Gehärteten Stahl nach der Wärmebehandlung zerspanen: was sich ändert

Die meisten Werkzeugstahlteile werden nach wie vor weich bearbeitet, gehärtet und dann geschliffen. Hartfräsen verschiebt diese Reihenfolge: Das Teil wird zuerst wärmebehandelt und dann im Endhärtezustand auf einem Bearbeitungszentrum geschlichtet. Das spart eine Schleifaufspannung und nimmt dem Verzug das Argument, ist aber nicht derselbe Auftrag mit langsamerem Vorschub.

Das Aufmaß entscheidet über den Auftrag

Hartfräsen ist eine Schlichtoperation. 2 mm Aufmaß auf einem Block mit 58 HRC zu lassen, ist der sichere Weg, Wendeschneidplatten zu zerstören. Realistisch sind nach der Wärmebehandlung 0.15-0.30 mm je Seite zum Fräsen, bei kleinen Merkmalen weniger. Das bedeutet, dass der Weichbearbeitungsschritt vor dem Härten um den Hartbearbeitungsschritt herum geplant werden muss, einschließlich des Wachstums durch das Abschrecken.

Geht Ihre Zeichnung an einen Betrieb, der nur Weichbearbeitung anbietet, ist dieses Aufmaß das Erste, was er falsch macht, und Sie erfahren es sechs Wochen später.

Werkzeuge: CBN und beschichtetes Hartmetall, kein HSS

Oberhalb von etwa 50 HRC scheidet Schnellarbeitsstahl aus. Im Einsatz sind:

• Vollhartmetall mit AlTiN- oder AlCrN-Beschichtung: das Arbeitspferd bis etwa 60 HRC, als Kugelkopffräser für 3D-Flächen.
• CBN-Wendeschneidplatten: oberhalb von 60 HRC und zum Hartdrehen von Bohrungen und Wellen.
• Negativer Spanwinkel, kräftige Schneidkantenpräparation: Eine scharfe positive Schneide bricht in gehärtetem Stahl sofort aus.

Die Schnitttiefe sinkt, die Schnittgeschwindigkeit steigt, und die Maschine muss das ohne Rattern halten. Eine 20 Jahre alte Fräsmaschine mit verschlissenen Führungen erzeugt keine Fläche mit Ra 0.4 bei 60 HRC, egal welches Werkzeug in der Spindel steckt.

Steifigkeit zählt mehr als Leistung

Die Fehlerart beim Hartfräsen ist Schwingung, nicht fehlende Leistung. Die Schnittkräfte sind niedriger als beim Schruppen von Baustahl; was die Oberfläche ruiniert, ist die Durchbiegung. Das führt zu Betrieben mit:

• thermisch stabilen, gut gewarteten Maschinen,
• kurzen Werkzeugauskragungen und Schrumpf- oder Hydrodehnspannfuttern,
• Spannmitteln, die auf massivem Material spannen statt auf dünnen Wänden.

Wenn ein Betrieb Hartfräsen anhand einer Maschinenliste anbietet, ist das der Teil, den Sie nicht sehen können.

Druckluft statt Kühlschmierstoff-Flut

Kühlschmierstoff-Flut im unterbrochenen Hartfrässchnitt schockt die CBN-Schneide thermisch und lässt sie reißen. Üblich ist Trockenbearbeitung mit Druckluft oder ein Nebel aus Minimalmengenschmierung. Erwähnt ein Angebot Kühlschmierstoff-Flut bei einem CBN-Schlichtgang, fragen Sie nach, warum.

Was das für Ihre Anfrage bedeutet

Drei Zeilen auf der Zeichnung verändern den Preis stärker als die Geometrie:

1. Härte zum Zeitpunkt der Bearbeitung: “58-60 HRC, nach der Wärmebehandlung zerspant” ist ein anderer Auftrag als “weich bearbeiten, wir härten im eigenen Haus”.
2. Wo die Toleranz tatsächlich liegt: Eine Bohrung mit ±0.005 mm ist in Ordnung; jedes Maß mit ±0.005 mm verdoppelt die Prüfzeit.
3. Oberflächengüte nur an Funktionsflächen: Ein pauschales Ra 0.4 an allen Flächen ist die häufigste Ursache überhöhter Angebote.

Senden Sie die Zeichnung mit diesen drei Antworten, und Sie erhalten von jedem Betrieb ein vergleichbares Angebot statt drei Zahlen, die drei verschiedene Aufträge beschreiben.