Stahl CNC-Bearbeitung
Der Allrounder im Maschinenbau — von Baustahl bis Vergütungsstahl.
Stahl — Werkstoff Nr. 1 im Maschinenbau
Stahl ist der wichtigste Konstruktionswerkstoff der Welt. In der CNC-Bearbeitung deckt Stahl das breiteste Spektrum ab: von weichem Baustahl (S235) über gut zerspanbaren Automatenstahl (11SMnPb30) bis hin zu hochfestem Vergütungsstahl (42CrMo4).
Die Wahl der richtigen Stahlsorte hat direkten Einfluss auf Bearbeitungszeit, Werkzeugkosten und Bauteilqualität. Wir beraten Sie gerne bei der optimalen Werkstoffauswahl für Ihre Anwendung.
Stahlsorten im Überblick
| Kategorie | Sorten | Zugfest. | Anwendung |
|---|---|---|---|
| Baustahl | S235JR, S355J2 | 360–510 MPa | Maschinengestelle, Vorrichtungen, Halterungen |
| Automatenstahl | 11SMnPb30, 11SMn30 | ~400 MPa | Serienteile auf Drehmaschine, Bolzen, Buchsen |
| Einsatzstahl | C15, 16MnCr5 | ~500 MPa | Zahnräder, Wellen (nach Einsatzhärten) |
| Vergütungsstahl | C45, 42CrMo4 | 700–1100 MPa | Hochbelastete Wellen, Achsen, Bolzen |
| Werkzeugstahl | 1.2379, 1.2312 | bis 2000 MPa | Werkzeuge, Formen, Stempel |
Schnittdaten nach Stahlgruppe
| Stahlgruppe | vc Fräsen | vc Drehen | Hinweis |
|---|---|---|---|
| Baustahl | 150–250 m/min | 150–250 m/min | Unkompliziert, moderate Schneidenbelastung |
| Automatenstahl | 180–300 m/min | 200–350 m/min | Ideal für Drehteile, kurzbrechende Späne |
| Vergütungsstahl | 80–150 m/min | 100–180 m/min | Hohe Schneidkräfte, stabile Aufspannung |
| Werkzeugstahl | 40–100 m/min | 60–120 m/min | CBN oder Keramik bei gehärtetem Zustand |
Praxis-Tipp: Automatenstahl (11SMnPb30) ist der wirtschaftlichste Drehwerkstoff. Die Bleizusätze verbessern den Spanbruch drastisch. Für neue Projekte immer prüfen, ob Automatenstahl ausreicht.
Wärmebehandlung und Nachbearbeitung
Viele Stahlbauteile erfordern eine Wärmebehandlung nach oder zwischen CNC-Bearbeitungsschritten:
- Vergüten — Härten + Anlassen für definierte Festigkeit (z.B. C45 auf 58–62 HRC)
- Einsatzhärten — Aufkohlen + Härten der Randschicht (0,5–1,5 mm). Kern bleibt zäh.
- Nitrieren — Stickstoff-Diffusion für Oberflächenhärte ohne Verzug
- Spannungsarmglühen — Nach dem Schruppen, vor dem Schlichten (500–600°C)
Wir koordinieren Wärmebehandlungen über unser Partnernetzwerk und bearbeiten danach fertig — alles aus einer Hand.
Oberflächenbehandlung und Korrosionsschutz
Stahl rostet ohne Schutz — die richtige Oberflächenbehandlung ist entscheidend:
| Verfahren | Schichtdicke | Anwendung |
|---|---|---|
| Brünieren | 1–2 µm | Leichter Korrosionsschutz + dunkle Optik. Günstigste Option. |
| Verzinken (galvanisch) | 5–25 µm | Standard-Korrosionsschutz für Maschinenteile. Mit Chromatierung (blau, gelb, schwarz). |
| Vernickeln (chemisch) | 10–50 µm | Gleichmäßige Beschichtung auch in Bohrungen. Verschleißschutz + Maßhaltigkeit. |
| Pulverbeschichten | 60–120 µm | RAL-Farben, robust, UV-beständig. Für Gehäuse und Verkleidungen. |
| Phosphatieren | 5–15 µm | Haftgrund für Lacke, leichter Korrosionsschutz, Gleitfähigkeit. |
| Hartverchomen | 10–100 µm | Extrem verschleißfest (HV 1000). Für Wellen, Kolben, Führungen. |
Wichtig: Bei Teilen mit engen Toleranzen (h6, H7) die Schichtdicke vor der Beschichtung in der CNC-Bearbeitung berücksichtigen. Wir stimmen die Endmaße auf die geplante Beschichtung ab.
Werkstoffauswahl-Guide
Die richtige Stahlsorte spart Bearbeitungszeit und Kosten:
| Anwendung | Empfohlener Stahl | Warum? |
|---|---|---|
| Serien-Drehteile (Bolzen, Buchsen) | 11SMnPb30 | Automatenstahl: beste Zerspanbarkeit, kurze Späne |
| Hochbelastete Wellen | 42CrMo4 | Vergütungsstahl: höchste Festigkeit + Zähigkeit |
| Zahnräder (gehärtet) | 16MnCr5 | Einsatzstahl: harte Randschicht, zäher Kern |
| Universelle Konstruktionsteile | S355J2 | Baustahl: gutes Preis-Leistungs-Verhältnis, schweißbar |
| Rändelhülsen, Stifte | C45 | Vergütungsstahl: härtbar, günstig, universell |
| Werkzeuge, Stempel | 1.2379 | Werkzeugstahl: extrem verschleißfest, härtbar bis 62 HRC |
Tipp: Wenn die Funktion es zulässt, Automatenstahl statt Baustahl verwenden. Die deutlich bessere Zerspanbarkeit spart 20–40% Bearbeitungszeit — das kompensiert den leicht höheren Materialpreis.
Branchen und Anwendungsbeispiele
- Maschinenbau — Wellen, Achsen, Bolzen, Buchsen, Gestellteile. Das Fundament jeder Maschine ist aus Stahl.
- Automobilindustrie — Getriebeteile, Antriebswellen, Kurbelwellen. Vergütungsstahl für höchste Belastungen.
- Werkzeugbau — Stempel, Matrizen, Schnittplatten, Führungssäulen. Werkzeugstahl für extreme Verschleißfestigkeit.
- Bauindustrie — Verbindungselemente, Ankerplatten, Konsolen. Baustahl für wirtschaftliche Lösungen.
- Energietechnik — Wellen für Generatoren, Pumpenteile, Ventilsitze. Hochfester Stahl für Dauerbetrieb.
- Landmaschinenbau — Bolzen, Achsen, Verschleißteile. Robuste Teile für raue Einsatzbedingungen.
Häufig gestellte Fragen
Welcher Stahl eignet sich am besten für CNC-Drehteile?
Automatenstahl 11SMnPb30 — er lässt sich mit hohen Schnittgeschwindigkeiten drehen und bildet kurze, gut brechende Späne. Ideal für Serienteile auf Drehmaschinen mit Stangenlader.
Was ist der Unterschied zwischen S235 und S355?
S235 hat eine Mindeststreckgrenze von 235 MPa, S355 von 355 MPa. S355 ist fester, aber auch teurer und etwas schwerer zu zerspanen. Für rein statische Bauteile reicht oft S235.
Kann gehärteter Stahl CNC-bearbeitet werden?
Ja, bis ca. 62 HRC mit CBN-Werkzeugen (Hartdrehen/Hartfräsen). Über 62 HRC ist Schleifen oder Erodieren nötig. Das Hartdrehen kann in vielen Fällen das Schleifen ersetzen.
Was kostet CNC-Bearbeitung von Stahl?
Stahl ist der wirtschaftlichste Metallwerkstoff. Typische Stückpreise für Drehteile: 15–100 € (Einzelteil), 5–40 € (Kleinserie). Automatenstahl ist am günstigsten, Werkzeugstahl am teuersten. Fordern Sie ein konkretes Angebot an.
Welcher Korrosionsschutz für Stahlteile?
Am gängigsten: galvanisches Verzinken (blau/gelb/schwarz chromatiert). Für höhere Anforderungen: chemisch Vernickeln oder Pulverbeschichten. Für Verschleißschutz: Hartverchomen oder Nitrieren.
Was ist der Unterschied zwischen C45 und 42CrMo4?
C45 ist ein unlegierter Vergütungsstahl (700 MPa), günstig und vielseitig. 42CrMo4 ist legiert (1000+ MPa), zäher bei gleicher Härte und für höchste dynamische Belastungen geeignet. 42CrMo4 kostet ~30% mehr, lohnt sich aber bei hochbelasteten Teilen.
Welche Toleranzen sind bei Stahl-Drehteilen möglich?
Standard: ±0,05 mm. IT7-Passungen (h7, H7) im Standard. IT6-Passungen (h6) für Wellen und Lagersitze. Auf unserer DMG MORI NLX 2000 sind Toleranzen bis IT5 reproduzierbar möglich.
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