Prozesssicheres Gewinden mit BALIQ von Oerlikon

BALIQ AUROS basiert auf der S3p-Technologie von Oerlikon Balzers und verringert das Verschweißen der Werkzeugoberfläche mit dem Werkstück – für hohe Qualität beim Gewindebohren und -formen.

In der Metallbearbeitung gilt: Schrauben halten die Welt zusammen. Deshalb finden sich in nahezu allen Maschinen und Aggregaten, Turbinen und Motorblöcken, Getrieben bis hin zu alltäglichen Gegenständen wie Mobiltelefonen eine Vielzahl an Gewinden unterschiedlichster Art. Bei ihrer Herstellung müssen viele Faktoren zusammenspielen: Neben Werkzeugparametern wie Substrat, Geometrie und Design der Schneidkante spielt auch die Beschichtung eine wesentliche Rolle.

Am Ende der Produktion steht oft das Gewinden an. Je aufwendiger die Fertigung und damit preisintensiver die Komponente ist, desto größer ist der Schaden, sollte das Werkzeug versagen. Das Werkstück wäre entweder nicht mehr zu gebrauchen und müsste entsorgt oder aufwendig und zeitintensiv nachbearbeitet werden. In beiden Fällen wären hohe Material- und Arbeitskosten und damit eine geringere Effizienz in der Produktion die Folge.

Hochqualitative Gewindewerkzeuge, beschichtet mit Lösungen von Oerlikon Balzers, verbessern die Bearbeitungsqualität, erhöhen die Standzeit und ermöglichen kürzere Taktzeiten. (Bild: Shutterstock Inc.)

Steigende Anforderungen an Gewindewerkzeuge

Um Gewicht oder Material einzusparen oder eine kompaktere Bauweise zu ermöglichen, werden zudem oft kürzere Gewindeanschnitte vorgegeben – eine weitere Herausforderung für die produzierende Industrie, die gleichzeitig ihre Produktivität erhöhen und ihre Produktionskosten senken muss. Das Ziel sind also längere Werkzeugstandzeiten und höhere Prozessstabilität bei konstant hoher Gewindequalität. Erreicht werden kann dies nur mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten, der während der Gewindeherstellung zu einem geringen Drehmoment mit wenigen Belastungsspitzen und sicherem Spanabfluss führt.

BALIQ ANTOS sorgt für minimale Reibung beim Gewinden und realisiert dadurch in Tests höhere Standzeiten gegenüber bisherigen Schichten. (Bild: evkaz/stock.adobe.com)

Glatte und defektfreie Oberflächen

Nur qualitativ hochwertige Werkzeuge können all diese Anforderungen erfüllen und einen wirtschaftlichen und zuverlässigen Fertigungsprozess in gleichbleibender Qualität unter Einhaltung der oft engen Toleranzen garantieren. Standard TiN- und TiCN-Schichten zur Werkzeugoptimierung stoßen beim Gewinden jedoch an ihre Grenzen. Als leistungsfähigere Alternative bietet sich die Schichtfamilie BALIQ von Oerlikon Balzers an. Sie basiert auf der S3p-Technologie (Scalable Pulsed Power Plasma), die die Vorteile der Verfahren Arc Evaporation und Magnetronsputtern intelligent kombiniert. BALIQ ermöglicht glatte und defektfreie Oberflächen.

So verhindern BALIQ-Schichten die Materialanhaftung und Aufbauschneidenbildung auch bei schwer zerspanbaren Werkstoffen und die homogene Schichtdickenverteilung garantiert exakte Schneidkanten. Das ermöglicht einen gleichmäßigen Spanfluss, sodass der Ausschuss minimiert oder eine zeitintensive und kostspielige mechanische Nachbearbeitung vermieden werden kann. Dadurch sorgt BALIQ für lange Standzeiten, hohe Prozesssicherheit und Effizienz unter allen Anwendungsbedingungen.

Spezialistin für Stahl und Guss

BALIQ AUROS (AlCrN+TiN) wurde speziell für das Gewindebohren und -formen in legiertem Stahl und Kohlenstoffstahl entwickelt. Während die AlCrN-Grundschicht eine hohe Verschleißfestigkeit bietet, weist die Deckschicht eine geringe chemische Affinität zum bearbeitenden Material auf und verhindert so zuverlässig Anhaftungen. Maßgeschneiderte Schichteigenschaften, kombiniert mit einer fehlerfreien Schichtoberfläche und minimalem Drehmoment, ermöglichen eine hohe Leistungsfähigkeit und bessere Prozessstabilität für Gewindewerkzeuge. Beim Gewinden in Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt (C45) konnte beispielsweise ein Endanwender mit einer Schnittgeschwindigkeit von 30 m/min 4.500 Gewinde fertigen – eine Steigerung um rund 30 Prozent gegenüber einem TiCN-beschichteten Werkzeug, das lediglich 3.500 Gewinde erreichte.

Gewindebohren in rostfreien Stahl

Kürzlich stellte Oerlikon Balzers BALIQ ANTOS vor, eine Hochleistungsschicht für das Gewindebohren speziell in rostfreien Stahl. Auch BALIQ ANTOS ist mehrlagig aufgebaut. Dabei sorgt die AlCrN-Basisschicht für eine hohe Verschleißfestigkeit und mit WC/C als Deckschicht erhält BALIQ ANTOS eine besonders dichte und glatte Oberfläche. Die Deckschicht ermöglicht durch Trockenschmierung einen niedrigen Reibwert und ein gleichmäßiges sowie sanftes Einschneiden mit geringen Drehmomentspitzen. Diese Eigenschaften spielen insbesondere beim prozesssicheren Bearbeiten von rostfreien Stählen eine entscheidende Rolle.