Gusseisen
| Auftraggeber | GFE - Gesellschaft für Fertigungstechnik und Entwicklung Schmalkalden e.V. Näherstiller Strasse 10 98574 Schmalkalden |
| Branche | 24 Metallerzeugung und -bearbeitung |
| Projektart | Forschungs- / Entwicklungsprojekt |
| Ausgangssituation | Der Gusseisenwerkstoff ADI (Austempered Ductile Iron) spielt als Werkstoff vor allem auf dem automobilen Sektor eine entscheidende Rolle. ADI ist besonders in den USA auf Grund langjähriger Forschung stark verbreitet und wird in Teilen und Komponenten für den Automobil-, Landmaschinen-und allgemeinen Maschinenbau eingesetzt, da er eine hohe Zugfestigkeit und eine gute Verschleißbeständigkeit besitzt. Aber auch in Europa kommt er immer mehr zum Einsatz. Bei der Bearbeitung von ADI-Werkstoffen mit Standardwerkzeugen traten bisher vor allem Standzeitprobleme auf. Diese führten dazu, dass die Schnittparameter für die Bearbeitung des ADI deutlich herabgesetzt werden mussten, um ähnliche Standmengen wie bei der Bearbeitung von GGG zu erreichen. Deshalb wurde die Bearbeitung von ADI mit Standardwerkzeugen zunächst als eher unwirtschaftlich angesehen. Um ihn auf Grund seiner guten Eigenschaften bzgl. des Leichtbaus von Bauteilen trotzdem wirtschaftlich zu bearbeiten, haben verschiedene Werkzeughersteller für die Bearbeitung des ADI in den letzten Jahren für einige Anwendungen Problemlösungen entwickelt, Es handelt sich dabei allerdings größtenteils um Sonderwerkzeuge. |
| Zielstellung | Der Nachteil dieser Sonderwerkzeuge ist unter anderem in den Kosten der Anschaffung zu sehen. Preise für Sonderwerkzeuge können zum Teil bei mehreren hundert Euro liegen, der Preis eines Standardwerkzeuge ähnlicher Ausführung liegt nur bei ca. einem Drittel bis einem Viertel davon. Ziel des Vorhabens war es daher, durch innovative Lösungen aus den Bereichen Kantenpräparation und Schichtentwicklung die Werkzeuge so zu verbessern, dass die Bearbeitung von ADI mit einer vergleichbaren Produktivität wie die Bearbeitung von GGG erfolgen kann. |
| Ergebnisse | Im Ergebnis des Forschungsvorhabens liegen umfangreiche Empfehlungen zur Werkzeug- und Technologieauslegung für die Verfahren Drehen, Fräsen und Bohren von ADI vor. Beispielhaft hierfür zeigt Bild 3 den Einfluss der Schneidengeometrie auf das Verschleißverhalten beim Fräsen. Darüber hinaus konnten auch Aussagen zum Chargeneinfluss des zu zerspanenden ADI auf des Standverhaltens der Zerspanungswerkzeuge abgeleitet werden. |
| Lösungsweg | In diesem Projekt wurde sich auf die Verfahren Fräsen und Drehen mit Wendeplatten sowie Bohren mit monolithischen Werkzeugen konzentriert. Als Versuchsmaterial kam GJS-800-8 zur Anwendung. Die Leistungssteigerung im Bereich der Werkzeuge sollte im Wesentlichen durch eine Optimierung der Kantenpräparation und der Beschichtung erfolgen. Hierzu wurden auch umfangreiche Zerspanversuche durchgeführt. |