Warum manche Kobaltbohrer schnell versagen

Wenn ein Kobaltbohrer schnell versagt, gehen viele Käufer zunächst davon aus, dass der Bohrer selbst von schlechter Qualität sein muss.
Das trifft manchmal zu.
Es gibt preisgünstige Produkte auf dem Markt, bei denen das tatsächliche Material, die Wärmebehandlung oder die Schleifgenauigkeit nicht den angegebenen Spezifikationen entsprechen.
Doch manchmal ist der Bohrer nicht das einzige Problem.
Bei vielen Bohrvorgängen in Edelstahl ist die Ursache für das Versagen die falsche Abstimmung zwischen Werkzeug und Anwendung. Selbst ein guter Bohrer kann schnell versagen, wenn die Bohrbedingungen nicht stimmen.
Für industrielle Einkäufer ist diese Unterscheidung wichtig. Wird die Ursache falsch eingeschätzt, kann auch die nächste Kaufentscheidung falsch sein.

1. Das Material entspricht möglicherweise nicht der Kobalt-Angabe.
Der Begriff „Kobalt“ ist auf dem Markt für Bohrmeißel weit verbreitet.
Aber nicht alle Kobaltbohrer sind gleich.
Echte HSS-Co-Sorten wie M35 und M42 enthalten Kobalt als Bestandteil der Stahllegierung. Das Kobalt ist im gesamten Material verteilt und nicht nur an der Oberfläche.
Dies ist wichtig, da Kobalt vor allem dann von Nutzen ist, wenn die Schneide höheren Temperaturen ausgesetzt ist. Enthält der Stahl selbst nicht den angegebenen Kobaltgehalt, kann der Bohrer bei schwierigen Bohrarbeiten nicht die erwartete Leistung erbringen.
Für Käufer besteht das Problem darin, dass dieser Unterschied von außen nicht immer erkennbar ist.
Zwei Bohrmaschinen mögen ähnlich aussehen. Beide mögen ähnliche Farben oder Markierungen aufweisen. Beide mögen unter dem Namen HSS-Co. verkauft werden. Doch sobald sie anfangen, Edelstahl zu bohren, wird der Unterschied deutlich.

2. Die Wärmebehandlung bestimmt das Gleichgewicht zwischen Härte und Zähigkeit.
Selbst wenn die Materialgüte stimmt, kann die Wärmebehandlung einen großen Unterschied ausmachen.
Bei den Übungen von HSS-Co geht es nicht einfach darum, die Übung so schwierig wie möglich zu gestalten.
Ist der Bohrer zu hart, kann die Schneide absplittern oder der Bohrer kann unter Belastung brechen.
Ist der Bohrer zu weich, kann sich die Schneide schnell abnutzen und ihre Schneidfähigkeit verlieren.
Die eigentliche Herausforderung besteht darin, das richtige Verhältnis zwischen Härte und Zähigkeit zu finden.
Dies ist einer der Gründe, warum zwei Kobaltbohrer aus demselben Material unterschiedliche Leistungen erbringen können. Die Stahlsorte ist der Ausgangspunkt. Die Wärmebehandlung bestimmt, wie viel von diesem Materialpotenzial tatsächlich in Schneidleistung umgesetzt wird.

3. Eine ungünstige Schleifgeometrie führt zu ungleichmäßigen Schnittkräften.
Ein weiterer Grund für das schnelle Versagen von Kobaltbohrern ist ihre mangelhafte Geometrie.
Ein Spiralbohrer schneidet mit zwei Schneidlippen. Diese beiden Schneidlippen sollten die Schnittlast möglichst gleichmäßig verteilen.
Wenn die Lippenlänge, der Spitzenwinkel oder der Freiwinkel nicht einheitlich sind, kann es vorkommen, dass eine Seite des Bohrers stärker beansprucht wird als die andere.
Das führt zu mehreren Problemen:
  •Höherer lokaler Schnittdruck
  •Mehr Hitze auf einer Seite der Schneide
  •Schnellerer Verschleiß
  •Möglicherweise zu große Löcher oder mangelnde Lochstabilität
Aus Anwendersicht mag dies wie ein Materialproblem erscheinen. Aus Fertigungssicht könnte es sich jedoch tatsächlich um ein Problem mit der Schleifgenauigkeit handeln.
Für Erstausrüster und Vertriebshändler ist daher die Chargenkonstanz von großer Bedeutung. Ein Bohrer ist nicht nur ein Stück Stahl, sondern auch ein geschliffenes Schneidwerkzeug.

4. Kobaltbohrer vertragen höhere Temperaturen, aber keine unbegrenzte Hitze.
Viele Anwender entscheiden sich für Kobaltbohrer, weil diese im Vergleich zu Standard-HSS-Bohrern ihre Härte bei höheren Temperaturen besser beibehalten.
Das ist richtig.
Das bedeutet aber nicht, dass Kobaltbohrer mit beliebiger Drehzahl eingesetzt werden können.
Bei zu hoher Spindeldrehzahl erzeugt die Schneide schneller Wärme, als Werkzeug und Werkstück diese abführen können. Sobald die Temperatur zu hoch wird, beschleunigt sich der Schneidkantenverschleiß.
Dies kommt besonders häufig vor, wenn Anwender der Meinung sind, Kobaltbohrer müssten schneller laufen, nur weil sie hitzebeständiger sind.
In der Praxis benötigen Kobaltbohrer die richtige Drehzahl und den richtigen Vorschub. Sie sind bei schwierigen Werkstoffen leistungsfähiger als Standard-HSS-Bohrer, folgen aber dennoch den Prinzipien des Zerspanens.

5. Die Kaltverfestigung von Edelstahl wird oft missverstanden.
Viele HSS-Co-Bohrer werden für Edelstahl, insbesondere 304 und 316, verwendet.
Edelstahl ist nicht nur wegen seiner Festigkeit schwierig zu bearbeiten. Die Schwierigkeit liegt vielmehr darin, dass sich die Schnittbedingungen während des Bohrvorgangs ändern können.
Wenn der Bohrer reibt statt schneidet, wenn der Vorschub zu gering ist oder wenn der Bohrvorgang im Bohrloch wiederholt stoppt, kann die Oberfläche des Edelstahls härter werden.
Beim nächsten Schneidvorgang wird dann nicht mehr das ursprüngliche Material geschnitten, sondern eine härtere Schicht, die durch den vorherigen Bohrvorgang entstanden ist.
Dadurch kann die Schneide sehr schnell beschädigt werden.
In der Kundenkommunikation ist dies einer der wichtigsten Punkte, die es zu erklären gilt. Manchmal wird der Bohrer für seine kurze Lebensdauer verantwortlich gemacht, der wahre Grund ist jedoch, dass das Werkstück während des Bohrvorgangs schwieriger zu bearbeiten ist.

6. Kühlung, Schmierung und Späneabfuhr sind weiterhin wichtig.
Ein weiteres häufiges Missverständnis ist, dass Kobaltbohrer keine Schneidflüssigkeit benötigen.
Kobalt verbessert die Hitzebeständigkeit im Vergleich zu Standard-HSS, ersetzt aber nicht die Notwendigkeit einer ordnungsgemäßen Kühlung und Schmierung.
Kühlschmierstoffe helfen auf dreierlei Weise:
  •Es verringert die Reibung an der Schneide.
  •Es hilft bei der Temperaturregulierung.
  •Es verbessert die Späneabfuhr
Ohne ausreichende Kühlung oder Schmierung verbleiben Hitze und Späne länger an der Schneidkante. Dies ist besonders schädlich beim kontinuierlichen Bohren, bei tieferen Bohrungen oder bei der Bearbeitung von Edelstahl.
Ein Kobaltbohrer kann zwar härteren Bedingungen standhalten als ein Standard-HSS-Bohrer, benötigt aber dennoch eine angemessene Bohrumgebung.