Grundwerkstoffe für Gewindebohrer
Ein wichtiger Faktor für das Gelingen der Arbeit und die Langlebigkeit des Werkzeugs ist das Material, aus dem Gewindebohrer hergestellt sind. Der Stahl, der zur Fertigung verwendet wird, muss eine gute Resistenz gegen Verformung, eine hohe Bruchsicherheit und ein optimales Verschleißverhalten aufweisen.
Gute Gewindebohrer sind aus Schnellarbeitsstahl
Die Stähle, die als Grundwerkstoff für hochwertige Gewindebohrer und andere Zerspanungswerkzeuge dienen, gehören alle zur Gruppe der Hochleistungsschnellarbeitsstähle. Nach der englischen Bezeichnung High Speed Steel werden diese auch mit HSS abgekürzt. Es handelt sich um hochlegierte Werkzeugstähle, die hart genug sind, hohen Temperaturen ohne plastische Veränderung zu widerstehen und gleichzeitig zäh genug, um auch bei hoher Belastung nicht zu brechen. HSS lässt sich außerdem im weichgeglühten Zustand gut bearbeiten und im gehärteten Zustand problemlos schleifen. Dadurch lassen sich auch komplexe Geometrien, wie sie bei einem Gewindebohrer notwendig sind, präzise erzeugen und stumpf gewordene Werkzeuge können zudem problemlos nachgeschliffen werden.
Unterschiede zwischen HSS, HSSE und HSSE-PM
Die Gruppe der Hochleistungsschnellarbeitsstähle lässt sich nach Legierung und Herstellungsverfahren in weitere Untergruppen unterteilen, deren Eigenschaften perfekt auf bestimmte Schneidfälle abgestimmt sind. Für Gewindebohrer verwendet werden vor allem HSS, HSSE und HSSE-PM.
HSS
Bei HSS handelt es um die Grundform des Werkstoffs Schnellarbeitsstahl. Durch die Kombination der Legierungselemente Chrom, Wolfram, Vanadium, Molybdän und Kobalt in verschiedenen Konzentrationen und Zusammensetzungen lassen sich die gewünschten Eigenschaften steuern. Steht auf dem Gewindebohrer HSSG als Grundwerkstoff, so weist das auf eine geschliffene Bohrspitze hin, die Präzision und Standzeit verbessert.
HSSE
HSSE verweist auf eine Sorte Schnellarbeitsstahl mit besonderem Fokus auf dem Legierungselement Kobalt. Der Kobaltgehalt hat Einfluss auf die Warmfestigkeit des Schnellarbeitsstahls; Stahlsorten mit hohem Anteil an Kobalt verfügen also über eine höhere Härte, Warmhärte und Anlassbeständigkeit. HSSE hat einen Kobaltgehalt von 5% bis 8% und ist für besonders harte und schwer zu zerspanende Werkstoffe geeignet. HSSE hat jedoch auch Nachteile, allen voran die abnehmende Zähigkeit, die mit einer höheren Bruchgefahr einhergeht. Daher sollten Gewindebohrer aus HSSE nur dann verwendet werden, wenn der zu bearbeitende Werkstoff es tatsächlich notwendig macht. Eine Variante von HSSE mit zusätzlich erhöhtem Vanadiumanteil für eine weitere Steigerung der Härte wird als HSSE-V3 bezeichnet.
HSSE-PM
Der Zusatz PM beschreibt keine Legierungselemente, sondern das Herstellungsverfahren. Während HSS üblicherweise im schmelzmetallurgischen Verfahren erzeugt wird, kommt bei HSSE-PM die pulvermetallurgische Herstellung zum Einsatz. Der flüssige Stahl wird dabei erst verdüst und dann gepresst. So entsteht ein Werkstoff, der besonders homogen ist. Zudem können mit der pulvermetallurgischen Herstellung höhere Legierungsanteile erreicht werden. PM-Stähle sind sehr verschleiß- und druckbeständig, haben eine hohe Warmhärte und zeichnen sich gleichzeitig durch hohe Zähigkeit und eine gute Bearbeitbarkeit aus.