Verschleißursachen und -arten beim Schäldrehen

Verschleißursachen

Verschleiß wird durch gleichzeitige mechanische und thermische Beanspruchung des Schneidkeils hervorgerufen. Die wichtigsten Ursachen sind:

  • Mechanischer Abrieb
  • Abscheren von Pressschweißstellen
  • Oxidationsvorgänge
  • Diffusion

a = Diffusion

b = mechanischer Abrieb

c = Verzunderung/Oxidation

d = Aufbauschneidenbildung

dunklgrau = Schnittgeschwindigkeit (ap)

rot = Vorschub (f)

hellgrau = Schnitttiefe (vc)

Mit zunehmender Schnitttemperatur überwiegen die beiden thermisch bedingten Verschleißursachen Oxidation und Diffusion.

Die Schnitttemperatur bzw. der Verschleiß hängen entscheidend von den Zerspanungsbedingungen ab.

Wirkungsweise einer Hartstoffschicht

Durch die Aufbringung von Hartstoffschichten auf Hartmetallwerkzeugen wird die Verschleißbildung reduziert. Die Vorteile einer Hartstoffschicht sind eine Verminderung von

  • Reibung
  • Erwärmung
  • Oxidation
  • Diffusion

Verschleißarten

Freiflächenverschleiß

Abrieb an der Freifläche, normaler Verschleiß nach einer gewissen Eingriffszeit.

Mögliche Ursachen Abhilfe
Zu hohe Schnittgeschwindigkeit Schnittgeschwindigkeit senken
Verschleißfestigkeit Verschleißfestere Hartmetallsorte wählen
Nicht angepasster Vorschub Vorschub in richtiges Verhältnis zu Schnittgeschwindigkeit und Schnitttiefe setzen (Vorschub erhöhen)

Ausbröckelungen

Durch überhöhte mechanische Beanspruchung der Schneidkante können Hartmetall-Partikel ausbrechen.

Mögliche Ursachen Abhilfe
Zu verschleißfeste Sorte Zähere Sorte verwenden
Vibrationen Negative Schneidengeometrie mit Spanleitstufe verwenden
Zu hoher Vorschub bzw. Schnitttiefe Schnittwerte anpassen
Unterbrochener Schnitt Zähere Sorte bzw. stabilere Geometrie verwenden
Spanschlag Anderen Spanbrecher einsetzen

Kammriss

Kleine Risse 90° zur Schneidkante.

Mögliche Ursachen Abhilfe
Wechselnde Schneidentemperatur, 
thermischer Schock
Kammrissbeständige Sorte verwenden
Falsche Kühlung Kühlschmierstoff reichlich einsetzen bzw. trocken fräsen
Hochfeste Werkstoffe Passende Schnittparameter wählen
Zu hohe Schnittgeschwindigkeit Schnittgeschwindigkeit senken

Aufbauschneidenbildung

Materialaufschweißung treten auf, wenn der Span infolge zu niedriger Schnitttemperatur nicht richtig abfließt.

Mögliche Ursachen Abhilfe
Zu geringe Schnittgeschwindigkeit Schnittgeschwindigkeit erhöhen
Zu kleiner Spanwinkel Spanwinkel erhöhen
Falscher Schneidstoff TiN-Beschichtung einsetzen
Fehlende Kühlung / Schmierung Fettere Emulsionen verwenden

Kerbverschleiß

Einschnürung am Spantiefenmaximum.

Mögliche Ursachen Abhilfe
Kaltverfestigende Werkstoffe (z.B. Superlegierungen) Schnittgeschwindigkeit herabsetzen
Guss- und Schmiedehaut Kleineren Anstellwinkel verwenden
Gratbildung Arbeitsposition des Fräsers ändern

Plattenbruch

Bei einer Überlastung der Schneidplatte kann es zum Plattenbruch kommen.

Mögliche Ursachen Abhilfe
Überlastung des Hartmetallsorte Zäheren Schneidstoff verwenden bzw. Schnittparameter anpassen
Stabilitätsmängel Kantenschutzfase verwenden
Keilwinkel zu klein Schneidkantenverrundung vergrößern
Übermäßiger Kerbverschleiß Stabilere Geometrie verwenden und Schnittparameter anpassen
Stoßartige Schnittkräfteänderungen Vorschub reduzieren

Kolkverschleiß

Der ablaufende heiße Span verursacht eine Auskolkung der Schneidplatte an der Spanfläche.

Mögliche Ursachen Abhilfe
Zu hohe Schnittgeschwindigkeit, Vorschub oder beides Schnittgeschwindigkeit und/oder Vorschub herabsetzen
Zu geringer Spanwinkel Andere Geometrie verwenden
Hartmetallsorte mit zu geringer Verschleißfestigkeit Verschleißfestere Sorte verwenden
Falsch zugeführte Kühlung Kühlmittelmenge und/oder Druck erhöhen, Zuführung kontrollieren

Plastische Verformung

Hohe Zerspanungstemperatur bei gleichzeitiger mechanischer Beanspruchung kann zu plastischer Verformung führen.

Mögliche Ursachen Abhilfe
Zu hohe Arbeitstemperatur, daher Erweichung des Grundmaterials Schnittgeschwindigkeit senken
Beschädigung der Beschichtung Verschleißfestere Hartmetallsorte wählen
Zu enge Spanleitstufe Andere Geometrie verwenden