Zerspanbarkeit schwefelarmer nichtrostender Stähle

Biermann, D.^{1, a}; Weinert, K.^{1, b}; Felderhoff, F.^{1, c}; Heilmann, M.^{1, d}

1)

Institut für Spanende Fertigung, Technische Universität Dortmund, Baroper Str. 301, 44227 Dortmund

a) biermann@isf.de; b) weinert@isf.de; c) felderhoff@isf.de; d) heilmann@isf.de

Kurzfassung

Nichtrostende Stähle stellen eine Werkstoffgruppe dar, deren technologische und wirtschaftliche Bedeutung einen kontinuierlichen und bis heute andauernden Zuwachs erfahren hat. Die Gründe hierfür liegen vornehmlich in den günstigen Werkstoffeigenschaften, wie einer hohen chemischen Beständigkeit bei guten Festigkeits- und Zähigkeitskennwerten. Mit der zunehmenden Verbreitung der nichtrostenden Stähle kommt auch deren spanender Bearbeitung eine immer größere Bedeutung zu. Den günstigen Gebrauchseigenschaften stehen jedoch einige fertigungstechnologische Herausforderungen gegenüber. Vor allem die geringe Wärmeleitfähigkeit und die Verfestigungsneigung können zu hohen Prozesstemperaturen und einer starken mechanischen Belastung von Werkzeug und Werkstück während des Bearbeitungsprozesses führen. Eine deutliche Verbesserung der Zerspanbarkeit bedingen hohe Schwefelgehalte durch die Bildung von Mangansulfiden im Werkstoffgefüge.

Im Rahmen der dargestellten Untersuchungen wird die Zerspanung nichtrostender Stähle anhand des Beispiels der Drehbearbeitung analysiert. Dabei werden unterschiedliche Gefügeausbildungen und Schwefelgehalte berücksichtigt. Neben den Auswirkungen von Schnittwert- und Kühlschmierstoffvariationen wird auch der Einfluss von Schneidstoffen, Beschichtungen und Spanleitstufen untersucht. Abschließend werden Erkenntnisse zur Drehbearbeitung des Vergütungsstahls 42CrMo4 gezeigt.

Die Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen belegen, dass eine technologisch und wirtschaftlich sinnvolle Bearbeitung von nichtrostenden Stählen auch bei schwefelarmen Güten möglich ist, jedoch eine Herausforderung darstellt. Notwendig ist hierbei eine angepasste Gestaltung der eingesetzten Schneidstoffe, Beschichtungen und Werkzeuggestaltungen.

Schlüsselwörter

Nichtrostender Stahl, Austenitischer Stahl, Austenitisch-ferritischer Stahl, Drehbearbeitung, Schwefelgehalt, Kühlschmierstoff

Veröffentlichung

In: Stahl-Dokumentation, Tagungsband der Forschungsvereinigung Stahlanwendung, 2008, Düsseldorf, S. 1-4