Wie bearbeitet oder fräst man Werkzeugstahl?

Die Bearbeitung und das Fräsen von Werkzeugstahl stellen aufgrund seiner inhärenten Härte und außergewöhnlichen Verschleißfestigkeit eine große Herausforderung dar. Als professioneller Hersteller empfehlen wir, Werkzeugstahl im geglühten Zustand zu bearbeiten, da das Material dadurch weicher wird und sich leichter schneiden und formen lässt. 

Wenn Sie Werkzeugstahlprodukte durch Drehen, Schleifen oder Fräsen benötigen, wenden Sie sich für maßgeschneiderte Lösungen bitte an die SteelPro Group.

Faktoren, die die Bearbeitbarkeit von Werkzeugstahl beeinflussen

Härte

Werkzeugstähle sind für ihre hohe Härte bekannt, was ihre Bearbeitung und Formgebung erschwert. Die Härte wird üblicherweise auf der Rockwell-C-Skala gemessen und reicht von 40 bis 70 HRC. Mit zunehmender Härte wird das Material verschleißfester, aber schwieriger zu bearbeiten.

Zusammensetzung der Legierung

Werkzeugstähle enthalten oft eine Mischung aus Elementen wie Chrom, Vanadium, Molybdän und Wolfram. Diese Elemente verbessern Eigenschaften wie Abriebfestigkeit, Haltbarkeit und Hitzebeständigkeit. Sie können jedoch auch die Bearbeitung erschweren.

Wärmebehandlung

Werkzeugstähle werden Wärmebehandlungsprozessen wie Abschrecken und Anlassen unterzogen, um die gewünschte Härte und Zähigkeit zu erreichen. Der Wärmebehandlungsprozess beeinflusst die Mikrostruktur des Stahls und seine Bearbeitbarkeit. Für die Bearbeitung wird ein geglühter Zustand empfohlen.

Vorbereitung für die Bearbeitung oder das Fräsen von Werkzeugstahl

Werkzeugauswahl

Bei der Bearbeitung von Werkzeugstahl ist es wichtig, Schneidwerkzeuge auszuwählen, die der Härte und Zähigkeit des Materials standhalten. Zu den empfohlenen Werkzeugmaterialien gehören:

Hartmetallwerkzeuge: Hartmetall ist aufgrund seiner hohen Härte und Verschleißfestigkeit die häufigste Wahl. Es bleibt auch bei hohen Temperaturen scharf, was beim Schneiden von Werkzeugstahl von entscheidender Bedeutung ist.

Schnellarbeitsstahl (HSS): Obwohl sie nicht so langlebig wie Hartmetall sind, eignen sich Schnellarbeitsstahlwerkzeuge dennoch gut für die Bearbeitung von Werkzeugstahl, insbesondere bei moderateren Schnitten.

Kobaltlegierungen: Werkzeuge auf Kobaltbasis sind härter als Standard-HSS und bieten eine bessere Hitzebeständigkeit und längere Standzeit bei der Bearbeitung von Materialien mit hoher Härte.

Für Beschichtungen sollten Sie Werkzeuge mit TiN (Titannitrid) oder TiAlN (Titan-Aluminium-Nitrid) Beschichtungen. Diese Beschichtungen verringern die Reibung, unterstützen die Wärmeableitung und erhöhen die Lebensdauer des Werkzeugs

Werkstückvorbereitung

Stellen Sie vor der Bearbeitung von Werkzeugstahl sicher, dass das Werkstück richtig vorbereitet ist:

1. Werkstückspannung: Befestigen Sie das Werkstück fest mit Klemmen, Schraubstöcken oder Vorrichtungen. Ein loses Werkstück kann sich während der Bearbeitung verschieben, was zu Ungenauigkeiten und Schäden am Werkstück und am Schneidwerkzeug führen kann.
2. Werkstückausrichtung: Stellen Sie sicher, dass das Werkstück richtig ausgerichtet ist, um Durchbiegungen und Vibrationen während des Schneidens zu minimieren. Dies ist insbesondere bei Werkzeugstählen wichtig, die schwieriger zu bearbeiten sind.

Wie bearbeitet man Werkzeugstahl?

Wenden

Verwenden Sie langsame Schnittgeschwindigkeiten (zwischen 50 und 150 SFM) mit mäßigem Vorschub. Wählen Sie ein Werkzeug mit starker Schneide, z. B. einen Hartmetalleinsatz, und sorgen Sie für eine ausreichende Kühlung, um Werkzeugverschleiß zu vermeiden.

Mahlen

Beim Fräsen von Werkzeugstahl ist ein Fräser mit mehreren Zähnen ideal, um die Schnittkräfte zu verteilen. Um eine Überhitzung zu vermeiden, verwenden Sie eine niedrige Schnittgeschwindigkeit, aber einen höheren Vorschub als beim Drehen. Zum Nutenfräsen oder Planfräsen eignen sich Hartmetall-Schaftfräser mit Beschichtungen wie TiAlN sind bei hohen Temperaturen wirksam.

Bohren

Verwenden Sie beim Bohren Bohrer mit Beschichtungen, die eine hohe Hitzebeständigkeit bieten, wie zum Beispiel TiN oder TiAlN. Wenden Sie konstant Kühlmittel an, um die Ansammlung von Spänen zu verhindern und die Hitze an der Schneide zu verringern. Die Geschwindigkeiten sollten niedriger sein als die typischen Bohrgeschwindigkeiten für weichere Materialien.

Schleifen

Werkzeugstähle werden häufig geschliffen, um eine hohe Präzision zu erreichen. Verwenden Sie eine feinkörnige Schleifscheibe, um übermäßige Wärmeentwicklung zu vermeiden, die die Materialeigenschaften beeinträchtigen kann. Beim Schleifen ist die richtige Kühlung unerlässlich.

Arten von Werkzeugstahl und Überlegungen zur Bearbeitung

Kaltarbeitsstahl

Kaltarbeitsstähle (z. B. A2, D2, O1) sind anfällig für Kaltverfestigung, wodurch der Werkzeugverschleiß zunimmt.

• Verwenden Sie Hartmetallwerkzeuge mit Beschichtungen wie Zinn oder TiAlN für bessere Verschleißfestigkeit. Pflegen langsamere Schnittgeschwindigkeiten (100–150 SFM) und Kontrollierte Kühlung um eine Überhitzung und einen vorzeitigen Werkzeugverschleiß zu verhindern.

Warmarbeitsstahl

Warmarbeitsstähle sind dafür ausgelegt, während der Verarbeitung hohen Temperaturen standzuhalten; sie werden häufig für Formen und Schmiedegesenke verwendet. 

• Verwenden Sie HSS- oder Hartmetallwerkzeuge mit der richtigen Schmierung, um Hitze zu minimieren und Werkzeugverschleiß zu verhindern. Entscheiden Sie sich für langsamere Vorschubgeschwindigkeiten und niedrigere Schnittgeschwindigkeiten.

Schnellarbeitsstahl (HSS)

HSS kann im Vergleich zu anderen Werkzeugstählen mit höheren Geschwindigkeiten bearbeitet werden.

• Verwenden Sie Hartmetalleinsätze für beste Ergebnisse. Höhere Schnittgeschwindigkeiten (bis zu 300 SFM) können verwendet werden, die Vorschubgeschwindigkeiten richten sich jedoch nach der Härte des jeweiligen Stahls.

Schlagfester Werkzeugstahl

Schlagfeste Werkzeugstähle wie S7 lassen sich leichter bearbeiten, erfordern jedoch Sorgfalt, um eine Kaltverfestigung zu vermeiden.

• Verwenden Sie niedrigere Schnittgeschwindigkeiten und höhere Vorschubgeschwindigkeiten um übermäßige Wärmeentwicklung und Kaltverfestigung zu verhindern.

Kunststoffformstahl

Obwohl sie im Vergleich zu anderen Werkzeugstählen relativ leichter zu bearbeiten sind, ist für die Präzision des Formens die Sicherstellung einer angemessenen Oberflächenbeschaffenheit von entscheidender Bedeutung.

• Verwenden Sie Schnellarbeitsstahl (HSS) oder Hartmetallwerkzeuge für effizientes Schneiden. Mittlere Schnittgeschwindigkeiten (150–200 SFM) und moderate Vorschubgeschwindigkeiten werden empfohlen. Kühlmittel überfluten oder Luftstoß hilft bei der Temperaturkontrolle.

Rostfreier Werkzeugstahl

Aufgrund der hohen Festigkeit und Härte kann die Bearbeitung von rostfreiem Stahl, beispielsweise 440C, schwierig sein. 

• Verwenden Sie Hartmetallwerkzeuge mit Zinn oder TiAlN Beschichtungen. Die Schnittgeschwindigkeiten sollten zwischen 80 bis 150 SFM, abhängig von der Stahlsorte. Niedriger Vorschub Preise und ausreichende Kühlung sind unbedingt erforderlich, um Werkzeugverschleiß und Hitzestau zu vermeiden.

Holen Sie sich professionelle Bearbeitungslösungen für Werkzeugstahl

Wenn Sie vor Herausforderungen bei der Bearbeitung oder Fräsung von Werkzeugstahl stehen, ist die SteelPro Group für Sie da. Wir bieten maßgeschneiderte Lösungen und hochwertige Werkzeugstahlprodukte. Unser Team unterstützt Sie mit fachkundiger Beratung und präzisen Bearbeitungsdienstleistungen, die auf Ihre Bedürfnisse zugeschnitten sind.