Mechanische Bearbeitung
Wo bearbeitet wird, fallen auch Späne!
könnte es in Abwandlung einer alten deutschen Volksweisheit heißen, denn genauso ist es. Auch wenn wir mit dem Fertigungsverfahren Giessen endkonturnahe Bauteile produzieren, verbleibt schon aufgrund der Fertigungstoleranzen ein geringer Materialanteil, der durch mechanische Bearbeitung entfernt werden muss. Zwar um Zehnerpotenzen weniger als beim Herausarbeiten der Endgeometrie aus Vollprofilen oder gesägten Blöcken – aber trotzdem gehört die mechanische Bearbeitung aller bei uns produzierten Werkstoffe mit zu den Dienstleistungen, die Brechmann-Guss seinen Kunden anbietet.
Gut zerspanbar!
Konventionelle Gusseisenwerkstoffe (Grau– und Sphäroguss) werden im Allgemeinen als gut zerspanbar beschrieben. Ursache sind vornehmlich die Graphiteinlagerungen, die zum einen die Reibung zwischen Werkzeug und Werkstück reduzieren und zum anderen das metallische Grundgefüge unterbrechen. Die Folge sind geringere Schnittkräfte und geringere Schnitttemperaturen als bei Stahl und eine gewisse Unempfindlichkeit gegen Schnittkraftschwankungen durch den unterbrochenen Schnitt. Die hohe werkstoffspezifische Dämpfung führt zu reduzierten Werkstückschwingungen.
Gusseisen mit Lamellengraphit
Die Bearbeitbarkeiten von Gusseisen mit Lamellengraphit (EN-GJL) und Gusseisen mit Kugelgraphit (EN-GJS) unterscheidet sich allerdings deutlich. Die Spanbildung der jeweiligen Sorte wird in erster Linie von der Form der Graphiteinlagerungen bestimmt. Grundsätzlich nimmt die Werkzeugstandzeit von Gusseisen mit Lamellengraphit zu Gusseisen mit Kugelgraphit ab. Der Werkzeugverschleiß selbst wird stark von der Menge und der Ausbildung des eingelagerten Graphits sowie der Ausbildung des metallischen Grundgefüges beeinflusst.
Beim Gusseisen mit Lamellengraphit ist das Grundgefüge von Graphitlamellen unterbrochen. Diese fungieren als bevorzugte Gleitebenen und innere Kerben, an deren Spitzen sich bei äußerer Belastung Risse bilden. Dies führt zu Reißspan- und (bei zunehmender Schnittgeschwindigkeit) zu Scherbildung; es entstehen kurze Späne. Verschleiß und Schnittdruck werden somit minimiert. Allerdings können bei der Zerspanung an den Werkstückkanten Ausbrüche entstehen. Die Oberflächengüte hängt stark vom Fertigungsverfahren, den Schnittbedingungen und der Gussqualität ab. Die spezifische Schnittkraft sollte im Bereich zwischen 800 N/mm2 (für niedrige Festigkeit) und 1.350 N/mm2 gewählt werden.
Gusseisen mit Kugelgraphit
Im Gusseisen mit Kugelgraphit liegt der Graphit als globularer Einschluß vor; die Gefügeanteile an Ferrit und Perlit sind unterschiedlich. Bei den Sorten mit niedriger Festigkeit und guter Zähigkeit (wie bspw. EN-GJS-400-15) liegt im wesentlichen gut zerspanbarer Ferrit vor. Bei höheren Perlitanteilen steigt der Verschleiß (in etwa 10% Perlit führt zu 15% höherem Verschleiß, 30% Perlit zu 50% höherem Verschleiß). Beim Zerspanen entstehen bei einer sehr scharfen Schneidkante Wendelspäne, die jedoch wegen der Graphiteinlagerungen leicht brüchig sind und dann in Scherspäne übergehen. Problematisch bei der Zerspanung ist der hohe Freiflächenverschleiß. Die spez. Schnittkraft sollte im Bereich zwischen 900 N/mm2 (für niedrige Festigkeit) und 1.650 N/mm2 gewählt werden.
Ausferritisches Gusseisen
Ausferritisches Gusseisen/ADI besteht metallurgisch aus einem Mischgefüge aus stabilisiertem Austenit und nadeligem Ferrit. Die Bearbeitung unterscheidet sich in etlichen Details von der Bearbeitung des traditionellen Sphärogusses. Das zu den traditionellen Standardsorten veränderte ausferritische Gefüge kann sich unter Druck/hohen Normalkräften zu Martensit umformen – ein Umstand, der die sehr feinen und harten Späne erklärt, die bei der Zerspanung von ADI entstehen. Die thermische Leitfähigkeit ist geringer als bei Sphäroguss und Stahl, d.h. während der spanenden Bearbeitung ist die Werkstückoberfläche erheblich wärmer und eine entsprechende Oberflächenkühlung sowie eine angepasste Schneidenausführung erhöhen die Werkzeugstandzeit erheblich.
Aber gleichgültig in welche Branche wir welchen Werkstoff liefern – auch die Bearbeitung ihrer Bauteile von der Wärmebehandlung über die spanabhebende Fertigung bis zur Oberflächenvergütung (vom Tauchgrundieren über bspw. 2K-Lackierungen bis zum Galvanisieren) gehören zum Leistungsspektrum von Brechmann-Guss.