Vorbereitung der Schneidwerkzeugbeschichtung

Jul 12, 2026

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Zu diesem Zeitpunkt ist die Form des Produkts nahezu identisch mit der des endgültigen Schneidwerkzeugs. Um eine optimale Schneidleistung zu erreichen, muss das Werkzeug jedoch mit einer Oberflächenbeschichtung versehen werden. Das gebräuchlichste Werkzeugbeschichtungsverfahren ist die chemische Gasphasenabscheidung (CVD), bei der ein Metallziel mit einem hohen Strom ionisiert und dann durch Verdampfung und Kondensation auf dem Werkzeug abgeschieden wird. Dieser Vorgang kann im übertragenen Sinne damit verglichen werden, dass Asphaltstraßenoberflächen sehr abkühlen, während die Luft mit einer hohen Konzentration an Wasserdampf gefüllt ist und eine dünne Eisschicht bildet. Im Gegensatz zu CVD ist die Werkzeugtemperatur im Beschichtungsofen zwar relativ niedrig, die tatsächliche Ofentemperatur kann jedoch 480 Grad übersteigen.

 

Ein weiteres häufig verwendetes Werkzeugbeschichtungsverfahren ist die physikalische Gasphasenabscheidung (PVD). Im Vergleich zur CVD-Technologie kann mit der PVD-Technologie eine dünnere Beschichtung aufgetragen werden, was zu einer schärferen Schneidkante und einer überlegenen Schneidleistung bei der Bearbeitung schwer zu bearbeitender Materialien wie gehärtetem Stahl, Titanlegierungen und hitzebeständigen Superlegierungen führt.

 

Bei einem typischen CVD-Werkzeugbeschichtungsprozess besteht die erste Beschichtungsschicht auf dem Werkzeug aus Titancarbonitrid (TiCN). Dieses Beschichtungsmaterial bietet eine hervorragende Verschleißfestigkeit und verbindet sich leicht mit dem Hartmetallsubstrat. Typischerweise wird Aluminiumoxid (Al2O3) als zweite Beschichtungsschicht verwendet. Diese Beschichtung weist eine hervorragende thermische und chemische Stabilität auf und schützt die Wendeschneidplatte vor den hohen Temperaturen beim Schneiden und den negativen Auswirkungen der chemischen Zusammensetzung des Kühlmittels.

 

Die Dicke der TiCN- und Al2O3-Beschichtungen hängt in erster Linie von der Art der Bearbeitung der Wendeschneidplatte ab. Beim Drehen harter Materialien ist beispielsweise ein ausreichender Schutz der Wendeschneidplatte erforderlich, sodass die Dicke jeder Beschichtung möglicherweise 10 μm erreichen muss. Für die Endbearbeitung weicher Materialien können eine 5 μm dicke TiCN-Schicht und eine 2 μm dicke Al2O3-Schicht besser geeignet sein.

 

Nach der Vorbereitung der TiCN- und Al2O3-Beschichtungen ist der Schneideinsatz nahezu funktionsfähig. Leider ist die Al2O3-Beschichtung vollständig schwarz, sodass der Benutzer nur schwer erkennen kann, welche Arbeitsflächen der Wendeschneidplatte verwendet wurden und ob die Schneidkante abgenutzt ist. Um dieses Problem zu lösen, tragen die meisten Werkzeughersteller eine abschließende Schicht aus Titannitrid (TiN) auf den Einsatz auf. Diese glänzende Goldbeschichtung bietet eine hervorragende Sichtbarkeit, sodass Benutzer den Verschleißzustand des Schneideinsatzes anhand seiner Farbveränderungen leicht beurteilen können.

 

In der Vergangenheit markierte das Aufbringen der TiN-Beschichtung den Abschluss der Schneidplattenherstellung. In den letzten Jahren ist jedoch ein letzter Schritt immer üblicher geworden. Bei CVD- oder PVD-Beschichtungsprozessen schrumpfen unterschiedliche Beschichtungsmaterialien beim Abkühlen des Einsatzes unterschiedlich schnell. Dies führt zu Spannungen und Mikrorissen in jeder Beschichtungsschicht. Um diese Spannungen zu beseitigen und Mikrorisse zu minimieren, wird beim Sandstrahlen eine fortschrittliche Technik eingesetzt, die eine Mischung aus Alkohol, Aluminiumoxid und feinem Strahlmittel verwendet. Nach dem Sandstrahlen ist die Schneideinsatzfertigung weitgehend abgeschlossen.

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