Das sollten Sie beachten

Stahl fräsen

Das Fräsen von Stahl ist ein Profiprojekt und bedarf neben dem nötigen Materialwissen eine besonders gute Vorbereitung. Hier mehr darüber erfahren!

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Stahl Fräsen - Präzisionsfräsen eines Metallblocks

Grundlage der Industrie

Stahl fräsen – Das sollten Sie beachten


Stahl ist einer der ältesten Werkstoffe und gerade für die Automobilindustrie die  Arbeitsgrundlage Nummer Eins. Das Fräsen von Stahl ist jedoch ein Profiprojekt und bedarf neben dem nötigen Materialwissen eine besonders gute Vorbereitung.

Lernen Sie nachfolgend interessante Hintergründe über Stahl kennen und erhalten Sie 6 wertvolle Tipps für das Fräsen. 

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Stahl ist nicht immer gleich Edelstahl


Stahl und Edelstahl wird nicht nur von Laien schnell einmal verwechselt. Nicht zuletzt liegt das an den umgangssprachlichen Bezeichnungen, die verwirren. Denn diese weichen von den technischen Definitionen von Stahl und Edelstahl ab und es gibt außerdem noch etliche Ausnahmen. Lassen Sie uns die Begrifflichkeiten einmal näher aufschlüsseln.

Stahl

Im Prinzip kann offiziell von Stahl gesprochen werden, wenn die Ihnen vorliegende Legierung primär aus Eisenmaterial besteht und der Kohlenstoffgehalt gleichzeitig die Prozentmarke von 2,06 % nicht überschreitet. Diese Genauigkeit wurde deshalb festgelegt, da derselbige Kohlenstoffgehalt für Gusseisen über genau diesen 2,06 % liegt. Doch aufgepasst: Tatsächlich gibt es dennoch Stahllegierungen, die über dem Wert liegen und trotzdem noch als Stahl bezeichnet werden dürfen. Es sind jedoch verhältnismäßig wenige, die unter diese Ausnahmeregelung fallen.

Wie und warum wird Stahl gehärtet?

Beim Stahlhärten gibt es verschiedene Verfahrenstechniken. Zu den bekanntesten zählt wohl das Einsatzhärten. Dabei wird wie folgt vorgegangen: 

  • Das Stahlstück wird so lange aufgekohlt, bis sich eine durchschnittlich 4 mm dicke Randschicht ergibt. 
  • Nach dem Erhitzen auf die Anlasstemperatur werden die Teile anschließend abgeschreckt. Dieser Vorgang kann mit Wasser, jedoch auch beispielsweise mit Öl, inerten Gasen oder Salzschmelze erfolgen. 

Durch das Härten des Stahls lassen sich die verbesserte, mechanischen Eigenschaften, wie etwa eine gute Anlassstabilität, ideale Dämpfung und Verschleißfestigkeit, erreichen. Gehärteter Stahl findet vor allem in der Automobilbranche sowie im Maschinenbau Verwendung. 

Edelstahl

Ein Techniker würde Ihnen bestätigen, dass Edelstahl die reinste Form von Stahl ist. Edelstahllegierungen beinhalten immer die Eisenbegleitstoffe Schwefel und Phosphor, und zwar in keinem größeren Massen-Prozentwert als 0,025 %. Nur dann gelten sie offiziell als Edelstahl. Weitere Legierungsbestandteile von Edelstahl sind zumeist Chrom und Nickel, die den Werkstoff besonders korrosionsbeständig machen. 

Wann ist Stahl/Edelstahl rostfrei?

Rostfrei werden Stahl beziehungsweise Edelstahllegierungen erst mit einem Chromanteil von mindestens 10,5, in einigen Fällen von 13 %. Das ist wichtig zu wissen, denn allzu häufig wird rostfreier Stahl mit Edelstahl gleichgesetzt oder Edelstahl als grundsätzlich rostfrei eingeschätzt.

CNC Fräsen

Technische Daten

Verfahrwege:X-Achse: bis 10.000 mm
Y-Achse: bis 4.300 mm
Z-Achse: bis 1.250 mm
Toleranzen:ab +/- 0,005 mm
Oberflächenrauheit:Ra 0,8 – Rz3,2
Losgrößen:ab 1 Stück
MaschinenModerne 3-und 5-Achs Fräsmaschinen

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6 Tipps

Für die Stahl-Bearbeitung

1.

Möchten Sie Kammrisse vermeiden, arbeiten Sie beim Schruppen von Stahl am besten ohne Kühlmittelzufuhr. Beim Schlichten dagegen ist, aufgrund der verringerten Wärmezufuhr, ein geeignetes Kühlmittel möglich und von Vorteil, um die Oberflächengüte des Stahls zu verbessern. 

2.

Wählen Sie bei martensitischen, rostfreien Stählen zu Sicherheitszwecken eine höhere Schnittgeschwindigkeit sowie eine zähere Sorte mit verstärkten Schneiden. 

3.

Eine möglichst hohe Schnittgeschwindigkeit von vc = 150–250 m/min (492–820 Fuß/min) hilft auch bei der Vermeidung von Aufbauschneidenbildung. 

4.

Aufgrund der hohen Kaltverfestigung sowie Schnittkräfte bei martensitischem Stahl empfiehlt es sich, vorab unbedingt die richtige Bearbeitungs- sowie Roll-in-Strategie auszuwählen. 

5.

Achten Sie beim Fräsen von härteren Stahlsorten ganz besonders auf die optimale Position des Fräswerkzeuges. Andernfalls kann es leicht zu Ausbrüchen kommen.  

6.

Wählen Sie den Vorschub nicht zu gering, denn aufgrund dessen, dass die Schneidkante im plastisch verformten Bereich ansetzt, kann es so unter Umständen zu einem Wendeschneidplattenverschleiß größeren Ausmaßes kommen. 

Erfahrung auf die Sie bauen können

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Fertigungserfahrung

Schweregrad der Stahlbearbeitung

Wie schwer Stahl zu bearbeiten ist, ist abhängig von 

  • seinen Legierungsbestandteilen und -anteilen 
  • der Wärmebehandlung
  • der Härte der Stahlsorte sowie 
  • seinem Herstellungsprozess (gegossen, gewalzt etc.) 

Die jeweilige Stahllegierung ist an der Werkstoffnummer erkennbar. Diese sollten Sie beim Erwerb von Stahl stets im Fokus haben. 

Wer tiefer in das Thema einsteigen möchte, dem können wir dieses Video empfehlen. Mehr Infos über das Bezeichnungssystem für Stähle bietet unter anderem auch die Website maschinenbau-wissen.de

Unersetzlicher Werkstoff

Fazit

Stahl stellt eines der wichtigsten Baumaterialien unserer Zeit dar. Seine Materialeigenschaften wie die Verschleißfestigkeit machen ihn insbesondere für den Einsatz in der Automobil- und Maschinenbaubranche unersetzlich. Fräsen ist die Bearbeitungstechnik der Wahl, wenn es überwiegend um gehärtetem Stahl geht. Gleichzeitig kann sie eine große, technische Herausforderung darstellen, die umfassendes Know-how sowie eine hohe Qualität des Stahlfräsers bedarf.

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