Machinability enhancement of non-leaded free cutting steels

Essel, Ingo; Klocke, Fritz

doi:HT014867556

Machinability enhancement of non-leaded free cutting steels = Verbesserung der Zerspanbarkeit von bleifreien Automatenstählen

Essel, Ingo (Author)

2006

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Ingo Essel

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2006

UmfangVII, 137 S. : Ill., graph. Darst.

ReiheBerichte aus der Produktionstechnik ; 2006,17

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2006

Genehmigende Fakultät
Fak04

Hauptberichter/Gutachter
Klocke, Fritz (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2006-05-22

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-15769
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/52373/files/Essel_Ingo.pdf

Einrichtungen

Fakultät für Maschinenwesen (400000)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Ingenieurwissenschaften (frei) ; Spanende Bearbeitung (frei) ; Automatenstahl (frei) ; Vergütungsstahl (frei) ; Einsatzstahl (frei) ; Drehen (frei) ; Spanbildung (frei) ; Werkzeugverschleiß (frei) ; Blei (frei) ; Bismut (frei) ; Zinn (frei) ; Metal Cutting (frei) ; Machinability (frei) ; Tool Wear (frei) ; Chip Formation (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 620

Kurzfassung
Jahrzehnte lang wurden Automaten-, Einsatz- und Vergütungsstählen geringe Mengen an Blei zugefügt, mit dem Ziel die Zerspanbarkeit zu verbessern. Die Verbesserung der Zerspanbarkeit äußert sich in geringem Werkzeugverschleiß, kurzbrechenden Spänen, hohen Oberflächengüten und niedrigen Zerspankräften. Die Altautoverordnung der EU sieht ein Verbot für das Recycling von schwermetallhaltigen Fahrzeugteilen vor, wobei aktuell noch eine Ausnahmeregelung für Stähle mit bis zu 0,35% Blei besteht. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, inwieweit eine Änderung der Legierungszusammensetzung von Automatenstählen dazu beitragen kann, auf Blei als Element zur Verbesserung der Zerspanbarkeit zu verzichten. Die Zerspanbarkeit unterschiedlich legierter Automatenstähle, Vergütungsstähle und Einsatzstähle wird analysiert. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Trockenbearbeitung von Automatenstählen des Typs 11SMn30. Die Beurteilung der Zerspanbarkeit der unterschiedlich legierten Werkstoffvarianten erfolgt anhand der Kriterien Zerspankraft, Oberflächengüte, Verschleiß und Spanform, wobei der Einfluss von Schnittbedingungen, Werkzeugbeschichtung und Kühlschmierstoff beschrieben wird.

For decades free cutting steels have been alloyed with lead in order to improve machinability. Enhanced machinability is characterised by low tool wear, short breaking chips, high surface quality and low cutting forces. Although the lead content in steels is comparably low, leaded steels are under threat for environmental reasons. The EU-directive on end-of-life vehicles generally prohibits the use of lead for machinability enhancement but currently an exception for steels alloyed with up to 0.35% lead exists. Within the present work it was investigated if alternative alloying elements are capable of substituting for lead in terms of machinability. The machinability of different alloyed free cutting, carbon and case carburising steels was analysed. Thereby, it was focussed on dry machining of free cutting steels (grade 11SMn30). The evaluation of machinability was carried out by the criteria cutting force, surface quality, tool wear and chip form. The influence of cutting parameters, tool coating and cutting fluid was described.

OpenAccess:
PDF
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