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Hartdrehen
Das Hartdrehen unterscheidet sich vom herkömmlichen Drehen nur soweit, dass vergleichsweise harte und gehärtete Materialien von Werkstücken mit geometrisch bestimmter Schneide zerspant werden. Erst war dies nur dem Schleifen vorbehalten, aber durch die Entwicklung neuer Schneidstoffe und Beschichtungen konnte der Einsatzbereich auf höhere Werkstoffhärten erweitert werden. Dies stellt natürlich besondere Anforderungen an die zu verwendenden Schneidstoffe der Drehwerkzeuge. Dabei gilt umgangssprachlich: „Wer ritzt wen?“, was soviel bedeutet wie, der Schneidstoff muss härter sein als das Werkstückmaterial. Jetzt kann man aber nicht einfach Diamant als härtesten Schneidstoff für alle harten Werkstücke nehmen und alle Probleme sind behoben. Da Stahl in der Industrie mit der beliebteste zu zerspanende Werkstoff ist, kann man Diamant (reiner Kohlenstoff) und Eisen nicht im Zerspanungsprozess zusammenbringen. Unter Temperatureinfluss, der durch die Reibung während des Zerspanungsprozesses entsteht, werden durch die Kohlenstoffaffinität des Eisens Kohlenstoffatome aus dem Diamantgitter herausgelöst. Somit wird die kubische Gitterstruktur des Diamanten zerstört und erlaubt daher den Einsatz des Diamanten als Schneidstoff nur für Nichteisen-Werkstoffe wie zum Beispiel Aluminium, Keramik und Glas.
Das zweithärteste bekannte Material ist zur Zeit das kubische Bornitrid (CBN), das diese Problematik nicht aufweist und in der stahlverarbeitenden Industrie weit verbreitet ist. Im Regelfall werden CBN-Körner verschiedenster Größe mit einem metallischen oder keramischen Binder zu Platten gesintert. Die Wahl des Binders, des CBN-Gehalts und der Korngröße sind die wichtigsten Faktoren bei der Auswahl des richtigen Schneidstoffs für die jeweilige Anwendung. Aufgrund seiner hohen Härte ist dieser Schneidstoff sehr spröde, was einen Einsatz im unterbrochenen Schnitt schwierig macht und nur sehr kleine Spanungsquerschnitte ermöglicht. Durch die sehr hohe Wärmeleitfähigkeit darf im Drehprozess nicht mit Kühlschmiermitteln (KSS) gearbeitet werden, da sonst hohe temperaturbedingte Spannungen im Schneidensubstrat auftreten und Risse in der Schneide zum Totalausfall des Werkzeuges führen können. Dies stellt aber durch die hohe thermische Stabilität des Schneidstoffs kein Problem dar. Wenn der Einsatz von Luft möglich ist, so kann man durch Minimalmengenschmierung (MMS) oder Aerosole, die der zuströmenden Luft beigemengt werden, Reibungen im Prozess minimieren und damit verbundenen temperaturbedingten Werkzeugverschleiß verringern.
Als weitere Schneidstoffe wären noch Keramik und das handelsübliche Hartmetall zu nennen, die zwar kostengünstiger als CBN sind, aber im Prozess, durch die geringere Härte und Temperaturstabilität, auch schneller verschleißen.
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