Der Kunstbohrer mit Vorschneiden aus Hartmetall

Aufbau des Kunstbohrers

Zusammen mit dem zylindrischen Spannschaft beträgt die Länge bei allen Durchmessergrößen 90 Millimeter. Insgesamt stehen neun unterschiedliche Durchmesser zur Verfügung. 10 Millimeter ist hier der kleinste Bohrer-Durchmesser, während der größte Durchmesser 40 Millimeter beträgt. Die zwei waagerechten Hauptschneiden sind Teil des geschmiedeten Bohrerkörpers, der im Übrigen aus einem Stück geschmiedet ist. Der Schaft eignet sich zur Aufnahme in üblicherweise verwendeten Bohrfuttern sowie Spannzangen. Den äußeren Radius bilden zwei Vorschneiden aus Hartmetall, oft auch als Nebenschneiden bezeichnet, welche per Hartlot eingesetzt wurden.

Da der Kunstbohrer für eine Verwendung in stationären Maschinen vorgesehen ist und dementsprechend nur mit der Zwangsführung der Maschinenspindel arbeitet, können die Vorschneiden kürzer gehalten werden. So wird die Reibung verringert, wodurch höhere Drehzahlen und demzufolge mehr Schnittleistung möglich werden. Ein Umstand, der den Einsatz von Hartmetall zur vollen wirtschaftlichen Entfaltung bringt. Der bei Kunstbohrern besonders geräumig gehaltene Spankanal hat keinen negativen Einfluss auf die Stabilität, sorgt jedoch für eine gute Ableitung der erhöht anfallenden Spanmenge.

Einsatzbereiche und Verwendungszwecke des Kunstbohrers

Wenn es darum geht präzise und sauber ausgeführte Sacklöcher zu setzten, kommt der dafür entwickelte Kunstbohrer zum Einsatz. Mit Hartmetall bestückte Ausführungen sind zwar für alle Holz- und Kunststoffarten geeignet, bringen ihre ganze Effektivität jedoch erst bei der Bearbeitung von Hartholz, verleimten Mehrschicht-Holzplatten und harten Spanplatten ans Licht. Aufgrund der enormen Schnittleistung der eingesetzten Vorschneiden aus Hartmetall, stellen selbst harte Kunststofffurniere oder hartes massives Eichenholz keinerlei Hindernis oder Einschränkung dar.

Zum Einsatz kommt dieses hochrationelle Werkzeug vorrangig zur Herstellung von flachen Bohrungen, wie zum Beispiel für das Einlassen von Beschlägen, den sogenannten Topfbändern. Hinsichtlich dieser Verwendung wird auch die Bezeichnung Beschlagbohrer oder Zylinderkopfbohrer benutzt. In gleicher Weise werden auch passgenaue Sacklöcher für Beschläge gesetzt, die der Verbindung von Möbeleinzelteilen dienen. Nicht zuletzt gehört auch das Setzen von Astlöchern zu den vielen Einsatzbereichen des Kunstbohrers. Das Verschließen dieser Bohrungen ist von hoher Präzision hinsichtlich der Passgenauigkeit geprägt, um die ehemalige Aststelle möglichst unsichtbar werden zu lassen.

Vergleich Kunstbohrer zu Forstnerbohrer

Auf den ersten Blick erscheinen diese beiden Hochleistungswerkzeug von relativ gleichem Aufbau. Zwar besitzen beide eine Zentrierspitze und ähnlich aufgebaute Hauptschneiden und dennoch ist der Unterschied von gravierender Bedeutung. Der Forstnerbohrer besitzt als Vorschneide eine lange umlaufende Schneidenform, die gleichzeitig als stabilisierende Führung des Bohrers und der exakten Maßhaltigkeit der Bohrung dient. Die Nebenschneiden des Kunstbohrers sind hingegen relativ kurz und gebend dem Bohrer kaum seitliche Führungsstabilität.

Beide Ausführungen besitzen jedoch Vorteile, die hinsichtlich des Verwendungszwecks unverzichtbar sind. So kann allein der Forstnerbohrer, aufgrund seiner Eigenführung, in handgeführten Maschinen eingesetzt werden. Zudem ist er bestens für weiche Hölzer und Faserstoffe geeignet. Durch die große Führungsfläche entsteht jedoch auch Reibung und somit Wärme, wodurch die Umfangsgeschwindigkeit einer deutlichen Begrenzung unterliegt. Der Kunstbohrer hingegen ist das ideale Werkzeug für Serienfertigungen und Verwendung in stationärer Maschinen. Auf eine eigene Führung kann hier verzichtet werden, was aufgrund geringer Reibung wesentlich höheren Drehzahlen freie Bahn gibt. Höhere Drehzahlen sind hier gleichbedeutend mit erheblich kürzeren Bearbeitungszeiten, selbst im Zusammenhang mit extrem harten Werkstoffen.

Materialeigenschaften von legiertem Werkzeugstahl

Der Hauptkörper der angebotenen Kunstbohrer in dieser Kategorie besteht aus hochlegiertem Werkzeugstahl. Stahl ist für sich genommen ja schon eine Legierung aus Eisen und Kohlenstoff. Erst ab einer Kohlenstoffzugabe von mindestens 0,2 Prozent kann Stahl gehärtet werden, da jetzt durch Erhitzen und anschließendes Abschrecken das Verschieben der Eisenkristalle zum gewissen Teil unterbunden werden kann. Weitere Legierungsbestandteile unterstützen diesen Effekt und übertragen zudem ihr Eigenschaften zusätzlich auf die Gesamtlegierung. Als Legierungszusätze kommen Chrom, Kobalt, Vanadium und weiter Edelmetalle zum Einsatz. Hierdurch steigert sich nicht die Härte als solche, sondern es entsteht eine hohe Zähigkeit, die gegen das Ausbrechen und Abnutzen von Schneiden-Spitzen wirkt. Durch die Legierung liegt auch der Schmelzpunkt wesentlich höher, was zur Folge hat, dass nun eine höhere Unempfindlichkeit gegen Überhitzung durch Reibungswärme vorliegt. Überhitze Bohrer verlieren bekanntlich ihrer Härte und werden sofort Stumpf. Der hohe Legierungsanteil ist im Übrigen auch an der geringen Neigung zur Korrosion zu erkennen.

Auch wenn bei hochlegierten Stählen demnach eine höhere Schmiedetemperatur benötigt wird, ist eine relativ präzise Ausformung dennoch gegeben. Werkzeuge aus formgenau geschmiedetem Stahl bieten, im Vergleich zu gefrästen Teilen, eine Reihe von positiven Eigenschaften.

Materialeigenschaften geschmiedeten Werkzeugstahls

Zur Herstellung von Werkzeugen aller Art wird in der Regel Stabmaterial in entsprechender Güte verarbeitet. Ob Vierkant- oder Rundstahl, in jedem Fall entsteht die Form durch einen Walzvorgang, der eine Ausrichtung der Kristalle in Walzrichtung verursacht. Es wird dabei auch von „Fasern“ gesprochen, um zur Verdeutlichung einen Bezug zu Holz herzustellen. Diese „Fasern“ tragen nicht unerheblich zur Elastizität des Stahls bei. Sobald das Stangenmaterial durch Sägen und Fräsen zu einzelnen Werkstücken verarbeitet wird, erfahren die Faserlinien eine Unterbrechung, was zur Schädigung der Elastizität führt. Bei Schmiedeteilen bleiben die Linien erhalten und folgen der neuen Form. Eine wichtige Voraussetzung für die Stabilität und Langlebigkeit von hochbelasteten Werkzeugen.

Vorteil von Hartmetallschneiden

Während für den Forstnerbohrer Stahlqualitäten im Bereich von HSS, also „Hochleistungs-Schnellschnittstahl“ völlig ausreicht, hat sich im Bereich der Stationären sowie der automatischen Verarbeitung der hartmetallbestückte Kunstbohrer durchgesetzt. Die wirtschaftlichen Vorteile liegen dabei auf der Hand.

Hartmetall bietet eine bedeutend höhere Schnittleistung und eine bis zu 20-mal höhere Standzeit der Schneiden, unter Beibehaltung passgenauer Maßhaltigkeit der Bohrung. Die Reibungswärme ist bei diesem Bohrertyp aufgrund der hohen Umfangsgeschwindigkeit besonders hoch. Hartmetall ist dagegen völlig unempfindlich und könnte selbst dann noch effektiv arbeiten, wenn sich das Holz oder der Kunststoff schon entzünden würden. Bekannt ist zum Beispiel von hartmetallbestückten Sägeblättern, dass sie im Holz versteckt Nägel problemlos durchtrennen, ohne Schaden zu nehmen.

Was ist Hartmetall?

Hartmetall ist kein Stahl! Im Grunde ist es nicht einmal ein reines Metall, sondern besteht aus Karbiden von Metallen. Während eine Verbindung aus Eisen und Sauerstoff zu „Rost“ wird, so wird die Verbindung von Kohlenstoff und Metallen zu Karbiden mit einem sehr harten Gefüge. Der Härtegrad liegt über dem von Glas. Stahl ist lediglich eine Legierung, also ein verschmolzenes Gemisch aus Eisen und Kohlenstoff.

Hartmetall besteht aus verschiedenen Metall-Karbiden wie Wolfram, Titan, Tantal und weiteren, die mithilfe eines speziellen Verfahrens, den sogenannten Sintern, zusammengebracht werden. Dazu müssen die Karbide zunächst pulverisiert werden. Unter Zuhilfenahme eines Bindemittels und sehr hohen Drücken wird das Pulvergemisch in eine Form gepresst, wie zum Beispiel die Form einer Vorschneide des Kunstbohrers. Dann erfolgt eine Erwärmung auf 1500 Grad Celsius, wodurch eine unlösbare Verbindung der Pulverteilchen entsteht. Das nun entstandene Hartmetall besitzt, je nach Mischung, eine Härte bis zu 2000HV(nach Vickers). Die zuvor benannte Wärme von 1500 Grad ist ein Hinweis auf den hohen Widerstand gegen Überhitzung. Stahl hingen zeigt sich bei 800 Grad Celsius schon rot glühend, während Hartmetall bei dieser Temperatur noch nicht einmal seine Schnittleistung verliert.

Arbeiten mit dem Kunstbohrer und seine Pflege

Zu den wichtigsten Bedingungen für eine effektive und wirtschaftliche Arbeitsweise mit dem Kunstbohrer gehören gut geschärfte Schneiden und die richtige Drehzahl. Letzteres ist wiederum abhängig von dem zu zerspanenden Material. Auch wenn Hartmetall sehr Hitzebeständig ist, so gilt dies in der Regel nicht für das zu bearbeitende Material. Holz entzündet sich zum Beispiel schon bei 260 Grad und Weichholz sogar noch früher. Die ideale Drehzahl muss der Härte des Werkstoffs angepasst werden und kann sich zwischen 1200 und 600 Umdrehungen pro Minute bewegen.

Dabei ist oft nicht einmal eine zu hohe Drehzahl dafür verantwortlich, wenn der Bohrer schwarze Brandstellen in der Bohrung hinterlässt, sondern eher stumpfe Schneiden. Alles hat seine Grenzen und nach vielen Einsatzstunden und Tagen lässt auch die Schnittleistung einer Harmetallschneide nach. Dadurch steigt die Reibung, welche dann bekanntlich Wärme erzeugt. Regelmäßiges Nachschärfen steht also im Mittelpunkt der Pflege eines Kunstbohrers.

Ein Herunterfallen auf Beton- oder Steinböden muss auf jeden Fall vermieden werden. Wenn der legierte Werkzeugstahl auch weitgehend korrosionsbeständig ist, so ist er nicht resistent gegen Säuren. Hinsichtlich der Sicherheit ist noch hervorzuheben, dass der feste Sitz des Spannschafts im Bohrfutter oder der Spannzange immer mal wieder geprüft werden muss.

Fazit

Mit der Anschaffung eines Kunstbohrers mit Vorschneiden aus Hartmetall gelangen Sie in den Besitz eines Werkzeugs für höchst Ansprüche, ausgelegt für den langlebigen Einsatz im Dauerbetrieb auf stationären Maschinen und CNC gesteuerten Anlagen. Der Versand erfolgt bei uns sofort am nächsten Tag nach Auftragseingang.