Spanende Bearbeitung von Aluminium
Das Spanen oder Zerspanen ist ein Fertigungsverfahren, welches ein mechanisches Abtragen von Material durch Drehen, Bohren oder Fräsen beschreibt. Unter dem Motto „Unsere Nähe teilt Wissen“ möchten wir Ihnen erläutern was bei der spanenden Bearbeitung von Aluminium zu beachten ist.
Welche Aluminiumlegierungen eignen sich zum Zerspanen?
Die unterschiedlichen Aluminium-Legierungen sind aus unserem Podcast „Aluminiumlegierungen und Lieferzustände“ bekannt. Nicht alle Legierungsgruppen und die damit verbundenen Werkstoffe sind gleich gut spanend zu bearbeiten. Weiches Aluminium, wie z.B. die Reinaluminium-Werkstoffe sind aufgrund der geringen Festigkeit als eher schlecht zerspanbar einzustufen. Diese können aber grundsätzlich spanend bearbeitet werden.
Bei der Zerspanung von Aluminium sind einige Dinge zu berücksichtigen. Da der Werkstoff einen großen Einfluss auf Spanform, Verschleiß, Oberfläche und Schnittkraft hat, ist es zweckmäßig hier eine Klassifizierung der Werkstoffgruppen zu machen. Aluminium-Knetlegierungen können in drei Klassen eingeteilt werden.
Aluminium Knetwerkstoff - Klasse 1
Klasse 1 sind Aluminium-Werkstoffe mit geringer Festigkeit. Dazu gehören nichtaushärtbare Legierungen im unverfestigten oder teilverfestigten Zustand, wie z.B. die 1000er Gruppe, 5005A und 5454. Des Weiteren gehören in dieselbe Klasse aushärtbare Legierungen im nichtausgehärteten Zustand wie EN AW-6063, 6060 und 6082. Durch die geringe Festigkeit kommt es bei der Bearbeitung häufig zum Verkleben und zu Schmiereffekten der Späne und somit zusätzlich zu einer starken Neigung zur Aufbauschneidenbildung. Um die Gefahr der Aufbauschneidenbildung zu minimieren, sind geeignete Kühlschmierstoffe zu verwenden.
Aluminium Artikel der Klasse 1 bei materials4me:
Aluminium Knetwerkstoff - Klasse 2
Klasse 2 sind Aluminium-Werkstoffe mit gesteigerter Festigkeit. In diese Klasse fallen die nichtaushärtbaren Werkstoffe im kaltverfestigten Zustand wie beispielsweise Legierungen der 5000er Gruppe. Aushärtbare Werkstoffe im ausgehärteten Zustand wie die Legierungen der 6000er und 7000er Gruppe fallen ebenfalls in diese Klasse. Die Klasse ist dadurch gekennzeichnet, dass die Festigkeit zwischen 300 und 600 N/mm2 liegt und keine harten Gefügebestandteile vorhanden sind, was eine geringe Verschleißwirkung bedeutet. Durch die höhere Festigkeit ist auch die Neigung zur Aufbauschneidenbildung geringer.
Aluminium Knetwerkstoff - Klasse 3
Klasse 3 sind sogenannte Automatenwerkstoffe. In diese Klasse gehören aushärtbare Knetwerkstoffe mit spanbrechenden Zusätzen, wie z.B. Blei oder Bismut. Werkstoffbeispiele wären hier: EN AW-2011, 2007 oder 6012. Die Werkstoffe dieser Klasse zeichnen sich durch kurz brechende Späne infolge der spanbrechenden Zusätze aus und weisen nur eine geringe Neigung zur Aufbauschneidenbildung.
Durch Europäische Richtlinien und Verordnungen, wie z.B. RoHS und REACH sind Zusätze wie Blei in gewissen Bereichen stark reglementiert. Damit ein Material REACH-konform ist, darf der Bleigehalt nicht größer als 0,1 % sein. Bleilegierte Aluminium- Werkstoffe überschreiten diesen Wert immer. Für RoHS ist zurzeit noch eine Ausnahmeregelung gültig, die einen maximalen Bleigehalt von 0,4 % in Aluminium-Werkstoffen erlaubt. Diese Ausnahme entfällt aber im Mai 2021.
Bis andere alternative Werkstoffe für die spanende Bearbeitung entwickelt werden, sind die Werkstoffe der Klasse 2 die besten bleifreien Alternativen, um die in den Richtlinien bzw. Verordnungen aufgestellten Forderungen zu erfüllen.
Je nach der Intensität der zerspanenden Weiterverarbeitung des Werkstoffs ist es also vorteilhaft sich vorher mit der Wahl der Legierungen zu beschäftigen. Dies schont die Werkzeuge oder gibt die Maßnahmen vor, welche bei der Bearbeitung berücksichtigt werden müssen.
Bis zum nächsten Werkstoffberater. Ihr Andreas Kölsch von thyssenkrupp.
- Werkstoff: AlMgSi0,5
- Herstellungsverfahren: gepresst
- Abmessung: 10 x 2 mm bis 60 x 2 mm
- Normen: 573/755/-9
- Lieferzustand: T66
- Werkstoff: AlMgSi0,5
- Herstellungsverfahren: gepresst
- Abmessung: 15 x 10 x 2 mm bis 100 x 40 x 3 mm
- Normen: 573/755/-9
- Lieferzustand: T66
- Werkstoff: AlMgSi0,5
- Herstellungsverfahren: gepresst
- Normen: EN 573/755/-5
- Lieferzustand: T66
- Werkstoff: AlMgSi0,5
- Herstellungsverfahren: gepresst
- Abmessung: 10 x 2 mm bis 60 x 5 mm
- Normen: EN 573/755/-8/-9
- Lieferzustand: T66
- Werkstoff: AlMgSi0,5
- Herstellungsverfahren: gepresst
- Abmessung: 25 x 25 x 2 mm bis 90 x 90 x 4 mm
- Normen: 573/755/-8/-9
- Lieferzustand: T66
- Werkstoff: AlMgSi0,5
- Herstellungsverfahren: gepresst
- Abmessung: 8 mm bis 50 mm
- Normen: EN 573/755/-4
- Lieferzustand: T66
- Werkstoff: AlMgSi0,5
- Herstellungsverfahren: gepresst
- Abmessung: 10 x 10 x 10 x 2 mm bis 50 x 50 x 50 x 3 mm
- Normen: EN 573/755/-9
- Lieferzustand: T66
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