Im Grunde genommen sind diamantbeschichtete Werkzeuge für einen primären Zweck konzipiert: um hoch abrasive, nichteisenhaltige Materialien effektiv zu bearbeiten. Ihre extreme Härte bildet eine schützende Barriere, die dem intensiven Verschleiß durch Materialien wie Verbundwerkstoffe, Graphit und Grünkermik widersteht und die Lebensdauer des Schneidwerkzeugs drastisch verlängert, wo herkömmliche Werkzeuge schnell versagen würden.
Die Entscheidung für ein diamantbeschichtetes Werkzeug ist eine strategische, die darauf abzielt, abrasiven Verschleiß zu überwinden, um die Produktivität zu steigern und Ausfallzeiten zu reduzieren. Der Schlüssel liegt im Verständnis, dass „Diamant“ keine Einzellösung ist, sondern eine Kategorie von Beschichtungen, die jeweils für unterschiedliche Nichteisenanwendungen optimiert sind.
Das Kernproblem: Abrasiver Verschleiß
Warum Standardwerkzeuge versagen
Beim Bearbeiten von hoch abrasiven Materialien ist die Wirkung auf ein Standard-Schneidwerkzeug ähnlich wie das Halten an Schleifpapier. Die feinen, harten Partikel im Werkstück schleifen ständig an der Schneide, was zu schneller Abstumpfung, schlechter Oberflächengüte und häufigen Werkzeugwechseln führt.
Wie Diamantbeschichtungen die Lösung bieten
Eine Diamantbeschichtung erzeugt eine superharte, reibungsarme Oberfläche auf dem Schneidwerkzeug. Diese Beschichtung wirkt als Schutzschild und verhindert den direkten Kontakt zwischen dem weicheren Werkzeugsubstrat und dem abrasiven Werkstück.
Diese Barriere reduziert Reibung und die damit verbundene Wärme drastisch, welche die Hauptursachen für Werkzeugverschleiß sind. Das Ergebnis ist eine deutlich längere Werkzeugstandzeit, eine konstantere Leistung und weniger Maschinenstillstand.
Arten von Diamantwerkzeugen und ihre Anwendungen
Nicht alle Diamantwerkzeuge sind gleich. Der Herstellungsprozess und die Art der Diamantschicht bestimmen ihren idealen Anwendungsfall.
Amorpher Diamant (DLC)
Auch bekannt als Diamond-Like Carbon (DLC), wird diese Beschichtung durch ein Verfahren namens Physical Vapor Deposition (PVD) aufgetragen. Es ist eine sehr vielseitige Beschichtung, die für eine breite Palette von Nichteisenmaterialien geeignet ist.
Ihre Hauptanwendungen umfassen Kohlefaser, Edelmetalle und andere hochwertige Nichteisenlegierungen, bei denen ein sauberer Schnitt und eine lange Werkzeugstandzeit unerlässlich sind.
CVD-Diamant
Dies bezieht sich auf eine dickere Diamantschicht, die mittels Chemical Vapor Deposition (CVD) aufgetragen wird. Diese Werkzeuge sind wahre Spezialisten.
CVD-Diamantwerkzeuge zeichnen sich beim Bearbeiten extrem abrasiver Materialien aus, die feine, pulverförmige Späne erzeugen, wie z.B. Graphit und Verbundwerkstoffe.
Ein Hinweis zu PKD-Werkzeugen
Obwohl es sich nicht um eine Beschichtung handelt, werden polykristalline Diamant (PKD)-Werkzeuge oft im gleichen Kontext diskutiert. PKD-Werkzeuge verfügen über eine massive Diamant-Schneide, die auf einen Hartmetallkörper gelötet ist.
Sie stellen die höchste Leistungs- und Haltbarkeitsstufe für alle nichteisenhaltigen abrasiven Materialien dar und übertreffen oft die Fähigkeiten von DLC- und CVD-beschichteten Werkzeugen, wenn auch zu höheren Anschaffungskosten.
Die kritischen Kompromisse verstehen
Die Einschränkung bei Eisenmaterialien
Dies ist die wichtigste Regel: Verwenden Sie niemals Diamantwerkzeuge auf Stahl, Gusseisen oder anderen Eisenmaterialien. Bei den hohen Temperaturen, die beim Schneiden entstehen, hat der Kohlenstoff im Diamanten eine chemische Affinität zum Eisen im Werkstück, wodurch der Diamant schnell zerfällt und das Werkzeug fast augenblicklich versagt.
Hitzeempfindlichkeit
Obwohl Diamantbeschichtungen dazu beitragen, die durch Reibung erzeugte Wärme zu reduzieren, sind sie nicht für Anwendungen mit extremen externen Wärmequellen vorgesehen. Die Integrität der Beschichtung und die Haftung am Werkzeug können unter solchen Bedingungen beeinträchtigt werden.
Kosten vs. Leistung
Diamantbeschichtete und PKD-Werkzeuge haben höhere Anschaffungskosten als Standard-Hartmetallwerkzeuge. Diese Investition ist jedoch in der richtigen Anwendung durch niedrigere Gesamtstückkosten gerechtfertigt, da sie eine deutlich längere Werkzeugstandzeit, schnellere Schnittgeschwindigkeiten und drastisch reduzierte Maschinenstillstandszeiten für Werkzeugwechsel bieten.
Die richtige Wahl für Ihr Material treffen
Ihr Material bestimmt das beste Werkzeug für die Aufgabe.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf der Bearbeitung von Kohlefaser oder Edelmetallen liegt: Amorphe Diamant (DLC)-Beschichtungen bieten eine hervorragende Kombination aus Verschleißfestigkeit und einer glatten Oberfläche.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf dem Schneiden von hoch abrasiven Verbundwerkstoffen oder Graphit liegt: CVD-Diamantwerkzeuge sind speziell für die Verarbeitung des feinen, abrasiven Staubs dieser Materialien konzipiert.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf maximaler Leistung bei jedem nichteisenhaltigen Abrasivmaterial liegt: PKD-Werkzeuge bieten die ultimative Lösung für die längstmögliche Werkzeugstandzeit und höchste Produktivität.
- Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf der Bearbeitung von Stahl oder anderen eisenbasierten Legierungen liegt: Vermeiden Sie Diamant vollständig; Werkzeuge aus Materialien wie kubischem Bornitrid (CBN) sind die richtige Wahl für diese Anwendungen.
Letztendlich geht es bei der Auswahl des richtigen Diamantwerkzeugs darum, dessen Eigenschaften präzise auf das zu bearbeitende Material abzustimmen, um erhebliche Effizienz- und Werkzeugstandzeitgewinne zu erzielen.
Zusammenfassungstabelle:
| Materialtyp | Empfohlene Diamantwerkzeuge | Hauptvorteil |
|---|---|---|
| Kohlefaser, Edelmetalle | Amorpher Diamant (DLC) | Sauberer Schnitt, vielseitige Verschleißfestigkeit |
| Graphit, Abrasive Verbundwerkstoffe | CVD-Diamant | Überlegene Leistung bei pulverförmigen Spänen |
| Jedes nichteisenhaltige Abrasivmaterial | PKD-Werkzeuge | Maximale Haltbarkeit und Produktivität |
| Stahl, Gusseisen (Eisenhaltig) | Diamant vermeiden - CBN verwenden | Verhindert chemischen Abbau |
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