Die Wahl des idealen Stahls für CNC-gefräste Teile: Ein praktischer Leitfaden

Wie Sie vielleicht bereits festgestellt haben, ist die CNC-Bearbeitung eine äußerst vielseitige Methode zur Herstellung Ihrer Stahlteile. Doch Sie fragen sich vielleicht, welcher Stahl für Ihr Projekt am besten geeignet ist und wie Sie sicherstellen können, dass Sie die richtige Wahl treffen.

Dieser Artikel erklärt die Eigenschaften, die Sie für Ihr CNC-gefrästes Stahlteil berücksichtigen müssen, und stellt unsere Top 10 Stahlsorten für die CNC-Bearbeitung vor – damit Sie für Ihr nächstes Projekt hervorragende Optionen haben und optimale Ergebnisse erzielen.

Die Vorteile von Stahl und seine Herausforderungen bei der CNC-Bearbeitung

Obwohl der CNC-Bearbeitungsprozess aus vielen Materialien hochwertige und präzise Teile fertigen kann, liefern Werkstoffe mit schlechter Zerspanbarkeit oft unbefriedigende Ergebnisse. Bei der großen Vielfalt an auf dem Markt erhältlichen Stahllegierungen finden Sie jedoch zahlreiche Stähle mit guter Zerspanbarkeit. Tatsächlich wird der AISI-Zerspanbarkeitsindex allgemein relativ zur Legierung B1112 bestimmt.

Wie wir bereits erläutert haben, sollten Sie zur Beurteilung der Zerspanbarkeit eines Materials mindestens dessen Härte, zulässige Wärmeeinträge und die gewünschte Oberflächengüte berücksichtigen, um festzustellen, ob es für die CNC-Bearbeitung geeignet ist.

Die Härte ist ein entscheidender Indikator für die Zerspanbarkeit. Ist das Material zu hart oder zu weich, kann dies zu Verzögerungen, zusätzlichem Arbeitsaufwand oder sogar dem Bedarf an Spezialwerkzeugen führen. Viele der für Ihre Projekte in Betracht gezogenen Stähle sind keine Freischneidstähle. Sie weisen daher typischerweise eine höhere Härte als Freischneidstahl auf und erreichen einen Zerspanbarkeitsindex unter 100 %.

Während die Härtegenerally direkt mit der Zerspanbarkeit korreliert, können die Auswirkungen des Wärmeeintrags schwieriger einzuschätzen sein. Einige Materialien verhalten sich bei hohen Temperaturen anders, und einige können sogar schmelzen. Die hohen Wärmeeinträge beim Zerspanen können die Mikrostruktur mancher Werkstoffe stärker beeinflussen als andere. So muss beispielsweise der rostfreie Stahl der Güte 17-4 nach der Bearbeitung einer Lösungsglühung unterzogen werden, um bestimmte erwünschte Eigenschaften beizubehalten.

Schließlich können Stahllegierungen trotz höherer Härte und unterschiedlicher Empfindlichkeit gegenüber Wärmeeinflüssen ausgezeichnete Oberflächenqualitäten aufweisen. Zwar hängt dies von der Güte ab, doch Materialien mit einem geeigneten Zerspanbarkeitsindex erzielen in der Regel auch eine gute Oberflächengüte, die durch Polierbehandlungen – chemisch oder physikalisch – oft noch weiter verbessert werden kann.

Die Top 10 Stähle für die CNC-Bearbeitung im Vergleich

Es gibt viele Stahllegierungen für Ihr Projekt, doch um Ihre Suche einzugrenzen, haben wir die Top 10 Stähle für die CNC-Bearbeitung zusammengestellt. Diese Liste ist nicht erschöpfend, doch die unten in der Tabelle aufgeführten gängigen Stähle weisen alle eine geeignete Zerspanbarkeit sowie eine Vielzahl weiterer wünschenswerter Eigenschaften auf.

Stahllegierung	Typ	Beschreibung	Vorteile	Nachteile	Anwendungen
SS 303	Freischneidender rostfreier Stahl	Einer der am besten verfügbaren und hochzerspanbaren austenitischen rostfreien Stähle.	Exzellente Zerspanbarkeit, gute Korrosionsbeständigkeit, moderater Preis.	Nicht durch Wärmebehandlung härtbar. Nicht für Marineanwendungen geeignet.	Elektronische Hardware, Muttern und Schrauben, Schrauben, Flugzeugbeschläge, Buchsen.
SS 416	Freischneidender rostfreier Stahl	Bietet die beste Zerspanbarkeit aller rostfreien Stähle.	Hervorragende Zerspanbarkeit, moderate Korrosionsbeständigkeit, gute Festigkeit.	Nicht für Chlor- oder Meeresumgebungen geeignet. Schlechte Schweißbarkeit und begrenzte Verfügbarkeit.	Ventile, Pumpenwellen, Zahnräder, Muttern, Schrauben.
SS 304	Rostfreier Stahl	Eine der gängigsten rostfreien Stahllegierungen mit guter Schweißbarkeit.	Gute Zerspanbarkeit, Schweißbarkeit und Kosten. Exzellente Korrosionsbeständigkeit.	Anfällig für Spannungsrisskorrosion in manchen Anwendungen über 60 °C. Andere rostfreie Stähle bieten besseren Schutz vor Loch- und Spaltkorrosion.	Lebensmittelverarbeitung, Utensilien, Automobilteile, architektonische Anwendungen, Wärmetauscher, Schrauben.
SS Güte 17-4	PH-rostfreier Stahl	Ein martensitischer, ausscheidungshärtender rostfreier Stahl mit bis zu 30 % Chrom.	Sehr hohe Zähigkeit, Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit.	Erfordert effiziente und sorgfältige Wärmebehandlung.	Kernreaktoren, Flugzeugtriebwerke, Öl- und Gasanwendungen.
1045	Mittelkohlenstoffstahl	Vielseitiger Mittelkohlenstoffstahl mit relativ guter Festigkeit und Härte, gut für verschleißfeste Anwendungen.	Gute Festigkeit und Härte. Gute Schweißbarkeit und Zerspanbarkeit.	Kann eine nachträgliche Wärmebehandlung zur Spannungsarmglühung erfordern.	Achsen, Schrauben, leichte Zahnräder, geschmiedete Pleuelstangen.
1018	Weicher Kohlenstoffstahl	Der beste Stahl für cementierte Teile, mit exzellenter Schweißbarkeit.	Exzellente Schweißbarkeit und Zerspanbarkeit.	Bietet moderate mechanische Eigenschaften wie Festigkeit und Duktilität.	Zugstangen, Ankerbolzen, Spindeln, Maschinenteile.
1144	Freischneidender Mittelkohlenstoffstahl	Ein freischneidender, resulfurisierter Kohlenstoffstahl mit hervorragender Verschleißfestigkeit.	Hohe Festigkeit und Härte, gute Beständigkeit gegen Verformung und Verschleiß.	Schlechte Schweißbarkeit insgesamt.	Zahnräder, Kolben, Schrauben, Muttern, Stangen.
4140	Niedriglegierter Stahl	Legierter Stahl mit geringem Chrom-, Molybdän- und Mangananteil.	Gute Zerspanbarkeit im geglühten Zustand. Hohe Ermüdungs-, Verschleiß- und Schlagfestigkeit.	Kann eine nachträgliche Wärmebehandlung erfordern.	Kupplungen, Muttern, Schrauben, Automobil- und Maschinenteile, Spindeln.
8620	Niedriglegierter Stahl	Bietet gute Festigkeit und Duktilität. Reagiert gut auf Nitrieren und bietet hervorragende Verschleißfestigkeit.	Gute Festigkeit und Verschleißfestigkeit.	Schlechtes Ansprechen auf Flamm- oder Induktionshärtung.	Kolbenbolzen, Befestigungselemente, Nockenwellen, Zahnräder und Ketten.
8630	Niedriglegierter Stahl	Eine hochfeste Legierung mit guter Härtbarkeit.	Gutes Ansprechen auf Wärmebehandlung.	Wärmebehandlung kann vor und nach der Bearbeitung oder dem Schweißen erforderlich sein.	Zahnräder, Kurbelwellen, geschmiedete Verbinder und Blockventile.

Ist Stahl die richtige Wahl für Ihr Projekt?

Die Wahl des idealen Stahls für CNC-gefräste Teile: Ein praktischer Leitfaden

Alles in allem ist Stahl ein äußerst vielseitiger Werkstoff, weshalb er zu den am häufigsten verwendeten Metallen in unserem Alltag gehört. Es stehen zahlreiche Optionen zur Verfügung, die spezifische Materialeigenschaften bieten – ganz abhängig von den Anforderungen an Ihr Endprodukt.

Wenn Sie beispielsweise in der Marinebranche tätig sind, sollten Sie trotz der exzellenten Zerspanbarkeit auf SS 303 verzichten und stattdessen SS 304 in Betracht ziehen, der eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit bietet.

Ebenso kann AISI 4140 eine gute Option für einen relativ kostengünstigen, aber sehr harten Kohlenstoffstahl sein. Stärkere Alternativen sind AISI 1144 und AISI 8630 sowie die verschiedenen rostfreien Stahlsorten.

Unsere Experten bieten CNC-Bearbeitungsdienstleistungen für eine Vielzahl von Stahllegierungen an. Bei Fragen kontaktieren Sie uns oder besuchen Sie unsere Seite zu CNC-Bearbeitungsdienstleistungen für weitere Informationen!

Aluminium in der CNC-Bearbeitung: Vorteile, Nachteile & Legierungen erklärt Halbleiterbearbeitung meistern: 4 Schlüsselkonzepte, die jeder Ingenieur kennen sollte

CNC-Maschine

Industrieroboter

Industrielle Ausrüstung