Merkblatt 822Die Verarbeitung von Edelstahl Rostfrei

Informationsstelle Edelstahl Rostfrei

1

DieInformationsstelleEdelstahl Rostfrei

Die Informationsstelle Edelstahl Rost-frei (ISER) ist eine Gemeinschafts-organisation von Unternehmen undInstitutionen aus den Bereichen– Edelstahlherstellung,– Edelstahlhandel und Anarbeitung,– Edelstahlverarbeitung,– Oberflächenveredelung,– Legierungsmittelindustrie,– Marktforschung und Verlage für

nichtrostende Stähle.

Die Aufgaben der ISER umfassendie firmenneutrale Information überEigenschaften und Anwendungen vonEdelstahl Rostfrei. Schwerpunkte derAktivitäten sind

– praxisbezogene, zielgruppen-orientierte Publikationen,

– Online-Informationsplattformunter www.edelstahl-rostfrei.de

– Pressearbeit für Fach- undPublikumsmedien,

– Messebeteiligungen,– Durchführung von Schulungs-

veranstaltungen,– Errichtung von Kompetenzzentren

„Edelstahl-Rostfrei-Verarbeitung“,– Informationen über Bezugsmög-

lichkeiten von Produkten ausEdelstahl Rostfrei,

– individuelle Bearbeitungtechnischer Anfragen.

Ein aktuellesSchriftenverzeichniswirdauf Anforderung gerne übersandt –oder ist einsehbar unterwww.edelstahl-rostfrei.de/Publikationen.

ImpressumMerkblatt 822Die Verarbeitungvon Edelstahl Rostfrei4. überarbeitete Auflage 2012

HerausgeberInformationsstelleEdelstahl RostfreiPostfach 10 22 0540013 DüsseldorfTelefon: 02 11 / 67 07-8 35Telefax: 02 11 / 67 07-3 44E-Mail: info@edelstahl-rostfrei.deInternet: www.edelstahl-rostfrei.de

Redaktion: Sabine Heinzel M.A.

FotosC. & E. Fein GmbH,Schwäbisch Gmünd-BurgauJutec Biegesysteme GmbH,LimburgInformationsstelleEdelstahl Rostfrei, DüsseldorfWilhelm Modersohn GmbH & Co. KG,SpengeThyssenKrupp Nirosta GmbH,KrefeldOtto Suhner GmbH,Bad SäckingenTrumpfWerkzeugmaschinen GmbH& Co. KG, Ditzingen

Die in dieser Broschüre enthaltenenInformationenvermittelnOrientierungs-hilfen.Gewährleistungsansprüchekön-nen hieraus nicht abgeleitet werden.NachdruckeausdieserDokumentationbzw. Veröffentlichungen im Internet,auch auszugsweise, sind nur mitGenehmigung des Herausgebers undmitdeutlicherQuellenangabegestattet.

AutorenDipl.-Ing. Eckehard Bettenworth †,DüsseldorfDipl.-Ing. Egon W.A. Bovensiepen,GladbeckDipl.-Ing. Winfried Buchwald,SiegenDipl.-Ing. Gerhard Butzmann †,DüsseldorfAloys Eggern, EssenDr.-Ing. Dieter Grimme, AachenDipl.-Ing. Gerd H. Hunscha,KrefeldMaxMörchen, HattingenRedaktion metallbau, GeretsriedDr.-Ing. F. Werner Strassburg †,KempenDipl.-Ing. Götz Witte, Walldürn

Überarbeitung der 4. Auflage unterMitwirkung von:

Prof. Dr.-Ing.Wolf-Berend BuschFachhochschule Bielefeld, BielefeldWilhelmModersohnWilhelm Modersohn GmbH & Co. KG,SpengeDipl.-Ing.Manfred PeschkaFraunhofer- Institut für Fertigungstech-nikundangewandteMaterialforschung,BremenUweSeiboldC.&E. FeinGmbH,SchwäbischGmünd-BurgauDipl.-Betriebsw.Hans-JoachimSteinhartRostfrei Edelstahl-Consulting RECProdukt&Service GmbH,SchwabachStephan ZscheileAperamStainless Services &SolutionsGmbH,Sersheim

InhaltSeite

1 Werkstoff 31.1 Sorteneinteilung von

Edelstahl Rostfrei 31.2 Normen und Regelwerke 31.3 Lieferformen und

Abmessungsbereiche 41.4 Oberflächenausführungen

des Vormaterials 81.5 Mechanische

Eigenschaften undBerechnungswerte 8

1.6 Korrosionsbeständigkeit 9

2 Trennverfahren 92.1 Mechanische

Trennverfahren 92.1.1 Schneiden, Nibbeln 92.1.2 Stanzen, Lochen 102.1.3 Sägen 112.1.4 Wasserstrahlschneiden 112.2 Thermische

Trennverfahren 12

3 SpanendeFormgebung 13

3.1 Bohren 133.2 Gewindeschneiden 153.3 Drehen 163.4 Fräsen 17

Seite4 Spanlose Umformung 184.1 Abkanten 184.2 Falzen 194.3 Rollprofilieren 194.4 Drücken 194.5 Tiefziehen 204.6 Biegen, Rohrbiegen 204.7 Innenhochdruck-

verformung 224.8 Kaltschmieden 22

5 Wärmebehandlung undWarmformgebung 22

5.1 Wärmebehandlung 225.2 Warmformgebung 22

6 Schweißen 236.1 Schweißeignung und

Vorbereitung 236.2 Lichtbogenhand-

schweißen mit umhüllterStabelektrode 24

6.3 Schutzgasschweißen 256.3.1 Wolfram-Inertgas-

Schweißen (WIG) 256.3.2 Metall-Aktivgas-

Schweißen (MAG) 266.4 Sonstige Schmelz-

schweißverfahren 266.5 Widerstandsschweißen 266.6 Bolzenschweißen 276.7 Nachbehandlung

von Schweißnähten 276.7.1 Mechanische

Nachbehandlung 276.7.2 Chemische

Nachbehandlung 27

Seite7 Löten 277.1 Hartlöten 277.2 Weichlöten 27

8 Kleben 28

9 Nieten 29

10 Druckfügen 29

11 Oberflächen-behandlung derFertigerzeugnisse 29

11.1 Mechanische Ober-flächenbehandlung 29

11.2 Chemische Ober-flächenbehandlung 31

11.2.1 Beizen 3111.2.2 Elektropolieren 3211.2.3 Färben, Ätzen 3211.2.4 Lackieren 33

12 Oberflächenschutz 33

13 Reinigung und Pflege 3313.1 Grundreinigung 3313.2 Unterhaltsreinigung und

Pflege 34

14 Weitere Informationen 35

2

HinweisDas vorliegende Merkblatt vermittelteinen Überblick über den WerkstoffEdelstahl Rostfrei und die gängigenVerfahren seiner Bearbeitung. Zu zahl-reichen Themen liegen Merkblätterund Dokumentationen mit vertiefen-den Informationen vor, die auf Seite35 aufgeführt sind und bei der Infor-mationsstelle Edelstahl Rostfrei abge-rufen werden können.

1 WerkstoffEdelstahl Rostfrei ist ein stetig zuneh-mend gefragter Werkstoff. Hinter dengebräuchlichen Bezeichnungen wieV2A, V4A oder INOX steht eine Mate-rialgruppe, die neben hohen Anforde-rungen an die Korrosionsbeständig-keit auch hygienischen und vor allemästhetischen Kriterien gerecht wird.Umdie unumstrittenenVorteile unein-geschränkt nutzen zu können, sind dieVerarbeitungstechniken denmaterial-typischen Besonderheiten des Werk-stoffs anzupassen.

1.1 Sorteneinteilung vonEdelstahl Rostfrei

Edelstahl Rostfrei ist ein Sammelbe-griff für rund 120 verschiedene Edel-stahlsorten, die folgende Gemeinsam-keiten haben:

• Sie sind mindestens mit 10,5%Chrom legiert.

• Sie bilden ohne jeden Schutzüber-zug unter Sauerstoffeinwirkung eineunsichtbare Passivschicht.

Die nichtrostenden Stähle werdennach ihremkristallinenGefüge inGrup-pen eingeteilt. Die überwiegend ver-wendetenSorten gehören zu den ferri-tischen Edelstählen (Chrom-Stähle)und vor allem zu den austenitischenEdelstählen (Chrom-Nickel-Stähle undChrom-Nickel-Molybdän-Stähle). Dieunter der Bezeichnung nichtrostende„Duplex-Stähle“ zunehmend einge-setztenSorten haben ein austenitisch-ferritisches Gefüge (vgl. Tabelle 1).

Sogenannte stabilisierte Edelstählesindmit Titan oder Niob legiert. DieseElemente verhindern die Bildung vonChromkarbiden beim Schweißen. Siesind erforderlich

• bei austenitischen Edelstählen,wenn dickere Erzeugnisse (z.B. Ble-che dicker 6 mm, Stäbe dicker 20

mm) geschweißt werden;• bei ferritischen Edelstählenmit Koh-lenstoffgehalt über 0,03%, wenngeschweißt wird.

In denwesteuropäischen Ländernwer-den alle Stahlsortenmit zwei Bezeich-nungen versehen:

• Die Werkstoffnummer. Sie wirdwegen ihrer Kürze bevorzugt ver-wendet; die nichtrostenden Stähleliegen alle im Nummernbereich1.40.. bis 1.49..

• Der Kurzname. Er kennzeichnet beiden nichtrostendenStählen die che-mische Zusammensetzung.

1.2 Normen und Regelwerke

Die Eigenschaften der Stahlsorten undihrer Erzeugnisformen (Blech, Rohr,Draht etc.) werden in Normen festge-legt. Die für Edelstahl Rostfrei derzeitgültigen wichtigsten Normen sind inTabelle 2 aufgeführt.

3

Stahlsorte

Werkstoff-nummer

Kurzname C Cr Mo Ni Sonstige

Chemische ZusammensetzungMassengehalte in %

Untergruppen

1.4003 X2CrNi12 ≤0,03 10,5-12,5 0,30-1,00 Mn≤1,50; N≤0,030 ferritische1.4016 X6Cr17 ≤0,08 16,0-18,0 nichtrostendeStähle1.4511 X3CrNb17 ≤0,05 16,0-18,0 Nb:12xCbis1,001.4521 X2CrMoTi18-2 ≤0,025 17,0-20,0 1,80-2,50 Ti: [4x(C+N)+0,15]bis0,801.4509 X2CrTiNb18 ≤0,03 17,5-18,5 Nb:[3xC+0,30]bis1,00

Ti:0,10-0,60

1.4310 X10CrNi18-8 0,05- 16,0-19,0 ≤0,80 6,0-9,5 austenitische0,15 nichtrostendeStähle

1.4318 X2CrNiN18-7 ≤0,03 16,5-18,5 6,0-8,0 N:0,10-0,201.4307 X2CrNi18-9 ≤0,03 17,5-19,5 8,0-10,51.4301 X5CrNi18-10 ≤0,07 17,5-19,5 8,0-10,51.4305 X8CrNiS18-9 ≤0,10 17,0-19,0 8,0-10,0 S:0,15-0,35

Cu≤1,01.4541 X6CrNiTi18-10 ≤0,08 17,0-19,0 9,0-12,0 Ti:5xCbis0,701.4404 X2CrNiMo17-12-2 ≤0,03 16,5-18,5 2,00-2,50 10,0-13,0 N≤0,111.4401 X5CrNiMo17-12-2 ≤0,07 16,5-18,5 2,00-2,50 10,0-13,0 N≤0,111.4571 X6CrNiMoTi17-12-2 ≤0,08 16,5-18,5 2,00-2,50 10,5-13,5 Ti:5xCbis0,701.4436 X3CrNiMo17-13-3 ≤0,05 16,5-18,5 2,50-3,00 10,5-13,01.4435 X2CrNiMo18-14-3 ≤0,03 17,0-19,0 2,50-3,00 12,5-15,01.4439 X2CrNiMoN17-13-5 ≤0,03 16,5-18,5 4,0-5,0 12,5-14,5 N:0,12-0,221.4567 X3CrNiCu18-9-4 ≤0,04 17,0-19,0 8,5-10,5 N≤0,11; Cu:3,0-4,01.4539 X1NiCrMoCu25-20-5 ≤0,02 19,0-21,0 4,0-5,0 24,0-26,0 Cu:1,20-2,00; N≤0,151.4578 X3CrNiCuMo17-11-3-2 ≤0,04 16,5-17,5 2,00-2,50 10,0-11,0 Cu:3,0-3,51.4547 X1CrNiMoCuN20-18-7 ≤0,02 19,5-20,5 6,0-7,0 17,5-18,5 Cu:0,50-1,00;N:0,18-0,251.4529 X1NiCrMoCuN25-20-7 ≤0,02 19,0-21,0 6,0-7,0 24,0-26,0 Cu:0,50-1,50; N:0,15-0,251.4565 X2CrNiMnMoN25-18-6-5 ≤0,03 24,0-26,0 4,00-5,00 16,0-19,0 N:0,30-0,60

1.4362 X2CrNiN23-4 ≤0,03 22,0-24,0 0,10-0,60 3,5-5,5 Cu:0,10-0,60 austenitisch-ferritische1.4462 X2CrNiMoN22-5-3 ≤0,03 21,0-23,0 2,50-3,5 4,5-6,5 N:0,10-0,22 nichtrostendeStähle

Tabelle 1: Chemische Zusammensetzung und Gruppenbezeichnungen ausgewählter nichtrostender Stähle

4

Norm Titel

DIN EN ISO 3506-1 Mechanische Eigenschaften vonVerbindungselementen aus nichtrostendenStählen – Teil 1: Schrauben

DIN EN ISO 3506-2 Mechanische Eigenschaften von Verbindungselementen aus nichtrostenden Stählen – Teil 2: Muttern

DIN EN ISO 3506-3 Mechanische Eigenschaften von Verbindungselementen aus nichtrostenden Stählen –Teil 3: Gewindestifte und ähnliche, nicht auf Zug beanspruchte Verbindungselemente

DIN EN ISO 3506-4 Mechanische Eigenschaften von Verbindungselementen aus nichtrostenden Stählen –Teil 4: Blechschrauben

ISO 9444-1 Kontinuierlich warmgewalzter nichtrostender Stahl – Grenzabmaße und Formtoleranzen –Teil 1: Bandstahl und Bandstahl in Stäben

ISO 9444-2 Kontinuierlich warmgewalzter nichtrostender Stahl – Grenzabmaße und Formtoleranzen –Teil 2: Band und Blech

DIN EN ISO 9445-1 Kontinuierlich kaltgewalzter nichtrostender Stahl – Grenzabmaße und Formtoleranzen –Teil 1: Kaltband und Kaltband in Stäben

DIN EN ISO 9445-2 Kontinuierlich kaltgewalzter nichtrostender Stahl – Grenzabmaße und Formtoleranzen –Teil 2: Kaltbreitband und Blech

DIN EN 10048 Warmgewalzter Bandstahl – Grenzabmaße und Formtoleranzen

DIN EN 10088-1 Nichtrostende Stähle – Verzeichnis der nichtrostenden Stähle

DIN EN 10088-2 Nichtrostende Stähle – Technische Lieferbedingungen für Blech und Band aus korrosionsbeständigenStählen für allgemeine Verwendung

DIN EN 10088-3 Nichtrostende Stähle – Technische Lieferbedingungen für Halbzeug, Stäbe,Walzdraht, gezogenen Draht,Profile und Blankstahlerzeugnisse aus korrosionsbeständigen Stählen für allgemeine Verwendung

DIN EN 10088-4 Nichtrostende Stähle – Technische Lieferbedingungen für Blech und Band aus korrosionsbeständigenStählen für das Bauwesen

DIN EN 10088-5 Nichtrostende Stähle – Technische Lieferbedingungen für Stäbe, Walzdraht, gezogenen Draht, Profileund Blankstahlerzeugnisse aus korrosionsbeständigen Stählen für das Bauwesen

DIN EN 10216-5 Nahtlose Stahlrohre für Druckbeanspruchungen – Technische Lieferbedingungen –Teil 5: Rohre aus nichtrostenden Stählen

DIN EN 10217-7 Geschweißte Stahlrohre für Druckbeanspruchungen – Technische Lieferbedingungen –Teil 7: Rohre aus nichtrostenden Stählen

DIN EN 10263-5 Walzdraht, Stäbe und Draht aus Kaltstauch- und Kaltfließpreßstählen –Teil 5: Technische Lieferbedingungen für nichtrostende Stähle

DIN EN 10264-4 Stahldraht und Drahterzeugnisse- Stahldraht für Seile – Teil 4: Draht aus nichtrostendem Stahl

DIN EN 10269 Stähle und Nickellegierungen für Befestigungselemente für den Einsatz bei erhöhten und/oder tiefenTemperaturen

DIN EN 10272 Stäbe aus nichtrostendem Stahl für Druckbehälter

DIN EN 10278 Maße und Grenzabmaße von Blankstahlerzeugnissen

DIN EN 10296-2Berichtigung 1

Geschweißte kreisförmige Stahlrohre für den Maschinenbau und allgemeine technische Anwendun-gen – Technische Lieferbedingungen – Teil 2: Rohre aus nichtrostenden Stählen

DIN EN 10297-2Berichtigung 1

Nahtlose kreisförmige Stahlrohre für den Maschinenbau und allgemeine technische Anwendungen –Technische Lieferbedingungen – Teil 2: Rohre aus nichtrostenden Stählen

DIN EN 10312 Geschweißte Rohre aus nichtrostendem Stahl für den Transport vonWasser und anderen wässrigenFlüssigkeiten – Technische Lieferbedingungen

DIN EN ISO 18286 Warmgewalztes Blech aus nichtrostendem Stahl – Grenzabmaße und Formtoleranzen(statt DIN EN 10029)

Eine umfassende Übersicht über die für nichtrostende Stähle relevanten Normenmit ihren jeweils aktuellen Ausgabe-daten steht zur Verfügung in der Rubrik „Werkstoff/Normen“ unter www.edelstahl-rostfrei.de

Bei statischer Beanspruchung im Bau-wesen ist die „Allgemeine bauauf-sichtliche Zulassung Z-30.3-6 fürErzeugnisse, Verbindungsmittel undBauteile aus nichtrostenden Stählen“des Deutschen Instituts für Bautech-nik, Berlin, heranzuziehen.

1.3 Lieferformenund Abmessungsbereiche

Nichtrostende Stähle stehen in allengebräuchlichen Lieferformen zur Ver-fügung. Die wichtigsten Produkte sind

warm- und kaltgewalzte Bänder undBleche, nahtlose und geschweißteRohre sowie Draht, Stabstahl und Pro-file. Die nachstehende Aufstellung gibteinen Überblick über das üblicher-weise erhältliche Material.

• Kaltgewalzte Bänder: 0,25 bis 8mmdick, bis 2.000 mm breit

• Kaltgewalzte, aus Band geschnitte-ne Bleche: 0,25 bis 8 mm dick, inden üblichen Lagerformaten (1.000x 2.000 mm; 1.250 x 2.500 mm;1.500 x 3.000mm) oder in Fix- bzw.

Sonderformaten• Warmgewalzte Tafelbleche: 2,0 bis150 mm dick, bis 3.700 mm breit

• Warmgewalzte Bänder und darausgeschnittene Bleche: 1,5 bis 13mmdick, bis 2.000 mm breit

• Nahtlose Rohre: 1 bis 14mmWand-dicke, 6 bis 400 mm Durchmesser

• Geschweißte Rohre: 0,5 bis 40 mmWanddicke, ab 6mmDurchmesser,sowie Vierkantrohre oder andereQuerschnitte

• Gewalzter Stabstahl: 6,0 bis 625mm Durchmesser

Tabelle 2: Auswahl von Normen für Erzeugnisse aus Edelstahl Rostfrei – Technische Lieferbedingungen und Maße – Stand November 2011

1) Erste Stelle: 1 =warmgewalzt, 2 = kaltgewalzt. 2) Nicht alle Ausführungsarten und Oberflächenbeschaffenheiten sind für alle Stähle verfügbar. 3) Es darf nachgewalztwerden. 4) Nur eine Oberfläche, falls nicht bei der Anfrage und Bestellung ausdrücklich anders vereinbart. 5) Innerhalb jeder Ausführungsbeschreibung können die Ober-flächeneigenschaften variieren, und es kann erforderlich sein, genauere Anforderungen zwischen Hersteller und Verbraucher zu vereinbaren (z.B. Schleifpulver oderOberflächenrauheit).

5

Tabelle 3: Oberflächenausführungen von nichtrostenden Stählen

Kurz-zeichen1)

Ausführungsart2) Oberflächenbe-schaffenheit2)

Bemerkungen Kurz-zeichen alt

1U Warmgewalzt, nichtwärmebehandelt,nicht entzundert

Mit Walzzunderbedeckt

Geeignet für Erzeugnisse, die weiter verarbeitet werden,z.B. Band zum Nachwalzen.

a1

1C Warmgewalzt, wär-mebehandelt, nichtentzundert

Mit Walzzunderbedeckt

Geeignet für Teile, die anschließend entzundert oder bear-beitet werden oder für bestimmte hitzebeständige Anwen-dungen.

b(1c)

1E Warmgewalzt, wär-mebehandelt,mechanisch entzun-dert

Zunderfrei Die Art der mechanischen Entzunderung, z.B. Rohschleifenoder Strahlen, hängt von der Stahlsorte und der Erzeugnis-form ab und bleibt, wenn nicht anders vereinbart, dem Her-steller überlassen.

c1(IIa)

1D Warmgewalzt, wär-mebehandelt,gebeizt

Zunderfrei Üblicher Standart für die meisten Stahlsorten, um gute Kor-rosionsbeständigkeit sicherzustellen; auch übliche Aus-führung für Weiterverarbeitung. Schleifspuren dürfen vor-handen sein. Nicht so glatt wie 2D oder 2B

c2(IIa)

2H Kaltverfestigt Blank Zur Erzielung höherer Festigkeitsstufen kalt umgeformt. f(IIIa)

2C Kaltgewalzt, wärme-behandelt, nichtentzundert

Glatt, mit Zundervon der Wärme-behandlung

Geeignet für Teile, die anschließend entzundert oder bear-beitet werden oder für bestimmte hitzebeständige Anwen-dungen.

2E Kaltgewalzt, wärme-behandelt, mecha-nisch entzundert

Rau und stumpf Üblicherweise angewendet für Stähle mit sehr beizbestän-digem Zunder. Kann nachfolgend gebeizt werden.

2D Kaltgewalzt, wärme-behandelt, gebeizt

Glatt Ausführung für gute Umformbarkeit, aber nicht so glatt wie2B oder 2R

h(IIIb)

2B Kaltgewalzt, wärme-behandelt, gebeizt,kalt nachgewalzt

Glatter als 2D Häufigste Ausführung für die meisten Stahlsorten um guteKorrosionsbeständigkeit, Glattheit und Ebenheit sicherzu-stellen. Auch übliche Ausführung für Weiterverarbeitung.Nachwalzen kann durch Streckrichten erfolgen.

n(IIIc)

2R Kaltgewalzt, blank-geglüht3)

Glatt, blank,reflektierend

Glatter und blanker als 2B. Auch übliche Ausführung fürWeiterverarbeitung.

m(IIId)

2Q Kaltgewalzt, gehär-tet und angelassen,zunderfrei

Zunderfrei Entweder unter Schutzgas gehärtet und angelassen odernach der Wärmebehandlung entzundert.

1G oder2G

Geschliffen4) Siehe Fußnote5) Schleifpulver oder Oberflächenrauheit kann festgelegt wer-den. Gleichgerichtete Textur, nicht sehr reflektierend.

o (IV)

1J oder 2J Gebürstet4) odermattpoliert4)

Glatter alsgeschliffen, sie-he Fußnote5)

Bürstenart oder Polierband oder Oberflächenrauheit kannfestgelegt werden. Gleichgerichtete Textur, nicht sehr reflek-tierend.

q

1K oder 2K Seidenmattpoliert4) Siehe Fußnote5) Zusätzliche besondere Anforderungen an eine „J“-Aus-führung, um eine angemessene Korrosionsbeständigkeit fürSee- und architektonische Außenanwendungen zu erzielen.Quer Ra ‹ 0,5 µm in sauber geschliffener Ausführung.

p(V)

1P oder 2P Blankpoliert4) Siehe Fußnote5) Mechanisches Polieren. Verfahren oder Oberflächenrauheitkann festgelegt werden. Ungerichtete Ausführung, reflektie-rend mit hohem Grad von Bildklarheit.

p(V)

2F Kaltgewalzt, wärme-behandelt, kaltnachgewalzt mit auf-gerautenWalzen

Gleichförmige,nicht reflektie-rende matteOberfläche

Wärmebehandlung in Form von Blankglühen oder Glühenund Beizen.

1M 2M Gemustert Design ist zu ver-einbaren, zweiteOberfläche glatt

Tränenblech, Riffelblech für Böden. Ausgezeichnete Textur-ausführung hauptsächlich für architektonische Anwendun-gen.

2W Gewellt Design ist zu ver-einbaren

Verwendet zur Erhöhung der Festigkeit und/oder für ver-schönernde Effekte.

2L Eingefärbt4) Farbe ist zu ver-einbaren

1S oder 2S mit Überzug4) mit Überzug: z.B. Zinn, Aluminium.

Warmgewalzt

Kaltg

ewalzt

Son

derausführun

gen

6

Werk-stoff-

nummer

KurznameEr-

zeug-nis-

form1)

Dicke2)

mmmax

Härte

HB

max.

0,2%-Dehngrenze3)

Rp0,2MPa4)

min.

Zugfes-tigkeit

RmMPa4)

Bruchdeh-nung5)

A%

min

Kerbschlag-arbeit (ISO-V)

KV6)

J

Beständigkeitgegen

interkristallineKorrosion

längs quer längs quer längs querim

Liefer-zustand

imsensi-bilisiertenZustand7)

1.4003 X2CrNi12 C 8–

280 320450 - 650

20– nein

H 13,5P 25 250 280 18L 100 200 260 450 - 600 20 –

1.4016 X6Cr17 C 8–

260 280450 - 600

20

– ja neinH 13,5

240 26018

P 25 430 - 630 20L 100 200 240 400 - 630 20 –

1.4511 X3CrNb17 C 8 – 230 240 420 - 600 23– ja

L 50 200 200 420 - 620 20 –1.4521 X2CrMoTi18-2 C 8

–300 320 420 - 640

20 – jaH 13,5280 300

400 - 600P 12 420 - 620

1.4509 X2CrTiNb18 C 8 – 230 250 430 - 630 18– ja

L 50 200 200 420 - 620 18 –1.4310 X10CrNi18-8 C 8 – – 250 600 - 950 – 40

– neinL ≤ 40 230 195 500 - 750 40 –

1.4318 X2CrNiN18-7 C 8– –

350650 - 850

–35 –

jaH 13,5330

4090 60

P 75 630 - 830 451.4307 X2CrNi18-9 C 8

– –220

520 - 700– 45

–

jaH 13,5

200100

60P 75

500 - 700L ≤ 160215 175

45 –160 < t ≤ 250 – 35 – 60

1.4301 X5CrNi18-10 C 8– –

230 540 - 750– 45

–

ja neinH 13,5

210 520 - 720100

60P 75L ≤ 160

215 190 500 - 70045 – –

160 < t ≤ 250 – 35 – 601.4305 X8CrNiS18-9 P 75 – – 190 500 - 700 – 35 –

neinL ≤ 160 230 190 500 - 750 35 – –

1.4541 X6CrNiTi18-10 C 8– –

220520 - 720

– 40–

jaH 13,5

200100

60P 75

500 - 700L ≤ 160215 190

40 –160 < t ≤ 250 – 30 – 60

1.4404 X2CrNiMo17-12-2 C 8– –

240530 - 680

–40

jaH 13,5

220100

60P 75 520 - 670 45L ≤ 160

215 200 500 - 70040

160 < t ≤ 250 30 601.4401 X5CrNiMo17-12-2 C 8

– –240

540 - 690–

40–

ja neinH 13,5

220100

60P 75 520 - 670 45L ≤ 160

215 200 500 - 70040

160 < t ≤ 250 – 30 – 60

Stahlbezeichnung

Fortsetzung S.7

Tabelle 4: Mechanische Eigenschaften ausgewählter nichtrostender Stähle bei Raumtemperatur in lösungsgeglühtem Zustand undBeständigkeit gegen interkristalline Korrosion

1) C = kaltgewalztes Band, H = warmgewalztes Band, P = warmgewalztes Blech, L = Langprodukte 2) Bei Langprodukten Dicke t oder Durchmesser d bzw. Schlüssel-weite bei Sechskantstäben 3) Bei Langprodukten wird zwischen längs und quer nicht unterschieden 4) 1 MPa = 1 N/mm² 5) Bei Flachprodukten C, H, P wird unterschie-den zwischen A80 < 3 mm dick und A ≥3mm; in dieser Tabelle gibt es nur für den Werkstoff Nr. 1.4318 unterschiedliche Werte, weshalb beide Angaben zusammenge-fasst wurden. 6) Bei Flachprodukten C, H, P bezieht sich dieser Wert auf eine Dicke > 10 mm. 7) Bei ferritischen Flach- und Langprodukten bezieht sich diese Angabe aufden geschweißten Zustand; bei den austenitischen Flach- und Langprodukten bezieht sich diese Angabe auf eine Sensibilisierungsbehandlung 15 min bei 700 °C mitnachfolgender Abkühlung an Luft.

7

Werk-stoff-

nummer

KurznameEr-

zeug-nis-

form1)

Dicke2)

mmmax

Härte

HB

max.

0,2%-Dehngrenze3)

Rp0,2MPa4)

min.

Zugfes-tigkeit

RmMPa4)

Bruchdeh-nung5)

A%

min

Kerbschlag-arbeit (ISO-V)

KV6)

J

Beständigkeitgegen

interkristallineKorrosion

längs quer längs quer längs querim

Liefer-zustand

imsensi-bilisiertenZustand7)

1.4571 X6CrNiMoTi17-12-2 C 8– –

240540 - 690

– 40–

jaH 13,5

220100

60P 75 520 - 670L ≤ 160

215 200 500 - 70040 – –

160 < t ≤ 250 – 30 – 601.4436 X3CrNiMo17-13-3 C 8

– –240

550 - 700– 40

–

ja neinH 13,5

220100

60P 75 530 - 730L ≤ 160

215 200 500 - 70040 – –

160 < t ≤ 250 – 30 – 601.4435 X2CrNiMo18-14-3 C 8

– –240

550 - 700–

40–

jaH 13,5

220100

60P 75 520 - 670 45L ≤ 160

215 200 500 - 70040 – –

160 < t ≤ 250 – 30 – 601.4439 X2CrNiMoN17-13-5 C 8

– –290

580 - 780 –35

–

jaH 13,5

270100

60P 75 40L ≤ 160

250 280 580 - 80035 – –

160 < t ≤ 250 – 30 – 601.4567 X3CrNiCu18-9-4 L ≤ 160 215 175 450 - 650 45 – – ja1.4539 X1NiCrMoCu25-20-5 C 8

– –240

530 - 730– 35

–

jaH 13,5

220100

60P 75 520 - 720L ≤ 160

230 230 530 - 73035 – –

160 < t ≤ 250 – 30 – 601.4578 X3CrNiCuMo17-11-3-2 L ≤ 160 215 175 450 - 650 45 – – ja1.4547 X1CrNICuMoN20-18-7 C 8

– –320

650 - 850–

35–

jaH 13,5

300100

60P 75 40L ≤ 160

260 30035 – –

160 < t ≤ 250 – 30 – 601.4529 X1NiCrMoCuN25-20-7 P 75 – – 300

650 - 850– 40

10060

jaL ≤ 160250 300

40 – –160 < t ≤ 250 – 35 – 60

1.4565 X2CrNiMnMoN25-18-6-5 C 6

––

420

800 - 950– 30 120 90

jaH 10P 40L ≤ 160 420 35 – 100 –

1.4362 X2CrNiN23-4 C 8– –

450650 - 850 20

–

jaH 13,5

400100

60P 75 630 - 800 25L ≤ 160 260 400 600 - 830 25 – –

1.4462 X2CrNiMoN22-5-3 C 8– –

500700 - 950

20 –

jaH 13,5

460 25100

60P 75 640 - 840L ≤ 160 270 450 650 - 880 25 – –

Stahlbezeichnung

• Geschmiedeter Stabstahl: ab 20mmDurchmesser

• Gezogener Stabstahl: 1,0 bis 180mm Durchmesser

• Walzdraht: 5,0 – 36 mm Durch-messer

• Draht gezogen: 0,01 bis 25 mmDurchmesser

• Stahlguss:wenigeGramm (Feinguss)bis zu den größten Gussstücken

• Profile: Warmgefertigte Profile wer-den vorwiegend als Winkel, U-, T-und Doppel-T-Profile erzeugt, Kalt-profilewerden ausBlechenundBän-dern durch Rollformen, Abkantenoder Laserschweißen hergestellt

1.4 Oberflächenausführungendes Vormaterials

Grundsätzlich hat Edelstahl Rostfreieine metallisch blanke Oberfläche.Ihre Beschaffenheit ist je nach Her-stellungsart unterschiedlich. Warmgefertigte Produkte haben z.B. eine

rauere Oberfläche als kalt gefertigte.Je nach Betriebsbedingungen ist dieOberflächenausführung von Bedeu-tung für die Korrosionsbeständigkeit.Tabelle 3 gibt einen Überblicküber diewichtigsten Ausführungsarten. DenBuchstabenkürzeln zur Kennzeich-nung der Oberflächen werden jeweilsdie Ziffern 1 für warmgewalzt und 2für kaltgewalzt vorangestellt. DiesesSystem vermittelt technisch relevanteGrundinformationen über die Ober-flächen. Nuancierungen, wie z.B. Korn-größen beim Schleifen, sind jedochnicht festgelegt. Es empfiehlt sichdaher, diese bei der Bestellung fest-zulegen und Grenzmuster zu verein-baren. Werksseitig werden eine Viel-zahl von Oberflächenausführungenangeboten, darüber hinaus steht einbreites Spektrum an Möglichkeitender Oberflächenveredelung durch dar-auf spezialisierte Firmen zur Verfü-gung.

UmBeschädigungenwährend der wei-teren Formgebung zu vermeiden, kön-nenSchutzfolien aufgebracht werden.

1.5 Mechanische Eigenschaf-ten und Berechnungswerte

Auch über die mechanischen Eigen-schaften geben die Normen die not-wendigen Hinweise. Bei Verwendungim Bauwesen ist zusätzlich die „All-gemeine bauaufsichtliche ZulassungZ-30.3-6“ zugrunde zu legen, wenn dieBauteile eines statischen Nachweisesbedürfen.

In Tabelle 4 werden die wichtigstenmechanischen Eigenschaften ausge-wählter nichtrostender Stähle ange-geben. Durch Kaltformgebung könnendiese Eigenschaften bedeutend ver-ändert werden.

In Tabelle 5 sind Angaben über diephysikalischen Eigenschaften wie

8

1.4003 X2CrNi12 7,7 220 170 10,4 11,6 25 430 0,60 ja1.4016 X6Cr17 7,7 220 170 10,0 10,5 25 460 0,60 ja1.4511 X3CrNb17 7,7 220 170 10,0 10,5 25 460 0,60 ja1.4521 X2CrMoTi18-2 7,7 220 170 10,4 11,6 23 430 0,80 ja1.4509 X2CrTiNb18 7,7 220 170 10,0 10,5 25 460 0,60 ja

1.4310 X10CrNi18-8 7,9 200 170 16,0 18,0 15 500 0,73 nein1)

1.4318 X2CrNiN18-7 7,9 200 170 16,0 17,5 15 500 0,731.4307 X2CrNi18-9 7,9 200 170 16,0 18,0 15 500 0,73 nein1)

1.4301 X5CrNi18-10 7,9 200 170 16,0 17,5 15 500 0,73 nein1)

1.4305 X8CrNiS18-9 7,9 200 170 16,0 17,5 15 500 0,73 nein1)

1.4541 X6CrNiTi18-10 7,9 200 170 16,0 17,5 15 500 0,731.4404 X2CrNiMo17-12-2 8,0 200 170 16,0 17,5 15 500 0,751.4401 X5CrNiMo17-12-2 8,0 200 170 16,0 17,5 15 500 0,751.4571 X6CrNiMoTi17-12-2 8,0 200 170 16,5 18,5 15 500 0,751.4436 X3CrNiMo17-13-3 8,0 200 170 16,0 17,5 15 500 0,75 nein1)

1.4435 X2CrNiMo18-14-3 8,0 200 170 16,0 17,5 15 500 0,75 nein1)

1.4439 X2CrNiMoN17-13-5 8,0 200 170 16,0 17,5 14 500 0,851.4567 X3CrNiCu18-9-4 7,9 200 170 16,7 18,1 – – –1.4539 X1NiCrMoCu25-20-5 8,0 195 170 15,8 16,9 12 450 1,001.4578 X3CrNiCuMo17-11-3-2 8,0 200 170 – – – – – nein1)

1.4547 X1CrNiMoCuN20-18-7 8,0 195 170 16,5 18,0 14 500 0,851.4529 X1NiCrMoCuN25-20-7 8,1 195 170 15,8 16,9 12 450 1,001.4565 X2CrNiMnMoN25-18-6-5 8,0 190 170 14,5 16,8 12 450 0,92

1.4362 X2CrNiN23-4 7,8 200 200 13,0 300°C 15 500 0,80 ja14,0

1.4462 X2CrNiMoN22-5-3 7,8 200 200 13,0 300°C 15 500 0,80 ja14,0

KurznameWerkstoff-

nummer kg/dm3EN 10088kN/mm2

100 °C10-6/K

400 °C10-6/K W/m*K J/kg*K Ω*mm2/m

magneti-sierbar

ElektrischerWiderstand

bei 20 °C

SpezifischeWärme-

kapazitätbei 20 °C

Wärmeleit-fähigkeitbei 20 °C

Wärmeausdehnungzwischen 20 °C

und

Elastizitäts-modul bei20 °C gem.

DichteStahlsorte

Physikalische Eigenschaften

1) Durch Kaltumformung entstandene geringe Anteile an Ferrit und/oder Martensit erhöhen die Magnetisierbarkeit

Tabelle 5: Anhaltsangaben über physikalische Eigenschaften ausgewählter nichtrostender Stähle

Elastizitäts-modul gem.

ABZZ-30.3-6kN/mm2

9

Dichte, Wärmeausdehnung, Wärme-leitfähigkeit u.ä. aufgeführt.

1.6 Korrosionsbeständigkeit

Grundsätzliche Voraussetzung für dieErzielung der optimalen Korrosions-beständigkeit ist eine metallisch sau-bere Oberfläche.

Ferritische Chrom-Stähle mit denWerkstoffnummern 1.4003 und1.4016 sind bei geringen Korrosions-belastungen im Innen- und Außenbe-reich sowie für kurzzeitige Lebensmit-telkontakte geeignet. Höherlegierteferritische Chrom-Stähle sind korrosi-onsbeständiger und für Außenanwen-dungen und längere Lebensmittel-kontakte anwendbar. So ist der ferriti-sche Edelstahl 1.4521 zugelassen fürTrinkwasserrohre nach DVGW.

Die ferritischen, nichtrostendenStäh-le mit denWerkstoffnummern 1.4003und 1.4512 lassen sich bei freierBewitterung als rostträge Konstruk-tionswerkstoffe einsetzen, die auf-grund der niedrigen Legierungsgehal-te kostengünstig hergestellt werden.Bei erhöhten Anforderungen an dasAussehen ist ggfs. eine Beschichtungerforderlich. Der ferritische Edelstahl1.4003 zeichnet sich durch höhereFestigkeit als 1.4512 aus.

In normaler Atmosphäre sowie inGastronomie und Lebensmittelverar-beitung werden vor allem die auste-nitischen Chrom-Nickel-Stähle mitden Werkstoffnummern 1.4301 und1.4307 eingesetzt.

Die austenitischen Chrom-Nickel-Molybdän-Stähle 1.4401, 1.4404 oder1.4571, wie auch der nichtrostendeDuplex-Stahl 1.4362, eignen sich fürBauteile in Meerwassernähe undStreusalzbereichen an stärker belas-teten Straßen und Wegen. Voraus-setzung ist zusätzlich, dass die Ober-fläche möglichst metallisch sauber,glatt und ohneSpalten hergestellt wur-de, wie dies bei einer sehr feingeschliffenen oder elektropoliertenOberfläche der Fall ist. Direkt imMeer-wasser sowie imGischt- undSpritzbe-reich von Meerwasser ist der Duplex-Stahl 1.4462 besonders geeignet.

Bei höheren Belastungen durch Chlo-ride und Schwefeldioxid sowie bei

stärkerer Aufkonzentration vonSchad-stoffen undSalzen, z.B. bei Industrie-anwendungen, ist ebenfalls der nicht-rostende Duplex-Stahl 1.4462 geeig-net. Wenn die Chloridionenbelastungnoch weiter ansteigt, muss man diesehr hochlegierten austenitischenWerkstoffe 1.4529, 1.4547 oder1.4539 einsetzen.

2 Trennverfahren

2.1 MechanischeTrennverfahren

2.1.1 Schneiden, Nibbeln

Die austenitischen Edelstähle habenhöhere Scherfestigkeiten als die unle-gierten Stähle bzw. die ferritischennichtrostenden Stähle. Man benötigtdaher zum Schneiden eines Blechesmehr Kraft. Ein ähnliches Verhältnisbesitzen die austenitischen Edelstäh-le gegenüber den nichtrostendenDuplex-Stählen, bei denen derSchneidkraftbedarf noch deutlichhöher liegt. Die Schneidkraft einerTafelschere, die noch eine Blechdickevon 20 mm eines unlegierten Stahlsmit S235 (früher St37-2) schneidenkann, erreicht bei Austenit 15 mm,und bei demDuplex-Stahl nur noch ca.10 mm Schneiddicke. Da jedoch imallgemeinen dünnere Bleche genom-men werden als für gleiche Teile aus

unlegiertemStahl, sind die erforderli-chen Scherkräfte annähernd gleich.

Der Schneidspalt soll etwa 5% derBlechdicke betragen. Steht nur eineSchere zur Verfügung, so ist für allge-meine Blecharbeiten einSchneidspaltvon 0,1 mm zu empfehlen.

Sind zwei Scheren verfügbar, so kannman eine für die dünneren Bleche (bis1,5 mm) auf 0,05 mm und die anderefür die dickeren Bleche auf 0,1 mmeinstellen.

Größere Schneidspalten sind zu ver-meiden. Fließt der Werkstoff über dieuntere Schneidkante, führt diesschnell zu Kaltverfestigung und somitzu höheremKraftbedarf. ÄhnlicheWir-kung hat eine zu geringe Spaltbreite,die daran zu erkennen ist, daß dieganze Schnittfläche verschmiert aus-sieht. Der Spalt ist richtig eingestellt,wenn die geschnittenen (blanken)Anteile der Schnittflächen etwa 40%oben und unten betragen.

Die Schneiden sollen immer sehrscharf, sauber und frei von Auf-schweißungen sein. Stumpfe Schnei-den verursachen Kaltverfestigung undRiefen; außerdem erhöhen sie denKraftbedarf. Die Größe des Schnei-denwinkels der Messer ist begrenzt,da die Schneidkanten nicht ge-schwächtwerden dürfen. ZumSchnei-den von Bändern und Blechen kann er

Bild 1: Darstellung der empfohlenen Werkzeugformen für das Stanzen und Lochen fla-cher Teile aus Edelstahl Rostfrei

10

bis zu 1,5° betragen. Aufschweißun-gen können durch Einsatz von Werk-zeugen verhindert werden, die mitTitannitrid (TiN) beschichtet sind.

Für die Schermesser eignen sichWerk-zeugstähle wie vollgehärtete Schnell-arbeitsstähle oder hochkohlenstoff-und chromhaltige Kaltarbeitsstähle.Diese haben die längstenStandzeiten.Eine Schmierung ist im allgemeinennicht erforderlich.

Bei Scheren mit Niederhaltern ist eszweckmäßig, die Auflagefläche derNiederhalter mit einem Profil ausGummi oder ähnlichem Material zuversehen, um die Oberfläche desWerkstücks nicht zu beschädigen.

Nichtrostende Stähle lassen sichgenausonibbelnwie unlegierteStähle;jedoch ist mehr Kraft erforderlich, unddie maximale Blechdicke darf bei glei-cherMaschinenur etwa65bis70%dervon unlegierten Stählen betragen. ImAllgemeinen werden die Werkzeugeaus Schnellarbeitsstahl gefertigt undhaben ebene Arbeitsflächen.

2.1.2 Stanzen, Lochen

Das Stanzen von Edelstahl Rostfreierfordertwegen seiner größerenScher-festigkeit mehr Kraft. Häufig lässt sichdie erforderliche Kraft dadurch vermin-

dern, dass ein Werkzeugteil ange-schrägt wird (Bild 1). Soll das ausge-stanzteTeilweiterverarbeitetwerden, sowird dieMatrize angeschrägt, währenddie Stempelunterseite plan bleibt, umein Verziehen des Teiles zu vermeiden.Ist dagegen das ausgestanzte StückAbfall, so soll derStempel angeschrägtsein,damitdas restlicheTeil flachbleibt.

Der Scherspalt zwischen Matrize undStempelmuss enger sein als bei unle-

gierten Stählen, damit der Werkstoffnicht über die Schneidkanten desWerkzeugs fließt und dadurch eineKaltverfestigung erfährt, die Werkzeu-ge undMaschine unnötig beansprucht.

Es ist üblich, denScherspalt zwischenMatrize und Stempel mit 10% derBlechdicke zu bemessen (bei allseitiggeschlossenenSchnitten also 5%aufjeder Seite). Für Blechdicken unterhalb1mmsollteman denSpalt noch engermachen, um einwandfreie Teile zuerhalten; die Spaltbreiten betragendann vorzugsweise 0,025 bis0,035 mm pro Seite.

Die Werkzeuge können aus Schnellar-beitsstahl oder aus hochkohlenstoff-und chromhaltigen Kaltarbeitsstählenhergestelltwerden.Siewerdenauf eineHärte von 60 bis 62 HRC gehärtet. BeiguterWerkzeugaufnahme und sorgfäl-tigem Einbau kann man auch mit ein-satzgehärtetenStempeln undMatrizenarbeiten. Die Werkzeuge müssenimmer scharf gehalten werden.

Aufbauschneiden lassen sich durchVerwendung von TiN-beschichtetenoder plasmanitrierten Werkzeugen,aber auch weitgehend durch leichteSchmierung verhindern; hier habensich hochviskose Mineralöle als wirk-sam erwiesen.

Beim Lochen von Blechen ab Blech-dicke 1mm,mit konventionellenStan-

Bild 3: Moderne Stanzmaschinen lassen heute kein Restgitter mehr übrig – das erhöhtdie Materialausnutzung und die Prozesssicherheit

Bild 2: Beim Schneiden von Edelstahlblechen benötigt man mehr Kraft als für unlegierteStähle. Da aufgrund der höheren Festigkeit Bleche aus nichtrostendem Stahlaber in der Regel dünner sind, nähern sich die Scherkräfte an

zen, sollte der kleinste Lochdurch-messer mindestens der doppeltenBlechdicke entsprechen. DermöglicheLochabstand hängt von einer Vielzahlvon Faktoren ab, wie z.B. Blechdicke,Materialfestigkeit, Zähigkeit, derAnzahl der Löcher nebeneinander inVerbindungmit derMaterialspannungund natürlich der Qualität der Stanz-vorrichtung. Mit speziellen Stanzvor-richtungen undStanzwerkzeugen las-sen sich je nach Blechdicke aber mitt-lerweile auch deutlich kleinere Löcherund Lochabstände erzielen. Bei sehrdünnemBlech verändert sich, je nachWerkstoffsorte undMaterialfestigkeit,dasStanzverhalten gravierend. Für dieFestlegung von machbaren Stanz-durchmessern und Stanzabständen(Lochstegen und Randabständen) soll-te man dann, sofern man keine Erfah-rung hat, vorab Stanzmuster anferti-gen. Für alle Blechdicken gilt dabei,dass die Ausführung und Präzisionder Niederhalter für dasWerkstück ander Stanze besonderswichtig ist. Dortdarf möglichst kein Luftspalt bzw.Spiel sein, so dass das Blech beimHerausziehen desStempels nicht ver-kanten kann. Sehr leistungsfähigeStanzen arbeiten deshalb mit starkfedernden Niederhaltern, die dasWerkstückwährend desStanzvorgan-ges zwischen Stanztisch und Nieder-halterplatte fest einklemmen.

2.1.3 Sägen

Für Edelstahl Rostfrei lassen sichKreis-, Bügel-, Band- oder Handsägenbenutzen. Es sind nur HSS-Sägeblät-ter zu verwenden. Grobe Zahnung istfür Vollmaterial, feine Zahnung fürdünnwandiges Material erforderlich.

Bei normalverzahnten Sägen soll derKeilwinkel 50°, der Schnittwinkel 90°betragen. Bei Hochleistungssägenwerden Spanwinkel von 10 bis 12°und Freiwinkel von 6° empfohlen. Diebeste Schnittgeschwindigkeit liegtzwischen 7 und 10 m/min. Der Vor-schub darf 25 mm/min nicht über-schreiten. Ausreichende Kühlung isterforderlich.

Bei den meist dünnen Querschnittenist sicheres Einspannen wichtig. BeiHohlprofilen empfiehlt es sich, Füll-stücke einzulegen, um ein Durchbie-gen und dadurch verursachte unge-naue Sägeschnitte zu vermeiden.

Wirdmit derHandbügelsäge getrennt,ist das Sägeblatt beim Zurückziehenanzuheben, da es sonst zur Kaltverfes-tigung kommt. Beim ArbeitshubmussdasSägeblatt dauernd im Eingriff blei-ben. Vorzugsweise werden Sägeblät-ter ausSchnellarbeitsstahl verwendet,und der Sägebügel sollte sehr stabilausgeführt sein.

Motorgetriebene Bügelsägen ergebengrößere Schnitttiefen als Handsägen.Geschränkte Blätter mit einer Zahn-teilung von 2 bis 3 mm sind üblich.Auch bei Motorsägen muss das Blattbeim Rückholen abheben.

Bandsägenverwendetmangelegentlichzum Sägen von Blechen, zum Besäu-men von Flanschen nach dem Tiefzie-hen und zum Ablängen von Stabstahlund Rohren. Im allgemeinen werdenBlättermitpräzisionsgeschränkter Zah-nungbevorzugt. DieBandgeschwindig-keiten liegen bei 18 bis 30 m/min fürBlechdicken oberhalb 1,5 mm und bei30bis40m/min für dünneresMaterial.Kaltgewalzte Bleche sollen mit denniedrigeren Schnittgeschwindigkeitengesägt werden. Die Zähne müssenimmer scharf sein und dürfen niemalsamWerkstück entlangschleifen, ohnezu schneiden, weil sonst sehr schnellKaltverfestigung eintritt. Es zahlt sichaus, dasbreitesteSägeblatt zuverwen-den, das nach dem gewünschten Radi-us zu schneiden erlaubt.

Durch das Trennfräsen oder Kaltkreis-sägen können größere Längen bis zu8.000 mm gesägt werden.

Zum Trennen dünner Profil- oderRohrabmessungen eignen sich auchhandelsübliche Nylon- oder Diamant-trennscheiben.

Spezialtrennscheiben für nicht-rostende Stähle eignen sich beson-ders gut für dickwandige Profile undVollmaterialien.

2.1.4 Wasserstrahlschneiden

Das Wasserstrahlschneiden ist einkaltes, abriebarmes Trennverfahren.Es gibt keine Gefügeveränderung inder Schneidzone. Mit dem dünnenSchneidstrahl steht ein universellesWerkzeug zur Verfügung, mit dembeliebige Konturen geschnitten wer-den können. Die Schnittkanten sindgratfrei und müssen nicht nachbear-beitet werden.

Dem Hochdruck-Wasserstrahl miteinemDruckvon bis zu über 6.000 barwird zumTrennen von nichtrostendenStählen meist ein abrasives, eisen-freies Schleifgranulat beigemischt.DieWirkung ist eineMikrozerspanung,mit der sogar noch über 150mmdickeProfile und Bleche geschnittenwerdenkönnen. Die Schneidgeschwindigkeitbestimmt dabei die Schnittqualität

11

Bild 4: Mit modernen Wasserstrahlschneidanlagen sind sogar dreidimensionalesSchneiden und Schrägschnitte möglich

12

undWirtschaftlichkeit. Mit modernenAnlagen sind auch dreidimensionalesSchneiden und Schrägschnitte mög-lich. Die Bleche können auch mehrla-gig geschnitten werden, wobei daraufzu achten ist, dass alle Tafeln immersehr gut während desSchneidvorgan-ges am Schneidtisch fixiert sind undnicht zu kleine Teile geschnitten wer-den.

2.2 ThermischeTrennverfahren

TrennenmitSauerstoff-Azetylen-Bren-nern allein ist nicht möglich.

Beim Plasmaschneiden wird Plasma-gas (Argon- oder Stickstoff-Wasser-stoff) mittels Lichtbogen zwischenWolframelektrode und Werkstückerzeugt und tritt durch eine kleine Öff-nung am Mundstück des Brennerskonzentriert undmit hoher Geschwin-digkeit aus. Das geschmolzeneMetallwird durch die Schnittfuge geblasenund es entsteht eine scharfe Schnitt-kante hoher Güte mit einer sehrschmalen Wärmeeinflusszone (WEZ).Bei Computersteuerung lassen sichauch sehr komplizierte Zuschnitte her-stellen. In der Regel genügt ein leich-tes Nacharbeiten zur Beseitigung vonAnlauffarben. Im Unterwasserschnittkönnen diese minimiert werden undBleche bis zu 50 mm Dicke getrenntwerden, im Trockenschnitt sogarmehrals 100 mm Dicke.

Bleche bis zu 30mmDicke könnenmitdem Laserstrahl getrennt werden,wobei der Laserstrahl so ausgerichtetwird, dass sein Brennflecketwa 50µmbeträgt. Beim Laserschneiden, meistmit Gaslasern auf Kohlendioxidbasis,wird der reaktionsträge Stickstoff alsSchneidgas zum Ausblasen einge-setzt. Dadurch wird ein Oxidieren derSchnittkante vermieden und bei dün-neren Blechen sind die Schnittkanten,zusätzlich zur Gratfreiheit, frei vonAnlauffarben undmüssen nicht nach-bearbeitet werden. Mit zunehmenderMaterialdicke allerdings kann es zuBildung vonSchneidgrat kommen, dermechanisch nachbearbeitet werdenmuss. Die dünnen Schnittfugen ver-ringern Schnittverluste und ergebensenkrechte Schnittkanten, eine mini-male wärmebeeinflusste Zone undgeringen Wärmeverzug. Mit dieserSchneidtechnik lassen sich feinste

Bild 6: Mit dieser Laserschneidmaschine können zwei Teile gleichzeitig bearbeitet wer-den – besonders für die Produktion großer Stückzahlen dünner Bleche eine vor-teilhafte Lösung. Für das Schneiden dickerer Bleche lässt sich die Laserleistungauch auf einen Schneidkopf konzentrieren

Bild 5: Das Plasmaschneiden eignet sich besonders für dicke Bleche: Im Unterwasser-schnitt sind bis zu 50 mm, im Trockenschnitt bis zu 110 mm möglich

Tabelle 6: Arbeitsbedingungen für das Plasmaschneiden

Blechdickemm

Schneidgeschwindigkeitm/min

Düsendurchmessermm

StromstärkeA

Gasmengem3/h

6 5,0 3 300 6,0 N212 2,5 3 300 6,0 N225 1,25 4 400 7,0 N250 0,5 4 400 5,2 Ar + 2,8 N275 0,4 5 500 5,2 Ar + 2,8 N2

100 0,2 5 500 5,2 Ar + 2,8 N2

Strukturen mit sehr spitzen Winkelnund schmalen Stegen erzeugen.Maschineneinstellwerte, Fugenbreiteund Schnittgeschwindigkeit sindmaschinenabhängig.

Für die Feinwerktechnik wurde einneues Kombinationsverfahren ent-wickelt, das einen Wasserstrahl mit500 bar Druck und 0,1 mm Durch-messer mit einem Nd:YAG-Laser soverbindet, dass der Laserstrahl in demWasserstrahl durch den unterschied-lichen Brechungsindex zwischenWas-ser und Luft wie in einer Glasfasergeführt wird. So können Folien von 0,1mm Dicke geschnitten werden.

Gegenüber mechanischen Bearbei-tungsverfahren wie Scheren, Stanzenoder Nibbeln bieten das Plasma- undLaserschneiden Vorteile, weil sie kei-ne Kraft auf das Werkstück ausüben.Dadurch wird derWerkzeugverschleißminimiert und es tritt in der Regelkein Blechverzug auf. Beim Schnei-den von vielen kleinen Teilen oderbei sehr komplexen Schneidkontu-ren ist dies, in Abhängigkeit von denEigenspannungen des Bleches, aller-dings nicht immer ganz auszu-schließen.

3 SpanendeFormgebung

Allgemein umfasst die spanendeFormgebung das Bohren, Gewinde-schneiden, Drehen und Fräsen.

Hierbei gelten für nichtrostendeStäh-le folgende Grundregeln:

• Die Maschinen müssen verwin-dungssteif sein und Kraftreserven(Kaltverfestigung) haben.

• Die Maschinen sollten nur bis etwa75% der für die Bearbeitung unle-gierter Stähle angegebenen Leis-tung ausgenutzt werden.

• Bei nichtrostenden Duplex-Stählensind die Schnittkräfte für vergleich-bare Schnitte weitaus höher als beiaustenitischen Stählen.

• Um Schwingungen zu vermeiden,müssen Werkzeug und Werkstückstarr eingespannt werden und diefreie Einspannlänge sollte so kurzund die Unterstützung so gut wiemöglich sein.

• Der Spitzenradius sollte nicht größerals unbedingt nötig sein.

• DieWerkzeugemüssen stets scharfgehaltenwerden, ambesten schleiftman sie schon nach, bevor diesnötig zu sein scheint.

• Gute Schmiermittel begünstigenden Schleifvorgang und kühlen dieWerkzeuge.

• Die Werkzeuge dürfen niemals aufdemWerkstückdrücken oder reiben.

• Die Schnitttiefe muss ausreichen

und die Bearbeitungsschritte müs-sen so organisiert werden, dassstets die vom vorigen Durchgangresultierende kaltverfestigte Schichtvollständig abgetragen wird.

Bei Verwendung von nichtrostendenAutomatenstählen mit Schwefel-Zusätzen zwecks leichterer Zerspa-nung (z.B. 1.4305) ist auf genügendeKorrosionsbeständigkeit für den beab-sichtigten Verwendungszweckzu ach-ten. Für höhere Anforderungen an dieKorrosionsbeständigkeit wurdennichtrostende Stähle mit einemgemäß DIN EN 10088 erlaubten, defi-nierten Schwefelanteil für verbesser-te Spanbarkeit entwickelt. Tabelle 7gibt einen Überblick über nichtrosten-de Stähle, die für die spanende Form-gebung besonders geeignet sind.

Die ferritischen nichtrostendenStählekönnen bei sonst gleichen Bedingun-gen mit höheren Schnittgeschwindig-keiten (bis zu 30%) und größerenVor-schüben (bis zu 25%) als die austeni-tischen Edelstähle bearbeitet werden.

Die nichtrostenden Duplex-Stähle mitihrem austenitisch-ferritischen Gefü-ge sind aufgrund ihrer Festigkeitsei-genschaften schwieriger zerspanbarals austenitische Sorten. Es ist mehrKraft erforderlich, die Späne sind sehrfest und der Werkzeugverschleiß ent-sprechend höher. Dabei bewegen sichdie idealen Schnittbedingungen ineinem kleineren Bereich als die derAustenite.

3.1 Bohren

Zum Bohren könnenSpiralbohrer ausSchnellarbeitsstahl verwendet wer-den. Vorteilhafter sind TiN-beschich-tete Werkzeuge.

Die Bohrer müssen exakt geschliffenund immer scharf gehalten werden.Dabei ist besonders darauf zu achten,dass alle Winkel, Schneidkanten undHinterschliffe zur Seele symmetrischsind. Im Allgemeinen liefert ein Spit-zenwinkel von 118° gute Ergebnisse.BeimBohren dünner Bleche kannmanihn auf 130° bis 140° erhöhen, umdiebeim Durchbruch auftretenden Kräftezu verringern. Zusätzlich empfiehltsich ein Ausspitzen. Der Freiwinkel ander Schneidlippe kann zwischen 15°bei einem Spitzenwinkel von 118°

13

Tabelle 7: Auswahl geeigneter nichtrostender Stähle für die spanende Bearbeitung

Stahlsorte

Kurzname Werkstoffnummer Schwefelgehalt in %

X14CrMoS17

X6CrMoS17

X8CrNiS18-9

X5CrNi18-10

X2CrNi19-11

X2CrNi18-9

X6CrNiTi18-10

X5CrNiMo17-12-2

X2CrNiMo17-12-2

X6CrNiMoTi17-12-2

1.4301

1.4306

1.4307

1.4541

1.4401

1.4404

1.4571

0,015 bis 0,030

1.4104

1.4105

1.4305

0,15 bis 0,35

Auswahl geeigneter Stähle

Automatenstähle

Standardstähle mit verbesserter Spanbarkeit

bzw. 5° bei einem Spitzenwinkel von140° betragen.

Bei größeren Durchmessern empfiehltsich das Anschleifen von Spanteilern.Um die Schnittverhältnisse und Span-bildung zu verbessern, ist ein Spit-zenwinkel von 130° empfehlenswert:Die abgetrennten Späne sind schma-ler als zum Beispiel bei 118° und nei-gen in der Spankammer nicht so sehrzum Klemmen.

Größere Löcher ab 12 bis ca. 60 mmDurchmesser lassen sich wirtschaft-lich, insbesondere in Rohren, mitsogenannten Kronbohrern herstellen.

Tiefe Löcher bohrt man zweckmäßi-gerweise mit einem kurzen Bohrer vor.Kurbelwellenbohrer mit verstärkterSeele und geringerer Steigung könnenbeim Tieflochbohren nützlich sein. Andiesen Bohrern muss die Querschnei-de durch Hinterschleifen von denSpannuten her verkleinert werden,

damit echte Schneidkanten beider-seits bis zur Mitte hin entstehen.Damit wird die Anpresskraft und folg-

lich die Kaltverfestigung im Kern derBohrung vermindert.

14

Bild 7: Typische Methoden zur Forment las tungund zur Erleichterung des Spantrans-ports an Gewindebohrern für nicht ro-stende Stähle, dargestellt an vier-schneidigen Bohrern. Zu beach ten ist,dass alle Schneidkanten auf positivenSpanwinkeln geschliffen werden müs-sen

Tabelle 8: Drehzahlen und Vorschübe für das Bohren austenitischer Edel stähle (Richt-werte)

ungefährerBohrdurchmesser

mm

Drehzahl

U/min.

Vorschub

mm/U

1,53,04,86,08,09,5

11,012,514,515,517,519,020,022,024,025,0

1250800630500400315280250250224200200200180180180

Von Hand0,100,110,1250,140,160,180,180,180,200,220,220,250,250,280,28

Es empfiehlt sich, die Bohrzentrennicht anzukörnen, weil die dadurchverursachte Kaltverfestigung beimAnbohren zu Schwierigkeiten führenkann. Am besten arbeitet man miteinem Zentrierbohrer. Nur wenn diesnicht möglich ist, benutzt man einenDreikantkörner, der jedoch nur leichtangeschlagen werden sollte. Mit Hilfevon Bohrlehren oder Schablonen ver-meidetman all dieseSchwierigkeiten.Die Bohrbüchsen sollen möglichstkurz sein, damit man mit kurzen Boh-rern arbeiten kann.

Tabelle 8 enthält Richtwerte für Dreh-zahlen undVorschübe für das Bohren.BeimBohren tiefer Löchermüssen die-se Geschwindigkeiten gegebenenfallsvermindert werden. Soll kaltverfestig-tesMaterial gebohrt werden, somussman die Schnittgeschwindigkeit um20 bis 25% vermindern.

Bohrer sowie Bohrloch sind gut zukühlen. Am besten wird das Kühlmit-tel unter Druck gegeben, da dies dieSpanförderung begünstigt. Üblichsind geschwefelte oder emulgierbareÖle; bei größeren Abmessungen kön-nen fettigeMineralöle vorteilhaft sein.Auch hier sind wasserlöslicheSchmier-Bindemittel wegen der gutenWärmeabfuhr von Vorteil.

3.2 Gewindeschneiden

BeimGewindebohren und -schneidenist zu beachten, dass die Späne hartund faserig sind und sich der Werk-stoff kaltverfestigt.

Vorzugsweise werden die Löcher soweit vorgebohrt, dass sich eine Tiefeder Gewindegänge von etwa 75%derüblichen Werte ergibt. Ein solchesGewinde ist nur etwa 5% schwächerals ein Gewinde mit 100% Gewinde-gangtiefe, lässt sich aber dafür we-sentlich leichter herstellen.

Beträgt die tragende Länge desGewin-des weniger als 0,5 d, dann muss dieTiefe der Gewindegänge voll ausge-schnitten werden. Um die Klemmrei-bung zu vermindern, sollte – in Abhän-gigkeit vom Durchmesser – die Boh-rung grundsätzlich einige ZehntelMillimeter größer sein. Bei den Gewin-debohrern sollte der Anschnitt mög-lichst um ein bis zwei Gewindegängeverlängert werden.

Um einen guten Spanablauf zusichern, werdenmeist dreischneidigeGewindebohrer verwendet. Ist derDurchmesser groß genug, sollten dieGewindebohrer hinterschliffen sein.Für dasSchneiden kleinerer Gewinde,ca. M2 bis M6, wurden zweischneidi-ge Gewindebohrer entwickelt. Diesehaben den Vorteil, dass sie nicht soschnell abbrechen.

Bild 7 zeigt andere, oft genutzte Mög-lichkeiten, die schneidenden Stegezwischen denSpannuten schmaler zumachen oder den Spanablauf günstigzu beeinflussen. Die Gewindebohrersind mit einem positiven Spanwinkelvon 15 bis 20° anzuschleifen.

Die Schneideisen der Gewinde-schneidköpfe sollten aus Schnellar-beitsstahl mit TiN-Beschichtung her-gestellt sein. Alle Schneidbackenartenlassen sich verwenden, also tangen-tiale, radiale, zusammengesetzte undsolche aus einem Stück. Der Schnitt-winkel der Schneidbacken ist stetspositiv und soll für nichtrostende Auto-matenstähle 10 bis 20°, bei allen übri-gen Sorten 20 bis 25° betragen. Einelange Einlaufschräge mit einer Tiefevonmindestens 3 Gewindegängen istnützlich, wobei 15° Einlaufwinkelüblich sind. Diese Zahlen sind nur

Richtwerte. Anhand eigener Erfahrun-gen wird man recht bald den für diejeweilige Aufgabe bestgeeigneten Ein-laufwinkel festlegen können. Gewin-debohrsätzemit gestuftem Konus, beidenen jeder Bohrer eine angemesse-ne Schnitttiefe hat, werden zumGewindebohren mit Maschine odervon Hand in Sack- und Durchgangs-löchern empfohlen.

Sind große Serien zu bearbeiten, solassen sich in Durchgangslöcher,deren Länge kleiner ist als 2xd, Gewin-de recht gut maschinell mit Hilfe vonGewindebohrern mit Spiraleinsatz(Kanonenbohrerspitze) einschneiden.

Als Schnittgeschwindigkeiten beimGewindebohren sind 3 bis 5 m/minvorzusehen. Die Bohrer darf man nurselten abheben, um Kaltverfestigungdes Werkstoffs zu vermeiden. BeimGewindebohren muss immer ge-schmiert werden. Reichlicher Zuflussvon Schmiermitteln, wie geschwefel-tem, mit Petroleum verdünnten Mine-ralöl, begünstigt dieSpanabfuhr. Alter-nativ kann man Bleiweiß-Talg-Pastenu.ä. verwenden.

Selbstöffnende Gewindeschneidköp-fe sind für alle Durchmesser zu em-pfehlen; bei kleineren Durchmessern

15

Bild 8: Drehteile aus Edelstahl Rostfrei

16

kannmanmit gestuften Schneideisenarbeiten. Die Schnittgeschwindigkei-ten liegen bei 2,5 bis 7,5 m/min. DieSchmier- und Kühlbedingungen ent-sprechen denen für das Gewinde-bohren.

Reicht die Materialstärke nicht aus,um genügend Gewindegänge einzu-bringen, ist das Fließbohren eingeeignetes Verfahren. Für die Bear-beitung nichtrostender Stähle solltedie Bohrmaschine eine Umdre-hungszahl von 1.000 – 4.000 Umdre-hungen in der Minute leisten. DasFließbohren ist für Blech- bzw.Wand-dicken von 0,7 bis max. 5,0 mmgeeignet. Je dicker das Blech, destomehr Reibungshitze entsteht. Gängigsind daher Anwendungen bis zu einerBlechdicke von 2,0 mm und einemLochdurchmesser von 12,0 mm.

Der rotierende Fließbohrer wird unterentsprechendem Druck auf das Bau-teil aufgesetzt, wodurch so viel Rei-bungshitze entsteht, dass dasMaterial weich bzw. verformbar wird.Während des Fließbohrvorgangs ent-weicht ein Teil desMaterials zunächstnach oben. Der größte Teil aber fließtin Vorschubrichtung und bildet eine

Buchse, deren Gesamtlänge bis zum3-fachen der Ausgangsmaterialstär-ke beträgt. Diese ohne Spanabnah-me entstandene Buchse kann alsLagerstelle dienen, oder es können ineinem zweiten Arbeitsschritt jetztgenügend Gewindegänge einge-bracht werden, um ein stabilesGewinde mit hohen Auszugskräftenzu erhalten.

3.3 Drehen

Alle nichtrostendenStähle lassen sichauf Drehmaschinen bearbeiten, wenndiese Maschinen schwer genug sind.Werkstück und Werkzeug sind sehrfest einzuspannen; die beweglichen

Teile der Drehbank sollen ein mög-lichst geringesSpiel aufweisen, damitkeine Rattermarken entstehen.

Wegen der hohenWärmeausdehnungder austenitischen Edelstähle mussbei schweren und langzeitigen Dreh-arbeiten die Körnerspitze des Reit-stocks gelegentlich nachgestellt wer-den.

Zum Bearbeiten eignen sich Schnell-arbeitsstähle, besser Cermets undHartmetalle. Die Schneiden müssenimmer scharf sein, da eine durchstumpfe Werkzeuge verursachte Kalt-verfestigung die weitere Verarbeitungsehr erschwert.

Spanbrecherstufen erleichtern denAbtransport der Späne. Eine zu großeSpanstauchung ist jedoch zu vermei-den. Aus diesem Grunde empfiehltsich, bei den Werkzeugherstellernnach speziellenSorten und Formen fürdie Bearbeitung nichtrostender Stäh-le zu fragen.

Zum Schruppen und für grobe Arbei-ten verwendetman gewöhnliche Dreh-meißel gemäß Bild 10. Die Schnitt-kante ist gerade und hat einen Ein-stellwinkel von 70°.

Bei Werkzeugen aus Schnellarbeits-stahl ist der Spitzenradius so klein wiemöglich auszubilden; bei großenSchnitttiefen und bei der Bearbeitungvon Schmiedestücken mit starkemZunder und Oberflächenfehlern lässtsich die Schneidkante durch Anschlei-fen einer negativen Fase von 5 bis 15°versteifen; Fasenbreite etwa 0,7 xVor-schubgröße. Um die Spanabfuhr zuverbessern, kann der Neigungswinkelder Hauptschneide bis +15° ver-größert werden.

Bild 9: Das Fließbohren ist ein geeignetes Verfahren, wenn die Materialstärke nicht aus-reicht, um genügend Gewindegänge einzubringen

Tabelle 9: Vorschübe und Schnittgeschwindigkeiten für das Drehen austenitischer Edel-stähle (Richtwerte)

Art der ArbeitWerkstoff des

Werkzeugs

Schnitt-geschwindigkeit

mm/min

Vorschubmm/U

Schruppen

Schlichten

SchnellarbeitsstahlHartmetallCermet

SchnellarbeitsstahlHartmetallCermet

8 … 1240 … 60

100 …150

15 … 2560 …100

180 …250

0,4 …1,00,4 …1,00,15 …0,3

0,1 …0,20,1 …0,40,05 …0,2

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Zum Schlichten eignen sich ebenfallsWerkzeuge aus Schnellarbeitsstahl(Spanwinkel 15 – 20°) oder Hartmetall(Spanwinkel 12 – 15°). Der Neigungs-winkel sollte im allgemeinen 0° betra-gen; er kann bei bestimmten Fällen

leicht positiv gewählt werden, da hier-durch der Spanablauf verbessert wird.

In der Regel eignet sich ein Spitzenra-dius von 0,8 mm; werden bessereOberflächengüten gewünscht, sollte

man den Spitzenradius und Vorschubvermindern. Angaben über Vorschübeund Schnittgeschwindigkeiten sind inTabelle 9 enthalten.

Damit Werkzeuge und Werkstückeausreichend gekühlt und ge schmiertwerden, muss für reich liche Flüssig-keitszufuhr gesorgt werden. FürSchrupp arbeiten eignen sich ge -schwe felte Mineralöle oder Fett-Mine-ralöl-Gemische, die bei starkem Werk-zeug verschleiß mit Petroleum ver-dünnt werden können. Zum Schlich tengenügen in aller Regel wässri ge Öle-mulsionen. Wasserlös liche Kühl-Schmiermittel sind wegen ihrer bes-seren Wärmeabfuhr zu bevorzugen.

3.4 Fräsen

Wegen der großen Schnittkräfte, diebeim Fräsen auftreten, sind dieseArbeiten auf sehr schweren Maschi-nen auszuführen. Der tote Gang allerbeweglichen Teile muss gering sein,damit keine Rattermarken entstehen.

Bei der Bearbeitung zunderfreier Ober-flächen ist das Gleichlauffräsen emp-fehlenswerter. Beim Gegenlauffräsenist mit größerer Kaltverfestigung zurechnen.

Am besten geeignet sind Fräser mitstark hinterschliffenen Schneiden undbreiten, stark gewendelten Spannuten.Sie werden aus Schnellarbeitsstahl her-gestellt, können aber auch mit Hartme-tall bestückt sein. Die Zähne habengewöhnlich einen positiven Schnittwin-kel von 10 bis 30° (Neigung gegen denRadius) und sind gegen die Mantellinieum 10 bis 50° geneigt. Üblicherweisesind sie mit 5 bis 10° hinterschliffen.

Bei hartmetallbestückten Werkzeugenbraucht der Schnittwinkel nicht sostark positiv zu sein. Es wird empfoh-len, sich wegen des am besten geeig-neten Winkels durch den Herstellerberaten zu lassen.

Nimmt die Zahndicke infolge häufige-ren Nachschleifens zu, muss der Hinterschliff erneuert werden, um zuverhindern, dass die Freifläche amWerkstück reibt und so eine Kalt ver fe-stigung verursacht.

Beim Arbeiten mit Fräsern aus Schnell - arbeitsstahl sind für nichtrostende

Bild 10: Drehmeißel für das Bearbeiten von Edelstahl Rostfrei: Die Schnitt kante ist gera-de und hat einen Einstellwinkel von 70°

18

Stähle in Automatenqualität Schnitt-geschwindigkeiten von 15 bis 30m/min üblich, bei allen übrigen Sor-ten betragen die Schnittgeschwindig-keiten 10 bis 20 m/min.

Mit Hartmetallfräsern kannman etwashöhere Schnittgeschwindigkeiten er-reichen. DieVorschübe liegen imAllge-meinenbei 0,08bis0,30mmproZahn.

Werkstücke und Werkzeugschneidenkühltman reichlichmit geschwefeltemMineralöl oder fettigem, geschwefel-ten Mineralöl, das mit Petroleum ver-dünnt ist.

4 SpanloseUmformung

Bei der spanlosenUmformung handeltes sich meist um Kaltumformung. Beiaustenitischen Edelstählen und beinichtrostenden Duplex-Stählen trittdabei eine größere Kaltverfestigungauf als bei unlegierten Stählen.

Nach starken Umformungen wirdmanchmal festgestellt, dass diese

zuvor unmagnetischen nichtrosten-den Stähle (Tabelle 5) nun von einemMagneten angezogen werden. Dasberuht auf einer teilweisen Umwand-lung des austenitischen Gefüges inVerformungsmartensit. Die Korrosi-onsbeständigkeit wird hierdurchnicht beeinflusst. Durch Wärmebe-handlung können sowohl die Verfes-tigung als auch der Magnetismuswie-der abgebaut werden. Das ist abernur erforderlich, wenn weitere Kalt-umformungen erfolgen sollen oderdie hohe Festigkeit bzw. Magneti-sierbarkeit die weitere Verwendbar-keit einschränken.

Die ferritischen Edelstähle können imgeglühten Zustand etwa wie unlegier-te Stähle kaltumgeformt werden. Dasbedeutet gegenüber den austeniti-schen Edelstählen geringeren Kraft-bedarf, geringere Dehnung und gerin-gere Rückfederung.

Die austenitischen Edelstähle lassensich gut umformen. Der benötigteKraftaufwand ist um 50 – 60% höherals bei unlegiertem Stahl gleicherFestigkeit, auch muss man mit einerstärkeren Rückfederung rechnen.

Blechkanten lassen sich um 180°umlegen. Es ist zu beachten, dassKaltumformungen Aufrauungen ander Biegekante zur Folge haben kön-nen.

Bei ferritischen Edelstählen sind dieWerte für Kraftbedarf und Rückfede-rung vergleichbar zu unlegiertenStählen mit ähnlichen Festigkeitsei-genschaften.

4.1 Abkanten

Bleche aus austenitischen Edelstählenlassen sich bis 3 mm Dicke mit demBiegeradius r = 0, darüber mit r = 1⁄2Dicke abkanten.

Bei den ferritischen und austenitisch-ferritischen Edelstählen sind die Bie-geradien r = Dicke, bei den Flach-erzeugnissen bis zu 3 mm Dickeüblich. Bei dickerem Material sollter = 2x Dicke gewählt werden. EngereRadien sind beim Abkanten quer zurWalzrichtung möglich.

Die Abkantwerkzeuge sollten ausgehärtetem Stahl bestehen. Sie sindvor dem Arbeitsgang gut von Rost,Eisenstaub oder anderen Verschmut-zungen zu säubern, um Fremdrost amWerkstück zu vermeiden. Die freienKanten sollten gebrochen sein, umunnötige Druckstellen zu vermeiden.Für dieWerkzeugoberfläche wirdmin-destens Feinschliff empfohlen.

GenauwiebeiunlegiertenStählenkannman mit prismatischen Abkantwerk-zeugen arbeiten. In den letzten Jahrenhaben die Hersteller von Abkantwerk-zeugengeradebeiderVerarbeitungvonEdelstahl Rostfrei technologisch sehrgroße Fortschritte gemacht. Computer-gesteuerte Abkantpressen können alleerforderlichen Parameter für die Verar-beitung unterschiedlicher nichtrosten-der Stähle speichern. Mit Laser- undmechanischen Abtastanlagen ausge-stattet,wirdmitmodernenPressendasAbkanten so perfektioniert, dassWin-kelgenauigkeiten von +/- 0,3° bei kalt-gewalzten Blechenmöglich sind.

Bewährt haben sich weiche Unter-werkzeuge, wie vorgespannte Gum-mileisten oder Leisten aus Polyure-than, in die das Blech mit dem Biege-lineal hineingepresst wird. So ist dieGefahr von Oberflächenbeschädigun-

Bild 11: Bei der spanenden Bearbeitung, wie hier beim Fräsen einer Fase, muss nachjedem Schnitt die kaltverfestigte Schicht aus dem vorigen Durchgang voll-ständig abgehoben werden

gen vermindert; man kann Ausgangs-material mit hoher Oberflächengüteverarbeiten und nachträgliche Polier-arbeiten vermindern. Ein guter Ober-flächenschutz ist das Aufbringen vonKunststoff-Folien auf dasVormaterial.

Auch Profile, die sich aus technischenGründen nicht rollformen lassen, oderkleine Stückzahlen werden auf Ab-kantbänken oder -pressen hergestellt.

4.2 Falzen

Falzverbindungen und Kantenver-stärkungen durch Umfalzen könnenbei nichtrostenden Stählen ebensogefertigt werden wie bei unlegiertenStählen, man benötigt hierzu jedochmehr Kraft. Deshalb empfiehlt essich, mit möglichst dünnemMaterialzu arbeiten.

Alle Falzausführungen sind herstell-bar und dicht. Bei besonderen Anfor-derungen an die Dichtigkeit der Ver-bindung kann eine vorherige Rollen-nahtverschweißung sinnvoll sein.

In umgebördelte Kanten lassen sichVerstärkungsdrähte oder -bänder ein-legen; diese sollten aber aus demsel-ben nichtrostenden Stahl bestehenwie das verarbeitete Blech.

4.3 Rollprofilieren

Nichtrostende Stähle lassen sich gutrollprofilieren. Dabei kann sowohlmitfreilaufenden als auch mit angetrie-benenWalzen gearbeitet werden.

Am leichtesten lassensichdieseStähleimweichgeglühtenZustand formen, dadann ihre Dehnung am höchsten unddie Dehngrenze amniedrigsten liegt.

Kaltverfestigte Bänder und Blechenimmt man dann als Ausgangs-material, wenn für das fertige Werk-stück eine höhere Festigkeit gefordertwird. Für das Kaltprofilieren kaltverfes-tigter Bänder ist der Kraftbedarf größerals für weichgeglühte Bänder, auchmuss die höhere Rückfederungberücksichtigt werden.

Sollen nichtrostende Stähle nurleicht umgeformt werden, lassensich die gleichen Walzprofile undWerkzeuge verwenden wie bei unle-gierten Stählen. Sollen dagegenstärkere Umformungen vorgenom-men werden oder ist kaltverfestigtesMaterial zu verarbeiten, so müssendie Walzen – zum Schutz gegen Ver-schleiß – eine höhere Oberflächen-härte haben. Außerdem könnenzusätzliche Führungen erforderlichsein.

Die Walzen sind auf eine hohe Ober-flächengüte zu schleifen, ihre Kantensollen rund sein, und die Führungenmüssen sehr sorgfältig konstruiert undausgeführt werden, um ein Fressenoder Verkratzen der Blechoberflächezu vermeiden.

Die Walzgeschwindigkeiten reichenvon 30 m/min für einfache Profileund dünne weichgeglühte Bänder,bis zu 7,5 m/min für etwa 3 mmdicke Bänder oder für kaltverfestig-tes Material. Eine zu hohe Walzge-schwindigkeit kann Überhitzung ver-ursachen und dadurch zu Auf-schweißungen führen.

Als Schmiermittel eignen sich diemeisten emulgierbaren Öle in starkerVerdünnung. Auch Seifenwasser wirdhäufig verwendet. Treten hoheWalzdrücke auf, so sind Petroleum-zusätze günstig.

4.4 Drücken

Die austenitischen Edelstähle lassensich wegen ihrer guten Zähigkeit ein-wandfrei drücken und fließdrücken;infolge ihrer Kaltverfestigung istjedoch der Kraftaufwand größer alsbei unlegierten Stählen. Es eignensich alle Chrom-Nickel-Stähle für die-se Verfahren, wobei Sorten mit nied-rigem Kohlenstoff- und relativ hohemNickelgehalt weniger stark zum Kalt-verfestigen neigen. Solche Stählelassen sich stärker kaltumformen, eheein (erneutes) Zwischenglühen not-wendig wird.

Das Ausgangsmaterial sollte stets imweichsten Zustand vorliegen. Der Gradder Formänderung, der bis zum näch-sten Zwischenglühen erreicht werdenkann, ist im Allgemeinen ein Dritteldesjenigen, der sich beim Drückengleichartiger Teile aus unlegiertenStählen erzielen lässt. Durch zu tiefesDrücken entstehen Spannungen, diezumAufreißen desWerkstücks führen.

Vielfach ist es vorteilhaft, einenFlansch von 25 bis 50 mm Breite bisgegen Ende der Drückarbeiten unver-formt stehenzulassen, da hierdurchdie Rissneigung vermindert wird.

Die fertig gedrückten Teile müssenunverzüglich geglüht werden, um einnachträgliches Reißen (Spannungs-

19

Bild 12: Bei der spanlosen Bearbeitung, wie hier beim Abkanten, tritt bei nichtrosten-den Stählen durch die Kaltverformung in der Regel eine Kaltverfestigung auf

20

risse) in stark umgeformten Bereichenzu verhindern.

Drückstempel und Drückrollen werdenaus gehärteten Werkzeugstählen oderlegierten Guss eisensorten hergestellt.Ihre Formen ähneln den entsprechen-den Werkzeugen, die zum Drücken vonKupfer verwendet werden; nur sind sieflacher und haben eine größereBerührungsfläche.

Beim Drücken ist reichlich zu schmie-ren. Die Schmiermittel müs sen vorjedem Zwischen glühen sehr sorgfältigentfernt werden. Dies sollte bei derAuswahl des Schmiermittels bereitsbedacht werden. Zwischen dem Reini-gen und dem Weichglühen dürfen dieWerkstücke nicht mit ungeschütztenHänden angefasst werden.

Das Drücken ohne gewollte Wand- dickenänderung geschieht genausowie bei den unlegierten Stählen, nurist der Kraftbedarf größer. DieUmfangsgeschwindigkeit am Werk-zeug sollte beim Bearbeiten des Edel-stahles 1.4301 auf etwa 50 bis 75 %,beim Bearbeiten aller anderen Chrom-

Nickel-Stähle auf 35 bis 50 % der fürunlegierte Stähle üblichen Geschwin-digkeit vermindert werden.

Zum Fließdrücken eignen sich dienichtrostenden Stähle (insbesondereder Edelstahl mit der Werkstoffnum-mer 1.4301) sehr gut; sie ertragenQuerschnitts abnahmen bis zu 80 % .Das zylindrische Fließdrücken ist beiden nicht rostenden Stählen nichtdirekt aus der Ronde heraus möglich.Es erfordert eine Vorform, die durchDrücken, Tiefziehen, Biegen o.ä. her-gestellt sein kann. Durch diese Drück-verfahren lassen sich glatte Ober-flächen erzeugen.

Die ferritischen Edelstähle haben eindeutlich eingeschränktes Abstreck-verhalten und werden dementspre-chend üblicherweise nicht für Drück-teile eingesetzt.

4.5 Tiefziehen

Tiefziehteile lassen sich aus den aus-tenitischen wie ferritischen Edel-stählen nach allen bekannten Verfah-ren herstellen.

Durch Zwischenglühungen, die nur beiaustenitischen Edelstählen üblichsind, lassen sich sehr hohe Umfor-mungen erreichen. Entsprechend denUmformgraden erfolgt eine Verände-rung der Oberflächenstruktur. Das istbeim Zusammenbau mit unverformtenMaterial zu beachten, wenn hoheAnsprüche an ein einheitliches Aus-sehen gestellt werden. Durch Ober-flächenbearbeitung kann dieses wie-derhergestellt werden.

Als Ziehwerkzeuge haben sich Alumi-nium-Hartbronzen oder Kaltarbeits-stähle (Stähle gemäß Werkstoffnum-mern 1.2080, 1.2436, 1.2601,1.2379) bewährt. Nur hochwertigeSchmiermittel mit ausdrücklichem Eig-nungshinweis auf die nichtrostendenStähle sollten Verwendung finden.Schutzfolien auf dem Vormaterial kön-nen bei richtiger Handhabung eben-falls als gutes Schmiermittel wirken.

4.6 Biegen, Rohrbiegen

Das Biegeverhalten der ferritischenEdelstähle nähert sich weitgehenddem der unlegierten Stähle. Der etwas

Bild 13: Beziehungen zwischen Werkzeugradius, Werkzeugwinkel, Radius und Winkel am Werkstück sowie Dicke des Materials beimBiegen weichgeglühter Bleche aus Edelstahl Rostfrei

Beispiel 1:

Die Dicke s eines Bleches beträgt 1,5 mm, der Werkzeugradius r 90 mm.

a) Wie groß muß der Werkzeugwinkel β sein,wenn der Werkstückwinkel α 90° betragen soll?

Lösung:

Gemäß Bild 12 entspricht dies einem Durchschnittswert von 1,07 fürdas Verhältnis β/α, also

d. h., der Werkzeugwinkel β muß etwa 90° betragen.

b) Wie groß wird der Werkstückwinkel α,wenn der Werkzeugwinkel β 90° beträgt?

Lösung:

d. h., der Werkstückwinkel α wird etwa 84°.

Beispiel 2:

Wie groß wird bei einer Blechdicke s von 1,5 mmder Werkstückradius r1, wenn der Werkzeugradius r 9,0 mm beträgt?

Lösung:

Gemäß Bild 12 entspricht dies einem Durchschnittswert von 1,07 fürdas Verhältnis

d. h., der Werkstückradius r1 wird etwa 9,7 mm.

r=

9,0 ;

r= 6

s 1,5 s

r=

9,0 ;

r= 6

s 1,5 s

r1 + (0,5 · 1,5) = 1,07; r1 = (1,07 · 9,75) – 0,75; r1 = 9,689 + (0,5 · 1,5)

r1 + 0,5 s , alsor + 0,5 s

β= 1,07 ; β = 1,07 · 90; β = 96,30

90

r=

9,0 ;

r= 6;

β= 1,07;

90 = 1,07; α =

90 ; α = 84,2

s 1,5 s α α 1,07

höhere Kraftbedarf und die höhereRückfederung sind zu berücksichtigen.Bei einer Biegung um 90° ist miteinem Plus von ca. 5° zu rechnen.Dickere Bleche (über 12 mm Dicke)sollten beim Biegen auf 150 °C vorge-wärmt werden.

Über das Biegen von glatten Blechenaus austenitischen Edelstählen gibt Bild13 Anhaltswerte hinsichtlich der Bie-geradien, Werkzeug abmessung undRückfederung.

Allgemein kann man ansetzen, dassder Biegeradius 0,5 s bei Blechen biszu 12 mm Dicke sein soll. Mit steigen-der Kaltverfestigung müssen die Radi-en vergrößert werden.

Das Walzenbiegen wird genausodurchgeführt wie bei unlegiertenStählen. Der kleinste Zylinderdurch-messer, der sich auf einer Drei-Wal-zen-Biegemaschiene herstellen lässt,entspricht etwa dem doppelten Durch-messer (für unlegierte Stähle dem ein-einhalbfachen Durchmesser) derInnenwalze.

Das Biegen von Rohren erfordert diegleichen Vorsichtsmaßnahmen wie beiunlegierten Stählen. Werden die Rohr-wandungen nicht abgestützt, dannsollte der kleinste Biegeradius (bezo-gen auf die Achse des Rohres) minde-s tens dem sechsfachen Außendurch-messer entsprechen. Das freie Biegenkann nur für kleinkalibrige oder dick-wandige Rohre empfohlen werden.

Auch das Streckbiegen lässt sich beiRohren anwenden. Man vermeidetVerwerfungen, wenn an der Innensei-te des Bogens ausreichend hohe Zug -spannungen angreifen, so dass dortwährend des Biegens keine Druck-spannungen auftreten.

Füllt man die Rohre vor dem Biegen,so beträgt der kleinste Radius für dasfreie Biegen etwa das Vierfache desAußendurchmessers, der größte Bie-gewinkel etwa 60°. Auf Biegevorrich-tungen können Rohre zu vollen Krei-sen oder Wendeln gebogen werden,deren Biegeradien dem sechsfachenAußendurchmesser des Rohres ent-sprechen.

Umlaufbiegemaschinen können ein-gesetzt werden, wenn kleinere Biege-

21

Bild 16: Das Streckbiegen von Rohren kann mit und ohne Dorn erfolgen

Bilder 14 + 15: Mit Walzenbiegemaschinen lassen sich Rohre aller Art in den unter-schiedlichsten Radien umformen

radien gefordert sind. Wird das Rohrdurch einen Dorn von innen abge-stützt, so lassen sich zumBeispiel beiRohren mit 25 mm Durchmesser aufWanddicken von 1,5 bis 1,0mmKrüm-mer mit Biegeradien bis herab zumeineinhalbfachen Außendurchmesserherstellen. Die Bilder 14 und 15 ver-anschaulichen das Rohrbiegen.

4.7 Innenhochdruck-verformung

Die Innenhochdruckverformung ist einVerfahren der Hydroumformung undermöglicht auch ausgefallene Formge-bungen und Umformgrade bis 80%.MittelsWasserdruckwird bei gleichzei-tigem axialen Gegendruck gestauchtund expandiert. Bei Rohren z.B. wirdzunehmenddie hydrostatischeStreck-umformung angewandt, bei der mitWasserdrücken bis 2.500 bar die Roh-re an den Enden abgedichtet undgleichzeitig aufgeweitet werden. Dieplastische Verformung wird möglichdurch das Überschreiten der Streck-grenze. Bleche werden in einer Formexpandiert, wobei sie unter einerMatri-ze fest eingespannt werden.

4.8 Kaltschmieden

Dieses Kaltumformverfahren wird beinichtrostenden Langprodukten einge-setzt, insbesondere zur Herstellungvon kleinen Formteilen aus Stäbenund Draht wie z.B. Befestigungsmittel(Schrauben, Muttern, Bolzen, Nietenetc.). Gegenüber der spanenden Form-gebung bietet das Kaltschmieden oderKaltstauchen Vorteile hinsichtlich derProduktion großerMengen, desMate-rialerhalts sowie der größeren Festig-keit der Teile aufgrund der Kaltver-festigung. Zwei Verfahren sind gängig,zum einen das Stauchen zur Ver-größerung des Querschnitts, zumanderen das Pressfließen zur Wand-dickenverringerung.

Folgende Parameter kennzeichnen dasKaltschmieden:

• Die elastische Rückfederung S ent-steht bei Zurücknahme der Last undder daraus resultierenden elasti-schen Entspannung. S steigtmit derFließspannung bzw. mit der Deh-nung und ist bei langsamenSchmie-den kleiner als beim schnellenSchmieden.

• Die angestrebte Wanddickenände-rung C ist definiert durch das Ver-hältnis zwischen der AnfangshöheH0 und der Endhöhe H:C = H0 /H

• Es wird unterschieden zwischentheoretischer (CT ) und tatsächlicher(Cr ) Wanddickenänderung:Cr = CT/(1 + S)

In der Praxis liegen die C-Werte in derRegel zwischen 2 und 4. Für Werk-stücke, für die hohe C-Werte benötigtwerden, sollten Werkstoffe mit höhe-ren Nickel- oder Kupferanteilen unddadurch begrenzter Kaltverfestigungverwendet werden.

Wenn das Verhältnis von Höhe undDurchmesser (H/D) größer als 3 ist,können beim Stauchen Instabilitätund Knicken auftreten.

5 Wärmebehand-lung und Warm-formgebung

5.1 Wärmebehandlung

DasWeichglühen dient zumAufhebender Kaltverfestigung. Während dasGlühen der unlegierten und der ver-gütbaren legierten Stähle aus einemErwärmen auf erhöhte Temperaturenmit nachfolgendem langsamen Ab-kühlen besteht, erzielt man ein voll-ständiges „Weichwerden“ der aus-tenitischen Edelstähle nur durchErwärmen auf relativ hohe Tempera-turen (gewöhnlich 950 – 1.100°C)mitrascher Abkühlung (Wärmebehand-lungszustand „abgeschreckt“). Die fer-ritischen Edelstähle werden auf 750bis 800 °C erwärmt und langsamabgekühlt.

Wichtig ist es, die Oberflächen vordem Erwärmen sorgfältig von allen Öl-, Fett- undSchmutzresten zu reinigen.

Die Erfahrung hat gezeigt, daß eineHaltezeit von 1 min je 2,5 mmWand-dicke ausreicht.

Dünnwandige Werkstücke können anLuft abkühlen. Dickwandige Werk-stückemüssenmit Gebläse abgekühltoder in Wasser abgeschreckt werden.Wärmebehandlungen unter Schutzgas

vermeiden Verzunderungen, so dassNachbehandlungen zur Wiederher-stellung einer zunderfreienOberflächeentfallen können.

5.2 Warmformgebung(Schmieden)

Bei der Warmformgebung sind diegeringereWärmeleitfähigkeit – beson-ders der austenitischen Edelstähle –und vor allem die höhere Warm-festigkeit gegenüber den unlegiertenStählen zu berücksichtigen. Der Erwär-mungsvorgangmuss daher langsamerund durchgreifend erfolgen (doppelteWärmezeit), damit keine Risse entste-hen.

Der Schwefelgehalt der Heizgase istso gering wie möglich zu halten, dieOfenatmosphäre soll immer leicht oxi-dierend sein. Oberflächenfehler aufden Brammen und Knüppeln sind vor-her zu beseitigen, da solche Fehlerbeim Wärmungsformen nicht ver-schweißen.

Beim Hammerschmieden erhöhtmangegenüber dem unlegierten Stahl dieSchlagzahl etwa um 25%. BeimGesenkschmieden verringert sich dieLebensdauer der Gesenke um etwa25% . Bei Mehrfachgesenken kommtder Gesenkform erhöhte Bedeutungzu, da sie einen gleichmäßigen Flussdes Materials ermöglichen muß.

Die für die einzelnen Qualitäten vor-geschriebenen Schmiedetempera-turen darf man weder über- nochunterschreiten, um Warmrisse undSchälchenbildung bzw. örtliche Span-nungenmit Rissbildung zu vermeiden.Sie liegen je nach Sorte zwischen1.150 und 750°C.

Langsames Abkühlen nach demWarmumformen ist (wegen der Gefahreiner Karbidausscheidung im Bereichvon 750 bis 600°C) vor allem dann zuvermeiden, wenn die Teile nicht mehrgeglüht werden.

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6 SchweißenDie austenitischen Edelstähle lassensich mit nahezu allen in der Praxisüblichen Verfahren schmelz- undwiderstandsschweißen. Nur vomGas-schweißen (Sauerstoff-Azetylen) istabzuraten.

Im Allgemeinen werden die für unle-gierte Stähle vorhandenen Anlagenund Maschinen verwendet.

Die Schweißzusatzwerkstoffe ent-sprechen weitgehend den Grund-werkstoffen, sind jedoch verfahrens-bedingt modifiziert. Ihre Zusammen-setzung ist so abgestimmt, dass siebei ordnungsgemäßer Handhabungein weitgehend artgleiches, einwand-freies Schweißgut ergeben.

Die ferritischen und austenitisch-ferri-tischen Edelstähle können grundsätz-lich nach den gleichen Verfahrengeschweißt werden wie die austeniti-schen Edelstähle.

BeiSchweißverbindungenunterschied-licher austenitischer Edelstahlsorten

(z.B. 1.4301mit 1.4401) genügt imAll-gemeinen der für den weniger hochlegierten Grundwerkstoff geeigneteartgleiche Schweißzusatzwerkstoff.

Sogenannte „Schwarz-Weiß-Verbin-dungen“, das sind Schweißverbin-dungen von nichtrostenden Stählenmit unlegierten und niedriglegiertenStählen, sind möglich. Derartige Ver-bindungsstellen sind außerhalb deseigentlichen Korrosionsbereichs zuhalten oder der für unlegierte Stählevorgesehene Korrosionsschutz ist bisüber denSchweißnahtbereich hinausaufzubringen.

6.1 Schweißeignung undVorbereitungen

Geeignete Schweißzusatzwerkstoffesind in Tabelle 10 aufgeführt. Über dieSchweißeignung dermeist verwende-ten nichtrostenden Stähle gibt Tabel-le 11 Auskunft.

Gegenüber den unlegierten Stählensind für dasSchweißen austenitischerEdelstähle folgende Abweichungen zubeachten:

• DerWärmeausdehnungskoeffizientist etwa 50% größer.

• DieWärmeleitfähigkeit ist etwa 50%geringer.

• Der elektrischeWiderstand ist etwasechsmal größer.

Diese Unterschiede beeinflussen dieWahlunddieDurchführungdesSchweiß-verfahrens. Sie erfordern das Arbeitenmit deutlich niedrigerenStromstärken.

Bei den austenitischen Edelstählenbesteht keine Gefahr der Aufhärtung.Um Verzug und Verzunderung geringzu halten, sollte mit möglichst gerin-gem Wärmeeinbringen geschweißtwerden. Damit werden auch schmaleSchweißnähte mit engen Anlauffar-benbereichen erreicht, die wenigerNacharbeit erfordern.

Es empfiehlt sich, die austenitischenEdelstähle wegen ihres relativ hohenWärmeausdehnungskoeffizienten vordem Schweißen ausreichend fest zuspannen. Klammern und UnterlagenausKupfer erleichterndasAbfließenderWärme und begünstigen das Durch-schweißen, wenn nur von einer Seite

1) nach DIN EN ISO 14172:2004-052) nach DIN EN ISO 18274:2004-05

Tabelle 10: Zuordnung der Schweißzusätze für nichtrostende Stähle

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Grundwerkstoff Stabelektrode nachDIN EN 1600

Drahtelektroden, Drähte undStäbe nach DIN EN ISO 14343

Fülldrahtelektroden nachDIN EN ISO 17633

1.4003 19 9 L18 8 Mn

19 9 L18 8 Mn

19 9 L18 8 Mn

1.4301 19 919 9 L19 9 Nb

19 9 L19 9 Nb

19 9 L19 9 Nb

1.4307 19 9 L 19 9 L 19 9 L

1.4541 19 9 L19 9 Nb

19 9 L19 9 Nb

19 9 L19 9 Nb

1.4318 19 9 L19 9 Nb

19 9 L19 9 Nb

19 9 L19 9 Nb

1.4401 19 12 219 12 3 L19 12 3 Nb

19 12 3 L19 12 3 Nb

19 12 3 L19 12 3 Nb

1.4404 19 12 3 L 19 12 3 L 19 12 3 L

1.4571 19 12 3 L19 12 3 Nb

19 12 3 L19 12 3 Nb

19 12 3 L19 12 3 Nb

1.4539 NiCr22Mo9Nb1) 20 25 5 Cu N LNiCr22Mo9Nb2)

–

1.4439 18 16 5 N L 18 16 5 N L 18 16 5 N L

1.4362, 1.4462 22 9 3 N L 22 9 3 N L 22 9 3 N L

1.4529 NiCr23Mo161)

NiCr22Mo9Nb1)NiCr23Mo16Cu22)

NiCr22Mo9Nb2)–

1.4547 NiCr22Mo9Nb1) NiCr22Mo9Nb2) –

1.4565 NiCr19Mo151) NiCr20Mo152) –

geschweißt wird. Andernfalls müssenHeftschweißungen–undzwarmehr alsbei unlegiertenStählen üblich – vorge-nommen werden. Bei dünnen Blechengenügen leichteHeftpunkte imAbstandvon25bis50mm.BeidickerenBlechenkönnen die Heftschweißungen weiterauseinander liegen,müssenaber starkgenug sein, um dasWerkstück hinrei-chend gegenVerzug abzustützen.

Für einwandfreie Schweißungen sindvon Zunder und Oxiden befreite,metallisch blanke, glatte und fettfreie,saubere Nahtkanten erforderlich.

Beiden ferritischenEdelstählenweichendie physikalischen Eigenschaften zwarnicht so deutlich von denen der unle-gierten Stähle ab, jedoch sind bei die-sen Edelstählen im Hinblick auf die Bil-dungvonChromkarbidenundGrobkornbeimSchweißendasWärmeeinbringenunddieGrößedesSchmelzbadesmög-lichst gering zu halten. Bei den Edel-stählen1.4511und1.4003wirddieKar-bidbildung durch die Stabilisierungs-elemente Titan bzw. Niob oder durchden niedrigen Kohlenstoffgehalt unter-drückt. Auch bei den austenitisch-ferri-tischen Edelstählen ist die Wärmeein-bringung zubegrenzen, umKorrosions-undZähigkeitsverlusteoderRissbildungnachdemSchweißen zu vermeiden.

6.2 Lichtbogenhand-schweißen mit umhüllterStabelektrode

Zum Lichtbogenhandschweißen wer-den Elektroden mit rutilhaltiger oderbasischer Umhüllung nach DIN EN1600 verwendet.

• Elektroden mit rutilhaltiger Umhül-lung können mit Gleichstrom oderWechselstrom geschweißt werden.Diese Elektroden eignen sich für diemeisten Verwendungszwecke: Manerzielt eine glattere Oberflächen-ausbildung der Schweißnaht, unddie Schlacke lässt sich in der Regelleichter entfernen als bei Nähtenmitbasisch umhüllten Elektroden.

• Die basisch umhüllten Elektrodenwerden vorwiegendmit Gleichstromgeschweißt (Elektrode am Pluspol).

Um Porosität der Schweißnaht zu ver-hindern,müssendie rutilhaltigen Elek-troden trockengelagert undverarbeitetwerden.Ggfs.werdendieausgepacktenElektroden vor demSchweißen ein biszwei Stunden in einem ElektrodenofennachHerstellerangaben rückgetrocknet.

Da Stabelektroden keinerlei Hilfsstof-fe benötigen und der Lichtbogenweni-ger windempfindlich ist als bei Schutz-gasprozessen, ist das Lichtbogen-handschweißen besonders fürArbeiten auf der Baustelle und fürschwer zugängliche Schweißbereichegeeignet.

Die Stromstärke wird den Empfehlun-gen der Hersteller entsprechendgewählt (etwa 20% geringer als beimSchweißen unlegierter Stähle). DenLichtbogen hält man kurz. In Tabelle12 sind typische Arbeitsbedingungengenannt.

Beim Zünden des Lichtbogens ist dieElektrode leicht über dasWerkstückzuführen, damit sie nicht festklebt. Ambesten wird der Lichtbogen nicht aufder Werkstoffoberfläche, sondern inder Fuge gezündet.

Auf die Durchschweißung der Wurzelist zu achten; eine Kupferunterlage,die aber keinesfalls angeschmolzenwerden darf, erleichtert das Durch-schweißen. Ggfs. ist das Schweißeneiner Gegenlage erforderlich.

Tabelle 13: Arbeitsbedingungen für das WIG-Schweißen von Edelstählen (Richtwerte)

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Blechdicke

mm

Schweiß-position

Durchmesser derWolframelektrode

mm

Durchmesser desZusatzstabes

mm

Strom-stärke

A

≤1,5Wannenposition

Senkrecht- oderÜberkopfpositi-

on

1,6

1,6

ca. 1,6

ca. 1,6

70…105

50… 90

>1,5Wannenposition

Senkrecht- oderÜberkopfpositi-

on

2,4

2,4

ca. 2,4

ca. 2,4

100…150

75…130

Tabelle 12: Arbeitsbedingungen für das Metall-Lichtbogen-Schweißen mit umhülltenElektroden (Richtwerte). Die Empfehlungen der Elektrodenhersteller aufden Paketen sind zu berücksichtigen

Elektroden-durchmesser

1,522,53,24

20… 4030… 6045… 9070…120

100…160

25 … 4035 … 5545 … 6570 … 95

100 …125

für Senkrecht-und Überkopfposition

Stromstärke in A(Gleich- oder Wechselstrom)

für Wannen- undHorizontalposition

mm

Tabelle 11 Schweißeignung

Werkstoff-nummer Schweißeignung

1.4301 bis 6 mm Blechdickebzw. 20mm Durchmesser1)

1.4307 ohne Einschränkung

1.4541 ohne Einschränkung

1.4401 bis 6 mm Blechdickebzw. 20mm Durchmesser1)

1.4404 ohne Einschränkung

1.4571 ohne Einschränkung

1.4016 eingeschränkt2)

1.4511 ohne Einschränkung

1.4003 ohne Einschränkung

Schwarz-Weiß-Verbindungen sind beiallenSchmelzschweiß-Verfahrenmöglich

1) Größere Abmessungen erfordernWärme-nachbehandlung (Lösungsglühen)

2) Vorwiegend zum Schweißen mit Verfah-ren, die ein geringeresWärmeeinbringenverursachen, wie Punkt- und Ro