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WB Werkstatt + Betrieb 07-08/2015

Gut zerspant auch ohne Blei

Bleifreier Stahl, Mehrspindelbearbeitung, Spanbildung

Gut zerspant auch ohne Blei

Greift die EU-Direktive 2005/673/EG, haben Mehrspindeldreher ein Problem: Der Bleianteil im Stahl, der einen guten Spanbruch bewirkt, wird begrenzt. Forscher der TU Dortmund zeigten, dass modifizierte bleifreie Stähle durchaus dem Zerspanverhalten bleihaltiger nahe kommen.

Die industrielle Fertigung der für den Automobilbereich benötigten Komponenten erfordert eine hohe Produktivität und Prozesssicherheit. Vielfach müssen die Bauteile dabei spanend bearbeitet werden. Um bei diesen Bearbeitungsoperationen sichere und produktive Prozesse zu gewährleisten, ist eine gute Zerspanbarkeit der verwendeten Konstruktionswerkstoffe erforderlich.

In zahlreichen Anwendungsfällen greift man auf Stähle zurück, bei denen ein Zusatz von beispielsweise Blei, Schwefel oder Phosphor den Spanbruch verbessert. Die Verwendung von Blei ist allerdings problematisch, da dieses Legierungselement gesundheitsgefährdend ist. Auf europäischer Ebene fordert die EU-Richtlinie 2005/673/EG, dass zum Schutz der Umwelt der generelle Höchstwert für Blei in Stahllegierungen den Anteil von 0,1 Gewichtsprozent nicht mehr übersteigen darf. In diesem Regelwerk sind allerdings Ausnahmen definiert, wie etwa ein maximaler Bleianteil von 0,35 Prozent, wenn der Stahl für Bearbeitungszwecke verwendet wird [1].

Blei fördert den Spanbruch und somit die Prozesssicherheit

Indem man dem Stahl Blei zusetzt, wird der Verarbeitungsprozess durch kurzbrechende Späne begünstigt. Darüber hinaus ist die Wirkung des Bleis als Schutzfilm am Werkzeug zur Erhöhung der Verschleißbeständigkeit bekannt [2, 3]. Somit wird die Automatisierung von Herstellungsverfahren begünstigt. Der Bleigehalt erlaubt hohe Schnittgeschwindigkeiten und lange Werkzeugstandzeiten und zeigt darüber hinaus eine eng tolerierte Bearbeitungsfläche in guter Qualität [4]. Eine Vielzahl dieser Bauteile wird aufgrund der nachgefragten Mengen auf Mehrspindelautomaten gefertigt. Umso größer ist die Notwendigkeit prozesssicherer Fertigungsabläufe. Der Spanbildung kommt hierbei eine elementare Rolle zu. Durch den Verzicht auf das Legierungselement Blei wird die Prozesssicherheit der Fertigungsabläufe maßgeblich beeinflusst.

Ziel des von der Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V. (Fosta) mit Mitteln der Stiftung Stahlanwendungsforschung geförderten Forschungsvorhabens ›Zerspanungsoptimierung von hochbelastbaren Stählen für ...

von Dirk Biermann und Maximilian Metzger

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Institut für Spanende Fertigung Technische Universität Dortmund

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DE 44227 Dortmund

Internet:www.isf.de


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Seit 30 Jahren begleitet die Fachzeitschrift Schweizer Präzisions-Fertigungstechnik die Exportaktivitäten der Schweizer Werkzeugmaschinen-Industrie. In Zusammenarbeit mit dem SWISSMEM wird ausführlich und praxisorientiert über innovative spanende Verfahren und Trends in der Fertigungstechnik für die industrielle Metallbearbeitung berichtet.


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