Schutzfase großer Span- / Freiwinkel mittlere Spanverjüngung für kleine bis mittlere Vorschübe 11

12 Bearbeitungsbeispiel: Hülse Werkstück: Hülse aus X5CrNi18-10 (1.4301) R m = N/mm² Maschine: Langdreher STAR SR-32J 80 bar, Emulsion 12

13 Werkzeug: Klemmhalter: LH IK IK durch den Spannfinger Schneidplatte: S V2 AS45 13

14 Schnittdaten: v c = 140 m/min f = 0,12 mm/u 14

15 Teile Nichtrostende Stähle Ergebnis: dreifache Standmenge Wettbewerb mit IK max. 150 Teile pro Schneide HORN mit IK 450 Teile pro Schneide Standmenge Wettbewerb HORN 15

16 Bearbeitungsbeispiel: Ring Werkstück: Ring aus X5CrNi18-10 (1.4301) Außen- Ø 32 mm, Wandstärke = 2 mm R m = N/mm² Herausforderungen: Rohmaterial: geschweißtes Rohr extreme Chargenschwankungen gratfreies Abstechen 16

17 Werkzeuge: Standard-WSP R TN35 PH35 Sonderschneidplatte TN35 PH35 17

18 Maschine: Index GB65 Überflutungskühlung mit Emulsion Schnittdaten: v c = 150 m/min f = 0,03 mm/u 18

19 Teile Nichtrostende Stähle Ergebnis: gratfreie Bauteile Standmenge gegenüber TN35 verdreifacht Standmenge TN3 PH3 19

20 Bearbeitungsbeispiel: Getriebewelle Werkstück: Getriebewelle aus X2CrNiMo (1.4404) R m = 700 N/mm² Maschine: Gildemeister CTX Beta A mit VDI40 Aufnahme, 25 bar, Emulsion 20

21 Komplettwerkzeug: IK durch die Platte Schneidplatte: S V2.IK HP65 21

22 Abstechen von Ø 65 mm auf 0 Schnittdaten: v c = 130 m/min (n max = 1400 U/min) f 1 = 0,08 mm/u bis Ø 3 mm f 2 = 0,02 mm/u bis X -0,5 mm 22

23 Teile Nichtrostende Stähle Ergebnis: 2,7 fache Standmenge gegenüber dem Wettbewerber Wettbewerb: 15 Teile pro Schneide HORN: 40 Teile pro Schneide Standmenge Wettbewerb HORN 23

24 Bearbeitungsbeispiel: Ventilsitz Werkstück: Ventilsitz aus X17CrNi16-2 (1.4057) R m = 950 N/mm² Maschine: Miyano ABX 64, Emulsion 24

25 Komplettwerkzeug: Grundträger: Kassette: LNK IK Schneidplatte: S V2 HP65 25

26 Abstechen Ø 28 mm Schnittdaten: v c = 170 m/min f = 0,08 mm/u 26

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28 Zusammenfassung Einteilung, Eigenschaften sowie Zerspanprozess nichtrostender Stähle Bearbeitungsbeispiele anhand diverser Werkzeugsysteme H100 mit IK durch den Spannfinger Sonderplatte 114 PH3 Beschichtung Abstechen S100 mit IK.3V-Geometrie Kassettenschnittstelle

29 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 29