Ansprechpartner: Dr.-Ing. Steffen Reich GFE - Gesellschaft für Fertigungstechnik und Entwicklung Schmalkalden e.V. Näherstiller Str. 10 • 98574 Schmalkalden Tel.: +49 3683 6900-37 • Fax: +49 3683 6900-16 • e-mail: [email protected] Zerspanung von ADI (Austempered Ductile Iron) - Gusseisen Ausgangssituation Der Gusseisenwerkstoff ADI (Aus- tempered Ductile Iron) spielt als Werkstoff vor allem auf dem auto- mobilen Sektor eine entscheidende Rolle. ADI ist besonders in den USA auf Grund langjähriger Forschung stark verbreitet und wird in Teilen und Komponenten für den Automo- bil-, Landmaschinen- und allgemei- nen 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- Werk- stoffen mit Standardwerkzeugen tra- ten bisher vor allem Standzeitproble- me auf. Diese führten dazu, dass die Schnitt- parameter für die Bearbeitung des ADI deutlich herabgesetzt werden mussten, um ähnliche Standmengen wie bei der Bearbeitung von GGG zu erreichen. Deshalb wurde die Bear - beitung von ADI mit Standardwerk- zeugen zunächst als eher unwirt- schaftlich angesehen. Um ihn auf Grund seiner guten Eigenschaften bzgl. des Leichtbaus von Bauteilen trotzdem wirtschaftlich zu bearbei- ten, haben verschiedene Werkzeug- hersteller für die Bearbeitung des ADI in den letzten Jahren für einige An- wendungen Problemlösungen entwi- ckelt. Es handelt sich dabei allerdings größtenteils um Sonderwerkzeuge. Dieses Vorhaben wurde über die EuroNorm Gesellschaft für Qualitätssicherung und Innovationsmanagement mbH durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Arbeit innerhalb des Förder- projektes „Förderung von Forschung und Entwicklung bei Wachstumsträgern in benachteiligten Regionen - INNOWATT“ unter dem Kennzeichen IW 08 0120 gefördert. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt beim Autor. Zielstellung Der Nachteil dieser Sonderwerkzeu- ge 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 da- von. Ziel des Vorhabens war es daher, durch innovative Lösungen aus den Bereichen Kantenpräparation und Schichtentwicklung die Werkzeuge so zu verbessern, dass die Bearbei- tung von ADI mit einer vergleichbaren Produktivität wie die Bearbeitung von GGG erfolgen kann. Lösungsweg In diesem Projekt wurde sich auf die Verfahren Fräsen und Drehen mit Wendeplatten sowie Bohren mit monolithischen Werkzeugen konzen- triert. Als Versuchsmaterial kam GJS- 800-8 zur Anwendung. Die Leistungs- steigerung im Bereich der Werkzeu- ge sollte im Wesentlichen durch eine Optimierung der Kantenpräparation und der Beschichtung erfolgen. Hier - zu wurden auch umfangreiche Zer - spanversuche durchgeführt. Ergebnisse Im Ergebnis des Forschungsvorha- bens liegen umfangreiche Empfeh- lungen zur Werkzeug- und Technolo- gieauslegung für die Verfahren Dre- hen, Fräsen und Bohren von ADI vor. Beispielhaft hierfür zeigt Bild 3 den Einfluss der Schneidengeometrie und des Schneidstoffes auf das Ver - schleißverhalten beim Bohren. Darüber hinaus konnten auch Aus- sagen zum Chargeneinfluss des zu zer-spanenden ADI auf des Standver- haltens der Zerspsanungswerkzeuge abgeleitet werden. Bild 2: Gefügeausprägung unterschiedlicher ADI-Chargen Bild 1: Fräsversuche mit Hartmetall-Wende- schneidplatten Bild 3: Einfluss der Schneidkantenverrundung auf das Verschleißverhalten beim Fräsen von ADI 800

Zerspanung von ADI (Austempered Ductile Iron) - Gusseisen · Zerspanung von ADI (Austempered Ductile Iron) - Gusseisen Ausgangssituation Der Gusseisenwerkstoff ADI (Aus-tempered Ductile

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Page 1: Zerspanung von ADI (Austempered Ductile Iron) - Gusseisen · Zerspanung von ADI (Austempered Ductile Iron) - Gusseisen Ausgangssituation Der Gusseisenwerkstoff ADI (Aus-tempered Ductile

Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Steffen Reich

GFE - Gesellschaft für Fertigungstechnik und Entwicklung Schmalkalden e.V.

Näherstiller Str. 10 • 98574 Schmalkalden

Tel.: +49 3683 6900-37 • Fax: +49 3683 6900-16 • e-mail: [email protected]

Zerspanung von ADI (Austempered Ductile Iron) - Gusseisen

Ausgangssituation

Der Gusseisenwerkstoff ADI (Aus-tempered Ductile Iron) spielt als Werkstoff vor allem auf dem auto-mobilen Sektor eine entscheidende Rolle. ADI ist besonders in den USA auf Grund langjähriger Forschung stark verbreitet und wird in Teilen und Komponenten für den Automo-bil-, Landmaschinen- und allgemei-nen 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- Werk-stoffen mit Standardwerkzeugen tra-ten bisher vor allem Standzeitproble-me auf.

Diese führten dazu, dass die Schnitt-parameter für die Bearbeitung des ADI deutlich herabgesetzt werden mussten, um ähnliche Standmengen wie bei der Bearbeitung von GGG zu erreichen. Deshalb wurde die Bear-beitung von ADI mit Standardwerk-zeugen zunächst als eher unwirt-schaftlich angesehen. Um ihn auf Grund seiner guten Eigenschaften bzgl. des Leichtbaus von Bauteilen trotzdem wirtschaftlich zu bearbei-ten, haben verschiedene Werkzeug-hersteller für die Bearbeitung des ADI in den letzten Jahren für einige An-wendungen Problemlösungen entwi-ckelt. Es handelt sich dabei allerdings größtenteils um Sonderwerkzeuge.

Dieses Vorhaben wurde über die EuroNorm Gesellschaft für Qualitätssicherung und Innovationsmanagement mbH durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Arbeit innerhalb des Förder-projektes „Förderung von Forschung und Entwicklung bei Wachstumsträgern in benachteiligten Regionen - INNOWATT“ unter dem Kennzeichen

IW 08 0120 gefördert.Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt beim Autor.

Zielstellung

Der Nachteil dieser Sonderwerkzeu-ge 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 da-von. Ziel des Vorhabens war es daher, durch innovative Lösungen aus den Bereichen Kantenpräparation und

Schichtentwicklung die Werkzeuge so zu verbessern, dass die Bearbei-tung von ADI mit einer vergleichbaren Produktivität wie die Bearbeitung von GGG erfolgen kann.

Lösungsweg

In diesem Projekt wurde sich auf die Verfahren Fräsen und Drehen mit Wendeplatten sowie Bohren mit monolithischen Werkzeugen konzen-triert. Als Versuchsmaterial kam GJS-800-8 zur Anwendung. Die Leistungs-steigerung im Bereich der Werkzeu-ge sollte im Wesentlichen durch eine Optimierung der Kantenpräparation und der Beschichtung erfolgen. Hier-zu wurden auch umfangreiche Zer-spanversuche durchgeführt.

Ergebnisse

Im Ergebnis des Forschungsvorha-bens liegen umfangreiche Empfeh-lungen zur Werkzeug- und Technolo-gieauslegung für die Verfahren Dre-hen, Fräsen und Bohren von ADI vor. Beispielhaft hierfür zeigt Bild 3 den Einfluss der Schneidengeometrie und des Schneidstoffes auf das Ver-schleißverhalten beim Bohren.Darüber hinaus konnten auch Aus-sagen zum Chargeneinfluss des zu zer-spanenden ADI auf des Standver-haltens der Zerspsanungswerkzeuge abgeleitet werden.

Bild 2: Gefügeausprägung unterschiedlicher ADI-Chargen

Bild 1: Fräsversuche mit Hartmetall-Wende-schneidplatten

Bild 3: Einfluss der Schneidkantenverrundung auf das Verschleißverhalten beim Fräsen von ADI 800