Rostfreien Stahl meistern: Vollständiger Leitfaden für Zerspanung

Rostfreien Stahl meistern: Vollständiger Leitfaden für Zerspanung

Rostfreier Stahl kann in vielen Werkstätten so verbreitet sein wie Aluminium, besonders bei der Fertigung von Teilen für die Luft- und Raumfahrt und Automobilindustrie. Es ist ein ziemlich vielseitiges Material mit vielen verschiedenen Legierungen und Güten, die eine breite Palette von Anwendungen abdecken können. Allerdings kann das Fräsen von Stahl auch immens schwierig sein. Rostfreie Stähle sind berüchtigte Schaftfräser-Killer, daher ist das Einstellen Ihrer Drehzahlen und Vorschübe und die Auswahl des richtigen Werkzeugs entscheidend für den Zerspanungserfolg.

Materialeigenschaften

Rostfreie Stähle sind hochlegierte Stähle mit überlegener Korrosionsbeständigkeit gegenüber Kohlenstoff- und niedriglegierten Stählen. Dies ist weitgehend auf ihren hohen Chromgehalt zurückzuführen, wobei die meisten Güten von rostfreien Stahllegierungen mindestens 10 % des Elements enthalten.

Rostfreier Stahl kann in eine von fünf Kategorien unterteilt werden: Austenitisch, Ferritisch, Martensitisch, Ausscheidungshärtend (PH) und Duplex. In jeder Kategorie gibt es eine grundlegende, allgemein einsetzbare Legierung. Von dort aus werden kleine Änderungen in der Zusammensetzung an der Basis vorgenommen, um spezifische Eigenschaften für verschiedene Anwendungen zu schaffen.

Zur Referenz hier die Eigenschaften jeder dieser Gruppen sowie einige Beispiele beliebter Güten und ihrer gängigen Verwendungen.

Kategorie	Eigenschaften	Beliebte Güten	Gängige Verwendungen
Austenitisch	Unmagnetisch, hervorragende Korrosions- und Hitzebeständigkeit.	304, 316	Lebensmittelverarbeitungsanlagen, Dachrinnen, Schrauben, Muttern und andere Befestigungselemente.
Ferritisch	Magnetisch, geringere Korrosions- und Hitzebeständigkeit als Austenitisch.	430, 446	Automobilteile und Küchengeräte.
Martensitisch	Magnetisch, moderate Korrosionsbeständigkeit – nicht für schwere Korrosion.	416, 420, 440	Messer, Schusswaffen, chirurgische Instrumente und Handwerkzeuge.
Ausscheidungshärtend (PH)	Stärkste Güte, wärmebehandelbar, schwere Korrosionsbeständigkeit.	17-4 PH, 15-5 PH	Luftfahrtkomponenten.
Duplex	Stärkere Mischung aus Austenitisch und Ferritisch.	244, 2304, 2507	Wasseraufbereitungsanlagen, Druckbehälter.

Werkzeugauswahl

Die Wahl des richtigen Werkzeugs für Ihre Anwendung ist entscheidend bei der Bearbeitung von rostfreiem Stahl. Schruppen, Schlichten, Nutenfräsen und High-Efficiency-Milling-Werkzeugpfade können alle für rostfreien Stahl optimiert werden, indem der richtige Schaftfräsertyp gewählt wird.

Traditionelles Schruppen

Für traditionelles Schruppen wird ein 4- oder 5-schneidiger Schaftfräser empfohlen. 5-schneidige Schaftfräser ermöglichen höhere Vorschübe als ihre 4-schneidigen Pendants, aber beide Stile funktionieren gut für Schruppanwendungen. Unten ist ein hervorragendes Beispiel für traditionelles Schruppen in 17-4 Rostfreiem Stahl.

Nutenfräsen (Slotting)

Beim Nutenfräsen in rostfreiem Stahl wird die Spanabfuhr der Schlüssel sein. Aus diesem Grund sind 4-schneidige Werkzeuge die beste Wahl, da die niedrigere Schneidenanzahl eine effizientere Spanabfuhr ermöglicht. Werkzeuge mit Spanbrechergeometrie eignen sich auch effektiv für das Nutenfräsen in rostfreiem Stahl, da die kleineren Späne leichter aus dem Schnitt zu evakuieren sind.

Schlichten (Finishing)

Beim Schlichten von rostfreien Stahlteilen sind eine hohe Schneidenanzahl und/oder ein hoher Helixwinkel für die besten Ergebnisse erforderlich. Schlichtfräser für rostfreien Stahl haben einen Helixwinkel über 40 Grad und eine Schneidenanzahl von 5 oder mehr. Für aggressivere Schlichtwerkzeugpfade kann die Schneidenanzahl von 7 Schneiden bis zu 14 reichen. Unten ist ein großartiges Beispiel für einen Schlichtlauf in 17-4 Rostfreiem Stahl.

High Efficiency Milling (HEM)

High Efficiency Milling kann eine sehr effektive Bearbeitungstechnik in rostfreien Stählen sein, wenn die richtigen Werkzeuge ausgewählt werden. Spanbrecher-Schrupper wären eine ausgezeichnete Wahl, in 5- oder 7-schneidigen Ausführungen, während Standard 5-7-schneidige, variable Steigung Schaftfräser auch in HEM-Werkzeugpfaden gut performen können.

HEV-5

Helical Solutions bietet den HEV-5 Schaftfräser an, der ein extrem vielseitiges Werkzeug für eine Vielzahl von Anwendungen ist. Der HEV-5 glänzt beim Schlichten und HEM-Werkzeugpfaden und performt auch weit überdurchschnittlich beim Nutenfräsen und traditionellem Schruppen. Erhältlich in Eckradius-, Eckenradius- und Langversionen, ist dieses vielseitige Werkzeug eine ausgezeichnete Wahl, um Ihren Werkzeugbestand zu starten und für die rostfreie Stahlbearbeitung zu optimieren.

Laufparameter

Während die Werkzeugauswahl ein kritischer Schritt für effektivere Bearbeitung ist, ist das Einstellen der richtigen Laufparameter ebenso wichtig. Es gibt viele Faktoren, die in die Bestimmung der Laufparameter für die rostfreie Stahlbearbeitung einfließen, aber es gibt einige allgemeine Richtlinien als Ausgangspunkt.

Im Allgemeinen wird beim Bearbeiten von rostfreien Stählen eine Schnittgeschwindigkeit (Vc/SFM) zwischen 100–350 empfohlen, mit einer Spandicke von 0,0005" für einen 1/8"-Schaftfräser bis zu 0,006" für einen 1"-Schaftfräser. Eine vollständige Aufschlüsselung dieser allgemeinen Richtlinien ist hier verfügbar.

Machining Advisor Pro

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Fazit

Rostfreier Stahl bearbeiten muss nicht schwer sein. Durch Identifizierung der richtigen Materialgüte für jedes Teil, Auswahl des perfekten Schneidwerkzeugs und Optimierung der Laufparameter können Kopfschmerzen beim Fräsen von Stahl der Vergangenheit angehören.