Duplex-Edelstahl zerspanen: womit Sie rechnen sollten
Duplex-Stähle verbinden hohe Festigkeit mit guter Korrosionsbeständigkeit – und verlangen in der Zerspanung einiges ab. Was sich gegenüber austenitischem Edelstahl ändert und wie Sie es einplanen.
Das Wichtigste in Kürze
- Duplex (1.4462/2205, 1.4410/2507): etwa doppelte Dehngrenze von 316L, höhere Korrosionsbeständigkeit.
- Herausforderungen in der Zerspanung: Kaltverfestigung, höhere Schnittkräfte, schnellerer Werkzeugverschleiß, zähe Späne.
- Einplanen: steife Aufspannung, scharfe positive Werkzeuge, niedrigere Schnittgeschwindigkeiten und Hochdruckkühlung.
- Sorte (und, falls gefordert, Ferritgehalt) im Zeugnis prüfen; bei Bedarf per Spektrometer verifizieren.
Was Duplex ist
Duplex-Edelstähle haben ein Mischgefüge aus etwa gleichen Anteilen Austenit und Ferrit. Gängige Sorten sind 1.4462 (UNS S31803/S32205, „2205“), der Lean-Duplex 1.4162 (S32101) und der Superduplex 1.4410 (S32750, „2507“). Sie bieten etwa die doppelte Dehngrenze austenitischer Sorten wie 1.4404 (316L) und eine höhere Beständigkeit gegen Lochfraß und Spannungsrisskorrosion – deshalb spezifizieren Hersteller von Pumpen, Armaturen, Lebensmittel- und Offshore-Anlagen sie.
Wie sich Duplex in der Zerspanung verhält
| Effekt | Im Vergleich zu 316L | Folge |
|---|---|---|
| Festigkeit | Höhere Dehngrenze und Zugfestigkeit | Höhere Schnittkräfte; steife Aufspannungen nötig |
| Kaltverfestigung | Ausgeprägt, mindestens vergleichbar mit 316L | Reiben und Verweilen vermeiden; konstante Spanungsdicke halten |
| Wärme im Schnitt | Konzentriert sich an der Schneide | Schnellerer Werkzeugverschleiß; die Kühlstrategie ist entscheidend |
| Spanbildung | Zähe, lange Späne | Spanformgeometrien und angepasste Vorschübe |
| Standzeit | Kürzer bei gleicher Schnittgeschwindigkeit | Niedrigere Schnittgeschwindigkeiten, häufigere Werkzeugwechsel |
Was sich bewährt hat
- Steife Vorrichtungen und kurze Werkzeugauskragungen
- Scharfe, positive Schneidengeometrien mit Schneidstoffsorten und Beschichtungen für nichtrostende Stähle (ISO M)
- Schnittgeschwindigkeiten unterhalb der Werte für austenitische Sorten, mit Vorschüben, die hoch genug sind, um unter der kaltverfestigten Schicht zu schneiden
- Hochdruck-Innenkühlung durch das Werkzeug, wo möglich
- Gleichlauffräsen und Werkzeugbahnen mit konstantem Eingriff
- Standzeitmanagement, damit Schneiden gewechselt werden, bevor sie reiben
Prüfung
Die Eigenschaften von Duplex hängen vom richtigen Phasenverhältnis ab. Werkstoffzeugnisse sollten die Sorte und – sofern gefordert – den Ferritgehalt ausweisen. Auf Wunsch lässt sich die chemische Zusammensetzung vor der Bearbeitung per Spektrometer prüfen. Die Rauheit produktberührter Flächen wird mit einem Rauheitsmessgerät gemessen.
Was das für die Kosten bedeutet
Rechnen Sie mit längeren Bearbeitungszeiten und höheren Werkzeugkosten als bei 316L, dazu mit höheren Werkstoffkosten. Eine gute Konstruktion hilft: großzügige Innenradien, moderate Taschentiefen und Toleranzen, die sich auf Funktionsmerkmale konzentrieren, halten Duplex-Teile bezahlbar. Siehe unseren Leitfaden zur Tolerierung und Werkstoffe.
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