Welches Aluminium wird zum Drehen verwendet?
Generell ist die spanende Bearbeitung von Aluminium nach verschiedensten Verfahren möglich, was das Drehen des Leichtmetalls mit einschließt. Dabei kommen höhere Schnittgeschwindkeiten und geringere Schnittkräfte zum Einsatz, als es etwa beim Drehen von Stahl der Fall ist. Wie gut rotationssymmetrische Aluprofile spanbar sind, hängt ganz von dessen Eigenschaften ab, wie zum Beispiel der Reinheit oder der Legierungszusammensetzung.
Da Reinaluminium wie auch niedriglegierte Knetlegierungen bei der spanenden Bearbeitung „schmieren“ und langspanend sind, finden sie keine industrielle Anwendung. Grundsätzlich lässt sich daher sagen: Je höher die Festigkeit des Aluminiums, desto besser das Verhalten beim Drehen. Ideal sind deshalb kaltverfestigte oder ausgehärtete Aluminiumlegierungen.
Ausgehärtete und kaltverfestigte Aluminiumlegierungen
Reines Aluminium eignet sich nicht zum Drehen aufgrund seiner physikalischen Eigenschaften. So besitzt es eine Zugfestigkeit von 45 N/mm2, während diese bei Legierungen hingegen bis zu 570 N/mm2 betragen kann. Ebenso ist der Schmelzpunkt von Reinaluminium mit 660,4 °C zum Drehen zu niedrig angesiedelt. Doch schon bevor die Schmelztemperatur durch die hohen Drehzahlen erreicht wird, können sich Verformungen im Material bilden.
Anders sieht es jedoch mit ausgehärtetem und kaltverfestigtem Aluminium aus, das mit zunehmender Festigkeit ein immer besser werdendes Spanverhalten zeigt. Hier wird eine störungsfreie, problemlose Spanafuhr bei hohen Spanleistungen ermöglicht. Da die RoHS-Richtlinien jedoch einen Bleianteil von mehr als 0,4 % in Aluminiumlegierungen untersagen, wurden Drehereien vor die Herausforderung gestellt, Ersatzlegierungen anzubieten, die preislich höher angesiedelt sind als etwa die Automatenqualität AlCuMgPb.
Als Schneidwerkzeuge dienen in der Regel Schnellarbeitsstähle und Hartmetalle, während Diamantwerkzeuge zur für Feinstbearbeitung verwendet werden. Um die Schneidgeometrie exakt einzuhalten, sollten die Werkzeuge maschinell geschliffen werden, während mittels guter Schmierungund Kühlung eine optimale Wärmeabfuhr und Reibungsminderung erzielt wird.
Weitere Informationen zu Aluminiumlegierungen
Wie bereits erwähnt, hängt die Eignung zum Drehen von Aluminium maßgeblich von den Legierungszusätzen des Metalls ab und mit zunehmender Festigkeit verbessern sich die Dreheigenschaften. Aluminiumlegierungen werden entsprechend der Norm EN 573-3/4 in Gruppen mit vierstelligen Nummern eingeteilt, während in der Typenbezeichnung der Aluminium Association die Kürzel der jeweiligen chemischen Elemente zum Einsatz kommen.
So beginnen die Bezeichnungen bei Aluminiumlegierungen die Typenbezeichnungen logischerweise mit dem Kürzel des Hauptbestandteils Al, gefolgt von den weiteren Legierungselementen in absteigender Reihenfolge des jeweiligen prozentualen Anteils. Unterschieden wird außerdem zwischen Knet- und Gusslegierungen. Zur spanenden Bearbeiten auf einer Drehmaschine eignen sich Gusslegierungen wie zum Beispiel
- AlSi
- AlSiMg
- AlSiCu
- AlCuTi
- AlMg
Es können aber auch naturharte und aushärtbare Knetlegierungen verwendet werden, zum Beispiel AlMg, AlMn, AlMgMn und AlSi. Bei den aushärtbaren Legierungen, deren Festigkeit durch verschiedene Verfahren im Vorfeld gesteigert wird, finden die Legierungen AlCuMg, AlMgSi, AlZnMgCu und AlCuMG ihre Verwendung.
Die Metalle Magnesium (Mg) und Kupfer (Cu) erhöhen als Legierungszusätze die Festigkeit des Aluminiums, senken jedoch dessen Umformbarkeit. Magnesium als Legierungszusatz besitzt außerdem den Vorteil, dass es bei richtiger Wärmebehandlung die Korrosionsbeständigkeit der Aluminiumlegierung deutlich verbessert.
