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Stahl

Stahl fräsen – was sollte man wissen?

Von Johanna Bauer | 19. Januar 2021
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Die spanabhebende Bearbeitung von Stahl durch Fräsen kann eine Herausforderung darstellen, besonders bei Stahlsorten mit niedrigem Kohlenstoffgehalt. In unserem ausführlichen Artikel beleuchten wir die Faktoren, die die Fräseignung von Stahl beeinflussen, und geben Tipps für eine effiziente Bearbeitung. Darüber hinaus erforschen wir, welche Probleme bei weichen und harten Stahlsorten auftreten können.

Stahl Fräse
Beim Einstellen der Geschwindigkeit beim Fräsen von Stahl ist die Stahlsorte zu beachten
AUF EINEN BLICK
Was ist beim Fräsen von Stahl zu beachten?
Beim Fräsen von Stahl ist die Wahl der geeigneten Stahlsorte, der richtigen Werkzeuge und optimaler Arbeitsgeschwindigkeit entscheidend. Weiche Stähle mit geringem Kohlenstoffgehalt neigen zu Graten und Aufschneiden, während harte Stähle Ausbrüche verursachen können.

Fräsen

Fräsen gehört zu den zerspanenden Bearbeitungsmethoden, wie sie in der DIN 8589 geregelt sind. Neben dem Fräsen stellen auch Drehen, Bohren, Sägen und Schleifen spanende oder zerspanende Bearbeitungen dar.

Beim Fräsen von Materialien werden Späne vom Material abgehoben, in der Regel geschieht das durch Maschinen (Fräsmaschine, CNC-Fräsanlage, Bearbeitungszentren).

Voraussetzungen für Fräsbarkeit

Um bei einem Material erfolgreich eine solche spanabhebende Bearbeitung durchführen zu können, müssen bestimmte Materialeigenschaften gegeben sein. Stahl hat die erforderlichen Eigenschaften dafür in der Regel nicht oder nur in geringem Umfang. Das führt zu zahlreichen Problemen beim Versuch, Stahl durch Fräsen zu bearbeiten. Generell müssen für Metalle (insbesondere für Stahl) spezielle, eigens dafür konstruierte Werkzeuge zum Fräsen in Fräsmaschinen oder Bearbeitungszentren verwendet werden.

Unterschiede bei der Fräseignung von Stahl

Ob Stahl eine gute Zerspanbarkeit aufweist, hängt von mehreren Faktoren ab. Die wichtigsten davon sind:

  • die jeweilige Stahl-Legierung (erkennbar an der Werkstoffnummer) und die Zusammenetzung der Legierung
  • der Kohlenstoffgehalt des Stahls
  • die Härte einer Stahlsorte
  • die Art der Herstellung des Stahlwerkstücks (durch Schmieden, durch Gießen, etc.)

Probleme bei weichen Stahlsorten

Besonders weiche Stahlsorten, insbesondere mit geringem Kohlenstoffgehalt, sind beim Fräsen kaum beherrschbar. Es kommt beim Fräsen – auch bei sorgfältigem Arbeiten – immer wieder zur Ausbildung von Graten. Dazu bilden sich auch häufig sogenannte Aufschneiden.

Probleme bei harten Stählen

Bei härteren Stahlsorten kann es dagegen schnell zu sogenannten Ausbrüchen kommen, wenn das Fräswerkzeug nicht optimal positioniert ist.

Arbeitsgeschwindigkeiten

Gerade bei industriellen Prozessen spielt die Bearbeitungsgeschwindigkeit eine wesentliche Rolle für die Effizienz der Bearbeitung. Bei einfachen Maschinen liegen die Unterschiede in der Bearbeitungsgeschwindigkeit je nach Stahlsorte dabei sehr unterschiedlich. Sie können sich zwischen 20 und 300 Meter pro Minute bewegen, was Kosten oft schwer kalkulierbar macht. Hightech-Anlagen können durch Optimierung auf das jeweilige Stahlmaterial und seine besonderen Eigenschaften oft bis zu 10.000 Meter pro Minute erreichen.

Tipps & Tricks
Man kann sich also als Faustregel merken: Stähle mit niedrigem Kohlenstoffgehalt sind in der Regel zwar gut schweißbar, für spanabhebende Bearbeitungen wie das Fräsen dagegen aber wiederum sehr wenig geeignet und grundlegend problematisch. Diese Probleme zeigen sich häufig auch beim Bohren.
Artikelbild: Fertnig/iStockphoto