Beschreibung
P 510 – Entwicklung eines lasergestützten Verfahrens zum Richten und Spannen von Bauteilen in der Anwendung für Sägeblätter aus Stahl mit höherer Randschichthärte
Kreissägeblätter bestehen aus dem Schneidentragkörper (Stammblatt) und den daran befestigten Schneidteilen. Für die Schneidentragkörper werden Werkzeugstähle mit einer über den Querschnitt konstanten Härte von 38 bis 46 HRC verwendet. An sie werden als Schneidteile zur Holz- und Holzwerkstoffbearbeitung vorwiegend Hartmetallzähne durch Löten, zur Steinbearbeitung Diamantsegmente durch Löten und Laserstrahlschweißen befestigt. Beim Einsatz der Sägeblätter bestehen die Forderungen nach einer engen Schnittfuge und einem stabilen Blattverhalten. Diesen Forderungen wird durch den Einsatz steiferer Stammblätter und durch die Einstellung eines gezielten dynamischen Verhaltens der Schneidteile Rechnung getragen.
Eine Verringerung der Schnittfugenweite und stabiles Blattverhalten durch steifere Stammblätter wurde durch die Verwendung einsatzgehärteten Vormaterials erreicht. Es wurden die Stahlsorten 13CrMo4-5 (1.3566) und 14NiCr14 (1.5752) mit niedrigem Kohlenstoffgehalt eingesetzt und einsatzgehärtet. Aufgrund der hohen Randschichthärte von bis zu 60 HRC ist die zum Spannen und Richten erforderliche mechanische Umformung nur durch erhöhten Aufwand möglich, so dass der Rieht- und Spannungsvorgang durch andere Verfahren, z. B. durch eine lokale kurzzeitige Erwärmung erfolgen muss. Mit dem Verfahren des Laserstrahlrichtens konnten in Vorversuchen oberflächenrissfreie Umformungen erstellt werden. Somit wurde die generelle Eignung des Laserrichtverfahrens nachgewiesen.
Die Risiken des Verfahrens liegen darin, dass der komplexe Wärmebehandlungsprozess des Einsatzhärtens der Bleche an das Anforderungsprofil der Kreissägeblätter angepasst werden muss, ohne zu übermäßigem Verzug der Bauteile zu führen. Es sind die vielfältigen Parametervariationen des Einsatzhärtens zu beachten. Insgesamt wird so die gesamte Bauteilfestigkeit (Dauerbiegewechselfestigkeit) erhöht. Dadurch reduzieren sich die bei Gebrauch auftretenden Biegeschwingungen insbesondere bei hoher Drehzahl. Eine Verringerung der Schallemission und eine Verbesserung der Schnittgüte sind die Folge. Aufgrund der höheren Bauteilfestigkeit kann die Stammblattdicke reduziert werden.
Die angestrebten Ziele des Vorhabens, Entwicklung eines Verfahrens zur Fertigung von Sägewerkzeugen aus Blechen mit höherer Randschichthärte und einer Methode zum Richten- und Spannen mittels Laserstrahl, zur Verminderung der Schnittfugenweite, Erhöhung der Schnittflächenqualität und geringerem Umwelteinfluss, wurden erreicht.
Die Erprobung der neuen Werkzeuge während der Arbeiten erfolgte in der Industrie, die Umsetzung in die tägliche Produktion wird mittelfristig angestrebt.
STUDIENGESELLSCHAFT STAHLANWENDUNG e.V.
Veröffentlichung:
2003
Autoren:
Dr.-Ing. G. C. Stehr, Dipl.-Ing. U. V. Münz
