Drehfähige Metalle: Was Sie vor dem Kauf wissen sollten

Von | 16. Juli 2019
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Das Drehen ist ein Bearbeitungsprozess, bei dem ein Schneidwerkzeug, typischerweise ein nichtrotierender Meißel, einen Spiralweg beschreibt, indem er sich mehr oder weniger linear bewegt, während sich das Werkstück dreht. Das Ganze impliziert somit, dass es sich bei dem betreffenden Werkstück um ein Rundmaterial handelt. In der Regel kommen hierbei Metalle zur Verwendung, aber auch Kunststoffe können durch Drehen bearbeitet werden. Bei der Bearbeitung von Holz mit einem ähnlichen Prozess spricht man dagegen vom Drechseln.

Das Wichtigste in Kürze

  • Rotationssymmetrische Teile können schnell, effizient und weitgehend automatisiert hergestellt werden, sowohl im Form von Einzelstücken als auch in Großserie.
  • Die erreichbaren Genauigkeiten beim Drehen sind bezüglich Abmessungen, Oberflächengüte und Form als gut bis sehr gut zu bezeichnen (je nach Material und Werkzeugqualität).
  • Es können verschiedene Materialien durch Drehen bearbeitet werden – auch Materialien, die für andere Bearbeitungsverfahren zu weiche oder spröde sind. Gedrehte Werkstücke bedürfen kaum einer Nachbehandlung, viele davon sind nach dem Drehen direkt einbaufertig.

Ratgeber: Fragen, mit denen Sie sich beschäftigen sollten, bevor Sie drehfähige Metalle kaufen

In unserem Ratgeber-Bereich finden Sie wissenswerte Informationen und Antworten auf häufige Fragen, die sich auf drehfähige Metalle beziehen.

Was ist der Unterschied zwischen Drehen und Bohren?

Normalerweise steht der Begriff „Drehen“ für die Erzeugung von Außenflächen durch ein spanabhebendes Schneiden, während die im Wesentlichen gleiche Schneidaktion, welche auf zylindrische Innenflächen (d. h. Löcher) angewendet wird, als „Bohren“ bezeichnet wird. So kategorisiert der Begriff „Drehen und Bohren“ eine größere Familie von ähnlichen Prozessen, die jedoch trotzdem unterschiedliche Ziele verfolgen. Das Erzeugen von Flächen auf dem Werkstück (d. h. Flächen senkrecht zu seiner Drehachse), ob mit einem Dreh- oder Bohrwerkzeug, wird als „Planen“ bezeichnet.

Welche Maschinen gibt es zum Drehen?

Das Drehen kann manuell, mittels einer traditionellen Drehmaschine erfolgen. Allerdings erfordert diese Form eine ständige Überwachung durch den Bediener. Im Gegenzug dazu kann das Drehen auch auf einer automatisierten Drehmaschine erfolgen, hierbei verläuft der Herstellungsprozess weitgehend automatisch. Lediglich die Programmierung und Überwachung obliegt hier noch dem Anwender. Dabei spricht man auch von der Automatisierung durch eine computergestützte, numerische Steuerung, besser bekannt als CNC-Drehen.

Entscheidung: Welche Arten von Metalle werden zum Drehen verwendet und welche ist die Richtige für Sie

Grundsätzlich können nahezu alle Metalle zum Drehen verwendet werden. Hier eine Auswahl der am meisten verwendeten Metalle:

  • Werkzeugstahl
  • Edelstahl
  • Aluminium
  • Messing
  • Magnesium

Werkzeugstahl

Werkzeugstahl bezeichnet eine Vielzahl von Kohlenstoff- und Legierungsstählen, die sich besonders gut für die Herstellung von Werkzeugen eignen. Ihre Eignung ergibt sich aus der ausgeprägten Härte, ihrer Abrieb- und Verformungsbeständigkeit und der Fähigkeit, eine Schneidkante bei erhöhten Temperaturen zu halten. Dadurch eignen sich Werkzeugstähle für den Einsatz bei der Formgebung anderer Werkstoffe.

Werkzeugstähle mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0,5 % und 1,5 % werden unter sorgfältig kontrollierten Bedingungen hergestellt, um die gewünschte Qualität zu erreichen. Das Vorhandensein von Hartmetallen in ihrer Matrix spielt die dominante Rolle bei den Eigenschaften von Werkzeugstahl. Die vier wichtigsten Legierungselemente, die Karbide in Werkzeugstahl bilden, sind: Wolfram, Chrom, Vanadium und Molybdän. Es gibt verschiedene Gruppen von Werkzeugstählen: wasserhärtend, kaltarbeitend, stoßfest, schnell, warmarbeitend sowie Werkzeugstähle für spezielle Zwecke.

Die Auswahl des betreffenden Werkzeugstahls zum Drehen hängt von den Kosten, der Betriebstemperatur, der erforderlichen Oberflächenhärte, der Festigkeit, der Stoßfestigkeit und den Anforderungen an die Zähigkeit ab.

Edelstahl

In der Metallurgie bezeichnet Edelstahl, auch bekannt als Inox-Stahl (vom französischen Begriff für unoxidierbar) oder rostfreier Stahl, eine Stahllegierung mit einem Mindestgehalt von 10,5 Massenprozent Chrom und einem Höchstgehalt von 1,2 Massenprozent Kohlenstoff.

Rostfreie Stähle zeichnen sich vor allem durch ihre Korrosionsbeständigkeit aus, die mit steigendem Chromgehalt zunimmt. Zugaben von Molybdän erhöhen die Korrosionsbeständigkeit bei Säuren und gegen Lochfraß in Chloridlösungen. So gibt es zahlreiche Edelstahlsorten mit unterschiedlichen Chrom- und Molybdängehalten, je nach Umgebung, in der die Legierung eingesetzt werden muss.

Die Korrosions- und Anlaufbeständigkeit, der geringe Wartungsaufwand und der bekannte Glanz machen Edelstahl zu einem idealen Werkstoff für viele Anwendungen, bei denen sowohl die Festigkeit des Stahls als auch die Korrosionsbeständigkeit gefordert sind.

Edelstahl ist die erste Wahl bei Anwendungen, bei denen sowohl die Festigkeit des Stahls als auch die Korrosionsbeständigkeit gefordert sind. (Foto: ©Alexander Volkov / 123RF)

Aluminium

Aluminium zeichnet sich durch seine geringe Dichte und seine Fähigkeit aus, Korrosion durch das Phänomen der Passivierung zu widerstehen. Aluminium und seine Legierungen sind für viele Industrien von entscheidender Bedeutung. Daher wird Aluminium auch in der spanabhebenden Fertigung – u. a. beim Drehen – oft eingesetzt. Allerdings ist das Metall vergleichsweise teuer.

Messing

Messing ist eine Legierung aus Kupfer und Zink, deren Anteile variiert werden können, um unterschiedliche mechanische und elektrische Eigenschaften zu erreichen. Messing kann kleine Anteile einer Reihe anderer Elemente beinhalten, einschließlich Arsen, Blei, Phosphor, Aluminium, Mangan und Silizium. Messing wird zur Dekoration wegen seiner glänzenden, goldfarbenen Optik verwendet und kommt zudem für Anwendungen, bei denen eine geringe Reibung erforderlich, zum Einsatz.

Beispiele hierfür sind Schlösser, Zahnräder, Lager, Türknöpfe, Munitionshülsen und Ventile. Aufgrund seiner weichen Beschaffenheit eignet sich Messing zum Drehen sehr gut.

Magnesium

Magnesium ist das drittmeist verwendete Strukturmetall nach Eisen und Aluminium. Die Hauptanwendungen von Magnesium sind in der Reihenfolge:

  1. Aluminiumlegierungen
  2. Druckguss (mit Zink legiert)
  3. Schwefelentfernung bei der Herstellung von Eisen und Stahl und die Herstellung von Titan.
  4. Magnesium wird in starken, leichten Materialien und Legierungen eingesetzt.

Historisch gesehen war Magnesium eines der wichtigsten Baumetalle der Luft- und Raumfahrt und wurde bereits im Ersten Weltkrieg für deutsche Militärflugzeuge und im Zweiten Weltkrieg für deutsche Flugzeuge eingesetzt. Die Deutschen prägten den Namen „Elektron“ für die Magnesiumlegierung – ein Begriff, der noch heute verwendet wird. In der zivilen Luft- und Raumfahrtindustrie wurde Magnesium aufgrund von Brand- und Korrosionsgefahren im Allgemeinen auf motornahe Komponenten beschränkt.

Derzeit nimmt der Einsatz von Magnesiumlegierungen in der Luft- und Raumfahrt zu, was auf die Bedeutung des Kraftstoffverbrauchs zurückzuführen ist.

Bei der Verarbeitung von Magnesium – somit auch beim Drehen – sind besondere Sicherheitsmaßnahmen erforderlich. Magnesium und seine Legierungen können explosionsgefährlich sein; sie sind in ihrer reinen Form in zerspanter, pulver- oder bandförmiger Form sehr leicht entzündlich. Bei der Arbeit mit Magnesium werden Schutzbrillen eingesetzt, da bei der Verbrennung ultraviolettes Licht entsteht, das die Netzhaut des menschlichen Auges dauerhaft schädigen kann. Magnesium muss beim Drehen unbedingt mit einem geeigneten Mittel gekühlt werden.

Alle hier aufgeführten Metalle können beim Drehen als Vollmaterial (Stangenware) oder in Rohrform verwendet werden.

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