Schnellarbeitsstähle sind eine besondere und hochwertige Gruppe der Werkzeugstähle (s. Werkzeugstähle) und damit verdienen sie eine gesonderte Beschreibung.
Was bedeutet „schnell“ im Namen dieser Stähle? Oder warum heißen diese Stähle so? Es geht um die hohen Schnittgeschwindigkeiten mit denen sie, also Werkzeuge aus ihnen, arbeiten. Und dabei behalten sie ihre hohe Härte, selbst wenn sie stark erhitzt werden. Diese Super-Eigenschaft ermöglicht eine viel höhere Leistung im Vergleich mit herkömmlichen Werkzeugstählen. Schnellarbeitsstähle haben die Welt der Zerspanung revolutioniert.
Zu dieser Stahlgruppe zählen nur hochgekohlte und hochlegierte Sorten. Ihre Kohlenstoffgehalte liegen meist zwischen 0,8 und 1,8 % und sie enthalten Legierungselementen wie Wolfram, Molybdän, Vanadium und Kobalt.
Wie bereits bemerkt, können diese Stähle die höchste thermische Beanspruchung ertragen und sind bis zu ca. 600 °C einsetzbar. Dadurch sind sie für Werkzeuge, die mit hohen Schnittgeschwindigkeiten arbeiten, sehr geeignet. Abb. 1 zeigt Beispiele solcher Werkszeuge.
Abb. 1: Anwendungsbeispiele für Schnellarbeitsstähle
Schnellarbeitsstähle sind sehr hart. Nach einer geeigneten Wärmebehandlung erreicht ihre Härte typischerweise einen Härtebereich von 62-65 Rockwell C (HRC). Und sie behalten diese Härte auch bei erhöhten Temperaturen.
Schnellarbeitsstähle zeichen sich durch eine außergewöhnliche Verschleißfestigkeit aus. Dies wird durch den hohen Anteil von Karbiden im Gefüge (hauptsächlich Wolfram-, Molybdän- und Vanadiumkarbide) erreicht. Sie behalten die Schneide viel länger als andere Werkzeugstähle.
Dazu haben Schnellarbeitsstähle eine ausgewogene Zähigkeit, also ein gutes Gleichgewicht zwischen Härte und Zähigkeit. Sie sind zwar nicht so zäh wie Kaltarbeitsstähle, aber zäher als Hartmetallwerkzeuge, die im Vergleich sehr spröde sind.
Obwohl Schnellarbeitsstähle hochlegiert sind, werden sie abweichend von anderen hochlegierten Stählen bezeichnet. Diese Kurznamen beginnen mit den Buchstaben „HS“ (High Speed).
Um den vielfältigen Anforderungen von Schneid- und Bearbeitungsvorgängen gerecht zu werden, wird HSS basierend auf seinen Legierungselementen und Leistungsmerkmalen in mehrere Kategorien eingeteilt.
Es werden Wolfram-basierte (T-Serie), Molybdän-basierte (M-Serie) und Kobalt-basierte (K-Serie) Typen von Schnellarbeitsstählen unterschieden.
Die Wolfram-basierten Stähle haben einen hohen Wolframgehalt und bietet hervorragende Verschleißfestigkeit und Warmhärte. Dadurch sind sie ideal für Hochtemperatur-Schneidwerkzeuge wie Fräser geeignet.
Die Molybdän-basierten Stähle sind dank eines höheren Molybdängehalts kostengünstiger als die T-Serie, bieten jedoch eine vergleichbare Leistung und werden häufig für Allzweckwerkzeuge wie Bohrer und Gewindebohrer verwendet.
Die Kobalt-basierten Stähle sind mit Kobalt angereichert und bieten eine überragende Rothärte und Hitzebeständigkeit und sind perfekt zum Schneiden von harten Materialien wie Edelstahl geeignet.
Einige Sorten von Schnellarbeitsstählen werden pulvermetallurgisch hergestellt, wodurch eine gleichmäßige Mikrostruktur gewährleistet wird, die die Verschleißfestigkeit und Zähigkeit verbessert. Dieser moderne Herstellungsprozess macht die Stähle teurer, aber dafür ideal für hochbelastete Präzisionsanwendungen.<<
