Description
Die Weiterentwicklung spanender Fertigungsprozesse stellt wachsende Anforderungen an das System Maschine-Werkzeug-Werkstoff-Umwelt. Erkenntnisse über die Zerspanbarkeit von Stählen bei hohen Schnittgeschwindigkeiten ermöglichen beträchtliche Effizienzsteigerungen. In dieser Arbeit wird untersucht, welche Merkmale von Stählen dabei durch gezielt eingestellte Varianten von Legierungselementen, Gefügeparametern und mechanischen Kennwerten Verbesserungen der Zerspanbarkeit an Einsatz- und mikrolegierten Stählen beim Drehen bewirken. Im konventionellen Schnittgeschwindigkeitsbereich und auch bei Kühlschmierstoffanwendung beeinflussen Werkstofffestigkeiten und Korngrößen signifikant den Werkzeugverschleiß, bei höheren Schnittgeschwindigkeiten hingegen treten Effekte bestimmter Legierungselemente in den Vordergrund. Besonders Bismut, Kalzium sowie Sulfi-deinschlüssein bestimmter Form und Verteilung ermöglichen steigende Zerpanvolumina.
Eine erhöhte Fließfähigkeit des Werkstückwerkstoffs in der Spanbildungszone aufgrund einer großen Anzahl kleiner sulfidischer Einschlüsse ermöglicht dennoch, hohe Spanvolumina bzw. höhere Schnittgeschwindigkeiten bis zum Erreichen der HG-Grenztemperatur zu erzielen. Bei der Trockenbearbeitung von Stählen liegt die Konzentration emittierter Partikel in der gleichen Größenordnung wie bei der KSS-Einsatz. Obwohl die chemische Zusammensetzung der Stäube und Rauche als weniger gesundheitsgefährdend eingestuft wird, kann auf Kapselung und Absaugung nicht verzichtet werden.
