Präzisionsbearbeitung: Wesentliche Stahlsorten für CNC-Schweizer Drehen & Drehen

Stahl ist eines der am häufigsten verwendeten Materialien in der CNC-Schweizer Bearbeitung und im CNC-Drehen. Das Hauptbestandteil von Stahl ist Eisen (aus Eisenerz), das in über 50 Ländern weltweit abgebaut wird. Derzeit stammt der Großteil des weltweiten Eisenerzes (über 75 %) aus Australien, Brasilien, China, Indien, Russland, Südafrika und der Ukraine (in absteigender Reihenfolge des Volumens). Australien produziert 50 % mehr als jedes andere Land der Welt (zwar hielt China zeitweise diesen Titel).

Die Kombination von Eisenerz mit verschiedenen anderen Elementen in unterschiedlichen Mengen erzeugt diverse Stahlsorten, die Metalle mit einem breiten Spektrum an physikalischen Eigenschaften hervorbringen, um Anforderungen in einer Vielzahl von Anwendungen zu erfüllen.

Die zugesetzten Materialien verändern die Eigenschaften von Stahl (wie Flexibilität, Festigkeit, Umformbarkeit und Härtbarkeit). Im Allgemeinen werden Legierungselemente in geringeren Prozentzahlen (unter 5 %) zugesetzt, um Festigkeit oder Härtbarkeit zu erhöhen, oder in höheren Prozentzahlen (über 5 %), um besondere Eigenschaften wie Korrosionsbeständigkeit oder extreme Temperaturstabilität zu erreichen.

Obwohl es weit über 1000 verschiedene Variationen von Stahlzusammensetzungen gibt, können Stähle für die Präzisionsbearbeitungsindustrie (und für diejenigen, die bearbeitete Metallkomponenten benötigen) in 4 grundlegende Kategorien eingeteilt werden. Aus Bearbeitungssicht nimmt der Schwierigkeitsgrad zu, je weiter man in die nächste Kategorie vordringt. Bei Pioneer Service erfolgt der Großteil der Bearbeitung in den ersten drei Kategorien, mit einigen Projekten in der letzten Kategorie.

1. Kohlenstoffstähle: Diese Stahlsorte umfasst Zusammensetzungen mit bis zu 2–3 % Kohlenstoff. Es gibt niedrig-, mittel- und hochkohlenstoffhaltige Stähle in dieser Kategorie. Je höher der Kohlenstoffanteil, desto größer die Härte und Festigkeit. Die Stähle in dieser Kategorie sind im Allgemeinen leicht zu bearbeiten (werden jedoch schwieriger, je höher der Kohlenstoffanteil steigt). Stähle dieser Kategorie erfordern häufig eine Wärmebehandlung nach der Bearbeitung, um Korrosion/Witterungseinflüsse zu reduzieren. Fast 90 % der Stahlproduktion fällt in die Kategorie Kohlenstoffstahl.
   • Beispielsorten für Kohlenstoffstähle**:
     • Niedrig: 1010, 1018
     • Mittel: 1030 und 1040
     • Hoch: 1080

2. Legierungsstähle: Diese Stähle entstehen durch Zugabe verschiedener Mengen zusätzlicher Elemente zu Kohlenstoffstahl. Dies ergibt einen Stahl mit zusätzlichen physikalischen Eigenschaften, die in normalem Kohlenstoffstahl nicht vorkommen. Generell sind erhöhte Härte, Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit die angestrebten Eigenschaften. Aber eine Vielzahl von Elementen kann zugesetzt werden, um eine Reihe verbesserter Eigenschaften zu erreichen, darunter:
   1. Mangan, Silizium, Nickel und Kupfer zur Erhöhung der Festigkeit.
   2. Chrom, Vanadium, Molybdän und Wolfram zur Verbesserung der Optik.
   3. Nickel und Kupfer zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit.
   4. Molybdän zur Verhinderung von Versprödung.
   5. Zirkonium, Cer und Calcium zur Erhöhung der Zähigkeit.
   6. Blei, Wismut, Selen und Tellur zur Verbesserung der Zerspanbarkeit.
      • Beispiele für Legierungsstähle**: 4130, 4140 und 4340

3. Rostfreie Stähle: Bei rostfreien Stählen ist Chrom das primär zugesetzte Element (bis zu 10–20 %). Es wird hauptsächlich für die optische Erscheinung (denken Sie an „Chrom-Finish“) und Rostbeständigkeit verwendet. Es ist ein teureres Material und schwieriger zu bearbeiten.
   • Beispielsorten für rostfreie Stähle**: 303, 304 und 316

4. Werkzeugstähle: Diese Gruppe von Kohlenstoffstählen und Legierungen wird Werkzeugstahl genannt, weil sie am häufigsten zur Herstellung von Werkzeugen zum Schneiden und Formen anderer Materialien verwendet werden. Technisch gesehen gibt es 6 Kategorien von Werkzeugstählen: wassergehärtet, luftgehärtet, schlagfest, hochgeschwindigkeits-, warmarbeits- und sonderbestellt – jeweils mit Eigenschaften und Merkmalen, die es ihnen ermöglichen, andere Metalle und Materialien zu schneiden, pressen, extrudieren und prägen. Werkzeugstähle werden üblicherweise vom AISI mit einem Buchstaben-Zahlen-System (XX) klassifiziert. Pioneer Service bearbeitet sehr wenig Werkzeugstahl, aber wenn, dann meist Kaltarbeitsmaterial (und meist luftgehärtete mittellegierte Stähle wie A582, A286, A277). Werkzeugstähle sind extrem schwer zu bearbeiten.

**Stahl-Nummerierungssystem des American Iron & Steel Institute (AISI)

Das AISI hat ein Nummerierungssystem mit 4 Ziffern zur Identifizierung der Stahlzusammensetzung entwickelt:

1. Erste Ziffer:
   • 1XXX: Jeder Stahl, der mit 1 beginnt, ist ein Kohlenstoffstahl
     • 10XX = reiner Kohlenstoffstahl (mit weniger als 1 % Mn)
     • 11XX = rückgeschwefelter Kohlenstoffstahl
     • 12XX = rückgeschwefelter und rückphosphatierter Kohlenstoffstahl
     • 15XX = nicht rückgeschwefelter und mangangereicherter Stahl (bis zu 1,65 %)
   • 2XXX = Nickelstähle
   • 3XXX = Nickel-Chrom-Stähle
   • 4XXX = Molybdänstähle
   • 5XXX = Chromstähle
2. Zweite Ziffer: Gibt allgemein die Konzentration des Hauptelements an (z. B. 1 = 1 %, usw.)
3. Letzte zwei Ziffern: Geben die Kohlenstoffkonzentration an (z. B. 18 = 0,18 % Kohlenstoff)

Um einige der vielen Teile zu sehen, die Pioneer Service aus Kohlenstoffstahl, Legierungsstahl oder rostfreiem Stahl hergestellt hat, besuchen Sie bitte unsere Produktgalerie auf unserer Website: PioneerServiceInc.com/gallery/. Dort können Sie nach Material sortieren, um eine Reihe von Formen, Merkmalen und Größen von Komponenten zu sehen, die von Kunden in einer Vielzahl von Branchen verwendet werden.

Um ein Stahlkomponentenprojekt zu besprechen, das Sie präzisionsbearbeitet benötigen, kontaktieren Sie noch heute das Pioneer Service Team!