WERKSTOFFWISSEN

Der richtige Werkstoff entscheidet über Festigkeit, Lebensdauer, Kosten und Bearbeitbarkeit eines Bauteils. Dieser

Einsatzgebiete und Besonderheiten bei der Fertigung — kompakt erklärt als Grundlage für das passende Erklärvideo.

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Baustahl & Konstruktionsstahl

Unlegierte bis niedriglegierte Stähle (z. B. S235, C45) mit guter Schweißbarkeit, hoher Festigkeit und günstigem Preis. Das Arbeitspferd im Maschinen-, Stahl- und Fahrzeugbau für Wellen, Bolzen, Rahmen und Strukturbauteile. Diese Stähle lassen sich gut zerspanen und sind in nahezu jeder Abmessung und Lieferform – von Stangen über Profile bis zu Blechen – verfügbar, was sie zur ersten Wahl für unkritische, kostensensitive Bauteile macht. Bei höheren Anforderungen an Festigkeit oder Verschleiß lassen sie sich zudem gezielt Vergüten oder Oberflächenhärten.

Werkzeugstahl

Hochlegierte Stähle (z. B. 1.2344, 1.2767) für Härten bis 60+ HRC. Eingesetzt für Schneidwerkzeuge, Stanz-, Spritzguss und Druckgussformen – hohe Verschleißfestigkeit und Maßstabilität auch unter thermischer Belastung. Je nach Anwendung unterscheidet man kaltarbeits-, warmarbeits- und schnellarbeitsstähle, die jeweils auf unterschiedliche Belastungsarten optimiert sind. Da diese Stähle meist im gehärteten Zustand bearbeitet werden, kommen häufig Schleifen, Erodieren oder Hartfräsen zum Einsatz, um die geforderten Toleranzen und Oberflächen zu erreichen.

Rostfreier Edelstahl (Inox)

Chrom-Nickel-Legierungen (z. B. 1.4301, 1.4404) mit hoher Korrosionsbeständigkeit und Hygieneeigenschaften. Standard in Lebensmitteltechnik, Medizintechnik, Chemie- und Anlagenbau – neigt zu Verzug und stärkerem Werkzeugverschleiß bei der Bearbeitung. Die Zähigkeit und Klebeneigung des Materials führt häufig zu Aufbauschneiden am Werkzeug, weshalb scharfe Schneiden, angepasste Schnittwerte und ausreichende Kühlung besonders wichtig sind. Wärmeeintrag während der Bearbeitung kann außerdem zu Maßabweichungen führen, weshalb bei engen Toleranzen oft mit reduzierten Schnitttiefen und Fertigschnitten gearbeitet wird.

Aluminiumlegierungen

Leicht, korrosionsbeständig und hervorragend zerspanbar (z. B. AlMgSi1, AlCu4). Ideal für Gehäuse, Strukturbauteile im Fahrzeug- und Luftfahrtbereich sowie überall dort, wo Gewicht und kurze Bearbeitungszeiten zählen. Aluminium erlaubt sehr hohe Schnittgeschwindigkeiten und Vorschübe, was die Zerspanung wirtschaftlich macht, erfordert aber wegen der Wärmeausdehnung und Klebeneigung beschichtete oder polierte Werkzeuge sowie eine gute Spanabfuhr. Je nach Legierung unterscheiden sich Festigkeit und Zerspanbarkeit erheblich, weshalb die Werkstoffwahl stark von der jeweiligen Anwendung abhängt.

Titanlegierungen

Außergewöhnliches Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, biokompatibel und sehr korrosionsbeständig (z. B. Ti6Al4V). Erste Wahl in Luft- und Raumfahrt sowie Medizintechnik – anspruchsvoll und teuer in der Zerspanung. Titan leitet Wärme schlecht ab, sodass sich Hitze stark am Werkzeug konzentriert, was zu schnellem Verschleiß führen kann. Niedrige Schnittgeschwindigkeiten, scharfe Werkzeuge und intensive Kühlung sind daher entscheidend, um Standzeiten und Prozesssicherheit auf einem wirtschaftlichen Niveau zu halten.

Messing & Bronze

Kupferlegierungen mit ausgezeichneter Zerspanbarkeit, guter Gleit- und Korrosionseigenschaft sowie elektrischer Leitfähigkeit. Klassisch für Armaturen, Lager, Buchsen, Zahnräder und dekorative Bauteile. Durch die kurzbrechende Spanbildung lassen sich Messing und viele Bronzelegierungen besonders schnell und mit hoher Oberflächenqualität bearbeiten, was sie für automatisierte Drehprozesse mit Stangenmaterial prädestiniert. Bronzelegierungen mit höherem Anteil an Zinn oder Aluminium bieten zusätzlich verbesserte Verschleißfestigkeit für tribologisch beanspruchte Bauteile.

Gusseisen

Kostengünstig in komplexen Formen herstellbar, gute Dämpfungseigenschaften und Verschleißfestigkeit (z. B. GJL, GJS / Sphäroguss). Verbreitet bei Maschinenbetten, Gehäusen und Bauteilen mit hoher Schwingungsbelastung. Der enthaltene Graphit sorgt für gute Schmiereigenschaften beim Zerspanen und für die typische, gut zu erkennende Spanbildung. Sphäroguss bietet gegenüber Grauguss höhere Zähigkeit und Festigkeit, sodass er auch für belastete Bauteile wie Kurbelwellen oder Achsschenkel eingesetzt wird.

Nickelbasis-Superlegierungen

Hochtemperaturbeständige Legierungen (z. B. Inconel 718) für Einsatz bei extremer Hitze und Korrosion. Schlüsselwerkstoff in Turbinen, Triebwerken und der Energietechnik – sehr anspruchsvoll und werkzeugintensiv in der Bearbeitung. Die hohe Festigkeit bleibt auch bei hohen Temperaturen weitgehend erhalten, was die Zerspanung erschwert, da das Material der Schneidkante kaum nachgibt und stattdessen starke Verschleißerscheinungen verursacht. Niedrige Schnittgeschwindigkeiten, stabile Maschinen und speziell beschichtete Werkzeuge sind hier Voraussetzung für wirtschaftliche Standzeiten.

Hartmetall (Wolframcarbid)

Gesinterter Verbundwerkstoff aus Wolframcarbid und Bindemetall mit extremer Härte und Verschleißfestigkeit. Hauptsächlich als Schneidstoff für Werkzeuge sowie für Verschleißteile in Stanz- und Erodierwerkzeugen. Durch Variation von Korngröße und Bindemittelanteil lassen sich gezielt Härte und Zähigkeit einstellen – feinkörnige Sorten für scharfe Schneiden, zähere Sorten für schlagbelastete Anwendungen. Aufgrund der hohen Härte erfolgt die Endbearbeitung von Hartmetallbauteilen meist durch Schleifen oder Erodieren statt klassischer Zerspanung.

Wärmebehandlung & Beschichtung

Härten, Vergüten, Nitrieren und Beschichten (z. B. PVD/CVD) verändern gezielt Festigkeit, Härte und Oberflächeneigenschaften von Bauteilen – entscheidend dafür, wie ein Werkstoff in der fertigen Anwendung tatsächlich performt. Häufig wird ein Bauteil zunächst weich vorbearbeitet und erst anschließend wärmebehandelt, um Verzug zu minimieren und die Zerspanbarkeit während der Hauptbearbeitung zu erhalten – Endbearbeitungsschritte erfolgen dann oft durch Schleifen. Beschichtungen wie TiN oder DLC reduzieren zusätzlich Reibung und Verschleiß im Einsatz und können die Lebensdauer von Bauteilen und Werkzeugen deutlich verlängern.