Gelegeerd staal verspanen

Staal (ISO P of AMG1 en 2) is het meest toegepaste metaal waaruit producten en constructies worden vervaardigd. Het is relatief goedkoop, makkelijk te verwerken en te recyclen. Bovendien is het sterk en duurzaam.

Het hoofdbestanddeel van staal is ijzer (Fe). In het bereidingsproces worden er naar gelang elementen aan toegevoegd om het specifieke eigenschappen te geven. Bijvoorbeeld koolstof (C) om het harder te kunnen maken en chroom (Cr) om het meer bestand te maken tegen oxidatie.

Dit toevoegen van elementen wordt ‘legeren’ genoemd. Daarom spreken we vaak over gelegeerd staal. Welke type gelegeerd staal u gebruikt is van invloed op de keuze van het gereedschap waarmee u het materiaal wilt bewerken. 

 

Verschillende soorten gelegeerd staal

Gelegeerd staal bestaat uit een verbinding van ijzer (Fe) en koolstof (C) met meer dan 1,5% andere legeringselementen. Door de toevoeging van deze legeringselementen krijgt het materiaal een hogere hardheid en treksterkte dan ongelegeerd staal. 

Gelegeerd staal kunnen we in de volgende categorieën indelen: 

  • On- en laag gelegeerd staal, met een hardheid van 160-225HB
  • On- en laag gelegeerd staal, met een hardheid tot 300HB
  • Hoog gelegeerd staal >350 HB

 

Zaken die van invloed zijn op het verspanen

De verschillende legeringselementen zijn niet alleen van invloed op de gewenste eigenschappen van het materiaal, maar meestal ook op de verspaanbaarheid ervan. Hoe de verschillende legeringselementen de verspaanbaarheid van het materiaal beïnvloeden wordt kort samengevat in onderstaande tabel. Het is echter lastig te bepalen hoe de legeringselementen de verspaanbaarheid beïnvloeden wanneer verschillende legeringselementen met elkaar in het materiaal aanwezig zijn. 

Invloed van het legeringselement op de verspaanbaarheid

Negatieve invloed

Positieve invloed

Mangaan (Mn)

Lood (Pb)

Nikkel (Ni)

Zwavel (S)

Kobalt (Co)

Fosfor (P)

Vanadium (V)

Koolstof (C) 0.6%<>0.3%

Koolstof (C) <0.3% >0.6%

 

Molybdeen (Mo)

 

Niobium (Nb)

 

Wolfraam (W)

 

De negatieve invloedfactoren zorgen ervoor dat het materiaal abrasief wordt, dat het onder invloed van warmte verhardt of dat het taaier wordt. Hierdoor zijn de spanen moeilijker te vormen en af te voeren.

De positieve invloedfactoren zorgen er meestal voor dat het materiaal makkelijker te snijden is en de spanen zich beter laten vormen en afvoeren. Maar het materiaal kan onder invloed van deze elementen ook minder sterk en ongeschikt worden voor bepaalde toepassingen. De ongekend vele mogelijkheden van legeren en warmtebehandelingen van staal maakt het soms ook lastig om een geschikt gereedschap te vinden. Vaak wil men juist met een universeel gereedschap werken zodat in een productie omgeving waar veel verschillende staalsoorten worden bewerkt, de verscheidenheid aan gereedschappen toch binnen de perken gehouden kan worden.

Voorbeelden van universele gereedschappen

Boren: A100, A002, A130, A900

Tappen: E782, EP00, EX00

Verzinkers: G136

Bij de wisselplaatgereedschappen voor bijvoorbeeld draaien of frezen kan dan een zo universele hardmetaalsoort gekozen (zoals T8330 en M8345) worden met een spaanbreekvorm (M. MF) voor algemene toepassingen

Laag gelegeerd staal (2-4%)

Laag gelegeerd staal wordt o.a. gebruikt in aandrijfcomponenten, buizen, constructieprofielen en assen.

Gereedschapkeuze: universele gereedschappen en bv. tappen E297, E298

Medium gelegeerd staal (gehard en ontlaten)

Gelegeerd staal (gehard en ontlaten) met een hardheid van 250-350 HB wordt gebruikt in aandrijfcomponenten, tandwielen en pengat-verbindingen.

Gereedschapkeuze: boren zoals de A117, A553, A901, tappen zoals de E395, E394 en verzinkers zoals G570

Hoog gelegeerd staal (gehard en ontlaten >350 HB)

Gelegeerd staal met een hardheid van meer dan 350 HB wordt gebruikt in aandrijfcomponenten en onderdelen voor machines maar ook voor het vervaardigen van gereedschappen in de breedste zin van het woord.  

Gereedschapkeuze: boren zoals de R458, tappen zoals de T210 en verzinkers zoals de G400

 

Invloed op de geometrie van het snijgereedschap

Algemeen kan men stellen dat hoe taaier het staal is, hoe scherper het gereedschap kan zijn, zodat het snijproces minder kracht vraagt. Laag gelegeerde staalsoorten, maar ook veel roestvaste staalsoorten, zijn voorbeelden van taaie materialen die om een scherpe snijkant vragen. De snijkant wordt groter en de wighoek kleiner.

Hoe harder het staal wordt, hoe sterker de snijkanten uitgevoerd moeten worden om bestand te zijn tegen de grote krachten die op het gereedschap losgelaten worden om in het materiaal te dringen. Als gevolg hiervan wordt de spaanhoek kleiner en de wighoek groter.

spaanhoek-wighoek

 

Nuttige tips

  • Gebruik de aanbevolen koel- en smeermiddelen om de levensduur (standtijd) van uw gereedschappen te maximaliseren.
  • Het is belangrijk dat het geselecteerde gereedschap niet alleen geschikt is voor het materiaal en de bewerking, maar ook geschikt is voor het soort machine en de beschikbare koeling.

 

Aanbevelingen

U kunt voor meer informatie en advies contact opnemen met uw Dormer specialist. Op zoek naar een advies voor een specifieke situatie? Gebruik dan de Product Selector.