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Werkstofftechnik 2 - Zerspanbarkeit einphasiger und zweiphasiger Metalle

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Werkstofftechnik 2

Zerspanbarkeit einphasiger und zweiphasiger Metalle

In diesem Kurstext erfolgt die Betrachtung der Zerspanbarkeit einphasiger und zweiphasiger Metalle: 

Einphasige Metalle

Die Zerspanbarkeit von einphasigen Metallen ist auf den ersten Blick meistens sehr günstig, da sie plastisch gut verformbar sind und eine geringe Festigkeit aufweisen. Ungünstig hingegen ist, dass sich häufig Aufbauschneiden bilden und auch die Oberfläche des Werkstücks eine unbefriedigende Qualität aufweist.

Um diese Probleme weitestgehend zu reduzieren, versucht man die Spantiefen und die Spangeschwindigkeiten zu erhöhen oder im Vorfeld das Metall einer Verfestigung oder Kornvergröberung zu unterziehen.

$\Longrightarrow$ Jedoch geht jede dieser Maßnahmen zu Lasten der Verschleißfestigkeit der eingesetzten Zerspanwerkzeuge. 

Zweiphasige Metalle

Ähnlich verhält es sich mit zweiphasigen Metallen. Unter Zweitphasen versteht man bei Metallen Sprödphasen. In welchem Umfang Sprödphasen die Zerspanung des Metalls beeinflussen hängt von dem Mengenanteil und dem Verteilungsgrad der Sprödphase ab. Der Verteilungsgrad wird dabei maßgeblich durch den Ablauf der Wärmebehandlung bestimmt. 
Damit der Verschleiß nicht zunimmt, sollte die Sprödphase weder zur grob noch zu fein ausgebildet sein. Im günstigen Fall wird die Zerspanbarkeit sogar noch erhöht, da sich leicht brechende Späne ausbilden. 

Beispiel

Beispiele für zweiphasige Metalle sind CuZn-Legierungen und C-arme Stähle. 

Ist die Sprödphase grob oder stark zeilig angeordnet, so tritt ein besonders hoher abrasiver Verschleiß auf. Um dem entgegenzuwirken empfiehlt sich Maßnahmen wie Normalglühen, Warmverformen oder Veredeln, die zu einer Kornverfeinerung führen.
Andererseits kann die oben erwählte zeilige Anordnung der Sprödphase auch vorteilhaft sein, wenn es um die Bildung der Späne geht. Daher sollte man sich merken:

Merke

Korrigierende Maßnahmen haben beinahe immer negative Auswirkungen auf andere Bereiche. Im Falle des Zeilengefüges muss man abwägen, wie viel Verschleiß akzeptabel ist, wenn dadurch die Ausbildung der Späne verbessert wird. Gleiche Überlegungen sind natürlich auch für eine umgekehrte Betrachtung anzustellen.  

Anschauungsbeispiel

Beispiel

Ist die Sprödphase eines Metalls durch feindisperse Ausscheidungen gekennzeichnet, so folgt daraus in erster Instanz eine wünschenswerte Festigkeitserhöhung. Die Kehrseite zeigt jedoch wieder ein erhöhten Verschleiß der eingesetzen Werkzeuge auf, der dann eine Senkung der Schnittgeschwindigkeit erzwingt.  

$\Longrightarrow $ Korrigierende Maßnahmen wie das Weichglühen, führen wiederum dazu, dass dem Zerspanen eine Festigkeitssteigerung nachgeschaltet werden muss.