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Nanolagenschicht Balinit Pertura von Oerlikon Balzers

Für hohe Ansprüche

06.03.2012

Bohren: Mit der neu entwickelten Nanolagenschicht Balinit Pertura will Oerlikon Balzers neue Maßstäbe für die Beschichtung anspruchsvoller Bohrwerkzeuge setzen. Die Schicht soll prädestiniert sein für hohe Performance und Prozess­sicherheit bei engen Toleranzen, hohen Geschwindigkeiten und großen Bohrtiefen.

Bei Bohrtests in vergütetem Einsatzstahl (42CrMo4V) mit produktionsüblichen Schnittdaten bei Minimalmengen­schmierung (MMS) zeigte sich: Balinit Pertura schützt extrem gut die Querschneide und sorgt für gleichmäßigen Verschleiß auf Schneiden und Schneidecken. Foto: Oerlikon Balzers

Die Nanolagenschicht Balinit Pertura verspricht im Einsatz auf Hartmetallbohrern prozesssicher Höchstleistungen bei einem breiten Anwendungsspektrum sowie in allen Schnittgeschwindigkeiten und Bohrtiefen. So ließen sich bei Versuchen des Herstellers Standzeiten um 20 bis 40 Prozent und die Produktivität um 85 Prozent steigern. Dies zeigten Vergleichstests des Beschichtungsspezialisten Oerlikon Balzers und der Hochschule für Angewandte Wissenschaften (HAW) Hamburg.

Beim Bohren haben Verschleißschutzschichten so gut wie alle Hindernisse zu überwinden, die es in der Zerspanung gibt. Dies zeigt sich zunächst an der Querschneide, wo der Bohrer zentriert wird und wo sich entscheidet, wie hochwertig die Bohrung wird. An dieser Stelle ist die Schnittgeschwindigkeit fast gleich Null, die Schicht wird hier vor allem durch hohe Reibungskräfte beansprucht. Höchste Geschwindigkeiten entstehen dagegen an Schneidecken und Führungsfasen, wo deshalb extreme thermische Beständigkeit gefragt ist. In den Spannuten sollte die Schicht wiederum sehr glatt sein, damit sich Späne auch bei großer Bohrtiefe reibungslos abtransportieren lassen. Die Auslegung einer Bohrerschicht fordert somit sehr gute Haftungsfähigkeit sowie hohe Härte, Temperatur- und Oxidationsbeständigkeit bei hoher Oberflächengüte.

Auf einen Blick

Starkes Plus mit Balinit Pertura
Laut Oerlikon Balzers Coating Germany in Bingen überzeugte die Schicht Balinit Pertura mit einem deutlichen Leistungssprung bei allen getesteten Werkstoffen: In der HAW-Versuchsreihe 42CrMo4V zum Beispiel betrug die Standzeitsteigerung 20 bis mehr als 40 Prozent. Im Labor von Oerlikon Balzers ermöglichte die Schicht bei der Bearbeitung eines vergleichbaren Werkstoffs eine Produktivitätssteigerung um 85 Prozent.
Mit Balinit Pertura soll der Anwender in allen Schnittgeschwindigkeitsbereichen prozesssicher produzieren können. Dies und ihre universelle Einsetzbarkeit sind laut Hersteller ihre speziellen Stärken. Nicht zuletzt lässt sich die Wirtschaftlichkeit mittels Wiederbeschichten noch steigern: Die Schicht bietet danach laut Unternehmensangaben die gleiche Performance, senkt aber die Werkzeugkosten nach drei Aufbereitungszyklen bereits um 50 Prozent.

Vielversprechende Vergleichstests
Balinit Pertura soll diese Forderungen erfüllen – Vergleichstests mit marktgängigen Hochleistungs-Bohrerschichten zeigten bei Versuchen des Herstellers „beeindruckende Ergebnisse“. Im HAW-Labor ließ Oerlikon Balzers seine Titan­aluminiumnitrid-basierte Schicht gegen zwei Bohrerschichten antreten. Im Test bearbeiteten handelsübliche Werkzeuge eines führenden Bohrerherstellers mit 5,5 mm Durchmesser verschiedenste Werkstoffe, vom Gusseisen bis zum hochfesten Werkzeugstahl. Bei Bohrtests in vergütetem Einsatzstahl (42CrMo4V) mit produktionsüblichen Schnittdaten bei Minimalmengenschmierung (MMS) ließ sich laut Balzers schnell feststellen: Balinit Pertura schützt extrem gut die Querschneide und sorgt für gleichmäßigen Verschleiß auf Schneiden und Schneidecken – im Gegensatz zu vielen gängigen Schichten, deren einseitiger Verschleiß Abplatzungen nach sich zieht. Auch nach 42 m Standweg erwiesen sich die entsprechenden Bohrer noch als einwandfrei. Weiterhin zeigte sich eine gute Spanausbringung und eine hohe Maßhaltigkeit der Bohrungen.

Die Nanolagenschicht Balinit Pertura setzt neue Maßstäbe im Anwendungsfeld Bohren und bietet prozesssicher Höchstleistungen bei breitem Einsatzspektrum sowie allen Schnittgeschwindigkeiten und Bohrtiefen. Foto: Oerlikon Balzers Die Nanolagenschicht Balinit Pertura setzt neue Maßstäbe im Anwendungsfeld Bohren und bietet prozesssicher Höchstleistungen bei breitem Einsatzspektrum sowie allen Schnittgeschwindigkeiten und Bohrtiefen. Foto: Oerlikon Balzers

Dagegen neigten die Vergleichsschichten im Testverlauf zu Schneidkanten-Ausplatzungen und Aufklebungen oder zu einseitigem Verschleiß infolge starker Abnutzung der Querschneide. Weitere Nebenwirkungen: schlechte Spanausbringung, schwankende Bohrungsqualität, Spänestau. Für diese Schichten war Standzeitende nach 35 beziehungsweise 29 m, teilweise auch aufgrund von Werkzeugbruch. Auch in der Hochgeschwindigkeits-Zerspanung von Gusseisen (GG25) zeigte sich Balinit Pertura in den Versuchen bei Balzers den Wettbewerbsschichten überlegen. Nach 1000 Bohrungen mit MMS wiesen die entsprechend beschichteten Werkzeuge an Schneiden und Schneidecken einen gleichmäßigen Verschleiß auf. Trotz hoher thermischer Belastung blieb die Schneidecke stabil. Lediglich am Übergang der Ausspitzung zur Hauptschneide zeichnete sich eine leichte Verrundung ab. Die Testpartner wiesen an Schneidkanten und -ecken einseitigen Verschleiß auf, an der Querschneide verstärkten Verschleiß und Fehlstellen sowie erste Ausbrüche und Auskolkungen am Übergang der Ausspitzung zur Hauptschneide.

Im Test bestach die Schicht vor allem mit ihrer sehr guten Haftung, gerade an der Querschneide. Daraus resultiert laut Balzers eine gute Zentriereigenschaft, die wiederum eine hohe Bohrungsgenauigkeit und -qualität über die gesamte Lebensdauer hinweg garantieren soll. Auch die sehr gute Spanausbringung ist für die Verantwortlichen ein Trumpf: Der Markt fordert Bohrbearbeitungen in immer engeren Toleranzen, schnelleren Geschwindigkeiten und größeren Bohrtiefen. Balinit Pertura soll diese Bedürfnisse ebenso bedienen wie den Trend zum breitbandigen Einsatz von Werkzeugen.