Oberflächenveredelung und Gewindewerkzeuge

Leistungssteigerung der Gewindeschneidwerkzeuge durch Oberflächenveredelung

Es gibt viele Möglichkeiten, die Leistung von Gewindeschneidwerkzeugen zu verbessern. Dabei spielt die Oberflächenveredelung des Werkzeugs eine besondere Rolle. Das ist naheliegend, berühren sich Werkzeuge und Werkstücke an Ihren Oberflächen. Die Reibung erzeugt Wärme und die Schneide verschleißt. Ein prozesssicheres Verfahren der Oberflächenveredelung ist das Nitrieren (andere Bezeichnungen: Nitrierhärten, Aufsticken, Nitridieren).

Beim Nitrieren wird Stickstoff in die Werkzeugoberfläche eingelagert. So wird die Oberflächenhärte bei Hochleistungsschnellstählen vergrößert.

Die Härte der aufgestickten Oberflächenschicht ist dabei wesentlich höher als die maximale Härte des legierten Stahls. Die Behandlungstemperatur liegt dabei bei 500 – 520 Grad (in jedem Fall unter der Anlasstemperatur von Schnellarbeitsstählen).

So wird sicherstellt, dass keine Umformung des Gefüges und damit ein Verzug des Werkzeugs entsteht. Diese Verformung muss vermieden werden, denn nach dem Nitrieren findet bei Gewindeschneidwerkzeugen keine weitere Verarbeitung statt.

Vorteile des Nitrierens

Durch die höhere Härte der Werkzeugschneide verringert sich die Reibung und damit die Erwärmung. Die Oberflächenschicht ist anlassbeständiger, da durch das erhöhte Wärmegefälle mehr Wärme abgegeben werden kann.

Dampfanlassen

Nach dem Nitrieren wird das Werkzeug dampfangelassen. Im Wasserdampf wird bei 450 Grad eine Oxidschicht erzeugt. Sie sorgt für eine dunkelblau bis schwarze Optik und hilft Kaltaufschweißungen (Materialfestsetzungen an der Schneide) durch eine verbesserte Spanabfuhr zu vermeiden. Außerdem wir die Oberflächenhärte leicht gesenkt und die Gleiteigenschaft verbessert.

Fazit

Nitrieren in Kombination mit Oxydieren (Dampfanlassen) verbessert die Leistung des Werkzeugs hinsichtlich der Standzeit durch Steigerung des Verschleißwiderstands und durch Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit um das 2-10 fache gegenüber einem unbehandelten Werkzeug bei sonst gleichen Parametern. Der gewünschte Effekt tritt insbesondere bei Werkstücken aus Stahl und aus Grau- und Sphäroguss ein.

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