Wenn Zerspanen zur thermischen Belastung wird. Temperaturentwicklung beim Fräsen von Magnesiumwerkstoffen

Biermann, D.^{1, a}; Hammer, N.^{1, b}; Pantke, K.^{1, c}

1)

Institut für Spanende Fertigung, Universität Dortmund, Baroper Str. 301, 44227 Dortmund

a) biermann@isf.de; b) hammer@isf.de; c) pantke@isf.de

Kurzfassung

Die Untersuchungen am ISF Dortmund haben gezeigt, dass bei einer Fräsbearbeitung (Trockenbearbeitung) ein Magnesiumwerkstück einer thermischen Belastung ausgesetzt wird. Diese Belastung scheint zunächst nur geringfügig zu sein, jedoch lässt sich bereits hierdurch ein Einfluss auf die erzeugte Werkstückrandzone beobachten. Mikrohärtemessungen bestätigen den Befund. Ein möglicher Einfluss der Zerspankräfte auf die Mikrohärte des Gefüges kann ausgeschlossen werden, da die Kraftmessungen während der Bearbeitung nur sehr geringe Kräfte (unter 120 N) ausgewiesen haben. Aufgrund der unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeit der Werkstoffe zeigt sich eine Abhängigkeit zwischen Schneidstoff und Temperaturentwicklung im Werkstück. Dementsprechend ließ sich die höchste Wärmebelastung bei Werkzeugen auf Hartmetallbasis beobachten. Gleichzeitig zeigten diese Werkzeuge auch die höchsten Mikrohärteaufhärtungen im Bereich der Werkstückrandzone. Der Beitrag stellt die gemessenen Temperaturen im Werkstück sowie die Ergebnisse der Mikrohärtemessungen vor. Die werkstückseitigen Temperaturen wurden dabei mithilfe von Thermoelementen erfasst, die in Bohrungen mit unterschiedlicher Entfernung zur Werkstückoberfläche angebracht wurden. Die Bearbeitungsversuche erfolgten mit Wendeschneidplatten aus PKD (polykristalliner Diamant) bzw. aus sehr feinkörnigem Hartmetall, mit denen ein 4-Schneiden-Messerkopffräser bestückt wurde. Als Werkstoff wurde WE43 verwendet, eine hochwarmfeste Legierung, die überwiegend in der Luftfahrtindustrie eingesetzt wird. Die Schnittparameter betrugen 0,01 mm Vorschub pro Zahn bei einem Arbeitseingriff von 10 mm und einer Schnittgeschwindigkeit von 800 m/min, wobei die Schnitttiefe im Bereich von 0,2 bis 3,2 mm variiert wurde.

Schlüsselwörter

Magnesium, Fräsbearbeitung, Temperaturentwicklung

Veröffentlichung

WB - Werkstatt und Betrieb, 140 (2007) 7/8, S. 73-75