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Werkstoffe

Stahl

Wichtige Fakten für das Zerspanen von Stahlwerkstoffen

Als Stahl werden metallische Legierungen mit dem Hauptbestandteil Eisen bezeichnet, die unter 2,06 % Kohlenstoff enthalten und der ISO-P-Gruppe zugeordnet sind. Es gibt sehr viele verschiedene Stahlsorten, die sich im Wesentlichen durch ihre Legierungsanteile voneinander unterscheiden. Zu den gängigen Stahlsorten gehören etwa Baustahl, vergüteter Stahl, Werkzeugstahl, Formenbaustahl, Schnellarbeitsstahl und verschleißfester Stahl.
Stahl – der vielseitige Klassiker unter den Werkstoffen

Stahl gehört zu den meistverwendeten und vielseitigsten Konstruktionswerkstoffen. Stahl ist sehr gut zu bearbeiten, wobei er unter anderem gewalzt, geschmiedet, gebogen, tiefgezogen, geschweißt und gut zerspant werden kann. Der Werkstoff ist außerdem gut zu härten, bietet so eine hohe Festigkeit und eine relativ gute Bruchdehnung. Ein erhöhter Verschleiß durch die hohe Temperaturentwicklung an der Schneidzone stellt jedoch eine Herausforderung dar.

Zu den industriell am meisten verwendeten Stahlsorten, die spezielle Herausforderungen haben, gehören:

  • S235: Es ist ein Baustahl (Materialnummer 1.0037), gehört zu den unlegierten Stählen und ist im Maschinenbau und vor allem als Träger für Schweißkonstruktionen weit verbreitet. Der Stahl weist eine gute Plastizität sowie Zähigkeit auf und ist für seine guten Kaltbiegeeigenschaften bekannt. Bei der Zerspanung von S235 verursachen aber Verunreinigungen im Material, ein schlechter Spanbruch, niedrige Oberflächenqualitäten und die Gefahr von Aufbauschneiden Probleme.
  • 42CrMo4+QT: Er ist ein vergüteter Stahl aus Gruppe der niedriglegierten Stähle (Materialnummer 1.7225). Auch er ist sehr fest, gut zu härten und charakterisiert sich durch eine hohe Dauer- und Schlagfestigkeit. Er dient zur Fertigung von Maschinenkomponenten, Kurbelwellen und Achsen. Bei der Zerspanung fordern die hohe Zugfestigkeit und der hohe Werkzeugverschleiß heraus.
  • X155CrVMo12-1: Das ist ein hochlegierter Werkzeugstahl (Materialnummer 1.2379). Wegen seiner hohen Verschleißfestigkeit und der guten Maßhaltigkeit und Zähigkeit, insbesondere in Bezug auf Hochleistungs-Schneidwerkzeuge, ist er sehr verbreitet. In puncto prozesssicherer Zerspanung sind aber massive Chargen-Schwankungen und hohe Schnittkräfte zu beachten.
  • Toolox 44: Er gehört zu den Formenbaustählen, ist hochlegiert, und wird aufgrund seiner vorteilhaften Eigenschaften vor allem im Werkzeug-, Formen- und Gesenkbau eingesetzt. Beim Zerspanen von Toolox 44 sind seine hohe Härte zu beachten. Sie verringert die Werkzeugstandzeit.
  • PM60: Bei ihm handelt es sich um einen pulvermetallurgisch hergestellten Schnellarbeitsstahl, der sich durch gute Verschleißbeständigkeit und hervorragende Warmhärte und dabei Zähigkeit auszeichnet. Der Stahl wird etwa im Automobilbau eingesetzt. Beim Zerspanen stellt das Erreichen einer guten Oberflächenqualität eine Herausforderung dar.
  • Hardox 500: Dieser hochlegierte, verschleißfeste Stahl ist besonders zäh, gut umformbar und abriebfest. Er eignet sich deshalb für stark beanspruchte Maschinenkomponenten wie Mahlsysteme in Recyclinganlagen und Schreddern.

Die Zerspanbarkeit von Stahl ist in der Regel sehr gut. Dabei sind jedoch die werkstoffspezifischen Eigenschaften der unterschiedlichen Stahlsorten zu beachten. So erfordert das Zerspanen von Stählen mit geringem Kohlenstoffgehalt aufgrund der Klebneigung am Werkzeug besonders scharfe Schneidkanten. Je nach Type spielt der erhöhte Werkzeugverschleiß durch Wärmeentwicklung eine große Rolle. Bei der effizienten und prozesssicheren Zerspanung von Stahl ist ZCC-CT der richtige Ansprechpartner. Das entsprechende Produktportfolio beinhaltet hochwertige Zerspanungswerkzeuge zum Drehen, Fräsen und Bohren von Stählen.

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